Skaty - A Skating Robot

Skaty - A Skating Robot

mastersthesis
Stabilitätsprobleme nehmen bei zweibeinigen Robotern auf Rädern schlagartig zu, wenn die Anzahl der Auflagepunkte von vier auf zwei reduziert werden. Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Entwicklung eines skatenden Roboters, genannt Skaty, zu beschreiben. Unter Verwendung des «cheap design»-Prinzips und dem Versuch, Skaty möglichst gut in ihre Umwelt einzubetten, in der Gravitations- und Reibungskräfte dominieren, wurde ein relativ einfaches Design entwickelt. Skaty nutzt die auf sie einwirkenden Kräfte mehr, als dass sie gegen diese ankämpft. Beide Füsse stehen je auf nur zwei Rädern. Skaty ist mit nur vier Aktoren ausgestattet und kann langsame Skating-Bewegungen vorwärts mit einer maximalen Geschwindigkeit von 11 cm ± 10% ausführen. Es wurden keine Sensoren verwendet. Eine einfache physikalische Theorie, welche den Skating-Vorgang Modell mässig beschreibt, sagt eine Pendelfrequenz von 0.9 Hz voraus. Die gemessene Frequenz bei Skaty’s bestem Versuch betrug 1.1Hz(±10%). Dies stimmt mit der theoretisch vorhergesagten Frequenz recht gut überein.
Wolfgang Pils
Instability problems regarding biped locomotion increase dramatically, when the points of support are reduced from four to two points. This thesis aims to describe the construction and programming of a biped skating robot, called «Skaty». By trying to implement the principle of cheap design and adapting Skaty to her ecological niche as good as possible, a relatively simple design was developed. In Skaty’s environment, gravity and friction are the dominant forces. Skaty takes more advantage of these forces than fighting against them. Each leg is supported by two passive wheels only. Being equipped with four actors only, Skaty is able to generate slow skating motions in forward direction at an maximum speed of 11 cm ± 10%. No sensors were needed. A natural frequency of 0.9 Hz was predicted, based on a simple physical theory of the skating mechanism. The measured natural frequency at best performance is 1.1 Hz (±10%).
Skaty - A Skating Robot
Masters thesis
2010
December
ailab