Optimal Kinematic Design of a Robotic Lizard using Four-Bar and Five-Bar Mechanisms

要約

一般的なイエヤモリの動きを模倣する機構を設計することが、この研究の目的です。
ロボットの胴体は 4 つの 5 バー機構 (2-RRRRR および 2-RRPRR) を使用して設計され、脚は 4 つの 4 バー機構を使用して設計されています。
2-RRRRRR 5 本のバー機構がロボット トカゲの頭と尾を形成します。
2-RRPRR 5 バー機構は、ロボット トカゲの体の左側と右側を形成します。
4 つの 5 バー機構は、4 つのロータリー アクチュエータのみによって作動します。
このうち 2 つのアクチュエータは頭の動きを制御し、他の 2 つのアクチュエータは尻尾の動きを制御します。
RRPRR 5 バー機構は、ヘッド 5 バー機構の 1 つのアクチュエーターによって制御され、もう 1 つはテール 5 バー機構によって制御されます。
引張バネは、各アクティブ リンクを 4 バー機構のリンクに接続します。
ロボットを作動させると、頭、尻尾、胴体が動き、同時に各脚も連動して動きます。
ロボットの胴体から脚への運動伝達が発生するこの種の作動は、私たちの設計における新規性です。
ロボットトカゲの次元合成が行われ、提示されます。
次に、機構の順運動学と逆運動学、およびロボットの構成空間の特異点の特定が示されます。
ヤモリが示す歩き方を研究し、シミュレーションします。
ロボットトカゲのコンピュータ支援設計が作成され、部品を 3D プリントしてプロトタイプが作成されます。
プロトタイプは、Arduino UNO をマイクロコントローラーとして使用して制御されます。
最後に、以前に行われた歩行分析に基づいて実験結果が提示されます。
前方への歩行と回転の動作が実行され、スナップショットが表示されます。

要約(オリジナル)

Designing a mechanism to mimic the motion of a common house gecko is the objective of this work. The body of the robot is designed using four five-bar mechanisms (2-RRRRR and 2-RRPRR) and the leg is designed using four four-bar mechanisms. The 2-RRRRR five-bar mechanisms form the head and tail of the robotic lizard. The 2-RRPRR five-bar mechanisms form the left and right sides of the body in the robotic lizard. The four five-bar mechanisms are actuated by only four rotary actuators. Of these, two actuators control the head movements and the other two control the tail movements. The RRPRR five-bar mechanism is controlled by one actuator from the head five-bar mechanism and the other by the tail five-bar mechanism. A tension spring connects each active link to a link in the four bar mechanism. When the robot is actuated, the head, tail and the body moves, and simultaneously each leg moves accordingly. This kind of actuation where the motion transfer occurs from body of the robot to the leg is the novelty in our design. The dimensional synthesis of the robotic lizard is done and presented. Then the forward and inverse kinematics of the mechanism, and configuration space singularities identification for the robot are presented. The gait exhibited by the gecko is studied and then simulated. A computer aided design of the robotic lizard is created and a prototype is made by 3D printing the parts. The prototype is controlled using Arduino UNO as a micro-controller. The experimental results are finally presented based on the gait analysis that was done earlier. The forward walking, and turning motion are done and snapshots are presented.

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