ГуРуо
 |
ГуРу — робот-гуманоид, разработанный в Лаборатории мобильной робототехники Школы информационных технологий и электротехники Университета Квинсленда . Дизайн GuRoo основан на человеческой форме и максимально антропоморфен . GuRoo полностью автономен . Он используется для исследований в различных областях, включая динамическую устойчивость, взаимодействие человека и робота и машинное обучение . GuRoo участвует в ежегодном RoboCup . Цель этого конкурса — способствовать развитию робототехники посредством ежегодных соревнований по футболу. Федерация RoboCup мечтает создать команду полностью автономных роботов-гуманоидов, которая сразится и победит человеческую команду, которая выиграет чемпионат мира в 2050 году.
Технические характеристики
[ редактировать ]Механический
GuRoo был разработан с учетом пропорций ребенка примерно шести лет. Робот способен взаимодействовать с типичными человеческими средами, такими как столешницы и дверные ручки. Механическое проектирование началось в 2001 году как дипломный проект бакалавриата. SolidEdge, пакет твердотельного моделирования, использовался для создания чертежей всех секций строящегося робота, физическую форму он приобрел год спустя. Большая часть конструкции изготовлена из алюминиевой пластины толщиной 3 мм и угловых профилей. Конструкция сильно фрезерована для уменьшения веса и улучшения обдува двигателями и силовой электроникой.
Электромеханический
В попытке имитировать человеческое тело GuRoo был создан с 23 степенями свободы . Выбранные приводы имели тенденцию сочетать высокий крутящий момент и низкую скорость , чтобы соответствовать антропоморфной природе передвижения человека . Кроме того, ни одному суставу не требуется совершать более одного полного оборота. GuRoo имеет высоту 1,2 м и весит 38 кг вместе с аккумуляторами.
Высокая мощность, необходимая для нижних конечностей и позвоночника, была реализована с помощью коллекторных двигателей постоянного тока. По соображениям стоимости и простоты реализации во всех нижних суставах используется одна и та же комбинация двигателя и редуктора. Используется двигатель серии Maxon RE 32 с номинальным напряжением 32 В в сочетании с керамическим планетарным редуктором с коэффициентом полезного действия 156:1 и КПД 72%. Максимальный доступный непрерывный выходной крутящий момент составляет 10 Нм при максимальной скорости 5,3 рад/с при потребляемом токе 2 А. Максимально допустимый периодически допустимый крутящий момент составляет 22,5 Нм при 4a. Длина моторов определяла ширину ног ГуРу. Мощные двигатели составили 33% от общего веса робота.
Малая мощность, небольшой вес и простота управления стали факторами при выборе приводов для верхних конечностей. Используемые RC-серводвигатели Hi-Tech HS705-MG способны развивать выходной крутящий момент 1,4 Нм при скорости 5,2 рад/с при напряжении 5 В. Внутренние металлические коробки передач обеспечивают относительно большой выходной крутящий момент при небольшом корпусе. Каждый сервопривод весит 0,125 кг. Каждый двигатель имеет внутреннюю систему управления с замкнутым контуром, но не обеспечивает обратную связь с основным контроллером GuRoo. В голове и шее используются цифровые серводвигатели, обеспечивающие дополнительный крутящий момент и точность.
Если робот обесточен и поднят над землей, ноги естественным образом будут качаться вместе, поскольку центр массы ноги находится за пределами тазобедренного сустава. дополнительные торсионные пружины с жесткостью пружины 1 Нм/градус расположены параллельно приводам поперечного крена . Чтобы предотвратить это, Пружины установлены таким образом, что в отключенном состоянии ноги робота свисают прямо вниз. Дополнительный крутящий момент пружины также снижает нагрузку на двигатель вращения бедра во время фазы единственной опоры при обычной ходьбе.
Как и следовало ожидать, GuRoo может лишь аппроксимировать многие человеческие движения. Одним из очевидных является грубо скопированный гибкий позвоночник. Человеческий позвоночник имеет 24 позвонка, распределенных по всей длине, что обеспечивает гибкое движение, в отличие от ГуРу, у которого всего три ортогональных привода. Шаровые шарниры также присутствуют в бедрах и плечах человека и обеспечивают высокую подвижность при небольшом объеме. Из-за особенностей используемых приводов реализовать шаровые шарниры было сложно. Вместо этого было достигнуто несколько степеней свободы с помощью небольших последовательных связей. Все степени свободы ортогональны , когда робот находится в положении стоя.
| Технические характеристики | |
|---|---|
| ГРИП |
|
| Батарея | Литий-ионный, 42 В и 7,2 В |
| Датчики |
|
| Процессор | ЧЕРЕЗ C3 1,2 ГГц |
| Отображать | 7-дюймовый сенсорный ЖК-экран |
Происхождение имени
[ редактировать ]есть традиция Во всех роботизированных футбольных командах Университета Квинсленда добавлять к своему названию суффикс -roo. На протяжении многих лет существовали RoboRoos, ViperRoos и CrocaRoos. GuRoo означает «крайне недостаточное финансирование», что указывает на небольшой бюджет проекта.
Размеры
[ редактировать ]- Высота 1,2 метра (около 3 футов 11 дюймов)
- 38 килограммов (84 фунта)