Добрый день, уважаемые читатели моего блога! Наша команда поэтапно двигается вперед в разработке шагающего робота. Мы уже реализовали первое движение на нашем первом опытном образце – медленную ходьбу. Сегодня в рамках моего блога я хотел бы рассказать Вам о данном достижении более подробно. Исполненные решения разделяю на аппаратные – это конструкция и электроника, а также алгоритмические – это математические расчёты и ПО. Для реализации движения мы провели значительные изменения в конструкции робота, конфигурации актуаторов суставов и системе управления. Итого, нами реализованы следующие задачи:

  1. Качественное поддержание заданных траекторий углов суставов с использованием 3-уровневой системы регулирования положения.
  2. Оптимизация конфигурации приводов суставов для реализации динамичного движения и поддержания статических позиций робота (например, устойчивость на 1 ноге).
  3. Датчиковое управление BLDC-двигателями – в 4 квадрантах с диапазоном скоростей от 0 до 850 Рад/с.
  4. Обеспечение надёжности конструкции с целью ежедневного проведения экспериментов по движению.
  5. Обеспечение точности измерения углов суставов робота с учётом применения калибровки, что позволяет достичь точности 0,2 градуса, а этого достаточно для реализации походки на нашем конструктиве.
  6. Расчёт положения тела и центра масс в пространстве по данным датчиков суставов.
  7. Планирование траекторий движения (стоп и ЦМ), который выполнен 2 методами – по методу прямого расчёта углов суставов и обратной и проверки на устойчивость, а также методами прогнозного управления (MPC).
  8. Оптимизация параметров походки и синхронизация фаз шага для обеспечения движения без обратной связи.
Структура системы управления и конструкция первого робота рассчитана на реализацию движения по методу задания положения тела (position control). Если будет интересно, в следующих блогах планирую детализировать методы решения приведённых задач или визуализировать результаты. Сейчас работаем над ускорением движения, и, как минимум, нам необходимо: точнее формировать заданные расчётные координаты ключевых точек робота (таз, стопы, центр масс,); учитывать отличия модели робота от реальной конфигурации составных частей робота; оценивать ускорения частей тела, которые сложно измерять по данным датчиков положения и не идеальность поверхности. Для этого мы реализуем систему удержания равновесия с обратной связью по устойчивости, которую на первом этапе оцениваем по датчикам нормали реакции опоры в стопах робота. Надеюсь, Вам понравился мой блог. Буду рад Вашим комментариям, до новых встреч.