DOI: https://doi.org/10.20998/2078-9130.2020.2.219622

Алгоритм компенсации возмущений ходьбы двуного робота решением обратной задачи кинематики

Yurij Mykhajlovych Andreev

Анотація


 

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.


Ключові слова


робототехника; опорный полигон; точка нулевого момента; ряды Фурье; метод Ньютона; обратная задача кинематики роботов; маятниковая и тележечная модель робота; динамическое равновесие при ходьбе роботов

Повний текст:

PDF

Посилання


Fu K., Gonsales R., Li K. Robototehnika. Moscow: Mir, 1989. 621 p.

Vukobratovich M. Shagajushhie roboty i antropomor¬fnye mehanizmy. Moscow: Mir, 1980. 544 p.

Jung-Yup Kim, Ill-Woo Park, Jun-Ho Oh Walking Control Algorithm of Biped Humanoid Robot on Uneven and Inclined Floor. Journal of Intelligent and Robotic Systems. April 2007. Vol. 48, iss. 4. P. 457-484.

S.Kajita, F. Kanehiro, K. Kaneko et al. Biped Walking Pattern Generation by using Preview Control of Zero-Moment Point. Proc. of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 2003. P. 1620-1626.

Shtejnvol'f L. I. Dinamicheskie raschety mashin i meha¬nizmov: [Ucheb. posobie dlja mashinostroit. special'nostej vuzov USSR]. Moscow-Kyyiv: Mashgiz. [Juzh. otd-nie], 1961. 340 p.

Andreev Ju.M., Morachkovskij O.K. O dinamike golonomnyh sistem tverdyh tel. Prikladnaja mehanika. 2005. T. 41, №7. P. 130-138.

Andreev Ju.M., Morachkovskij O.K. Novaja sistema komp'juternoj algebry dlja issledovanija kolebanij strukturno-slozhnyh golonomnyh i negolonomnyh sistem tverdyh tel. Nadezhnost' i dolgovechnost' mashin i sooruzhenij: mezhdunar. nauch.-tehn. sbor. NAN Ukrainy. Kyyiv: IPP im. Pisarenko G.S., Associacija «Nadezhnost' mashin i sooruzhenij». 2006. Vol. 26. P. 11-18.

Velichenko V.V. Matrichno-geometricheskie metody v mehanike s prilozhenijami k zadacham robototehniki. Moscow: Nauka, 1988. 280 p.

Harkevich A.A. Spektry i analiz. 4-e izd. Moscow: URSS: LKI, 2007. P. 89.

Korn G. Spravochnik po matematike dlja nauchnyh rabotnikov i inzhenerov. Moscow: Kniga po Trebovaniju, 2014. 832 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. Москва: Мир, 1989. 621 c.

2. Вукобратович М. Шагающие роботы и антропо¬морфные механизмы. ММосква: Мир, 1980. 544 с.

3. Jung-Yup Kim, Ill-Woo Park and Jun-Ho Oh Walking Control Algorithm of Biped Humanoid Robot on Uneven and Inclined Floor. Journal of Intelligent and Robotic Systems. April 2007. Vol. 48, iss. 4. P. 457-484.

4. Kajita S., Kanehiro F., Kaneko K., Fujiwara K., Harada K., Yokoi K., Hirukawa H. Biped Walking Pattern Generation by using Preview Control of Zero-Moment Point, Proc. of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 2003. P.1620-1626.

5. Штейнвольф Л.И. Динамические расчеты машин и механизмов. Москва-Киев: Машгиз [Юж. отд-ние], 1961. 340 с.

6. Андреев Ю.М., Морачковский О.К. О динамике голономных систем твердых тел. Прикладная механика. 2005. Т. 41, №7. С. 130-138.

7. Андреев Ю.М., Морачковский О.К. Новая система компьютерной алгебры для исследования колебаний структурно-сложных голономных и неголономных систем твердых тел. Надежность и долговечность машин и соору¬жений: межд. науч.-техн. сб. НАН Украины. КИЕВ: ИПП им. Писаренко Г.С. Ассоц. «Надежность машин и сооруже¬ний». 2006. Вып. 26. С. 11-18.

8. Величенко В.В. Матрично-геометрические методы в механике с приложениями к задачам робототехники. Мос¬ква: Наука, 1988. 280 с.

9. Харкевич А.А. Спектры и анализ. 4-е изд. Москва: URSS : ЛКИ, 2007. С. 89.

10. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва: Книга по Требованию, 2014. 832 с.