Modeling and Numerical Analysis of Kangaroo Lower Body based on Constrained Dynamics of Hybrid Serial-Parallel Floating-Base Systems

要約

この論文では、PAL Robotics が開発・製造した新しい二足歩行ヒューマノイド ロボットであるカンガルー下半身プロトタイプのモデリングと数値解析について説明します。
Kangaroo は、独自の直並列ハイブリッド チェーンと組み合わせた高出力リニア電動アクチュエータを備えており、これにより、すべての脚アクチュエータをロボットのベース近くに配置して、全体的な質量分布を改善できます。
このような複雑な非線形メカニズムをモデル化して解析するために、環境と接触する浮体式基地システムを考慮して拡張された制約付き定式化を採用します。
PAL Robotics が設計した別の人型二足歩行ロボットである TALOS で、足元の等価デカルト慣性と重心角運動量の観点から大幅な改善が達成されたことを示す比較が行われます。
最後に、この論文には、シミュレーションを通じて実施された数値実験と、実際のカンガルー プラットフォームで実施された予備テストが含まれています。

要約(オリジナル)

This paper presents the modeling and numerical analysis of the Kangaroo lower body prototype, a novel bipedal humanoid robot developed and manufactured by PAL Robotics. Kangaroo features high-power linear electric actuators combined with unique serial-parallel hybrid chains, which allow for the positioning of all the leg actuators near the base of the robot in order to improve the overall mass distribution. To model and analyze such complex nonlinear mechanisms, we employ a constrained formulation that is extended to account for floating-base systems in contact with the environment. A comparison is made to demonstrate the significant improvements achieved with TALOS, another humanoid bipedal robot designed by PAL Robotics, in terms of equivalent Cartesian inertia at the feet and centroidal angular momentum. Finally, the paper includes numerical experiments conducted through simulation and preliminary tests performed on the actual Kangaroo platform.

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