論文の概要: Design and Analysis of a Nonlinear Parallel Mechanism Coupling for Dynamic Humanoid Legs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16604v1
- Date: Mon, 12 Oct 2026 11:22:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-18 22:20:30.927473
- Title: Design and Analysis of a Nonlinear Parallel Mechanism Coupling for Dynamic Humanoid Legs
- Title（参考訳）: 動的ヒューマノイド脚の非線形並列機構結合の設計と解析
- Abstract要約: ヒューマノイドは、アジャイル、動的、エネルギー効率の良い移動のための軽量な脚機構をますます要求している。
本稿では, 膝平行機構, 足首平行機構, 非線形膝足首カップリングを組み合わせた新しいシリーズ並列脚設計について述べる。
脚の近位アクチュエータ配置により、脚は6kgの脚のために足部で0.37kgの効果的な反射質量を達成し、ダイナミックなヒューマノイドロボットにとって非常に低い遠位脚慣性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.523692198527285
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Humanoids increasingly demand lightweight leg mechanisms for agile, dynamic, and energy-efficient locomotion. Reducing distal inertia through proximal actuation has thus become a common design goal. Yet, compact transmissions that preserve torque capability and efficient force transmission remain hard to achieve. This paper presents a novel series-parallel leg design combining a knee parallel mechanism, an ankle parallel mechanism, and a nonlinear knee-ankle coupling where all actuators placed closer to the hip. As the knee flexes, the coupling passively assists ankle dorsiflexion for foot clearance and, as it extends it assists plantarflexion for push-off, redistributing ankle load through the knee transmission. We derive the coupling's nonlinear transmission models and validate them in simulation and on hardware. The design shows that the shared transmission lets both joints draw on each other's actuator capacity by easing the knee's peak torque demand under load and the ankle's peak speed demand during fast motion. %Together With the leg's proximal actuator placement, the leg achieves an effective reflected mass of 0.37kg at the foot for a 6kg leg, demonstrating very low distal leg inertia for dynamic humanoid robots.
- Abstract（参考訳）: ヒューマノイドは、アジャイル、動的、エネルギー効率の良い移動のための軽量な脚機構をますます要求している。
したがって、近位運動による遠位慣性低下は共通の設計目標となっている。
しかし、トルク能力と効率的な力伝達を保った小型の伝達は達成し難いままである。
本稿では, 膝平行機構, 足首平行機構, およびすべてのアクチュエータが股関節に近接する非線形膝足首結合を組み合わせた, シリーズパラレル脚の設計について述べる。
膝が屈曲すると、結合は足のクリアランスのために足関節背屈を受動的に支援し、伸展するにつれて足関節屈曲を補助し、膝の伝達を通して足関節荷重を再分配する。
結合の非線形伝送モデルを導出し,シミュレーションおよびハードウェア上で検証する。
この設計により、両関節が互いのアクチュエータの容量に引っ掛かることができ、膝の最大トルク要求と足首の高速動作時のピーク速度要求を緩和することができる。
%Together the leg's proximal actuator placement, the leg achieve a effective reflect mass of 0.37kg at a foot for a 6kg leg, showed very low distal leg inertia for dynamic humanoid Robot。
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