简介
PAL机器人公司的一个新案例研究集中在REEM-C，它的全尺寸双足类人机器人研究平台。它是用于许多应用的机器人家族中的一员。REEM-C为导航、机器视觉、人机交互、人工智能、抓取、行走和语音识别等令人兴奋的领域的研究提供了完全可定制的基础。
背景
想象一下这样一个世界:机器人伴侣可以提高工作效率，在机场提行李，甚至为老年人提供辅助生活。这就是位于西班牙巴塞罗那的PAL Robotics SL公司希望创造的现实。这家创新公司位于巴塞罗那科技区的中心，距离世界著名的兰布拉大道(Las Ramblas)只有很短的步行距离，它是机器人开发的先驱。
机器人的设计、编程和组装都在PAL Robotics公司熙熙攘攘的巴塞罗那办公室进行，那里的工程师团队不断提高机器人的性能。
挑战
PAL机器人公司的首席技术官卢卡·马尔基奥尼指出，最困难的挑战之一是在走路时保持平衡，这是人类习以为常的。
走路包括同时产生和执行多个自由度的轨迹，同时脚与环境相互作用。双足机器人的控制系统必须处理两个阶段之间的过渡:双足着地的双支撑和单脚着地的单支撑。
由于与机器人动力学相关的非线性，设计控制律来实现这一点是很困难的。通常，这不能通过分析来完成，而且过于复杂，不能仅通过试错来完成。取而代之的是一种被称为轨迹优化的数值方法，其中规定了机器人的“理想路径”，并用数值方法计算该路径的最佳近似，其中“最佳”的标准由一个特别选择的成本函数决定，该成本函数既考虑了理想路径，也考虑了机器人的物理限制。
在仿人机器人关节的设计中有严格的空间和重量约束，以保持机器人的体积和惯性尽可能低;PAL机器人公司的许多机器人都是真人大小，自由度可达40度。
解决方案
REEM-C和PAL机器人公司的其他类人机器人拥有完全铰接的关节，能够根据任务执行一系列复杂的动作。高质量的编码器反馈需要伺服控制的每一个关节的应用扭矩，速度和位置。Renishaw建议PAL机器人为每个应用程序选择编码器，并利用对他们的业务需求和产品的深刻理解。
选择RLS非接触式磁编码器作为解决方案。这些包括旋转编码器，如AksIMTM和orbstm，它们集成到膝关节、手腕和肘关节，以及组件级增量RoLinTM系统。
对于平衡控制，在每个机器人的脚上实现一个反馈力系统来计算零动量点(ZMP)，一个可以用来评估像REEM-C这样的机器人稳定性的度量。然后将测量到的ZMP输入一个“模糊逻辑”PD控制器，以跟踪所需的ZMP，实现平衡和干扰抑制。
控制器的目标是调整机器人的质心(CoM)位置，以始终保持ZMP点在支撑区域内(脚下)。成功的两足动态行走需要通过旋转编码器反馈精确控制腿的关节角度，包括位置、速度和加速度。
结果
平衡控制对于稳定的双足运动尤为重要，编码器输出能够估计机器人的姿态，并生成每个关节应该遵循的位置、速度和加速度参考。
磁编码器为PAL机器人提供了灵活的位置测量解决方案，并能够满足严格的空间和性能要求。所选编码器具有令人印象深刻的功能范围，使重大的设计自由。通过控制作用在每个关节上的瞬时力矩来实现平衡控制，使机器人的每个肢体能够正确定位，实现稳定的行走运动。较高的编码器精度确保了控制信号中的误差被最小化，从而使控制器能够快速调整机器人的位置，始终保持在脚的支撑区域内的ZMP。
欲了解更多信息，请访问http://www.rls.si．
 |
 |
 |
 |
 |
|||
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
