Bài thuyết trình: Robotics Humanoid robot

Bài thuyết trình: Robotics Humanoid robot

HUMANOID ROBOT

ROBOTICS

Nhóm Cơ Điện Tử và Ứng dụng

www.nhom3c.com

5
Zero Moment Points

5
Several model of Humanoid in the world

Humanoid

Humanoid

Compare with wheeled robot

Humanoid robot can move on uneven terrain, narrow space.

Classification

By degree of freedom (DOF):

 Asimo - Honda: 26 DOF, Height:1,2m, Weight: 43 kg:

 Hoap-1 - Fujitsu: 20 DOF, W: 5.8 kg, (41000 USD)

 Qrio - Sony: 24 DOF, for entertainment

 HRP-1S - AIST& Honda: 26 DOF, used for driving the

constructing vehicles with remote control

 HRP –2P - Kawada: 30 DOF, cans stand up, kneel and

lie on the floor



 Others type: Pino, BHR-1, H7, ARNE & ARNEA

By functions

Humanoid

Robot ngày càng thông minh, giúp con người trong nhiều việc Định hướng quan trọng là nghiên cứu nâng cao khả năng “ tự

học” cho robot, Rotbot có thể nhận biết hình thù, màu sắc, giọng nói và hơn thế là khả năng tích lũy kinh nghiệm

Việc tạo ra Robot giống người là một thành tựu lớn của

nhiều ngành khoa học, và có triển vọng thay thế con người

trong việc chăm sóc những người cao tuổi, vấn đề xã hội

đang nổi cộm ở Nhật

Ước mơ của những người sáng tạo ra robot là giống hình

dạng của con người và thông minh như người

Giới thiệu humanoid

Humanoid

Robot Asimo đi trên mặt phẳng

Giới thiệu humanoid

Humanoid

Robot Asimo đi lên cầu thang

Robot ca nhạc

Robot đồng diễn

Giới thiệu humanoid

Humanoid

Robot đồng diễn

§ 2 Cấu tạo humanoid

 Dựa trên cơ sở là cấu tạo của con người

Robot HRP-1S has 26 DOF

Two arms have 12 DOF: 6 DOF for each arm

Two legs have 12 DOF: 6 DOF for each leg:

3 DOF for hip articulate

1 DOF for knee articulate

2 DOF for ankle articulate

2 DOF for neck articulate.

Humanoid

Phần động học

Humanoid

Cấu tạo tổng quát

Heel Strike

Swing phase

Toe off

Double support

Heel strike

Swing phase

Toe off

Right leg

Left leg

I

II

IIIIV

Cycle of step of human

§ 3 Động học

COM

 Movement of two legs in logging process

Movement of center of gravity

 Tính ñieåm COM (Centre of mass)

Parameter of step

Trajectory of foot and hip

Cycle of step

b Model two mass inverse pendulum

- One mass places at center of leg

-One mass places at center of body

c. Model inverse pendulum having compensated mass –

swinging leg

- Do ở mô hình con lắc ngược 1 khối lượng thiếu chính xác do lực

quán tính của chân góp phần chính vào vào trí ZMP (zero

moment point)

m: đặc trưng cho swinging leg

M: đặc trưng cho khối lượng

phần còn lại của robot

§ Analysis inverse pendulum in plan

cắt trục z tại zc có dạng:

FRI (Foot Rotation Indication): là điểm trên mặt tiếp xúc màcác phản lực tác dụng lên chân robot để giữ cho robot đứng vững

Để tính toán giữ cân bằng cho humanoid ta cần xác định:

 Kích thước của từng khâu, khớp.

 Vị trí khối tâm của từng khâu, khớp.

 Moment quán tính của mỗi khâu Từ những thông số trên ta tính toán được những tín hiệu cảm biến như:

 Cảm biến độ nghiêng của thân gồm: cảm biến gia tốc và vận tốc góc

 Cảm biến phản lực tác dụng lên chân gồm 3 cảm biến lực và 3 cảm biến moment

§4 Giữ thăng bằng (tt)

Humanoid

Foot leg or right leg

4.1 Trạng thái tĩnh



 Khi robot chỉ có một chân tiếp

xúc, để robot cân bằng thì điểm CoG

nằm trong vùng support của một

chân



 Khi hai chân tiếp xúc, để

robot cân bằng thì điểm CoG

nằm trong vùng support của hai

chân (như hình)

§4 Giữ thăng bằng (tt)

Humanoid

 Stability margin (sự ổn định

dự trữ):Là khoảng cách gần

nhất từ biên của support

polygon đến điểm ZMP

* Tóm lại: Humanoid đi ở trạng thái tĩnh, để tránh bị ngã thìphải điều khiển sao cho hình chiếu của CoG duy trì nằm trong vùng support polygon

§4 Giữ thăng bằng (tt)

Humanoid

4.1 Trạng thái động

Trong thực tế di chuyển của robot là động, do lực quán tính, nên ta phải điều chỉnh hình dáng của robot theo trạng thái robot



 Theo Vickobratovic để cho humanoid giữ thăng bằng trong khi di chuyển thì ta chỉ cần tính toán và kéo điểm ZMP duy trì trong vùng support polygon

§4 Giữ thăng bằng (tt)

Humanoid

Điều khiển góc θθθθ để giữ thăng bằng

§5 Điểm không (ZMP)

* Ta thấy: trạng thái tĩnh thì x = 0, nên p = x

C-ATGRF: Centre of actual Total Ground Reaction Force

Sơ đồ điều khiển điểm ZMP

Humanoid

Heä thoáng ñieàu khieån di chuyeån HRP – 1S

26.pdf

Notes 4

Naêm 2002

Humanoid

§ Cảm biến ở chân của Humanoid

§ Cảm biến ở chân của Humanoid

Rapid laminated Tooling

Camera trong humanoid Chân phải của humanoid

Humanoid – Senchans

Của Osaka University, có 20 dof: 6 dof

cho mỗi chân, 4 dof cho mỗi tay

Humanoid – Pino

Do trường ĐH Osaka có

26 dof

Humanoid