49
УДК 629.3.027.75
В. М. Корендій, О. Ю. Качур
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра механіки та автоматизації машинобудування
МОДЕЛЮВАННЯ ТА АНАЛІЗ РУХУ МОБІЛЬНОЇ
РОБОТОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З КРОКУЮЧИМИ РУШІЯМИ
© Корендій В. М., Качур О. Ю., 2019
Здійснено структурно-кінематичний аналіз шарнірно-важільного механізму
крокування, побудованого на основі лямбда-механізму Чебишева. Виведено аналітичні
залежності координат точки шарніра кріплення опорного важеля від геометричних
параметрів механізму та кута повороту кривошипа. З метою забезпечення необхідної
довжини кроку та висоти підйому опорної стопи розраховано геометричні параметри
крокуючого механізму. Проаналізовано кінематику руху опорної стопи на основі
виведених аналітичних залежностей та з використанням побудованих у програмному
продукті SolidWorks твердотільної й імітаційної моделей крокуючої машини. За
результатами моделювання зроблено висновки, що фаза контакту стопи з опорною
поверхнею повністю забезпечує попередньо задану довжину кроку – 370 мм, а фаза
перенесення стопи – необхідну висоту її підйому – 70 мм. На основі кінематичних
параметрів руху опорної стопи зроблено висновок, що у фазі контакту стопи з опорною
поверхнею відбувається вертикальне “просідання” корпусу машини на стадії одного
кроку приблизно на 2 мм, що спричинятиме втрати енергії на періодичне піднімання-
опускання корпусу. Також спостерігається істотна зміна горизонтального і
вертикального пришвидшень корпусу на етапі одного кроку, що спричиняє виникнення
значних динамічних навантажень на опорні вузли машини, та, відповідно, втрати
енергії на періодичне розганяння-гальмування корпусу під час крокування.
Ключові слова: крокуючий рушій, мобільна роботомеханічна система, лямбда-
механізм Чебишева, геометричні параметри, кінематичний аналіз.
V. Korendiy, O. Kachur
SIMULATION AND ANALYSIS OF MOTION OF MOBILE ROBOTIC
SYSTEM WITH WALKING DRIVES
In the article, a structural analysis of the hinge-lever walking mechanism constructed on
the basis of the Chebyshev’s lambda mechanism, which contains one structural group (Assur
group) of the second class second order first type and the input link being a mechanism of the
first class. Considering that the mechanism is characterized by single degree of freedom, the
method of closed vector loops is used to describe the kinematic parameters of its links and
nodes. A kinematic analysis of the walking mechanism is carried out, on the basis of which the
analytical dependencies of the coordinates of the attaching hinge of the supporting lever were
deduced on the geometrical parameters of the mechanism and on the angle of the crank
rotation. On the basis of the analytic dependencies derived, in order to provide the required
length of step and the lifting height of the supporting foot, the geometrical parameters of the
walking mechanism are calculated. Using the obtained geometrical parameters, an analysis of
the kinematics of the supporting foot motion is performed on the basis of the corresponding
analytical dependencies and on the basis of the solid state and simulation models of the
Lviv Polytechnic National University Institutional Repository http://ena.lp.edu.ua