横行边缘支臂机器人的运动设计,配有积极的手腕关节,用于侧向姿势补偿
Reno Pangestu1, Shu-Ting Yeh1, Chi-Ying Lin1
1Department of Mechanical Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, Taipei, Taiwan.
Bioinspiration & biomimetics
|January 31, 2025
概括
机器人使用摆动动作进行边缘,但可以横向偏离. 一个活跃的手腕关节纠正了这一点,提高了垂直爬墙机器人的能效和稳定性.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 机械工程 机械工程
- 控制系统 控制系统
背景情况:
- 横梁支臂式机器人沿着垂直墙壁移动,使用四肢摆动.
- 由于抓手滑动而导致的侧侧姿势偏差是一个主要的挑战,冒着跌倒的风险.
- 现有的方法缺乏有效的补偿,以弥补在手臂运动期间的姿势偏差.
研究的目的:
- 设计一个活跃的手腕关节机制,用于在横臂式机器人中补偿姿势偏差.
- 开发一种运动控制策略,以维持周期间的摇摆能量转移.
- 为了简化使用基于潜在能量的相切换条件的计算.
主要方法:
- 实现了带有反控制方法的活跃手腕关节,用于纠正偏差.
- 开发了一个协调的上肢和下肢运动控制策略.
- 利用基于潜在能量的相位切换条件来进行运动控制.
- 进行模拟和实验验证.
主要成果:
- 活跃的手腕关节有效地纠正了55个支臂周期的抓手位置偏差.
- 与未补偿系统相比,姿势补偿减少了三分之一的偏差.
- 实现了连续横断支架的能源消耗效率提高68%.
- 与横向反弹式臂动运动相比,表现出了37%的改善.
结论:
- 拟议的活跃手腕关节和控制策略有效地减轻了手臂机器人的横向姿势偏差.
- 这种方法提高了机器人在垂直悬崖上导航的稳定性和能源效率.
- 这些发现有助于开发更强大,更有效的机器人机动系统,以应对具有挑战性的地形.
