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案例展示 | CubeMars 电机赋能 KLEIYN 主动腰部四足爬墙机器人

CubeMars / 2026-06-18 11:12:43

在复杂地形探测与极限救援场景中,四足机器人的垂直攀爬能力一直是个技术难题。在本期视频中,我们展示了极具创新性的 KLEIYN 四足爬墙机器人。该项目通过引入主动腰部关节(Active Waist),并深度结合强化学习(RL)算法,成功实现了在 800-1000mm 窄墙中的高效垂直攀爬(Chimney climbing),其攀爬速度达到了传统四足机器人的 50 倍。

 

在这一突破性的研究中,CubeMars 高性能关节模组作为核心动力源,为 KLEIYN 的腰部及腿部关节提供了不可或缺的高动态响应与精准力控支持。


技术挑战:传统四足机器人的“爬墙”瓶颈


传统的四足机器人通常只有腿部自由度,躯干是刚性的。这种设计在平地行走时非常稳定,但在面对垂直墙壁或狭窄通道(如烟囱、管道)时,却面临着巨大的物理限制:

 

  1. 缺乏躯干发力点:刚性躯干无法通过“拱背”或“扭转”来将腿部力量有效传递给墙面,导致摩擦力不足。

  2. 控制算法受限:在狭窄空间内,机器人需要极高的姿态调整频率,传统控制算法难以处理这种高维度的非线性动力学问题。


解决方案:CubeMars 如何助力 KLEIYN 突破极限?


为了解决上述痛点,KLEIYN 团队创新性地为机器人增加了一个主动腰部关节,并采用了基于强化学习的控制策略。CubeMars 关节电机在以下几个核心维度为该项目提供了完美支撑:

 

  1. 为“主动腰部”提供强劲且敏捷的动力:主动腰部是 KLEIYN 实现爬墙的关键,它需要频繁地进行大角度的俯仰和偏转运动。CubeMars 关节电机具备极高的扭矩密度和极低的转子惯量,能够在瞬间输出强大的爆发力,同时保持极高的响应带宽,让机器人的腰部动作如生物般灵活、迅猛。 

  2. 完美适配强化学习(RL)算法的底层执行:强化学习算法需要底层执行器具备极高的控制精度和极低的延迟。CubeMars 电机内置的高分辨率编码器与先进的 FOC 控制算法,能够以极高的频率(如 1000Hz)精准执行上位机下发的位置、速度和力矩指令,确保了 RL 策略在物理世界中的完美复现。

  3. 极致的轻量化设计:对于爬墙机器人而言,每一克的重量增加都会成倍放大对电机扭矩和吸附/支撑机构的要求。CubeMars 电机将驱动器、电机和减速器高度集成,结构极其紧凑且重量轻,帮助 KLEIYN 在增加腰部自由度的同时,严格控制了整机重量。

 

视频亮点:见证 50 倍速的爬墙奇迹


通过本视频,您可以直观地看到搭载 CubeMars 电机的 KLEIYN 机器人的震撼表现:

 

  • 窄墙攀爬测试:展示机器人在 800-1000mm 宽的垂直墙壁中,利用主动腰部“撑”住墙面,以 150mm/s 的速度稳定向上攀爬。

  • 腰部动作特写:清晰展示主动腰部在每一步攀爬中的屈伸与扭转,这是传统刚性四足机器人无法完成的动作。

  • 对比传统方案:直观呈现 KLEIYN 在攀爬效率上对传统四足机器人的碾压式优势。

 

常见问题解答 (FAQ)


Q1:CubeMars 电机适合用于机器人的腰部关节吗?

 

A: 非常适合。CubeMars AK 系列关节模组具备高扭矩、低背隙和高响应频率的特点,广泛应用于各类人形机器人、四足机器人的腰部、颈部及关节连接处,能够完美支撑复杂的全身动力学控制。

 

Q2:你们的电机支持强化学习(RL)等高级控制算法吗?

 

A: 完全支持。CubeMars 电机提供高频的 CAN/RS485 通信接口,支持位置、速度、力矩等多种控制模式,并开放底层通信协议,能够与各类强化学习框架(如 Isaac Gym, Mujoco 等)无缝对接,实现 Sim2Real(仿真到现实)的快速部署。


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[深入了解 CubeMars AK 系列关节模组参数与尺寸]


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