Diseño Mecánico de un Robot Bípede FORREST y un Generador de Patrones de Caminata Basado en el Punto de Captura Ampliado
Autores: Zhu, Hongxi; Thomas, Ulrike
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño Mecánico de un Robot Bípede FORREST y un Generador de Patrones de Caminata Basado en el Punto de Captura Ampliado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robots suaves
Juntas flexibles
Robots humanoides
Robot bípedo
Diseño mecánico
Generador de patrones de marcha
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, muchos estudios han demostrado que los robots blandos con actuadores elásticos permiten una interacción robusta con el entorno. Las articulaciones flexibles pueden proteger los sistemas mecánicos y proporcionar un mejor rendimiento dinámico, ofreciendo así un gran potencial para futuros desarrollos de robots humanoides. Este artículo propone un nuevo robot bípedo. El nuevo robot combina una cadera elástica activa basada en un sensor de par y una rodilla/tobillo elástico pasivo basado en un resorte. En la primera parte, se presenta el diseño mecánico, y en la segunda parte, se describen las capacidades cinemáticas y dinámicas. Además, introducimos un nuevo generador de patrones de caminata basado en puntos de captura extendidos que calcula las posiciones de los pasos, que se utilizan como entrada para el controlador de nuestro nuevo robot bípedo. La principal contribución de este artículo es el novedoso diseño mecánico y un generador de patrones de caminata extendido. El nuevo diseño ofrece una solución única para bípedos impulsados por cables para lograr tanto el equilibrio como la caminata. Mientras tanto, el nuevo generador de patrones de caminata puede generar curvas suaves deseadas, lo que representa una mejora con respecto a los generadores tradicionales que utilizan un punto de momento cero (ZMP) constante. Se aplica un controlador cartesiano simple para probar el rendimiento del generador de patrones de caminata. Aunque el robot ha sido construido, todos los experimentos relacionados con el generador de patrones aún se simulan utilizando MATLAB/Simulink. El enfoque de este trabajo es analizar el diseño mecánico y mostrar las capacidades del robot aplicando un nuevo generador de patrones.
Descripción
En los últimos años, muchos estudios han demostrado que los robots blandos con actuadores elásticos permiten una interacción robusta con el entorno. Las articulaciones flexibles pueden proteger los sistemas mecánicos y proporcionar un mejor rendimiento dinámico, ofreciendo así un gran potencial para futuros desarrollos de robots humanoides. Este artículo propone un nuevo robot bípedo. El nuevo robot combina una cadera elástica activa basada en un sensor de par y una rodilla/tobillo elástico pasivo basado en un resorte. En la primera parte, se presenta el diseño mecánico, y en la segunda parte, se describen las capacidades cinemáticas y dinámicas. Además, introducimos un nuevo generador de patrones de caminata basado en puntos de captura extendidos que calcula las posiciones de los pasos, que se utilizan como entrada para el controlador de nuestro nuevo robot bípedo. La principal contribución de este artículo es el novedoso diseño mecánico y un generador de patrones de caminata extendido. El nuevo diseño ofrece una solución única para bípedos impulsados por cables para lograr tanto el equilibrio como la caminata. Mientras tanto, el nuevo generador de patrones de caminata puede generar curvas suaves deseadas, lo que representa una mejora con respecto a los generadores tradicionales que utilizan un punto de momento cero (ZMP) constante. Se aplica un controlador cartesiano simple para probar el rendimiento del generador de patrones de caminata. Aunque el robot ha sido construido, todos los experimentos relacionados con el generador de patrones aún se simulan utilizando MATLAB/Simulink. El enfoque de este trabajo es analizar el diseño mecánico y mostrar las capacidades del robot aplicando un nuevo generador de patrones.