한다리로보트의 연구는 두다리, 여러다리로보트의 동적보행상태와 복잡한 환경하에서의 조종방법을 깊이 해명하는 중요한 수단이다. 또한 한다리로보트는 그것의 독특한 운동방식과 우월한 운동특성으로 하여 고고학탐측, 우주공간탐측 등의 분야에서 응용전망이 매우 넓다.
한다리로보트의 운동은 제자리뜀뛰기와 주행의 련속과정이라고 볼수 있다. 제자리뜀뛰기조종은 주행조종임무를 완성하는 첫 걸음이며 또한 운동시작, 방향전환 및 섭동하에서 몸자세균형을 유지하기 위한 기초이므로 독자적으로 연구할 가치가 있다.
우리는 주요하게 본체, 다리, 유압체계, 공기압체계로 이루어지고 신축형다리를 가지는 3차원로보트를 대상으로 연구를 진행하였다.
한다리로보트의 조종에서는 조종분해와 상태기계에 기초한 조종방식을 사용하였다. 이 방식에 따르는 한다리로보트의 제자리뜀뛰기조종은 뜀뛰기고도조종, 지지상태본체자세조종과 비행상태착지점위치조종을 포함한다. 뜀뛰기고도조종은 일정한 에네르기를 입력하는 조종방식을 사용하였다. 이 방식은 공기압체계의 두 두통로전자변에 의하여 실현되는데 에네르기입구량은 전자변을 여는 시간에 의하여 조절하였다. 지지상태본체자세조종은 PD조종을 사용하였다.
우리 집단이 제기하는 한다리로보트제자리뜀뛰기조종방법의 핵심은 비행상태에서의 발착지조종에 있으며 조종의 목적은 로보트가 원래의 위치를 회복하게 하며 넘어지지 않고 자세균형을 유지하도록 하는것이다. 제자리뜀뛰기에서의 발착지조종에 대한 우리의 착상은 동물이 몸자세균형이 파괴되려고 하는 상태에서 균형을 유지하는 물림새를 모방하여 비행상태에서의 본체의 절대각속도를 통하여 로보트가 넘어지는 방향을 판단하고 넘어지는 방향으로 다리를 뻗쳐 넘어지지 않고 몸균형을 유지하며 가능한 원래의 위치를 회복하는것이다.
제기한 착상에 기초한 알고리듬을 작성하고 그것을 ADAMS-Simulink결합모의에 의하여 검증하였다. 실제의 조종체계와 같은 입출구신호를 가지는 Simulink조종체계모형을 작성하였으며 최대한으로 실제에 가까운 결합모의모형을 얻기 위하여 비선형미분방정식모형을 사용하여 유압체계와 공기압체계를 묘사하였다.
모의결과는 우리가 작성한 본체각속도에 기초한 한다리로보트제자리뜀뛰기조종알고리듬이 한다리로보트의 안정한 제자리뜀뛰기운동을 실현할수 있으며 힘섭동에 대하여서도 비교적 잘 견딘다는것을 보여주었다. 우리의 연구는 본체각속도에 기초한 제자리띰뛰기조종원리가 주행조종에 대하여서도 중요한 작용을 발휘한다는것을 보여주었다.
