斯坦福机器狗机械结构

• - 对象

  斯坦福机器狗

  

• - 机械结构上的重 要概念

  腿型：并联腿，串联腿（运动范围大）
  串联腿分类：外膝肘式，全肘式，全膝式，内膝肘式（稳定性高）。
  无刷电机。
  四足机器人的足端设计主要有三种形式，即圆柱形足端（含半圆柱型阻断），球型足端（含半球形足 端）及仿生足端。
  圆形足端是目前四足机器人最常见的足端设计，足端呈球形或半球型，这种设计的优点是机器人足端可 以和地面从各个方向接触，具有较强的环境适应性。
  这里我们选择圆柱形。

• 功能特性：

八自由度
并联腿
能够实现TROT小跑步姿

• -机械设计

  **同轴机构**
  驱动每条腿的同轴机构绝对是机器人最复杂的机械组件。它的工作方式是在碳纤维侧板上
  安装两个TMotor MN5212电动机。
  **腿部**
  四个SCARA风格的2DOF腿。每条腿是一个五连杆机构，两个上连杆是同轴驱动的。
  **关节**
  对于每个关节，在连杆上有两个彼此相邻堆叠的深沟球轴承，并且有肩螺栓穿过它们，并旋入相对的连杆中。
  **框架**
  有两个喷水，4mm碳纤维板在每边，连接两个1/32“5052铝板金属零件。然后用手折叠起来(由于两个碳纤维
  面板向内倾斜
  

Odrive：

**环形位置控制** 
要启用环形位置控制，设置axis.controller.config.setpoints_in_cpr = True 此模式
对于连续的增量位置移动很有用。 例如，机器人会无限期滚动，或者挤出机马达或传送带会以受控
的增量无限期地移动。
在常规位置模式下，pos_setpoint将增长到非常大的值，并且由于浮点舍入而失去精度。在常规位置
模式下，pos_setpoint将增长到非常大的值，并且由于浮点舍入而失去精度。

Doggo有四个v3.5、48V ODrive，每条腿两个，安装在碳纤维侧板上。在中间的2mm碳纤维板上，有一个Teensy 3.5，一个Sparkfun BNO080 IMU和一个5mW Xbee。Teensy通过四个独立的UART线与ODrive进行通信，每条UART线的工作波特率为500,000。在该板的下面，有配电板，还将两个1000mah 6s Tattu锂电池。每个电机都有一个AS5047P编码器，用于跟踪电机角度。

• 无刷电机的控制方式

  ** 换相的控制**
  根据定子绕组的换相方式，首先找出三个转子磁钢位置传感器信号H1、H2、H3的状态，与6只功率管
  之间的关系，以表格形式放在单片机的EEPROM中。8751根据来自H1、H2、H3的状态，可以找到相
  对应的导通的功率管，并通过P1口送出，即可实现直流无刷电动机的换相。
  转速的控制
  在直流无刷电动机正常运行的过程中，只要通过控制数模转换器的输出电压U0，就可控制直流无刷电动机
  的电流，进而控制电动机的电流。即8751单片机通过传感器信号的周期，计算出电动机的转速，并把它同
  给定转速比较，如高于给定转速，则减小P2口的输出数值，降低电动机电流，达到降低其转速的目的。
  反之，则增大P2口的输出数值，进而增大电动机的转速。
  PWM控制
  变结构控制 当直流无刷电动机处于起动状态或在调整过程中，采用直流无刷电动机的运行模式，以实现动态
  相应的快速性，一旦电动机的转速到了给定值附近，马上把它转入同步电动机运行模式，以保证其稳速精度。
  这时计算机只需要按一定频率控制电动机的换相，与此同时，计算机在通过位置传感器的信号周期，来测量
  其转速大小，并判断它是否跌出同步。一旦失布，则马上转到直流无刷电动机运行，并重新将其拉入同步。

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