1
УДК 621.865.8
Синтез управляющих воздействий для приводов
исполнительных механизмов шагающих роботов
без решения обратной задачи кинематики
© Л.А. Каргинов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Описан подход к синтезу управляющих воздействий для приводов шагающих ро-
ботов, исключающий необходимость решения обратной задачи кинематики. Из-
ложены предпосылки подхода. Рассмотрено практическое применение подхода на
примере четырехногого шагающего механизма. Приведены результаты работы для
случаев прямолинейного (рысь) и прямолинейного «осторожного» (поочередного)
движения. Перечислены частные случаи применения подхода.
Ключевые слова:
шагающий робот, алгоритм, кинематика робота, обратная задача
кинематики, моделирование.
В последнее время в мире проектированию шагающих роботов
(ШР) уделяется все большее внимание ввиду их высокой проходимости
и лучшей приспособленности к условиям, созданным для человека.
Однако при проектировании ШР возникают некоторые сложности,
связанные, в частности, с синтезом управляющих воздействий для при-
водов исполнительных механизмов ШР.
Действительно, для определения угла, на который следует повер-
нуть тот или иной сустав робота, необходимо знать, куда поставить
ногу, т. е. выделить на траектории движения определенные точки.
По данным о расположении этих точек необходимо определить значе-
ния обобщенных координат — решить обратную задачу кинематики.
Решение обратной задачи кинематики может быть многовариант-
ным, поэтому придется дополнительно отбрасывать решения, непри-
годные для управления роботом (например, применение некоторого
решения невозможно вследствие конструктивных ограничений в со-
членениях исполнительного механизма ШР). Обратная задача кинема-
тики также может и не иметь решений.
В процессе движения ШР обратную задачу кинематики необходимо
решать для каждой ноги робота. При увеличении числа ног возрастут
число сочленений, число обобщенных координат, а также размерность
уравнений динамики, усложнятся соотношения, описывающие зависи-
мость координат стоп ШР от обобщенных координат, следовательно,
усилится нагрузка на бортовую ЭВМ робота.
