清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Proprioceptive Actuator Design in the MIT Cheetah: Impact Mitigation and High-Bandwidth Physical Interaction for Dynamic Legged Robots

执行机构 机器人 带宽(计算) 计算机科学 移动机器人 控制工程 工程类 模拟 人工智能 电信
作者
Patrick M. Wensing,Albert Wang,Sangok Seok,David M. Otten,Jeffrey H. Lang,Sangbae Kim
出处
期刊:IEEE Transactions on Robotics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:33 (3): 509-522 被引量:393
标识
DOI:10.1109/tro.2016.2640183
摘要

Designing an actuator system for highly dynamic legged robots has been one of the grand challenges in robotics research. Conventional actuators for manufacturing applications have difficulty satisfying design requirements for high-speed locomotion, such as the need for high torque density and the ability to manage dynamic physical interactions. To address this challenge, this paper suggests a proprioceptive actuation paradigm that enables highly dynamic performance in legged machines. Proprioceptive actuation uses collocated force control at the joints to effectively control contact interactions at the feet under dynamic conditions. Modal analysis of a reduced leg model and dimensional analysis of DC motors address the main principles for implementation of this paradigm. In the realm of legged machines, this paradigm provides a unique combination of high torque density, high-bandwidth force control, and the ability to mitigate impacts through backdrivability. We introduce a new metric named the "impact mitigation factor" (IMF) to quantify backdrivability at impact, which enables design comparison across a wide class of robots. The MIT Cheetah leg is presented, and is shown to have an IMF that is comparable to other quadrupeds with series springs to handle impact. The design enables the Cheetah to control contact forces during dynamic bounding, with contact times down to 85 ms and peak forces over 450 N. The unique capabilities of the MIT Cheetah, achieving impact-robust force-controlled operation in high-speed three-dimensional running and jumping, suggest wider implementation of this holistic actuation approach.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
dong完成签到 ,获得积分10
6秒前
12秒前
等待的三问完成签到 ,获得积分10
18秒前
占博涛完成签到,获得积分10
20秒前
车访枫完成签到,获得积分10
27秒前
52秒前
qin完成签到 ,获得积分10
54秒前
哥哥完成签到 ,获得积分10
55秒前
曾经不言完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
陈鹿华完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
yhtsyy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
卓卓卓完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2041完成签到,获得积分10
1分钟前
高海龙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wood完成签到,获得积分10
1分钟前
SQS11发布了新的文献求助30
2分钟前
小新小新完成签到 ,获得积分10
2分钟前
chloe完成签到,获得积分10
2分钟前
zisui完成签到,获得积分10
2分钟前
Rosemary绛绛完成签到 ,获得积分10
2分钟前
科目三应助bobo采纳,获得10
2分钟前
hnxxangel完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
大雪完成签到 ,获得积分10
2分钟前
丰富的归尘完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
Son4904完成签到,获得积分10
3分钟前
大饼完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
cwanglh完成签到 ,获得积分10
3分钟前
bobo发布了新的文献求助10
3分钟前
hmhu完成签到,获得积分10
3分钟前
hmhu发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6529982
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8322727
关于积分的说明 17817568
捐赠科研通 5631362
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2931875
邀请新用户注册赠送积分活动 1908473
关于科研通互助平台的介绍 1767759