طراحی مسیر زمان حقیقی و بازیابی تعادل بهینه ربات انسان نمای سه بعدی

در این مقاله، طراحی مسیر زمان حقیقی ربات انسان نما در حضور اغتشاشات خارجی با استفاده از مولفه واگرای حرکت بررسی گردیده است. بدین منظور از مدل سه جرمه آونگ معکوس به جای مدل کامل دینامیکی ربات استفاده شده است. ابتدا به منظور حفظ پایداری ربات، به طراحی نقطه گشتاور صفر مطلوب پرداخته شده است. در واقع بر اساس محل گام ها، نقطه گشتاور صفر مطلوب را در مرکز کف پای ربات تعریف کرده ایم تا ربات دارای حاشیه ی پایداری مطلوبی باشد. سپس بر اساس نقطه گشتاور صفر مطلوب ایجاد شده و مدل آونگ معکوس سه جرمه، مسیر حرکتی مرکز جرم ربات به کمک روش مولفه واگرای حرکت که معادله دینامیکی آونگ معکوس سه جرمه را به دو معادله پایدار و ناپایدار تبدیل می کند، به دست آمده است. با بکارگیری سینماتیک معکوس، زوایای مفصلی را به عنوان ورودی موتورهای ربات محاسبه شده است. همچنین به منظور کنترل پایداری و بازیابی تعادل حرکت ربات در حضور اغتشاشات خارجی به‌صورت همزمان از تنظیم نقطه گشتاور صفر، تنظیم مکان و زمان گام برداری در قالب یک کنترلر پایداری حرکت استفاده گردیده است. به منظور صحت سنجی پایداری مسیرهای به دست آمده از محیط شبیه ساز با اعمال پارامترهای هندسی و فیزیکی یک ربات انسان نمای واقعی استفاده شده است. در نهایت براساس شبیه سازی ها نشان داده شد که ربات قابلیت راه رفتن پایدار با سرعت 6/1متر بر ثانیه در حضور اغتشاشات 345 نیوتنی را دارا می باشد.

real-time dcm-based agile locomotion and optimum push recovery of a 3d humanoid robot

this paper aims to achieve real-time optimum push recovery and high-speed pattern generation for a 3d humanoid robot.  for this purpose, a divergent component of motion (dcm) based locomotion is planned using a three-mass inverted pendulum model. to improve push recovery robustness in the presence of strong disturbances during walking, a quadratic optimization strategy algorithm is introduced, including weighted step time adaption, step position adjustment, and ankle strategy. the minimum error push recovery cost function is obtained through quadratic programming. to validate our proposed model different scenarios for real-time navigation of robot considering strong disturbances in various speeds of walking from 0/8 to 1/6 meters per second are analyzed. the verification methods indicate that the proposed method recovered from 34.5 n.s disturbances at 1/6 meters per second speed, while conventional push recovery methods guaranteed lower speeds robust stable locomotion in the same disturbances. in this paper, a real humanoid robot and actual physical conditions were considered for validation of navigation and robust optimum push recovery.