工程師開發(fā)開源的3D打印機(jī)器狗V3并讓它正常工作

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XRobots 的 James Bruton 是一名機(jī)器人工程師，同時也是 3D打印愛好者，他已經(jīng)開始著手開發(fā)他的3D打印機(jī)器狗的 V3。這個名為 openDog 的開源項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了幾年，旨在作為波士頓動力公司 Spot（零售價約為 75,000 美元）的一種更易于訪問、更具成本效益的替代方案。除了電機(jī)、軸承和其他一些組件外，機(jī)器人還可以完全在低成本 FDM 系統(tǒng)上進(jìn)行 3D 打印，例如 LulzBot TAZ Workhorse Bruton 碰巧使用。

Bruton 說：“在過去的幾年里，我的許多?？投紩吹轿业臋C(jī)器狗的發(fā)展。我構(gòu)建的最后一個工作機(jī)器狗是 openDog V2，它工作正常。所以現(xiàn)在是 openDog V3 的時候了——這個版本使用了我在過去幾個月開發(fā)的擺線驅(qū)動器。我最終會在 CAD 和代碼運(yùn)行時將其作為開源發(fā)布?！?/span>

James Bruton 旁邊的 openDog V3，仍在開發(fā)中

openDog V2 與 openDog V3

那么自 openDog V2 以來發(fā)生了什么變化？在上一次迭代的開發(fā)過程中，布魯頓發(fā)現(xiàn)最敏捷的機(jī)器狗是那些具有可向后驅(qū)動的齒輪系的機(jī)器狗。這些允許狗的腿自然彈簧，就像汽車的懸架一樣，除了還可以通過使用軟件改變電機(jī)的驅(qū)動方式來實(shí)時控制彈性。

然而，為了使可向后驅(qū)動的齒輪系工作，他需要相當(dāng)大的扭矩，因?yàn)槔硐肭闆r下驅(qū)動減速比需要小于 10:1。開源狗的 V2 依賴于基于傳送帶的減速系統(tǒng)，因?yàn)檫@是 Bruton 當(dāng)時可以設(shè)計的最簡單的解決方案，但由于皮帶和滑輪的物理空間限制，該系統(tǒng)僅提供了 5:1 的減速.

對于 openDog V3，他必須實(shí)施全新的、更緊湊的齒輪箱解決方案。 Bruton 希望硬件盡可能保持開放和可訪問性，因此它需要可 3D 打印、耐用且能夠快速移動。最終，他選擇了擺線驅(qū)動齒輪箱，它使用擺線盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)齒輪。工程師說：“我已經(jīng)對這些減少做了很多測試，包括讓我在滑板上推我?guī)子⒗餂]有明顯磨損，而且都是用 PLA 印刷的。我已經(jīng)使用兩個擺線驅(qū)動器構(gòu)建了一個測試機(jī)器狗腿。這一次，我們將建造 12 個，并將它們?nèi)糠湃?openDog V3 的機(jī)械組件中?！?/span>

openDog V2，項(xiàng)目的前一個迭代。照片來自James Bruton（詹姆斯布魯頓）。

開源 3D 打印的力量

據(jù)了解，目前已經(jīng)完成了大部分 openDog V3 的原型設(shè)計，Bruton 對開源項(xiàng)目的結(jié)果持樂觀態(tài)度。新的擺線驅(qū)動器幾乎沒有任何齒隙，造就了堅(jiān)固而堅(jiān)固的構(gòu)造。該機(jī)器人還可以折疊成一個干凈、緊湊的形式，這意味著它可以裝入一個航空箱進(jìn)行運(yùn)輸。

由于車身沒有任何電子設(shè)備，V3 目前的重量約為 20 公斤，但預(yù)計在完成時將達(dá)到 25 公斤。這比波士頓動力公司的 Spot 輕得多，后者的重量約為 32 公斤。 openDog V3 的其他功能包括額外的電池空間，可將電池壽命延長一倍，用于加強(qiáng)框架的碳纖維管，以及用于吸收沖擊的 3D 打印 TPU 腳。