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J-GLOBAL ID：202102275557897392   整理番号：21A1169321

三質点モデルに基づくヒューマノイドロボットの省エネルギー歩行【JST・京大機械翻訳】

Energy-efficient bipedal walking for humanoid robots based on a three-mass model

著者 (4件)： He Jie (武漢大学動力与机械学院,湖北武漢,430072) ,  Zhang Xiaohui (武漢大学動力与机械学院,湖北武漢,430072) ,  Xiao Xiaohui (武漢大学動力与机械学院,湖北武漢,430072) ,  Ding Jiatao (武漢大学動力与机械学院,湖北武漢,430072)
資料名： Zhongnan Daxue Xuebao Zirankexueban  (Zhongnan Daxue Xuebao Zirankexueban)
巻： 51  号： 12  ページ： 3396-3406  発行年： 2020年 
JST資料番号： C2798A  ISSN： 1672-7207  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： エネルギー効率の高い二足歩行を実現するため、三質点線形倒立振り子モデル(3MLIPM)に基づく歩容生成と最適化策略を提案した。最初に,単位エネルギー消費を特徴付ける歩容サイクル(UEWC)を定義し,三質点モデルを利用して,ロボットの運動学モデリングと歩行エネルギー消費評価を行い,ロボットの歩行過程のエネルギー消費評価モデルを構築し,各質量ブロックの運動特性を分析した。重心(CoM)加速度最適化に基づく二次歩行エネルギー消費評価指数を提案した。次に,3MLIPMを動力学的にモデル化し,CoM運動を安定成分と不安定成分に分け,CoM最適軌道解を運動成分誤差項に変換し,参照ゼロモーメント点(ZMP)軌跡を追跡した。対応するエネルギー消費の最低のCoM軌道を,無制約最適化アルゴリズムを用いて解いた。最後に、歩容のオンライン生成を実現し、また、脚部質量の揺れによる体幹重心の付加運動を解消するために、二分探索の修正アルゴリズムを通じて、3MLIPMの歩行パラメータ入力(ステップ幅と歩幅)を修正し、さらに両足歩行のエネルギー消費を低減した。シミュレーションと実験結果は,このアルゴリズムの実現可能性と有効性を証明した。結果は以下を示した。提案したエネルギー消費評価指標は,三質点歩行システムの実際のエネルギー消費を特性評価でき,最適CoM軌道生成を導くのに用いることができる。二重足安定支持領域を利用して、低エネルギー消費歩行を実現するため、参考ZMP軌跡を最適化できる。修正三質点モデルの名義歩行パラメータ入力により、等価ZMPによる付加運動を消去し、異なる形式のZMP参考軌跡に対して、修正後の三質点モデルは従来の単体点モデルより、歩行エネルギー消費を有効に下げることができる。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： アルゴリズム ,  最適化 ,  *ロボット ,  加速度 ,  最適化手法 ,  最適軌道 ,  重心 ,  二足歩行 ,  *質点 ,  二分探索 ,  歩容 ,  倒立振り子
準シソーラス用語： 軌道生成 ,  オンライン ,  歩幅 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： ロボットの運動・制御  (IC04012J)

タイトルに関連する用語 (5件)： 質点 ,  モデル ,  ヒューマノイドロボット ,  省エネルギー ,  歩行