К вопросу иммитационного моделирования перемещений конечностей робота гесапода в постранстве
Шагающий робот. Конструкция и алгоритм перемещения. Разработка пространственной модели перемещения одной конечности робота гексапода. Разработка схемы механизма, учитывающего кинематику движений и габаритные размеры, а также структуры программной модели.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2019 |
| Размер файла | 218,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
К ВОПРОСУ ИММИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ КОНЕЧНОСТЕЙ РОБОТА ГЕСАПОДА В ПОСТРАНСТВЕ
Шелихов Е.С., канд. техн. наук,
Греков Э.Л., канд. техн. наук, доцент,
Ростов И.А.
Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
Одним из наиболее распространённых видов динамических роботов считается шагающий. В основе разработки таких устройств лежит биологический подход, определяющий их конструкцию и алгоритмы перемещения. Главной особенностью шагающих роботов является ориентированность на преодоление препятствий, а значит и движению по неровным поверхностям. Сложность их проектирования заключается в компоновке, обусловленной числом степеней свободы конечностей и применяемой двигательной техники, а также реализации остановок и контроля ударов об опорные поверхности.
Универсальными конструкциями шагающих роботов принято считать гексаподы, они обладают симметричной формой, позволяющей использовать при движении дополнительные опорные конечности, а также достаточное количество опорных точек для удержания центра тяжести на заданном уровне.
Целью данной работы является разработка пространственной модели перемещения одной конечности робота гексапода. Основными задачами выделим разработку схемы механизма, учитывающую кинематику движений и габаритные размеры, а также структуры программной модели.
Кинематическая схема робота гексапода представлена на рисунке 1.
робот гексапод перемещение конечность программный
Рисунок 1 - Кинематическая схема робота гексапода
На схеме рисунка 1 привода (соединения), размещённые в корпусе робота, обозначены буквами А [2,3]. Их вал поворачивается на 45 градусов в направлении заданного движения. За перемещение конечности гексапода, состоящей из двух подвижных частей, отвечают привода обозначенные В и С. Согласно алгоритмам, описанным ранее, углы поворота составляют соответственно 15 и 30 градусов.
В разрабатываемой модели узлы механизма реализуются в виде шарниров, имеющих ограничения по перемещению. Соединение вала на приводе А ограничивается максимальным вертикальным ходом корпуса робота.
Необходимо учитывать силы реакции в опорах и коэффициенты вязкого трения в крайних частях конечности, которые соприкасаются с жёсткой поверхностью. Механизм функционирует в системе координат xyz.
На структурной схеме модели, представленной на рисунке 2, выделены основные модули. Начальные условия включают начальные координаты закрепления, а также параметры узлов (масса, размеры и т.д.). Обратные связи в данной системе позволяют учитывать силу реакции опоры и трения.
Рисунок 2 - Структурная схема модели перемещения конечности гексапода в пространстве
Результаты моделирования перемещения составляющих конечностей покадрово в виде кинематической схемы представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 - Результаты моделирования перемещения конечностей
Имитационное моделирование позволяет оценивать нагрузку на валах двигателей, действие сил трения, тяжести и реакции опор, поэтому будет полезно на этапе проектирования шагающих роботов. Также возможна отладка алгоритмов перемещения, если одновременно использовать все шесть конечностей [1].
Список литературы
1. Ростов, И.А. Реализация алгоритма основного передвижения многоприводного гексапода [Электронный ресурс] / Ростов И.А., Шелихов Е.С., Шерстнёв Е.С. // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии: материалы VIII Всерос. науч.-практ. конф., 16-17 ноября 2017 г., Оренбург / отв. ред. Сердюк А. И. ; Правительство Оренбург. обл., ФГБОУ ВО "Оренбург. гос. ун-т", М-во образования Оренбург. обл. - Оренбург: ОГУ,2017. - С. 303-305. - 3 с.
2. Шерстнев, О.Н. К вопросу рационального выбора сервоприводов для сборки простейших роботов [Электронный ресурс] / Шерстнев Е.С., Шелихов Е.С., Скопинцева М.А. // Компьютерная интеграция и ИПИ-технологии: материалы VIII Всерос. науч.-практ. конф., 16-17 нояб. 2017 г., Оренбург / Правительство Оренбург. обл., ФГБОУ ВО "Оренбург. гос. ун-т", М-во образования Оренбург. обл.; отв. ред. Сердюк А. И. - Электрон. дан. - Оренбург: ОГУ,2017. - С. 676-678. - 3 с.
3. Бейктал Дж. Конструируем роботов от А до Я. Полное руководство для начинающих / Дж. Бейктал: пер. с англ. О.А.Трефиловой. - М.: Лаборатория знаниий, 2018. - 394 с. - ISBN 987-5-00101-026-5.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение и типы роботов-андроидов. Функции обнаружения объектов в робототехнике; машинное, электромагнитное зрение, датчики препятствий на ИК лучах. Разработка концептуально-функциональной модели робота типа "шагающий" с функцией обнаружения объекта.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 20.12.2012Обзор схемы конструкции автоматизированного мобильного робота. Выбор компонентов конструкции. Общая классификация роботов; виды двигателей. Выбор типа микроконтроллера. Осуществление программирования на основе расчётов по математической модели робота.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.05.2015Прямая и обратная задача кинематики и позиционирования захвата манипуляционного робота. Разработка алгоритмов и решений, позволяющих организовать процесс нанесения рисунков на поверхность изделия при помощи робота-манипулятора FS03N фирмы Kawasaki.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 17.09.2013Разработка граф-схемы имитационной модели финансовых потоков предприятия и реализация модели программными средствами Pilgrim. Алгоритм моделирования с постоянным шагом. Выполнение моделирования на полученной программе, разработка программного кода.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 22.11.2013Расчет тепловой схемы с применением методов математического моделирования. Разработка алгоритма реализации модели. Составление программы для ПЭВМ, ее отладка и тестирование. Проведение численного исследования и параметрическая оптимизация системы.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 01.03.2013История возникновения и развития современной робототехники, применение технологий искусственного интеллекта. Разработка структурной схемы системы навигации мобильного робота, коррекция траектории его движения, методы управления локальными перемещениями.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 18.05.2011Назначение, технические характеристики промышленного робота МП20. Режимы работы робота и кинематическая схема. Приводные электродвигатели. Элементы электроавтоматики. Алгоритм управления следящим цифроаналоговым приводом. Интерфейс станочной магистрали.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.04.2013Технические особенности сервопривода MR-J2S-10A. Выбор передаточного механизма. Разработка системы управления электроприводом переменного тока контурного робота на базе сервопривода Mitsubishi MR-J2-S. Электрическая схема подключения сервопривода.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.12.2012Описание формальной модели алгоритма на основе рекурсивных функций. Разработка аналитической и программной модели алгоритма для распознающей машины Тьюринга. Разработка аналитической модели алгоритма с использованием нормальных алгоритмов Маркова.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.07.2013Анализ техники ходьбы по количеству точек опоры шагающих роботов. Обзор существующих конструкций. Функциональная схема устройства. Выбор электронных компонентов. Трёхмерная модель робота и его модулей. Исследование цифровой системы на устойчивость.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 04.08.2014Проект оболочки моделирования кривошипно-шатунного механизма в среде MS Visual Studio. Разработка его математической модели. Исследование кинематики точек В, С, М. Алгоритм и код программы. Анимация движения механизма и график движения основных точек.
курсовая работа [422,2 K], добавлен 13.03.2016Специфика работы терапевтического отделения. Разработка имитационной модели в среде AnyLogic. Выбор средств моделирования. Описание схемы моделирующего алгоритма. Организация вычислительного эксперимента над математической моделью, анализ его результатов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.06.2015Разработка имитационной модели "Перекресток" для анализа бизнес-процессов предприятия и принятия решения в сложных условиях. Алгоритм построения имитационной модели на основе CASE-средств. Обзор программного обеспечения для имитационного моделирования.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 22.11.2015Принцип работы простейших роботов-манипуляторов. Разработка системы управления манипулятором, состоящим из трех звеньев и осуществляющим процесс сверления. Кинематическая схема и последовательность движений шаговых двигателей; применение жесткой логики.
курсовая работа [861,0 K], добавлен 16.08.2012Порядок и назначение разработки подсистемы планирования действий интеллектуального робота. Задачи, решаемые данной подсистемой и функциональные требования к ней. Информационное моделирование функционирования интеллектуального робота и управление им.
дипломная работа [864,0 K], добавлен 10.06.2010Основные понятия компьютерного моделирования. Функциональная схема робота. Системы компьютерной математики. Исследование поведения одного звена робота с использованием системы MathCAD. Влияние значений изменяемого параметра на амплитуду угла поворота.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.03.2013Общие сведения о OpenGL и его использование для разработки логотипа. Разработка программы: функции, их использование в программе. Построение модели и возможность перемещения объектов. Задание освещения объектов моделирования и проработка элементов фона.
курсовая работа [447,7 K], добавлен 14.07.2012Описание и технические характеристики объекта управления. Описание алгоритма функционирования промышленного робота. Описание цифровых характеристик габаритов и зоны действия. Определение используемых ресурсов и параметров инициализации микроконтроллера.
курсовая работа [685,9 K], добавлен 02.02.2016Создание сайта-каталога программного обеспечения с поиском на основе булевой модели. Достоинства и недостатки булевой модели. Алгоритм поиска по слову в базе данных системы. Разработка руководства пользователя и администратора по работе с системой.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.04.2014Создание помещения галереи, установка параметров графических объектов и вывод на экран комнат фотогалереи, а также осуществление просмотра галереи в автоматическом режиме. Разработка алгоритма перемещения по фотогалерее. Структура модуля Gallery.pas.
курсовая работа [466,9 K], добавлен 07.06.2012
