Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
7
1
gregorian
2016
10
1
16
8
online
1
fulltext
fa
ارائه یک مدل جدید بر پایه پاندول معکوس سه جرمه برای طراحی مسیر بلادرنگ ربات های دوپا
A Novel Model Based on the Three-Mass Inverted Pendulum for Real-Time Walking Pattern Generation of Biped Robots
هدف از این مقاله، بهبود مدل پاندول معکوس، برای طراحی مسیر بلادرنگ رباتهای دوپا است. در این راستا، یک مدل بر اساس پاندول معکوس سهجرمه پیشنهاد میشود و دقت تخمین این مدل با مدل پاندول معکوس سه جرمه و تک جرمه مقایسه میشود. مدل پیشنهادی، با اضافه کردن تقریبی از لنگر پای معلق به مدل پاندول معکوس سهجرمه، تخمین رفتار دینامیکی ربات را بهبود میبخشد. برای نشان دادن کارایی مدل پیشنهادی، مسیر مرکز جرم ربات با استفاده از سه مدل، بر اساس نقطه گشتاور صفر طراحی شده، بدست می-آید. سپس، با استفاده از سینماتیک معکوس، مسیرهای فضای کاری به فضای مفصلی نگاشت داده میشوند. در نهایت، با استفاده از مسیرهای بهدست آمده در فضای مفصلی، موقعیت دقیق نقطه گشتاور صفر محاسبه شده و مقادیر بدست آمده از سه مدل با هم مقایسه میشود. نتایج بدست آمده از شبیهسازی حرکت ربات، نشان از بهبود تخمین دینامیک ربات با استفاده از مدل پیشنهادی نسبت به مدلهای تکجرمه و سهجرمه، به خصوص در سرعت های بالا، دارد. مدل ارائه شده، براساس ویژگیهای ربات سورنا 3 بوده که این ربات در مرکز سیستمها و فناوریهای پیشرفته(CAST) دانشگاه تهران طراحی و ساخته شده است.
In this paper, to improve the accuracy of the one-mass and three-mass inverted pendulum models, which have been used for generating real-time walking patterns for biped robots, we propose a novel model based on the three-mass inverted pendulum. The proposed model employs an approximation of moment of inertia of the swing leg to improve the accuracy of the three-mass inverted pendulum in estimating dynamic behavior of the robot. In order to show significance of the proposed model, trajectories for the Center of Mass (CoM) are obtained using the three models, based on a desired ZMP trajectory. The task space trajectories, then, are mapped into the joint space, using inverse kinematics. Having the joint space variables, the actual ZMPs for the three obtained walking patterns are computed and compared. This comparison well shows merit of the proposed model in estimating dynamic behavior of the robot, especially for walking with relatively high speeds. The kinematic and dynamic properties of the models in this paper are based on the humanoid robot SURENA III, which has been designed and fabricated in the Center of Advanced System and Technologies (CAST), university of Tehran.
ربات انساننما,طراحی مسیر بلادرنگ,مدل پاندول معکوس سه جرمه
Humanoid robot,Real-Time Pattern Walking Generation,Three-Mass Inverted Pendulum Model
326
334
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3341&slc_lang=fa&sid=15
Mostafa
Eslami
مصطفی
اسلامی
100319475328460063934
100319475328460063934
No
دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
Aghil
Yousefi Koma
عقیل
یوسفی کما
100319475328460063935
100319475328460063935
Yes
رئیس / مرکز سیستمها و فناوریهای پیشرفته دانشگاه تهران
Majid
Khadiv
مجید
خدیو
100319475328460063933
100319475328460063933
No
دانشجوی دکتری/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی