АЛГОРИТМИ РУХУ ГЕКСАПОДА ДЛЯ ОМИНАННЯ ПЕРЕШКОД. КУТОВИЙ РУХ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.62(2).2021.249214Ключові слова:
крокуюча платформа, вентиляційний канал, контроль технічного стану, алгоритми керування, гексапод, статична стійкість, матриця, сервоприводи, діагностика, квадропод, адаптивне керуванняАнотація
В даній роботі розглядається можливість застосування крокуючого робота - гексапода для досліджень, контролю стану технічних сухих каналів, замкнутих просторів тощо. Порівняно з існуючими конструкціями, що засто-совуються сьогодні, гексапод має перелік переваг, що робить його більш універсальним засобом, а саме: автономність, за рахунок джерела живлення, встановленого на роботі, конструктивні особливості, що забезпечують його підвищену прохідність по нерівним поверхням. Натомість, такий тип робота вимагає розробку більш складних алгоритмів руху, ніж у випадку з колісними або гусеничними машинами, так як гексапод представляє собою платформу із, рухомими кінцівками, які у свою чергу рухаються за допомогою сервоприводів. Тому рух платформи забезпечується керуванням кожного сервопривода. Окрім цього, додатково обробляється інформа-ція про навколишнє середовище з датчиків-далекомірів, датчиків дотику кінцівки з поверхнею, камерами, аксе-лерометрами і т.п.
Особливу увагу приділено алгоритмам повороту робота, оскільки запропонована сфера застосування накладає обмеження на можливість вільно маневрувати у просторі. Розроблено алгоритм повороту робота в замкну-тих просторах на базі матриць стану кінцівок, що значно спрощує практичну реалізацію та дозволяє легко змінювати тип ходи у процесі роботи гексапода. Також запропоновано введення буферної матриці стану, яка дозволяє запам'ятовувати останнє положення кінцівок робота у випадку його поломки, після ліквідації якої, є можливість продовжити рух із довільного останнього стану. Або повернутися у початкове положення та змінити маршрут.
Універсальність алгоритму дозволяє використовувати його не лише при розробці програмної частини гесапода, а й для інших видів крокуючих роботів. Так як розроблений алгоритм дозволяє легко модифікувати типи ходи на кожній ітерації кроку.
У подальшому планується протестувати даний алгоритм на макеті гексапода та доповнити його необхідними складовими для вертикального переміщення, що є дуже важливим для прохідності в даній сфері застосування.
Посилання
Official site Boston Dynamics URL: https://www.bostondynamics.com/
Робот-паук Hexa «выгуливает» комнатные растения на солнце [Електронний ресурс]. Доступно: https://gagadget.com/science/38806-robot-pauk-hexa-vyigulivaet-komnatnyie-rasteniya-na-solntse/#!
Краулеры, роботы ВТД [Електронний ресурс]. Доступно: http://robotrends.ru/robopedia/kraulery-polzayushie-roboty
V. G. Gradeckij, M. YU. Rachkov, Roboty vertikal'nogo peremeshcheniya. Moskva, USSR: Tip. Min. Obrazovaniya RF, 1997. (In Russian)
B. B. V. L. Deepak, M. V. A. R. Bahubalendruni, & B. B. Biswal, «Development of in-pipe robots for inspection and cleaning tasks», International Journal of Intelligent Unmanned Systems, vol. 4, no. 3, рр. 182–210, 2016.
S. Krenich, M. Urbanczyk, “Six-legged walking robot for inspection tasks”, Solid State Phenomena, vol. 180, pp. 137-144, 2012.
S. G. Udovenko, «Nechetkoe upravlenie avtonomnym mobil'nym robotom s podkreplyaemym obucheniem», Sistemi obrobki іnformacії, no 8(145), pp. 56 - 62, 2016. (In Russian)
Cully, J. Clune, D. Tarapore, et al. «Robots that can adapt like animals», Nature, vol. 521, pp. 503–507, 2015. DOI: 10.1038/nature14422
E. V. Poezzhaeva, «Algoritm upravleniya shagayushchego robota pri diagnostike i remonte trudnodostupnyh uchastkov zhilyh i proizvodstvennyh pomeshchenij», Molodoj uchenyj, no 1 (105), pp. 203-205, 2016. (In Russian)
P. Ramdya, R. Thandiackal, R. Cherney, et al. «Climbing favours the tripod gait over alternative faster insect gaits», Nat Commun, vol. 8, 14494, 2017. doi:10.1038/ncomms14494
S. I. Savin, L. YU. Vorochaeva, «Metody upravleniya dvizheniem shagayushchih vnutritrubnyh robotov», Cloud of Science, vol. 5, no 1, pp. 163–195, 2018. (In Russian)
V. V. Lapshin, Mekhanika i upravlenie dvizheniem shagayushchih mashin, Moskva, RF: MGTU im. N.E. Baumana, 2012. (In Russian)
I. Platov, O. Pavlovskyi, “Movement algorithm of an autonomous robot-hexapod for moving in narrow closed spaces”, Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 61(1), pp. 61–68, 2021. DOI:10.20535/1970.61(1).2021.237103 (In Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
