四足/六足仿生机器人实验平台

四足/六足仿生机器人实验平台

概述

四足/六足仿生机器人实验平台是面向仿生机器人学、足式运动控制和强化学习等领域的高级教学与科研实验系统。平台集成四足机器狗（如 Unitree GO1/AliEN、四足蜘蛛等）和六足机器人（如 Hexapod 仿生蜘蛛）等多种仿生机器人机型，配合 ROS2 操作系统、步态规划算法和动态稳定性控制系统，为仿生机器人研究提供完整的软硬件实验环境。

硬件层面，四足机器人采用串并联混合腿结构，单腿 3-4 自由度，配备 IMU 和足端力传感器；六足机器人采用 Stewart 平台型腿结构，24 个自由度，可实现多种步态。软件层面，平台基于 ROS2 Foxy/Humble 开发，提供步态库、动力学模型和强化学习训练框架，支持仿真（Gazebo）和实物控制的无缝切换。

功能要求

1. 四足机器人系统

• 采用串并联混合腿结构，单腿 3 自由度（髋、膝、踝）

• 配备 IMU 惯性测量单元，支持姿态估计

• 配备足端力传感器，支持地面接触检测

• 支持多种步态： Trot、Walk、Pace、Gallop

• 配备 NVIDIA Jetson / 树莓派等边缘计算模组

2. 六足机器人系统

• 仿昆虫结构，6 条腿，每腿 3 自由度，共 18 个关节

• 支持多种步态：交替三角步态、同步步态、波动步态

• 铝合金/碳纤维结构，轻量化设计

• 可爬越障碍物，适合复杂地形

• 支持负载测试（≥3kg）

3. 步态规划与运动控制

• 提供预置步态库（Trot、Walk、Pace、Bound、Gallop 等）

• 支持自定义步态参数配置

• 支持重心投影（CoP）和零力矩点（ZMP）稳定性分析

• 提供在线步态切换和自适应地形感知

4. ROS2 软件平台

• 基于 ROS2 Humble / Foxy 开发

• 提供 urdf/xacro 机器人描述文件

• 集成 MoveIt! 运动规划接口

• 支持 rclpy / rclcpp 编程接口

• 提供 Gazebo 仿真环境和实体控制器

5. 强化学习训练支持

• 支持 PPO、DDPG、SAC 等强化学习算法

• 提供 Isaac Gym / Gymnasium 仿真训练环境

• 支持 Sim-to-Real 策略迁移

• 提供预训练策略模型库

技术规格