Математическое моделирование шагающих аппаратов с одноподвижным корпусом

Аннотация

Рассматриваются модели шагающих аппаратов (ША) с одноподвижным корпусом, кинематические схемы которых позволяют создавать ША с максимальной удельной грузоподъемностью и минимальным энергопотреблением приводов на реализацию заданного перемещения корпуса. Получены уравнения динамики (УД) таких ША в трехопорном состоянии. Эти УД в явном виде содержат кинематические, геометрические и инерционные параметры ОША-N, где N – любое натуральное число больше пяти. Количество математических операций в полученных УД минимально. УД представлены в двух видах: во-первых, в виде системы дифференциально-алгебраических уравнений, в которых дифференциальные уравнения содержат динамические реакции в опорных точках, а алгебраические – описывают геометрические связи опорных стоп с опорной поверхностью (ОП); во-вторых, в виде системы N дифференциальных уравнений второго порядка с исключенными реакциями связей. Формулы вычисления динамических реакций в опорных точках имеют максимально простой вид. Выведены формулы вычисления динамических реакций в опорных точках таких ША. Описаны алгоритмы решения задач динамики, возникающие при исследовании ходьбы рассматриваемых ША. Приведено четыре примера. В первом примере рассмотрен ША с одним силовым приводом.