Phát triển robot đi bộ bốn chân với vỏ cầu: cải thiện khả năng leo qua bậc thang
Tóm tắt
Chúng tôi đã đề xuất và phát triển một robot đi bộ bốn chân mới với vỏ cầu, được gọi là "QRoSS". QRoSS là một robot có khả năng biến hình, có thể thu gọn chân vào bên trong vỏ cầu. Vỏ cầu không chỉ hấp thụ lực tác động từ mọi hướng mà còn cải thiện hiệu suất di động nhờ vào hình dạng tròn của nó. Trong các hoạt động cứu hộ tại hiện trường thảm họa, việc vận chuyển robot vào khu vực này là rất nguy hiểm cho người điều khiển vì có thể dẫn đến một vụ tai nạn thứ hai. Nếu sử dụng QRoSS, thay vì được vận chuyển vào, robot sẽ được ném vào, giúp cho việc thực hiện nhiệm vụ trở nên an toàn và dễ dàng hơn. Chúng tôi đã phát triển dòng robot QRoSS và tiến hành các thí nghiệm cơ bản để xác minh hiệu suất, bao gồm việc đáp đất, đứng dậy và đi bộ qua một loạt các chuyển động. Bài báo này báo cáo chi tiết về thiết kế cơ khí nhằm cải thiện hiệu suất đi bộ và phát triển mẫu prototype QRoSS V. Chúng tôi thảo luận về quá trình đứng dậy và khả năng leo lên một bậc thang cao.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Wooden D, Malchano M, Blankespoor K, Howardy A, Rizzi AA, Raibert M (2010) Autonomous Navigation for BigDog. IEEE International Conference on Robotics and Automation Anchorage Convention District
Bajracharya M, Ma J, Malchano M, Perkins A, Rizzi AA, Matthies L (2013) High fidelity day/night stereo mapping with vegetation and negative obstacle detection for vision-in-the-loop walking. In: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
Shiroma N, Chiu YH, Min Z, Kawabuchi I, Matsuno F (2006) Development and control of a high maneuverability wheeled robot with variable-structure functionality. In: Proc. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2006), Beijing, October 9-15, 2006
Nagatani K, Kiribayashi S, Okada Y, Otake K, Tadokoro S, Nishimura T, Yoshida T, Koyanagi E, Hada Y (2011) Redesign of rescue mobile robot Quince -Toward emergency response to the nuclear accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station on March 2011. In: Proceedings of the 2011 IEEE International Symposium on Safety,Security and Rescue Robotics
Arai M, Toshio T, Shigeo H (2004) Development of “Souryu-III”: connected crawler vehicle for inspection inside narrow and winding spaces. In: Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 52–57
iRobot 510 PackBot (2017), available from http://www.irobot.com/dk/filelibrary/pdfs/iRobot_PackBot_Scout.pdf. Accessed 14 Sept 2017
Ryuichi H, Yasuaki F, Hisanori A, Shigeo H. (2010) Development of track-changeable quadruped walking robot TITAN X -design of leg driving mechanism and basic experiment. In: Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp 3340–3345
IEEE SPECTRUM, FirstLook: iRobot’s New Throwable Baby Surveillance Bot (2017). http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/military-robots/firstlook-irobot-new-throwable-baby-surveillance-bot. Accessed 14 Sept 2017
IEEE SPECTRUM, Boston Dynamics Sand Flea Robot Demonstrates Astonishing Jumping Skills (2017) https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/military-robots/boston-dynamics-sand-flea-demonstrates-astonishing-jumping-skills. Accessed 14 Sept 2017
Takeshi A, Kazuki O (2014) Design of Quadruped Walking Robot with Spherical Shell. In: Proc. of Int. Conf. on Design Engineering and Science, pp 116–121
Aoki T, Ito S, Sei Y (2015) Development of quadruped walking robot with spherical shell -mechanical design for rotational locomotion. In: IEEE/RSJ international conference on intelligent robots and systems (IROS)
K. Halvorsen: “Morphex III” (2017), http://blog.robotpark.com/innovation-contest-winner-hexapod-morphex-31007/, Accessed 14 Sept 2017
Bunathuek N, Saisutjarit P, Laksanacharoen P (2014) Design of a reconfigurable spherical robot II. In: Proc. of IEEE Cyber, pp 62–66
Kinjo T, Aoki T (2017) Realization of jumping motion for walking robot with spherical outer shell. In: The 4th international conference on design engineering and science, 242
Komatsu Hirone, Endo Gen, Hodoshima Ryuichi, Hirose Shigeo, Fukushima Edwardo F (2015) How to optimize the slope walking motion by the quadruped walking robot. Adv Robot 29(23):1497–1509
Buchli J, Kalakrishnan M, Mistry M, Pastor P, Schaal S (2009) Compliant quadruped locomotion over rough terrain. In: Proc. of Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp 814–820