Курск, Курская область, Россия
Курск, Курская область, Россия
УДК 629.1.03 (Средства транспорта с другими движителями, помимо
ББК 344 Общее машиностроение. Машиноведение
Цель исследования заключается в разработке подходов к созданию мобильной роботизированной системы шагающего типа, осуществляющей перемещение на основе бионических принципов организации движения. Разрабатываемая система оснащена шестью конечностями и совершает движения, характерные для некоторых насекомых, что повышает ее проходимость в сложных дорожных условиях. Описан алгоритм организации движения и проведен динамический анализ движения звеньев исполнительного механизма.Составлена кинематическая схема и разработан алгоритм планирования траекторий движения опорных точек конечностей робота. Для осуществления моделирования рассматривалась отдельно задача движения конечности шестиногого робота, представленной в виде плоского двухзвенного механизма.На основе заданных функций перемещений звеньев получены графики изменения координат точки опоры и крутящих моментов в шарнирах, обеспечивающих необходимые движения робота по заданной траектории. Решена, на основе уравнения Лагранжа II рода, прямая задача динамики для одной ноги робота, которая рассматривалась как система с двумя степенями свободы. Разработанные уравнения решались численно в среде Matlab. Получены значения крутящих моментов приводов робота, необходимые для отработки заданной траектории. Новизна работы состоит в разработке и исследовании механизмов шагающего привода мобильного робота, реализующего алгоритм пошагового перемещения, который обеспечивает меньшие затраты энергии, чем у существующих аналогов. Результаты будут полезны при создании мобильных многофункциональных роботизированных систем, создаваемых на основе инсектовидного движения, и действующих автономно в большом количестве практических приложений.
робот, движение, механизм, параметры, задача, динамика
1. Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Перспективы разработки мобильных робототехнических систем с кинематическими связанными движителями. Тенденции развития науки и образования. 2018;39-3:33-35.
2. Павловский В.Е., Панченко А.В. Модели и алгоритм управления движением малого шестиногого робота. Мехатроника, автоматизация, управление. 2012;11:23–28.
3. Politov E.N., Rukavitsyn A.N. Study of controlled motion bionic mini robot. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017;1-8.
4. Lupehina I., Rukavitsyn A. Мotion study of bionic mobile robot. Proceedings of 2015 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems. 2015:1-5.
5. Акылбеков Е.Е. Математическая модель кинематики и динамики древовидного исполнительного механизма шестиногого шагаюшего робота. Политехнический молодежный журнал. 2017;4. URL: http://ptsj.ru/catalog/menms/robots/71.html.
6. Тертычный-Даури В.Ю. Динамика робототехнических систем. Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2012. 128 с.
7. Яцун С. Ф., Мищенко В.Я., Политов Е.Н. Кинематика, динамика и прочность машин, прочность машин, приборов и аппаратуры: учебное пособие. М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2015. 207 с.
8. Рукавицын А.Н., Ефремов Д.И. Моделирование движения механической системы с двумя степенями свободы в пакете "MATLAB/SIMMECHANICS". Молодежь и наука: Шаг к успеху: сб. науч. статей 4-й Всеросс. науч. конф. Юго-Западный государственный университет; Московский политехнический университет. Курск, 2020. С. 132-135.
9. Яцун С.Ф., Ворочаева Л.Ю., Мальчиков А.В. и др. Исследование процесса движения трехзвенного робота с двухкоординатными шарнирами по шероховатой поверхности. Вестник Белгородского государственного технического университета им. В.Г. Шухова. 2018;7:86-96.
10. Рыбак Л.А., Мамаев Ю.А., Вирабян Л.Г. Синтез алгоритма коррекции траектории движения выходного звена робота-гексапода на основе теории искусственных нейронных сетей. Вестник Белгородского государственного технического университета им. В.Г. Шухова. 2016;12:142-152.
11. Рукавицын А.Н., Лупехина И.В. Разработка алгоритма компьютерного моделирования движения мобильного миниробота, перемещающегося с отрывом от опорной поверхности. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011;13(4-4):1013-1017.
12. Рыбак Л.А., Мамаев Ю.А., Малышев Д.И. и др. Программный модуль для реализации заданной траектории движения выходного звена робота-гексапода для 3D-печати изделий. Вестник Белгородского государственного технического университета им. В.Г. Шухова.2016;8:155-165.
