第三百二十章 实现

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陈渊目前或许可以实现全身24个自由度当然不包括手指，全无刷电机加谐波减速器驱动。

这么大的机器人要想顺畅又稳定地走起来是非常有难度的，不像网上卖的那些小型舵机机器人，基本都是靠着巨大的脚掌来保持平衡，在这样真人大小的机器人中我们需要进行复杂的动力学分析和建模，动态调整电机力矩输出和身体姿态来进行自平衡。

对于这个机器人，可以将其简单看成一个高阶倒立摆，当时控制算法使用的还是相对基础的zmp零力矩点算法，通过采集脚底下安装的力矩传感器，调整电机力矩输出平衡运动惯性来保持稳定，基本可以实现直立行走，但是效果其实相对于atlas来说还差得很远，远没有那种行云流水般的自然感。

更何况atlas使用的驱动方案还是液压而并不是电机，控制难度有进一步的提高。总的来说，双足是个大坑，如果有兴趣的话，值得你投入很多年的时间去深入研究。

而那些类似自平衡机器人，像是骑自行车的murata boy和骑独轮车走单杠的murata girl。

这一类机器人都是通过惯性飞轮和角动量守恒来维持平衡的，以前网络上很火的cubli方盒机器人也是一样的原理。

论难度来说，要比atlas低上好几个等级。这一类型的机器人个人在很多年前也曾经彷制过↓

独轮机器人这种轮式机器人的控制就简单很多了，one中我使用的控制器是一块3内核的stm32，控制算法使用简单的lqr甚至pid就可以满足要求了。

通过陀螺仪和加速度计进行姿态解算得到位姿数据，经过pid控制器反馈到电机输出，只要参数调得好很容易就可以出效果。

而要想做一个不会摔倒的机器人有几种实现方式。

如果是想做轮式机器人的话，难度相对较低，陈渊可以采用一下imu传感器、姿态解算、pid算法，基本上就可以diy一个自平衡机器人。

如果是想一个双足机器人，这种情况下，由于平衡主要是靠大脚掌支撑保证，那么只需要事先编辑调整好步态序列，确认行走过程不会摔倒，摔倒就看方向调整舵机输出值，然后记录下来重复执行舵机输出序列即可。

不过当陈渊能够初步实现这些技术后，他开始不满足这些了。

这本来就不应该满足才是，毕竟这些还只是最入门的基础而已。

他开始尝试起了外骨骼机器人。

也就是将现在的外骨骼技术和机器人相结合起来。

在了解外骨骼机器人如何驱动之前，需要了解外骨骼机器人一共有几种类型。

陈渊按用途划分的外骨骼机器人的三种类型：

第一类是助力型外骨骼机器人，主要面向健康人群，提高人的负载能力，用于军事领域，可增强士兵负重能力。

第二类是步态训练康复型外骨骼机器人。主要面向下肢运动能力受损患者的康复治疗中，使患者通过训练以达到逐渐恢复下肢运动的能力，实现自主行走。

第三类是下肢运动辅助型外骨骼机器人。这类机器人主要面向丧失下肢运动能力的残疾人，以帮助他们能够像正常人那样站立以及行走。

外骨骼机器人的驱动系统的种类在之前就有国内外专家学者已对外骨骼机器人进行了大量研究，并设计出多种外骨骼机器人驱动系统，应用在的下肢外骨骼机器人驱动方式常见的有液压驱动、气压驱动、电机驱动等。

液压驱动是将外骨骼机器人的髋部、大腿和小腿分别与液压缸相连，通过液压缸的伸缩控制大小腿的运动，实现行走功能。典型的结构有美国加州大学研发的bleex外骨骼机器人、洛克希德·马丁公司的hulc外骨骼机器人均采用液压驱动。

气压驱动的原理与液压驱动类似。外骨骼机器人的髋部、大腿、小腿分别与气缸相连，通过气缸的伸缩控制外骨骼机器人大小腿的运动，实现行走功能。国内浙江大学研发的下肢康复医疗外骨骼机器人采用气压驱动方式。

电机驱动主要方式有2种。一种是将电动机直接安装在机器人的旋转关节上，利用电动机转子的旋转驱动各关节的转动。另一种是利用电动推杆驱动，电动推杆主要由电机和滚珠丝杠组成，将电动推杆两端与外骨骼相连，电动机驱动滚珠丝杠上的螺母旋转，螺母与丝杠螺旋配合，螺母转动促使丝杠做直线运动，从而使机器人大小腿实现模彷人体运动。如中国科学技术大学研制的可穿戴型助力机器人采用电机驱动。

不过现在陈渊所掌握的驱动方式已经非常成熟了，完全不用借鉴其他人，只是自己去尝试就可以实现。

但就说这几种外骨骼机器人驱动系统优缺点不是没有。

液压驱动传动平稳，结构紧凑、惯性小，易控制。但是液压传动对液压油温度的变化较敏感，并且会发生一定程度的漏油，易污染环境，传动过程中不能严格保证传动比，使用效率低。液压驱动大多用于抗震救灾和士兵作战等用途的外骨骼机器人，其承受负载较大。

气压驱动与液压驱动原理类似，其优点是使用安全、介质不产生污染、工作压力低；缺点是由于空气具有可压缩性，导致运动速度易发生变化，不利于精确控制其速度及位置，一般多用于小功率传动。

电机驱动系统结构简单、响应快，效率高、使用维护方便。但若外骨骼机器人要求较大的动力驱动，则相应电动机尺寸也会偏大，不利于外骨骼机器人整体的轻量化，而且也会影响机构的平衡性。电机驱动大多用于负载作用小，起康复作用的外骨骼机器人上。

而陈渊想要可以自我实现的机器人，那么就必须要考虑到他的结构是否问题。

因为从某种程度上角，智能机器人想要取代人类，不仅仅是要和人类同等智慧，还能完成人类能做的事，同时还需要去考虑完成那些人类所不能完成的。

陈渊会有研究机器人的想法也就是想要借此去帮助人类在以后的战争中能够进行取代。

让机器人上战场，成为一个最大的杀气。

只有这样才能真正让人类高枕无忧，至少是在面对危险时，可以减少人类自我的损耗，这才是陈渊想看到的。

而当陈渊把正式研究机器人的项目启动时，倒也是在世界上引起了不小的关注。

从某一点说，陈渊现在想要做的事很难瞒过其他人了，毕竟关注度实在是太高。