Исследование энергоэффективности четырехногих мехатронных шагающих устройств

Авторы: Вечерин Я.А.
Опубликовано в выпуске: #8(25)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-8-362
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: мехатронное шагающее устройство, кинематическая структура, походка «рысь», энергозатраты, энергоэффективность, электрический привод, коэффициент сопротивления движению, MATLAB, аналитический расчет
Опубликовано: 27.08.2018

Проведено исследование и выполнен сравнительный анализ энергоэффективности четырехногого мехатронного шагающего устройства, защищенного патентом РФ № 2642020, и лучших отечественных и зарубежных аналогов. Исследование энергоэффективности проводилось с помощью оценки трех основных компонентов энергозатрат: на обеспечение движения ног относительно корпуса, на поддержание веса мехатронного шагающего устройства и на развитие силы тяги. Расчеты показали, что применение исследуемой кинематической структуры мехатронного шагающего устройства обеспечивает большую энергоэффективность при перемещении по прямой ровной поверхности походкой «рысь» с заданными режимами движения. При этом удается уменьшить массу и стоимость мехатронного шагающего устройства.

Литература

[1] Boston Dynamics: веб-сайт компании. URL: https://www.bostondynamics.com/spot-mini (дата обращения 15.04.2018).

[2] ANYmal. URL: https://www.anybotics.com/anymal (дата обращения 15.04.2018).

[3] Близнец П.М., Коновалов К.В., Близнец М.П., Лапшов В.С., Метасов И.Е., Артамонов Ю.П., Бошляков И.А. Шагающее устройство. Патент 2642020 РФ. Заявл. 24.06.2016, опубл. 23.01.2018.

[4] Близнец П.М. Транспортирующее устройство. Патент 2033955 РФ. Заявл. 04.01.1991, опубл. 30.04.1995.

[5] Близнец П.М., Рубцов В.И., Коновалов К.В., Бошляков И.А. Домашний охранный робот на базе шагающего движителя. Символ науки, 2017, т. 2, № 3, с. 14‒20.

[6] Лапшин В.В. Механика и управление движением шагающих машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012, 199 с.

[7] Kim S., Wensing P.W. Design of dynamic legged robots. Foundations and Trends in Robotics, 2017, vol. 5, no. 2, pp. 117–190.

[8] Seok S., Wang A., Chuah M.Y., Otten D., Lang J., Kim S. Design principles for highly efficient quadrupeds and implementation on the MIT Cheetah robot. Int. Conf. on Robotics and Automation. IEEE, 2013, pp. 3307–3312.

[9] Raibert M. et al. Bigdog, the rough-terrain quadruped robot. Proc. 17th World Congress IFAC, 2008, vol. 41, no. 2, pp. 10822–10825.

[10] Hutter M. Design and control of legged robots with compliant actuation. Master of Science Diss. ETH Zurich, Switzerland, 196 p.