Главное меню

Существующие разработки змееподобных роботов

робот движение управление змеевидный

В настоящее время в мире существует несколько видов и моделей змееподобных роботов. Все они могут быть поделены на 2 группы: это механизмы, имеющие одно и более подвижных относительно корпуса опорных колес на каждом модуле, и безколёсные механизмы, которые при перемещении по поверхности опираются непосредственно на корпус. В зависимости от числа степеней свободы шарниров и количества звеньев эти модели обладают большим или меньшим общим числом степеней свободы и способностью имитировать движения живой змеи. Замечу, что реальные динамические и физические характеристики искусственных змей существенно отличаются от характеристик природных прототипов как по маневренности и грузоподъёмности, так и по скорости, степени автономности (т.е. способности к длительной работе без использования внешнего источника питания) и др.

Первые разработки были реализованы в виде колесных роботов в 70х годах прошлого века Hirose и Umetami, которые разрабатывали устройства, перемещающиеся за счёт изгибания тела. Активный хордовый механизм с колесными опорами (Active Cord Mechanism model ACM III) (Рисунок 2.1) - это первый в мире робот использующий для движения принцип серпентойды. Его длинна 2 м, он состоит из 20 сегментов - модулей опирающихся на пары пассивных колес с перпендикулярными «телу» механизма осями, имеющих возможность свободно вращаться вокруг вертикальной оси. 26 декабря 1972 года этот робот первым в мире, осуществил механическое змеевидное движение со скоростью около 40 см/сек, используя изгибные движения в горизонтальной плоскости тела.

Число степеней свободы

20

Скорость передвижения

40 см/сек

Год создания

1972

Дальнейшие разработки этой исследовательской группы привели к созданию робота ACM-R3 состоящего из модулей с двумя ортогональными осями - многозвенного механизма с пассивными колесами. Его основные характеристики приведены в Таблице 2.2

Таблица 3.2

Число степеней свободы

20

Количество звеньев

20

Размеры

1755 х 110 х 110 (мм)

Масса

12,1 кг

Максимальный угол поворота вокруг одной оси

62,5 (град)

Момент привода

19,1 (Нм)

В 1994-1995 гг. американцами Лораном Чабиным и Роджером Крочиным был создан робот (Рисунок 2.3). Модулями в нём служили мини-модели скейтбордов. Идея создания робота пришла к Лорану, когда он наблюдал за тем как человек, катаясь на роликовой доске, использует повороты доски для продвижения вперед. Его основные характеристики приведены в Таблице 2.3 Робот имеет автономное питание - четыре батареи на 1,2 В и одну на 9 В. С таким питанием он может работать без подзарядки около часа. Управление реализовано с помощью микропроцессора ST62E15 или ST62E25. Технические характеристики приведены в Таблице 2.3

Таблица 3.3

Количество звеньев

9 по 2 колеса на каждом

Размеры

790 х 65 х 20 (мм)

Масса

1270 (г)

Максимальная скорость

13 см/сек

В Европе в 1996 году доктор Bernhard Klaassen в GMD's Institute for Autonomous Intelligent System (AIS) создал свою первую модель GMD-Snake (Рисунок 2.4). Она создана из нескольких идентичных секций, а также специального головного элемента, содержащего различные сенсоры для ориентации и контроля. Электронное оснащение робота сделано минимальным для уменьшения веса. Каждая секция контролируется отдельным процессором, управляющим движением сочленения. Действия отдельных процессоров координируются главным процессором который в свою очередь контролируется оператором с помощью специально разработанного программного обеспечения. Характеристики GMD-Snake приведены в Таблице 2.4.

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме:

Методологические принципы проектирования комплекса технических средств АСУ
Использование вычислительной техники в процессе управления не может являться самоцелью. Созданная на основе квалифицированно выполненного системного анализа АСУ ориентирована на конечный результат – повышение эффективности функцио ...

Copyright © www.techproof.ru