diff --git a/IndexTree.xmind b/IndexTree.xmind index 6a9805b..61c2f18 100644 --- a/IndexTree.xmind +++ b/IndexTree.xmind Binary files differ diff --git a/meta/pic/snake_monster.jpeg b/meta/pic/snake_monster.jpeg new file mode 100644 index 0000000..7c44be4 --- /dev/null +++ b/meta/pic/snake_monster.jpeg Binary files differ diff --git a/meta/pic/snake_monster2.jpeg b/meta/pic/snake_monster2.jpeg new file mode 100644 index 0000000..eccdcbc --- /dev/null +++ b/meta/pic/snake_monster2.jpeg Binary files differ diff --git a/robots/SEA-Snake.md b/robots/SEA-Snake.md index ded8680..76752cb 100644 --- a/robots/SEA-Snake.md +++ b/robots/SEA-Snake.md @@ -4,25 +4,35 @@ --- ![SEA-Snake](../meta/pic/SEA_Snake.jpeg) + Fig. 第一代非SEA的蛇形机器人 + ![SEA-Snake](../meta/pic/SEA_Snake2.png) + Fig. 第二代带SEA的蛇形机器人 蛇形机器人由CMU的Howie Choset带领的Biorobotics Lab开发。其最大的亮点是模块化可拼接的身体。 ## 硬件 -蛇形机器人的硬件采用模块化的电机连接而成,分为头模块,尾巴模块和躯干模块。模块之间采用232的总线(待考证)通讯,供电采用串接方式。即,每个模块都有4个Pogo pin和4个焊盘,用于连接前、后的模块,其中两个pin为供电,另外两个pin为通讯。每个模块都带有自己的独立控制器,采用STM32F1系列。 +蛇形机器人的硬件采用模块化的电机连接而成,分为头模块,尾巴模块和躯干模块。模块之间采用Ethernet通讯,供电采用串接方式。即,每个模块都有10个Pogo pin和10个焊盘,用于连接前、后的模块,其中2个pin为供电,另外8个pin为ethernet的8个通讯io。每个模块都带有自己的独立控制器,采用STM32F1系列。 - 头模块有探照灯和摄像头。 - 躯干模块有一个运动自由度,由maxon电机,编码器,SEA弹簧系统,惯导模块等组成,这部分构成了机器蛇运动和控制的核心。 - 尾部模块工业连接头拖出总控制线,连接到控制箱进行控制。 + +## SEA(Series Elastic Actuator) 第二代蛇形机器人相对第一代,增加了SEA模块,其实本质就是在电机输出轴末端增加柔性弹簧,使单个模块增加柔性(优点)和不可控性(缺点)。SEA的另一个优点是可以做力控,同时带来的缺点是控制频率降低(至于为什么,欢迎@guzhaoyuan讨论)。 ## 应用场景 用于军事探测,可进行管道内壁,树干外壁的攀爬 +可作为多自由度机械臂,进行空间的操作 + ## 拓展 [机器人链接](http://biorobotics.ri.cmu.edu/projects/modsnake/) + [视频第二代SEA-Snake](https://www.youtube.com/watch?v=te4M-b69fVs) + [视频第一代Snake](https://www.youtube.com/watch?v=kNH0eAqz_WU&list=PLfxH9gJUcI6GG0fK4st2L8X_IJWhwlzzb&index=6) + 论文:Design and Architecture of a Series Elastic Snake Robot, D. Rollinson, et al. \ No newline at end of file diff --git a/robots/Snake-Monster.md b/robots/Snake-Monster.md new file mode 100644 index 0000000..12814f2 --- /dev/null +++ b/robots/Snake-Monster.md @@ -0,0 +1,48 @@ +# Snake Monster +tag: *Biorobotics Lab CMU* *仿生* *地面* + +--- + +![SEA-Snake](../meta/pic/snake_monster.jpeg) + +Fig1. 末端是夹持器的SEA蜘蛛型机器人Snake Monster🕷 + +![SEA-Snake](../meta/pic/snake_monster2.jpeg) + +Fig2. SEA蜘蛛型机器人Snake Monster🕷 + +蜘蛛机器人由CMU的Howie Choset带领的Biorobotics Lab开发。其最大的亮点是模块化可拼接的身体。 + +同系列的还有[蛇形机器人](https://github.com/thu-skyworks/Roboseum/blob/master/robots/SEA-Snake.md),采用相同的SEA模块化电机拼接而成。关于SEA的描述详见蛇形机器人链接。 +## 硬件 +蜘蛛机器人的硬件采用模块化的电机连接而成,分为**身体模块**和**6条腿**,以及一个标配的**控制箱**。同一架构的也有4条腿的“蜘蛛机器人”,虽然控制采用的步态不一样,但是硬件本质没有区别。 + +- 身体模块:带有电源,控制器 +- 腿:每条腿都与身体连接,有3个自由度,如果腿的末端是抓取器,则多加1个自由度 +- 控制箱:与身体模块的控制器想通讯,主要进行供电和通讯,以及提供好用的用户操作接口 +- 电机模块:电机采用模块化,每个电机包括控制板(Ethernet通讯和供电),有一个运动自由度,带减速器,位置传感和IMU姿态反馈,新版带SEA模块。 + +Snake Monster有无线版和有线版,其实无线版就是把控制器和电源放在身体模块里,而有线版则是由控制箱供电和控制。 + +## SEA(Series Elastic Actuator) +关于SEA的详细描述,见[SEA-Snake](https://github.com/thu-skyworks/Roboseum/blob/master/robots/SEA-Snake.md)。 + +其实Snake Monster分为两个版本,带SEA和不带SEA。SEA Snake Monster的柔性在控制上为其带来了很多不便,虽然可以做力控,但感觉算法仍然没有达到那个水平。就目前的控制效果来看,用传统的控制方法控制带SEA电机显然给机器人带来了一定的不稳定。(尤其在机器人举腿的时候,腿各种在空中晃,严重影响落地点的控制,见视频1) + +但是,力控也带来一个好处,就是可以暴力踩它。这一点说明了SEA电机的力控性能,即在有大外力干扰的情况下。机器人能够增大力矩抵抗干扰,在无干扰或小干扰情况下,机器人就可以减小力矩,这样可以减小功耗,减小冲击(增加了柔性)。 + +## 步态 +蜘蛛机器人采用3足步态,采用CPG(Central Pattern Generator)算法。(什么是CPG,欢迎@guzhaoyuan讨论) + +## 应用场景 +多足机器人的好处就在于特别适应地形,它可以轻松地走过斜坡,充满障碍和多种材质的地形。而这些功能,在双足机器人上没有一个是能够轻松解决的。 + +多足可以有很多花样,比如Fig1中的将一个足改为机械臂,这样就可以做移动抓取。 + +在研究层面,可以研究的点有,改变足的数量,做机器人的自适应控制。比如,在损失一个甚至两个腿的情况下,如何控制机器人仍然完成移动任务。 +## 拓展 +[蜘蛛机器人链接](http://biorobotics.ri.cmu.edu/robots/SEAModularity.php),同时介绍了SEA Module,即电机的信息。 + +[视频SEA Snake Monster](https://www.youtube.com/watch?time_continue=34&v=rULs2E9dpHQ),SEA的柔性在这里体现的非常明显。 + +更鬼畜的是,他们把控制器和腿改造成了[双足机器人](https://www.youtube.com/watch?time_continue=35&v=7CciHJ6SP_o),虽然不能走,但是能简单地站立并且抵抗一些外力。 \ No newline at end of file