腿式机器人可行 wrench 集计算
摘要
在运动过程中，腿式机器人通过依次建立与断开接触与地面交互。由接触产生的交互 wrench 被用于操纵机器人质心（CoM）并抑制使系统偏离期望轨迹且常致其跌倒的扰动。给定控制目标（期望 CoM wrench 或加速度）的可行性受接触点分布、地面摩擦和执行器极限的制约。在本工作中，我们开发了一种计算腿式机器人通过接触可作用于其 CoM 的可行 wrench 集的方法。所提方法可用于任意数量的非共面接触，并考虑执行器极限以及基于带库仑摩擦的非弹性接触模型的限制。以一个双脚处于不同高度的平面双足模型为例说明。利用接触模型的假设，我们解释如何计算当接触保持位置时对 CoM 可行的 wrench 集，以及当部分接触断开时可行的 wrench 集。因此，该方法可用于评估在达成给定控制任务时接触构型切换是否可行。此外，该方法可用于识别系统未受驱动的方向（即那些方向上无法施加 wrench）。我们利用一下肢外骨骼的空间模型展示某个关节为驱动或被动如何改变机器人在给定位姿下的非驱动 wrench 方向。因此，该方法也是系统设计阶段的有用工具。本工作提出了一个用于腿式系统控制与设计的实用工具，扩展了当前最先进水平。
引用
@article{arxiv.2202.01628,
title = {Feasible Wrench Set Computation for Legged Robots},
author = {Ander Vallinas Prieto and Arvid Q. L. Keemink and Edwin H. F. van Asseldonk and Herman van der Kooij},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01628},
year = {2022}
}
备注
\c{opyright} 2022 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works