Введення
З розвитком науково-технічного прогресу, впровадженням нових технологій у різних галузях виробництва, у тому числі шкідливого і небезпечного, виникає необхідність в мобільних пристроях спеціального призначення, здатних працювати, наприклад, в зоні високої радіоактивності (при обслуговуванні ядерних реакторів), при гасінні лісових пожеж або в зонах стихійних лих.
Найбільш повно цим вимогам, швидше за все, будуть відповідати крокуючі роботи
Крокуючий спосіб представляє основний інтерес для руху по заздалегідь непідготовленій місцевості з перешкодами. Крім цього крокуючий спосіб пересування володіє і більшою прохідністю на пересіченій місцевості аж до можливості пересуватися стрибками, долати перешкоди і т.п. При крокуючому способі менше руйнується грунт. [2]
Метою даного проекту є розробка крокуючого робота. Як природна, так і техногенне середовище містить безліч перешкод які важко або неможливо долати за допомогою традиційних типів руху. Найбільшу складність представляють перешкоди у вигляді сходинок. Подолати такі перешкоду ставати можливим завдяки конструкції крокуючого робта.
Глава 1. Аналіз стану проблеми
. 1 Аналіз крокуючого виду руху
Можна помітити, що немає нічого більш досконалого, ніж природні системи. Їх адаптивна здатність приголомшує. Якщо торкатися тільки крокуючих систем, то видно, що їх мобільність значно вище, ніж у створених людиною транспортних засобів.
Людина, удосконалюючи природу на базі створення комбінованих крокуючих механізмів з іншими типами рушіїв, здатний створити більш продуктивні і високо адаптивні транспортно-технологічні машини.
Природа не створила колеса просто тому, що система важелів більш пристосована для пересування по природному грунту. Цьому сприяють властивості опорно-рухового апарату крокуючого рушія: дискретність колії і наявність неробочого простору ніг. Під дискретністю колії розуміють уривчастість контакту рушія, в даному випадку з поверхнею пересування. Під робочим простором ніг розуміється простір, що оточує корпус, точки якого досяжні для опорного елемента крокуючого рушія. Ці властивості крокуючого рушія дозволяють припускати високу опорну і профільну прохідність для штучних крокуючих засобів пересування. Крім сильно пересіченій місцевості для звичайного транспорту непрохідною є і середу, пристосована для проживання людини: будівлі з вузькими проходами, різкими поворотами, сходовими маршами.
Сліпе копіювання природних об'єктів без глибокого вивчення їх поведінки, як правило, не дозволяло створити працездатні конструкції, які можна було б використовувати в практиці: наприклад, лісова машина фірма Табержек, робот лабораторії транспортних систем АН СРСР. Ці машини не виправдали надії конструкторів і не показали динамічних якостей, характерних для комах.
У цьому ключі цікаво розглянути композиційну концепцію побудови крокуючих роботів, тому ця концепція подібна з фізіологічними моделями управління рухом у живих організмах. Подібність це засноване на дослідженнях російських вчених, що проводяться в Інституті проблем передачі інформації. Тому можна вважати, що композиційна концепція є біологічним підходом у робототехніці.
У відповідності з цією концепцією нижчий рівень управління локомоціонной процесом може бути представлений як результат колективної роботи незалежних замкнутих систем автоматичного регулювання (регуляторів). Будь-які зв'язки між окремими регуляторами (горизонтальні зв'язки) відсутні. Іншими словами, крокуючий робот як єдиний автомат може бути представлений композицією деякої кількості елементарних, незалежно функціонуючих автоматів, а локомоціонной процес результатом спільної дії цих автоматів. Кожен автомат вирішує своє власне завдання і таким шляхом вносить свій внесок у формування локомоціонной процесу.
Кожен елементарний автомат являє собою замкнуту систему автоматичного регулювання та управляє тільки одним суглобом. У той же час окремий суглоб в різних фазах циклу руху ноги може управлятися кількома різними регуляторами. Однойменні суглоби всіх ніг керують одним з параметрів ходи, наприклад, довжиною кроку, висотою тіла робота щодо опорної поверхні або ж швидкість пересування робота. Управління всіма суглобами робота здійснюється паралельно, що забезпечує високий рівень розподіленості системи управління.
Вплив на окремий автомат дій інших автоматів представляється як рівноваги вплив зовнішнього середовища. Мета автомата як регулятора полягає в компенсації цих збурень. Вихідний сигнал сенсорної системи, який використовується в колі зворотного зв'язку регулятора, містить у собі також і інформацію про ді...
