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학술저널
저자정보
김혁주 (인하대학교) 이영삼 (인하대학교)
저널정보
제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제26권 제8호
발행연도
2020.8
수록면
675 - 682 (8page)
DOI
10.5302/J.ICROS.2020.20.0077

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In this paper, we propose a method to implement a new type of two-wheeled mobile robot equipped with active suspension control using series elastic actuators to maintain vehicle body stability while moving in an uneven environment. First, the design structure of the robot incorporating a series of elastic actuators was described. Then, a model in which the acceleration of the robot body is the control imput of the system was derived to ensure robust balance control of the robot. For active suspension control, we derived a mathematical model of a series elastic actuator based on Newton’s law. The proposed robot uses the pitch angle obtained from the IMU sensor to achieve balance control and uses a Linear Quadratic Regulator (LQR) controller to obtain the input acceleration required for stabilization. In the active suspension control, a series of elastic actuators is applied to the legs of the robot to measure the external force transmitted from the road surface to the wheel while moving, and the impedance controller is applied accordingly. The output value from the impedance controller serves as a reference for the ball screw up and down movement speed to control the speed of the DC motor. Finally, from experimentation, it was found that the mobile robot using the proposed method maintains good balance for both the pitch angle and roll angle on an uneven surface.
#series elastic actuator #balancing robot #active suspension control #linear quadratic regulator

목차

Abstract
I. 서론
II. 하드웨어 설계
III. 모델링
IV. 제어기 설계
V. 실험 및 결과
VI. 결론
REFERENCES

참고문헌 (21)

참고문헌 신청
S. H. Oh and S. H. Lee, “The industrial revitalization of personal mobility,” Journal of the Korean Society of Automotive Engineers, vol. 37, no. 1, pp. 50-56, 2015. google schola “Segway Ninebot,” http://www.segway-ninebot.kr/. “Loomo Personal Robot,” https://www.segway.com/loomo/. Sawatzky, Bonita, et al., “The segway personal transporter as an alternative mobility device for people with disabilities: a pilot study.” Archives of physical medicine and rehabilitation, vol. 88, no.11, pp. 1423-1428, 2007. google schola K. Hirata and T. Murakami, “A realization of step passage motion in two-wheel wheelchair systems utilizing variable repulsive compliance control,” IEEE International Symposium on Industrial Electronics, pp. 1-6, 2013. google schola

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