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[项目] 【Arduino 动手做】基于五连杆机构的12 自由度腿式机器人

“Felin”是一款小型12自由度足式机器人，采用准直驱无刷执行器。其大部分部件，包括外摆线齿轮箱，均采用FDM 3D打印机和PLA材料打印而成。它计划参加2022年图卢兹机器人大赛。

这款四足机器人拥有四条轻量级的腿，基于五杆机构。每条腿有两根股骨和两根胫骨。髋部的两个执行器控制股骨角度，膝盖为自由关节。

该机器人使用B-G431B-ESC无刷伺服控制器，这是一个开源项目，带来了一款“基于意法半导体B-G431B-ESC1 Discovery套件的超低成本无刷伺服控制器”。FOC算法以40KHz运行，具有可编程PD位置/速度和PI电流控制。

此外，我们还开发了一个“Felin”ROS节点，实现了简单的3自由度小跑步态和6自由度姿态控制。该机器人可通过无线蓝牙游戏手柄（类似PS3）进行远程控制。步态算法仍在开发中。

ESC固件：

基于项目的执行器：“基于 ST 的 B-G431B-ESC1 Discovery 套件的超低成本无刷伺服控制器”：  https://hackaday.io/project/1775 ... ss-servo-controller

ST Discovery Kit B-G431B-ESC1 的自定义固件可从 git 下载：  https://github.com/pat92fr/BrushlessServoController

使用贝塞尔曲线测试高速脚部轨迹。

我正在为我的DIY腿式机器人寻找一个平滑的摆动阶段轨迹，该轨迹能够适应较大的机器人速度范围（从0到1米/秒甚至更高）。该轨迹应实时计算，并应最小化足部速度和加速度以及关节速度和加速度，以便在站立阶段开始时获得良好的跟踪效果并最小化地面冲击力。

贝塞尔曲线解决方案尚不完美！在站立阶段初期仍然存在位置超调，这可能会导致机器人落地时与地面发生碰撞。不过，在相当高的速度下，足部位置跟踪并不算太糟糕，这取决于足部轨迹曲线以及无刷电机控制器的设置（位置控制环路的 Kp 和 Kd、FOC 电流环路的 Kp 和 Ki，以及 FOC 的实现）。PID 是为机器人在地面行走而设置的，当机器人不接触地面时，PID 可能并非最佳。这需要进一步分析，但这些初步实验已经很有意思了。

Git：  https ://github.com/pat92fr/FootTrajectoryPlanner

【Arduino 动手做】基于五连杆机构的12 自由度腿式机器人图1