Bài thuyết trình: Robotics Humanoid robot

HUMANOID ROBOT
ROBOTICS
Nhóm Cơ Điện Tử và Ứng dụng
www.nhom3c.com
CONTENT OF PRESENTATION
1.  Introduction to Humanoid
2.  Structure of Humanoid
3.  Kinematics
4.  Principle of balancing
5.
 Zero Moment Points
5.  Several model of Humanoid in the world
Humanoid
1. Oveview of Humanoid


 Human-like robot


 Legged robot 

 Biped robot: robot can walk on
two legs


 Applications


 Entertainment



 Achievement from research of humanoid can
apply in life and industry: robot hand, robot leg used for
invalids
Humanoid
Compare with wheeled robot



Humanoid robot can move on uneven terrain, narrow space.


 More complicated in structure


 Expensiver
Humanoid
HOAP-1
(Fujitsu)
ASIMO
(Honda)
Classification


 By degree of freedom (DOF):
 Asimo - Honda: 26 DOF, Height:1,2m, Weight: 43 kg:
 Hoap-1 - Fujitsu: 20 DOF, W: 5.8 kg, (41000 USD)
 Qrio - Sony: 24 DOF, for entertainment
 HRP-1S - AIST& Honda: 26 DOF, used for driving the
constructing vehicles with remote control.
 HRP –2P - Kawada: 30 DOF, cans stand up, kneel and

lie on the floor


 Others type: Pino, BHR-1, H7, ARNE & ARNEA


 By functions
Humanoid
Humanoid
 Robot ngày càng thông minh, giúp con người trong nhiều việc.
Đònh hướng quan trọng là nghiên cứu nâng cao khả năng “ tự
học” cho robot, Rotbot có thể nhận biết hình thù, màu sắc, giọng
nói và hơn thế là khả năng tích lũy kinh nghiệm.
 Việc tạo ra Robot giống người là một thành tựu lớn của
nhiều ngành khoa học, và có triển vọng thay thế con người
trong việc chăm sóc những người cao tuổi, vấn đề xã hội
đang nổi cộm ở Nhật .
 Ước mơ của những người sáng tạo ra robot là giống hình
dạng của con người và thông minh như người
Giụựi thieọu humanoid
Humanoid
Robot Asimo ủi treõn maởt phaỳng
Giôùi thieäu humanoid
Humanoid
Robot Asimo ñi leân caàu thang
Humanoid
Robot ca nhaïc
Humanoid
Robot ñoàng dieãn
Giôùi thieäu humanoid

Humanoid
Robot ñoàng dieãn
§ 2. Cấu tạo humanoid



Dựa trên cơ sở là cấu tạo của con người
Robot HRP-1S has 26 DOF.

Two arms have 12 DOF: 6 DOF for each arm.
 Two legs have 12 DOF: 6 DOF for each leg:
3 DOF for hip articulate
1 DOF for knee articulate
2 DOF for ankle articulate
 2 DOF for neck articulate.
Humanoid
Humanoid
Humanoid
Phaàn ñoäng hoïc
Humanoid
Humanoid
Caáu taïo toång quaùt
Humanoid
I II III IV
Position of leg in ½ cycle of
step
Double
support
Heel
Strike

Swing
phase
Toe off
Double
support
Heel
strike
Swing
phase
Toe off
Right
leg
Left
leg
I
II
III
IV
Cycle of step of human
§ 3. Ñoäng hoïc
Humanoid
COM


 Movement of two legs in logging process
Movement of center of gravity



Tính ñieåm COM (Centre of mass)

Humanoid
x m(x) dx
x
c
=
m(x) dx
y m(y) dy
y
c
=
m(y) dy
z m(z) dz
z
c
=
m(z) dz
Σ
ΣΣ
Σ p
i
m
i
p
c
=
Σ
ΣΣ
Σ m
i
Humanoid

Parameter of step
Trajectory of foot and hip
Humanoid
Cycle of step
Humanoid
a. Model of single inverse pendulum


 The mass of the robot can arrange tidy to center of mass
fixing at one end of inverse pendulum, the other end of
pendulum is fixed at the support area
Humanoid
b. Model two mass inverse pendulum
- One mass places at center of leg
-One mass places at center of body
Humanoid
c.
Model inverse pendulum having compensated mass –
swinging leg
-
Do ở mô hình con lắc ngược 1 khối lượng thiếu chính xác do lực
quán tính của chân góp phần chính vào vào trí ZMP (zero
moment point)
 m: đặc trưng cho swinging leg
 M: đặc trưng cho khối lượng
phần còn lại của robot
Humanoid
θ
θθ
θ

l
x
z
m
m
0
mg
mlθ
θθ
θ

s


 Equation of dynamic:
m l
2
θ
θθ
θ -m g l sinθ
θθ
θ = 0
When θ
θθ
θ smallû 

 m l
2
θ
θθ

θ - m g l θ
θθ
θ = 0 ⇔
⇔⇔
⇔ lθ
θθ
θ - g θ
θθ
θ = 0


§ Analysis inverse pendulum in plan