我最新設計的人型機械人-PARALLEL(LI04)

leonids

文章還是用中文吧,會說得詳細點(其實是英文不好... )

Parallelogram(簡稱Parallel)的下半身設計初步定下來了,如下圖所示(未經輕量化)



這條腿看起來與以往的人形機械人有少許不同,這是因為我設計了一個角速度加速系統放在上面,何謂角速度加速系統?

簡單的說明一下,在同一力矩下,當需要承受較大的外力時,力臂需要縮短,反之增長,(M=F*l)

看作功率不變的話,當每個SERVO的力矩都是一樣,如果把SERVO用機械方法並聯的話,實際力矩就會增大1倍甚至更多,

再根據我經驗和不精確計算,在重量3-4kg,高度在40cm以下的人形機械人,腿上單個自由度力矩用14kg*cm的SERVO可以湊合使用,

有鑑於此,我利用了兩個20kg*cm的SERVO並聯,理論力矩為20kg*cm+20kg*cm=40kg*cm,

由於40kg*cm在沒有機械人以外的外力施加下,根本用不了這麼大的力矩,所以用齒形帶輪把40kg*cm的力矩經過傳動比加速成17-20kg*cm,而角速度由原來的0.14sec/60°變成0.059-0.07sec/60°,這樣可以加快腿上關鍵幾個關節的角速度,再利用平行四邊形的方法設計腿部,把屈曲的速度再翻一倍,這樣角速度加速系統就誕生了.

角速度加速系統核心部分如下圖所示(未畫上齒形帶)



單條腿和屈曲過程如下圖所示



加快角速度的目的是為了令Parallel的走路,跑步,甚至跳躍,可以比同級的其他人形機械人做得更快,更高.無論程序寫得怎樣,最起碼可以在機械結構上得到比其他人形機械人更大的優勢.

在接下來的一個月我會找時間把整輛機械人設計出來給大家觀看

最後放上Aurora(LI03)的上身和Parallel(LI04)的下身MIX在一起的人形機吧~在我角度看來這樣合體有點不人道...為了效果,沒辦法啦~哈哈

ufpatsai

你......走火入魔了啦^^

stanley21

leonids大大是澳門的朋友嗎??

大大的作品好剛猛啊!!

我有一個小小的疑問，

在速度快力矩大的情況下使用皮帶傳動會不會有打滑失步的風險呢?

會不會久了之後位置就跑掉變的比較不準了呢?

ufpatsai

這個我知道^^皮帶的耐用度不輸鍊條,準度比鍊條好,不過..安裝時一定要繃緊才行.
這樣就不會跳牙,壽命也更長久^^

plenilune

我怎麼看不到圖

都是網頁的HTML標籤

Stanley14

我也看不到圖,但很想看,可以貼上來看或是重新給連結嗎?

mzw2008

圖可以看到啊  
裡面那些超連結複製貼到網址列就有了
這種設計真是複雜
不過感覺很不錯耶
只是...40公斤的馬達? 標準尺寸要到這種數字, 很貴哩

stanley21

這個我知道^^皮帶的耐用度不輸鍊條,準度比鍊條好,不過..安裝時一定要繃緊才行.
這樣就不會跳牙,壽命也更長 ...
ufpatsai 發表於 2010-12-15 11:55

嗯嗯,組裝要注意,定期做一下位置校正可能就不必擔心了...


另外,樓上看不到圖的朋友,可以到下面網址leonids大大的博客就可以看到照片了...
http://leonids1217.wordpress.com/2010/12/14/leg-of-parallelli04-is-designed/

lucrece_lu

我來幫忙補圖囉

Parallelogram(簡稱Parallel)的下半身設計初步定下來了,如下圖所示(未經輕量化)


角速度加速系統核心部分如下圖所示(未畫上齒形帶)


單條腿和屈曲過程如下圖所示



最後放上Aurora(LI03)的上身和Parallel(LI04)的下身MIX在一起的人形機吧~在我角度看來這樣合體有點不人道...為了效果,沒辦法啦~哈哈

plenilune

看到了，謝謝！

ufpatsai

那個皮帶輪可以用搖控車的,
塑膠射出品,規格差不多,而且便宜哦,
廣華街的模型店應該都有賣,
京商的規格應該比較適合^^
它也有短皮帶哦^^

lakers3411

uf老大~我剛好要向您詢問皮帶阿~
以您遙控車闖盪的經驗~

mzw2008

皮帶輪確實好用哩
不過適合的皮帶到是不容易買

leonids

不好意思..因為最近比較忙,沒有跟進好自己的帖子,忽略了照片的問題,現在直接從電腦上傳,應該沒問題了
而大家提到齒形帶的問題,我也有擔心過的,不過其實是有先例
這個是05年在日本ROBOCUP比賽旁的展覽會的一隻人形機械人,他的傳動做得很好,沒有打滑和虛位的問題,不過他是純粹的位置設計,1:1傳動的,而我的是36:16,速度增加同時力矩減少了.
不過我能否處理好加工精度已經不重要...因為根本不會把他造出來,沒資金,呵呵~只是想提出,將其他機械元素色彩加進只有舵機的人形機械人上而已~呵呵~
這個月內會有PARALLEL的2.0版(目前是1.0),會把細節改善和可能把齒形帶輪換成齒輪,因為我也有點不放心齒形帶輪(當初不用齒輪的原因是自家設計的熱處理沒法做到)...用齒輪的比齒形帶輪簡單了,兩舵機裝兩齒輪,共同轉動中間一齒輪就可以了...

另RE 鯨魚大:40公斤是用兩個舵機用機械的方法並聯使用,一個是20公斤的,因為並聯中要實現改變減速比我只想到用這方法弄在一起,如果有簡單的方法望鯨魚大指教一下小弟

leonids

回復 3# stanley21


   我是澳門的~有興趣的話可以看看我的空間,打理不多,張就看一下~leonids1217.wordpress.com
齒形帶輪可能遲些用齒輪代替~呵呵~

rayrider

大大請不要用皮帶改用拉桿傳動比較直接。而且也可以作到你要的放矩放大，皮帶受不了往復頻繁的機構。

leonids

回復 16# rayrider


   嗯,這個我也有想過,因為連桿是變矩的,力矩有一定範圍變動,想設計一種蹲下力矩大而站起力矩少的連桿,但是想不出來

stanley21

回復  rayrider
   嗯,這個我也有想過,因為連桿是變矩的,力矩有一定範圍變動,想設計一種蹲下力矩大而 ...
leonids 發表於 2010-12-16 20:46

   有沒有辦法讓連桿傳動的力矩變動,設計成蹲下的時候力矩大,而站直時力矩小?
就是說看看能不能調整連桿二頭各自固定在轉動軸的連桿角度,

不同的設計角度可能會讓蹲下時的力矩較大...

表達的可能不是很清楚@@....

leonids

回復 18# stanley21


大概明白~連桿用長度和位置可以實現它的不同角度,我最初是這樣想的,用二連桿來形成一個鷂形,左邊兩桿是從動的擺桿,右邊兩桿是連接舵機的,上下對稱,
而因為要實現角速度增加的關係(左邊相對右邊加快),所以左邊的擺桿比右邊短,
但之前經過計算,得出當角度小些(蹲下)時,傳動後的力矩是比角度大些(相對站起)的力矩要少些,其實可以把它反轉安裝,但樣子極不好看...
還有壓力角問題...




其實PARALLEL名字的來源是來自這設計...

ufpatsai

不好意思..因為最近比較忙,沒有跟進好自己的帖子,忽略了照片的問題,現在直接從電腦上傳,應該沒問題了
而大 ...
leonids 發表於 2010-12-16 14:28

    偷偷告訴你,同減速比的條件下,皮帶驅動的扭力比齒輪高,
而且齒輪要做到零虛位,比皮帶驅動難,
真車引擎內的時規皮帶,要承受高轉速,還有高扭力,
所以.....皮帶是上上之選哦,而且.....很便宜.