控制器设计和实验验证行走的肌肉骨双脚下肢机器人,基于弹式倒置摆形模型

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 人工智能的人工智能
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 气动人工肌肉 (PAMs) 对于双脚机器人运动至关重要.
• 之前的PAM驱动机器人使用弹式倒置摆形 (SLIP) 模型原则进行设计,但缺乏基于模型的控制.
• 双脚机器人的稳定运动需要了解PAM贡献及其与机器人结构的相互作用.

研究的目的:

• 开发一种基于双脚机器人SLIP模型的新型PAM控制器.
• 研究PAMs在实现稳定的机器人运动中的内在特性.
• 为了确定PAM-机器人结构的相互作用是否有助于稳定的运动.

主要方法:

• 设计了一个PAM驱动的双脚肌肉骨机器人,具有低腿惯性和部聚焦的质量度.
• 专门为机器人的特性开发了一个基于SLIP模型的控制器.
• 调节脚曲 PAM 控制在行走过程中地面反应力方向.

主要成果:

• 开发的控制器有效地将地面反应力引导到机器人的质量中心.
• 展示了基于SLIP模型的控制器用于PAM驱动的双脚机器人的可行性.
• 展示了PAMs的贡献及其与机器人结构的相互作用,以实现稳定的运动.

结论:

• 一个基于SLIP模型的控制器可以在PAM驱动的双脚机器人中增强稳定的行走.
• 当适当控制PAM的内在特性时,它们对稳定的机器人运动做出了重大贡献.
• 将基于模型的控制与机器人设计原则相结合,优化了双脚运动.