Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design and programming of a walking robot

Wenta Natalia, Lazarowska Agnieszka

Scientific Journal of Gdynia Maritime University

|

2021

|

nr 119

20--30

EN

The paper presents the development of a walking robot. It describes the conditions that have to be fulfilled to achieve the robot's movement. The program aimed at controlling the robot is also described. The classification of mobile robots and the results of the robot operation verification are also presented in the article.

2

Kinematic Modeling and Analysis of a Walking Machine (Robot) Leg Mechanism on a Rough Terrain

Terefe Tesfaye O., Lemu Hirpa G, K/Mariam Addisu, Tuli Tadele B.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 3

43--53

EN

Many manmade machines and mechanisms, including robots, function based on the concept of nature-inspired design, so that they can perform their intended duties by mimicking the working mechanisms of animals and insects. Accordingly, walking machines (robots) use wheels and tracks to cross rough terrain efficiently and in a more stable way than conventional robots. Legged walking robots in particular remain in a discontinuous contact with the ground that provides them with the capability to select routes to avoid obstacles or holes. This article reports a study conducted on kinematic modelling and analysis of a walking machine (robot) leg mechanism that can operate on rough terrain. Its kinematic mechanisms were analyzed using the Denavit-Hartenberg (DH) convention approach. Symbolic computations are also implemented to parametrically optimize the motion parameters of the robot leg mechanism. The equation of motion was derived from the dynamic analysis using the Euler-Lagrange method which involves kinetic and potential energy expressions. In order to validate the performance of the robot leg mechanism and motion behaviors, the kinematic motion analysis was performed in SolidWorks and MATLAB. The leg mechanism used is effective for rough terrain areas because it is capable of walking on the terrain with different amplitudes in terms of surface roughness and aerodynamics.

3

Sterowanie robotem kroczącym w oparciu o wzorzec chodu człowieka

Parulski P., Kozłowski K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

439--448

PL

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie dalszych wyników prac skierowanych na opracowanie systemu do analizy i projektowania chodu dwunożnych robotów kroczących. Głównym zadaniem jest uzyskanie stabilnej orbity okresowej dla analizowanego modelu robota, a pomocne w tym mają być dane pochodzące z ruchu człowieka. Wzorzec chodu otrzymany został przy wykorzystaniu systemu do akwizycji danych firmy Optitrack. Uzyskane trajektorie stanowią dane referencyjne w celu opracowania funkcji wyjścia dla algorytmu sterowania, w wyniku działania którego, ruch robota będzie zbliżony do ruchu człowieka.

EN

The aim of this article is to present further results of work aimed at developing a system for analyzing and designing a gait of a walking bipedal robot with torso and knees, based on biological data. Biological data acquisition was made with a use of the Optitrack vision system and the Matlab environment. Obtained trajectories form the reference data for creating sets of output functions, and consequently for the controller, whose task will be to achieve a stable gait of a robot. The main goal is to create a stable periodic orbit on the basis of human data.

4

Projekt kończyny dolnej bipeda napędzanego siłownikami z dołączonymi szeregowo elementami podatnymi

Mianowski K., Schuetz S., Nejadfard A., Berns K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

231--240

PL

W artykule przedstawiono stan projektu kończyny CARL (Compliant Robotnic Leg) dla robota-bipeda opracowywanego w okresie ostatnich kilku lat na uniwersytecie technicznym w Kaiserslautern (Niemcy) w zespole prof. K. Bernsa. Projektowany robot ma być przeznaczony do badań chodu dynamicznego. W celu zwiększenia uniwersalności i zmniejszenia kosztów ogólnych opracowano rozwiązanie przystosowane do pracy zarówno jako prawa jak i lewa kończyna z dołączonymi jako stopy typowymi dynamicznymi protezami kompozytowymi firmy Otto-Bock. W konstrukcji kończyn zastosowano ogólnie dostępne na rynku gotowe podzespoły oraz zastosowano powszechne metody obróbki materiału. W rozwiązaniach układów napędowych zastosowano nowoczesne wysokomomentowe silniki elektryczne "do wbudowania", wysokosprawne przekładnie śrubowe toczne o dużym skoku śruby i wysokiej sprawności oraz sprężyny spiralne specjalne o prostokątnym przekroju zwojów.

EN

Mechanical design of the lower extremity for biped driven using linear serial-elastic actuators with springs is presented in the paper. Designed leg has 6 degrees of freedom, three DOF's are for motion of the hip joint, one for knee joint and two for ankle joint. The advantage of the solution is that the leg can be used even for left and right lower extremity of the robot.

5

Concept of the hexa-quad bimorph walking robot and the design of its prototype

Wojtkowiak D., Talaśka K., Malujda I.

Acta Mechanica et Automatica

|

2018

|

Vol. 12, no. 1

60--65

EN

Present-day walking robots can increasingly successfully execute locomotive as well as manipulative functions, which leads to their expansion into more and more applications. This article presents the design of a hexa-quad bimorph walking robot with the ability to move at a relatively high speed in difficult terrain. It also has manipulation capabilities both at a standstill and in motion. This feature of the robot is made possible by the ability to easily change the configuration from six-legged to four-legged by elevating the front segment of its body. Presented prototype will be used in further research to develop the hexa-quad bimorph walking robot.

6

Zastosowanie programu SolidWorks do prowadzenia zaawansowanych symulacji wirtualnych prototypów

Cekus D., Kubik I., Piotrowski Ł., Skrobek D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 32, nr 63

32--40

PL

Wirtualne prototypowanie stanowi obecnie niezbędny etap projektowania maszyn i urządzeń. Pozwala ono na zwiększenie efektywności działania maszyn, a także umożliwia wprowadzenie zmian konstrukcyjnych, w zależności od uzyskanych wyników symulacyjnych. Z zastosowaniem wirtualnego prototypowania projektowanie konstrukcji staje się szybsze i bardziej ekonomiczne. W artykule przedstawiono wieloetapowy proces opracowywania wirtualnego prototypu, a także zaprezentowano wyniki wybranych badań symulacyjnych uzyskanych na podstawie opracowanych w programie SolidWorks modeli symulacyjnych i obliczeniowych. Przedstawione przykładowe wyniki analiz dotyczą modelu robota kroczącego (heksapoda).

EN

Currently virtual prototyping is necessary during the design of new mechanisms and devices. The virtual modeling allows to increase the efficiency of machine operation. Also it enables to reconstruct the model depending on the simulation results. Virtual prototyping causes the faster and cheaper designing. The article presents multistep process of creation of virtual prototype and selected results of simulation executed in SolidWorks environment. The presented sample simulation results of analyses concern the model of the walking robot (hexapod).

7

Zastosowanie metod przetwarzania i analizy obrazu w procesie kalibracji oprogramowania sterującego przegubami robota kroczącego

Gospodarek K.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 34, nr 65

29--37

PL

W artykule przybliżono przebieg procesu implementacji systemu sterującego dla prostej, dwunożnej konstrukcji kroczącej. Szczególny nacisk położono na problemy pojawiające się podczas integracji oprogramowania odpowiadającego za proces generowania chodu z rzeczywistym modelem robota. Zaproponowano wykorzystanie dodatkowych, kalibracyjnych elementów programowych, pozwalających m.in. na śledzenie położenia kluczowych punktów konstrukcji podczas ruchu. Zostały one wykorzystane do korekcji wpływu niekorzystnych czynników takich jak niedokładność wykonania konstrukcji czy też skomplikowana geometria kończyn. Główna funkcjonalność dodatkowego oprogramowania kalibracyjnego została oparta na metodach i algorytmach związanych z zagadnieniami z dziedziny analizy i przetwarzania obrazów.

EN

This paper discusses the process of the implementation of the control system for simple, bipedal moving. Particular attention has been placed on the issues that arise during the integration of software responsible for gait generation process with the real model of the robot. It has been suggested to use additional, calibration software elements, include elements allowing to track the position of the key points of the structure during its movement. These have been used to correct the impact of adverse factors such as uncertainty in robot construction or the complicated geometry of the limbs. The main functionality of the additional, calibration software was based on methods and algorithms related to image processing and analysis.

8

Zastosowanie ludzkiego wzorca chodu do sterowania robotem kroczącym

Parulski P., Michalski M., Kozłowski K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 1

115--124

PL

Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wstępnych wyników prac zmierzających do opracowania systemu do analizy i projektowania chodu dwunożnych robotów kroczących w oparciu o dane biologiczne. Akwizycja danych biologicznych przeprowadzona została w oparciu o system wizyjny firmy Optitrack oraz środowisko Matlab. Wygenerowane trajektorie stanowią podstawę do tworzenia zestawów funkcji wyjścia, a w konsekwencji do projektu sterownika, którego zadaniem będzie jak najlepsze odwzorowanie chodu ludzkiego.

EN

The paper presents an attempt to create a system for analysis and design a gait for the two-legged walking robot, on the basis of biological data. The acquisition of biological data was conducted based on the Optitrack vision system and the Matlab software. Generated trajectories are used to create a set of output functions, and finally to create the controller, to track the human gait pattern.

9

Integracja nowego algorytmu RGB-D SLAM w systemie nawigacji robota kroczącego

Belter D., Nowicki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 2

397--406

PL

Artykuł prezentuje zastosowanie czujnika RGB-D w systemie nawigacji robota kroczącego sześcionożnego Messor 2. Czujnik jest wykorzystywany do estymacji pozycji robota oraz do budowy rastrowej reprezentacji modelu otoczenia. W artykule przedstawiono system nawigacji robota kroczącego, w skład którego wchodzi również moduł planujący ścieżkę robota na podstawie uzyskanej mapy rastrowej, oraz moduł sterujący robotem. Wyniki działania systemu zaprezentowano na rzeczywistym robocie kroczącym. Pokazano wpływ systemu lokalizacji na jakość uzyskiwanej mapy rastrowej otoczenia.

EN

The paper presents the application of the RGB-D sensor in the navigation system of a six-legged walking robot. The RGB-D sensor is used in the SLAM subsystem to estimate pose of the robot and to build dense environment model (elevation map). The paper presents the navigation system of the robot. The system includes SLAM subsystem, mapping module, motion planner and robot's controller. The results of the experiments on the real robot are provided. The influence of the localization system on the quality of the obtained elevation map is presented.

10

Wykonanie i zaprogramowanie robota kroczącego

Raczyk M., Sobiech T., Piotrowski R.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 4

306--309

PL

Jednym z najpopularniejszych robotów kroczących jest heksapod, czyli robot o sześciu nogach. W artykule przedstawiono projekt, wykonanie i oprogramowanie heksapoda. Sterowanie nim polega na odpowiednim ustawieniu wartości wychylenia serwomechanizmów, które umożliwiają ruch poszczególnych odnóży. W urządzeniu sterującym zaimplementowano różne typy chodu robota.

EN

One of the most popular types of walking robots is a six-legged robot – hexapod. This paper presents the project, design and implementation of the robot, as well as the accompanying software. The control system of the hexapod consists in proper adjustment of inclination values of the servomechanisms, which provide the hexapod with ability to operate its subsequent legs. Different modes of the robot movements are implemented in the controller.

11

Computer analysis of insect-like robot leg structure – part 2 – kinematic and dynamic analyses

Wojtkowiak D., Talaśka K., Malujda I.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2016

|

Vol. 68, No. 3

63--75

EN

The aim of this paper is to present the effect of a chosen gait algorithm on the forward speed of the robot and on the joint load values. To this end a motion simulation study was carried out using Solidworks software package, comprising kinematic and dynamic analyses. It also presents the forward and reverse kinematics solutions for the insect-like walking robot leg.

PL

Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie wpływu wybranego algorytmu kroku na uzyskiwaną prędkość ruchu i obciążenia poszczególnych przegubów nogi. W tym celu wykorzystane zostało symulacyjne badanie ruchu wykonane w programie SolidWorks, które składa się z analizy kinematycznej i dynamicznej. Dodatkowo w artykule przedstawiono rozwiązanie zadań kinematyki prostej i odwrotnej dla nogi robota kroczącego wzorowanego na budowie owada.

12

Computer analysis of insect-like robot leg structure – part 1 – Static Finite-Element analysis

Wojtkowiak D., Talaśka K., Malujda I.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2016

|

Vol. 68, No. 3

53--62

EN

The purpose of this paper is to present the relationship between loading of the leg and the posture of an insect-like robot determined through computer simulation study. It presents the results of a static FEM analysis of a 3D robotic leg model performed using Abaqus 6.13. It also presents the kinematic structure of an insect-like walking robot capable of object manipulation.

PL

Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie zależności pomiędzy obciążeniem nogi, a sylwetką robota kroczącego wzorowanego na budowie owada, określonej na podstawie komputerowych badań symulacyjnych. W artykule zaprezentowano wyniki statycznej analizy MES modelu 3D pedipulatora wykonanej w programie Abaqus 6.13. Dodatkowo w artykule przedstawiono strukturę kinematyczną robota kroczącego wzorowanego na budowie owada z możliwością manipulacji obiektami.

13

Using the generalized inverted pendulum to generate less energy-consuming trajectories for humanoid walking

Omran S., Sakka S., Aoustin Y.

Archive of Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. LXIII, nr 2

245--262

EN

This paper proposes an analysis of the effect of vertical position of the pivot point of the inverted pendulum during humanoid walking. We introduce a new feature of the inverted pendulum by taking a pivot point under the ground level allowing a natural trajectory for the center of pressure (CoP), like in human walking. The influence of the vertical position of the pivot point on energy consumption is analyzed here. The evaluation of a 3D Walking gait is based on the energy consumption. A sthenic criterion is used to depict this evaluation. A consequent reduction of joint torques is shown with a pivot point under the ground.

PL

W pracy przedstawiono propozycję analizy efektów zmiany pozycji pionowej punktu obrotu wahadła odwróconego użytego do modelowania chodu robota człekopodobnego. Wprowadzona modyfikacja wahadła polega na przesunięciu punktu obrotu poniżej poziomu gruntu, co umożliwia uzyskanie naturalnej trajektorii środka nacisku (CoP), jak w chodzie człowieka. Przeanalizowano wpływ pozycji pionowej punktu obrotu na zużycie energii. Dokonano oceny chodu w trzech wymiarach, bazując na konsumpcji energii. W ocenie zastosowano także kryterium minimum kwadratów momentów obrotowych (sthenic criterion). Uzyskana tą drogą redukcja momentów obrotowych stawów jest widoczna, gdy punkt obrotu znajduje się poniżej poziomu gruntu.

14

Konstrukcja i system zdalnego sterowania modelu robota kroczącego o stopach obrotowych

Mikołajczyk T., Malinowski T., Fąs T.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

2016--2023, CD2

PL

W pracy przedstawiono konstrukcję robota kroczącego z wykorzystaniem oryginalnej koncepcji. Jest ona odmienna od znanych wzorów biologicznych. Oparta jest o wykorzystanie pionowych ruchów nóg zaopatrzonych w obrotowe stopy. Niezbędny dla zachowania równowagi ruch środka ciężkości jest skojarzony z ruchem nóg. Do napędu ruchu robota wykorzystano 3 serwomechanizmy. Do wykonania robota wykorzystano technikę druku 3D z użyciem tworzywa PLA. Prezentowany robot cechuje doskonała manewrowość. Opracowana konstrukcja umożliwia kroczenie po powierzchniach płaskich. W artykule zaprezentowano system sterowania oparty na sterowniku Micro Maestro firmy Pololu. Zastosowane w układzie sterowania fotorezystory umożliwiają zdalne sterowanie robota z użyciem światła. Przeprowadzone próby potwierdziły poprawność przyjętej koncepcji.

EN

The paper presents the design of a walking robot elaborated with the use of the original concept. It is different from the known biological patterns. It is based on the use of vertical movements of the legs provided with rotary feet. Essential to balance the movement of the center of gravity is associated with the movement of the legs. Robot was made to perform 3D printing technique from PLA plastic. To drive the robot motion uses 3 servos. Presented robot has excellent maneuverability. The developed design allows walk on flat surfaces. The paper presents a control system based on Micro Maestro Pololu firm driver. Used in the control system photoresistors allow remote control of robot using light. Experiments have confirmed the correctness of the approach.

15

Detekcja kontaktu końcówki nogi z podłożem na podstawie prądu napędów w rzeczywistym robocie kroczącym

Wąsik M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2014

|

z. 194, t. 2

739--748

PL

Aby umożliwić wielonożnym robotom kroczącym efektywne chodzenie po nierównym terenie, niezbędne jest wykrywanie kontaktu pomiędzy końcowką nogi, a podłożem. Jest to konieczne, aby określić chwilę kiedy należy zakończyć fazę stawiania nogi. W pracy zaproponowano metodę detekcji kontaktu z podłożem na podstawie sumarycznego prądu pobieranego przez serwomechanizmy każdej z nóg robota. Zrealizowano ją w oparciu o chód 4-podporowy, 5-nożnego robota kroczącego - PentOpiliones. Powyższa metoda detekcji została pozytywnie zweryfikowana na rzeczywistym robocie.

EN

To allow the multilegged robots an efficient walking on rough terrain, it is necessary to detect the contact between the tip of the legs, and the ground. It is required to detect the end of leg-transfer phase. The paper presents a method of detecting leg-end contact with the ground based on the total current drawn by servomotors in each leg. This was realized with using of 4-supporting gait of 5-legged walking robot - PentOpiliones. This method was positively verified on a real robot.

16

Budowa mapy z wykorzystaniem danych RGB-D dla robota kroczącego

Łabęcki P., Belter D.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2014

|

z. 194, t. 1

297--306

PL

Artykuł przedstawia system percepcji dla robota kroczącego przeznaczonego do pracy poza budynkami. Opisano metodę budowy mapy podłoża przy użyciu danych z kamery stereowizyjnej. Zaprezentowano metody filtracji danych z kamery opierające się głównie na analizie obrazów głębi. Pokazano sposób wykorzystania uzyskanych chmur punktów do budowy modelu 2,5D otoczenia robota. Zbudowana mapa jest wykorzystywana w systemie sterowania robota kroczącego do planowania ruchu. Przedstawiono właściwości uzyskanego systemu percepcji i planera ruchu oraz wyniki uzyskane podczas eksperymentu na rzeczywistym robocie.

EN

The paper presents sensory system of the walking robot. The robot is designed to operate in outdoor natural and unstructured environment. A method for envionment modeling is presented. The robot uses stereo camera to acquire information about obstacles. The paper shows filtration methods used to remove erroneous measurements and improve the accuracy of the environment model. The proposed methods use disparity images to obtain filtered point cloud. Then the 2.5D elevation map is created. The article presents experimntal result obtained on the real six-legged walking robot.

17

Foot design for a hexapod walking robot

Walas K.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2013

|

R. 17, nr 2

283-287

EN

This article describes the process of development of the robotic foot for the six-legged walking robot Messor. In order to allow the robot to negotiate uneven surfaces and to walk on a compliant ground, the foot includes the sensing device which provides information on contact forces between the foot and the ground. At first, the foot with single-axis force measurement unit is described. Next, design of the triaxial sensing device is shown. Knowledge gathered during development of the single-axis device was transferred to build a new foot with extended capabilities. In the article description of the manufactured real devices is given.

PL

Niniejszy artykuł opisuje proces rozwoju stopy dla sześcionożnego robota kroczącego Messor. Stopa ma wbudowane urządzenie do pomiaru sił kontaktu między stopą a podłożem. Dane te są wymagane do kroczenia po nierównym i podatnym gruncie. W artykule pokazane zostało jednoosiowe urządzenie pomiarowe. Następnie opisano czujnik trójosiowy bazujący na projekcie czujnika jednoosiowego. Artykuł prezentuje proces projektowania i opis rzeczywistego urządzenia.

18

Modelowanie i symulacja robota kroczącego z zastosowaniem przybornika Simmechanics pakietu Matlab/Simulink

Trojnacki M.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 2CD

PL

W pracy omówiono istniejące rozwiązania robotów trzynożnych i na przykładzie autorskiej konstrukcji robota trzynożnego omówiono metodykę modelowania i symulacji układów mechanicznych przy użyciu przybornika SimMechanics pakietu Matlab/Simulink. Przedstawiono strukturę kinematyczna robota, przyjęte do badan parametry i pokazano jego model CAD. Omówiono możliwości modelowania układów mechanicznych z zastosowaniem przybornika SimMechanics i przedstawiono model symulacyjny robota. Opisano sposób realizacji chodu robota i zaprezentowano wybrane wyniki symulacji i animacji jego ruchu.

EN

The paper describes existing design solutions for three-legged robots. The methodology of modeling and simulation of mechanical systems using the SimMechanics toolbox of Matlab/Simulink package is discussed on the example of author’s own design of a three-legged robot. Robot’s kinematic structure, it’s CAD model and parameters adopted in the conducted research are included. Robot’s simulation model is developed using the SimMechanics toolbox which illustrates possibilities of modeling of mechanical systems with this approach. The paper describes technique of realization of robot’s gait and presents selected simulation results as well as animation of its motion

19

Tactile sensing for ground classification

Walas K.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2013

|

Vol. 7, No. 2

18--23

EN

This paper describes the ground classification procedure for a six-legged walking robot. The terrain is classified according to the information gathered with the 6-DOF torque-force sensors. The statistical description of the obtained signals allow to obtain compact representation of the contact type for each 6-DOF component. Namely, the 4-element vector [variance, skewness, kurtosis, fifth moment] was used. Subsequently Discriminant Analysis was applied separately for classification of each component of the 6-DOF vector. The signal which gives the best classifica tion rate was established. The obtained result provides the information for the design of the new contact sensors for the robot feet.

20

Sensory system calibration method for a walking robot

Łabęcki P., Belter D.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2013

|

Vol. 7, No. 2

39--45

EN

In this paper, a method for calibrating the sensory system of a walking robot is proposed. The robot is equipped with two exteroceptive sensors: a 2D laser scanner and a stereo camera. When using the CAD model of the robot, the positions of both sensors defined in the robot's body reference frame can only be determined with limited precision. Our goal is to create a method which allows the robot to find the position of the mounted sensors without the need for human input. The presented results show that the method is not only fast but also more precise than calibration using the CAD model.