طراحي مسير ربات دوپاي سه بعدي با در نظر گرفتن دوران فعال مفصل پنجه پا

Trajectory Design for a 3D Biped Robot by Considering Active Toe Rotation

ربات هاي دوپا يكي از انواع ربات هاي پادار است كه يافتن مسير پايدار، يكي از موضوعات محوري براي آنها مي باشد. به منظور تقليد گام انسان اين ربات ها اساسا به واسطه تعداد درجات آزادي بالا داراي پيچيدگي زيادي هستند. هدف اصلي اين مقاله طراحي مسير گام پايدار براي يك ربات 9 عضوي به كمك معيار پايداري نقطه گشتاور صفر است. ربات استفاده شده در اين مقاله داراي 16 مفصل فعال با دو مفصل پنجه مي-باشد. يكي از ويژگي‌هاي راه رفتن درانسان براي ايجاد گام‌هاي بلندتر استفاده از حالتي است كه درآن كف پا حول مفصل پنجه دوران مي‌كند. در اين مقاله از گامي استفاده مي‌شود كه همانند انسان در لحظاتي از حركت، پاي تكيه‌گاه ربات حول اين مفصل به صورت فعال دوران مي-كند. براي حصول به معادله اوليه قابل قبولي براي حركت ربات از قيدي براي حدس اوليه حركت لگن استفاده مي‌شود. سپس به كمك الگوريتم جديدي، مسير حركت مفاصل ربات محاسبه مي شود. در نهايت با بررسي پايداري نقطه گشتاور صفر ربات و به كمك الگوريتمي مبتني بر آزمون و خطا، مسيرهاي مطلوب ربات دوپا به دست مي آيد.

Finding a stable trajectory is amongst the pivotal subjects for bipeds, which are a type of legged-robots. To mimic human gait, biped robots are basically complex because of having numerous Degrees of Freedom. The main goal of this paper is to design a stable trajectory of gaits for a 9 link robot via Zero Moment Point stability criteria. The robot used in this paper is composed of 16 active joints with two toe joint. One of the aspects of human walking to design longer strides is to use a status in which the foot is rotated about its toe joint. Here, a gait type is utilized whereas the entire sole of the support foot firstly touches the ground then rotates about its toe axis as an active joint. To achieve an initial admissible equation for robot motions, a constraint is used for initial guess of pelvis motion. Then, by using a novel algorithm, the trajectory of the joints is calculated. Finally, by considering Zero Moment Point and a trial-error algorithm, the desired trajectory of the biped robot is obtained.