Preview

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА РЕЖИМЫ РАЗГОНА ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ ЕГО ЦЕНТРА МАСС

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-3-22-30

Полный текст:

Аннотация

Особенностью всех робототехнических систем, движущихся с периодическим отрывом от опорной поверхности, является наличие фазы полета, во время которой управлять движением робота и корректировать его траекторию крайне проблематично. Поэтому актуальной является задача обеспечения движения устройства во время разгона и его отрыва от поверхности с такими параметрами, чтобы система вела себя корректно во время полета. В данной работе эта задача решается путем формирования желаемой траектории центра масс робота во время разгона устройства.
Робот состоит из корпуса и разгонного модуля, образованного тремя звеньями, два из которых представляют поступательную пару, а другие соединены между собой и с корпусом посредством вращательных шарниров. Траектория центра масс робота во время разгона формируется таким образом, чтобы за требуемое время было достигнуто определенное численное значение скорости, вектор которой направлен под заданным углом к горизонту. Для обеспечения такой траектории движения разработана система управления с регулятором, построенным на линейном квадратичном программировании.
В результате проведенного численного моделирования установлено наличие шести режимов разгона при варьировании управляющих параметров: во время одних робот контактирует с поверхностью в двух опорных точках, которые либо неподвижны, либо скользят по поверхности; во время других происходит отрыв одной из двух опорных точек или опрокидывание устройства (в случае, когда отрыв точки опоры происходит в первые моменты разгона). Построены диаграммы режимов разгона, которые могут использоваться для определения диапазонов допустимых параметров прыгающего робота для осуществления разгона в требуемом режиме.

Об авторах

Л. Ю. Ворочаева
Юго-Западный государственный университет
Россия

Ворочаева Людмила Юрьевна - кандидат технических наук, доцент кафедры механики, мехатроники и робототехники.
305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94. Тел.: (4712) 22-26-26



С. И. Савин
Юго-Западный государственный университет
Россия

Савин Сергей Игоревич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры механики, мехатроники и робототехники.
305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94. Тел.: (4712) 22-26-26



Список литературы

1. Kovac M., Fuchs M., Guignard A., Zufferey J.C., Floreano D. A miniature 7g jumping robot // Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). 2008. P 373-378.

2. Zaitsev V., Gvirsman O., Hanan U.B., Weiss A., Ayali A., Kosa G. A locust-inspired miniature jumping robot // Bioinspiration & biomimetics. 2015. Vol. 10. № 6. P. 066012.

3. Niiyama R., Nagakubo A., Kuniyoshi Y. Mowgli: A bipedal jumping and landing robot with an artificial musculoskeletal system // Proceeding - IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2007. P. 2546-2551.

4. Noh M., Kim S.-W., An S., Koh J.-S., Cho K.-J. Flea-inspired catapult mechanism for miniature jumping robots // IEEE Transactions on Robotics. 2012. Vol. 28. № 5. P. 1007-1018.

5. Kovac M., Fauria O., Zufferey J.C., Floreano D. The EPFL jumpglider: A hybrid jumping and gliding robot with rigid or folding wings // 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO). 2011. P. 1503-1508.

6. Яцун С.Ф., Ворочаева Л.Ю. Исследование высоты и дальности полета прыгающего робота с системой крыльев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 3. С. 116-123.

7. Яцун С.Ф., Рукавицын А.Н., Волкова Л.Ю. Исследование динамики управляемого прыжка робота // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. Т. 14. № 4-5. С. 1355-1358.

8. Ворочаева Л.Ю., Яцун С.Ф. Математическое моделирование управляемого движения колесного пятизвенного прыгающего робота // Известия РАН. Теория и системы управления. 2015. № 4. С. 68-93.

9. Волкова Л.Ю., Яцун С.Ф. Моделирование движения многозвенного прыгающего робота и исследование его характеристик // Известия РАН. Теория и системы управления. 2013. № 4. С. 137-149.

10. Волкова Л.Ю., Яцун С.Ф. Изучение влияния положения точки закрепления ноги прыгающего робота в корпусе на характер движения устройства // Нелинейная динамика. 2013. Т. 9. № 2. С. 327-342.

11. Яцун С.Ф., Локтионова О.Г., Волкова Л.Ю., Ворочаев А.В. Этапы движения четырехзвенного робота, перемещающегося с отрывом от поверхности // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2013. № 181. С. 109-118.

12. Яцун С.Ф., Волкова Л.Ю., Ворочаев А.В. Исследование режимов разгона четырехзвенного прыгающего аппарата // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. Т. 19. № 24. С. 86-92.

13. Bolotnik N., Pivovarov M., Zeidis I., Zimmermann K. Dynamics and Control of a Two-Module Mobile Robot on a Rough Surface // Mechanisms and Machine Science. 2014. Vol. 22. P. 141-148.

14. Ворочаева Л.Ю., Яцун А.С., Яцун С.Ф. Моделирование движения пятизвенного ползающего робота с управляемым трением по поверхности с препятствиями // Известия РАН. Теория и системы управления. 2017. № 3. С. 191-216.

15. Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. 304 с.

16. Савин С.И., Ворочаева Л.Ю. Методы управления движением шагающих внутритрубных роботов // Cloud of Science. 2018. T. 5. № 1. С. 163-195.

17. Caron S., Pham Q.-C., Nakamura Y. Leveraging Cone Double Description for Multi-contact Stability of Humanoids with Applications to Statics and Dynamics // Robotics: Science and Systems. 2015. Vol. 11. Р. 1-9.

18. Savin S., Vorochaeva L. Nested quadratic programming-based controller for pipeline robots // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2017. P. 1-6.

19. Mason S., Rotella N., Schaal S., Righetti L. Balancing and walking using full dynamics LQR control with contact constraints // IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots. 2016. P. 63-68.

20. Savin S., Jatsun S., Vorochaeva L. Modification of Constrained LQR for Control of Walking in-pipe Robots // 11th International IEEE Scientific and Technical Conference “Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines” (Dynamics). 2017. P. 1-6.


Для цитирования:


Ворочаева Л.Ю., Савин С.И. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА РЕЖИМЫ РАЗГОНА ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ ЕГО ЦЕНТРА МАСС. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2018;(3):22-30. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-3-22-30

For citation:


Vorochaeva L.Yu., Savin S.I. THE STUDY OF INFLUENCE OF THE PARAMETERS OF MASS CENTER TRAJECTORY OF A JUMPING ROBOT ON ITS ACCELERATION MODES. Science Vector of Togliatti State University. 2018;(3):22-30. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-3-22-30

Просмотров: 17


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)