Алгоритм визначення положення кінцівок крокуючого мобільного робота у просторі

Abstract

Запропоновано алгоритм визначення положення кінцівок крокуючого мобільного робота (МР) у просторі на базі раніше розробленого авторами методу, що є кінцевою множиною трикутників для представлення кожного зчленування кінцівки крокуючого МР. Цей алгоритм має лінійну структуру без розгалужень для поетапного виконання певної послідовності дій, які дозволяють визначити просторове положення кінцівок крокуючого МР. Роботу алгоритму розглянуто на прикладі абстрактної моделі шестиногого крокуючого МР з однаковою конструкцією тришарнірних кінцівок та тулубом у формі правильного шестикутника. Цей алгоритм дозволяє автоматизовано розрахувати та графічно відобразити положення кінцівки МР у просторі. Практична реалізація запропонованого алгоритму передбачається у спеціалізованому програмному забезпечені. Актуальність та важливість запропонованого алгоритму зумовлена недостатністю робіт та публікацій в цьому напрямку. У відомих наукових роботах у більшості випадків досліджувалися тільки питання розв’язання задач кінематики і динаміки крокуючих МР та побудова їхніх кінематичних моделей. При цьому, необхідно відмітити відсутність системного підходу, щодо алгоритмізації та автоматизації визначення положення кінцівок крокуючих МР у просторі, що обмежує їхнє практичне використання в реальних умовах. У зв’язку з цим передбачається, що запропонований алгоритм визначення положення кінцівок крокуючого МР дозволить частково вирішити цю проблему, що сприятиме впровадженню МР у різні сфери людської діяльності. Очевидними перевагами запропонованого алгоритму є лінійність, простота, нерозгалуженість структури, його наочність, простота програмної реалізації. Застосування алгоритму дозволяє підвищити продуктивність та зменшити трудомісткість дій, виконуваних під час розв’язання задач визначення положень кінцівок крокуючих МР у просторі, скорочення часу виконуваних операцій та зниження інтелектуального навантаження на розробників.

The article presents an algorithm for determining the position of the limbs of a walking mobile robot (MR) in space, based on a method previously developed by the authors, which is a finite set of triangles for representing each joint of a limb of a walking mobile robot. The proposed algorithm has a linear structure without branches for the step-by-step execution of a certain sequence of actions that allow determining the spatial position of the limbs of a walking MR. The operation of the algorithm is considered on the example of an abstract model of a six-legged walking MR with the same design of three hinged limbs and a body in the shape of a regular hexagon. This algorithm allows you to automatically calculate and graphically display the position of the MR’s limb in space. The practical implementation of the proposed algorithm is provided in specialized software. The relevance and importance of the proposed algorithm is determined by the lack of articles and publications in this direc tion. Known scientific works in most cases are devoted only to solving problems of kinematics and dynamics of walking MRs and building their kinematic models. At the same time, it is necessary to note the lack of a systematic approach to algorithmization and automation of determining the position of the limbs of walking MRs in space, which limits their practical use in real conditions. In this regard, it is assumed that the proposed algorithm for determining the position of the limbs of a walking MR will partially solve this problem, which will contribute to the introduction of MR into various areas of human activity. The obvious advantages of the proposed algorithm are linearity, simplicity, unbranched structure, its clarity, and ease of software implementation. Application of the algorithm makes it possible to increase productivity and reduce the labor intensiveness of actions performed when solving the problem of determining the positions of the limbs of walking MRs in space, reducing the time of performed operations and reducing the intellectual load on developers.