İnsansı Robotlarda Yürüme

Abstract

Bir insan bacağı altı dairesel eklem ve ara uzuvlarla tanımlanabilir ve bu altı serbestlik dereceli robot manipulatör olarak isimlendirilebilir. Çünkü insan bacağında kalçada üç eksen etrafında dönme, dizde bir eksen etrafında dönme ve bilekte iki eksen etrafında dönme hareketleri söz konusudur, bu durum kinematik modelin çıkartılması sırasında kolaylık sağlayacaktır. Kinematik analizin ardından modelin dinamik analizi yapılmıştır. Dinamik analiz ile harekete sebep olan kuvvetler ve torklar incelenecektir, kinematik analizde ise hareketin geometrik yorumu yaratılmaya çalışılmışıtır. Dinamik analiz ile amaçlanan, tasarım kriterlerinin bacak adım hareketini gerçekleştirirken eklemler üzerindeki tepki kuvvetlerini ve eklemlerin üretmesi gereken tork değerleri kullanılarak belirlenmesidir. Bu çözümleme sırasında hiçbir kontrolör sistemi kontrol etmediğinden, iterasyon sayısının hızlı çözümleme adına düşük olması ve gerek matris tersi alma işleminde Jacobien matrisinin kare matris olmaması nedeniyle yarattığı hatadan dolayı planlanan hareket ile elde edilen hareket arasında belli bir fark oluşmaktadır, yani sistem sürekli hal hatası yapmaktadır.

Manipulator arm must have at least six degrees of freedom in order to locate its end-effector at an arbitrary point with an arbitrary orientation in space. Manipulator arms with less than six degrees of freedom are not able to perform such arbitrary positioning. On the other hand, if a manipulator arm has more than six degrees of freedom, there exist an infinite number of solutions to the kinematic equation. So the humanoid legs are modeled by six degrees of freedom for each other. After defining kinematic side of the walking, dynamic modeling is derived. There are two widely used models available. Zero-Moment Point (ZMP) and Inverted Pendulum (IP). ZMP is based on controlling the motion of the ZMP where movement and body dynamics do not cause any moments. IP uses pendulum model and controls the leg as a pendulum. In this study, instead of these models another path is defined for center of gravity, where is accepted between two legs. The path that is defined for center of gravity is another half circular path but width and period of this sinusoidal function is different from path that is defined for legs.