【新智元领先】每年大学生们的机器人大赛，都让人看得很热情。初出茅庐的大学生们，亲手制作机器人，在赛场上尽情挥洒汗水和热情的场面，感动了无数人。今年的机器人大赛，因为参加了四足机器人的比赛问题，看起来特别漂亮。其中来自哈尔滨工业大学的四足机器人吸引了我的目光。请关注更多的机器人信息、视频、新智元和群

近年来，由于各种原因，四足机器人成为许多大学和公司争相开发的机器人项目。其中一些海外公司和高中明星产品经常刷我们的朋友圈。但是，我们知道的国内四只脚很少。幸运的是，今年的Robocon2019赛题中有四场关于机器人的比赛。从很多参赛队伍中也发现，中国大学生在制作四足机器人的能力上完全不输国外学生。

比赛中，来自哈工大竞技机器人队的四足机器人动作灵活，速度惊人，取得了全国三期军、马术比赛项目竞速组冠军的好成绩。现在，让我们来看看来自哈佛大学的四足机器人。

哈工大竞技机器人队

哈佛大学我们不需要介绍太多。这所拥有近百年历史的中国双一流大学，在众多学科领域的贡献和排名历历在目，是众多学生望尘莫及的国内顶级学府。

这个学校也在成长着非常优秀的机器人队——哈佛竞技机器人队。该小组成立于2002年，由哈尔滨工业大学校团委指导和组织、全校各专业学生自愿报名参加组成。该团队经过18年的技术积淀，建立了机械、控制、硬件、传感等全面自主的技术体系。参加了亚太大学生机器人大赛robocon、全国大学生机器人大赛robomaster、icra dji人工智能挑战赛等国内外机器人大赛，并多次获得冠军和全国一等奖等荣誉。

哈工大四足机器人 “踏浪”

机器人比赛是亚洲广播协会(ABU )于2002年开始的大学生机器人创意与制作比赛。比赛每年都要发布新的规则，需要参与者综合运用机械、电子、控制等技术手段来完成规则设定的任务，可以说是本科阶段最好的机器人比赛。作为一个技术门槛很高的机器人赛场，从2002年开始举办了16届，国内有100多所大学活跃地参加，多年来参加的同学亲切地被称为萝卜坑。

今年，在Robocon2019赛题中，其部分要求是制造四足机器人，需要实现直线、转弯、越障、过绳、上坡等功能。哈工大机器人对选手们针对比赛问题，通过机械控制和硬件展开了8个多月的研发。最终完成了能够跳跃和高速行驶的通用四足步行机器人“踏浪”。

“踏浪”在室外移动

经过几次设计迭代，“踏浪”被设计为并联的8自由度4足步行机器人，搭载视觉系统，通过识别场地内的要素来获得自身的位置信息。机器和硬件的整体成本还控制在1万元左右。

接到指令，csdsy行驶的“踏浪”

机械方面，“踏浪”的各脚使用并联配置。虽然并列配置在工作空间和大小方面不利，但是在输出和速度方面比串联配置有优势。这个方案最适合电机性能差的条件。同时采用了主流的低减速比和大扭矩无刷电机的驱动方案。

考虑到成本问题，小组使用了一级齿轮传动，大齿轮使用了尼龙齿

圈小齿轮使用铝合金齿轮，最终实现了 5.8:1 的减速比。虽然 8 自由度方案，无法实现机器人全向移动，但是通过差动转向的方式，足够满足实际需求。

“踏浪” 快速上坡

控制上，使用 stm32 与 FPGA 作为控制算法的硬件平台，通过自行设计制作的有感 FOC 驱动器实现对电机的力矩控制，并使用阻抗控制方法实现了腿足的主动柔顺效果。在四足逆运动学的基础上，规划足端轨迹，在视觉信息的引导下，最终全自动地完成比赛。使用 IMU 反馈做姿态稳定控制，并在腿足上安装压力传感器，实现碰撞检测。

“踏浪” 跳跃障碍物

视觉上，使用 Intel 微型电脑作为处理平台，传感器使用华硕 Xtion Pro Live 深度相机，与 270 度舵机结合，实现对赛场环境的多方位扫描。算法方面以 Point Cloud Library 及 OpenCV 等开源计算机视觉库为基础，对深度相机采集的场地特征进行识别分析，得到机器人当前的绝对位置，指导机器人行进及完成特定动作；通过三维点云与二维图像的结合与转换，加快算法速度，提高识别效率。