每一年大學(xué)生們的機(jī)器人大賽，都邑讓人看得豪情磅礴。一群乳臭未干的大學(xué)生，自身親手搭建機(jī)器人，并在賽場(chǎng)上縱情揮灑汗水取豪情的場(chǎng)景都邑讓無(wú)數(shù)人動(dòng)容。而本年的Robocon大賽，因?yàn)樗淖銠C(jī)器人賽題的插足，顯得尤其美觀。此中來(lái)源于哈爾濱工業(yè)大學(xué)的四足機(jī)器人便深深吸引了我的目光。
近年來(lái)，由于種種原因，四足機(jī)器人成為許多高校取公司爭(zhēng)相研發(fā)的機(jī)器人項(xiàng)目。此中一些外洋公司取高校的明星產(chǎn)物，一再刷爆我們的朋友圈。但取之對(duì)照我們掌握到的中國(guó)四足卻很少，所幸的是本年Robocon2019賽題中便有一項(xiàng)關(guān)于四足機(jī)器人的角逐，由浩繁參賽的團(tuán)隊(duì)中還讓我們看到了中國(guó)大門生在發(fā)明四足機(jī)器人的才能上是完整不輸外洋門生的。
正在角逐中，來(lái)源于哈工大競(jìng)技機(jī)器人隊(duì)的四足機(jī)器人行動(dòng)機(jī)動(dòng)、速度驚人，并獲得了全國(guó)季軍，馬術(shù)單項(xiàng)賽競(jìng)速組冠軍的好成績(jī)。下面就讓我們一同來(lái)看一下來(lái)源于哈工大的四足機(jī)器人。
哈工大競(jìng)技機(jī)器人隊(duì)
哈工大我們自是不用過(guò)量引見(jiàn)，這所擁有近百年汗青的中國(guó)雙一流大學(xué)，正在浩繁學(xué)科行業(yè)的進(jìn)獻(xiàn)取排名我們皆昭然若揭，是一眾莘莘學(xué)子們可望而不可及的海內(nèi)頂級(jí)學(xué)府。
在這里所黌舍中，還成長(zhǎng)著一支很是優(yōu)異的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)——哈工大競(jìng)技機(jī)器人隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)成立于2002年，由哈爾濱工業(yè)大黌舍團(tuán)委的指點(diǎn)和組織，齊校各專業(yè)門生志愿報(bào)名到場(chǎng)構(gòu)成。該團(tuán)隊(duì)經(jīng)由18年的技能沉淀，建立了機(jī)器，操縱，硬件，傳感等齊面齊自立的技能體系。到場(chǎng)亞太大門生機(jī)器人大賽robocon，齊國(guó)大門生機(jī)器人大賽robomaster，icradji人工智能挑戰(zhàn)賽等國(guó)內(nèi)外機(jī)器人賽事，和其他各種立異創(chuàng)業(yè)賽事，取得了屢次冠軍和齊國(guó)一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)。
哈工大四足機(jī)器人“踩浪”
Robocon比賽是亞洲播送團(tuán)結(jié)會(huì)在2002年倡議的一個(gè)大學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)意和建造比賽。比賽每一年公布一個(gè)新規(guī)矩，需求參賽者綜合使用機(jī)器、電子、掌握等技術(shù)手段完成規(guī)矩設(shè)置的使命，可以說(shuō)是本科階段最高機(jī)器人賽事。作為高技術(shù)門坎的機(jī)器人比賽平臺(tái)，自2002年來(lái)，已勝利舉辦了16屆，海內(nèi)先后有百余所院校積極加入，很多年以來(lái)參賽的同窗親熱的將之稱為蘿卜坑。
本年，Robocon2019賽題中，此中一部分要求是制造一個(gè)四足機(jī)器人，須要實(shí)現(xiàn)直線，轉(zhuǎn)彎，越障，過(guò)繩，上坡等功能。哈工大機(jī)器人對(duì)的隊(duì)員們針對(duì)賽題，正在機(jī)器節(jié)制和硬件上展開了8個(gè)多月的研發(fā)事情。終究完成了一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)跳躍和高速奔馳的通用四足機(jī)器人“踩浪”。
“踩浪”在戶外挪動(dòng)
顛末幾輪的設(shè)計(jì)迭代，“踩浪”被設(shè)計(jì)為并聯(lián)的8自由度四足機(jī)器人，并搭載了視覺(jué)體系，經(jīng)由過(guò)程辨認(rèn)園地中元素，得到本身位置信息。機(jī)器取硬件團(tuán)體本錢還控制在了1萬(wàn)元人民幣擺布。
收到指令后，撒鴨子就跑的“踩浪”
機(jī)器上，“踩浪”的每條腿運(yùn)用并聯(lián)構(gòu)型，雖然并聯(lián)構(gòu)型正在事情空間和尺寸上有優(yōu)勢(shì)，但是正在著力和速度上較串連構(gòu)型有上風(fēng)，這類計(jì)劃十分合適機(jī)電性能較差的前提。與此同時(shí)采用了主流的低減速比搭配大扭矩?zé)o刷機(jī)電的驅(qū)動(dòng)計(jì)劃。
考慮本錢題目，團(tuán)隊(duì)利用了一級(jí)齒輪傳動(dòng)，大齒輪利用尼龍齒圈小齒輪利用鋁合金齒輪，終極實(shí)現(xiàn)了5.8:1的減速比。雖然8自由度計(jì)劃，沒(méi)法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人全向挪動(dòng)，然則根據(jù)差動(dòng)轉(zhuǎn)向的體例，充足滿意現(xiàn)實(shí)需求。
“踩浪”快速上坡
掌握上，運(yùn)用stm32取FPGA作為掌握算法的硬件平臺(tái)，經(jīng)過(guò)自行設(shè)計(jì)制造的有感FOC驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電的力矩掌握，并運(yùn)用阻抗掌握方式實(shí)現(xiàn)了腿足的主動(dòng)柔順結(jié)果。正在四足逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃足端軌跡，正在視覺(jué)信息的引誘下，終極全自動(dòng)地完成角逐。運(yùn)用IMU反應(yīng)干姿勢(shì)穩(wěn)固掌握，并正在腿足上安裝壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)。
“踩浪”跳躍障礙物
視覺(jué)分揀機(jī)器人應(yīng)用視覺(jué)上，運(yùn)用Intel微型電腦作為處置懲罰平臺(tái)，傳感器運(yùn)用華碩XtionProLive深度相機(jī)，取270度舵機(jī)連系，實(shí)現(xiàn)對(duì)賽場(chǎng)環(huán)境的多方位掃描。算法層面以PointCloudLibrary及OpenCV等開源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)為底子，對(duì)深度相機(jī)收集的園地特點(diǎn)開展辨認(rèn)闡發(fā)，獲得機(jī)器人當(dāng)前的絕對(duì)位置，引導(dǎo)機(jī)器人行進(jìn)及完成特定舉措；經(jīng)由過(guò)程三維點(diǎn)云取二維圖象的連系取轉(zhuǎn)換，放慢算法速度，進(jìn)步辨認(rèn)服從。
登頂剎時(shí)
下面讓我們觀賞一下有關(guān)“踩浪”機(jī)器人的競(jìng)賽實(shí)況：
桌面級(jí)12自由度四足機(jī)器人
自動(dòng)播種分揀機(jī)器人別的，正在備賽時(shí)代，出于對(duì)12自由度四足的興致和宣揚(yáng)須要，該團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)造作了一款桌面級(jí)的四足機(jī)器人。能夠?qū)崿F(xiàn)齊向挪動(dòng)和機(jī)體六自由度控造，并基于IMU做了地形適應(yīng)和自穩(wěn)固功用。動(dòng)力一些利用12個(gè)總線舵機(jī)，機(jī)體接納齊3D打印布局。
小型桌面四足機(jī)器人
這款小四足相比前面的大家伙好像更可愛(ài)了一點(diǎn)，并且還實(shí)現(xiàn)了種種功效，看上去真想自身做一個(gè)養(yǎng)正在家里呢！
小狗MU自穩(wěn)
小狗地形順應(yīng)
小狗全向挪動(dòng)
小狗姿勢(shì)節(jié)制
并且團(tuán)隊(duì)還將這款桌面級(jí)的四足機(jī)器人的建造教程宣布到了網(wǎng)上，輕易愛(ài)好四足機(jī)器人的同硯本人著手完成。
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