견형 4족 로봇의 위치 이동

• 영문명: Locomotion of Dog-like Quadruped Robots: Walk and Trot
• 발행기관: 한국시뮬레이션학회
• 저자명: 임승철(Seungchul Lim) 김광한(Kwang Han Kim)
• 간행물 정보: 『한국시뮬레이션학회 논문지』제20권 제1호, 51~59쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2011.03.30

국문 초록

본 논문은 다양한 지면에 적응 가능한 견형 4족 로봇의 위치 이동에 관한 것으로 정 보행과 동 보행의 구현 방법 및 특성을 주로 다루었다. 이를 위하여, 총 12 자유도의 로봇을 자체 제작하였으며, 몸통과 발의 운동궤적을 생체 모방 방식으로 생성한 후 역기구학에 의하여 그에 해당하는 각 다리의 관절각을 해석적으로 구하였다. 이러한 관절각 데이터를 상기 로봇의 ADAMS모델에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 계획된 걷기 및 속보 걸음새가 동력학적으로 안정함을 확인하였다. 그러나 그 이전의 속보 패턴의 경우에는 시뮬레이션 결과와는 달리 실험 중 불안정한 거동을 보였다. 그에 따라 원인 분석을 하는 과정 중, 속보와 같은 동 보행의 경우 ZMP보다는 WSM의 개념을 적극적으로 활용하고 보행 주기를 최대한 단축시키는 것이 안정성 확보에 매우 중요함을 발견하였다.

영문 초록

This paper is concerned with locomotion of dog-like quadruped robots that can adapt to various terrains, mainly dealing with implementation methods and characteristics of static and dynamic gaits. To this end, a 12-DOF robot is built in house, motional trajectories of its body and feet are generated mimicking biological life, and the corresponding leg joint angles are analytically obtained by inverse kinematics. Such joint angle data are then applied to the robot’s ADAMS model for computer simulations so that the planned walk and trot gaits are both confirmed dynamically stable. However, contrary to the simulation results, previous trot patterns showed unstable behavior during experiments. This problem led us to analyze the reason, and in the course we discovered the importance of maximally utilizing the concept of WSM rather than ZMP and therefore reducing the gait period to secure the stability of dynamic gaits such as trot.

목차

1. 서론

2. 4족 동물의 보행

3. 안정성

4. 기구학 해석

5. 보행 패턴의 생성

6. 컴퓨터 시뮬레이션

7. 실 험

8. 결론

키워드

기구학 동적 안정성 영 모멘트 점 확장된 안정성 여유 Kinematics Dynamic Stability ZMP(Zero Moment Point) WSM(Wide Stability Margin)