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Passivity-Based Whole-Body Balancing for Torque-Controlled Humanoid Robots in Multi-Contact Scenarios

Henze, Bernd und Roa Garzon, Máximo Alejandro und Ott, Christian (2016) Passivity-Based Whole-Body Balancing for Torque-Controlled Humanoid Robots in Multi-Contact Scenarios. International Journal of Robotics Research. SAGE Publications. doi: 10.1177/0278364916653815. ISSN 0278-3649.

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Kurzfassung

This work presents a new control approach to multi-contact balancing for torque-controlled humanoid robots. The controller includes a non-strict task hierarchy, which allows the robot to use a subset of its end effectors for balancing while the remaining ones can be used for interacting with the environment. The controller creates a passive and compliant behavior for regulating the center of mass (CoM) location, hip orientation and the poses of each end effector assigned to the interaction task. This is achieved by applying a suitable wrench (force and torque) at each one of the end effectors used for interaction. The contact wrenches at the balancing end effectors are chosen such that the sum of the balancing and interaction wrenches produce the desired wrench at the CoM. The algorithm requires the solution of an optimization problem, which distributes the CoM wrench to the end effectors taking into account constraints for unilaterality, friction and position of the center of pressure. Furthermore, the Feedback controller is combined with a feedforward control in order to improve performance while tracking a predefined trajectory, leading to a control structure similar to a PD+ control. The controller is evaluated in several experiments with the humanoid robot TORO.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105384/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Passivity-Based Whole-Body Balancing for Torque-Controlled Humanoid Robots in Multi-Contact Scenarios
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Henze, BerndBernd.Henze (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roa Garzon, Máximo AlejandroMaximo.Roa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1708-4223NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juli 2016
Erschienen in:International Journal of Robotics Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1177/0278364916653815
Verlag:SAGE Publications
ISSN:0278-3649
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Multi-contact balancing, whole-body control, torque control, humanoid robot
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 - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Henze, Bernd
Hinterlegt am:25 Jul 2016 13:55
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:40

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