A Chain-Driven, Sandwich-Legged Quadruped Robot: Design and Experimental Analysis

要約

このペーパーでは、アクセス可能な研究プラットフォームとして設計された、チェーン駆動型のサンドイッチレッグの中規模の四足動物ロボットを紹介します。
この設計は、強化された移動能力、作動システムの信頼性と安全性の向上、および単純化された費用対効果の高い製造プロセスを優先します。
移動性能は、サンドイックされた脚の設計とデュアルモーター構成によって最適化され、アジャイルの動きのための脚の慣性を減らします。
信頼性と安全性は、堅牢なケーブルひずみ緩和、運動熱管理のための効率的なヒートシンク、および脚の動きを制限する機械的制限を統合することにより達成されます。
簡素化された設計上の考慮事項には、準ダイレクトドライブ（QDD）アクチュエータと、レーザー切断や3D印刷などの低コストの製造技術の採用が含まれ、コストを最小限に抑え、迅速なプロトタイピングを確保します。
ロボットの重量は約25 kgで、\ $ 8000未満のコストで開発されているため、ロボット研究のためのスケーラブルで手頃な価格のソリューションとなっています。
実験的検証は、フラットな地形と斜面でトロットとクロールの歩行を実行するプラットフォームの能力を示しており、多用途で信頼できる四足研究プラットフォームとしての可能性を強調しています。

要約(オリジナル)

This paper introduces a chain-driven, sandwich-legged, mid-size quadruped robot designed as an accessible research platform. The design prioritizes enhanced locomotion capabilities, improved reliability and safety of the actuation system, and simplified, cost-effective manufacturing processes. Locomotion performance is optimized through a sandwiched leg design and a dual-motor configuration, reducing leg inertia for agile movements. Reliability and safety are achieved by integrating robust cable strain reliefs, efficient heat sinks for motor thermal management, and mechanical limits to restrict leg motion. Simplified design considerations include a quasi-direct drive (QDD) actuator and the adoption of low-cost fabrication techniques, such as laser cutting and 3D printing, to minimize cost and ensure rapid prototyping. The robot weighs approximately 25 kg and is developed at a cost under \$8000, making it a scalable and affordable solution for robotics research. Experimental validations demonstrate the platform’s capability to execute trot and crawl gaits on flat terrain and slopes, highlighting its potential as a versatile and reliable quadruped research platform.

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