Please use this identifier to cite or link to this item: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/50538
Title: Алгоритм компенсации возмущений ходьбы двуного робота решением обратной задачи кинематики
Other Titles: Algorithm for compensation of walking disturbances of a two-legged robot by solving the inverse problem of kinematics
Authors: Андреев, Юрий Михайлович
Keywords: робототехника; опорный полигон; точка нулевого момента; ряды Фурье; robotics; reference polygon; point of zero moment; Fourier series
Issue Date: 2020
Publisher: Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Citation: Андреев Ю. М. Алгоритм компенсации возмущений ходьбы двуного робота решением обратной задачи кинематики / Ю. М. Андреев // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Динаміка і міцність машин = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Dynamics and Strength of Machines : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2020. – № 2. – С. 14-21.
Abstract: Предложен алгоритм определения законов движения звеньев нижних конечностей двуного робота при ходьбе по заданным ее характеристикам – длине и высоте шага, скорости движения, размерам стоп, кинематической модели конечностей, инерционным характеристикам всех звеньев. Сначала проектируется положение опорного полигона в процессе ходьбы, по нему определяется закон движения ZMP. Путем разложения в ряд Фурье решения дифференциальных уравнений, связывающих координаты ZMP и COM, находится закон движения последнего. На этой основе методом Ньютона решается обратная задача кинематики для получения законов движения звеньев робота. Быстродействие алгоритма оценивается использованием его для построения компенсирующих воздействий во время ходьбы для поддержания динамического равновесия.
Actual problem of design of biped robot walking is presented. New algorithm for determination of motion laws of low limbs links of biped robot at walking is presented for given walking characteristics such as lengths and height of step, velocity, foot sizes, kinematic model of limbs, inertial characteristics of all links. The position of the reference polygon while walking is designed at first. By means of this data the law of ZMP motion is defined by approximation by means of straight lines and parabolas of the 5th order. To increase the accuracy of decomposition of non periodic functions in Fourier series the linear trend is removed from it. Comparison of left hand and right hand harmonics of differential equation connecting coordinates ZMP and COM forms motion law of robot’s mass center. This, along with the well-known law of motion of the feet when walking, allows one to find the laws of motion of all the links involved in walking. Existing nonlinear equations are solved by Newton's method. The performance of the algorithm is assessed by using it in the framework of another algorithm that calculates compensatory effects during walking to maintain dynamic balance. Compensation of the arising disturbances is carried out by distributing them in half or in a whole step using a geometric or arithmetic progression. The accuracy and the achieved performance for the implementation of these algorithms in the on-board computer of the robot are registered.
DOI: doi.org/10.20998/2078-9130.2020.1.219622
URI: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/50538
Appears in Collections:Вісник № 02. Динаміка і міцність машин
Кафедра "Комп'ютерне моделювання процесів та систем"

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
vestnik_KhPI_2020_02_DMM_Andreev_Algoritm.pdf738,95 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Show full item record  Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.