Modelling and control of an anthropomorphic walking robot
Modélisation et commande d'un robot marcheur anthropomorphe
Résumé
Walking robots exhibit a structural instability, due to dynamical constraints which strongly narrow the range of movements that they can achieve.
We begin therefore by proposing a formulation of the dynamics of walking robots, which unveils the specific structure of these constraints, stressing especially the importance of the supports on the ground. Relying then on the notion of viability, we develop an original point of view about the balance of walking robots, leading to the design of a completely new control law, which continuously evaluates, within a set of known movements, which ones the robot is able to realize in view of its dynamical state.
Some experiments and software developments are also tackled around the BIP robot, an anthropomorphic robot having 15 actuated joints.
We begin therefore by proposing a formulation of the dynamics of walking robots, which unveils the specific structure of these constraints, stressing especially the importance of the supports on the ground. Relying then on the notion of viability, we develop an original point of view about the balance of walking robots, leading to the design of a completely new control law, which continuously evaluates, within a set of known movements, which ones the robot is able to realize in view of its dynamical state.
Some experiments and software developments are also tackled around the BIP robot, an anthropomorphic robot having 15 actuated joints.
Les robots marcheurs présentent une instabilité structurelle, du fait de contraintes dynamiques qui restreignent fortement l'étendue des mouvements qu'ils peuvent accomplir.
Nous commençons alors par proposer une formulation de la dynamique des robots marcheurs qui fait apparaître la structure spécifique de ces contraintes, démontrant notamment l'importance des appuis au sol. En s'appuyant ensuite sur la notion de viabilité, nous développons un point de vue inédit sur l'équilibre des robots marcheurs, ce qui nous amène à proposer une loi de commande totalement nouvelle, évaluant en permanence, parmi un ensemble de mouvements connus, ceux que le robot est capable de réaliser compte tenu de son état dynamique.
Un ensemble de développements logiciels et de travaux expérimentaux sont également entrepris autour du robot BIP, robot anthropomorphe comportant 15 articulations actionnées.
Nous commençons alors par proposer une formulation de la dynamique des robots marcheurs qui fait apparaître la structure spécifique de ces contraintes, démontrant notamment l'importance des appuis au sol. En s'appuyant ensuite sur la notion de viabilité, nous développons un point de vue inédit sur l'équilibre des robots marcheurs, ce qui nous amène à proposer une loi de commande totalement nouvelle, évaluant en permanence, parmi un ensemble de mouvements connus, ceux que le robot est capable de réaliser compte tenu de son état dynamique.
Un ensemble de développements logiciels et de travaux expérimentaux sont également entrepris autour du robot BIP, robot anthropomorphe comportant 15 articulations actionnées.