添加链接描述# 介绍斯坦福机器狗 Stanford Doggo 走路、慢跑、跳舞、跳跑、跳舞、跳舞等动作,偶尔也可以表演后空翻。
机械结构组成
- 同轴机制 同轴机制(coaxial mechanism)它将驱动每条腿的运动能力,无论是小跑还是跳跃。同轴机制也是机器人中最复杂的机制和模块。
- 腿部:Doggo具有四个SCARA风格的2DOF腿。每条腿都是五连杆机构,两个上连杆由同轴驱动。腿部连接是由同轴驱动的。Big Blue Saw水刀切割而成。
- 关节:对于每个关节,在连杆上有两个彼此相邻堆叠的深沟球轴承,而一个肩螺栓穿过它们,并旋入相对的连杆中。
- 脚:机器人脚是我们用的3D由两部分模具制成的硅胶片。
- 框架:每侧有两个4mm碳纤维面板由两个1/32英寸5052铝金属板连接。用水刀切割这些钣金零件,然后用手折叠。
- 电子产品:Doggo有四个v3.5、48V OD rive,两条腿安装在碳纤维侧板上。坐在中间的2mm有一个碳纤维板Teensy 3.5,一个Sparkfun BNO080 IMU和一个5mW Xbee。Teensy四个独立的UART线与ODrive通信,每一个UART工作波特率为5万。配电板下面有两个10000mah 6s Tattu锂电池放在那里。每个电机都有一个AS5047P跟踪电机角度的编码器。 Doggo有四个v3.5、48V ODrives,两条腿安装在碳纤维侧板上。mm有一个碳纤维板Teensy 3.5,一个Sparkfun BNO080 IMU和一个5mW的Xbee。 Teensy通过四条独立的UART线与ODrives对话,每条线的工作频率为5万波特。在这个板块下,有配电板和一个Gigavac P105 Mini-Tactor因此,可以使用外部继电器ESTOP关闭机器人电源。Doggo还有两个1000mah 6s Tattu锂电池。 它的工作方式是在碳纤维侧板上安装两个TMotor MN5212电机。这些电机每秒重复计算8000次,通过感应机器人外力的电机来确定每条腿应该施加多少力和扭矩。 团队还增加了一个3D外同轴管用两个轴承固定。 两个电机通过16T皮带轮和48T皮带轮之间GT2皮带将动力传递给同轴轴,无根皮带6mm宽,间距3mm间距。 由于预算有限,团队没有使用现成的滑轮,而是使用Xometry SLS服务是自己打印的。但必须明确调整Xometry SLS服务,如果零件以一定角度打印,滑轮齿的几何形状会因偏角而变形。 在滑轮上方有一个水刀铝支架以保持皮带张力,防止在高扭矩情况下跳脱。接下来,找到支架的最佳中心距离是一件非常痛苦的事情。因为电机和小滑轮之间连接处的斜坡,以及较大滑轮和轴之间连接处的斜坡,意味着顶部支架的中心距离必须比皮带供应商规定的标称中心距离(SDP-SI)大0.5mm。 这种组装最大的问题是皮带张力越高,摩擦阻力越大。高摩擦意味着电机的跟踪性能越差,对触摸事件的敏感性越弱。该团队正在积极研究同轴组件中更光滑、更准确的机械加工滑轮和更少的倾斜。 关键部件 Doggo有四条SCARA风格的2DOF腿。SCARA风格意味着每条腿有五个连杆,两个上连杆由同轴驱动。 实际的腿部连接是Big Blue Saw水刀切割,这是一个很好的在线服务,水射流部件足够准确,不需要钻轴承。 对于每个关节,连杆上有两个相邻的深沟球轴承,肩螺栓穿过并拧入相对的连杆。 机器人的脚使用3D由模具制成的两部分硅胶片。 控制软件 Doggo软件也比较简单。只要有一台状态机器在不同的行为之间翻转(如小跑、跳跃等)。 对于每一种行为,对于四种行为ODrive发送不同的位置命令和增益。还有一些辅助线程,比如一个IMU一个用于记录来自测量ODrives另一个遥测用于通过Xbee命令等。 机器人通过四个ODrive驱动器指挥不同的正弦开环轨迹行走、小跑、绕圈等。腿部轨迹由两条半正弦曲线组成,下图显示橙色和紫色。 通过改变正弦曲线的几何参数、虚拟腿部顺应性以及腿部穿过每个正弦曲线段的持续时间以产生不同的步态。 如果你也想根据设计图纸自己做一个Doggo,需要注意的是,团队开发了自定义的二进制UART协议发送和接收数据。参考协议的具体内容: https://github.com/Nate711/Doggo/blob/master/lib/ODriveArduino/ODriveArduino.cpp Stanford Doggo进一步规划 “Extreme Mobility”团队领队Patrick Slade我们希望提供一个任何人都可以建立的基线系统。例如,如果你想从事搜索和救援工作,你可以给它Doggo安装传感器,然后修改现有代码,可以爬上岩石堆或挖洞,或者拿东西等等。 Extreme Mobility斯坦福大学航空航天助理教授Zachary Manchester第二个机器人探索实验室合作Stanford Doggo测试新的控制系统。 团队还完成了一个比例Stanford Doggo大一倍的机器人可以携带大约6公斤的设备。它的名字是Stanford Woofer。