面向能源感知的单足跳跃共设计框架：详细的执行器建模
机器人学
2025-10-08 v1
摘要
单足跳跃的高度和能源消耗取决于其机械设计和控制策略。现有的共设计框架通常要么优化最大高度，要么优化最小能源，忽略了它们之间的权衡。此外，这些方法通常也忽略了齿轮参数的优化，并使用过于简化的执行器质量模型，导致实际可复制的设计困难。本文引入了一种新型三阶段共设计优化框架，旨在同时最大化跳跃高度和最小化单足的机械能耗。该方法显式地包含了真实的执行器质量模型，并在统一的框架内优化机械设计（包括齿轮箱）和控制参数。 resulting design outputs 随后用于自动生成适用于直接制造的参数化 CAD 模型，显著减少了手动设计的迭代次数。我们的实验评估表明，与基准设计相比，机械能耗降低了 50%，而实现的跳跃高度为 0.8 米。视频演示可在 http://y2u.be/XW8IFRCcPgM 查看。
引用
@article{arxiv.2510.05923,
title = {A Co-Design Framework for Energy-Aware Monoped Jumping with Detailed Actuator Modeling},
author = {Aman Singh and Aastha Mishra and Deepak Kapa and Suryank Joshi and Shishir Kolathaya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05923},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 8 figures, 1 table, Accepted at IEEE-RAS 24th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids) 2025, Aman Singh, Aastha Mishra - Authors contributed equally