Control of the high speed quadruped robots using momentum

Abstract

본 논문은 4 족 로봇의 달리는 동작을 생성하는데 있어 안정적 인 거동이 가능하게 하는 알고리즘을 제시한다. 안정적인 달리는 거동을 하는데 있어 몸의 균형이 중요한 요소로 작용한다. 몸의 균형은 로봇이 땅을 박찰 때의 발끝에 분포되는 힘이 좌우 하므로 이 발끝에 감지되는 힘을 이용하여 로봇의 안정적인 달리기 동작 을 제어하였다. 힘을 제어하는데 있어 기준이 되는 힘의 형태를 미리 생성한 후 실제 힘과 비교하여 그 차이로 로봇의 발끝궤적을 변경시켜 제어한다. 기준 힘을 생성하는데 있어 운동량의 변화 량 을 사용하였으며, 그 운동량의 변화 량은 로봇 각 방향의 회전운 동량과 선형 운동량으로부터 계산되며 이를 사용하여 각 발의 힘 의 분포를 결정한다. 이 이론을 검증하는데 있어 치타를 모델로 한 생체 모방 형 로봇을 사용하였으며, 좀 더 명확한 검증을 위해 여러 불규칙한 지면에서 시뮬레이션이 실시되었고 달리는 속도 또 한 각각 다르게 하였다. 본 연구에서는 상용 소프트웨어 인 RecurDyn?? 을 사용하여 실제 환경과 흡사한 조건에서 시뮬레이션 을 실시 하였다.; This paper proposes an algorithm which realizes stable running motion of quadruped robots. Body balance is important in stable running locomotion. Since the body balance is determined by the forces applied at the feet during touchdown phase, the ground reaction force is controlled for stable running. To control the forces at each foot, the desired force is generated. The generated desired force is compared with actual contact force, then, the difference between them modifies the foot trajectory. The desired force is generated by combination of the rate change of the angular and linear momentum at flight. Then the rate change of momentum determines the each force distribution. To verify this algorithm, under the variation of the running velocity and terrain irregularity, the computer simulation is carried out with the commercial software RecurDyn??, dynamic model simulation program which has same environment in real robot.