Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
бакалавр 1.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
8.77 Mб
Скачать

1.3 Прыгающие роботы, отличающиеся видом механизма позиционирования после прыжка

Классифицируем механизмы, позволяющие роботу занять вертикальное положение после прыжка, по трем принципам (рисунок 1.11).

Рисунок 1.11 Механизмы переворота робота после прыжка: (А) - изменение конструкции робота; (В) - изменение положения центра масс; (С) - расположение центра масс в нижней части конструкции

Первый принцип (А) заключается в использовании рук или рычагов, перемещающихся после приземления до достижения вертикального положения (minimalist jumping robot, рисунок 1.4). Этот принцип обладает преимуществом при перевороте как на гладких поверхностях, так и на шероховатых, где переворот может быть затруднен. По сравнению с другими решениями, это достаточно эффективно. Его недостаток заключается в том, что необходимы дополнительные приводы и определенное количество энергии для того, чтобы конструкция могла подняться и совершить движение. Дополнительные приводы усложняют конструкцию и потенциально понижают ее надежность.

Второй принцип заключается в перемещении внутренней массы, которая создает крутящий момент и переворачивает систему. Это достаточно простое и эффективное решение, но недостаток заключается в том, что после приземления робот вначале занимает устойчивое положение в перевернутом состоянии, и только после этого привод перемещает внутреннюю массу. Существует вероятность, что робот может застрять в том случае, если ландшафт не достаточно гладкий и крутящий момент, создаваемый перемещением внутренней массы, недостаточен, чтобы преодолеть препятствие.

Данный принцип реализован в роботе Jollbot, показанном на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12 Прыгающий робот Jollbot

Робот Jollbot, который весит 465 г, может активно сжимать сферическую конструкцию, чтобы занять вертикальное положение после приземления, а также изменять направление прыжка за счет поворота своего центра масс вокруг главной оси.

Третий принцип представляет собой пассивный механизм, в котором центр масс системы расположен в нижней части конструкции и создает крутящий момент, позволяющий роботу перевернуться. Т.к. для реализации этого принципа не требуется приводов и подвижных элементов, это является очень простым и энергетически эффективным решением.

1.4 Технико-экономическое обоснование

В данной работе предложена конструкция ноги двуногого прыгающего робота, передвигающегося за счет силы инерции, возникающей за счет высвобождения энергии, накопленной в пружине. Применение такого прыгающего робота возможно в экстремальных условиях, например, при повышенной температуре или высоком радиационном фоне, а также в труднопроходимых местах, при неровной и пересеченной местности, для мониторинга окружающей среды после землетрясений и в других чрезвычайных ситуациях. Робот может перемещаться там, где передвижение колесных или гусеничных устройств невозможно или очень затруднено (глубокие ямы, высокие препятствия и т.п.) К преимуществам разрабатываемого прыгающего робота следует отнести возможность управления высотой прыжка в зависимости от размеров препятствия, которое объекту необходимо преодолеть, и наличие двух ног, что обеспечивает большую по сравнению с другими роботами устойчивость. Это говорит о том, что данный проект актуален.