每一(yi)年大學生們的(de)(de)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)大賽，皆會讓人(ren)(ren)(ren)看(kan)得(de)豪情磅礴(bo)。一(yi)群初出(chu)茅廬的(de)(de)大學生，本人(ren)(ren)(ren)親手搭建機(ji)器人(ren)(ren)(ren)，并正在賽場上恣(zi)意揮灑汗水(shui)與豪情的(de)(de)場景皆會讓有數(shu)人(ren)(ren)(ren)動容。而本年的(de)(de)Robocon大賽，因為四(si)(si)足(zu)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)賽題的(de)(de)參加，顯(xian)得(de)尤其(qi)悅目。此中(zhong)來自哈爾濱工業大學的(de)(de)四(si)(si)足(zu)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)便深(shen)深(shen)吸引了我的(de)(de)目光(guang)。

近幾年(nian)(nian)來，因(yin)為種種原因(yin)，四足機(ji)器(qi)(qi)人(ren)成為良多高校(xiao)與(yu)(yu)公司爭相(xiang)研發(fa)的(de)(de)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)名目。此中(zhong)一些外洋公司與(yu)(yu)高校(xiao)的(de)(de)明(ming)星產物(wu)，反復刷爆(bao)咱們(men)的(de)(de)朋(peng)友圈。但與(yu)(yu)之比(bi)照咱們(men)相(xiang)識到(dao)的(de)(de)海內四足卻很少，所幸(xing)的(de)(de)是(shi)本(ben)年(nian)(nian)Robocon2019賽題(ti)中(zhong)便有一項(xiang)對于四足機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)角逐(zhu)，從浩(hao)繁參(can)賽的(de)(de)團(tuan)隊中(zhong)也讓咱們(men)看到(dao)了中(zhong)國大學(xue)生正(zheng)在締造四足機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)才(cai)能(neng)上是(shi)完整不輸(shu)外洋門生的(de)(de)。

正(zheng)在角逐(zhu)中(zhong)，來(lai)(lai)自(zi)哈(ha)工大競(jing)技機器人隊的四(si)足機器人舉措靈(ling)巧、速率驚人，并取得了天下季軍，馬術單項(xiang)賽競(jing)速組冠(guan)軍的好結(jie)果。上面(mian)就讓咱們一路來(lai)(lai)看一下來(lai)(lai)自(zi)哈(ha)工大的四(si)足機器人。

哈工大競技機器人隊

哈工大咱們自是沒必要(yao)過多(duo)先容，那一切著(zhu)遠百(bai)年(nian)汗青的(de)中(zhong)國(guo)單一流大學(xue)，正在浩繁(fan)學(xue)科(ke)范疇(chou)的(de)奉(feng)獻與(yu)排名咱們皆(jie)引人注目，是一眾莘(xin)莘(xin)學(xue)子們可望而不可即的(de)海內頂(ding)級學(xue)府。

正在那所黌舍(she)中，也生(sheng)長著一支十分優異的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)團(tuan)(tuan)隊(dui)——哈(ha)工大競技機(ji)(ji)(ji)器人(ren)隊(dui)。該(gai)(gai)團(tuan)(tuan)隊(dui)建立于2002年(nian)，由哈(ha)爾(er)濱工業(ye)(ye)大學(xue)校(xiao)團(tuan)(tuan)委的(de)(de)指點(dian)跟組織，全校(xiao)各專業(ye)(ye)門生(sheng)強迫報名列入(ru)構成。該(gai)(gai)團(tuan)(tuan)隊(dui)顛(dian)末18年(nian)的(de)(de)技巧沉淀，樹(shu)立了機(ji)(ji)(ji)器，節(jie)制，硬(ying)件，傳感等(deng)周(zhou)全齊自立的(de)(de)技巧系統。介入(ru)亞(ya)太大學(xue)生(sheng)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)大賽robocon，天下大學(xue)生(sheng)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)大賽robomaster，icradji人(ren)工智能挑戰賽等(deng)國內外機(ji)(ji)(ji)器人(ren)賽事，跟其他(ta)各種翻新創業(ye)(ye)賽事，取得(de)了屢次冠軍(jun)跟天下一等(deng)獎(jiang)等(deng)聲譽。

哈(ha)工(gong)大四足機器人“踏(ta)浪”

Robocon角(jiao)逐(zhu)是亞洲播送(song)聯合會正在(zai)2002年提議的一(yi)個(ge)大學生機器(qi)人創(chuang)意跟(gen)建造角(jiao)逐(zhu)。角(jiao)逐(zhu)每一(yi)年宣布(bu)一(yi)個(ge)新劃定規(gui)矩，須要參(can)賽(sai)者(zhe)綜合使用機器(qi)、電子、節制等技術(shu)手(shou)段實現(xian)劃定規(gui)矩設置的使命，可(ke)以道是本科階段最(zui)高(gao)機器(qi)人賽(sai)事。作為高(gao)技術(shu)門坎的機器(qi)人比賽(sai)平臺(tai)，自2002年來(lai)(lai)，曾經勝利舉行了(le)16屆，海(hai)內前(qian)后有(you)百余(yu)所院(yuan)校積極列入(ru)，多年以來(lai)(lai)參(can)賽(sai)的同窗密切的將之稱(cheng)為蘿卜坑。

本年，Robocon2019賽(sai)題(ti)中(zhong)，此中(zhong)一部(bu)分(fen)要(yao)求是建造一個四足(zu)機(ji)(ji)(ji)器人，須要(yao)實(shi)現直線，轉彎，越(yue)障，過(guo)繩，上坡等功用。哈(ha)工大機(ji)(ji)(ji)器人對的隊員們針對賽(sai)題(ti)，正在(zai)機(ji)(ji)(ji)器節制跟(gen)硬件(jian)上展開了8個多月的研(yan)發事情。終極實(shi)現了一個可以實(shi)現跳(tiao)躍跟(gen)高速(su)奔馳的通(tong)用四足(zu)機(ji)(ji)(ji)器人“踏浪(lang)”。

“踏浪(lang)”正在戶(hu)外(wai)挪動

顛(dian)末(mo)幾輪的計(ji)劃迭代，“踏浪”被計(ji)劃為并(bing)聯的8自由度(du)四足機器(qi)(qi)人，并(bing)搭(da)載(zai)了視覺體系，經由過(guo)程辨認園(yuan)地中元素，取得自身(shen)地位信息。機器(qi)(qi)與硬件整(zheng)體本錢借節(jie)制正在(zai)了1萬元人民幣擺布。

收到指令(ling)后，撒(sa)丫子便跑的“踏(ta)浪”

機器上(shang)，“踏浪”的(de)(de)每條(tiao)腿利用并聯構型(xing)，雖然(ran)并聯構型(xing)正在事(shi)情空間跟(gen)尺寸(cun)上(shang)有優勢，可是(shi)正在著力跟(gen)速(su)率(lv)上(shang)較串連(lian)構型(xing)有劣(lie)勢，這(zhe)類計劃(hua)非常適合(he)機電(dian)機能較差(cha)的(de)(de)前提(ti)。同時采取了主流的(de)(de)低減速(su)比搭(da)配(pei)年夜扭矩無刷(shua)電(dian)機的(de)(de)驅動計劃(hua)。

思量(liang)到本(ben)錢問題，團隊(dui)利(li)用了一級齒(chi)(chi)輪傳動(dong)(dong)，年(nian)夜齒(chi)(chi)輪利(li)用尼(ni)龍齒(chi)(chi)圈小齒(chi)(chi)輪利(li)用鋁合金齒(chi)(chi)輪，終(zhong)極實現(xian)(xian)了5.8:1的減速比(bi)。雖然8自由(you)度計劃，沒法(fa)實現(xian)(xian)機器人(ren)齊向挪動(dong)(dong)，可是經由(you)過程差動(dong)(dong)轉向的方法(fa)，充足知(zhi)足實際需要。

“踏浪”快捷上坡

節制上(shang)，利(li)用stm32與FPGA作(zuo)為控制算法的(de)硬件平臺，經(jing)由過程自(zi)行設計建造的(de)有感FOC驅動(dong)器實(shi)現(xian)對機電的(de)力矩(ju)節制，并(bing)利(li)用阻(zu)抗節制方式實(shi)現(xian)了(le)腿足的(de)自(zi)動(dong)和婉(wan)后果。正(zheng)在四(si)足順運動(dong)學的(de)根底上(shang)，計劃(hua)足端軌跡，正(zheng)在視覺信息的(de)引誘下，終(zhong)極(ji)全自(zi)動(dong)天(tian)實(shi)現(xian)角逐。利(li)用IMU反應做姿態不(bu)變(bian)節制，并(bing)正(zheng)在腿足上(shang)裝置壓力傳感器，實(shi)現(xian)碰撞檢(jian)測。

“踏浪”跳躍障礙物

視覺上，利用Intel微型電腦作(zuo)為(wei)(wei)處置(zhi)懲罰平臺，傳感器利用華碩XtionProLive深(shen)度相機(ji)，與270度舵(duo)機(ji)聯(lian)合，實現對賽場(chang)情況的多方(fang)位(wei)掃描。算法方(fang)面以(yi)PointCloudLibrary及OpenCV等開源(yuan)計算機(ji)視覺庫為(wei)(wei)根底(di)，對深(shen)度相機(ji)收(shou)羅(luo)的園地(di)特點(dian)停止辨認(ren)(ren)剖析，失(shi)掉機(ji)器人以(yi)后的相對地(di)位(wei)，指點(dian)機(ji)器人前進及實現特定舉措；經由過程三維(wei)點(dian)云與二維(wei)圖象的聯(lian)合與轉換，放慢算法速(su)率，進步辨認(ren)(ren)服從(cong)。

登頂霎時

上面讓咱們賞識一(yi)下有關“踏浪”機器人的角逐實況：

桌(zhuo)面級12自由度四(si)足機器人

此外(wai)，正在備賽時代，出于對12自由度四(si)足的樂趣跟宣揚(yang)須要，該團隊借計劃(hua)建造了(le)一款桌面級的四(si)足機(ji)器(qi)人(ren)。可以實現齊向挪(nuo)動跟機(ji)體六自由度節(jie)制，并基于IMU做了(le)地形順應(ying)跟自不變功用。能源部門利用12個總線舵機(ji)，機(ji)體采取齊3D打印(yin)布局。

小型桌面四足機器人

這款小四足比擬后面的大家(jia)伙好(hao)像(xiang)更可惡了一點，并且也實現了各類功用，看上去真想(xiang)本(ben)人做(zuo)一個(ge)養在家(jia)里呢！

小狗MU自穩

小狗地形順應

小狗齊向挪動

小狗姿態控制

并(bing)且團隊(dui)借將這款(kuan)桌面級的(de)四足(zu)機(ji)器人(ren)(ren)的(de)建造教程宣布到了(le)網上，便利(li)喜好四足(zu)機(ji)器人(ren)(ren)的(de)同窗本人(ren)(ren)入(ru)手(shou)實現。

有感興(xing)趣的同窗，可以(yi)前去bilibili網站搜(sou)刮視頻(pin)教程：