I nte rna t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n   ( I J RA )   Vo l.   4 ,   No .   2 J u n e   201 5 ,   p p .   93 ~ 97   I SS N:  2089 - 4856           93       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J RA   M o dificatio n and   Actuator M ini m i z a tion  o t h H ip  Leg  Jo int  i a   Bipeda l Robo t a  P ro po sed Desig n         Nir m a ly a   T ripa t hi* Aj a y   T iw a ri* *   D e p a rt m e n o f   M e c h a n ica l   En g in e e rin g ,   Un iv e rsity   o f   P e tro leu m   a n d   E n e rg y   S tu d ies ,   I n d ia     * *   De p a rt m e n o f   M e c h a n ica En g in e e rin g ,   Ru n g ta Co l leg e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   In d ia         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   9 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   A p r   2 5 ,   2 0 1 5   A cc ep ted   Ma y   1 2 ,   2 0 1 5       In   re c e n ti m e s,  th e re   h a v e   b e e n   n u m e ric  a p p li c a ti o n o f   Bip e d   Ro b o ts.   In   th is  p a p e r,   a   p r o p o se d   u p p e leg   h ip   d e sig n   o f   a   b ip e d   w a d e v e lo p e d   tak in g   c o st  re d u c ti o n   a n d   o p ti m iza ti o n   a f a c to rs  f o c o n sid e ra ti o n .   T h e   p ro p o se d   s y ste m   in tro d u c e a   n o v e m e th o d   w h ich   c o n sists   o f   a   v ib ra ti o n   re d u c ti o n   (V R)  DC  ste p p e m o to r,   m icro c o n tr o ll e r,   m icro p ro c e ss o a n d   g e a rin g   a rra n g e m e n t.   T h e   p ro g ra m   in   th e   m icro p ro c e ss o is  so   d e sig n e d   t h a it   g iv e s a   f ix e d   n u m b e o f   c y c les /step to   t h e   V R   DC  ste p p e m o to i n   c lo c k w ise   a n d   th e re a f ter  in   a n ti - c lo c k w ise   d irec ti o n .   T h is  tu rn i n g   m o v e m e n c a n   th e n   b e   tran sm it ted   to   th e   g e a rin g   sy ste m   w h ich   p re c ise l y   m o v e o n e   u p p e leg   w h e n   th e   V DC  ste p p e m o to m o v e in   c lo c k w is e   d irec ti o n ,   w h il e   th e   o t h e u p p e leg   re m a in sta ti c ,   a n d   v ic e - v e rs a .   I h a b e e n   o b se rv e d   th a th is  n e p ro p o se d   sy ste m   m a y   re d u c e   th e   c o st  o v e rh e a d ,   w e ig h a n d   t h e   e n e rg y   c o n su m p ti o n   i n c u rre d   b y   w o rk in g   o n   a   sin g le  V DC  ste p p e m o to w h il e   c o n v e n ti o n a ll y   t w o   ste p p e m o to rs  a re   u se d   to   g iv e   th e   m o ti o n   o f   th e   t w o   u p p e leg in   a   b i p e d .     K ey w o r d :   A ct u ato r s   Her r in g b o n g ea r   Mic r o co n tr o ller   M in i m ize   VR   DC   Step p er   Mo to r     Co p y rig h ©   2015   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nir m al y T r ip ath i,    Dep ar t m en t o f   Me ch a n ical  E n g in ee r i n g ,   Un i v er s it y   o f   P etr o leu m   a n d   E n er g y   St u d ies,   E n er g y   Acr es,  P . O.   B id h o li,  D eh r ad u n ,   2 4 8 0 0 7 ,   I n d ia.   E m ail:  n tr ip ath i @ d d n . u p es.a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N     A   b ip ed   r o b o is   r o b o th at  s i m u late s   t h ac tiv ities   o f   h u m a n   b ei n g .   T h b ip ed s   h av e   n u m er o u s   ap p licatio n s   i n   v ar io u s   f ield s   s u c h   a s   i n s p ec tio n ,   d ef e n s e,   m an u f ac t u r in g ,   clea n i n g ,   r e m o te  ex p lo r atio n ,   a n d   en ter tai n m e n t   [ Hu d y j a y a   Si s wo y o   J o *   et  al   2 0 1 2 ] .     A   b ip e d   r o b o t h as si m ilar   m o v e m e n t s   to   t h at  o f   h u m an   b ein g   [ R o n ald   Van   Ha m *   et  a 2 0 0 7   ] .   I t   s h o u ld   h av g ait   p atter n   s i m i lar   to   th at  o f   h u m an   g ait,   h e n ce   it   n ee d s   ac t u ato r s   f o r   its   m o v e m en [ Ko h   Ho s o d et  al  2 0 0 8 ] .   I n   b ip ed   r o b o t,  th m o tio n   o f   th e   ac tu a to r s   in   ea ch   j o in is   ac h ie v ed   b y   u s i n g   s ep ar ate  DC   s tep p er   m o to r s .   Nu m er o u s   m o to r s   ar e   u s ed   to   p r o v id th m o tio n   to   ev er y   j o in t.  T h m o v e m en t   o f   co n v en tio n al  b ip ed   r o b o leg   is   p er io d ical.   T h u p p er   leg   lin k s   o f   th h ip   j o in h av t w o   s ep ar ate  DC   m o to r s   f o r   th in d i v id u al  li n k   m o v e m e n t.  I en s u r es  th p r ec is an d   d ef in ite   m o v e m e n to   ea c h   o f   th leg   m o d u le.   Fo r m er l y   v ar io u s   n o v el  w o r k   h as  b ee n   d o n in   t h i s   ar ea   to   r ed u ce   th e   o v er all  w ei g h t,  e n er g y   co n s u m p tio n   a n d   o p ti m ize   th e   o v e r all  s y s te m   i n   b ip ed   [ R o n al d   Van   Ha m *   et  al   2007 ] .   Su n g - n a m   O h   et  al  h a d   d esig n ed   th b ip ed   w h ic h   is   m o n ito r e d   an d   co n tr o lled   b y   co m p u ter   an d   th e   m ec h a n ical   s y s te m   co n s i s ted   o f   li n k s   a n d   j o in ts   w i th   m o r th an   2   DOF   w it h   s in g le   DC   m o to r   g i v i n g   o n l y   o n d ir ec tio n   o f   m o tio n .   H u d y j ay S is w o y o   J o   et  al  h ad   also   d ev elo p ed   n o v e w a y   to   m i n i m ize  t h n u m b er   o f   ac tu a tio n s   a n d   h ad   u s ed   t w o   m o to r s   i n   th h ip   j o in f o r   th m o tio n   o f   th le g s .   R .   Van   Ha m   e al  h ad   p r o p o s ed   th ac t u atio n   o f   th e   h ip   an d   th e   leg   j o in w it h   a   s i m p le  s p u r   g ea r   ar r an g e m e n a n d   f o c u s ed   o n   t h e   p r ec is an d   co n tr o m o v e m e n t   o f   th b ip ed .   K.   Ho s o d a   et  al   p r o p o s ed   an d   ex p er i m en ted   a   n o v el  d esig n   w it h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.   4 ,   No .   2 J u n e   201 5 :   93     97   94   t w o   p n e u m atic  ac t u ato r s   f o r   t h lo co m o tio n   o f   th b ip ed .   M.   Gu i h ar d ,   P .   Go r ce   et  al  h ad   h ad   also   p r o p o s ed   b ip ed   r o b o t u s in g   p n eu m atic  a ctu ato r s   an d   e m p h as ized   o n   th d y n a m ic  b eh a v io r   o f   th le g .   T h is   p a p er   p r o p o s es  n e w   d esig n   a n d   co n tr o ap p r o ac h   w h ic h   is   b u ilt   u p o n   m ec h a n is m s   a n d   h ar d w ar in v o l v ed   in   th h ip   j o in m o d u le  co n s id er in g   less   w ei g h t,  m in i m al  h ar d w ar e,   less   co s an d   r ed u ce   en er g y   co n s u m p tio n   a s   f ac to r s .   T h p r o g r am   i n   th co n tr o l s y s te m   p r o v id es t h s tep p er   m o to r   ac tu atio n   o f   th e   h ip   j o in in   b o th   clo c k w is a n d   an ti - clo ck w is e.   T h clo ck   w i s m o tio n   is   tr a n s m it ted   to   o n leg   w h ile  t h e   o th er   leg   r e m ai n s   s tatio n ar y   a n d   v ice  v er s a.   T h is   m o tio n   i s   ac h iev ed   b y   n e w   g ea r   ar r an g e m e n d esi g n .   T h re s u lt s   o f   th m ec h an ica d esig n   w as  v er if ied   in   v ir t u al  s i m u lat io n   an d   t h s i m p le  co n tr o s y s te m   w a s   e x p er i m e n tall y   v al id ated .           2.   RE S E ARCH   M E T H O D     T h h ip   leg   d esi g n   is   a n   i m p o r tan t a r ea   i n   b ip ed   r o b o ts   as it in v o l v es t h s tatic  a n d   d y n a m i s tab ilit y ,   an d   th m o tio n   tr an s m is s io n .   Ma n y   n o v el  w o r k s   h as  b ee n   d o n in   th d esi g n   o f   t h h ip   an d   leg   in   b ip ed s .   T h e   b elt  tr ain   d r iv es  ar m o s t l y   u s ed   f o r   th m o tio n   tr a n s m is s io n   f r o m   t h D C   s tep p er   m o to r s   to   th leg   [ M.   R ez a   E m a m i e t a l 2 0 1 4 ].   T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   is   d esig n ed   to   r ed u ce   th m ec h an ical  s tr u ct u r o f   t h u p p er   leg .   I n   t h e   d esig n ,   th m o v e m e n o f   b o th   th u p p er   leg   o f   b ip ed   r o b o h as  b ee n   tr ied   t o   ac h iev w it h   s in g le  D C   s tep p er   m o to r .   T h is   is   d o n b y   r o tati n g   t h DC   s tep p er   m o to r   d is cr etely   in   b o th   d ir ec tio n s   ( clo ck w i s an d   an ti - clo ck w i s e) .   T h DC   s tep p er   m o to r   is   co n n ec ted   b y   th m icr o co n tr o ller   an d   p r o g r a m m ed   m icr o p r o ce s s o r .   T h is   s ep ar ate  d ir ec tio n al  m o tio n   is   u ti lized   w it h   n ec es s ar y   g ea r   ar r an g e m en ts   to   m o v b o th   th u p p er   leg   li n k s   o f   t h h ip   j o in t   o n at  ti m e.   T h g ea r   ar r an g e m e n is   d esi g n ed   u s i n g   t h s o f t w ar C atia - v 5   d ev elo p ed   b y   Dess a u lt  s y s te m s .   T h is   p ap er   is   s ettled   w i th   th d esi g n   a n d   co n tr o o f   p lan ar   b ip ed s   w h ic h   ca n   w alk   i n   o n l y   i n   o n d ir ec ti o n ,   eith er   f o r w ar d   o r   b ac k w ar d   w it h   s i n g l D C   m o to r .     2 . 1   C o ntr o l   Sy s t em   T h co n tr o s y s te m   w as  d ev el o p ed   k ee p in g   co s an d   ea s y   o p er atio n   in   m i n d   w h ile  th co n v e n tio n al   f u n ctio n alit y   i s   n o i m p ac ted   in   t h b ip ed   r o b o t.  T h en tire   s y s te m   d ev e lo p ed   is   r ep r esen ted   b y   th e   b lo ck   d iag r a m   ( Fig u r 1 ) .   T h co n tr o s y s te m   co n s is ted   o f   a   m icr o co n tr o ller ,   m icr o p r o ce s s o r ,   an d   v ib r atio n   r ed u ctio n   DC   s tep p er   m o to r .   T h o p e r atio n al  co d es  w er f i r s p r o g r am m ed   in   a s s e m b l y   l an g u a g as  p er   th e   r eq u ir e m en t.  I w a s   t h e n   f ed   m a n u all y   to   t h e   m icr o co n tr o ller .   T h m icr o co n tr o ller   was  co n n ec ted   to   th e   m icr o p r o ce s s o r   w h ic h   p r o ce s s ed   th s et  o f   co d es  in   th m icr o p r o ce s s o r   an d   th er eb y   s en el ec tr ic  p u ls s i g n al s   to   th e   DC   s tep p er   m o to r   co n n ec ted ,   w h ich   t h en   r o tates   f o r   th e   d ef i n ed   s to p s   as   p r o v id e d   in   th e   o p er atio n al  co d es.  T h id lin g   ti m w a s   s p ec if ied   i n   t h co d b ef o r t h s tep p er   m o to r   r o tates  i n   th e   o p p o s ite  d ir ec tio n .   T h s p ec if ic  r o tatio n   co u ld   b ch an g ed   in   ac co r d an ce   to   th r eq u ir e m e n in   t h r ea ti m p r o ce s s .   T h is   m o tio n   o f   th DC   s tep p er   m o to r   ca n   th en   b tr an s m it ted   to   th n e g ea r   tr ain   d esig n ed   w h ic h   w o u ld   g i v m o tio n   to   b o th   th e   u p p er   le g   li n k s   o f   th e   h ip   j o in o f   t h b ip ed   r o b o t.  T h er w er t w o   s et  o f   o p er ati o n al  co d es  t h at  w as   p r o g r am m ed .   T h f ir s s et  o f   co d es  g iv es  t h clo ck   w i s m o tio n   to   th s tep p er   m o to r   w h ile  th s ec o n d   s et  o f   co d es  w as  g i v i n g   t h an ti - clo c k   w is m o tio n   to   th s a m D C   s tep p er   m o to r .   T h is   w o u ld   r ed u ce   th u s o f   t h s ec o n d   s tep p er   m o to r   th at  p r o v id ed   th m o tio n   to   t h o th er   l eg .   T h o p er atio n al  co d th at  w a s   p r o g r a m m ed   is   m en tio n ed   b elo w   an d   th eir   f u n ctio n alit y   is   th e n   d is cu s s ed .   T h co n f ig u r atio n   o f   th e   co n tr o s y s te m   i s   s p ec if ied   b elo w .   1 .   Step p er   m o to r   -   T YP E     S T M - 6 0 1 ,   I NP U T /VOL T A GE     1 2 V,   DC /A MP     0 . 5 A ,   T OR QUE     2   k g   2 .   Mic r o   co n tr o ller   -   T YP E     8255   3 .   Mic r o p r o ce s s o r   -   T Y P E     DYN A - 85                 Fig u r 1 .   T h en tire   d ev elo p ed   s y s te m       2 . 1 . 1       O pera t io na C o de  P ro g ra m   C o d in g   f o r   th m icr o - p r o ce s s o r   to   ex ec u te  th m o to r   f o r   8   s tep s   ( f ir s in   clo ck   w i s d ir ec tio n   an d   th en   i n   a n ti - clo ck w i s d ir ec tio n )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       M o d ifica tio n   a n d   A ctu a t o r   M in imiz a tio n   o f th H ip   Leg   Jo i n t in   a   B ip e d a l R o b o t,  a     ( N i r ma lya   Tr ip a th i )   95   C 0 0 0     MV I A ,   8 0     \ \ T h is   s tat e m en t lo ad s   th 8 2 5 5   co n tr o w o r d   in   t h A cc u m u lato r .   All  th p o r ts   ar o u tp u t                p o r ts .   C 0 0 2     OUT   1 3             \ \ T h is   s e n d s   th co n tr o w o r d   ad d r ess   f r o m   t h m icr o   co n tr o ller   to   th m icr o p r o ce s s o r .   C 0 0 4     MV I C , 0 8         \ \ T h r esis to r   is   u s ed   as  co u n ter , 8   is   th n u m b er   o f   co u n t   o f   s tep s   in   clo ck w is o f   t h e                    m o to r .   C 0 0 6     MV I A , F A               \ \ L o ad   FA   co m m a n d   in   t h A cc u m u lat o r   to   ex cite  th m a g n etic  ef f ec t in   th s tep p er                   m o to r .   C 0 0 8     OUT   1 0                       \ \ P o r t A   is   ac ce s s ed   to   s en d   t h co m m a n d .   C 0 1 0     C AL L   0 5 , F1         \ \ Dela y   th p r o g r a m   to   r u n   th p r ev io u s   s tep .   C 0 1 3     MV I A , F6                   \ \ L o ad   th F6   co m m an d .   C 0 1 5     OUT   1 0                         \ \ P o r t A   is   ac ce s s ed .   C 0 1 7     C AL L   0 5 , F1           \ \ Dela y   th p r o g r a m   to   r u n   th p r ev io u s   s tep .   C 0 2 0     MV I A , F5                     \ \ L o ad   th F6   c o m m an d .     C 0 2 2     OUT   1 0                           \ \ P o r t A   i s   ac ce s s ed .   C 0 2 4     C AL L   0 5 , F1             \ \ De la y   th p r o g r a m   to   r u n   t h p r ev io u s   s tep .   C 0 2 7     MV I A , F9                       \ \ L o ad   th F6   co m m an d .   C 0 2 9     OUT   1 0                           \ \ P o r t A   i s   ac ce s s ed .     C 0 3 1     C AL L   0 5 , F1             \ \ De la y   th p r o g r a m   to   r u n   t h p r ev io u s   s tep .       C 0 3 4     DC R C                                 \ \ Dec r e m en t Res is to r   C o u n t.   C 0 3 5     J NZ   C 0 0 6                       \ \ J u m p   No t Z er o   u n ti l C0 0 6 .   T h ab o v m ac h i n le v el  p r o g r a m   r u n s   f o r   th clo c k   w i s r o tatio n /c y cle  o r   s tep s   f o r   t h DC   m o to r .   T h co n tin u atio n   o f   t h b elo w   m ac h i n le v el  p r o g r a m   i s   d esig n ed   f o r   t h an t i - c lo ck w i s r o tatio n /c y cle  o r   s tep s   f o r   th D C   m o to r .   C 0 3 7     MV I C , 0 8                 \ \ T h e   r esis to r   i s   u s ed   as   co u n ter ,   8   i s   t h n u m b er   o f   co u n t o f   s tep s   in     a n ti - clo ck w i s e         o f   th m o to r .   C 0 3 9     MV I A , F9                 \ \ L o a d   th F9   co m m a n d .   C 0 4 1     OUT   1 0                                   \ \ P o r t A   i s   ac ce s s ed   to   s e n d   th co m m an d .   C 0 4 3     C AL L   0 5 , F1                     \ \ De la y   th p r o g r a m   to   r u n   t h p r ev io u s   s tep .   C 0 4 6     MV I A , F5                               \ \ L o ad   th F5   co m m a n d .   C 0 4 8     OUT   1 0                                 \ \ P o r t A   is   ac ce s s ed   to   s en d   t h co m m an d .   C 0 5 0     C AL L   0 5 , F1                       \ \ D ela y   th p r o g r a m   to   r u n   t h p r ev io u s   s tep .   C 0 5 3     MV I A , F6                               \ \ L o ad   th F6   co m m a n d .   C 0 5 5     OUT   1 0                                     \ \ P o r t A   is   ac ce s s ed   to   s en d   t h co m m an d .   C 0 5 7     C AL L   0 5 , F1                       \ \ D ela y   th p r o g r a m   to   r u n   t h p r ev io u s   s tep .   C 0 6 0     MV I A , F A                               \ \ L o ad   th F A   co m m an d .   C 0 6 2     OUT   1 0                                       \ \ P o r t A   is   ac ce s s ed   to   s en d   th c o m m a n d .   C 0 6 4     C AL L   0 5 , F1                         \ \ D ela y   th p r o g r a m   to   r u n   t h p r ev io u s   s tep .   C 0 6 7     DC R C                                             \ \ D ec r e m en R esi s to r   C o u n t.   C 0 6 8     J NZ   C 0 0 6                                 \ \ J u m p   No t Z er o   u n til  C 0 0 6 .   C 0 7 1     HAL T                                               \ \ S to p s   th p r o g r a m .   OPT   C ODE   ( f o r   clo ck - w i s s t ep s /c y cles)     3 E   8 0   D3   1 3   0 E   0 8   3 E   F A   D3   1 0   C D   F1   0 5   3 E   F6   D3   1 0   C F1   0 5   3 E   F5   D3   1 0   C F1   0 5   3 E   F9   D3   1 0   C D   F1   0 5   0 C 2   0 6   C 0   OPT   C ODE   ( f o r   an ti - c lo ck   w i s s tep s /c y cles) : -   0 E   0 8   3 E   F9   D3   1 0   C F1   0 5   3 E   F5   D3   1 0   C F1   0 5   3 E   F6   D3   1 0   C F1   0 5   3 E   F A   D3   1 0   C F1   0 5   0 C 2   0 6   C 0   C F     2 . 2 .   Desig n Sy s t e m   2 . 2 . 1 .     T he  G ea M ec ha nis m   T h g ea r   ar r an g e m e n tr a n s m its   m o tio n   to   th e   u p p er   leg   li n k s   o f   t h h ip   j o in in   t h b i p ed   r o b o t.   Ma n y   n o v el   w o r k s   h a s   b ee n   d o n in   t h tr a n s m is s io n   o f   t h m o tio n   f r o m   t h e   m o to r   u s i n g   b elt - ch ai n   d r i v e.   T h g ea r   ar r an g e m en w as  d e s ig n ed   co n s i d er i n g   t w o   f ac to r s -   ( 1 )   th m o tio n   w o u ld   b m o r p r ec is an d   ( 2 )   th f u l f ill m e n o f   t h id ea   o f   u s in g   o n s tep p er   m o to r   to   m o v b o th   th le g s .   T h g ea r   ar r an g e m e n co n s is te d   o f   co m p o u n d   g ea r   tr ain   [ Ro n a ld   V a n   Ha m *   e a 2 0 0 7 ]   an d   r ev er ted   g ea r   tr ain   [ R o n a ld   Va n   Ha m *   e a 2 0 0 7 ] .   T h er ar 3   co m p o u n d   g ea r s   t h at  w er d esig n ed   u s in g   C at ia v 5 ,   o n d r iv in g   g ea r   an d   t w o   d r iv en   g ea r s .     T h e   f ir s g ea r   th at  w o u ld   attac h   d ir ec tl y   to   th s tep p er   m o to r   ( ca lled   as  d r iv in g   g ea r )   w as   d esig n ed   s ee i n g   h er r in g b o n g ea r   p r o f ile.   T h p r o f ile  w as  ch o s e n   as  t h is   w o u ld   g i v m o t io n   in   o n l y   o n d ir ec tio n .   T h h er r in g b o n g ea r   p r o f ile   w as  d esig n ed   in   t h i s   d r iv i n g   g ea r ,   b o th   in   t h o u ter   p er ip h er al  p lan an d   al s o   in   th e   r ad ial  p lan [ Fi g u r e   2 ] .   T h er e   af ter   a n o th er   s i m ilar   h er r in g b o n g ea r   w a s   d esi g n ed   ( ca ll ed   as  d r iv e n   g ea r ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.   4 ,   No .   2 J u n e   201 5 :   93     97   96   T h o u ter   p er ip h er al  p lan o f   th is   f ir s t d r i v en   g ea r   w as d esi g n ed   in   s p u r   g ea r   ar r an g e m e n an d   th r ad ial  p lan e   w a s   d esig n ed   in   h er r in g b o n p r o f ile  [ Fig u r 3 ] .   T h is   r ad ial  h er r in g b o n g ea r   p r o f ile  o f   th is   f ir s d r iv en   g ea r   m es h es  w i th   t h r ad ial  h er r in g b o n p r o f ile  o f   th d r iv i n g   g e ar .   T h er af ter   th s ec o n d   d r iv en   g ea r   is   d esi g n ed   w h er o u ter   p er ip h er y   h ad   s p u r   g ea r   p r o f ile  a n d   th i n n er   p er ip h er y   h ad   h er r i n g b o n g e ar   m es h   [ Fi g u r 4 ] .   T h is   in n er   p er ip h er y   o f   th is   s ec o n d   d r iv en   g ea r   m e s h e s   w i t h   t h h er r in g b o n p er ip h er al  g ea r   ar r an g e m e n t   o f   th d r iv i n g   g ea r .         I n   th r ad ial  p lan o f   th is   d r iv i n g   g ea r ,   s i m ilar   h er r in g b o n d r iv en   g ea r   w a s   d esi g n ed   p air ed   w h o s e   o u ter   c y lin d r ical   p lan h a s   s p u r   g ea r   ar r a n g e m e n t.   T h is   s p u r   g ea r   is   attac h ed   to   a n o th er   p in io n   s p u r   g ea r   w h er th u p p er   leg   lin k   o f   t h e   h ip   j o in t is attac h ed .     T h is   m ec h an i s m   w o u ld   p r o v id m o tio n   to   o n d r i v en   g ea r   wh ile  t h o th er   r e m ain s   s ta tio n a r y .   Ag ai n   w h en   th e   d r iv in g   g ea r   r o tates   i n   t h o p p o s ite  d ir ec tio n   t h f o r m er   d r iv en   g ea r   w o u ld   b s tatio n ar y   w h ile   th e   o th e r   d r iv en   g ea r   r o tates.                Fig u r 2 .   D r iv in g   g ea r   Fig u r 3 . R ad ial  p lan e                                                                                                                                  Fig u r 4 .   H er r in g b o n g ea r   m esh       T h en tire   m ec h a n i s m   o f   th d r iv in g   g ea r   an d   th t w o   d r iv e n   g ea r s   is   g iv e n   i n   Fi g u r 5 .           Fig u r 5 T h en tire   m ec h a n is m   o f   t h d r iv i n g   g ea r   an d   th t w o   d r iv e n   g ea r s       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     T h co n tr o s y s te m   h as  b ee n   v er i f ied   b y   i m p le m en tin g   th p r o g r a m m ed   o p er atio n al  co d es  in   th e   m icr o co n tr o ller .   I h as  b ee n   o b s er v ed   th at  t h D C   s tep p er   m o to r   w a s   g iv i n g   t h s p ec i f ic   r o tatio n   in   b o th   th e   d ir ec tio n s   ( clo ck   w is a n d   an ti - clo ck   w i s e)   as  p r o g r a m m ed .   T h n u m b er   o f   s tep s   was   ch a n g ed   i n   th e   o p er atio n al  co d es  an d   t h ea c h   e x p er i m e n w as  r ep ea ted .   T h g ea r   ar r an g e m e n t   w as   d esi g n ed   s u cc ess f u ll y   i n   C atia - v 5   an d   t h v ir t u al  s i m u l atio n   w as  also   co n d u cted .   T h is   w a s   in   ac co r d an ce   to   th r o tatio n   b y   th s tep p er   m o to r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       M o d ifica tio n   a n d   A ctu a t o r   M in imiz a tio n   o f th H ip   Leg   Jo i n t in   a   B ip e d a l R o b o t,  a     ( N i r ma lya   Tr ip a th i )   97   4.   CO NCLU SI O N     I n   th is   p ap er ,   n e w   n o v el  m e th o d   h as  b ee n   p r o p o s ed   th at  m i g h t   d ec r ea s th o v er all  w e ig h o f   t h e   b ip ed .   T h n u m b er   o f   D C   s tep p er   m o to r s   ca n   b m in i m ized   i n   v ar io u s   p ar ts   o f   t h r o b o t su ch   as a r m   j o in t,  le g   j o in t,  th is   w o u ld   r ed u ce   t h o v er all  co s a n d   t h e n er g y   c o n s u m p tio n   o f   b ip ed .   T h n e w   ad ap ti v g ea r   d esig n   ca n   b i n co r p o r ated   in   o th er   p ar ts   to   g i v p r ec is m o v e m e n t.    T h is   p ap er   r estrict s   i n   m an u f ac t u r in g   o f   th is   n e w   g ea r   tr ai n   an d   ca n   b f u r t h er   s t u d ied .   T h v ar io u s   m ater ial  p r o p er ties   o f   t h g ea r   th at  ca n   af f ec th e   p er f o r m a n ce   ca n   al s o   b co n s id er ed .   T h n e w   g ea r   d esi g n   w o u ld   lead   to   ch an g es  i n   t h d y n a m ic  an d   s tat ic   s tab ilit y   o f   th m ec h an ical  s tr u ctu r o f   t h b ip ed   w h ic h   ca n   b f u r th er   e x p lo r ed .                             RE F E R E NC E S     [1 ]      V ict o Ra g u sila,  M .   Re z a   Em a m i ,   M o d e ll in g   o f   a   ro b o ti c   leg   u sin g   b o n d   g ra p h s,”  S imu l a ti o n   M o d e ll in g   Pra c ti c e                               a n d   T h e o ry ,   v o l.   4 0 ,   p p .   1 3 2 - 1 4 3 ,   2 0 1 4 .   [2 ]   Hu d y ja y a   S isw o y o   Jo a ,   Na z im   M ir - Na siria,  S t a b il it y   Co n tro l   o M in im a li st   Bi p e d a l   R o b o i n   S i n g le   S u p p o rt   Ph a se ,   In tern a ti o n a S y m p o siu m   o n   R o b o ti c s an d   I n telli g e n S e n s o rs,  v o l.   4 1 ,   p p .   1 1 3 - 1 1 9 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   Eri k a   Ottav i a n o   ,   S e rg e y   V o ro t n ik o v ,   M a rc o   Ce c c a re ll i,   P a v e K u re n e v b ,   De sig n   i m p ro v e m e n ts  a n d   c o n tr o o f   a   h y b rid   w a lk in g   ro b o t,   R o b o ti c s a n d   A u t o n o mo u S y ste ms ,   v o l.   5 9 ,   p p .   1 2 8 - 1 4 1 ,   2 0 1 1 .   [4 ]   Ko h   Ho s o d ,   T a k a sh Tak u m a ,   Atsu sh Na k a m o to ,   S h i n ji   Ha y a sh i,   Bip e d   r o b o d e sig n   p o w e re d   b y   a n tag o n isti c   p n e u m a ti c   a c tu a to rs f o m u lt i - m o d a lo c o m o ti o n ,   R o b o ti c s a n d   Au to n o mo u s   S y ste ms ,   v o l.   5 6 ,   p p .   4 6 - 5 3 ,   2 0 0 8 .   [5 ]   S e u n g su k   Ha ,   Yo u n g j o o n   Ha n ,   a n d   He rn so o   Ha h n ,   A d a p ti v e   Ga it   P a tt e r n   G e n e ra ti o n   o f   Bip e d   Ro b o b a se d   o n   Hu m a n ’s  G a it   P a tt e rn   A n a ly sis,”   W o rld   Aca d e my   o S c ien c e ,   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   v o l. 1 0 ,   p p . 1 0 - 2 7 ,   2 0 0 7 .   [6 ]   Ro n a ld   V a n   Ha m ,   Bra m   V a n d e rb o rg h t,   M ich a e V a n   Da m m e ,   Bjo rn   V e rre lst,   Dirk   L e f e b e r,   M A CCEP A ,   th e   m e c h a n ica ll y   a d ju sta b le  c o m p li a n c e   a n d   c o n tr o ll a b le  e q u il ib r iu m   p o siti o n   a c tu a to r:   De sig n   a n d   im p lem e n tatio n   i n   a   b ip e d   ro b o t ,   Ro b o ti c a n d   A u to n o mo u S y ste ms ,   v o l.   5 5 ,   p p .   7 6 1 - 7 6 8 ,   2 0 0 7 .   [7 ]   S u n g - n a m   Oh ,   S u n g - Ui  L e e ,   a n d   Ka b - ll   Kim ,   De si g n   o a   Bip e d   Ro b o Us in g   DS P   a n d   F P G A,”  In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Co n tro l ,   A u to m a ti o n ,   a n d   S y ste ms ,   v o l.   1 ,   p p .   2 5 2 - 2 5 6 ,   2 0 0 3 .   [8 ]   M .   G u ih a rd a ,   P .   G o rc e a ,   A   n e w   c o n tro ll e a d a p ted   t o   c o n stra in e d   p n e u m a ti c   m u lt ich a in   stru c tu r e s,”  Au to ma t ica ,   v o l.   3 6 ,   p p .   1 3 2 1 - 1 3 2 7 ,   2 0 0 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.