Нерегулярные режимы движения в модельных задачах двуногой ходьбы

• Автор: Поляков, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 135 c. : ил

В В Е Д Е Н И Е
1. ШАГАЮЩИЕ АППАРАТЫ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Экспериментальные модели. Структурные и кинематические схемы двуногих шагающих аппаратов
1.2. Математические модели двуногих ША
1.3. Краткий обзор работ по двуногим.ША
1.4. Краткое содержание диссертации
2. КИНЕМАТИКА НЕРЕГУЛЯРНЫХ' ПОХОДОК
2.1. Подход к формированию и определению походок

2.2. Построение закона переноса стоп ДША при постоянном шаге
2.3. Построение законов переноса.стоп ДША при нерегулярной следовой дорожке
2.4. Кинематические соотношения. Формирование некоторых типов походок
3. ДИНАМИКА НЕРЕГУЛЯРНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ ДША
3.1. Метод составления математических моделей многозвенных механических систем
3.2. Динамические- модели ДША
3.3. Динамика антропоморфного ДША при программном движении центра масс
3.4. Простейшая модель двуногой ходьбы. Перевернутый маятник
3.5. Циклоидальное движение ША. Инварианты ходьбы 104 СТАБИЛИЗАЦИЯ, УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ ШАГАЮЩИХ АППАРАТОВ
4.1. Стабилизация транспортного отсека ДША
4.2. Некоторые критерии устойчивой двуногой ходьбы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПИТЕРА ТУРА

В решениях ХХУІ съезда КПСС в "Основных направлениях эконо-ического и социального развития СССР на І98І-І985 гг. и на период
0 1990 г." говорится: "Создать принципиально новые виды транспортах средств Одним из таких средств являются разрабатываемые
СССР и развитых капиталистических странах так называемые шзгага-ие машины. В докладе на ІУ съезде по теоретической и прикладной еханике академик И.И. Артоболевский, говоря о проблемах создания лстем машин автоматического действия, отнес задачу создания авто-эшических локоыоционных машин к одной из наиболее важных [ 5]
Интерес к шагающим машинам возник давно. Первой попыткой соз-эть такой аппарат, по-видимому, был "стопоходящий механизм" П.Л. збышевз [67] . Но несмотря на то, что работы такого рода ведутся )статочно давно, видимых практических результатов достигнуто не шо. Лишь в настоящее время с внедрением развитой вычислительной зхники появились реальные предпосылки для создания ША, имеющих іактическое значение.
Шагающие аппараты, как средство транспорта, имеют явноепре-іущество перед традиционными колесными и гусеничными машинами в їловиях бездорожья, на грунтах с пониженным сцеплением в спосо-!эх преодоления препятствий, то есть обладают повышенной 0ДЗПТЭЦИ1 к местности [б, 34, 7, 8] . Кроме транспортных проблем сущест-ет еще ряд прикладных аспектов применения ША, например перемеще-:е в экстремальных условиях (под водой, на космических объектах :2].), реабилитация опорно-двигательных функций человека (экзо-елетоны) [29] , перемещение в среде, приспособленной для чело-ка (производственные помещения, цехи, лестницы и т.д.), [7] , вышение уровня физической силы человека с сохранением высокой
- 4 -
роходимости и т.д.
Теория ША имеет два вида объектов исследований - многоногие А и двуногие ША. В основу их передвижения положены разные принци-ы. Так, для многоногих аппаратов основным является критерий ета-ической устойчивости[50, 51, 64, 75] . Его применение уменьшает исло возможных походок, исключая из рассмотрения быстрые поход-и, присущие живой природе, такие, например, как рысь, галоп. Для вуногих ША, прототипом которых может служить человек, принципом ередвияения является принцип активной устойчивости. В связи с тим человек как объект, обеспечивающий активную устойчивость во ремя движения, представляет собой идеальную, но далеко не прое-ую модель. Вообще говоря, двуногие ША СДША) являются представите-ем класса неустойчивых динамических систем, поэтому вопросы, свя-анные е их кинематикой, динамикой и управлением занимают особое эето в ряду исследований, посвященных ША. Работы в области дву-эгой ходьбы имеют два аспекта. Первый - разработка и создание ДА как таковых, второй - использование принципов, положенных в снову двуногого передвижения для создания многоногих ША, работа-цих в динамических режимах. Решение этих задач невозможно без нубокого изучения процессов двуногой ходьбы, ее динамических и лнеызтических характеристик. Этим вызвана необходимость теорети-зских исследований ДША, построение различных математических мо-злей и методов решения этой сложной научно-технической задачи.

"-Рис.2.11. Отклонение углов сС1 и сЦ бедер аппарата от вертикали
Рис.2.12. Отклонение углов и голеней аппарата от вертика-