The research presented in this dissertation discusses the development of a humanoid biped robot from the planning stage to biped walking focusing on low level control. Concepts in hardware design, posture manipulation, and hybrid joint control, that are novel in humanoid robotics, are presented and entirely verified in hardware experiments. Decisive for the future performance of the robot is a careful selection of an appropriate motor-gear-combination during hardware design, as oversized actuators increase the total weight of the robot, thus deteriorating the walking performance. A systematic procedure for actuator selection based on optimal control is discussed. When replaying precalculated trajectories with a humanoid robot, it is often desirable to modify the posture of the robot thus compensating for control errors or adapting the trajectory for new situations. This task can be accomplished by a method termed Jacobi Compensation. A walking controller based on the inverted pendulum method is implemented on the humanoid UT-Theta. This robot is equipped with an innovative knee joint allowing to switch between actuated motion and free swinging. To ensure smooth and reliable operation with this joint, a hybrid, nonlinear, time optimal knee controller has been implemented.     «

The research presented in this dissertation discusses the development of a humanoid biped robot from the planning stage to biped walking focusing on low level control. Concepts in hardware design, posture manipulation, and hybrid joint control, that are novel in humanoid robotics, are presented and entirely verified in hardware experiments. Decisive for the future performance of the robot is a careful selection of an appropriate motor-gear-combination during hardware design, as oversized actuato...     »

Die Dissertation beschreibt die Entwicklung eines humanoiden Laufroboters von der Planungsphase bis zum zweibeinigen Gehen, wobei der Schwerpunkt bei elementaren Regelungsaufgaben liegt. Es werden Konzepte der Hardwaregestaltung, der Anpassung der Körperhaltung und der Regelung hybrider Gelenke vorgestellt und in Experimenten validiert, deren Einsatz auf dem Gebiet humanoider Laufroboter neu ist. Ein systematischer Ansatz hilft in der Entwurfsphase des Roboters eine Motor-Getriebe-Kombination auszuwählen, die den späteren Anforderungen entspricht. Zur Regelung von Laufrobotern wird ein Verfahren beschrieben, das es erlaubt, vorausberechntete Bewegungstrajektorien zu modifizieren, während sie vom Roboter ausgeführt werden. Eine Gangregelung für den Humanoiden UT-Theta wird präsentiert, wobei insbesondere dessen innovative Kniekonstruktion berücksichtigt wird, die ein Umschalten zwischen aktivem Antrieb und passivem Schwingen des Unterschenkels ermöglicht.     «

Die Dissertation beschreibt die Entwicklung eines humanoiden Laufroboters von der Planungsphase bis zum zweibeinigen Gehen, wobei der Schwerpunkt bei elementaren Regelungsaufgaben liegt. Es werden Konzepte der Hardwaregestaltung, der Anpassung der Körperhaltung und der Regelung hybrider Gelenke vorgestellt und in Experimenten validiert, deren Einsatz auf dem Gebiet humanoider Laufroboter neu ist. Ein systematischer Ansatz hilft in der Entwurfsphase des Roboters eine Motor-Getriebe-Kombination au...     »