System Identification of Thrust and Torque Characteristics for a Bipedal Robot with Integrated Propulsion

要約

二足歩行ロボットは、人間の形と動きをエミュレートするように設計された、驚くほど洗練されたロボット工学のクラスを表しています。
彼らの開発は、現場で重要なマイルストーンを示しています。
ただし、最先端の二足歩行ロボットでさえ、地形の変動、障害物の交渉、ペイロード管理、体重流通、つまずきからの回復に関連する課題に直面しています。
これらの課題は、不均一な地形の安定性を高め、障害物の回避を促進し、つまずき後の回復を改善するスラスタを組み込むことで緩和できます。
Harpyは、6つのジョイントと2つのスラスタを備えた二足歩行ロボットで、高度なコントロールアルゴリズムを実装およびテストするためのハードウェアプラットフォームとして機能します。
この論文は、Harpyのハードウェアを特徴付けて、システムの全体的な堅牢性、制御可能性、および予測可能性を改善することに焦点を当てています。
また、プロペラベースのメカニズムの推力を予測するためのシミュレーション結果、ハーピープラットフォームと関連するテスト、およびモータートルクの特性評価方法の探索と、閉ループの力ベースのインピーダンス制御に関連したハードウェアへの適用の調査も検討します。

要約(オリジナル)

Bipedal robots represent a remarkable and sophisticated class of robotics, designed to emulate human form and movement. Their development marks a significant milestone in the field. However, even the most advanced bipedal robots face challenges related to terrain variation, obstacle negotiation, payload management, weight distribution, and recovering from stumbles. These challenges can be mitigated by incorporating thrusters, which enhance stability on uneven terrain, facilitate obstacle avoidance, and improve recovery after stumbling. Harpy is a bipedal robot equipped with six joints and two thrusters, serving as a hardware platform for implementing and testing advanced control algorithms. This thesis focuses on characterizing Harpy’s hardware to improve the system’s overall robustness, controllability, and predictability. It also examines simulation results for predicting thrust in propeller-based mechanisms, the integration of thrusters into the Harpy platform and associated testing, as well as an exploration of motor torque characterization methods and their application to hardware in relation to closed-loop force-based impedance control.

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