Abstract
The paper considers a three-link crawling snake-like robot, the links of which are connected by two-axis hinges. The robot is equipped with four bearing supports with the controlled coefficient of friction between them and the surface. The device is designed to move inside buildings after the emergencies to search for people under the debris and to transport the essentials to them. The robot is controlled by the operator in two modes: the sequential execution of commands (forward, backward, turn, etc.) and moving from the starting point to the final one. Working in each of the control modes requires the use of the gaits bank. The authors developed the classification of gaits for a crawling robot based on several criteria: the admissible periodic separation of links from a surface, the ability to control by friction in the supports, the combinations of controllable bearing supports, and the implemented type of motion. The authors studied in detail the controllable planar gaits of a robot when moving it forward and distinguished four types of gaits: longitudinal, transverse, transverse s-shaped, and longitudinal-transverse. For each gait the sequence of stages is developed, the conditions of their beginning and end imposed on the movements of the links are formulated and the vector of generalized coordinates is defined. As a result of numerical simulation, the authors built the graphs of trajectories of the centers of mass of links and the center of mass of the entire device for each gait, as well as the graphs of time dependences of the angles of rotation of links. The study identified the influence of angles of links relative positions on the distance traveled by the robot. It is revealed that for the same time of movement, the robot will pass the greatest distance with a longitudinal gait irrespective of angles of links relative position. The device will be able to march the same distance at two types of transverse gaits at the maximum possible angle of the links relative position.
Highlights
Инерционные походки осуществляются при отсутствии управления коэффициентом трения в опорах (f=fmin во время всех этапов) за счет чередования быстрых и медленных движений
Построены графики траекторий движения центров масс звеньев, а также временные зависимости углов поворота звеньев
Summary
Данное устройство работает при взаимодействии с оператором, которое может быть реализовано в двух режимах: один из них заключается в последовательном, пошаговом задании направления движения и реализуемого поведения (движение вперед, поворот направо, разворот на n-е число градусов и т. д.), а при втором оператор задает конечную точку пространства, которой должен достичь робот. Для реализации движения робота при связи с оператором в двух режимах необходимо решать прямую и обратную задачи динамики на основании банка походок устройства. Осуществление движения устройства в первом режиме управления предполагает моделирование прямой задачи динамики, в результате решения которой будут выявлены закономерности различных походок змееподобного робота, установлены зависимости между направлением движения, скоростью перемещения объекта, «коридором» Второй режим движения требует решения обратной задачи динамики, когда система управления робота выбирает походку, при помощи которой будет реализовано движение, или комбинацию походок в зависимости от поверхности, по которой необходимо перемещаться. В результате решения обратной задачи динамики будут определены законы моментов, которые должны быть сгенерированы приводами робота. В данной работе решено остановиться непосредственно на разработке банка походок устройства, которые в дальнейшем будут использованы для решения прямой и обратной задач динамики при моделировании перемещения робота
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Vektor nauki Tol'yattinskogo gosudarstvennogo universiteta
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
