產(chǎn)品概述

       為更好地賦能機器人的研究和產(chǎn)業(yè)化，公司推出自主研發(fā)的開源四足機器人。開源四足機器人是基于CSPACE控制系統(tǒng)和MATLAB/Simulink開發(fā)的教科研平臺，由機器人本體、控制系統(tǒng)、上位機和穩(wěn)壓電源組成。每條機械腿有3個關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)超高性能直流無刷電機、準直驅(qū)行星減速結(jié)構(gòu)、雙絕對式編碼器和伺服驅(qū)動器組成。該四足機器人系統(tǒng)使用全自主研發(fā)的運動控制器，為教學(xué)和科研提供優(yōu)越的開放性支撐。

       系統(tǒng)控制算法代碼開源，提供豐富的運動學(xué)控制實驗實驗案例，如正逆運動學(xué)實驗、軌跡算法實驗等。該系統(tǒng)既可以作為自動化、機器人、機械電子、智能制造、機械工程等專業(yè)中的《機器人學(xué)導(dǎo)論》、《機器人控制技術(shù)》、《計算機控制技術(shù)》、《電機與伺服控制》、《機器人學(xué)》、《機器人機電一體化技術(shù)》 等課程的配套實驗實踐平臺，也同時支撐相關(guān)專業(yè)和課程的運動學(xué)、動力學(xué)及伺服驅(qū)動算法的科研平臺。

平臺特色

（1）開源工業(yè)四足機器人產(chǎn)品為實驗載體，支撐機器人建模仿真、機器人運動學(xué)及控制、機器人步態(tài)規(guī)劃等教學(xué)實驗，以及科研領(lǐng)域的算法驗證實驗和打磨等高級應(yīng)用的控制實驗等；

（2）控制器采用CSPACE-RT版進行開發(fā)，硬件基于國產(chǎn)芯片RK3568，外設(shè)接口豐富，運算速度快，運算能力強，采用Matlab/Simulink 軟件進行編程開發(fā)，可以更好更快地研究高級自動控制算法；

（3）關(guān)節(jié)模組含有超高性能直流無刷電機、準直驅(qū)行星減速結(jié)構(gòu)和雙絕對式編碼器，具備強勁的關(guān)節(jié)動力、靈敏的力控性能以及精準的角度反饋能力；

（4）深度開源，提供豐富的機器人運動學(xué)控制案例，方便地掌握四足機器人控制系統(tǒng)的技術(shù)，進行更深入的研究；

（5）緊湊的關(guān)節(jié)驅(qū)動器結(jié)構(gòu)和低慣量腿足設(shè)計，使其運動更高效、更靈活。

系統(tǒng)平臺組成

       本公司開發(fā)的四足機器人由四足機器人本體、CSPACE控制系統(tǒng)、上位機軟件、控制系統(tǒng)仿真與算法模型組成。其中上位機負責(zé)發(fā)出切換運動狀態(tài)的指令與監(jiān)測各關(guān)節(jié)角度，控制系統(tǒng)負責(zé)根據(jù)不同的運動狀態(tài)計算各關(guān)節(jié)角度并將其發(fā)給機器人的驅(qū)動器，最后驅(qū)動器控制四足機器人進行相應(yīng)運動。四足機器人的系統(tǒng)控制架構(gòu)如下圖所示。

四足機器人本體

       四足機器人的機械結(jié)構(gòu)由軀干和四條機械臂組成，其中，軀干用于放置芯片、電機驅(qū)動、電源系統(tǒng)并連接四條機械臂。機械臂用于為機器人提供動力，每條機械臂具有3個關(guān)節(jié)，每關(guān)節(jié)使用一個電機進行控制，一共使用了12個電機。其中電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖。

CSPACE實時控制系統(tǒng)

       CSPACE控制與半實物仿真系統(tǒng)是基于ARM Cortex-A架構(gòu)和MATLAB/Simulink開發(fā)。外設(shè)接口豐富，板載實時操作系統(tǒng)，以及一套功能強大的監(jiān)控軟件。結(jié)合計算機仿真和嵌入式實時控制技術(shù)，能實現(xiàn)硬件在回路（HIL）和快速控制原型（RCP）設(shè)計的功能，也是用于進行基于模型設(shè)計（MBD：Model-Based Design）控制系統(tǒng)開發(fā)的教學(xué)和科研產(chǎn)品。CSPACE控制器參數(shù)如表3所示。

開源仿真算法軟件

上位機軟件

用戶上位機軟件通過無線通信線與控制器連接。

       用戶界面軟件能實現(xiàn)采集10路數(shù)據(jù)，如可以采集各個關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)，在控制器的Simulink程序中進行設(shè)定顯示的變量，并進行波形顯示?？梢钥刂扑淖銠C器人的各個關(guān)節(jié)、角度、運動模式，顯示各個關(guān)節(jié)的角度，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測與修改，對程序進行調(diào)試。

實驗內(nèi)容一覽

下列實驗內(nèi)容為可以在本平臺完成的所有實驗列表，所有實驗程序均在Matlab/Simulink軟件中編寫，所有程序源代碼均開放，可以自由修改，實驗均配有演示視頻。

基礎(chǔ)實驗演示視頻

支撐的教學(xué)科研