Toward a Human-like Locomotion: Modelling Dynamically Stable Locomotion of an Anthropomorphic Robot in Simulink Environment

Khusainov, Ramil; Shimchik, Ilya; Afanasyev, Ilya; Magid, Evgeni

doi:10.5220/0005576001410148

Cited by 31 publications

(11 citation statements)

References 20 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…В течение последних десятилетий сообщество робототехники предложило несколько успешных моделей двуногих роботов с аналогичной структурой нижних конечностей с 6 степенями свободы в ноге, 3 в бедре, 1 в колене и 2 в голени. Известные андроиды размером с человека -это Honda ASIMO [Sakagami et al, 2002], WABIAN [Yamaguchi et al, 1999] из Университета Васэда, Android Technics AR-600 [Khusainov et al, 2015] и т. д. Среди роботов небольшого размера наиболее популярными моделями являются ROBOTIS Darwin [Ha et al, 2011], Aldebaran Robotics Nao [Gouaillier et al, 2009] и Poppy Humanoid [Lapeyre et al, 2013].…”

Section: Introductionunclassified

Stiffness modeling for anthropomorphic robots

Popov¹,

Klimchik²

2019

CRM

View full text Add to dashboard Cite

В работе рассматривается построение модели жесткости для антропоморфных платформ. Применяется эластостатическая модель жесткости для определения ошибок позиционирования для нижних конечностей робота. Одной из ключевых проблем в достижении быстрой и стабильной ходьбы двуногого робота являются отклонения, вызванные податливостью элементов робота. Эта проблема была решена с использованием метода виртуальных пружин для моделирования жесткости и нахождения деформаций, вызванных весом робота и силами, возникающими во время ходьбы в одноопорной и двухопорной фазах. Для моделирования робота в фазе одноопорной поддержки робот представлен как последовательная кинематическая цепочка с базой в месте контакта опорной ноги и рабочим органом в ступне свободной ноги. Для фазы двухопорной поддержки робот моделируется как параллельный манипулятор с базой в точках контакта ног с поверхностью и рабочим органом в тазу. В большинстве работ, связанных с моделированием жесткости, как правило, моделируется только податливость шарниров. В данной работе используются два метода построения модели: с учетом податливости звеньев и шарниров и с учетом податливости только шарниров. При этом производится идентификация значения жесткости каждого шарнира на полной модели, что позволяет учесть часть влияния податливости звена, пересчитанную на шарнир. Идентификация параметров жесткости шарниров произведена для двух антропоморфных роботов: малой платформы и полноразмерного AR-601M. Для идентифицированных параметров были построены карты отклонений, показывающие ошибку позиционирования в зависимости от положения ступни робота в рабочем пространстве. Максимальную амплитуду в данном случае имеет Z компонента вектора отклонений вследствие влияния массы робота на его конструкцию. Ключевые слова: моделирование жесткости, эластостатика, антропоморфный робот, двуногий робот Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-38-00880/19.

show abstract

Section: Introductionunclassified

Stiffness modeling for anthropomorphic robots

Popov¹,

Klimchik²

2019

CRM

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Mass and size parameters of the robot pedipulators are given in Table 1. The total mass of the robot is 65 kg; further details about AR-601M are available in [10]. Figure 2 demonstrates solid CAD-generated AR-601M robot model with the total number of 59 model parts in SolidWorks environment.…”

Section: Ar-601m Robot Modelmentioning

confidence: 99%

“…Another approach (called the preview control approach) solves the bipedal walking as a ZMP tracking problem [7]. In this paper we overview two main walking pattern generation principles which are applied for Russian-made AR-601M anthropomorphic robot -a preview control method [8,9] and a virtual height inverted pendulum method [10,11]. Virtual experiments and control algorithms evaluation for AR-601M are performed in Simulink environment.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modelling of dynamically stable AR-601M robot locomotion in Simulink

et al. 2016

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Humanoid robots will gradually play an important role in our daily lives. Currently, research on anthropomorphic robots and biped locomotion is one of the most important problems in the field of mobile robotics, and the development of reliable control algorithms for them is a challenging task. In this research two algorithms for stable walking of Russian anthropomorphic robot AR-601M with 41 Degrees of Freedom (DoF) are investigated. To achieve a human-like dynamically stable locomotion 6 DoF in each robot leg are controlled with Virtual Height Inverted Pendulum and Preview control methods.

show abstract

“…To deal with this issue, Ha and Cho 9 proposed a novel simplified robot model, which is called Virtual Height Inverted Pendulum Model (VHIPM) and experimentally demonstrated that the ZMP error could be significantly reduced by varying the height of Center of Mass (CoM) in their LIPM model. In this paper we present two pattern generation principles: preview control method and VHIPM method with LIPM model 10,11 . The algorithms modelling, experiments and testing were carried out in MATLAB/ Simulink environment.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bipedal robot locomotion modelling with virtual height inverted pendulum and preview control approaches in Simulink environment

Khusainov¹,

Afanasyev²,

Sabirova³

et al. 2016

JRNAL

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Control algorithms development for humanoid locomotion is difficult due to humanoid's high number of Degrees of Freedom and system nonlinearity. Moreover, a humanoid may lose balance as its walking speed changes. We present AR-601M humanoid locomotion modelling with virtual height inverted pendulum and preview control approaches. A step length and period influence on walking stability were investigated and simulated within Simulink environment. Achievable in simulation maximal torques in leg joints and corresponding trajectories were verified against attainable robot motors' values.

show abstract

Toward a Human-like Locomotion: Modelling Dynamically Stable Locomotion of an Anthropomorphic Robot in Simulink Environment

Cited by 31 publications

References 20 publications

Stiffness modeling for anthropomorphic robots

Stiffness modeling for anthropomorphic robots

Modelling of dynamically stable AR-601M robot locomotion in Simulink

Bipedal robot locomotion modelling with virtual height inverted pendulum and preview control approaches in Simulink environment

Contact Info

Product

Resources

About