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Influence of Variable Leg Elasticity on the Stability of Quadrupedal Gaits

Delfatti, Federico und Sesselmann, Anna und Roa Garzon, Máximo Alejandro (2022) Influence of Variable Leg Elasticity on the Stability of Quadrupedal Gaits. In: 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2022. IEEE. IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems (IROS), 2022-10-23 - 2022-10-27, Kyoto, Japan. doi: 10.1109/IROS47612.2022.9982204. ISBN 978-166547927-1. ISSN 2153-0858.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9982204

Kurzfassung

Several template models have been developed to facilitate the analysis of limit-cycles for quadrupedal locomotion. The parameters in the model are usually fixed; however, biology shows that animals change their leg stiffness according to the locomotion velocity, and this adaptability invariably affects the stability of the gait. This paper provides an analysis of the influence of this variable leg stiffness on the stability of different quadrupedal gaits. The analysis exploits a simplified quadrupedal model with compliant legs and shoulder joints represented as torsional springs. This model can reproduce the most common quadrupedal gaits observed in nature. The stability of such emerging gaits is then checked. Afterward, an optimization process is used to search for the system parameters that guarantee maximum gait stability. Our study shows that using the highest feasible leg swing frequency and adopting a leg stiffness that increases with the speed of locomotion noticeably improves the gait stability over a wide range of horizontal velocities while reducing the oscillations of the trunk. This insight can be applied in the design of novel elastic quadrupedal robots, where variable stiffness actuators could be employed to improve the overall locomotion behavior.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192705/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Influence of Variable Leg Elasticity on the Stability of Quadrupedal Gaits
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Delfatti, FedericoPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sesselmann, AnnaAnna.Sesselmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roa Garzon, Máximo AlejandroMaximo.Roa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1708-4223NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2022
Erschienen in:2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/IROS47612.2022.9982204
Verlag:IEEE
ISSN:2153-0858
ISBN:978-166547927-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:quadrupedal robot, template model, robot locomotion
Veranstaltungstitel:IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems (IROS)
Veranstaltungsort:Kyoto, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 Oktober 2022
Veranstaltungsende:27 Oktober 2022
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Autonomie & Geschicklichkeit [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Autonomie und Fernprogrammierung
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Roa Garzon, Dr. Máximo Alejandro
Hinterlegt am:20 Dez 2022 11:35
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:53

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