Каргинов Леонид Андреевич

С. 37-63

С. 70--88

С. 82-102

С. 256-278

Предложен метод проектирования древовидных исполнительных механизмов (ИМ) шагающих роботов (ШР), основанный на совместном использовании алгоритма восстановления кинематической схемы биологического прототипа (человека или позвоночных животных) по фотографическим изображениям их скелетов, теории графов и теории матриц (4х4). Метод позволяет в автоматизированном режиме получать множество вариантов искомой кинематической структуры, предоставляя разработчику право выбора оптимального. На примерах расчёта кинематических структур ИМ конкретных ШР (робота-собаки, робота-краба, антропоморфного шагающего робота) показана эффективность применения предлагаемого метода. Представлены уравнения динамики древовидного ИМ и специально разработанная в среде MATLAB программа для его исследования. Они учитывают влияние действующих на ИМ внешних сил и моментов, а также позволяют вычислять силы и моменты от наложенных внешних связей, возникающие в точках его контакта с опорной поверхностью.

Предметом статьи является подход, предложенный автором для решения обратной задачи кинематики. Также в статье приводится критика имеющихся в настоящее время методов решения указанной задачи. В соответствии с предложенным подходом строится алгоритм решения обратной задачи кинематики для шестиногого шагающего робота, приводятся результаты моделирования. Дается оценка быстродействия подхода.

В настоящей статье рассмотрена кинематическая схема исполнительного механизма робота-треножника, биологический прототип которого в природе отсутствует. При описании кинематики и динамики исполнительного механизма робота использовался ранее предложенный авторами метод, основанный на совместном использовании матриц (4х4) и теории графов. Представлены результаты исследования кинематики и динамики исполнительного механизма робота, выполненного с помощью разработанной в программном комплексе MATLAB программы. Получены значения моментов и мощностей в степенях подвижности робота, а также численные значения элементов матриц, входящих в уравнение динамики робота. Предложенная в работе древовидная структура исполнительного механизма робота-треножника, результаты исследования его кинематики и динамики, а также программа моделирования произвольных древовидных исполнительных механизмов в системе MATLAB, являются эффективными средствами, позволяющими сократить сроки проектирования шагающих роботов.