Šešiakojo roboto tyrimas

Abstract

Vaikščiojantys robotai geba judėti per itin netolygų paviršių. Dėl šios priežasties jie sulaukia ypatingo dėmesio. Vis dėlto, vaikščiojamasis judėjimas reikalauja didelio suvartojamos energijos kiekio, kas rodo, kad ši sritis nėra dar pilnai išnagrinėta. Šiame darbe yra nagrinėjamas šešiakojo vaikščiojančio roboto energijos kiekio suvartojimas dviems skirtingiems atvejams. Pirmuoju atveju tiriama suvartojamos energijos kiekio priklausomybė nuo su paviršiumi besiliečiančių kojų skaičiaus. Nagrinėjami atvejai, kai į paviršių remiasi šešios, trys ir nulis kojų. Kitu atveju tiriama energijos sąnaudų priklausomybė nuo eisenos ir judėjimo greičio robotui judant lygiu paviršiumi. Naudojamos trys pagrindinės šešiakojų robotų eisenos: trikojė, dvikojė ir banguojanti. Rezultatai parodo, kad robotui esant stacionarioje pozicijoje, energijos sąnaudos gali būti sumažintos didinant kojų skaičių ant paviršiaus. Kai į paviršių remiasi visos šešios kojos, suvartojamas mažesnis energijos kiekis, nei tuo atveju, kai į paviršių remiasi tik trys kojos. Taip pat, nors skirtumas tarp suvartojamos energijos kiekio yra mažas, to pakanka įvertinti, kad energijos sąnaudos stipriai priklauso nuo apkrovos. Judant mažu greičiu, tinkamiausia yra banguojanti eisena. Kai greitis yra lygus 0,045 m/s, būtinas eisenos keitimas į dvikoję. Greičiui pasiekus 0,053 m/s vertę, eiseną reikia keisti į trikoję, kad būtų suvartojamas mažiausias energijos kiekis.

The ability to move over the rough terrain is what attracts so much attention for legged robots and there has been a great development in this area over the last years. However, despite the fact that legged locomotion is so promising, the problem is that it consumes a large amount of energy in order to complete its given task. Hexapod walking robot energy consumption is researched in this paper. Main goal of this work is to lower energy consumption while moving and standing on even terrain. First of all, the dependence on the number of legs set on the surface is taken into account. Energy consumption for six, three and zero legs set on the surface is measured. In addition, force distribution between feet for each case is calculated. Then, using three main hexapod gaits – tripod, bipod and wave – energy consumption dependence on movement speed is observed. Results clearly show that while in stationary position energy consumption can be lowered by setting more legs on the surface. Standing on six legs is more energetically efficient than standing on three. Also, even though the difference between energy consumption for all cases is small, it is enough to see that robotic energetic characteristics strongly depend on robot weight. In order to lower energy consumption while moving on even terrain, gait selection must be done at certain speed. While moving at slow speed, wave gait is the most efficient. At the speed of 0,045 m/s bipod gait must be selected. Finally, when the speed is 0,053 m/s and higher tripod gait must be selected to have the lowest energy consumption.