Нога робота с плетеными пневматическим приводами

Материал из roboforum.ru Wiki

Перейти к: навигация, поиск

ПЕРЕВОДИМ_Оглавление

Оглавление

Благодарности

Аннотация

Глава I. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Background
1.2 Purpose and Overview

Глава II. Braided Pneumatic Actuators

2.1 Physical Characteristics
2.2 Geometric and Static Model
2.3 Static Model Verification
2.4 Dynamic Model

Глава III. Simulation

3.1 Simulation Overview
3.2 Equations of Motion
3.3 Valve Model
3.4 Dynamic Model Verification

Глава IV. Robot Hardware

4.1 System Overview
4.2 Leg Design
4.3 Valves
4.4 Force Sensors
4.5 Angle Sensors

Глава V. Control

5.1 Control Architecture and Control Laws
5.2 Control Program
5.3 Inverse Kinematics

Глава VI. Results and Discussion

6.1 Desired Walking Behavior
6.2 Tuning
6.3 Walking Results
6.4 Robot Limitations
6.5 Derivative Control

Глава VII. Conclusion

7.1 It Walks!
7.2 Semi-Observed Speculation
7.3 Future work

Приложение A: Simulation Code

A.1 Actuator.cpp

Приложение B: Controller Code

B.1 Control.cpp
B.2 Def.h
B.3 Hardware.cpp
B.4 Predict.dat
B.5 Gain.dat

Приложение C: Robot Hardware

C.1 Strain Gage Amplifier
C.2 Wiring
C.3 Mechanical Drawings

Литература


Список таблиц

Таблица 4.1 : Transducer sensitivity and error
Таблица 6.1 : Joint range of motion
Таблица 6.2 : Time parameters for walking motion
Таблица 6.3 : Walking motion control gains
Таблица 6.4 : Passivity and average duty cycles of each valve

Список иллюстраций

Иллюстрация 1.1 : Dimensionless force-length properties of actuators and biological muscles
Иллюстрация 2.1 : Photograph of inflated and uninflated actuators
Иллюстрация 2.2 : Actuator dimensions
Иллюстрация 2.3 : Geometric schematic of actuators
Иллюстрация 2.4 : Mesh geometry
Иллюстрация 2.5 : Revised actuator geometry schematic
Иллюстрация 2.6 : Pressure, Length, Force, Stiffness Relationship for a BPA
Иллюстрация 2.7 : Static model verification schematic
Иллюстрация 2.8 : Plot of Force vs. Length for a BPA with constant internal mass of air
Иллюстрация 2.9 : Pressure Increase vs. Length – constant mass system
Иллюстрация 2.10 : Plot of Force vs. Length – constant air mass – Exp. vs. Theor. results
Иллюстрация 2.11 : Plot of Effectiveness vs. Pressure
Иллюстрация 2.12 : Plot of Force vs. Length – Exp. vs. Theor. Results – (effectiveness)
Иллюстрация 2.13 : Plot of Force vs. Length – Constant Pressure System
Иллюстрация 2.14 : Dynamic model schematic
Иллюстрация 3.1 : Simulation overview schematic
Иллюстрация 3.2 : Detailed simulation schematic
Иллюстрация 3.3 : Actuator equation of motion schematic
Иллюстрация 3.4 : Flow curve for Matrix 758 3-way valve
Иллюстрация 3.5 : Dynamic model verification schematic
Иллюстрация 3.6 : Length vs. Time – 60 psi constant mass – 6 lb load - measured
Иллюстрация 3.7 : Length vs. Time – 60 psi constant mass – 6 lb load - simulation
Иллюстрация 3.8 : Length vs. Time – 80 psi constant mass – 11 lb load - measured
Иллюстрация 3.9 : Length vs. Time – 80 psi constant mass – 11 lb load - simulation
Иллюстрация 3.10 : Length vs. Time – 60 psi constant mass – 11 lb load - measured
Иллюстрация 3.11 : Length vs. Time – 60 psi constant mass – 11 lb load - simulation
Иллюстрация 3.12 : PWM valve model verification schematic
Иллюстрация 3.13 : Commanded vs. Actual duty cycles – Matrix 758 3-way valve
Иллюстрация 3.14 : Length vs. Time – 100 psi - 25 Hz, 50% PWM – 5 lb load - measured
Иллюстрация 3.15 : Length vs. Time – 100 psi - 25 Hz, 50% PWM – 5 lb load - simulation
Иллюстрация 3.16 : Length vs. Time – 100 psi - 25 Hz, 50% PWM – 1 lb load - measured
Иллюстрация 3.17 : Length vs. Time – 100 psi - 25 Hz, 50% PWM – 1 lb load - simulation
Иллюстрация 3.18 : Length vs. Time – 100 psi - 25 Hz, 50% PWM – 15 lb load - measured
Иллюстрация 3.19 : Length vs. Time – 100 psi - 25 Hz, 50% PWM – 15 lb load - simulation
Иллюстрация 3.20 : Length vs. Time – 100 psi - 50 Hz, 50% PWM – 1 lb load - measured
Иллюстрация 3.21 : Length vs. Time – 100 psi - 50 Hz, 50% PWM – 1 lb load - simulation
Иллюстрация 3.22 : Length vs. Time – 100 psi - 50 Hz, 50% PWM – 5 lb load - measured
Иллюстрация 3.23 : Length vs. Time – 100 psi - 50 Hz, 50% PWM – 5 lb load - simulation
Иллюстрация 4.1 : Robot hardware schematic
Иллюстрация 4.2 : Photograph of robot
Иллюстрация 4.3 : CAD model and photograph of robot leg
Иллюстрация 4.4 : CAD model and photograph of hip translational joint
Иллюстрация 4.5 : CAD model and photograph of hip rotational joint
Иллюстрация 4.6 : Schematic of inlet valve
Иллюстрация 4.7 : Schematic of exhaust valve
Иллюстрация 4.8 : Current vs. time for inlet valve
Иллюстрация 4.9 : Current vs. time for exhaust valve
Иллюстрация 4.10 : Force sensor classic analysis schematic
Иллюстрация 4.11 : Force sensor FEA results
Иллюстрация 4.12 : Photograph of force sensors
Иллюстрация 4.13 : Photograph of strain gage amplifier
Иллюстрация 4.14 : Transducer calibration plot
Иллюстрация 4.15 : Photograph of completed force measurement system
Иллюстрация 4.16 : Photograph of completed angle measurement systems
Иллюстрация 5.1 : Labeled schematic of a joint
Иллюстрация 5.2 : Block diagram of the control algorithm
Иллюстрация 5.3 : ISR schematic
Иллюстрация 5.4 : Inverse kinematics schematic
Иллюстрация 6.1 : Desired foot positions for walking motion
Иллюстрация 6.2 : Sequential video frames of the leg during walking motion
Иллюстрация 6.3 : Desired and actual x-y foot paths: Test 1
Иллюстрация 6.4 : Desired and actual joint angles vs. time: Test 1
Иллюстрация 6.5 : Actuator force vs. time
Иллюстрация 6.6 : Desired and actual joint stiffness vs. time
Иллюстрация 6.7 : Joint torque vs. time
Иллюстрация 6.8 : Ground reaction forces during walking vs. time
Иллюстрация 6.9 : Trolley motion vs. time
Иллюстрация 6.10 : Hip joint valve duty cycles vs. time
Иллюстрация 6.11 : Knee joint valve duty cycles vs. time
Иллюстрация 6.12 : Desired and actual joint angles vs. time: Test 2
Иллюстрация 6.13 : Desired and actual x-y foot paths: Kicking motion
Иллюстрация 6.14 : Desired and actual joint angles vs. time: Kicking motion
Иллюстрация 6.15 : Calculated angular velocity vs. time
Иллюстрация 6.14 : Desired and actual joint angles vs. time: Derivative control
Иллюстрация 7.1 : Desired and actual x-y foot paths: Angle feedback only