【第66章 兩條腿站起來】
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2023年2月。
三期廠房西側劃了一塊隔離區,獨立門禁,窗戶貼了單向遮光膜。
何濤把第一批準直驅關節樣件搬上測試台的時候,膝蓋殼體上還帶著數控機床切削液的味道。
膝關節和髖關節各兩套。鋁合金殼體,無框力矩電機內嵌,減速比1:9。
林辰拿過測試報告翻到反驅效率那欄——92%。諧波減速器方案是34%。翻了將近兩倍。
“電機供應商跑了三家,最後選的常州那個。”何濤拿扳手在手裡轉著,“功率密度夠,交期也快,就是貴了點——單個電機比原來方案多一千二。”
“能用就行。”
CM-H的軀乾框架和四肢結構件在隔離區完成裝配。36個關節依次上機通電。
林辰和蘇明哲從頭部頸關節開始,逐個單獨供電,記錄力矩響應曲線。
一天半。36個全過了。
整機上了測試台。1.65米,52.3公斤。深灰色鋁合金殼體,設計語言跟CM-D一脈相承——區別在於兩條腿、兩隻手臂、一個軀乾。
站在測試台上還沒灌算法,兩條腿靠機械鎖止機構撐著,像商場櫥窗裡的塑料模特。
何濤繞著整機轉了一圈,拿扳手敲了敲膝關節殼體。回聲悶實,沒有虛響。
“骨架沒問題。剩下看腦子。”
仿真環境裡跑通的MPC+RL混合控製框架,權重導出,刷進板載控製器。
第一次實機站立測試。
林辰把機械鎖止解了。CM-H的兩條腿承重,52.3公斤的重量壓在兩隻腳掌上。踝關節電機啟動,QP求解器開始每個周期吐力矩指令。
站了三秒。
右膝關節抖了一下。
抖動往上走,從膝蓋到髖部,軀乾歪了兩度。MPC反應過來,左踝補償力矩。
但補償量差了一截。
四秒半。CM-H往右倒了。
何濤在旁邊一把抄住。五十多公斤壓在他胳膊上,趔趄了一步,運動鞋底在地膠上蹭出一聲響。
“我說你提前站這兒乾嘛呢。”林辰看著何濤較勁的姿勢。
“我又不傻。第一次走路哪有不摔的。”何濤把CM-H推回測試台,拍了拍胳膊。
蘇明哲已經在工位上調力矩曲線了。
問題很快定位——12個腿部關節的實際摩擦係數全部偏大。準直驅方案反驅效率是高,但裝配之後軸承預緊力、線纜彎折阻力、殼體配合間隙帶來的額外摩擦,仿真裡全沒算進去。平均偏差15%到22%。
林辰開始逐關節校準。
流程枯燥但跳不過去:每個關節單獨加載,從零位到極限位來回轉十趟,記錄力矩-角度曲線,擬合庫侖摩擦和粘滯摩擦係數,反推真實摩擦模型參數,回填控製框架。
12個腿部關節。每個一到兩個小時。
三天。全部重新標定。
第二次站立測試。
機械鎖止解開。
CM-H站著。五秒。十秒。十五秒。二十秒。
沒倒。
重心在雙腳之間晃,幅度不大,踝關節做微幅俯仰調節。跟仿真裡的數據差不多。
但動作偏硬。真實電機響應比仿真多了兩三毫秒延遲,MPC給的指令到關節執行之間存在時間差。
站著能扛。一走就出事。
林辰在控製框架裡塞了前饋補償——MPC預測下一周期的力矩方向,提前兩毫秒發指令。
第一版補償過了頭,CM-H站著沒事,一邁步膝關節抽搐了一下。第二版補償不夠,還是慢半拍。第三版引入自適應增益,根據步態相位動態調整提前量。第四版在擺腿相和支撐相之間的切換點加了平滑過渡。
第五版。
CM-H邁出了第一步。
右腳抬了三厘米——勉強夠離地——放下。左腿撐著不動,上半身歪了一下。左臂甩出去的幅度大了,差兩厘米掃到旁邊的設備架。
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