کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7216520 1470203 2016 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A Simplified Control Method to Achieve Stable and Robust Quadrupedal Quasi-passive Walking with Compliant Legs
ترجمه فارسی عنوان
یک روش کنترل ساده شده برای دستیابی به پیادهروی نیمهثباتی پایدار و قوی چهارگانه با پاهای قابل قبول
کلمات کلیدی
پیاده روی چهارگانه، پیاده روی شبه غیر فعال، پایش پا، کنترل مستقل،
ترجمه چکیده
اصل قدم زدن پویا منفعل شده است توجه زیادی در زمینه رباتیک به دست آورده است؛ زیرا امکان پیاده سازی طبیعی را فراهم می کند. با این حال، ثبات در راه رفتن غیرفعال چهارگانه با مشکل مواجه می شود. در این مقاله، یک روش کنترل جدید برای تثبیت پیادهروی نیمه پوزیشن چهارگانه پیشنهاد شده است. با الهام از مفاهیم بیولوژیکی، این روش جفت پیشانی و جفت عقربه ای را به عنوان دو واکر دوقطبی رفتار می کند و یک کنترل کننده مدل مجازی برای حفظ حرکت پیوسته منفعل هر واکر دو طرفه به طور مستقل طراحی شده است. این روش کنترل با یک مدل چهاربعدی مسطح با پایه های سازگار تایید شد که به طور موفقیت آمیز از راه رفتن پایدار دوره ای پیروی می کرد. مشخص شد که هرچند که به طور مستقل کنترل می شود، حرکت جفت های پیشانی و پایه هنوز یک تغییر فاز غیر قابل تغییر در زمان ایجاد می کند که شباهت قابل توجهی به اسب پیاده روی دارد. ما علاوه بر تأثیرات عوامل مختلف بر ویژگی های راه رفتن و ثبات، تحلیل کردیم. این تجزیه و تحلیل ها نشان می دهد که روش کنترل قوی است، زیرا می تواند راه رفتن را در طیف وسیعی از پارامترهای پایبندی پایدار تثبیت کند و مقاومت در برابر اختلالات قابل توجهی را ایجاد کند. علاوه بر این، محدوده مطلوب پارامترهای پایش پا برای بزرگترین حاشیه ثبات نیز در این مطالعه یافت شد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
چکیده انگلیسی
The principle of passive dynamic walking has drawn lots of attentions in the field of robotics for it provides a possibility to realize natural walking. However, stabilizing the quadrupedal passive walking remains challenging. In this paper, a novel control method is proposed to stabilize the quadrupedal quasi-passive walking. Inspired by biological concepts, this method treats the foreleg pair and hindleg pair as two bipedal walkers, and a virtual model controller is designed to maintain the quasi-passive walking of each bipedal walker independently. This control method was then verified by a planar quadrupedal model with compliant legs, which successfully achieved stable periodical walking gaits. It was found that although being controlled independently, the movement of fore and hind leg pairs still formed a time-invariant phase shift, showing remarkable resemblance to that of a walking horse. We further analyzed the influences of varying factors on the gait characteristics and stability. These analyses show the control method is robust since it can stabilize the gaits within a wide range of leg compliance parameters and resist considerably large disturbances. In addition, the optimal ranges of the leg compliance parameters for the largest stability margin were also found in this study.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Bionic Engineering - Volume 13, Issue 4, October 2016, Pages 585-599
نویسندگان
, , , ,