66、人形机器人的控制与设计创新

人形机器人的控制与设计创新

在机器人技术领域，人形机器人的控制和设计一直是研究的热点。本文将介绍关于人形机器人Hydra的解析粘弹性控制（RVC）以及可打印机器人的机械逻辑设计与原型制作的相关内容。

人形机器人Hydra的解析粘弹性控制（RVC）

1. 机器人配置与控制架构

Hydra是一款人形机器人，本次研究使用的是其下半身版本，身高180cm，重74kg，总自由度为14（腰部2个自由度，每条腿6个自由度），所有关节均由电液作动器（EHA）驱动。
为实现高精度的关节扭矩控制，采用了三闭环反馈控制：
- 电流反馈 ：在驱动板上以20kHz的频率运行，是最底层的控制。
- 作动器力/扭矩反馈 ：在微控制器单元（MCU）板上以5kHz的频率运行。
- 关节扭矩命令环 ：在主机PC上以1kHz的频率运行，通过EtherCAT向MCU板发送关节扭矩命令。

以下是控制架构的简单示意：

graph LR
    A[主机PC] -->|关节扭矩命令环 1kHz| B[MCU板]
    B -->|作动器力/扭矩反馈 5kHz| C[驱动板]
    C -->|电流反馈 20kHz| D[EHA]

2. RVC的实现与特性

RVC作为一个ROS节点在主机PC上实现，更新频率为30Hz。它有时会使用过去的关节角度数据来计算关节粘弹性$K_{\theta}$