Biped mechanism analysis for walking robot applications

Abstract

Bu tez iki bacaklı robotların tasarımını ve kübik eğri interpolasyonu temelli yürüyüş yörüngesi üretim metodunu sunmaktadır. İlk olarak, tek bir adım için ayak ve kalça yörüngeleri kübik eğri interpolasyonu kavramı ile üretilecektir. Sonra, iki bacaklı robotlar AHTO ve RUBI'nin hangi tasarım kıstaslarına sahip olduğu açıklanacaktır. Aynı zamanda, eklem açıları ve torkları gibi eklem özellikleri ileri ve ters kinematik metodu ile hesaplanacaktır. Yürüyüş yörüngelerinin simülasyonundan sonra, mekanik yapı ve motorların teknik özelliklerinin açığa çıkarılması ile elde edilen yürüyüş yörüngelerinin deneysel sonuçları gösterilecektir. İki bacaklı robot hareket ederken, robotun dengesi, sıfır moment noktası (SMN) ismi ile bilinen dinamik denge kriterleri ile kontrol edilecektir. This thesis presents a design of biped robots and a cubic spline interpolation based walking trajectory generation method. First for one single step, the foot and hip trajectories is generated by the concept of the cubic spline interpolation. Then it is explained that which design criteria the biped robots ATHO and RUBI have. Also, the joints properties such as joints angles and torques so on are calculated by using inverse and forward kinematic methods. After the simulation of walking trajectories, it is shown the clarification of mechanical structure and actuator specification and experiment results of obtained from walking pattern. While the biped robot is moving, the balance of robot is controlled by the dynamic stability criteria, which is called Zero Moment Point (ZMP).