欠驱动
Underactuation常用电机没法直接产生任意方向的加速度,典型情况是驱动器比自由度少。
欠驱动指机械系统不能被直接命令去跟踪任意轨迹。MIT 的 Russ Tedrake 在《Underactuated Robotics》中这样定义:把动力学写成 q̈ = f₁(q, q̇) + f₂(q, q̇)u(q 是广义坐标,u 是控制输入),若 f₂ 的秩小于 q 的维数就是欠驱动,即某些方向的加速度电机直接给不出来。最常见的是驱动器比自由度少,如倒立摆小车、四旋翼。足式和人形也是欠驱动:N 个电机只管 N 个关节,机身在空间中的 6 个自由度没有电机,只能借脚与地面的接触力间接控制,这是行走难的根源。欠驱动手爪则反过来利用这一点,用少量电机带动更多关节去自适应包裹物体。
例子Acrobot 是只在肘关节装电机的两节摆臂:肩关节完全没有驱动,要把它从下垂甩到倒立,只能靠肘部电机来回摆,把能量一点点「泵」进整个系统。
- 也叫
- 欠驱动系统、Underactuated System、欠驱动机器人
- 相关
- 浮动基、自由度、主动自由度 / 被动自由度、倒立摆模型、自适应夹爪、非完整约束
- 来源
- Underactuated Robotics (Russ Tedrake, MIT): Fully-actuated vs Underactuated Systems
Underactuation - Wikipedia