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六自由度平台应用在“北理哪吒”的四足机器人

对于大多数机器人粉来说,谈到四足机器人,第一想到的肯定是波士顿动力的Big Dog吧?那是因为我们大北理还没有出招,最近他们发明以一款名为“北理哪吒”的四足机器人,机器人的驱动力是六自由度平台。让我们了解一下这款堪称机器人界的变形金刚的风采。
北理哪吒
北理哪吒由来自北京理工大学运动驱动与控制研究团队研发,该团队之前一直致力于并联式六自由度运动平台。如下面动图这样的:
六自由度平台
然后,团队的人突发奇想,将该六自由度运动平台倒置,装上轮子,便有了现在“北理哪吒”的雏形。所以北理哪吒是一款轮式、足式和轮足复合式运动的机器人平台。轮式结构让他在平面运动时,运动速度远高于足式机器人;足式运动又让它能通过很多轮式机器人不能跨越的障碍。更加神奇的是,独特的多自由度的腿部结构,让“北理哪吒”解锁了各种各样不同的运动模式。
 
六自由度轮式运动模式:机器人可以实现四轮驱动的轮式运动。最大运动速度可达30km/h,最大爬坡角度为25。
 
六自由度原地转动模式:机器人的四个轮子分别相向转动45度,可实现顺时针和逆时针原地旋转。
六自由度平台
六自由度变轮距运动模式:机器人可以自动探测障碍物,当宽度大于机器人当前轮距时,自动变轮距实现越障,轮距调整范围0.5-1m。
六自由度机器人
 
六自由度变高度运动模式:当高度高于机器人底盘时,自动调整底盘实现越障。机身高度调整范围为1.2m-1.5m。
六自由度平台
六自由度变支撑面运动模式:在保持机身平稳的前提下,机器人四条腿可以向外伸展,实现变轮距和变轴距运动。
六自由度平台
六自由度路径循迹运动模式:通过环境感知系统探测路径,机器人可实现直线、90度转弯、以及S型弯道等循迹运动。
六自由度平台
六自由度漫步足式行走模式:机器人结构中心对称,没有前后左右之分。因此,可实现纵向和横向行走。
 
六自由度对角步足式行走模式:机器人可实现快速对角步态足式行走。
 
六自由度复杂地形足式行走模式:机器人通过安装在脚上的触觉传感器,可实现不平地面的漫步行走。
六自由度平台
六自由度大负载对角步足式行走模式:机器人具有很强的负载能力,承载四人对角步态行走不成问题。它最大能承载300kg。
六自由度平台
据团队介绍,该机人高1.4米,长1.2m,宽1.2m,自重160Kg,总功率15KW,足式运动续航时间1小时,六自由度轮式运动续航时间2小时,轮足复合运动续航时间45分钟。可用于无人作战、抢险救援、物资运输、资源勘探等领域。
 
北理哪吒由4个带车轮的并联式六自由度运动平台和控制系统、环境感知系统、组合导航系统、能源动力系统等部件组成。是团队于2014年12月开始研究的,希望在今后的研究中这个团队能够再接再厉,将北理哪吒真正应用实战。

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