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搭乗者の受動的運動を考慮した人間搭乗型2足歩行ロボットの歩行パターン生成

机译:考虑到乘客的被动运动,为人类登上双足步行机器人生成步行模式

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摘要

本研究では,人間搭乗型2足歩行ロボットの搭乗者や積載物による動的影響下での歩行安定化の第一段階として,ロボットの歩行中の腰によるモーメント補償運動による搭乗者の受動的な運動の影響を事前に考慮した歩行パターンを生成するため,搭乗者の受動的力学モデルを提案し,またこれを用いた歩行パターンの生成法を開発した.構築した搭乗者モデルは,ロボット腰部に固定された複数の質点による下半身モデルと,ロボット腰部にばねとダンパを介して接続された一つの質点による上半身モデルより構成した.またロボットの腰を揺動させることによりこのモデルを同定する手法と,これを厳密モデルに組み込み繰り返し計算により安定な歩行パターンを生成する手法を提案した.歩行実験により,提案した手法が人間搭乗2足歩行の安定化に効果があることを確認し,手法の有効性を確認した.今後の展望としては,搭乗者のパラメータ同定の効率化とオンライン化,ステップ入力に対するモデルの評価,歩行周期の周波数領域におけるモデルの評価などを行い,最終的には搭乗者や積載物の能動的運動に対する補償制御系へとまとめていきたい.
机译:在这项研究中,作为在两足步行机器人的乘客和负载的动态影响下稳定步行的第一步,机器人在步行时通过腰部的力矩补偿运动来实现乘客的被动运动是被动的。为了生成事先考虑到运动影响的行走模式,我们提出了一种针对乘客的被动动力学模型,并开发了使用该模型的行走模式生成方法。构造的乘客模型包括下半身模型和上半身模型,下半身模型有多个斑块固定在机器人腰部,上半身模型有一个斑块通过弹簧和减震器连接到机器人腰部。我们还提出了一种通过摆动机器人的臀部来识别该模型的方法,以及将其纳入严格模型并通过迭代计算生成稳定步行模式的方法。通过步行实验,我们证实了该方法在稳定人登机双足步行方面是有效的,并证实了该方法的有效性。作为未来的发展前景,我们将提高乘客参数识别的效率和在线性,评估踏板输入模型,并在步行周期的频率范围内评估模型等。我想将其概括为运动的补偿控制系统。

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