考虑电机饱和的跳跃机器人腿最大足端离地间隙优化
机器人学
2021-08-02 v2
摘要
跳跃腿，无论是在腿足动物还是人类中，在周期性跳跃过程中通常表现为类似弹簧的行为。像弹簧一样跳跃是高效的，且不需要复杂的控制算法。位置控制和力控制是实现这种类弹簧行为的两种主要方法。位置控制通常消耗扭矩资源以确保位置精度并补偿跟踪误差。相比之下，力控制策略能够保持高弹性。目前，位置控制和力控制都会导致电机饱和率以及控制系统带宽的降低，从而削弱执行器的性能。为提升性能，本文提出一种基于力控制的电机饱和策略，以最大化执行器输出扭矩并实现具有自然动力学的连续跳跃运动。所提策略能够最大化电机饱和率，从而最大化单腿的足端离地间隙。利用两质量模型动力学来提高力带宽和执行器性能。设计了一个两自由度单腿作为实验平台。执行器由强力电动机、谐波减速器和编码器组成。通过仿真和由高减速比强力执行器驱动的机器人腿实验验证了该方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2107.13717,
title = {Maximize the Foot Clearance for a Hopping Robotic Leg Considering Motor Saturation},
author = {Juntong Su and Bingchen Jin and Shusheng Ye and Lecheng Ruan and Caiming Sun and Ning Ding and Yili Fu and Jianwen Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13717},
year = {2021}
}