Wheel-legged hybrid robots are known to be extremely capable in negotiating different types of terrain as they combine the efficiency of conventional wheeled platforms and the rough terrain capabilities of legged platforms. The Micro-Hydraulic Toolkit (MHT), developed by Defence Research and Development Canada at the Suffield Research Centre, is one such quadruped hybrid robot. Previously, a velocity-level closed loop inverse kinematics controller had been developed and tested in simulation on a detailed physics-based model of the MHT in LMS Virtual.Lab Motion (VLM). The controller was employed to generate a variety of posture reconfiguration and navigation maneuvers in simulation, such as achieving minimum or maximum chassis height at specific wheel separations, orienting the chassis to a desired pitch angle, or negotiating simulated rough terrain. In this thesis, the aforementioned inverse kinematics controller was improved upon, optimized and adapted to function on the physical MHT vehicle, located in Suffield, Canada. In addition, as a first step towards identifying the deficiencies of the VLM model and, ultimately, validating the model, actuator performance was measured for open loop step and ramp inputs and compared to the simulation results. With the controller implemented on MHT, a subset of the posture reconfiguration and navigation maneuvers previously performed in simulation were tested on the MHT and the robot performance was evaluated. Furthermore, a parametrized algorithm for statically stable step-climbing was developed and successfully verified on the MHT for different step heights. / Les robots à locomotion articulée sur roues ont la capacité de circuler sur différents types de terrain avec aise, puisqu'ils combinent l'efficacité énergétique des véhicules conventionnels munis de roues et la capacité de se déplacer sur une surface irrégulière des systèmes équipés de pattes. Le Micro-Hydraulic Toolkit (MHT) est un robot quadrupède développé par Recherche et développement pour la défense Canada au centre de recherches de Suffield qui se situe dans cette catégorie. Cette machine est dotée de quatre pattes articulées qui se terminent chacune par une roue. Précédemment, un mécanisme de contrôle cinématique inverse à boucle fermée a été développé et testé en simulation sur un modèle détaillé du MHT à l'aide du logiciel LMS Virtual.Lab Motion (VLM). L'objectif de ce contrôleur était de générer des commandes cinématiques aux joints du robot afin de reconfigurer la posture de celui-ci et d'effectuer des manœuvres de navigations. Dans cette thèse, le contrôleur cinématique inverse est adapté et optimisé pour fonctionner avec le robot MHT. Afin d'identifier les erreurs du modèle du robot sur VLM et de contribuer à la révision du modèle, des expériences ont été effectuées à boucles ouvertes sur les joints du robot en utilisant des commandes en échelon et en rampe. Les résultats de ces tests ont par la suite été comparés avec ceux obtenus en simulation. Puis, après que le contrôleur fut implémenté sur MHT, une séquence de reconfigurations de posture précédemment testée en simulation a été testée sur le robot, et la performance de celui-ci a été évaluée. Finalement, un algorithme paramétré visant à permettre à MHT de monter une marche a été développé et testé avec succès sur le robot avec différentes hauteurs de marches.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121349 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Wong, Christopher |
| Contributors | Inna Sharf (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Mechanical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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