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ODEによる歩行テスト2

今日は昨日に引き続き歩行シムのテスト.トロット歩容で安定化のための胴体揺動を一切行わず,単純に脚運動周期を速くした場合の変化をみる.いったんモータ性能を度外視していくらでもトルクが出せる条件でやってみた.

歩行速度が遅い場合

歩行速度が速い場合


歩行速度が遅い場合は遊脚を引きずるような動作になるが,十分速くすると胴体の挙動が安定することがわかる.どれぐらい速く足を動かせばよいかは,ロボットの自重によらず重心位置の高さによって決まる.短い棒より長い棒のほうが倒れるのが遅くなる原理で,胴体位置が高いほど安定になりやすい.具体的には,安定な歩行周期は胴体高さ(ロボット全体の重心高さ)の平方根に比例する.

 直感的には歩幅を小さくとり,かつ歩行周期を速めてちょこまかと脚を動かすと安定に速く歩けそうだが,手元の論文によると歩行周期を必要以上に速くすると歩行速度では逆に不利になることもあるそうだ.イメージとしては,
①倒れてしまって不安定となる周期>②安定性を確保できる最大周期>③遊脚の復帰が追いつかなくなる周期
という感じで②の状態でできるだけ歩幅を広くとることが歩行速度UPには重要らしい.
このあたりはこれまで難しい数式を交えて紙の上で検証しなければならず,実機でのイメージがつかみにくかった.しかし物理シミュレータがあれば3D画面でロボットを動かしながらより直感的に理解できる.実にすばらしい!
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もやね

Author:もやね
長野県在住の会社員(メカニカル・エンジニア).
ロボットは完全な趣味としてやってます.
E-mail:
mo_ya_ne[a]yahoo.co.jp
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