Разработка и исследование мехатронной мобильной системы шарового типа
Мобильные роботы других конструкций
Изтегляне 1.09 Mb.
|
Свързани:
Конструктивное усовершенствование шасси самолета Ту
| 1.2 Мобильные роботы других конструкций
На ряду с традиционными колесными базами для мобильных роботов, существуют и другие инженерные решения, позволяющие робота передвигаться по различным поверхностям и а различных направлениях. Сразу стоит оговорить, что мобильные роботы, передвигающиеся по рельсам рассмотрены не будут по причине достаточной простоты управления ими и малой пригодности такого решения для внезапных задач, которые подразумевают работу в неподготовленной среде. Одной из идей, альтернативной колесному передвижения, была идея шагающих роботов. В основу этой идеи лег принцип конечностей, которые контактируют с поверхностью и позволяют роботу изменяя свое положение относительно них осуществлять передвижение. Несомненным преимуществом такой идея является возможность построения сверх проходимых роботов, которые, будучи реализованы, например, на сверхдлинных конечностях, смогли бы перешагивать через подавляющее большинство препятствий. Однако такое направление разработки шагающих роботов имеет достаточно серьезную проблему на своем пути: это недостаточное соотношение прочность/вес предполагаемых опор, что делает такие роботы невыгодными из-за необходимости затраты большого количества энергии на манипуляции такими опорами. Другое направление шагающих роботов - это человекоподобные роботы, так называемые андройды. Дело в том, что человек для хотьбы использует силу тяжести, как бы падая на подставляемую ногу, которую потом выпрямляет. Это делает трение при таком движении минимальным. Однако проходимость такого робота зависит от длины его ноги, что опять таки упирается в первое из перечисленных направлений. Итак, обобщим преимущества и недостатки шагающих роботов. Основное их достоинство - повышенная проходимость и небольшие энергетические затраты для передвижения (при оптимальных соотношения параметров таких роботов). Опять-таки, в зависимости от целей и среды использования роботов количество и особенности опор могут быть изменены в широком спектре, что предполагает хорошую их адаптацию. Однако шагающие роботы не предполагают на текущий момент больших скоростей передвижения, хотя уже есть прецеденты конструирования бегающих андройдов. Еще одним недостатком таких роботов является очень сложные алгоритмы поддержания равновесия и выбора траектории движения. И с увеличением количества опорных конечностей эта сложность возрастает. Одним интересным примером робота, использующего опору для передвижения, является прыгающий мячик. Это творение американских изобретателей предназначено для передвижения по поверхностям других планет и прониканием глубже в их недры, откуда они смогут передавать новые данные. Свою опору эти роботы будут использовать для прыжков, чтобы перемещаться по поверхности, преодолевая препятствия. Однако, основная идея этих роботов состоит в том, что они будут перемещаться хаотически, а проникновение в интересующую область будет осуществляться за счет большого количества этих мини-роботов, десантированных на поверхность. Есть и смешанные варианты роботов, у которых на конечностях располагаются колеса. Такие роботы, с одной стороны, могут передвигаться по гладким поверхностям без проблем, связанных с шаганием, а с другой стороны, могут при появлении на этой поверхности необъезжаемого препятствия перешагнуть его. Требуемая гладкость поверхности и максимальные габариты перешагиваемых препятствий зависят от параметров робота. Однако такая конструкция подразумевает новую проблему: увеличенная тяжесть ноги робота за счет колеса и привода, а также увеличение трения при качении из-за дополнительного веса шагающего привода. Так что такой робот для использования требует дополнительной адаптации и настройки. Кроме шагающих роботов в данной главе описываются еще два направления конструкции мобильных роботов: это одноколесный робот и шаровые мобильные роботы. Их описание приведено в следующем разделе (см. разд. 1.3). Изтегляне 1.09 Mb. Сподели с приятели:
|