BIO-INSPIRÁLT, KÖLTSÉGHATÉKONY,CSÖKKENTETT HOLTJÁTÉKÚ BIPEDÁL ROBOTÉS EGY ÚJSZERŰ KONCEPCIÓ: AZ EMULÁLT

ELASZTIKUS AKTUÁTOR

Ph.D. disszertáció tézisei

Veres József

Konzulens:Dr. Cserey György

Pázmány Péter Katolikus EgyetemInformációs Technológiai Kar

Budapest, 2013

2

Bevezetés, kitűzött feladatok

A bipedál robotok kutatása két szempontból is fontos. Egyrész-ről, hogy olyan járó robotot alkothassunk ami képes seǵıtségetnyújtani az embereknek. Például, egy nukleáris katasztrófa es-etén, ami sajnos nem is olyan régen a japán Fukushima erőműnélis megtörtént, egy bipedál robot bevethető lenne, amivel em-beréleteket lehetne megmenteni. Másrészről, a kétlábú robotokterületén végzett kutatások, seǵıthetnek abban is, hogy job-ban megértsük mozgásszervi betegségeket, például az agyvérzéstkövető mozgásszervi rehabilitáció kapcsán, vagy akár, hogy hogy-an késźıthetnénk jobb alsó végtagi protéziseket.A felső kategóriás emberszerű bipedál rendszerek rendḱıvűl

költségesek. Van néhány alsó kategóriás kétlábú robot, példáulaz Aldebaran Robotics által késźıtett NAO, amit az egyetemikutatások során használnak. Ezek a robotok általában olyanrobotikus csuklókat tartalmaznak amelyek standard alkatrészek-ből állnak. Így a gyártási pontatlanság a hajtás tekintetébenszignifikáns holtjátékot okoz, ami a vezérlés szempontjából egyerős nem-lineáris jelenség.Ezért, kutatásaim elején igyekeztem a bipedál robot-

ok hajtásánál fellépő nem-lineáris jelenségek egy problé-májára megoldást adni azáltal, hogy egy bio-inspiráltalacsony költségvetésű robotikus csuklót tervezek amelypermanens mágneses léptető motoron és alacsony szintűakt́ıv vezérlésen alapszik.A nem-lineáris jelenségek mellett, a járás természeténél fogva

magában foglal olyan dinamikákat is amelyeket a klasszikusrobotikának az elmélete nem fed le. Hiszen az ipari robotokkal

3

szemben, a járó, futó vagy lépcsőn felmenni képes kétlábú robot-ok alapvetően más megközeĺıtést igényelnek.A robotikának egy új területe van kialakulóban a dinamikus

járó robotok. 2006-ban, egy új nemzetközi konferenciát hoz-tak létre, hogy megoszthassák egymással az ezen területen dol-gozó kutatók a kutatási eredményeiket. A központi témák közétartoznak az energia hatékonyság, a dinamikus stabilitás és azengedékeny aktuátorok témakörei. Az engedékeny (nem merev)aktuátorokról kiderült, hogy létfontosságúak a környezettel valóalapvető interakció miatt. Az alatt a félév alatt, amı́g NotreDame-ben lehetőségem nýılt bekapcsolódni James SchmiedelerLocomotion And Biomechanics Laboratory csoportjának a ku-tatómukájába, megérthettem a klasszikus robotika elméleténekkorlátait. Hazatérésem után, egy újszerű koncepción kezdtem eldolgozni, amelynek a seǵıtségével a bipedál robotok dinamikájaegy új szintre emelhető.Ezért, a kutatásaim végén egy olyan újfajta robotikus

aktuátor létrehozásának a lehetőségét vizsgáltam amelyképes szoftveresen emulálni különböző t́ıpusú elasztikusviselkedéseket avagy létrehozni egy olyan eredendő ru-galmasságot amely elengedhetetlen a dinamikus mozgás-hoz.Ennek az újszerű koncepciónak a seǵıtségével, ellentétben a

meglévő mechanikai megoldásokkal (mint például az SEA [8])amelyek a legtöbb esetben egy fix elasztikus viselkedésre korlá-tozódnak, lehetőség nýılna az elasztikus viselkedés megváltoz-tatására akár valós időben is. Figyelembe véve a tényt, hogya rugalmasság emulálása szoftveresen történne, akár egzotikusnem-lineáris karakterisztikák is megvalóśıthatóvá válnának.

4

A vizsgálatok módszerei

A kutatásaimat a robotikán belül a járó robotok területéneklegújabb eredményei motiválták. Kutatásaim során számos disz-cipĺınához tartozó eszköztárat és kutatást seǵıtő szoftvert alkal-maztam. Munkám során fontosnak tartottam, hogy az elméletiléırás mellett, hardveres megvalóśıtás is létrejöjjön.A tervezett rendszerek szimbolikus léıráshoz Mathematica 8

szoftvert használtam a Wolfram Research Inc.-től. A modelleknumerikus vizsgálata során a MATLAB 2010-et használtam aMathWorks Inc.-től amelynek számos toolbox-ja volt seǵıtségem-re a szimulációk során. Az elektronikai eszközök működését aNational Instruments Electronics Workbench-ben teszteltem. Ahardveres környezet megalkotásához a nyomtatott áramköröketaz Altium Designer 10-ben terveztem. A főbb vezérlési felada-tokat PIC t́ıpusú Microchip Inc. gyártmányú 16 és 32 bitesmikrokontrollerek seǵıségével végeztem el. A mechanikai CADszoftverek közül a Solidworks 2010-et használtam, amely nagyseǵıtségemre volt a működő hardveres implementációk késźıtésesorán, lehetővé téve a szimulációs eredmények ellenőrzését.Mind a permanens mágneses léptetőmotor (PMSM) és mind

a hibrid léptetőmotor (HSM) modelljét felhasználtam a szimulá-cióim során az aktuátorok pontos viselkedésének vizsgálatához.Az emulált elasztikus aktuátor (EEA) esetében a Hooke és aKelvin-Vought féle elasztikussági modellt használtam. A nem-lineáris t́ıpusú elasztikus viselkedés vizsgálata során a bemu-tatásra kerülő két szabadsági fokú robotláb dinamikájának azegyenlete a rendszer energiáján alapuló Lagrange-Euler metó-dus seǵıtségével került meghatározásra.

5

Új tudományos eredmények

1. Tézis: Bio-inspirált megoldás egy a költséghatékony robotikusaktuátorokat érintő nem-lineáris jelenségre.

A robotikában leggyakrabban alkalmazott beavatkozók azelektromos motorok. Ezekre általánosságban jellemző, hogy azáltaluk mozgatott csukló ḱıvánt szögsebességénél több nagyság-renddel gyorsabban forognak. Ezért áttételeket alkalmaznak,hogy a ḱıvánt sebességet elérjék. Ekkor viszont a legtöbb eset-ben az erőátvitel folytonossága leromlik a belépő holtjáték mi-att. Ez egy erős nem-lineáris jelenség amely statikus esetbencsak poźıcionálási hibát okozhat, de dinamikus esetben akároszcillációkhoz is vezethet, jelentősen lerontva a visszacsatoltszabályzás teljeśıtményét.A holtjáték hatásának Stribeck féle surlódási modellre épülő

kompenzációja nemrég került publikálásra [9, 10]. Szabályzókatés adapt́ıv szabályzókat is terveztek [11–13] olyan mechanikairendszerekhez amelyeknek jelentős mértékű holtjátékkal rendel-keznek. Humanoid robotok genetikus algoritmus alapú holtjátékkompenzációját pedig a [15] mutatja be.

Általánosságban elmondható, hogy a jelenlegi megoldásokigénylik a rendszer részletes, időfüggő modelljének a meglététamely a gyakorlatban általában nem áll a rendelkezésünkre.Ezért a professzionális robotikai aktuátorokban egy igen költ-séges mechanikai megoldást, a hullámhajtást alkalmazzák, aközel nulla holtjáték eléréséhez. Ennek a mechanikai megoldás-nak a hátránya az erőátvitel megnövekedett rugalmassága és ter-mészetesen a nagyon magas költsége is. Egy tipikus humanoid

6

robotban több t́ız aktualizált csukló található, ezért szükséglenne egy költséghatékony robotikus aktuátorra amely csökken-tett holtjátékkal rendelkezik.

A tézishez kapcsolódó publikáció: [2].

7

1.1. Az emberi izomzat flexor-extensor mechaniz-musának az inspirációja alapján megterveztem ésmegvalóśıtottam egy PMSM alapú robotikus csuk-lót és kidolgoztam egy alacsonyszintű vezérlő algo-ritmust aminek a seǵıtségével bemutattam, hogya robotikus csukló holtjátéka egy nagyságrenddelcsökkenthető.

Ahhoz, hogy a megfelelő szabályzás biztośıtott legyen, mégalacsony fordulatszám mellett is, a tervezett aktuátor perma-nens mágneses léptetőmotorokra (PMSM) épül, amelyek elek-tronikus kommutációja digitálisan vezérelt zárt-hurokkal történővisszacsatolással rendelkezik. A csukló adott eredeti holtjátéknagyságának az ismeretében egy alacsonyszintű algoritmust dol-goztam ki az effekt́ıv csukló holtjáték csökkentésére, felhasz-nálva ugyanazt a mikrovezérlőt amely a motorok zárt-hurkúkommutációját is végzi. Az algoritmus vizsgálatára kidolgoz-tam egy öt tömeg pontú dinamikus modelt, amely tartalmazzaa nem-lineáris holtjáték modellt és a pontos motor modellt is.Numerikus szimuláción keresztül vizsgáltam a folyamatos előre-hátra történő mozgást, mivel a mozgás irányának a megvál-tozása nagy jelentőségű a vizsgált jelenség szempontjából. Azoka ennek, hogy a holttéren való áthaladás közben megszűnika forgatónyomaték átvitel, majd amikor hirtelen a kontaktusújra létrejön a létrejövő lökés akár tönkre is teheti a meghaj-tást. 1.(a) ábra egy irányváltást mutat ahol jól látható a holt-téren való áthaladás, majd az 1.(c) ábra pedig ugyancsak aszimulációs eredményeit mutatja ugyan annak az irányváltás-nak csak a holtjáték csökkentő algoritmus használatát követően.

8

Figure 1: Összehasonĺıtás a szimulációs (a,c) és ḱısérleti mérési(b,d) eredmények között, a javasolt robotikus csukló holtjátékcsökkentéssel (c,d) és anélkül (a,b) végzett irányváltása közben.

Ahhoz, hogy az elméleti eredményeket alátámaszthassam mé-résekkel, megterveztem és megvalóśıtottam az általam javasoltmegoldást hardveres környezetben. Az 1.(b) ábrán látható azelőző szimulációval megegyező mozgáshoz tartozó ḱısérleti méréseredménye holtjáték redukció nélkül. Az 1.(d) ábrán pedig aholtjáték csökkentéssel történő mérés eredménye látható. Azeredmények alapján az átlagos effekt́ıv holtjáték mérétke egynagyságrendel csökkenthető.

Az altézishez kapcsolódó disszertáció fejezet: II.

9

2. Tézis: Az emulált elasztikus aktuátor (EEA) újszerű kon-cepciója lineáris és nem-lineáris karakterisztikájú rugalmasságmegvalóśıtásához.

A klasszikus robotika szerint a meghajtás és a terhelés közöttaz erőátvitelnek nagyon merevnek kell lennie. Az utóbbi év-tizedben ez a fajta "the stiffer the better" trad́ıció megváltoznilátszik. Manapság egyre nő a népszerűsége az engedékeny (azangolszász szóhasználatban "compliant") aktuátoroknak. En-nek egyik oka az, hogy ı́gy lehetőségünk nýılik a merev erőátviteladta korlátok leküzdésére mechanikai sokk tűrés, erő szabály-zás, stabilitás és biztonságos ember-gép együtt működés tekin-tetében. Ezen aktuátorok közül talán a legérdekesebb és amia legnagyobb jelentőséggel b́ır az a soros elasztikus aktuátor(SEA) [8]. Ez a koncepció egy fizikai rugót használ sorba kap-csolva a hagyományos aktuátor kimenetével. Előnyös tulajdon-ságai ellenére jelentős korlátja az SEA-nak, hogy ahhoz, hogya csukló eredő elasztikusságát módośıtani tudjuk a benne lévőrugót ki kell szerelnünk és egy megfelelőt kell visszatennünk ahelyére.Az előbbiek fényében, megvizsgáltam annak a lehetőségét,

hogy nagysebességű lokális kontroll seǵıtségével az aktuátor ter-mészetes dinamikáját meg lehessen változtatani. Pontosabban,hogy megtervezzek és implementáljak egy olyan aktuátort amiképes különböző elasztikus viselkedés emulálására.

A tézishez kapcsolódó publikáció: [7].

10

2.1. Kidolgoztam egy olyan teljesen elektromos ak-tuátor koncepcióját, amely a series elastic actuator-al szemben - amelyet a mai state-of-the-art dinami-kus járó robotokban használnak -, lokális nagy se-bességű szoftveres kontroll seǵıtségével képes fizikairugalmasság megvalóśıtására, rugó felhasználása nél-kül.

Egy újszerű, teljesen elektronikus, a csukló változtathatóelasztikusságának emulálási koncepcióját javasoltam bipedál ro-botokhoz és más alkalmazási területekre (szabadalom beadva).Emulált elasztikus aktuátornak neveztem el a soros elasztikusaktuátor után. Az ötlet alapja egy olyan mechanizmus aminagyon kis áttétellel rendelkezik, nagy mértékben visszamoz-gatható és praktikusan nulla holtjátéka van, majd emellé véveegy elektronikus motort nagysebességű lokális kontrollal amivelelőálĺıtjuk a ḱıvánt pillanatnyi forgatónyomatékot, hogy a fizikairugó viselkedését utánozni tudjuk. A legfontosabb feltétel, hogya kontroll lokális legyen, hogy a nagy sebességű működést biz-tośıtani lehessen (több mint 20 000 iteráció/másodperc). Ezidáiga tipikus leggyorsabb kontroll az 1000-2000 iteráció/másodperctartományba esett ami legalább egy nagyságrendel kevesebb.A koncepció alapos vizsgálatához a rendszer részletes modelljétis kidolgoztam beleértve a hibrid léptetőmotor (HSM) mod-elljét és a kommutálást végző elektronika modelljét is. A motornem-lineáris dinamikáját linearizáltam poźıció visszacsatolásonkeresztül. Az elméleti eredmények alátámasztásához valós hard-veres tervezés és implementáció is készült.

Az altézishez kapcsolódó disszertáció fejezet: III.2

11

2.2. Felhasználva a Hooke és a Kelvin-Voight féleelasztikussági modellt bemutattam, hogy az emuláltelasztikus aktuátor koncepciója alkalmas lineáris ka-rakterisztikájú fizikai rugalmasság létrehozására, to-vábbá bemutattam hogy pozit́ıv, de akár negat́ıvcsillaṕıtás is megvalóśıtható vele.

Az EEA koncepciójának a seǵıtségével két lineáris elasztikusviselkedést vizsgáltam. Az egyszerű Hooke és a Kelvin-Voightféle elasztikus modellt implementáltam különböző elasztikusságiparaméterek mellett. Az utóbbi modell azért fontos mert aHooke féle rugalmasság mellett csillaṕıtást is tartalmaz. Azegyenlet rotációs esetre a következőképpen néz ki

τkv = −kΔθs − ηdθs

dt, (1)

ahol τkv a rugó és a csillaṕıtó tag következtében létrejövő for-gatónyomaték és η a vizskózusság (N m s / rad) paramétere.Negat́ıv η választásával, a koncepció túl lép a passźıv rend-

szerek korlátain, negat́ıv csillaṕıtás létrehozásával. A 2.(a) ábraegy szimulációs eredményt ábrázol ahol k = 44.5 Nm/rad ésη = −1.28× 10−3 N m s / rad.A szimulációs eredmények validálásához valós hardveres im-

plementáció is készült. Az azonos paraméterekkel történő ḱısér-leti mérés eredménye a 2.(b) ábrán látható ahol jól látható, hogya mérés jól alátámasztja a szimulációs eredményt.

12

Figure 2: A szimulációs (a) és a ḱısérleti (b) eredmények össze-hasonĺıtása amelyek a rendszer Kelvin-Voight féle elasztikusmodell emulálását mutatják k = 44.5 Nm/rad és η = −1.28 ×10−3 N m s / rad paraméterek mellett.

Az altézishez kapcsolódó disszertáció fejezet: III.4

13

2.3. Az emulált elasztikus aktuátor koncepcióját ki-terjesztettem nem-lineáris elasztikus viselkedésre.Egy egylábú robot megtervezésével és modellezésé-vel, amelyet az Euler-Lagrange módszer szerint vé-geztem, bemutattam hogy a state-of-the-art rugal-mas aktuátorokkal szemben az EEA-val könnyenátkonfigurálható nem-lineáris karakterisztikájú elasz-tikus viselkedés valóśıtható meg.

Bevett szokás a lábakat rugókként modellezni [16, 17]. Aföldetérés alatt a virtuális rugó összenyomódása imitálja a lábakviselkedését ahogy azok a földetérés erejét tomṕıtják. Nyilván-valóan, nem csak a mi lábunk viselkedése modellezhető rugókkal,hanem a bipedál robotoké is. Ahhoz, hogy egy egyszerű lineáriskarakterisztikájú virtuális rugó jöjjön létre, nem-lineáris elasz-tikusságra van szükség a csuklóknál csakhogy még a state-of-the-art aktuátorok is lineáris karakterisztikára korlátozódnak.A nem-lineáris rugók emulálásának a vizsgálatához, tervez-

tem és implementáltam egy két szabadsági fokú, alulvezérelt,egy lábú robotot. A robot dinamika egyenletének a feĺırásáhozaz energia alapú Euler-Lagrange módszert használtam. Ahhoz,hogy lineáris karakterisztikájú virtuális rugót hozzunk létre egynem-monoton, nem-lineáris elasztikusságot definiáltam

τns = −2knsl2 cos

(θ

2

)[

sin

(θr

2

)

− sin

(θ

2

)]

, (2)

ahol az ns index a nem-lineáris rugóra utal, τns(θ) a forgató-nyomaték-elfordulás karakterisztika és θr nyugalmi szög. A ka-pott szimulációs eredményeket valós hardveres környezetben ḱı-

14

0 20 40 60 80

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.1

ns

Figure 3: Nem-lineáris forgatónyomaték-elfordulás karak-terisztikája (τns(θ)) a csukló elasztikusságának amely aḱıvánt lineáris karakterisztikájú virtuális rugót hozza létre.(kns = 1, l = 1, θr = 45

◦).

sérleti mérésekkel igazoltam, ahol az eredmények jól alátámasz-tották az emulálás működőképességét.

Az altézishez kapcsolódó disszertáció fejezet: III.5

15

Eredmények alkalmazási területei

A munkám során elkészült algoritmusok és implementációk min-degyike valós alkalmazási területeken felmerülő problémákra admegoldást.Az első tézis csoport eredménye remélhetőleg megoldást ad-

hat olyan robotikus csuklók létrehozására nagy szabadsági fok,alacsony előálĺıtási költség és csökkentett holtjáték mellett. Pél-dául a 30 vagy annál is több szabadsági fokkal rendelkező hu-manoid robotok esetében kimondottan előnyös hiszen ı́gy többt́ız igen drága hulláhajtás használata válik szükségtelenné. Teháta bemutatott megoldás ajánlott minden közepes költségvetésűhumanoid és járó robot alkalmazás területén.A második tézis csoport esetében az eredmények fő felhaszná-

lási területe a dinamikus robotok. Hiszen egy olyan újfajtatisztán elektromos aktuátor került bemutatásra amely a SEAújszerű alternat́ıvája. Ezért aztán az emulált elasztikus ak-tuátor minden olyan alkalmazási területen használható ahol azSEA. Például akár a járó, futó és ugró robotokba. Remélhető-leg az EEA használatával a humanoid robotok mozgása mégdinamikusabbá és emberszerűbbé válhat. Emellett, a modernipari manipulátorokban is használható amely a lehetséges alkal-mazási területeket az ipari felhasználással is bőv́ıti. Ezek a ma-nipulátorok tovább növelhetik az ember és robot együttműködé-sének a biztonságát. Emellett az ipar más területein is előnyöslehet az a tulajdonsága, hogy elasztikus viselkedés emulálásáraképes. Például a szolgáltató iparban vagy az autóiparban tek-erőkben, kapcsolókban ahol programozható erő-elmozdulás karak-terisztikát valóśıthatna meg (pl.:BMW iDrive kezelő felületében).

16

Köszönetnyilváńıtás

Először is, szeretném megköszönni önzetlen támogatását, seǵıt-ségét és belém vetett hitét témavezetőmnek Cserey Györgynek.Hálás vagyok a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Informá-

ciós Technológia Karának és az Interdiszciplináris Műszaki Tu-dományok Doktori Iskolának, ezeken belül is különösen NyékynéGaizler Juditnak, Roska Tamásnak és Szolgay Péternek, hogybiztośıtották mindazon feltételeket és eszközöket amik szüksége-sek voltak a sikeres munkavégzéshez.Szeretnék köszönetet mondani Tar Ákosnak, a már nagyon

hosszú ideje tartó közös munkáért és inspiráló beszélgetésekért.Hálás vagyok a Robotika laborban dolgozó közvetlen kol-

légáimnak Sárkány Norbertnek, Rák Ádámnak, Hóz Norbertnek,Jákli Balázsnak és Gombkötő Ákosnak seǵıtségükért, tanácsaik-ért és a szakmai beszélgetésekért.Szeretnék köszönetet mondani továbbá a többi PhD-hallga-

tónak és barátaimnak seǵıtségükért, különösen Tisza Dávidnak,Vizi Péternek, Rudan Jánosnak, Tuza Zoltánnak, Szolgay Dáni-elnek, Kiss Andrásnak, Tornai Gábornak, Füredi Lászlónak,Kárász Zoltánnak, Kovács Andreának, Szabó Vilmosnak, Tor-nai Kálmánnak, Varga Balázsnak, Pilissy Tamásnak, TiboldRóbertnek, Balogh Ádámnak és László Endrének.Külön köszönöm a beszélgetéseket és ötleteket Szederkényi

Gábornak, Bankó Évának, Weiss Bélának, Karacs Kristóf nakés Tihanyi Attilának.Köszönöm a végtelen türelmet és seǵıtőkészséget Vida Tiva-

darnénak, Andorján Ĺıviának, Haraszti Istvánnének és MikesyJuditnak és a többi adminisztrat́ıv és pénzügyi személyzetnek.

17

Külön köszönet Gyöngy Miklósnak és Cserey Zsófiának, akiknagyon sokat seǵıtettek az angol változat megszületésében.Köszönettel tartozok a Nemzeti Fejlesztési Terv Gazdaság és

Versenyképesség Operat́ıv Programjának (GVOP-KMA), az Of-fice of Naval Research-nek (ONR), az amerikai kinttartózkodá-somért a University of Notre Dame du Lac és a Hiteles-emberalaṕıtványak anyagi támogatásukért.

Végül, de távolról sem utolsó sorban szeretném megköszönni,és őszinte hálámat kifejezni Édesanyámnak és Édesapámnak, éscsaládomnak akik minden tőlük telhetőt megtettek azért, hogya kutatásra tudjak összepontośıtani.

Köszönöm szerető jegyesemnek, Zsófinak a kitartását,türelmét, bátoŕıtását a legnehezebb pillanatokban is!

18

Publikációs lista

A szerző folyóiratbeli publikációi

[1] B. Soós, Á. Rák, J. Veres, and G. Cserey, “Gpu boostedcnn simulator library for graphical flow-based programma-bility,”EURASIP Journal on Advances in Signal Processing,vol. 2009, p. 8, 2009.

[2] J. Veres, G. Cserey, and G. Szederkényi, “Bio-inspiredbacklash reduction of a low-cost robotic joint using closed-loop-commutated stepper motors,”Robotica, vol. FirstView,pp. 1–8, 2013.

A szerző nemzetközi konferenciapublikációi

[3] Á. Tar, J. Veres and G. Cserey, “Design and realization ofa biped robot using stepper motor driven joints,” in Mecha-tronics, 2006 IEEE International Conference on, pp. 493–498, IEEE, 2006.

[4] B. Soós, Á. Rák, J. Veres, and G. Cserey, “Gpu pow-ered cnn simulator (simcnn) with graphical flow based pro-grammability,” in Cellular Neural Networks and Their Ap-plications, 2008. CNNA 2008. 11th International Workshopon, pp. 163–168, IEEE, 2008.

19

[5] N. Hóz, J. Veres, and G. Cserey, “Hall position encoder-based touch surface,” in Advanced Intelligent Mechatron-ics (AIM), 2011 IEEE/ASME International Conference on,pp. 220–225, IEEE, 2011.

[6] N. Sárkány, G. Cserey, Á. Tar, and J. Veres, “Designof a biomechatronic hand (bmt-h) actuated by the flexor-extensor mechanism,” in Advanced Intelligent Mechatron-ics (AIM), 2011 IEEE/ASME International Conference on,pp. 446–450, IEEE, 2011.

A szerzőhöz kapcsolódó bejelentett szabadal-mak

[7] J. Veres, Á. Tar, and G. Cserey,“Hajtómechanizmus.”Hun-garian Patent, No. P1200012/1.

[8] Á. Tar, J. Veres and G. Cserey, “Érzékelő eszköz.” Hungar-ian Patent, No. P1100633/1.

20

A tézisfüzethez kapcsolódópublikációk jegyzéke

[9] G. Pratt and M. Williamson, “Series elastic actuators,” inIntelligent Robots and Systems 95. ’Human Robot Interac-tion and Cooperative Robots’, Proceedings. 1995 IEEE/RSJInternational Conference on, vol. 1, pp. 399–406 vol.1,1995.

[10] L. Márton and B. Lantos, “Control of mechanical systemswith stribeck friction and backlash,” Systems & ControlLetters, vol. 58, no. 2, pp. 141–147, 2009.

[11] L. Márton, “Adaptive friction compensation in the presenceof backlash,” Journal of Control Engineering and AppliedInformatics, vol. 11, no. 1, p. 3, 2009.

[12] M. Nordin and P. Gutman, “Controlling mechanical sys-tems with backlash–a survey,”Automatica, vol. 38, no. 10,pp. 1633–1649, 2002.

[13] R. Kalantari and S. Foomanr, “Backlash nonlinearity mod-eling and adaptive controller design for an electromechan-ical power transmission system,” Scientia Iranica Transac-tion B: Mechanical Engineering, vol. 16, no. 6, pp. 463–469,2009.

[14] R. Merzouki and J. Cadiou, “Estimation of backlash phe-nomenon in the electromechanical actuator,”Control Engi-neering Practice, vol. 13, no. 8, pp. 973–983, 2005.

21

[15] B. J. Jung, J. S. Kong, B. H. Lee, S. M. Ahn, and J. G.Kim, “Backlash compensation for a humanoid robot us-ing disturbance observer,” in Industrial Electronics Soci-ety, 2004. IECON 2004. 30th Annual Conference of IEEE,vol. 3, p. 2142-2147, 2005.

[16] J. S. Kong, B. J. Jung, B. H. Lee, and J. G. Kim,“Nonlinearmotor control using dual feedback controller,” in IndustrialElectronics Society, 2005. IECON 2005. 31st Annual Con-ference of IEEE, p. 6, 2006.

[17] Y. Blum, S. Lipfert, and A. Seyfarth, “Effective leg stiff-ness in running,” Journal of biomechanics, vol. 42, no. 14,p. 2400-2405, 2009.

[18] A. Seyfarth, A. Friedrichs, V. Wank, and R. Blickhan, “Dy-namics of the long jump,”Journal of Biomechanics, vol. 32,no. 1259, p. 1267, 1999.

22