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Embedding a Nonlinear Strict Oscillatory Mode into a Segmented Leg

Sesselmann, Anna und Loeffl, Florian Christoph und Della Santina, Cosimo und Roa Garzon, Máximo Alejandro und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2021) Embedding a Nonlinear Strict Oscillatory Mode into a Segmented Leg. In: 2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2021. IEEE. 2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 27 Sep - 01 Oct 2021, Prague, Czech Republic (Online). doi: 10.1109/IROS51168.2021.9636605. ISBN 978-166541714-3. ISSN 2153-0858.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
1MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9636605

Kurzfassung

Robotic legs often lag behind the performance of their biological counterparts. The inherent passive dynamics of natural legs largely influences the locomotion and can be abstracted through the spring-loaded inverted pendulum (SLIP) model. This model is often approximated in physical robotic legs using a leg with minimal mass. Our work aims to embed the SLIP dynamics by using a nonlinear strict oscillatory mode into a segmented robotic leg with significant mass, to minimize the control required for achieving periodic motions. For the first time, we provide a realization of a nonlinear oscillatory mode in a robotic leg prototype. This is achieved by decoupling the polar task dynamics and fulfilling the resulting conditions with the physical leg design. Extensive experiments validate that the robotic leg effectively embodies the strict mode. The decoupled leg-length dynamic is exhibited in leg configurations corresponding to the stance and flight phases of the locomotion task, both for the passive system and when actuating the motors. We additionally show that the leg retains this behavior while performing jumping in place experiments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146173/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Embedding a Nonlinear Strict Oscillatory Mode into a Segmented Leg
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sesselmann, AnnaAnna.Sesselmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9996-0455NICHT SPEZIFIZIERT
Loeffl, Florian ChristophFlorian.Loeffl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6914-5414NICHT SPEZIFIZIERT
Della Santina, CosimoCosimo.DellaSantina (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1067-1134NICHT SPEZIFIZIERT
Roa Garzon, Máximo AlejandroMaximo.Roa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1708-4223NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115877
Datum:24 August 2021
Erschienen in:2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/IROS51168.2021.9636605
Verlag:IEEE
ISSN:2153-0858
ISBN:978-166541714-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:mechanism design, passive dynamics, nonlinear modes, locomotion
Veranstaltungstitel:2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
Veranstaltungsort:Prague, Czech Republic (Online)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:27 Sep - 01 Oct 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Laufroboter/Lokomotion [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Autonomie und Fernprogrammierung
Hinterlegt von: Sesselmann, Anna
Hinterlegt am:06 Dez 2021 10:53
Letzte Änderung:11 Sep 2023 13:24

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