小程序
传感搜
传感圈

详解美国大狗机器人构造和其中的传感器技术运用

2018-12-18
关注
摘要 “大狗”机器人头部立体摄像系统可提供精确的三维地形图,姿态传感器能提供当前的姿态和加速度,而压力、位置传感器则可反馈关节当前的运动状态和余量,温度、压力传感器还可以监测系统的健康状态。

  目前,智能无人系统种类多样,类型丰富。主要包括空中飞行的无人机、飞艇,地面上作业的机器人、自主地面车辆,水中的无人潜航器、水下机器人等三大类,还有空间站机器人、微型卫星、工业机械臂等众多旁支。目前,随着智能化无人系统的概念的普及、传感器和微型处理器技术的发展,智能无人系统已开始在社会生活中崭露头角,大大地推动了信息融合技术的研究和应用。美国研究人员开发的“大狗”(BigDog)机器人便是其中一例。


战场上的“大狗”机器人,资料图

  在战场上,当美军在对坚固设防区实施有准备的进攻作战时,会动用侦察车、夜视器材、雷达、地面传感器等,必要时使用巷战的智能机器人、无人驾驶侦察机、高级电子传感器等。这款“大狗”机器人,便是由美国波士顿动力学工程公司专为美国军队设计研发的。研发成功后,到2015年,“大狗”机器人就已经进入了阿富汗地区开展试验,对机器人和士兵的协同作战功能进行了初步验证。

  作为形似机械狗的四足机器人,“大狗”机器人体重和大型犬相当,在交通不便的地区能够为士兵运送弹药、食物和其他物品,能够行走和奔跑,还可跨越一定高度的障碍物。

  大狗机器人身上的传感器类型

  据了解,“大狗”机器人总共安装有约50个传感器,这些传感器能够用于监测车身的姿态与加速、关节的运动和力度、发动机的转速和内部机械装置的温度和液压。


大狗机器人约装有50个传感器,资料图

  “大狗”机器人头部立体摄像系统可提供精确的三维地形图,姿态传感器能提供当前的姿态和加速度,而压力、位置传感器则可反馈关节当前的运动状态和余量,温度、压力传感器还可以监测系统的健康状态。这样一来,多种传感器收集到的信息全部传递回“大脑”后,通过信息融合算法,经过类似人脑的处理过程,“大狗”便可以作出正确的指挥。

  在实际操作中,“大狗”机器人最大的特点是,能够展示以多种运动方式与速度运动。“大狗”机器人通过控制它的四条腿,能够站起来,蹲下去,爬行,小跑,甚至快速跳跃前进。这一连串的动作,离不开它身体和腿部的智能化构造与感知系统。


钢架结构的“大狗”机器人,资料图

  体内装有汽油发动机提供全身动力

  具体来说,“大狗”的身体是一种钢架结构,内装有圆筒形汽油发动机,来为“大狗”的水压系统、电脑和惯性测算单元(IMU)提供动力。其中,惯性测算单元是机器狗的重要组成部分,它使用光纤激光陀螺仪和一组加速器跟踪机器狗的运动和位置。这些装置与四条腿一起发挥作用,就可以使它迈出准确的步伐。

  为与人类行走的速度一致,它还采用了一种动态平衡小跑步态,即利用横向速度与加速度来保持平衡。通过一些惯性传感器与控制系统精确控制分配给各条腿的运动力量和地面反应力量,来优化它的负重能力。


大狗关节装有传感器,负责测量力量和位置,探测地势变化。资料图

  腿部关节利用传感器探测地势变化

  谈到大狗的腿部,它的腿由铝制成,每条腿有三个靠传动装置提供动力的关节,并有一个“弹性”关节,利用水压刺激器,电脑每秒可以重新将关节配置500次。关节上装有传感器,负责测量力量和位置,探测地势变化,电脑参照这些数据,结合从惯性测算单元获得的信息,确定四条腿应该是抬起还是放下,向右走还是向左走。通过调整关节的水压液体的流动,电脑可以将每一只爪子准确地放下。

  例如,如果有一条腿比预期更早地碰到了地面,计算机就会认为它可能踩到了岩石或是山坡,然后“大狗”机器人就会相应地调节自己的步伐。而当遭到外界“骚扰”时,例如踹它一脚时,“大狗”的主动平衡性使其可以保持稳定。

您觉得本篇内容如何
评分

相关产品

灵途传感 线激光传感器 LLS 02 直线位移传感器

LLS 02是灵途基于结构光技术的固态激光传感器。采用双向交叉的线光源设计,可实现单线高度、距离测量、地毯识别、避障、绕低矮障碍物、悬崖防跌落等功能。可以获取更多的三维避障信息,有效解决机器人钻沙发,碰头问题,相对于双摄单线激光模组能够有效获取,更远距离避障信息,可以提升扫地机器人的清洁效率,降低故障率,极大的提升产品智能化。可用于各类机器人避障、物体尺寸测量,3D轮廓扫描。

OMEGA Engineering 欧米茄 LCM201-100N 称重传感器

OMEGA’s LCM201系列微型称重传感器是为工业自动化和机器人技术的苛刻环境而设计的。直径只有19mm(0.75),全不锈钢结构,可适应小型系统和恶劣环境。

ifm 易福门 IES202 直线位移传感器

感应式传感器,由于其短的外壳长度\/紧凑的设计,这些感应式传感器非常适合空间有限的应用场合。机器人技术,这使得它们的理想选择组装和处理应用。,矩形类型的开关频率达到2000赫兹在整个温度范围。,在一个健壮的小缸类型不锈钢住房甚至达到5000 Hz,可以安装拧紧力矩的两倍标准传感器。

Bourns 伯恩斯 Contacting Linear Motion Potentiometers 线性电位计

作为Trimpot®微调电位器生产线的一个衍生产品,接触式直线运动位置传感器是为了满足希望检测位置运动的设计师的需要而开发的。这些紧凑组件的应用包括:用于自动控制器的螺线管定位传感器、音频设备上的音量控制、操纵杆控制器、卫星天线定位和机器人技术。

Ligent 力准传感 LF-202M 多维力传感器

二轴力传感器LF-202M产品特点及用途:本产品可以分别测出空间二个方向的受力,具有高灵敏度,相互干扰小等优点。可应用于铣床磨床加工过程中刀具二个方向受力检测,机器人抛光二轴力的检测。产品量程及尺寸图纸:产品主要的技术参数:量程 Capac

兴颂HINSON TDCS-0100 视觉传感器

TDCS-0100视觉传感器和算法结合使用,实现更复杂对象跟踪、目标识别(二维码识别)等。通过分析和处理视觉传感器获取的图像数据,可以从中提取有用的信息,为各种应用提供决策和控制支持。视觉传感器现广泛应用于各种领域,包括工业自动化、机器人技术、安防监控等。在工业自动化中,视觉传感器可以用于检测和识别产品的外观、质量、位置等特征,帮助实现自动化生产和质量控制。在机器人技术中视觉传感器可以用于识别和分析道路标记、障碍物等功能。

ADI 亚德诺 ADIS16488CMLZ IMU-惯性测量单元

Analog Devices ADIS16488 战术级 10 自由度惯性传感器是惯性系统的一部分,旨在以一种简单的方法将精确、多轴的惯性传感加入工业系统。ADI ADIS16488 的每个惯性传感器都将业界领先的 iMEMS® 技术与优化动态性能的信号调理技术完美结合。工厂校准为每个传感器提供灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺仪偏置)特性。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。应用包括平台稳定与控制、导航、人员跟踪、仪器仪表、机器人等。

Jewell Instruments 杰威尔 SMAC&SMAP-D Emeral Series 加速度传感器

Jewell Emerald系列加速度计是一种低成本、高精度的传感器,其设计精度高于同类的MEMS器件。外形图应用包括机器人、施工设备、工业测量和控制以及精密加工。,功能:,•非常坚固,•比传统的力平衡加速计成本更低,•高精度,•比MEMS技术精度更高,•±5 V直流输出,•双端电源输入,• RoHS Comp,应用:

Texas Instruments 德州仪器 OPT3101RHFR 图像传感器

Texas Instruments OPT3101飞行时间 (ToF) 传感器是高速、高分辨率模拟前端(AFE),用于基于ToF的连续波接近传感和测距传感器。这些传感器集成了完整的深度处理管道,包括ADC、时序序列器和数字处理引擎。OPT3101 ToF传感器还包括 内置照明驱动器,可涵盖大部分目标应用。这些传感器的特性包括远距离距离测量、通过去混叠技术扩展距离范围、障碍物检测和躲避以及高达4kHz采样速率。典型应用包括传送带系统、工厂自动化、恶劣环境、无人机、真空吸尘器、割草机、机器人、烟雾探测器和应急出口。

Mettler-Toledo 梅特勒托利多 Polarographic Oxygen Sensor - InPro 6850i Series (Ingold) 溶解氧传感器

METTLER TOLEDO公司的InPro6850i G as智能全能型机器人采用了新的3电极系统。一个单独的铂阳极增加信号稳定性,特别是在低氧水平。有了集成的ISM技术,它们可以监测自己的穿戴情况,并可以预先确定实时进行下一次维护的时间。由于集成的ISM技术与插头和测量能力,安装更容易。由于自动化的自我诊断和资产管理,维护计划有了新的可能性。与我们所有的传感器一样,InPro 6850i G采用了智能传感器管理(ISM)技术,它提供了先进的诊断、插拔和测量功能,可以快速启动传感器。\ n特点:\ n

评论

您需要登录才可以回复|注册

提交评论

Mark

Hi,第一时间获取全球传感器最新鲜、最前沿的行业、技术资讯,赶紧来关注我吧

关注

点击进入下一篇

美国开发出带多种传感器的新型水下机器人

提取码
复制提取码
点击跳转至百度网盘