소비 에너지 분석을 통한 이족로봇의 저전력 보행 보정 기법

Abstract

본 논문에서는 소비 에너지 분석을 통한 이족보행로봇의 저전력 보행 보정 기법을 제안하였다. 먼저 이족 로봇의 보행 기본자세의 각 축별 소비 에너지를 분석하여 소비 에너지를 절감하는 기본 보행 자세를 구현하였다. 이족 로봇의 보행 기본자세를 무릎 구부리는 자세로 정하여 소비에너지를 줄이고, 무게중심을 낮추어 자세 안정성을 향상하였다. 이족로봇의 보행시 모터 전류를 측정하여 좌우 다리의 소비 전력을 분석하고, 이를 바탕으로 좌우 에너지 불균형을 제거하도록 보행 자세를 보정하였다. 보행 기본자세의 좌우 소비 전력을 고르게 분포시키게 자세를 보정함으로서 전체 소비 에너지를 감소시키고, 로봇의 좌우 자세 균형을 맞추어 보행시 안정성을 향상하였다. 제안한 소비 에너지 분석을 통한 저전력 보행 구현 방법은 임베디드시스템 기반의 소형 이족 로봇을 실제 제작하여 보행 실험을 통해 성능을 검증하였다. In this paper we propose a low-power walking compensation method for biped robot based on consumption energy analysis. Firstly, basic walking motions that can reduce energy consumption of robot movements are implemented based on consumption energy analysis according to robot axes. We define knee bent motion as a basic walking motion. It can improve energy consumption and motion stability by lowering center of gravity of the biped robot. We analyze consumption energy of left and right leg of the robot using motor currents and propose a compensation method of walking motions to reduce unbalance of consumption energy between left leg and right leg. It can also improve energy consumption and walking stability of the robot. The proposed low-power compensation method based on consumption energy analysis is verified by walking experiments of a small biped robot with an embedded system.