Development and Stability Analysis of 3-D Passive Dynamic Walking with Spherical heels, flat feet and ankle springs

球形跟、扁平足和踝弹簧的 3-D 被动动态行走的开发和稳定性分析

• 批准号: 23760247
• 负责人: KINUGASA Tetsuya
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Okayama University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760247/
• 关键词: 2足歩行; 受動歩行; 周波数応答; ２足歩行

The purpose of the study is to realize a 3D dynamic biped with flat feet, ankle springs, and spherical or arc shaped heels, which is based on passive dynamic walking mechanism. First, we developed a 3D passive dynamic walker with flat feet and ankle springs, and analyzed its gait using various sensors. As a result, we found that ballast attached to the legs could stabilize 3D biped gait critically. Moreover, we observed that ZMP trajectory drew `8' shape, which was similar to that of human's gait. This result suggested that the shape of heel should be arc (i.e., did not need corners, such as a square), and therefore, we introduced an arced sole for the prototype biped. Secondly, we attempted to develop a 3D dynamic biped on the horizontal surface using oscillation of telescopic knees. As a result, we achieved 3D dynamic biped walking, and also revealed frequency response properties of the walking gait.Moreover, we observed two modes of the gait.

研究目的是实现基于被动动态行走机制的具有扁平足、踝关节弹簧和球形或弧形脚跟的3D动态双足。首先，我们开发了一种带有扁平足和脚踝弹簧的 3D 被动动态步行器，并使用各种传感器分析其步态。结果，我们发现连接到腿上的镇流器可以非常稳定 3D Biped 步态。此外，我们观察到ZMP轨迹画出“8”字形，与人类的步态相似。这个结果表明脚跟的形状应该是弧形的（即不需要角，例如正方形），因此，我们为原型两足动物引入了弧形鞋底。其次，我们尝试利用伸缩膝盖的振动开发水平面上的 3D 动态两足动物。结果，我们实现了3D动态双足行走，并且还揭示了行走步态的频率响应特性。此外，我们观察了两种步态模式。

项目成果

胴体の傾きによる推力を利用した2足歩行について

关于利用躯干倾斜产生的推力进行双足行走

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本ロボット学会誌
• 作者: N. Kamamichi;K. Takagi and S. Sano;筧優希;小澤 隆太;衣笠哲也,吉田浩治,藤本真作
• 通讯作者: 衣笠哲也,吉田浩治,藤本真作

胴体の傾きによる推力を利用した2足歩行について ー歩行特性の解析と幾何学的拘束制御を用いた実現可能性の検討ー

关于利用躯干倾斜产生的推力的双足行走 - 利用几何约束控制的行走特性分析和可行性研究 -

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本ロボット学会誌
• 作者: Minami Takato;Masaki Tatani;Hirozumi Oku;Yuki Okane;Junichi Tanida;Shinpei Yamasaki;Ken Saito and Fumio Uchikoba;石崎順也;衣笠哲也，吉田浩治， 藤本真作
• 通讯作者: 衣笠哲也，吉田浩治， 藤本真作

受動的動歩行の性質を利用した脚歩行ロボットの設計手法

一种利用被动动态行走特性的足式行走机器人设计方法

• 发表时间: 2013
• 作者: Ryuta Ozawa;Jun'ya Ishizaki;伊藤,衣笠,3名
• 通讯作者: 伊藤,衣笠,3名

教育のための段ボール紙を用いた三次元受動歩行機製作方法について

一种利用教育用纸板制作三维被动行走机的方法

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Kinugasa ;H. Komatsubara;K. Yoshida;3名;K. Okazaki;衣笠,小林,土師,吉田,入部
• 通讯作者: 衣笠,小林,土師,吉田,入部

動力学的影響の強い4脚受動歩行の実現

实现动态效果强的四足被动行走

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Kinugasa;H. Komatsubara;K. Yoshida;S. Fujimoto;M. Iribe;and K. Osuka;齊藤 健;Kazuto Okazaki;衣笠哲也，小松原秀祐，吉田浩治，入部正継，大須賀公一
• 通讯作者: 衣笠哲也，小松原秀祐，吉田浩治，入部正継，大須賀公一