Idea of a quadruped wheel-legged robot

• Autorzy: Gronowicz A. , Szrek J.

Warianty tytułu

PL

Idea budowy czworonożnego robota kołowo-kroczącego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order for a quadruped robot to be able to move on wheels while keeping its platform in horizontal position, and to walk, the kinematic system of its limbs should be so designed that each of the wheels has at least four degrees of freedom. Consequently, the designed system will have many DOF's and many controlled drives. This paper presents a novel solution in which, thanks to a suitable limb kinematic system geometry, the number of drives for the robot travel function, i.e. travelling on an uneven surface with the robot platform kept horizontal, has been reduced by four which are used only for walking. The robot structure, the required geometry of the limb links and the driving torque characteristics are presented. Moreover, an idea of the control system is sketched. Finally, selected results of the tests carried out on the robot prototype are reported.

PL

Czworonożny robot posiadający zdolność jazdy na kołach, z możliwością poziomowania platformy i jednocześnie dysponujący funkcją kroczenia, wymaga takiego rozwiązania układu kinematycznego kończyn, aby koła dysponowały co najmniej czterema stopniami swobody. Daje to łącznie układ o wielu stopniach swobody i wielu sterowanych napędach. W pracy przedstawiono innowacyjne rozwiązanie, w którym dla głównych faz ruchu robota, tj. jazdy po nierównościach z utrzymywaniem platformy robota w poziomie, dzięki specjalnie dobranej geometrii układu kinematycznego kończyn, zmniejszono liczbę napędów o cztery, które są wykorzystywane tylko w fazach kroczenia. Zaprezentowano budowę robota, wymaganą geometrię członów kończyn oraz określono charakterystyki momentów napędowych. Zarysowano również ideę budowy układu sterowania. W zakończeniu przedstawiono wybrane wyniki badań prototypu robota.

Słowa kluczowe

EN

mobile robot; limb geometry; control system

PL

robot mobilny; geometria członów kończyn; układ sterowania

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. LVI, nr 3
• Strony: 263--278
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Gronowicz A.

autor

Szrek J.

• Wrocław University of Technology, Division of Machine Theory and Mechatronical Systems, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-370 Wrocław, Poland,

Bibliografia

• [1] Adachi H., Koyachi N., Arai Т., Shimizu A., Nogami Y.: Mechanism and Control of a Leg-wheel Hybrid Mobile Robot. Proceedings of the 1999 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, p. 1792.
• [2] Endo G., Hirose S.: Study on Roller-walker (System Integration and Basic Experiments). Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Detroit 1999.
• [3] Grand Ch., BenAmar F., Plumet F., Bidaud Ph.: Stability Control of a Wheel-legged Minirover. Proceedings of the CLAWAR 2002 Conference.
• [4] Grand Ch., BenAmar F., Plumet F., Bidaud Ph.: Decoupled Control of Posture and Trajectory of the Hybrid Wheel-legged Robot Hylos. Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics and Automation. New Orlean 2004.
• [5] Gronowicz A., Miller S.: Mechanisms (in Polish). Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997.
• [6] Guccione S., Muscato G.: The Wheeleg Robot. IEEE Robotics and Automation Magazine, December 2003.
• [7] Leppanen I., Salmi S., Halme A.: WorkPartner - HUT - Automation's New Hybrid Walking Machine. CLAWAR'98 - First International Symposium, Brussels 1998.
• [8] Michaud F., et al.: Azimut, a Leg-Track-Wheel Robot. IEEE Int. Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 2553, 2003.
• [9] Siegwart R., et al.: Innovative Design for Wheeled Locomotion in Rough Terrain. Robotics and Autonomous Systems 40/2002.
• [10] Szrek J.: Method of Synthesis of a Mobile Wheel-legged Robot's Suspension System (in Polish). XX Konferencja Naukowo-Dydaktyczna TMM. Zielona Góra 2006.
• [11] Szrek J.: Synthesis of the Kinematic and Control System of a Quadruped Wheel-legged Robot (in Polish). PhD Thesis, Wrocław 2009.
• [12] Szrek J., Wójtowicz P.: Concept and Control System of Wheel-legged Mobile Robot. (in Polish), Problemy Robotyki Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. 2008.
• [13] Wnuk M.: Module with Microcontroller MC68332 (in Polish). Raport SPR 7/2004, Instytut Cybernetyki Technicznej, Politechnika Wrocławska 2004.
• [14] Zieliński C., Lange J., Zielińska Т., Mianowski K.: Design and Simulation of Six Wheel Vehicle (in Polish). Progress in Robotics, WKŁ Warszawa 2008.
• [15] http://tmm.pwr.wroc.pl/jszrek - website with robot's presentation film.