BostonDynamics的机器人Atlas和本田公司的机器人ASIMO哪个更加先进

2019-11-24 20:31:52

看了@奀翊的回答还有评论，关于其中液压部分争议较大，只针对这部分谈一谈。Atlas应用的是液压伺服系统，关于液压伺服系统，先抛开Atlas，来看几个例子。1960sbyCappelforhelicoptersimulatorKoekebakkerS.H.ModelBasedControlofaFlightSimulatorMotionSystem.Netherlands:DelftUniversityofTechnology,2001TheNationalAdvancedDrivingSimulatoratTheUniversityofIowa中国空间对接综合试验台六自由度地震模拟试验台上面几个例子都是由六个液压伺服作动器组成的六自由度运动系统，有飞行模拟系统，有运动模拟系统还有振动模拟系统，从图片中最直观的感受就是大，液压特别适合用在大负载的场合。液压缸的出力=液压油压力X作用面积理论上，液压缸的出力可以大至无限大，仅受密封和材料结构强度的限制。而对于运动模拟系统来说，其响应速度、重复精度和稳定性要求都是非常高的，而这些要求恰恰正是液压伺服系统的优点。下面再举个例子这是某运载火箭的发动机，看图中绿色部分就是运载火箭推力矢量控制系统的执行机构，也就是液压伺服系统。美国载人登月运载火箭土星V的F-1发动机（左上角是液压伺服系统；也即上面那张左上角有红色的那一部分，安装在支架上）评论中有童鞋指出那是燃气发生器，下面图片的GASGENERATOR才是燃气发生器，伺服系统应该安装在其左边那个三角形的支架上（图片上还未安装），偏题了，不过多讨论~运载火箭推力矢量控制系统是用来控制发动机喷管摆角，以调整火箭箭体姿态，使火箭最终进入预定轨道。火箭对执行机构的重量、负载能力、响应速度、控制精度、稳定性、可靠性都有着非常严苛的要求。运载火箭发动机对液压伺服系统的应用，正体现了它的三大主要优点：液压元件的功率-重量比和力-质量比大。可以组成机构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。对于中、大功率的伺服系统，这一优点尤为突出。液压动力元件快速性好，系统响应快。由于液压动力元件的力-质量比大，所以加速能力强，能高速启动、制动和反向。例如，加速中等功率的电动机需一至几秒，而加速同功率的液压马达的时间只需电动机的1/10左右。由于液压系统中油液的体积弹性模量很大，由油液压缩性形成的液压弹簧刚度很大，而液压动力元件的惯量又比较小，所以由液压弹簧刚度和负载惯量耦合成的液压固有频率很高，故系统的响应速度快。液压伺服系统抗负载的刚度大。即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。由于液压固有频率高，允许液压伺服系统有较大的开环放大系数，因此可以获得较高的精度和响应速度。另外，由于液压系统中油液的压缩性很小，同时泄漏也很小，故液压动力元件的速度刚度大，组成闭环系统时其位置刚度也大。很多童鞋可能不理解为什么液压伺服系统快速性好，看那满大街的挖掘机（工程机械属于液压传动控制）傻大笨粗的，怎么跟快速性沾边呢~这就要讲到最关键的一个液压元件--电液伺服阀了。在第一次世界大战之前，液压伺服控制开始应用于海军舰艇中，作为操舵装置。那时还是机械液压伺服控制，就是通过机械结构反馈直接控制滑阀，包括用在飞机上作为液压助力器来操纵飞机舵面。到了40年代，首先在飞机上出现了电液伺服系统。但该系统中的滑阀由伺服电动机驱动，作为电液转换器。由于伺服电动机时间常数较大，限制了电液伺服系统的响应速度。后来，随着超音速飞机的发展，要求伺服系统的反应速度越来越高，特别像导弹控制等，促进了快速电液伺服系统的产生与发展。50年代初，出现了快速响应的永磁力矩马达，力矩马达与滑阀结合，形成了电液伺服阀。50年代末，又出现了以喷嘴挡板阀作为第一级的电液伺服阀，进一步提高了电液伺服阀的快速性。再后来，各种结构的电液伺服阀相继出现，性能也日趋完善。喷嘴挡板式两级电液伺服阀结构示意图电液伺服阀与液压缸缸体刚性连接在一起，构成了负反馈闭环控制系统。以位置反馈控制为例，在控制过程中，液压缸的输出位移能够连续不断地反馈到阀体上，与滑阀阀芯的输入位移相比较，得出两者之间的位置偏差，这个位置偏差就是滑阀的开口量。滑阀有开口量就有压力油输出到液压缸，驱动液压缸运动，是阀的开口量（偏差）减小，直到输出位移与输入位移相一致为止。移动滑阀阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以达到很大，因此液压伺服系统也是个功率放大装置。回到Atlas上，毫无疑问它采用的是电液伺服系统，从功率-质量比、响应速度、负载刚度、位置稳定性和控制精度上，要同时达到这些要求，液压是占据很大优势的液压技术博大精深，我小打小闹简单答一答，若有疑问，欢迎讨论。之前对bigdog的液压系统也简单谈了谈自己的观点，欢迎讨论。bigdog或者四足液压机器人的液压系统与一般如机床，挖掘机等得液压系统有什么不同，高级在哪些地方？-液压传动部分内容参考：《液压控制系统》，王春行主编部分图片来自网络，侵删。

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