Optimized Walking of an 8-link 3D Bipedal Robot

Résumé : D'un point de vue énergétique, les robots marcheurs sont moins performants que les humains. Face à ce défi, cette thèse propose une approche pour contrôler et optimiser les allures de marche des robots bipèdes à la fois en 2D et 3D en considérant les fréquences propres du robot et par ajout de ressorts. L'étude porte essentiellement sur un robot bipède 2D à 5 corps et des pieds ponctuels ainsi qu'un robot bipède 3D à 8 corps avec des pieds sans masse à contact linéique. La commande en boucle fermée considérée est basée sur la méthode des contraintes virtuelles et la linéarisation par retour d'état. Suite à des études précédentes, la stabilité du robot bipède 2D est vérifiée par une section de Poincaré unidimensionnelle et étendue au robot bipède 3D à contact linéique avec le sol. L'optimisation est effectuée en utilisant la programmation quadratique séquentielle. Les paramètres optimisés incluent des coefficients de polynômes de Bézier et des paramètres posturaux. Des contraintes d'optimisation sont imposées pour assurer la validité de l'allure de marche. Pour le robot bipède 2D, deux configurations différentes de ressorts placés aux hanches sont étudiées. Ces deux configurations ont permis de réduire le coût énergétique. Pour le robot bipède 3D, les paramètres d'optimisation sont séparés en deux parties : ceux décrivant le mouvement dans le plan sagittal et ceux du plan frontal. Les résultats de l'optimisation montrent que ces deux types de paramètres doivent être optimisés. Ensuite, des ressorts sont ajoutés respectivement par rapport au plan sagittal, par rapport au plan frontal puis dans les deux plans. Les résultats montrent que l'ajout des ressorts dans le plan sagittal permet de réduire significativement le coût énergétique et que l'association de ressorts dans le plan frontal améliore encore plus la consommation d'énergie.
Type de document :
Thèse
Automatic. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2015. English. 〈NNT : 2015ENAM0027〉
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Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : vendredi 13 mai 2016 - 12:53:32
Dernière modification le : mardi 16 janvier 2018 - 03:55:20
Document(s) archivé(s) le : mardi 16 août 2016 - 11:21:12

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Zhongkai Chen. Optimized Walking of an 8-link 3D Bipedal Robot. Automatic. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2015. English. 〈NNT : 2015ENAM0027〉. 〈tel-01315557〉

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