Design Method of a Kangaroo Robot with High Power Legs and an Articulated Soft Tail

要約

本稿では、ジャンプできる力強い脚と柔らかくて強い尾を持つカンガルーに焦点を当てます。
これらのユニークな構造をロボットに組み込んで活用するために、ロボットとしての実現可能性とカンガルー模倣構造の両方を考慮した設計手法を提案します。
カンガルーの筋骨格構造をもとに、筋肉の配置を解析し、シミュレーションによる事前検証を行うことで、ジャンプを可能にするロボットの構造を決定します。
また、身体をサポートできる尻尾を実現するために、尻尾には関節式の伸縮性のある構造を採用しています。
柔らかさと高出力を両立させるため、ロボットの駆動にはダイレクトドライブの高出力ワイヤー巻取り機構を採用し、胴体部にモーターを配置することで脚部や尻尾の軽量化を図りました。
開発されたカンガルーロボットは、後ろ足でジャンプしながら尻尾を動かし、後ろ足と尻尾で体を支えることができる。

要約(オリジナル)

In this paper, we focus on the kangaroo, which has powerful legs capable of jumping and a soft and strong tail. To incorporate these unique structure into a robot for utilization, we propose a design method that takes into account both the feasibility as a robot and the kangaroo-mimetic structure. Based on the kangaroo’s musculoskeletal structure, we determine the structure of the robot that enables it to jump by analyzing the muscle arrangement and prior verification in simulation. Also, to realize a tail capable of body support, we use an articulated, elastic structure as a tail. In order to achieve both softness and high power output, the robot is driven by a direct-drive, high-power wire-winding mechanism, and weight of legs and the tail is reduced by placing motors in the torso. The developed kangaroo robot can jump with its hind legs, moving its tail, and supporting its body using its hind legs and tail.

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