Gait Generation for Quadruped Robots Using Body Sways

Abstract

본 논문에서는 4족 로봇 몸체의 xz-축 스웨이(sway)를 이용하여 4족 로봇의 몸체 흔들림을 최소로 하고 안정도 여유를 최대로 하는 걸음새 생성 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 물결 걸음새(wave gait)를 기반으로 생성하고, 안정도 판별은 움직이는 다리의 높이 변화량과 4족 로봇의 몸체 기울기 정보를 이용한다. 이 때, 4족 로봇의 보행 시 z-축 스웨이로 인한 몸체의 충격을 줄이기 위해 푸리에 급수(Fourier series)를 이용하여 다리의 유연한 이동 궤적을 생성한다. 마지막으로, 본 논문에서 제안한 알고리듬의 실제 적용 가능성 및 효용성을 검증하기 위해 모의 실험 및 4족 로봇의 실제 보행 실험을 수행하여 제안한 방법의 보행 성능을 검증한다. In this paper, we propose a gait generation method for quadruped robots using the xz-axis sway of the quadruped robot, which minimizes the shake of the quadruped robot and maximizes the stability margin. In the proposed method, the gait is generated based on wave gaits and the stability analysis uses the body tilt information of the quadruped robot according to the leg's height of leg. In addition, to reduce the impact on the body caused by the z-axis sway while walking, the proposed method generates the smooth walking movement trajectory with less impact by using Fourier series. Finally, to verify the applicability and effectiveness of the proposed method, we carry out the computer simulations and the real walking experiments with the implemented quadruped robot.