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StanfordDoggo高度敏捷的四足机器人

2022-04-28 来源:贵阳机械信息网

Stanford Doggo:高度敏捷的四足机器人

斯坦福大学的研究人员最近创建了一个名为Stanford Doggo的开源四足机器人。他们的机器人发表在arXiv上的一篇论文中,并将由IEEE Explore发表,在垂直跳跃敏捷性方面超过了许多最新的有腿机器人。

“大约一年半前,我在斯坦福大学学生机器人学院成立了极限运动小组,”进行这项研究的研究人员之一内森·考(Nathan Kau)告诉TechXplore中国机械网okmao.com。“我们对构建敏捷的机器人感兴趣,这些机器人可以探索轮式或飞行车辆无法有效发挥作用的环境。

已经存在一些可以在此类环境中工作的非常令人称奇的机器人,但它们是非常昂贵的定制设计,因此我们不会无法复制。因此,去年,我们着手设计和制作原型,原型是受这些团体启发的廉价四足机器人,斯坦福·道格(Stanford Doggo)是我们努力的结果。”

Kau和他的同事开发的机器人有四个腿,每个腿都由两个电动机驱动。皮带驱动器将电动机连接到腿连杆的轴上,从而使连杆以电动机速度的三分之一旋转。这种减速几乎使转矩增加了三倍,并且该比率足够低,以确保电动机可以感应到来自环境的力。

Kau解释说:“这种效果类似于在低速档骑自行车,并且感觉到脚在道路上的颠簸比在高速档骑自行车更容易。” “这种类型的机制,被称为准直接驱动执行器,现在在有腿机器人中已经很普遍了。但是,我们发现,几乎没有人在小型,低成本的行走机器人上使用这种执行器。”

Stanford Doggo是一款高度敏捷且价格便宜的机器人,可以轻松复制。值得注意的是,该机器人为任何机器人或动物之间的垂直跳跃敏捷性创造了新记录,使以前的四足机器人的跳跃高度增加了一倍。斯坦福·道格(Stanford Doggo)也比其他有腿机器人便宜,后者通常要花费数万美元或数十万美元。

“总的来说,Stanford Doggo的建造成本约为3000美元,其中包括如果您没有昂贵的机床(如铣床或车床)所产生的所有制造成本,” Kau说。“低成本意味着该机器人更易于其他人使用,尤其是当其他人不在大学实验室中时。它的最重要功能是,它可以在开源硬件和软件上运行,并且我们已经发布了详细计划,零件清单和说明。”

在Kau和他的同事进行的一系列评估中,斯坦福大学的表现大大超过了其他四足机器人。它的垂直跳动敏捷性(衡量平均垂直速度)与最敏捷的动物相匹配,并且比性能最佳的有腿机器人高出22%。目前正在开发其他一些有趣的机器人,因此不久Stanford Doggo的头衔可能会改变。尽管如此,它的垂直跳跃敏捷性仍然非常出色。

Kau说:“我们希望越来越多的实验室能够使用我们的机器人作为平台来测试新的控制技术。” “我们认为,如果有更多的人在使用这种类型的机器人,他们将更快地为实际应用做好准备,例如提供关键物资或进行搜索和救援。

我们还希望我们的机器人能够激发学生的兴趣,开始探索这一领域。通常来说,这是一个昂贵的机器人领域,因此我们希望斯坦福·道格(Stanford Doggo)能够降低进入门槛。”

Kau和他的同事已经成功开发出了首款专为研究应用而设计的廉价,高度敏捷的四足机器人。Stanford Doggo是完全开源的,使用很少的自定义部件构建,因此可以轻松地重新创建。研究人员希望其他机器人团队可以建立并改进他们的机器人,从而进一步推进研究。

Kau和他的同事们还在研究一种名为Stanford Woofer的更大版本的Stanford Doggo。斯坦福·伍弗(Stanford Woofer)的体积约为Doggo的两倍,可携带约6kg的附加设备,例如传感器和机械臂。

Kau补充说:“斯坦福大学Doggo仍然是一个正在进行的项目。” “例如,我们正在努力将全套传感器集成到包括LIDAR在内的机器人上。另一个子项目正在使该机器人看起来更裸露,更平易近人,特别是因为我们认为这可能是一个有效的教育和教育平台。

我们还编写了一份综合性的Instructable指南,以补充我们现有的开源材料,其中提供了有关如何构建自己的Stanford Doggo的分步说明。”

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