Zusammenfassung
Der Beitrag beschreibt den mechatronischen Entwurf und die Laufregelung des humanoiden Roboters Lola. Seine charakteristischen Merkmale sind die redundante Kinematik, der extreme Leichtbau, Gelenkantriebe mit bürstenlosen Motoren und eine Elektronik-Architektur mit dezentraler Gelenkregelung. Ein Schwerpunkt im Entwurf war die Optimierung der Massenverteilung zur Verbesserung der Systemdynamik. Die Referenztrajektorien werden in Echtzeit berechnet und durch eine stabilisierende Regelung auf Basis hybrider Kraft-/Positionsregelung modifiziert. Das Regelungssystem ermöglicht sowohl schnelles Gehen als auch die für das autonome Gehen erforderliche Anpassung der Laufrichtung und -geschwindigkeit während des Gehens.
Abstract
This paper describes the mechatronic design and walking control of the humanoid robot Lola. The robot is characterized by a redundant kinematic configuration, an extremely lightweight design, joint actuators with brushless motors and an electronics architecture using decentralized joint control. Special emphasis was put on an improved mass distribution to achieve good dynamic performance. Reference trajectories are generated in real-time and modified by a stabilizing control system based on hybrid force/position control with an inner joint position control loop. The control system enables fast walking as well as on-line modification of walking direction and walking speed required for autonomous locomotion.
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