Читать диплом по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Разработка нижнего контура управления змееподобного робота" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

Разработка нижнего контура управления змееподобного робота

В настоящее время всё чаще требуются мобильные роботы для работы в труднодоступных местах. Для этих целей создано множество роботов и ещё больше разрабатывается. Долгое время основным средством передвижения роботов являлись колесные или гусеничные (реже шагающие) транспортные модули - по сути тележки подведённые под робота. Однако природа с которой человек копирует многие составляющие роботов куда разнообразнее в выборе способа передвижения своих созданий.

Одним из самых интересных представителей живой природы являются змеи. Они обладают многими интересными особенностями, но нас интересуют прежде всего их мобильные возможности - они почти безграничны: свободное перемещение почти по любым видам грунта а также возможность передвигаться в жидкой среде. Поэтому многие мировые научные центры, включая ЦНИИ РТК ведут разработки мобильных роботов используя бионический1 подход к разработке автоматизированного автономного мультизвенного (много модульного) робота, использующего в качестве передвижения змеевидные локомоции2.

Основные преимущества таких роботов заключаются в следующем: механические многозвенные роботы-змеи способны приспосабливаться практически к любым условиям. Они могут двигаться практически по любой поверхности. Модульность, распределенная масса и гиперизбыточность позволяют создавать отказоустойчивые модели. Все перемещения таких роботов обусловлены исключительно сгибанием и разгибанием модулей или шарниров соединяющих модули. 1. Существующие разработки змеевидных роботов и их природные прототипы При рассмотрении управления многозвенными роботами необходимо знать базовые схемы и принципы движения их природных прототипов - змей.

Так называемое «змеевидное» движение, не является единственным способом, который используют змеи для передвижения. В различных условиях обитания, на разном субстрате змеи выработали целый ряд особых типов движения.

При «змеевидном» типе движения туловище волнообразно изгибается, и образующиеся волны как бы пробегают вдоль тела от головы до хвоста. Выгибающийся участок тела, поставленный наискось к направлению движения, опирается на субстрат и создает толкающую силу. Она направлена под углом к движению, но может быть разложена на две составляющие - перпендикулярную и параллельную линии движения. Первая составляющая гасится сопротивлением опоры, а вторая толкает тело вперед. Таким образом, чем больше изгибов, тем больше суммарная движущая сила. Поэтому змеи, использующие такой способ движения, имеют обычно длинное, гибкое и стройное тело. Таковы, например, ужи и полозы - активные змеи, выслеживающие и догоняющие свою добычу. Заметим, однако, что скорость, развиваемая змеей даже при самом быстром скольжении, не превышает, как правило, 6-8 км/час, а у многих видов не достигает и 5 км/час. Поскольку при змеевидном типе движения используется опора на субстрат, то эффективность движения зависит от шероховатости опоры. Так, по гладкому стеклу змея не может двигаться - тело извивается, а животное остается на месте. Помимо гладкого субстрата, плохую опору для тела представляет и сыпучий субстрат - подвижные пески

Похожие работы