運動量変化率の6D制約に関するヒューマノイドロボットアームベースの高速モーションにおけるバランスメンテナンス

運動量変化率（CMCR）の6D制約に基づいて、このペーパーでは、7-DOFアームの高速運動中に、ヒューマノイドロボットのリアルタイムおよびフルバランスメンテナンス方法を提出します。まず、ロボットの2つのアームの総運動量式が与えられ、運動量の変化率は、総運動量の時間誘導体によって定義されます。著者はまた、完全なバランスメンテナンスのアイデアを示し、6D CMCRの物理的意味と、フルバランスメンテナンスとの基本的な関係を分析しています。さらに、CMCRの離散化と最適化ソリューションは、補助アームのジョイントの動きの制約を備えており、解決アルゴリズムが最適化されています。シミュレーション結果は、6D CMCRの下でロボット本体の6つのDOFでの完全なバランスメンテナンスに関する提案方法の妥当性と一般性を示しています。この方法は、6Dダイナミクスのバランスパフォーマンスを保証し、豊富なZMP安定性マージンを増加させます。補助アームの結果として生じる動きは、関節空間に大きな存在量を持ち、これらの関節の角速度と角加速度は、事前定義された制限内にあります。提案されたアルゴリズムは、リアルタイムのパフォーマンスも優れています。

Based on the 6D constraints of momentum change rate (CMCR), this paper puts forward a real-time and full balance maintenance method for the humanoid robot during high-speed movement of its 7-DOF arm. First, the total momentum formula for the robot's two arms is given and the momentum change rate is defined by the time derivative of the total momentum. The author also illustrates the idea of full balance maintenance and analyzes the physical meaning of 6D CMCR and its fundamental relation to full balance maintenance. Moreover, discretization and optimization solution of CMCR has been provided with the motion constraint of the auxiliary arm's joint, and the solving algorithm is optimized. The simulation results have shown the validity and generality of the proposed method on the full balance maintenance in the 6 DOFs of the robot body under 6D CMCR. This method ensures 6D dynamics balance performance and increases abundant ZMP stability margin. The resulting motion of the auxiliary arm has large abundance in joint space, and the angular velocity and the angular acceleration of these joints lie within the predefined limits. The proposed algorithm also has good real-time performance.