Efficiency analysis in the design of walking machines

• Autorzy: Zielińska T.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem of energy efficiency in the design of walking machine is discussed in this paper. Attention is paid to the calculation of motor powers, gear ratios and to the choice of energetically efficient leg configuration. The motor power is evaluated bassing on the knowledge about the range of reaction forces during the hexapod movement, assuming that the body moves at the constant velocity, maintaining the heigt of the centre of gravity above the ground what is expected of hexapods. The results presented were applied to the walking machine being currently built.

PL

Analiza efektywności w projektowaniu maszyn kroczących. W artykule przedstawiono problem efektywności energetycznej, jaki musi być uwzględniony przy projektowaniu maszyny kroczącej. Uwagę poświęcono zagadnieniu doboru mocy silników, doboru przekładni oraz wyborowi energetycznie efektywnej konfoguracji nóg. Moc silników została wyznaczona na podstawie znajomości rozkładu sił reakcji w czasie chodu maszyny kroczącej, przy ruchu ze stałą prędkością i przy stałej wysokości środka ciężkości maszyny nad podłożem. Przyjęte założenia są typowe dlachodu maszyn sześcionożnych. Omówione wyniki zostały zastosowane przy projektowaniu aktualnie budowanej maszyny kroczącej

Słowa kluczowe

EN

energy efficiency; walking machines; design methods

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 38 nr 3
• Strony: 693--708
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Zielińska T.

• Robotisc Research Centre, Nanyang Technological University, Singapore and Faculty of Power and Aeronautical Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. BEN-SHENG LIN, SHIN-MIN SONG, 1993, Dynamic Modelling and Energy Efficiency of a Quadrupedal Walking Machine, Proc. of the IEEE Int. Conference on Robotics and Automation, 367-373.
• 2. CRAIG J.J., 1986, Introduction to Robotics, Mechanics and Control, Addison Wesley.
• 3. GABRIELE G., KARMAN T., 1950, What price speed? Mechanical Engineering, 72, 10, 775-778.
• 4. Kuo B.C., 1998, Automatic Control Systems, Prentice Hall.
• 5. LAPSHIN V.V., 1990, Model Estimates of Energy Consumption of a Walking Machine - Preprint, Keldysh Institute of Applied Mathematics, Academy of Sciences, 27.
• 6. Maxon Motors Catalogue, Maxon 1999.
• 7. MAKOTO KANEKO, SUSUMU TACHI, KAZUO TANIE, MINORU ABE, 1987, Basic Study on Similarity in Walking Machine from a Point of Energetic Efficiency, IEEE Journal of Robotics and Automation, RA-3, 1, 19-30.
• 8. NAGY P.V., DESA S., WITTAKER W.L., 1994, Energy-Based Stability Measures for Reliable Locomotion of Statically Stable Walkers: Theory and Application, The Int. Journal of Robotics Research, 13, 3, 272-282.
• 9.NAUA P., WALDRON K.J., 1995, Energy Comparision Between Trot, Bound, and Gallop Using a Simple Model, Transactions of ASME, 117, 466-473.
• 10. PFEIFFER F., ELTZE J., WEIDEMANN H.J., 1995, Six-Legged Technical Walking Considering Biological Principles, Robotics and Automous Systems, 14, 223-232.
• 11. PFEIFFER F., WEIDEMANN H.J., DANOWSKI P., 1990, Dynamics of the Walking Stick Insect, Proc. of the IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 1458-1463.
• 12. SHAOPING BAI, LOW K.H., ZIELIŃSKA T., 1999, Quadruped Free Gait Generation Based on the Primary/Secondary Gait, Robotica, 17, 405-412.
• 13. SHIN E., STREIT D.A., 1993, An Energy Efficient Quadruped with Two-Stage Equlibrator, ransactions of ASME, 115, 156-163.
• 14. SONG S.M., WALDRON K.J., 1986, Geometric Design of a Walking Machine for Optimal Mobility, ASME: Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design, 1-15.
• 15. TODD D. J., 1985, Walking Machines: An Introduction to Legged Robots, Kogan Page.
• 16. ZIELIŃSKA T., GOH T., CHOONG KEONG CHONG, 1999, Design of Autonomous Hexapod, IEEE Workshop on Robot Motion and Control, Technical University of Zielona Góra, 65-69.
• 17. ZIELIŃSKA T., 1999, Walking Machines, In monograph: Basics of Robotics: Theory and Components of Manipulators and Robots, Edit. A.Morecki, J.Knapczyk, CISM Courses and Lecture Notes No.402, Springer Verlag, Wien-New York.
• 18. YEH-SUN HING, HYOUNG-KI LEE, SOO-YEONG YI, CHONG-WON LEE, 1999, The Design and Control of a Jointed-Leg Type of a Quadrupedal Robot for Locomotion on Irregular Terrrain, Robotica, 17, 383-389.