Design of Mechanical and Control Systems for Undulatory Locomotors Based on Dynamics and its Experimental Verification

基于动力学的波动电机机械与控制系统设计及实验验证

• 批准号: 22560230
• 负责人: YAMAGUCHI Hiroaki
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560230/
• 关键词: 機械力学; 制御工学; 波動歩行; nonholonomic system; chained form; 機械力学・制御; 動力学; ラグランジュ力学; 非ホロノミックシステム; チェインド・フォーム; モーションコントロール

To establish a design methodology of mechanical and control systems for undulatory locomotors based on dynamics, a new design scheme has been proposed. Dynamical equations of the locomotors in the design scheme are first derived and performance indexes such as energy efficiency, stability and propulsion force are secondly formulated. The indexes are reflected in the design of mechanisms and control methods of the locomotors in dynamical simulators. A new undulatory locomotor designed based on dynamics referred to as a "four-forked steering walker" has been developed, and the validity of the design scheme has been verified experimentally.

为了建立基于动力学的波动运动机机械和控制系统的设计方法，提出了一种新的设计方案。首先推导了设计方案中机车的动力学方程，然后制定了能量效率、稳定性和推进力等性能指标。这些指标体现在动力模拟器运动机构的机构和控制方法的设计中。研制了一种基于动力学设计的新型波动运动机“四叉转向步行机”，并通过实验验证了设计方案的有效性。

项目成果

Control of a Trident Steering Walker - Design of Motion Parameters Based on a PropulsionTransfer Function -, Intelligent Autonomous Systems 12, Advances in Intelligent Systems and Computing

三叉戟转向助行器的控制 - 基于推进传递函数的运动参数设计 -，智能自主系统 12，智能系统和计算的进展

• 发表时间: 2013
• 作者: Hiroaki Yamaguchi;Toshiyuki Takeda and Atsushi Kawakami
• 通讯作者: Toshiyuki Takeda and Atsushi Kawakami

Intelligent Autonomous Systems 12, Advances in Intelligent Systems and Computing

智能自治系统 12、智能系统和计算的进展

• 发表时间: 2013
• 作者: 池田隆;高島正喜;他2名;Sukhan Lee
• 通讯作者: Sukhan Lee

Dynamical Analysis of an Undulatory Wheeled Locomotor: A Trident Steering Walker

波动轮式运动机的动力学分析：三叉戟转向助行器

• 发表时间: 2012
• 作者: 池田隆;原田祐志;二宮翔太;関口泰久;Hiroaki Yamaguchi
• 通讯作者: Hiroaki Yamaguchi

Control of a Trident Steering Walker - Design of Motion Parameters Based on a Propulsion Transfer Function -

三叉戟转向助行器的控制 - 基于推进传递函数的运动参数设计 -

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroaki Yamaguchi;Toshiyuki Takeda and Atsushi Kawakami;池田 隆,原田祐志,高橋尚士,原田祐志,石田幸男;池田 隆,原田祐志,高山信裕,関口泰久;Hiroaki Yamaguchi
• 通讯作者: Hiroaki Yamaguchi

魚型移動機構の経路追従制御～バネ系を用いた補助動力機構による推進力の補償～

鱼形运动机构的路径跟踪控制～利用弹簧系统的辅助动力机构补偿推进力～

• 发表时间: 2012
• 作者: 竹田敏之;山口博明;河上篤史
• 通讯作者: 河上篤史