Vorochaeva Lyudmila Yurievna - PhD (Engineering), assistant professor of Chair of Mechanics, Mechatronics and Robotics.305040, Kursk, 50 let Oktyabrya Street, 94. Tel.: (4712) 22-26-26
Ворочаева Людмила Юрьевна - кандидат технических наук, доцент кафедры механики, мехатроники и робототехники.305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94. Тел.: (4712) 22-26-26
Savin Sergey Igorevich - PhD (Engineering), senior researcher of Chair of Mechanics, Mechatronics and Robotics.305040, Kursk, 50 let Oktyabrya Street, 94. Tel.: (4712) 22-26-26
Савин Сергей Игоревич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры механики, мехатроники и робототехники.305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94. Тел.: (4712) 22-26-26
The characteristic property of all robotic systems moving with the repeated liftoff from the support surface is the flight phase when it is extremely difficult to control the movement of a robot and correct its trajectory. Therefore, it is relevant to ensure the movement of a device during acceleration and its liftoff from the surface with such parameters that the system behaves properly during the flight. The authors of the paper solved this issue by the formation of the desired trajectory of the robot's mass center during the acceleration of the device.The robot consists of a body and acceleration module formed by three elements, two of which are a sliding pair and the other are connected to each other and to the body by means of rotary joints. The trajectory of the robot's mass center during the acceleration is formed in such a way that, during the required time, the certain numerical value of velocity is achieved, the vector of which is directed at the specified angle to the horizon. To provide such a trajectory of movement, the authors developed the control system with the controller built on the linear quadratic programming.In the result of numerical simulation, six acceleration modes when varying the control parameters are determined: during some of them, a robot contacts the surface in two supporting points that are either stationary or sliding along the surface; during the other, the liftoff of one of the two supporting points or the tilting of the device (in the case when the liftoff of a supporting point takes place at the first moments of acceleration) takes place. The authors drew the diagrams of the acceleration modes that can be used to determine the ranges of permissible parameters of a jumping robot for accelerating in the required mode.
Особенностью всех робототехнических систем, движущихся с периодическим отрывом от опорной поверхности, является наличие фазы полета, во время которой управлять движением робота и корректировать его траекторию крайне проблематично. Поэтому актуальной является задача обеспечения движения устройства во время разгона и его отрыва от поверхности с такими параметрами, чтобы система вела себя корректно во время полета. В данной работе эта задача решается путем формирования желаемой траектории центра масс робота во время разгона устройства.Робот состоит из корпуса и разгонного модуля, образованного тремя звеньями, два из которых представляют поступательную пару, а другие соединены между собой и с корпусом посредством вращательных шарниров. Траектория центра масс робота во время разгона формируется таким образом, чтобы за требуемое время было достигнуто определенное численное значение скорости, вектор которой направлен под заданным углом к горизонту. Для обеспечения такой траектории движения разработана система управления с регулятором, построенным на линейном квадратичном программировании.В результате проведенного численного моделирования установлено наличие шести режимов разгона при варьировании управляющих параметров: во время одних робот контактирует с поверхностью в двух опорных точках, которые либо неподвижны, либо скользят по поверхности; во время других происходит отрыв одной из двух опорных точек или опрокидывание устройства (в случае, когда отрыв точки опоры происходит в первые моменты разгона). Построены диаграммы режимов разгона, которые могут использоваться для определения диапазонов допустимых параметров прыгающего робота для осуществления разгона в требуемом режиме.