2.1. 規劃 - 整體方向

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這幾年因為工作的關係,接觸了不少Robot的相關資料。除了有參與開發的類型( FPD Robot / Wafer Robot / AMR),也做了很多其他類型Roboto的評估。所以清楚雖然是通稱Robot,但是不同領域的Robot,在技術基礎也有巨大差異。光是親自開發過的( FPD Robot / Wafer Robot ),除了使用環境無塵室相似外,仍然存在很多細節差異。

不用考慮商業目的下,最感興趣要做的就是雙足步行Robot,只要雙足,只要步行,我甚至不在意上半身。
雙足部行已經夠複雜了,我不會去妄想能夠順便處理上半身的動作,雖然人類的自然步態,上半身的動作也是平衡的一部份。

那麼,要做到哪種雙足步態,當年大學推甄準備的小Robot是屬於穩定步態,透過巨大的交錯腳掌支撐,就是整個步態的任意時刻都是穩定的,重心永遠都是保持在穩定狀態,隨意停止動作,robot都不會倒地,仍夠停止在任意動作,仍保持平衡。

市面上販售的robot套件或是成品,可以觀察一下,假如有內建行走的功能,大多是穩定步態,永遠保持平衡,步行的姿勢會比較誇張。部分是動作寫死的不穩定步態,看起接近自然步態,動作中不是穩定狀態,只要停在跨步動作中的不穩定狀態,或是地面狀態改變,robot狀態改變,就會跌倒,一定要做完整的動作循環,然後終止在穩定姿態。

但是我想要做不穩定步態,能夠適應環境變化,甚至適應robot自身的變化,因為這樣才好玩。

產生行走步態得部分會是最主要的難關,在看過的眾多資料中,除了常見的ZMP(需要複雜的計算)。最感興趣的是DrGuero2001 (AI & Robot (ifdef.jp)) 的UVC (Upper body Vertical Control)。

軟體的部分,直接說就是不懂,工作上最多就是拿同事寫好的東西,為了實驗和測試改幾個字,可以當作沒有經驗。不過,有需要就學,剛好來跨過自己不會的門檻。不期望成為專家,這個階段不需要考慮效率,程式能動就不錯了。

系統的部分,選擇樹梅派當MCU,不考慮耗電,先保留較高的效能讓我浪費,所以不考慮arduno,以及較充足的軟體資源能夠依賴,所以不考慮arduno。

機械部分是我的工作專長和喜好,但是要避免花太多時間在上面,因為我樂在其中時,會花太多時間在最佳化設計,佔據寶貴的時間。因此除了自行設計3D列印組裝的原則外,構型與設計會直接參考已經存在各式成品。

線路的方面,大部分數位io,過去開發機械原型,也常協助電控完成配線作業。這次不是商業產品,不用顧慮外觀和耐久度,自己處理也沒問題,能做實驗就足夠了。

最後有個大原則,雖然目標是雙足行走的Robot實際做出來。但是這個初始階段的計畫,機械的部分是為了服務,步態產生的軟體學習與測試,先去處理自己缺少的部分,要提醒自己雖然也要做自己喜愛的機械部分,但是不要喧賓奪主了。
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