Hexapedal机器人

无论是穿越火星的沙滩，还是步行一条石路径，这个机器人旨在轻松快速地移动，跳跃，甚至翻转。

宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)正在设计的受生物启发的机器人旨在提供新的机动性和耐久性，同时提供快速行为发展的能力。X-RHex (Robot Hexapod)是高度移动的RHex平台的最新版本。与以前的版本相比，X-RHex被设计为更强的强度、更长的运行时间和更大的机动性，而且它是第一个携带模块化有效载荷架构的RHex，以支持各种各样的研究需求。

六条腿机器人在昆虫以昆虫进行建模，其中三条腿同时始终触摸地面。作为运行机器人，X-RHEX在复杂，自然，户外地形中提供了强大的操作。该机器人预计将成为实验室的有效研究机器，以及用于现场测试的户外。

有效载荷规范包括5V，12V和电池电压（37V至42V）电源接口，以及USB和以太网连接。使用MIL-SPED PICATINNY RAIL安装标准接口连接有效载荷。虽然典型的有效载荷通常比x-rex本身更小，但是，机器人已经测试，以便在其背面上延伸12kg，这比机器人的重量显着重。有效载荷可以包括网络摄像头，GPS单元和辅助计算机，用于快速处理传感器数据。

x - rhex机身为57 x 39 x 7.5厘米，离地间隙12.5厘米(倒置时为12厘米)。每个支架直径为17.5厘米，安装两节电池时，重量为9.5公斤。X-RHex机械设计的主要目标之一是提高其框架的耐久性，包括抗疲劳和抗冲击，以及使用性能，同时实现比过去的RHex模型更好的性能。

另一方面，腿的设计被保留了下来。腿部支架几乎位于机身较薄的中心，这意味着即使在倒立状态下，机器人也能以更大的离地距离运行。这些电机是在仔细分析了过去RHex机器人的性能后选择的。该团队选择使用由美国maxon电机设计和制造的扁平无刷电机。每个电机提供84瓦的连续动力，齿轮比为28:1，最大机器人功率密度为240w /kg。

X-RHex是围绕四个子系统设计的，包括主计算机、电子堆栈、电池和电机组件。而主计算机处理所有高层控制和通信;电子栈包括电机控制器、控制接口板和用于配电、调节、保护和监控的电池管理板。在每一堆的外侧安装有锂聚合物面糊和接口板。电机组件，包括无刷电机和相关传感器，位于每六个髋部。

X-Rhex以大约四个身体长度的高速行进（每秒约2米）。使用的电机是Maxon EC 45无刷电机。位于六个C腿中的每一个（腿部形状为C）。C腿基本上是弹簧，其垂直和旋转方向兼容。这意味着即使它们旋转，腿也可以推动。无刷电机对于这种类型的应用是完美的，因为它们是高效电机，由于刷子而没有摩擦，并且在操作中没有产生火花。

Maxon设计和制造完整的刷子和无刷电机的完整系列。它们还为其电机提供装备，编码器和其他配件，包括各种电子设备。该公司的EC Flat无刷电机可提供12至70多瓦的电力额定值，并配有霍尔传感器标准。电机也可提供各种操作电压，以及速度和扭矩。Maxon Motors提供长寿和安静的操作。

每个分支的操作有两个阶段:地面阶段和空中阶段。就像昆虫一样，三条腿在任何特定的时间处于操作的每个阶段。这为机器人提供了静态稳定性。这种步态被称为交替三脚架步态，是六足机器运行最稳定的步态。

旋转的地相必须以较慢的速度移动并且需要更高的扭矩额定值。旋转的空中阶段需要以更快的速度移动，但需要更低的扭矩。这是因为腿在地面上仅左右60到90度旋转，而它们在另一个270至300°旋转中。

此外，无论地形如何，c型腿在地面阶段都会产生摩擦。由于X-RHex可以在岩石、沙子、泥土、草地和建筑物的地板上移动，所以它的腿在地面阶段和空中阶段的时间是可变的。注意，并不是所有的步态都必须是三脚架的。但是，为了尽可能灵活，必须根据机器人预期的移动位置为每种步态创建不同的算法。