用于高效串联弹性腿式机器人跳跃的膜式踝关节驱动
机器人学
2022-03-07 v2
摘要
机器人需要轻量化的腿部以实现敏捷运动，而本征串联弹性柔顺性已被证明是实现高能效运动与鲁棒运动控制的关键要素。动物的解剖结构与运动能力凸显了轻量化腿部以及用于远端腿关节的集成紧凑型串联弹性驱动的重要性。但与机器人不同，动物通过其肌肌腱单元实现串联弹性驱动。迄今为止，尚无设计能同时具备完美远端腿式运动执行器的所有特性：低重量与低转动惯量设计、高机械效率、无粘滞与滑动摩擦、低机械复杂度、高功率输出且易于安装。理想情况下，此类执行器可直接控制且无机械耦合，例如远程控制。基于此目标，我们提出了一种低摩擦、轻量化的串联弹性膜式远端执行器（SELDA），其满足上述诸多（虽非全部）要求。我们开发、实现并表征了一条受生物启发的机器人腿，其足部段由 SELDA 驱动。我们比较了由中央模式发生器控制的两种腿配置，二者均实现了敏捷的前向跳跃。通过调节 SELDA 的激活时序，我们有效地将机器人跳跃高度调整了 11%、前向速度调整了 14%，即便向远端关节注入的功率相对较低。
引用
@article{arxiv.2203.01595,
title = {Diaphragm Ankle Actuation for Efficient Series Elastic Legged Robot Hopping},
author = {Marco Bolignari and An Mo and Marco Fontana and Alexander Badri-Spröwitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01595},
year = {2022}
}