Изучение физических характеристик движения робота-змеи на основе конструкции “Bioloid Premium Kit”.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2023No4/81-89Ключевые слова:
алгоритм робота-змеи, движение змеи, змеевидный робот, физические характеристики, управление, RoboPlusАннотация
В статье рассматриваются физические характеристики движения робота-змеи. Основной целью данной работы является разработка алгоритма, основанный на изучении физических характеристик движения робота-змеи, который позволит передвигаться в различных условиях окружающей среды, как промышленному роботу-манипулятору, так и мобильному роботу. В ходе работы были получены уравнения движения робота-змеи по различным поверхностям. Установлено, что робот-змея представляет собой разомкнутую кинематическую цепь, элементы которой соединены между собой пятью или более кинематическими узлами вращения на основе решения прямых и обратных задач кинематики и расчета положения блока робота в заданной ориентации. На основе изучения физических движений змей был разработан запатентованный алгоритм передвижения робота-змеи. Прототип робота-змеи, основанный на наборе ROBOTIS BIOLOID Premium, был собран и протестирован на семи различных поверхностях. Созданный высокоскоростной прототип состоит из одиннадцати блоков и контроллера CM-530 без колес и обеспечивает высокую плавность передвижения по сравнению с аналогами благодаря использованию разработанного алгоритма.
Библиографические ссылки
Kesteloo T.V. Autonomous navigation for the pipeline inspection robot "Pirate". 2020. Available at: http://essay.utwente.nl/85373/1/85373_Kesteloo_MA_EEMCS.pdf
Borikov V.N., Galtseva O.V., Filippov G.A. Method of Non-contact Calibration of the Robotic Ultrasonic Tomograph. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2016, Vol. 671, 012014. doi: 10.1088/1742-6596/671/1/012014.
Trebuňa F., Virgala I., Pástor M., Lipták T. Miková L. An inspection of pipe by snake robot. International Journal of Advanced Robotic Systems, 2016. Vol. 13, No. 5. doi: 10.1177/1729881416663668.
Runciman M., Darzi A., Mylonas G.P. Soft Robotics in Minimally Invasive Surgery. Soft Robot, 2019, Vol. 6, No. 4, pp. 423–443. doi: 10.1089/soro.2018.0136.
NASA shows a snake robot to explore planets. 2023. Available at: https://universemagazine.com/en/nasa-shows-a-snake-robot-to-explore-planets-video/
Sanfilippo F., Azpiazu J., Marafioti G., Transeth A.A., Stavdahl Ø., Liljebäck P. Perception-Driven Obstacle-Aided Locomotion for Snake Robots: The State of the Art, Challenges and Possibilities †. Applied Sciences, 2017, Vol. 7, No. 4, 336. doi: 10.3390/app7040336.
Matthews T. Do Snakes Have Bones? Information and Facts, 2021. Available at: https://pestsamurai.com/do-snakes-have-bones/
Ali Sh. Newton-Euler approach for bio-robotics locomotion dynamics: from discrete to continuous systems. Automatic. France: Ecole des Mines de Nantes, 2011, 251 p.
Rollinson D. Control and Design of Snake Robots. Pennsylvania: Carnegie Mellon University, 2014, 203 p.
Zhang J., Chen Y., Liu Y., Gong Y. Dynamic Modeling of Underwater Snake Robot by Hybrid Rigid-Soft Actuation. Journal of Marine Science and Engineering, 2022. Vol. 10, No. 12, 1914. doi: 10.3390/jmse10121914.
Wright C., Buchan A., Brown B., Geist J., Schwerin M., Rollinson D., Tesch M., Choset H. Design and architecture of the unified modular snake robot. Proccedings of the 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2012, 4347. doi:10.1109/ICRA.2012.6225255.
Shumilin N.A., etc. Kinetic robot programming. Proceedings of the 2014 All-Russian Scientific and Technical Conference “TUSUR Scientific Session“, 2014, pp. 155–157. https://storage.tusur.ru/files/43235/ 2014_3.pdf [in Russian]
Iurevich E.I. Basics of Robotics. Sankt-Peterburg: BKhV-Peterburg, 2010, 252 p. [in Russian]
Frolov К.V., Vorobev Е.I. Industrial Robot Mechanics. Moskva: Vysshaia shkola, 1989. 383 p. [in Russian]
Chang K.H. Chapter 8-Motion Analysis. Academic Press, 2015, pp. 391–462. doi: 10.1016/B978-0-12-382038-9.00008-9.
