Một cách tiếp cận tốt với một Gait Quadruped là gì?

Tôi có một bộ tứ nhỏ với ba chân tự do mà tôi đang làm việc: 3DOF Mini Quadruped .

Mã ban đầu của tôi cho nó là một bộ điều khiển servo đơn giản trên arduino và mã Scala sẽ gửi các lệnh servo qua dây dẫn. Tôi đã thực hiện tất cả logic nghịch đảo Động và Gait trong Scala và đưa nó đi bộ: 3dof tăng gấp bốn lần dáng đi đầu tiên .

Logic Gait của tôi trong Scala có phần ngây thơ; nó phụ thuộc vào hai chân ở đúng vị trí lúc ban đầu (một bên mở rộng ra phía trước và phía sau, bên còn lại hướng về nhau). Logic chỉ đơn giản là dịch cả bốn chân về phía sau 1mm dọc theo y và bất cứ khi nào một góc coxa trở về phía sau quá mức, hãy dừng lại và thực hiện một thói quen nhỏ trong đó chân đó được nâng lên 10 mm theo z, sau đó dịch về phía trước 60mm dọc theo y và đặt xuống. Ngây thơ, nhưng hiệu quả.

Bây giờ, tôi đã viết lại mã IK của mình trong arduino C và tôi đang cố gắng quyết định làm thế nào để tiến lên phía trước với động lực học Gait. Tôi đã có một thời gian khó khăn để tìm tài nguyên tốt, dễ hiểu về dáng đi. Tôi có một số kiến ​​thức về sự khác biệt giữa các dáng đi ổn định động (như dáng đi của creep) trong đó cơ thể là chân máy ổn định mọi lúc và các dáng đi không ổn định (đi bộ, chạy nước rút), trong đó hai chân rời khỏi mặt đất và cơ thể về cơ bản là rơi vào chân tiến.

Tôi đã có một vài suy nghĩ về các máy trạng thái và cố gắng tính toán liệu trung tâm cơ thể có nằm trong một hình tam giác được tạo bởi các bàn chân còn lại để quyết định bàn chân nào an toàn để nâng lên không, nhưng tôi không chắc đây có phải là những ý tưởng đáng để khám phá hay không.

Tôi biết đây là một câu hỏi quá chung chung, nhưng tôi muốn xem những người khác đã tấn công vấn đề này như thế nào và về tất cả những gì tôi có thể tìm thấy là những tài liệu nghiên cứu.

Dáng đi bạn có thực sự không quá tệ, mặc dù đôi chân không có đủ lực kéo, vì vậy thật khó để thấy nó thực sự tốt như thế nào.

Tôi không chắc chắn về thuật ngữ của bạn về dáng đi ổn định động. Như tôi đã luôn hiểu, dáng đi hai chân được gọi là dáng đi ổn định tĩnh, trong khi đi bộ tốt như Petman sử dụng dáng đi ổn định động. Không bao giờ nghe nói về một dáng đi không ổn định năng động. Nghe có vẻ giống như say rượu.

Hai chân trên mặt đất có lẽ là giới hạn thấp hơn cho thiết kế robot này. Nói chung, dễ dàng hơn để làm cho công việc này với các robot cao, người, phải mất một thời gian dài để ngã. Robot phẳng rộng cần phải nhấc và đặt chân khá nhanh nếu chúng không để lại nhiều trên sàn nhà.

Nhưng làm thế nào để phát triển một gair cho robot của bạn. Đầu tiên, bạn nên quyết định những gì bạn muốn đạt được từ dáng đi. Bạn đang tìm kiếm tốc độ tối đa trên một bề mặt phẳng, hoặc sự ổn định tối đa trên các bề mặt không bằng phẳng?

Nếu mục tiêu của bạn là sự ổn định, thì tôi chắc chắn nghĩ rằng đáng để robot nhận thức được trọng tâm của nó so với chân của nó. Để giúp nó biết điều này, nó thậm chí có thể đáng để thêm một số cảm biến lực vào chân của nó để nó có thể tính toán điều này một cách dễ dàng.

Nếu mục tiêu của bạn chỉ là tốc độ tối đa, thì tôi chỉ cần tập trung tài trợ cho một mẫu dáng đi tối ưu. Điều này khó hơn để làm. Có hai cách tốt để tiếp cận nó:

1. Người mẫu. Tạo một mô hình máy tính toàn diện của robot, bao gồm khối lượng, độ cứng, mô-men xoắn, v.v ... Sử dụng mô hình này để hiểu đầy đủ về hành vi động.

2. Phep thử va lôi sai. Bạn có thể làm điều này một cách khó khăn, lập trình trong các bước ngẫu nhiên, điều chỉnh chúng theo linh cảm và đo hiệu suất của chúng. Hãy thử làm cho nó đi cả về phía trước và theo đường chéo. Hoặc bạn có thể sử dụng thuật toán di truyền để giúp bạn tự động tìm kiếm các dáng đi tốt hơn. Khó khăn của việc sử dụng GA là bạn cần có một số cách để tự động đo hiệu suất của dáng đi.

Cách thứ ba, là biến robot thành một nhà khoa học tự mình thực hiện các thí nghiệm thú vị để xác thực các giả thuyết về bản thân và tìm ra cách đi bộ, như robot sao biển của Đại học Cornell .