ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БИОИНСПИРИРОВАННОГО МЕХАНИЗМА НОГИ ГАЛОПИРУЮЩЕГО РОБОТА-ГЕПАРДА
Аннотация:
Предмет исследования. Представлены результаты исследования методов проектирования локомоционных роботов на примере создания высокоскоростного, энергоэффективного робота-гепарда, способного перемещаться по пересеченной местности. Рассмотрен энергетический анализ механизма бедра ноги робота, принцип работы которого основан на резонансе гибкого элемента, вызванного автоколебаниями инерционной массы. Разработанная конструкция рассмотрена в виде модели перевернутого пружинного маятника, гибкий элемент которого необходим для обеспечения гармонического поведения тела робота, стабильного взаимодействия с поверхностью пола, поглощения ударной силы и рекуперации энергии перемещения. Метод. При проектировании биоинспирированных робототехнических устройств предложено использовать методы биомиметики, которые заключаются в воспроизведении уникальных качеств и характеристик живых систем, а не только в имитации внешнего вида. Представленная конструкция имитирует динамику ноги прыгающего животного благодаря гармоническому характеру перемещения, вызванного вынужденной периодической силой инерции массы тела робота. Гармоническое усилие, вызывающее автоколебания, выведено с помощью уравнения динамики Лагранжа. Приведено обобщенное описание динамики робота в виде структуры Пуассона, используемой при представлении системы при помощи порт-Гамильтонового подхода. Основные результаты. Получены временные зависимости обмена энергиями и мощностями: для пружинного маятника при наличии и отсутствии внешней возбуждающей силой; механизма бедра, названного «минитаур» при наличии и отсутствии внутренней инерционной силы, вызывающей автоколебания инерционной массы тела робота в режиме прыжка на месте. Представлены графики зависимостей коэффициента затрат энергии на перемещение от конфигурации механизма и жесткости пружины при беге. Практическая значимость. Представленный анализ необходим для определения количества энергии в системе, выявления способов сохранения энергетического бюджета, причин его расходования и способов восполнения.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРА ФРИДА(на англ. яз.)
- ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СЛАБЫХ КОГЕРЕНТНЫХ МНОГОМОДОВЫХ СОСТОЯНИЙ ДЛЯ ЗАДАЧ КВАНТОВОЙ КОММУНИКАЦИИ С НЕДОВЕРЕННЫМ ПРИЕМНЫМ УЗЛОМ
- ЮСТИРОВКА ЛАЗЕРНОГО ДИОДНОГО МОДУЛЯ С ВОЛОКОННЫМ ВЫХОДОМ
- ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ОКСИДОВ НА АП-КОНВЕРСИОННУЮ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ ИОНОВ ЭРБИЯ В ЩЕЛОЧНОГЕРМАНАТНЫХ СТЕКЛАХ
- МИНИМИЗАЦИЯ УРОВНЯ СОБСТВЕННЫХ ШУМОВ МАССИВА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ПУТЕМ РЕГУЛИРОВКИ ПАРАМЕТРОВ КАСКАДА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ.
- ОЦЕНКА КОЖНОГО КРОВОТОКА НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ МЕТОДОМ ДВУМЕРНОЙ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФИИ
- МЕТОД ПРОГРАММНОЙ КОРРЕКЦИИ АБЕРРАЦИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ В МИКРОСКОПИИ СТРУКТУРИРОВАННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
- ПОСТРОЕНИЕ 3D-МОДЕЛИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ГОЛОГРАММЫ МЕТОДОМ ФОТОГРАММЕТРИИ
- МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИСХОДНЫХ ОПТИЧЕСКИМ СХЕМ ЛИТОГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТИВОВ(на англ. яз.)
- НЕПОРАЖАЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НАПРАВЛЕННЫМ ОПТИЧЕСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА ПРИБОРЫ СО СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ СЕНСОРАМИ
- СИНТЕЗ РОБАСТНОГО ДИНАМИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ШАРА НА ПОВОРОТНОЙ ПЛАТФОРМЕ
- МОРФОЛОГИЯ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК AlN НА САПФИРЕ
КЛАСТЕРИЗАЦИЯ ТЕКСТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕМАНТИКО-СИНТАКСИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ СЛОВ
- ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ РЕЗЕРВИРОВАННОГО МЕЖМАШИННОГО ОБМЕНА С УЧЕТОМ ОРГАНИЗАЦИИ ОЧЕРЕДЕЙ НА ДОСТУП К АГРЕГИРОВАННЫМ КАНАЛАМ
- СУБПОЛОСНЫЙ АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ОСНОВЕ КОСИНУС-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
- АРХИТЕКТУРА ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ С ПОДДЕРЖКОЙ СТРУКТУРНОГО РЕДАКТИРОВАНИЯ
- РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОТОКОЛА ОБМЕНА ДАННЫМИ МЕЖДУ ПРОГРАММНЫМИ АГЕНТАМИ В ОБЛАЧНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЕ В ГЕОГРАФИЧЕСКИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
- ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТАДИИ ДЕГРАДАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ В СИСТЕМАХ СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРЕВЕНТИВНОГО ТИПА
- МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЭФФЕКТОВ В ПОЗВОНОЧНИКЕ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ФИКСИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
- ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ РАСПОЗНАВАНИЯ УТЕЧЕК ИНФОРМАЦИИ ПО СТОРОННИМ КАНАЛАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЭЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
- МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ НЕОРГАНИЗОВАННОЙ ГРУППЫ В СЛУЧАЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ
- ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СИГНАЛА ПРИ ПРОТЯЖЕННЫХ ПРОПУСКАХ И РЕДКОМ ПОСТУПЛЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ
- МОДЕЛИРОВАНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ В СРЕДЕ OMNET++ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ INET FRAMEWORK
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ СМАРТ-КОНТРАКТОВ БЛОКЧЕЙНА ETHEREUM
- РАЗРАБОТКА ПОРТАЛОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБЛАЧНЫМИ СЕРВИСАМИ В СОСТАВЕ ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ