多関節筋構造の活用と関節間協調制御による四脚ロボットの高運動性能化
利用多关节肌肉结构和关节间协调控制提高四足机器人运动性能
基本信息
- 批准号:21K14124
- 负责人:
- 金额:$ 3万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究の目的は,動物の筋骨格構造に特徴的な複数関節をまたぐ多関節筋による身体内での力学的エネルギー遷移・伝搬のメカニズムを規範とした,機構設計と運動制御による脚ロボットの運動性能向上である.この特徴的な機能を工学的に再現して四脚ロボットに導入することで,従来の脚ロボットに見られるような単一アクチュエータの出力に依存した運動ではなく,関節間で協調して効率的な身体運動を作り出すことが期待できる.本年度は,昨年度に引き続いて二関節間筋腱複合体を搭載した1脚ロボットモデルを用いた運動制御および解析と,多関節筋腱複合体を規範とした直列/並列弾性駆動機構を身体に複数搭載した四脚ロボットの試作と運動制御に取り組んだ.試作したロボットの特徴として,前脚と後脚には各脚4つの回転関節に対して隣接する2関節間を跨ぐ二関節間筋腱複合体機構が脚伸展に作用する方向に3種類備わる.すなわち,体幹に近い脚根本の関節から足先に近い関節にわたって,機構を通して動力伝達が可能となる.さらに脊椎関節にはアクチュエータと並列接続された非線形弾性機構を備え,前後の脚間の協調を可能にする.試作した実機を用いて準静的な基本動作を行わせて,機構およびコントローラが所望の通りに動作することを確認した.本試作機を検証実験に用いることとし,弾性機構を全身に搭載した四脚ロボットの矢状面動力学モデルを構築した.今後は,これまでに実施した1脚ロボットモデルでの運動軌道生成手法を四脚ロボット用に拡張することで,関節間協調を活用した四脚ロボットの運動制御を行う.
The purpose of this study is to standardize the mechanism design and motion control of animal's multiple joints and multiple joints in the body. The function of this characteristic is to reproduce the four-legged structure and to introduce the structure into the body. This year, we introduced a two-joint tendon complex to carry out the first leg of the exercise control and analysis, and a multi-joint tendon complex to standardize the in-line/parallel exercise mechanism. The characteristics of the tendon complex between the forefoot and the hindfoot are discussed. The tendon complex between the forefoot and the hindfoot is composed of three kinds of joints. The body stem is close to the foot root joint, the foot is close to the joint, and the mechanism is connected to the power. The spinal joints are parallel to each other and non-linear. Try to confirm the basic actions of the machine. This test machine is designed to demonstrate the use of a four-pronged, sagittal, and dynamic system. In the future, the motion trajectory generation method of the four-leg joint is used to coordinate the motion control of the four-leg joint.
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Vertical Jumping by a Legged Robot With Upper and Lower Leg Bi-Articular Muscle-Tendon Complexes
具有上下腿双关节肌腱复合体的腿式机器人垂直跳跃
- DOI:10.1109/lra.2021.3099226
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:5.2
- 作者:Sato Ryuki;Hiasa Shuma;Wang Lei;Liu Huaxin;Meng Fei;Huang Qiang;Ming Aiguo
- 通讯作者:Ming Aiguo
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生物規範脚ロボットの全身筋腱網を活用した俊敏ロコモーション制御
生物规范腿式机器人全身肌腱网络敏捷运动控制
- 批准号:
24K17234 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 3万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
ネコの筋骨格と運動制御を規範とした高運動性能小型四脚ロボットの研究開発
基于猫肌肉骨骼和运动控制的高机动性小型四足机器人的研发
- 批准号:
17J00387 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 3万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows