วิธีที่ดีในการเดินแบบสี่เท้าคืออะไร?


12

ฉันมีสัตว์สี่เท้าขนาดเล็กที่มีสามระดับของขาเสรีภาพซึ่งผมได้ทำงานเกี่ยวกับ: 3DOF มินิสัตว์สี่เท้า

รหัสเดิมของฉันคือมันเป็นตัวควบคุมเซอร์โวแบบง่าย ๆ ใน arduino และรหัสสกาล่าซึ่งจะส่งคำสั่งเซอร์โวไปวางสาย ฉันทำทุกตรรกะผกผันจลนศาสตร์และเดินใน Scala และได้รับมันในการเดิน: 3dof เดินเท้าแรก

ตรรกะ Gait ของฉันใน Scala ค่อนข้างไร้เดียงสา; มันขึ้นอยู่กับขาที่อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องที่จุดเริ่มต้น (ด้านหนึ่งยื่นไปข้างหน้าและท้ายเรืออีกด้านหนึ่งเข้าหากัน) ตรรกะนั้นแปลทั้งสี่ฟุตไปข้างหลัง 1 มม. ตาม y และเมื่อใดก็ตามที่มุม coxa กลายเป็นด้านหลังมากเกินไปให้หยุดและปฏิบัติกิจวัตรเล็ก ๆ น้อย ๆ เมื่อเท้านั้นยก 10 มม. ใน z จากนั้นแปลไปข้างหน้า 60 มม. ตาม y ไร้เดียงสา แต่มีประสิทธิภาพ

ตอนนี้ฉันได้เขียนรหัส IK ของฉันใหม่ใน arduino C และฉันพยายามที่จะตัดสินใจว่าจะเดินหน้าต่อไปอย่างไรด้วยพลศาสตร์ของ Gait ฉันมีเวลาหาแหล่งข้อมูลที่ดีและเข้าใจได้ง่ายเกี่ยวกับการเดิน ฉันมีความรู้บางอย่างเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง gaits ที่มีความเสถียรแบบไดนามิก (เช่น creep gaits) ที่ร่างกายมีขาตั้งกล้องที่มั่นคงตลอดเวลาและ gaits ที่ไม่เสถียรแบบไดนามิก (เดินวิ่งเหยาะ) ที่ขาสองขาอยู่บนพื้นในเวลาและร่างกาย เป็นหลักไปข้างหน้าในขาที่ก้าวหน้า

ฉันมีความคิดบางอย่างเกี่ยวกับกลไกของรัฐและพยายามคำนวณว่าศูนย์กลางร่างกายอยู่ในรูปสามเหลี่ยมที่ทำโดยเท้าที่เหลือเพื่อตัดสินใจว่าเท้าไหนปลอดภัยที่จะยกขึ้น แต่ฉันไม่แน่ใจว่าแนวคิดเหล่านี้คุ้มค่าหรือไม่

ฉันรู้ว่านี่เป็นคำถามทั่วไปที่มากเกินไป แต่ฉันสนใจที่จะดูว่าคนอื่น ๆ ได้ทำร้ายปัญหานี้อย่างไรและสิ่งที่ฉันสามารถค้นหาได้ก็คืองานวิจัย


ฉันประทับใจงานที่คุณทำกับหุ่นยนต์ ฉันต้องการความช่วยเหลือจากคุณในการค้นหาวิธีแก้ไขที่มีค่า ฉันหาวิธีแก้ปัญหาในช่วง 6 เดือนที่ผ่านมาเพื่อแก้จลนศาสตร์ของ hexapod โดยไม่มีผลในเชิงบวก .. ฉันหาสมการสำหรับมุมเซอร์โวทั้งหมดโดยขนานกับพื้น แต่ไม่สามารถทำได้ ร่างกายเอียงไปด้านใดด้านหนึ่ง ขอบคุณถ้าคุณสามารถช่วย :-) ขอแสดงความนับถือ Gary

ยินดีต้อนรับสู่ R.Se @ user2350 - โปรดอย่าถามคำถามเพิ่มเติม (ไม่ว่าจะเกี่ยวข้องกันอย่างไร) ว่าเป็นคำตอบ
Andrew

คำตอบ:


5

การเดินที่คุณได้รับนั้นไม่เลวร้ายนักแม้ว่าเท้าจะมีแรงดึงไม่เพียงพอดังนั้นจึงยากที่จะดูว่ามันดีแค่ไหน

ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับคำศัพท์ของท่าเดินแบบมีเสถียรภาพ ตามที่ฉันเข้าใจมาตลอดการเดินสไตล์ขาตั้งสองขาจึงเป็นที่รู้จักกันดีในการเดินแบบคงที่ในขณะที่การเดินที่ดีเช่นเดียวกับPetmanใช้ท่าเดินที่มีความเสถียรแบบไดนามิก ไม่เคยได้ยินการเดินที่ไม่แน่นอนแบบไดนามิก ฟังดูเหมือนเมามากขึ้น

สองขาบนพื้นดินอาจเป็นขีด จำกัด ล่างสำหรับการออกแบบหุ่นยนต์นี้ โดยทั่วไปแล้วการทำให้หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์สูงใช้เวลานานกว่าจะล้มลงได้ง่ายกว่า หุ่นยนต์แบนกว้างต้องยกและวางเท้าอย่างรวดเร็วหากพวกเขาไม่ทิ้งพื้นไว้มากมาย

แต่วิธีการพัฒนา gair สำหรับหุ่นยนต์ของคุณ ประการแรกคุณควรตัดสินใจว่าคุณต้องการบรรลุผลจากการเดิน คุณกำลังมองหาความเร็วสูงสุดบนพื้นผิวที่เรียบหรือมีความเสถียรสูงสุดบนพื้นผิวที่ไม่เรียบหรือไม่?

หากเป้าหมายของคุณคือความมั่นคงฉันก็คิดว่ามันคุ้มค่าที่จะให้หุ่นยนต์ตระหนักถึงจุดศูนย์ถ่วงที่เกี่ยวข้องกับเท้าของมัน เพื่อช่วยให้ทราบสิ่งนี้มันอาจคุ้มค่าที่จะเพิ่มเซ็นเซอร์แรงบางส่วนเข้ากับเท้าเพื่อให้สามารถคำนวณได้อย่างง่ายดาย

หากเป้าหมายของคุณคือความเร็วสูงสุดเท่านั้นฉันจะให้ความสำคัญกับการระดมทุนในรูปแบบการเดินที่เหมาะสม มันยากที่จะทำ มีสองวิธีที่ดีในการเข้าถึง:

  1. การสร้างแบบจำลอง สร้างโมเดลคอมพิวเตอร์ที่ครอบคลุมของหุ่นยนต์รวมถึงมวลความแข็งแรงบิด ฯลฯ ใช้โมเดลนี้เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมแบบไดนามิกอย่างสมบูรณ์

  2. ลองผิดลองถูก คุณสามารถทำสิ่งนี้ได้ยากการเขียนโปรแกรมในท่าเดินแบบสุ่มปรับพวกมันบนลางสังหรณ์ ลองทำให้มันเดินไปข้างหน้าและตามแนวทแยงมุม หรือคุณสามารถใช้อัลกอริทึมทางพันธุกรรมเพื่อช่วยคุณค้นหาเกทส์ที่ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ ความยากของการใช้ GA คือคุณต้องมีวิธีการวัดประสิทธิภาพการเดินโดยอัตโนมัติ

วิธีที่สามคือการทำให้หุ่นยนต์เข้าไปในนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานทดลองที่ใส่ใจในตัวเองเพื่อตรวจสอบสมมติฐานเกี่ยวกับตัวเองและผลงานออกมาวิธีการเดินเหมือนหุ่นยนต์ปลาดาว Cornell University ของ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.