既像人腿又能快跑的双足机器人新构型——DecARt
DecARt 腿想解决一个矛盾：Cassie/Digit 那种解耦腿跑得快，但长得像鸟；常见的 Unitree H1/G1、Fourier GR1 腿长得像人，却是耦合驱动、摆动慢。DecARt 腿把所有电机都挪到膝盖上方，用一套带齿轮膝关节的准伸缩式连杆机构，实现了“解耦驱动 + 类人外观”兼得。DecARt 腿核心思想：解耦驱动，电机全部位于膝盖上方，同时保持类人外观结构：膝盖上方没有电机累赘解耦驱动：腿俯仰电机控制摆动角，腿长电机控制腿长，两个自由度互不牵扯——摆动时不需要所有电机都跟着动。 准伸缩机构：一对被动齿轮 + 四连杆平行结构，把旋转电机的运动转成脚的近似直线升降。 踝关节也上移：通过多连杆把力矩从膝盖上方传到脚踝，实现全驱动 2-DoF 踝关节。 DecARt 准伸缩式腿结构：从剪叉式到带齿轮膝关节的变形，以及实物 CAD新指标 FAST：怎么才算“摆动快”？论文提出 FAST（Fastest Achievable Swing Time，最快可达摆动时间）指标。它用一个固定基座、固定摆动长度的摆动轨迹测试，找出脚能精确到位且速度误差够小的最短摆动时间，从而跨尺度比较不同腿形的敏捷潜力。不依赖上身质量与惯量，只评估腿本身；使用标准三次样条 + QP 逆动力学 + Pinocchio 积分，流程可复现；代码已开源，便于同行使用。FAST 指标：变量定义（左）与 DecARt、Cassie、Fourier GR1T2 等机器人测试截图（右）对比结果：DecARt swing 时间最短在 Cassie、Fourier GR1T2、Unitree G1、Booster T1 和 DecARt 自己的“串联版”（DecARt-S）对照中，DecARt 表现如下：最快摆动时间 0.17 s，优于 Cassie 的 0.24 s、Unitree G1 的 0.34 s； 理论行走速度 4.18 m/s，在所测平台中最高； 把同一 DecARt 改成耦合/串联构型后，摆动时间从 0.17 s 退化到 0.25 s——证明了解耦驱动的真实收益。 仿真与硬件：能跑、能抗、能干活仿真中，基于 DecARt 腿的全机器人约 35 kg，实现了 2.2 m/s 平路快走、抗 95 N 矢状向推力、上下 10 cm 楼梯、开门、搬运 3.5 kg 箱子等任务。仿真场景：快走、负重、粗糙地形、楼梯、抗推、开门、搬运初步硬件原型已装配成带简易骨盆的双足平台，三种控制器（IK、ALIPM + WBC、强化学习）均成功实现行走，还完成了跳跃等爆发动作。硬件实验：无束缚行走、下蹲、半粗糙地形行走、跳跃结语DecARt 腿用“电机上移 + 准伸缩连杆”同时拿下类人外观与解耦驱动的敏捷性，再用 FAST 指标给出定量证据。下一步团队将补全躯干与上肢硬件，并探索串/并联弹簧对能效与性能的进一步提升。📚 来源说明论文标题：DecARt Leg: Design and Evaluation of a Novel Humanoid Robot Leg with Decoupled Actuation for Agile Locomotion（《DecARt 腿：一种面向敏捷运动的新型解耦驱动人形机器人腿的设计与评估》）作者：Egor Davydenko, Andrei Volchenkov, Vladimir Gerasimov, Roman Gorbachev机构：Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT), Russia出处：arXiv:2511.10021v1 [cs.RO]，2025-11-13（预印本）项目地址：github.com/egordv/the_FAST_metric（FAST 指标开源计算工具包）译注：中文翻译由 AI 辅助完成，仅供学习交流，学术引用请以英文原文为准。来源：机械图纸狗
