Effect of the Dynamics of a Horizontally Wobbling Mass on Biped Walking Performance

要約

受動動的歩行機構を備えた二足歩行ロボットを開発しました。
本研究では、二足歩行における上半身の水平ダイナミクスの影響を明らかにするために、上半身に接続され、水平方向に振動するウォブリング質量を持つコンパス モデルを提案します。
モデルのリミット サイクルを数値的に検索し、その安定性とエネルギー効率を調査しました。
主にウォブリング質量を支えるばね定数に応じて、いくつかの質的に異なるリミット サイクルが得られました。
特定のタイプのソリューションは安定性を低下させましたが、偶発的な落下のリスクを軽減し、エネルギー効率を改善しました。
得られた結果は、ウォブリング質量が上半身と反対方向に移動し、歩行中の加速度と減速度の大きな変化を防いでいることに起因すると考えられました。
提案モデルの移動と実際の二足歩行ロボットおよび人間の歩容との関係を調べた．

要約(オリジナル)

We have developed biped robots with a passive dynamic walking mechanism. This study proposes a compass model with a wobbling mass connected to the upper body and oscillating in the horizontal direction to clarify the influence of the horizontal dynamics of the upper body on bipedal walking. The limit cycles of the model were numerically searched, and their stability and energy efficiency was investigated. Several qualitatively different limit cycles were obtained depending mainly on the spring constant that supports the wobbling mass. Specific types of solutions decreased the stability while reducing the risk of accidental falling and improving the energy efficiency. The obtained results were attributed to the wobbling mass moving in the opposite direction to the upper body, thereby preventing large changes in acceleration and deceleration while walking. The relationship between the locomotion of the proposed model and the actual biped robot and human gaits was investigated.

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