ИСТИНА

Актуальность исследования шагающих аппаратов различного назначения связана с необходимостью увеличения производительности труда, безопасности и уровня автоматизации технологических процессов на производстве. Также актуальной является задача поддержки и реабилитации человека, имеющего проблемы в опорно-двигательном или в вестибулярном аппарате. В целях создания макетного образца колесно-шагающего аппарата разработана 3D модель конструкции двуногого двухколесного механизма, предназначенного для перемещения человека по пересеченной местности, в т.ч. по лестницам. Управление движением осуществляется с помощью электродвигателей, расположенных в шарнирах колесно-шагающего аппарата. Поддержание вертикального неустойчивого положения равновесия системы обеспечивается комплексной обработкой первичной измерительной информации инерциальных датчиков на базе микромеханических гироскопов и акселерометров, а также датчиков оптико-электронной и дальномерной информации. При составлении уравнений движения колесно-шагающего аппарата были применены общие теоремы динамики и формализм Лагранжа. В докладе представлены нелинейные дифференциальные уравнения, описывающие движение электромеханической многозвенной конструкции на плоскости и в пространстве. Проведен расчет программных траекторий и управляющих сигналов при выполнении ряда упражнений таких как, подъем из заданного начального положения в вертикальное неустойчивое положение. С помощью разработанного программного обеспечения на языке С++ были выполнены аналитические и численные расчеты управляющих воздействий и переходных процессов, позволяющие оптимизировать энергозатраты на управление движением. В докладе обсуждаются результаты экспериментальных тестовых движений макетного образца колесно-шагающего робота.