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Dynamic Trajectory Generation for Serial Elastic Actuated Robots

Petit, Florian und Lakatos, Dominic und Friedl, Werner und Albu-Schäffer, Alin (2012) Dynamic Trajectory Generation for Serial Elastic Actuated Robots. SYROCO 12, 2012-09-05 - 2012-09-07, Dubrovnik. doi: 10.3182/20120905-3-HR-2030.00159.

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Offizielle URL: http://www.syroco2012.org/index.html

Kurzfassung

Robotic systems can benefit from the introduction of properly chosen joint elasticity. Besides their robustness against rigid impact, the energy saving capabilities may increase the system dynamics. In this paper, a method applicable for robots with serial elastic joints is presented, which embodies a desired oscillatory behavior into the hardware and thereby leads to improved performance. This is achieved by shaping the flexible joint robot as a linear onemode system and embodying the natural frequency of the real intrinsic behavior. An algorithm is presented for shaping the one-mode property and exciting the system via a negative definite damping term in a decoupled coordinate space. The output of the approach is a dynamic trajectory resulting in a coordinated link motion and synchronized transfer of kinetic and potential energy. Furthermore, the dynamic trajectory is commanded to the real robot via a motor PD controller, where asymptotic stability for both subsystems—i.e. the trajectory generator and the controlled robot—is proven. The method is validated on a two-link serial elastic actuated robot. Both, simulation and experiment confirm the eigenmode embodiment, energy efficiency by velocity enlargement between motor and link side motion, and synchronized joint motion.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/79892/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Paper)
Titel:Dynamic Trajectory Generation for Serial Elastic Actuated Robots
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Petit, Florianflorian.petit (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lakatos, Dominicdominic.lakatos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedl, Wernerwernder.friedl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alinalin.albu-schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2012
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.3182/20120905-3-HR-2030.00159
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Serial elastic actuated, nonlinear oscillations, modal decoupling, singular perturbation
Veranstaltungstitel:SYROCO 12
Veranstaltungsort:Dubrovnik
Veranstaltungsart:Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 September 2012
Veranstaltungsende:7 September 2012
Veranstalter :IFAC
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - RMC - Mechatronik und Telerobotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (bis 2012)
Hinterlegt von: Petit, Florian
Hinterlegt am:19 Dez 2012 11:08
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:46

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