上期介绍了国际知名液压机器人液压执行器的结构,本期接着介绍液压机器人关节结构。
※※膝关节※※
为了把机器人的腿近似成无质量结构,从而简化控制算法,设计者会把膝关节执行器转移到胯关节附近,并通过连杆驱动膝关节,例如MIT的Cheetah、BD的SpotMini,国内知名的Laikago和“绝影”。
图 | MIT Cheetah腿结构 (来源:MIT)
图 | BD SpotMini腿结构 (来源:BD)
上述连杆结构可减轻腿部质量实现腿的快速响应,同时还有美观性的考虑。
对于液压机器人,据悉BD的WildCat膝关节结构与SpotMini相同,而其它款型机器人大多用直线液压缸直驱,如BigDog、Spot、Atlas和HyQ2max。
图 | BigDog膝关节结构(来源:BD)
图 | Atlas膝关节结构(来源:BD)
另外,BD的LS3液压机器人膝关节虽也是通过连杆驱动,但液压缸并未转移至胯关节附近,结构如下
图 | LS3膝关节结构(来源:BD)
LS3的连杆机构特点是:调节中间连杆的支点位置可改变传动比。
※※脚踝关节※※
估计只有双足机器人才会重点考虑脚踝关节的设计,下图是Atlas的脚踝驱动结构,工作原理不再做详解。
图 | Atlas三液压缸+连杆脚踝结构(来源:BD)
※※胯关节※※
液压四足机器人胯关节最早采用两个直线液压缸驱动,实现腿的前后和左右摆动,如BigDog。但现在很多采用模块化结构,如下图
图 | Spot模块化胯关节结构(来源:BD)
BD的Spot、WildCat和IIT的HyQmax2,胯关节是将两个摆动液压缸集成在模块上;SpotMini和Laikago是将两个电机集成在模块上。
图 | Atlas胯关节(来源:BD)
小编猜测Atlas胯关节也是基于此结构。
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