This paper aims to provide a way to improve dynamic stability of biped robots against undesirable disturbances and in a slope. By using an angular velocity sensor and an acceleration sensor on its waist, we can make a medium-sized biped robot walk stably in a slope against impulsive disturbances. In addition, it is possible for the robot to walk stably in an unknown slope. The measured signals from the sensor are used for compensating the reference angles of ankle, knee, and pelvis joints. Some experiments show that the stability of the robot is much enhanced by using cheat sensors and a simple algorithm. This work helps bided robots walk more stably in real environments.
This paper describes the mechanism of a new biped machine capable of doing human-robot cooperation work. The biped machine, WABIAN-2 is made of two seven degrees of freedom (DOF) legs, a two DOF waist and no DOF trunk. Its leg system consists of two three DOF ankles, two one DOF knees and two three DOF hips to deal with various walk motions. Its height is about 1.2[m], and its weight is 40[kg]. It is designed with large movable range as a human. Also, a knee stretch walk pattern generation for the biped machine to perform natural walk like a human is discussed in this paper. Its leg motion is compensated by using the motion of its waist. Basic knee stretch walk experiments using WABIAN-2 are conducted on the plane, and the validity of its mechanism and walk pattern generator is verified.
In this paper, we introduce biped walking robot which can static walking with 22 degree-of-freedoms. The developed biped walking robot is 480mm tall and 2500g, and 22 RC servo motors are used to actuate. Before made an active algorithm, we generated the motions of robot with the motion simulator which developed using by C language. The two dimension simulator is Based on the inverse kinematics and D-H transform. The simulator implements various motions as inputted the ankle's trajectory. Also we developed a simulator which is applied the principle of inverted pendulum to acquires the center of gravity. As we use this simulator, we can get the best appropriate angle of ankle and pelvis when the robot lifts up its one side leg during the working. We implement the walking motions which is based on the data(angle) getting from both of simulators. The robot can be controlled by text shaped command through RF signal of wireless modem which connected with laptop computer by serial cable.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2000.11a
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pp.15-18
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2000
We developed a human-sized BWR(biped walking robot) driven by a new actuator based on the ball screw which has high strength and high gear ratio. The robot overcomes the limit of the driving torque of conventional BWRs. Each leg of the robot is composed of three pitch joints and one roll joint. In all, a 10 degree-of-freedom robot with two balancing joints was developed. The BWR was developed to walk autonomously such that it is actuated by small torque motors and is boarded with DC battery and controllers. In the performance test, the BWR performed nice motions of sitting-up and sitting-down. Through the test, we could find capability of high performance in biped-walking.
This paper deals with the biped robot gait on changing the initial postures. Gait of a biped robot depends on the constraints of mechanical kinematics and initial posture. Also biped robot's dynamic walking stability is investigated by ZMP(Zero Moment Point). The path trajectory. with the knee joint bent like a human, is generated and applied with the above considerations. To decrease trajectory tracking error, in this paper, a new initial posture similar to bird's case is proposed and realized with the real robot.
Kim, S.B.;Park, S.H.;Kim, J.T.;Kim, Jin.G.;Lee, B.H.
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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2001.10a
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pp.162.2-162
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2001
This paper presents the stability analysis of a biped robot IWR-III. We use a foot-rotation indicator(FRI) concept to reveal the degree of stability. The foot rotation can be a barometer of postural instability, which should be carefully treated in implementing a dynamically stable walk and avoided altogether in performing a statically stable walk. The conventionally mentioned zero moment point(ZMP) criterion may not be sufficient to express the stability of a biped robot. ZMP equation needs an assumption that the supporting foot is fixed firmly to the ground during the walking. Therefore, applying the FRI concept is more desirable when a biped robot is falling down ...
This paper treats the implementation of a statically stable control system for a biped walking robot with 10 degrees-of-freedom. Statically stable walking of a biped robot can be realized by keeping the center of mass (COM) inside the sole of the supporting foot (or feet) during single-support or double-support phases. We predetermined five static positions for walking based on the COM method. The positions can be represented by the length of the gait, the width between the feet, the height of the foot and two parameters in the hip movement. With the five parameters, we calculated the position trajectory. And we got the angular trajectories of 10 joints from the posit ion trajectory using the position tracking control and neural network. By tracking the angular trajectories, the robot can walk maintaining stability. We implemented walking of a biped robot throught the above ...
If a biped humanoid robot walks stably on even and uneven planes like a human being, it should have a control system capable of compensating for moments generated by motions of its lower-limbs, upper-limbs and head. In this paper, a compensatory motion control method is described for the stability of biped humanoid robots. This control method calculates the combined motion of the trunk and the waist that cancels the generated moments by using an iteration algorithm. During the biped walking, the combined motion is employed only for stability while the motion of the lower-limbs is used only for locomotion. This method is useful for not only a steady walking but also a transient walking. The e...
International Journal of Control, Automation, and Systems
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v.1
no.2
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pp.252-256
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2003
A biped robot should be designed to be an effective mechanical structure and have smaller hardware system if it is to be a stand-alone structure. This paper shows the design methodology of a biped robot controller using FPGA(Field Programmable Gate Array). A hardware system consists of DSP(Digital Signal Processor) as the main CPU, and FPGA as the motor controller. By using FPGA, more flexible hardware system has been achieved, and more compact and simple controller has been designed.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2001.04a
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pp.574-577
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2001
This paper presents the comparison of FRI(Foot Rotation Indicator) point and ZMP(Zero Moment Point) in biped robot stability. We showed FRI may be employed as a useful tool in stability analysis in biped robot. Also, we proposed the balancing joint trajectory derived from FRI point equation for stable gait. The numerical calculation routines and walking algorithms for simulation are performed by MATLAB. The procedure is composed of the leg trajectory planning, the generation of balancing trajectory, and the verification of dynamic stability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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