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patopion - (petite base bipède humanoide)

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philopat

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luSam 15 Mar 2014, 21:31

leon a écrit:Est-ce qu'il faut comprendre que tu vises la marche dynamique toi aussi, puisque tu en parles? Est-ce que tu comptes simplement lui faire exécuter des mouvements pré-programmés, ou alors des algos plus intelligents?

b'en oui, tu n'avais pas remarqué?
Je ne programme de manière bête et c... que pour approcher le problème et ainsi m'orienter sur l'étude d'une difficulté ou une autre. Par exemple l'année dernière, lorsque j'ai fait marchoter le petit patopion avec juste ses 2 jambes, j'experimentais le principe de la mise en oscillation latérale associée à la marche frontale... j'en ai déduit qu'il m'était vain d'étudier la marche dynamique en 2D... et qu'il me fallait atteindre une fréquence suffisamment élevée de contrôles moteurs ( surtout pour un calcul déporté), ainsi qu'un contrôle simultané de tous les moteurs des jambes et hanches :D

donc voilà, je progresse, je progresse... presque tous ces points sont quasi résolus ;)

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luDim 16 Mar 2014, 19:58

bonjour à tous!

Voici enfin les petites images de ce petit robot Patopion à cette étape ::): ...
(en cliquant sur l'image, on accède à une version plus grande, plus fine, mais plus lourde au chargement...)
Image
-
Image ImageImage
-
Comme je vous ai dit précédemment, j'ai reconstruit les genoux avec 2 articulations, plus une bielle d'indexage mécanique de la partie basse par rapport à la partie haute. Le moteur actionne l'articulation supérieure.
j'ai aussi ajouté les mollets. 2 moteurs par jambes pour controller l'inclinaison du pied.
voilà ce que ça donne :
ImageImageImage
ici on voit comment la jambe peut se plier (mais le moteur ne permet pas d'aller jusqu'à là, ça devient passif...):
Image

Pour la liaison entre les moteurs des mollets et la cheville, je compte ameliorer en assouplissant, mais seulement après avoir éprouvé la marche au sol, pour mieux savoir où mettre des ressorts.

:ygeek:
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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luDim 16 Mar 2014, 20:29

me revoici ::-D:
et oui! j'ai aussi quelques petites vidéos des mes derniers tests à vous montrer ;)

j'ai exploité le cycle de la marche humaine qu'on trouve facilement avec comme indice de recherche "gait cycle".
ce n'est qu'une première approche de la marche standard, complètement programmée par une séquence d'images successives.
j'ai à peu près 100 images par cycle de 2 pas (c'est à dire la même jambe recommence le cycle à la fin du cycle)
et la liaison entre mon mac et la carte arduino, turbine bien maintenant! je dois avoir entre 40 et 50 cycles/s pour les rafales de 16 moteurs.. :mrgreen: (ce que j'appelle image, c'est une configuration simultanée de tous les moteurs)

tout d'abord voici les conditions de test de la marche :
-le robot est suspendu en l'air
-les servomoteurs sont alimentés via la carte adafruit, par une alimentation de labo (d'amateur..) limitée en courant (je l'ai limitée au maxi de ce qu'elle peut, à 3A)
après la limite de 3A, la tension chute en fonction du courant.
-le contrôleur de la carte adafruit est alimenté par la carte arduino, qui elle est alimentée par la connexion USB reliée à mon ordinateur.
voici la configuration en image:
Image
sur cette vidéo, on voit les fortes fluctuations de tension au niveau des broches d'alim des servomoteurs, pendant que le robot marche en l'air (1 à 2V) c'est dû au fait que le courant dépasse la limite de 3A de mon alim extérieure:
Image

voici les 2 vidéos que j'ai enregistré lors du test de la marche :
Image
Image

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et b'eh voilà tout pour ce soir! :D
qu'en pensez vous ? :P
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leon

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luLun 17 Mar 2014, 06:33

Beau travail!
La mécanique est fort bien réalisée, surtout les détails du genou, même si j'avoue que je n'ai pas du tout compris comment ton genou fonctionnait!
Tu peux nous dire quelle est cette platine électronique montée sur chaque pied? Visiblement, elle n'est pas encore branchée.

Bon courage pour la suite.

Leon.
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philopat

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luLun 17 Mar 2014, 19:38

Salut Leon!
leon a écrit:Beau travail!
La mécanique est fort bien réalisée, surtout les détails du genou, même si j'avoue que je n'ai pas du tout compris comment ton genou fonctionnait!

merci! ;)
Pour la réalisation de la méca, je me suis particulièrement appliqué. J'ai tout réalisé à la main, sans CNC quoi... donc je devais faire au mieux en matière de précision, pour que ça puise fonctionner correctement. J'ai en réalité des défauts géométriques que je pensais bloquants, mais ça marche bien quand même! ::):
Je détaillerais le fonctionnement mécanique plus tard si j'ai un peu de courage, avec une vue CAO 3D par transparence. C'est assez simple en fait.
leon a écrit:Tu peux nous dire quelle est cette platine électronique montée sur chaque pied? Visiblement, elle n'est pas encore branchée.

oui, c'est ce que je disais en intro le 12 mars, un peu avant... j'ai finalement choisi et installé ces cartes d'acquisition analogique pour y connecter les capteurs d'effort que je compte mettre sous les pieds. Chaque carte peut supporter 4 entrées analogiques converties en 12bits, donc pour 4 capteurs. Elle fonctionne avec le bus I2c. le point faible, c'est qu'on ne peut installer que 4 cartes semblables sur le même bus. ça nous fera au total que 16 entrées, en plus des quelques unes qui resteront disponibles sur les cartes arduinos (tête et corps).
voici de quelle carte il s'agit:
ADS1015 12-Bit ADC - 4 Channel with Programmable Gain Amplifier
Image
(je crois qu'elle a été remplacée depuis, par sa petite soeur, l'ADS1115, 4 entrées converties en 16 bits au lieu de 12 bits)

:ygeek:
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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luJeu 17 Avr 2014, 09:40

Bonjour à tous et à toutes!

Allez... quelques news histoire d'apporter un peu d'eau au moulin, si ça intéresse quelques confrères. :D

Pour le moment j'avance grâce au fait que j'ai reçu 6 moteurs assez corrects en performance, pour les jambes. (entre 3 et 4kg.cm de couple pour des dimensions de micro servo!) :D
Maintenant le robot peut aisément se supporter et lever les jambes, sans que cela ne nécessite un allégement de structure. En revanche, les moteurs ont de la souplesse dans le sens de rotation... (comme tous les servo d'ailleurs, certainement) Les débattements sont importants: presque de l'ordre du centimètre pour les jambes de 20cm, moteurs sous tension. C'est donc assez difficile à gérer pour l'intégrer à un contrôle géométrique simple, puisque sous charge, les positions angulaires sont différentes. Ce sont des servomoteurs en plastique avec pignonnerie en métal de chez a2pro/pro-tronic. Peut-etre que la version en alu a moins de flexibilité...

L'étude de la marche de type marche humaine, est très intéressante! :P
dans un premier temps , j'avais construit la marche juste en 2d pour commencer à voir comment paramétrer tout ça..
et b'en..pfiuouuu.... C'est loin d'être simple! Visiblement , pour pouvoir maintenir l'équilibre du robot, il faut que le centre de gravité se décale latéralement en fonction du pied qui est en l'air et de celui qui reste au sol. Pour ce faire, on agit sur les hanches et sur les pieds. l'action sur les pieds nécessite une précision redoutable! l'action sur les hanches induit une variation d'altitude et donc de longueur de jambe! pareille pour la rotation du corps autour de l'axe vertical, puisque au moment de la rotation des hanches, les hanches sont décalées latéralement... Le pied lorsqu'il se lève induit aussi une différence de longueur de la jambe, longueur entre le point d'appui au sol et l'axe de la hanche (cela va de soi) . Mais le truc galère, c'est que cette longueur induit une perturbation de stabilité latérale... associer tout ça aux flexions sous charge.. ouille... dur sans mettre en équation la totalité de la géométrie en 3D avec les longueurs et les angles.
Pour l'instant, je n'ai pas encore fait ce travail de modélisation mathématique, je procède point par point pour déverminer le sujet... ducoup c'est hyper-long, hyper-fastidieux... :cri:
Pour simplifier cette étude, je programme des petits pas, et... avec les pieds posés à plat pour éviter de trop rentrer dés le départ dans la complexité de l'équilibre dynamique. Donc, de ce fait, les courbes de la marche traditionnelles ne sont plus applicables. On doit tout ré-évaluer/paramétrer en fonction du robot. Mais j'avoue que commencer par les courbes du cycle de la marche humaine ("gait cycle"), ça m'a beaucoup aidé! ;)

Il me reste encore beaucoup de taf avant de pouvoir vous montrer Patopion marchant sur la table sans le tenir... :col:

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Esprit

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luVen 18 Avr 2014, 18:08

Bien sûr que ça nous intéresse, merci de partager avec nous tes avancées, c'est très instructif ! ;)
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philopat

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luSam 19 Avr 2014, 13:09

merci Esprit, au moins il y en a un qui suit ! :D

vous n'imaginez pas la quantité de travail que ça représente d'étudier et réaliser un petit truc comme ça, qui n'est même pas encore abouti... surtout dès qu'on change le moindre moteur, ou encore qu'on programme etc...
la programmation par exemple, je trouve que c'est vraiment très long :cri: . ça représente un gros travail, donc grosse insatisfaction, jusqu'à ce que , enfin ça veuille marcher un peu! ouf... :P

Aujourd'hui, ça y est! la marche de Patopion commence à bien fonctionner, robot au sol (enfin sur la table! :D ) . Mais comme il n'a pas encore de contrôle d'équilibre, que le torse n'est pas encore opérationnel pour le positionnement dynamique du centre de gravité (absolument nécessaire au vu de la petite dimension des pieds), et que les capteurs de force sous les pieds ne sont pas encore installés pour le contrôle dynamique des pieds (inclinaison latérale et longitudinale anti-chute), il ne se tient donc pas encore tout seul... si j'ai un peu de courage je vous montrerais ça bientôt. ;)


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Thot

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luSam 19 Avr 2014, 21:00

Me tarde de le voir marcher. C'est vrai que c'est interessant d'analyser ce problème qu'on utilise tous les jours et qui est super complexe.
Pour la geometrie, une simplification qui m'aide beaucoup c'est de negliger l'articulation du genou. Pour moi, la jambe est un segment de longueur variable. Ca aide beaucoup aux calculs de trigo.
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mike118

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luDim 20 Avr 2014, 00:21

Très intéressant tout ça.
Je viens de finir de lire les 4 pages du sujet et cela est très instructif ! =)
Par contre concernant la réalisation de ta partie mécanique, combien de temps cela t'a pris de tout faire à la main ?
Perso ne n'est pas l'étape qui me plait le plus ... je pense que si je me lance dans un projet comme celui là la première acquisition que je me fait c'est l'imprimente 3D ... Ainsi pas de problème de défaut géométrique, et réduction du temps à passer manuellement sur la fabrication => j'aime quand c'est la machine qui travaille et qui fait exactement ce que je lui dit =) pendant ce temps je peux faire autre chose ! =)
En tout cas voir tout ce que tu as fais moi ça me donne limite envie de me lancer ! Surtout que j'ai pas mal de servo-moteur dynamixel AX-12 sous le coude qui peuvent, corrige moi si je me trompe, largement faire l'affaire pour un robot de la même taille que le tiens =)

Bref bonne continuation pour la suite ! =)

PS : ta carte "ADS1015 12-Bit ADC - 4 Channel with Programmable Gain Amplifier" te pose toujours problème ? ( le fait de ne pouvoir en avoir que 4 ou des truc du genre ? )
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philopat

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luLun 21 Avr 2014, 01:29

salut tout le monde!

merci Mike! ;)
mike118 a écrit:Par contre concernant la réalisation de ta partie mécanique, combien de temps cela t'a pris de tout faire à la main ?

:lol: ha ha désolé je n'ai pas vraiment compté! quand on aime, on ne compte pas... mais ça fait en effet beaucoup beaucoup d'heures.Pour te donner une idée, une decoupe de piece dans une tole en alu (une petite pièce de taille et complexité moyenne) me prendra facilement 1h , 1,5h (traçage,découpe,ébavurage)
la découpe se fait en plusieurs fois: débis, puis découpe grossière, puis découpe fine rapprochée.
ensuite faut faire les plis (compte 1/4h par pli ) puis les trous avec beaucoup de rigueur et de prudence pour rester précis.
5 à 10 min par trou...(je fais les trous en plusieurs passes pour rester dans l'axe, de petit à gros) puis ébavurage, ponçage,lavage genre 1/4h ou 1/2h par pièce...
bien entendu si tu es super bien équipé en machine outil de précision, tu fais tout ça en beaucoup moins de temps que moi.
=> mais le truc à savoir, c'est que la précision est vraiment utile pour les pièce de robot. et pour la précision il faut y aller doucement et par petites étapes. par exemple, même avec une machine, il ne faut pas vouloir enlever trop de matière à chaque passe (on table sur 0,05mm en général, pour l'alu) et l'avance est lente...
donc même à la main, tu peux faire très précis si tu y vas cool. :8):

-
mike118 a écrit:je pense que si je me lance dans un projet comme celui là la première acquisition que je me fait c'est l'imprimente 3D ... Ainsi pas de problème de défaut géométrique,

ouais c'est sûr! toutefois il te faudra tenir compte du retrait pour le plastique... (le plastique se rétracte en refroidissant)
donc on nervure bien la pièce pour qu'il n'y ait pas de déformation pendant le retrait.. etc...
et si tu utilises une table de fraisage CNC pour l'alu, c'est pareil... il te faut toujour controler tes outils de coupe, etc...
la machine travaille, mais il faut la surveiller, et bien préparer le travail (c'est aussi du travail! ;) )
quand tu étudies un proto d'étude, tu sais dés le départ que la def du robot ne sera pas reconduite pour la version ultérieure, donc il n'y a pas une grande perte d'effort à tout faire à la main. en revanche, si tu veux en faire plusieurs, ou les partager, c'est clair, le mieux c'est les machines 3D...

mike118 a écrit:En tout cas voir tout ce que tu as fais moi ça me donne limite envie de me lancer ! Surtout que j'ai pas mal de servo-moteur dynamixel AX-12 sous le coude qui peuvent, corrige moi si je me trompe, largement faire l'affaire pour un robot de la même taille que le tiens =)

je suis bien content que cela suscite l'envie d'en faire un! ::):
si tu as des servos dynamixel ax12, je pense qu'ils sont plus appropriés pour faire un robot humanoïde 2 fois plus grand que le mien (ils sont assez encombrant, lourds, mais coupleux : 50x32x40mm , 54g, et 15k.cm de couple) sinon de petite taille il risque d'être assez difforme à mon avis... :roll:

mike118 a écrit:PS : ta carte "ADS1015 12-Bit ADC - 4 Channel with Programmable Gain Amplifier" te pose toujours problème ? ( le fait de ne pouvoir en avoir que 4 ou des truc du genre ? )

je n'ai pas encore testé les cartes en question. Mais chose certaine, 16 retours capteurs ça fait pauvre pour un robot humanoïde de 32/34 moteurs. le palliatif serait d'ajouter un bus au besoin peut-être en ajoutant une carte mini-arduino dédiée... je n'en suis pas encore là ! ::-D:

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luLun 21 Avr 2014, 01:49

salut Thot! et tous...

Thot a écrit:Me tarde de le voir marcher.

Et bien voici la petite vidéo qui retrace un peu ce que j'ai fait jusqu'ici. :D
elle est peut-être lourde au chargement, mais je me suis amusé à faire un genre de petite vidéo sympatique. je pense que vous apprécierez! ;)

(cliquer sur l'image pour accéder à la vidéo:)
Image
(Patopion_a_marche__20avr2014.mp4)

Thot a écrit:Pour la geometrie, une simplification qui m'aide beaucoup c'est de negliger l'articulation du genou. Pour moi, la jambe est un segment de longueur variable. Ca aide beaucoup aux calculs de trigo.

je partage ton avis! mais la plupart des infos disponibles ne te donnent que les angles des articulations, c'est pourquoi je m'y suis conformé. de toute façon, c'est vraiment tres compliqué en 3D de faire intervenir toutes les articulations pour connaitre la position du bout du pied ou du talon selon le cas, dans les 3 directions (XY et Z). comme je disais, par exemple quand tu tournes le bassin en même temps que tu avances la cuisse, tu allonges le pas et tu changes les positions hauteur et latérale, et donc le centre de gravité... c'est valable pour toutes les autres combinaisons! :zzz:



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leon

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luLun 21 Avr 2014, 08:15

philopat a écrit:Et bien voici la petite vidéo qui retrace un peu ce que j'ai fait jusqu'ici. :D
elle est peut-être lourde au chargement, mais je me suis amusé à faire un genre de petite vidéo sympatique. je pense que vous apprécierez! ;)
Oui, c'est marrant comme vidéo, mais au final, on ne voit pas grand chose. Des séquences de 2 secondes maxi, ça fait "teaser", mais on aimerai en voir plus, regarder attentivement comment se comporte le robot, calmement, de différents angles de vues. Bref, je reste sur ma faim.

mais la plupart des infos disponibles ne te donnent que les angles des articulations, c'est pourquoi je m'y suis conformé.
Qu'est-ce que tu veux dire par là? Je n'ai pas compris. De quelles "infos disponibles" tu parles? Est-ce que ça signifie que tu ne vas pas essayer de programmer la cinématique inverse de Patopion?

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philopat

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luMar 22 Avr 2014, 21:47

Salut Leon!

leon a écrit:Oui, c'est marrant comme vidéo, mais au final, on ne voit pas grand chose. Des séquences de 2 secondes maxi, ça fait "teaser", mais on aimerai en voir plus, regarder attentivement comment se comporte le robot, calmement, de différents angles de vues. Bref, je reste sur ma faim.

:D l'effet "teaser" comme tu dis, est complétement voulu! c'était juste pour le fun...comme j'ai dit, je me suis amusé ;)
car en toute humilité, actuellement ce n'est qu'une machine qui marche en lui servant de béquille. Il n'y a rien de très excitant à voir ce petit robot marcher tel qu'il sait le faire encore.
Cependant, ce qui est intéressant, c'est qu'avec ces nouveaux petits moteurs au niveau des jambes, il peut visiblement marcher en supportant son poids tout seul, avec l'ajout des 2 bras nettement surdimensionnés.
Mais tel quel, il ne pourra pas supporter en plus la tête qui est bien trop lourde encore. Ce qui me laisse tout de même croire qu'il est donc très réaliste de le voir marcher tout entier avec bras, tête et batterie, après le changement de tous les servos des jambes pour une version en alu pro-tronik de 8,5kg.cm.
Même si un allégement global est nécessaire, ça reste tout à fait réaliste. Donc , pour moi, j'ai aujourd'hui une sorte de plateforme qui peut me permettre de finaliser un robot complet à terme (moyennant finance... :roll: ).
Chose qui pour moi, n'était pas envisageable lorsque je l'avais commencé juste avec ses 2 jambes. Je n'avais pas connaissance de ce genre de petits servomoteurs performants à ce moment là. Actuellement les servos des mollets et de la rotation des hanches (axe verticale) n'ont pas encore pu être changés. Pareil pour le torse. Donc il n'est pas encore vraiment prêt pour marcher seul. (pas assez de force à de multiples endroits).
ET puis en faisant cette petite vidéo , j'ai découvert le fait étonnant que les bras se prêtent vraiment bien au maintien du robot pendant la marche. Grâce à toutes les articulations du bras qui laissent le robot assez libre tout en le maintenant verticalement de manière légère. ::):

L'étape que je vais bientôt entamer est le contrôle de l'équilibre par le biais d'une petite centrale inertielle 9 degrés, I2C, que j'ai depuis un moment mais pas encore testée. d'ailleurs elle est fixée depuis un moment juste derrière l'arduino uno (elle est cachée).

leon a écrit:mais la plupart des infos disponibles ne te donnent que les angles des articulations, c'est pourquoi je m'y suis conformé. Qu'est-ce que tu veux dire par là? Je n'ai pas compris. De quelles "infos disponibles" tu parles?

Je parlais simplement des courbes de fonctionnement de la cinématique de la marche humaine. On a presque toujours dans les infos qu'on trouve sur le net, les variations des angles, mais rarement les variations xyz (dont voici un exemple: "two slower walking speeds on overground and treadmill" du JRRD/2005. Comme ça m'a beaucoup aidé au départ, alors j'ai fini par adopter le même principe. Tous les moteurs sont controlés par les positions angulaires des membres (en degrés). 8-)


leon a écrit:Est-ce que ça signifie que tu ne vas pas essayer de programmer la cinématique inverse de Patopion?

Décidement, tu ne la lâche pas l'idée de la cinématique inverse! :lol:
En toute honnêteté, je ne me suis pas encore posé la question jusqu'ici. Mais maintenant, ce que je commence à distinguer à l'horizon, c'est que probablement, je vais m'orienter vers un contrôle en cinématique complétement paramétrée et non pas simplement inverse. Je veux dire par là, qu' il faut pouvoir agir sur n'importe quel noeud et lire la position de n'importe quel autres selon n'importe quel référentiel! :col: et de plus, dans l'idéal, dans le domaine de la dynamique et non pas seulement cinématique... car avec l'énergie cinétique des mouvements, on a des déformations liées à la flexibilité qui ont l'air très importantes en pourcentage.
Aujourd'hui, Je pense que ça nécessiterait de l'acquisition de compétence, notamment en calcul matriciel si ça s'avère nécessaire... :mrgreen: on verra...
Tout ça c'est pour l'idéal bien sûr! car si c'est juste pour le fun, on peut se satisfaire d'un contrôle partiel ;)


-
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pfffiouuu encore une tartine! :oups:
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lordcuty

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Re: patopion - (petite base bipède humanoide)

Message non luMer 23 Avr 2014, 20:20

très beau projet, ça donne presque raison aux profs de nous apprendre tous ces trucs...
mais surtout de quels équations tu parles? et quel est cette feuille de calcul?
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