自制连杆六足机器人,双足机器人连杆机构原理

Duozu 机器人:复杂地形如何在地面降落？在世界机器人大会上，是来自北航空间机器人Laboratory六足-3。其实地面机器人系统的底盘或移动模块有很多种类型，常见的有轮式和履带式，可以在相对平坦的路面上快速移动，不太常见的有足式机器人。

祖师机器人的优势是地形通过能力强。众所周知，在野外环境中，地面的石头、藤蔓、树根等物体非常常见，而轮式机器人只能绕道行驶，大大降低了通行速度。足式机器人可以通过图像识别技术探测到你面前的障碍物，然后直接“跨过”目标，甚至在遇到一些障碍物的时候可以“蹲下”前进。在脚式机器人中，双足式机器人可以进入很多为人类设计的通道或结构，比如走楼梯，进入步兵战车。

机器人这个概念已经蓬勃发展了很多年。目前确实有很多公司开发出了机器人性能非常优越的产品。我们可能熟悉波士顿动力的“大狗”和国内宇数科技的机器人。这些机器人动作如此敏捷，背后隐藏着什么高科技？控制技术太复杂，一般不容易理解，但是机械原理比较简单，大部分都是连杆 mechanisms。

下副为面接触，耐磨；此外，转动副和移动副的接触面为圆柱面和平面，制造简单方便，容易获得较高的制造精度。由几个刚性构件通过低副连接而成的机构称为连杆 mechanism，其特点是构件在平面内运动，也称为连杆，连杆 mechanism。广泛应用于内燃机、搅拌机、输送机、椭偏仪、机械爪、成型机、窗户、车门、机器人、折叠伞等。

(1)三维空间中任意两轴之间的距离为某一值，两轴之间的距离为两轴之间的公共垂直线的长度。上图中关节轴i1与关节轴I的公共垂直线的长度为ai1(下标)，为连杆 length。(2)αi1(下标)表示关节轴i1和关节轴I之间的扭转角..(3)两个相邻连杆沿同轴方向的距离可以用一个称为连杆 offset的参数来描述。关节轴I上的偏移连杆记录为di。

所谓点算符，就是可以用齐次变换矩阵来平移和旋转同一坐标系中的点。注意，这个理解和前面两个有很大不同。前两个是描述两个坐标系之间的关系。在讨论齐次变换矩阵对点的运算时，我们的讨论仅限于一个坐标系。因此，每个机器人可以用四个运动参数来描述。对于旋转关节，θi为关节变量，其他三个参数固定；对于移动关节，di是关节变量，其他三个参数是固定的。

ATHLETE(全地形六足地外探测器)机器人科学家新开发的对未来月球基地的建设和发展起着至关重要的作用。NASA指出，ATHELE机器人的顶部可以安装15吨重的月球基地装置，可以在月球上自由移动，到达任何目的地。当在水平面上时，运动员机器人的轮子可以加速行进；遇到复杂地形时，它灵活的六爪可以应对各种地形。

更适合做自主机器人月球基地，目前正在测试中。运动员机器人采用专为火星精神号和机遇号设计的编程软件。这个机器人机芯的能量来自于太阳能电池板，最大行进速度可以达到10公里/小时，虽然它的速度看起来有点慢，但是对于周长只有11000公里(地球周长为4万公里)的月球表面勘测来说，完全可以胜任。宇航员可以生活在这个“游牧”的月球基地，随意到达月球的任何表面。

自然界和人类社会中存在一些无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合。如星球表面、灾害多发矿井、防灾救援、反恐斗争等，不断探索和研究这些危险环境，找到解决问题的可行途径，是科学技术发展和人类社会进步的需要。不规则地形和崎岖地形是这些环境的共同特征，因此轮式机器人和履带式机器人的应用受到限制。以往的研究表明，轮式移动模式在相对平坦的地形上行驶时具有相当大的优势，例如快速稳定的移动速度和简单的结构和控制，但在不平的地形上行驶时，能量消耗会大大增加，而在松软的地面或严重崎岖的地形上，车轮的作用也会严重丧失，行驶效率也会大大降低。