Maszyny kroczące. Podstawy, projektowanie, sterowanie i wzorce biologiczne

• Druk: Warszawa, 2014
• Autor: Teresa Zielińska
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Książka dotyczy robotów, które chodzą, czyli maszyn kroczących – przemieszczających się i działających w naturalnym otoczeniu bez pomocy człowieka. Tego rodzaju maszyny są wykorzystywane do prac w warunkach niebezpiecznych oraz trudno dostępnych dla ludzi i pojazdów kołowych: gaszą pożary, wyszukują miny, dokonują inspekcji w elektrowniach atomowych oraz wchodzą do kraterów aktywnych wulkanów. Roboty te, w odróżnieniu od robotów przemysłowych, pomagają również człowiekowi w usługach: opiece nad dziećmi, ludźmi starszymi oraz niepełnosprawnymi.

Podręcznik zawiera podstawową wiedzę na temat wspomnianych maszyn kroczących. Omawia ich projektowanie, sterowanie (programowanie), a także przedstawia ich wzorce biologiczne.

Wydanie drugie zostało uzupełnione przez autorkę o rozdział na temat robotów dwunożnych, tzw. bipedów.

Pozycja przeznaczona jest dla studentów kierunków: automatyka, robotyka oraz informatyka. Będzie również przydatna pracownikom naukowym i inżynierom mechanikom, elektrykom, elektronikom oraz informatykom specjalizującym się w robotyce.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-17815-4
• ISBN druku: 978-83-01-17815-4
• Liczba stron: 182

Przedmowa    7
Wykaz ważniejszych oznaczeń                                  9

1. Szkic historyczny i podstawowe wiadomości        11

1.1. Historia                                                          11
1.2. Klasyfikacja maszyn kroczących                       16
1.3. Terminologia                                                  19
1.3.1. Chody                                                 19
1.3.2. Stabilność                                            26
1.4. Przykład wstępnej analizy chodu                       30

2. System mechaniczny                                           36

2.1. Wprowadzenie                                               36
2.1.1. Cel projektowania                                  36
2.1.2. Części składowe systemu                         37
2.2. Geometria urządzenia                                      38
2.2.1. Nogi                                                    38
2.2.2. Stopy                                                  45
2.3. Wpływ geometrycznych proporcji i masy urządzenia na wydatki energetyczne chodu           48
2.4. Obliczanie mocy silników                                53
2.4.1. Wiadomości ogólne                                53
2.4.2. Obliczanie mocy silników maszyn kroczących                            59

3. System sterujący i czujniki                                  62

3.1. Wprowadzenie                                               62
3.2. Sprzężenie zwrotne                                         63
3.3. Profil prędkości silnika                                     67
3.4. Dobór nastaw regulatora                                   70
3.5. Sprzęt i narzędzia programowe                          72
3.6. Czujniki                                                        75
3.7. Struktura oprogramowania                                80

4. Planowanie ruchu                                               85

4.1. Kinematyka nogi                                            85
4.1.1. Wprowadzenie                                      85
4.1.2. Zadanie proste kinematyki                       87
4.1.3. Zadanie odwrotne kinematyki                   88
4.2. Trajektoria ruchu końca nogi                             90
4.2.1. Rozważania ogólne                                90
4.2.2. Trajektoria ruchu końca nogi przy zmianach kierunku ruchu                                   95
4.3. Trajektoria ruchu maszyny                                100
4.4. Synteza chodu                                                 103

5. Adaptacja ruchu do właściwości podłoża i warunków otoczenia                                      109

5.1. Wprowadzenie                                               109
5.2. Sterowanie pozycyjno-siłowe                            111
5.3. Odkształcenie podłoża pod wpływem siły           113
5.4. Problem rozkładu sił reakcji                             118
5.4.1. Wprowadzenie                                      118
5.4.2. Układy współrzędnych i oznaczenia          119
5.4.3. Warunki równowagi sił i momentów sił     120
5.4.4. Modele uproszczone                               122
5.4.5. Przykład                                               125

6. Generowanie chodu — wzorce biologiczne           133

6.1. Wprowadzenie                                               133
6.2. Generator chodu                                              133
6.2.1. Struktura biologiczna i modele matematyczne                                                       133
6.2.2. Generator chodu owadów                       138
6.2.3. Generator chodu ssaków                         145
6.3. Mechanizmy zachowań                                     146
6.4. Rodzaje zachowań                                           149

7. Roboty dwunożne                                               152

7.1. Początki robotów humanoidalnych                     152
7.2. Prawo Punktu Zerowego Momentu                    156
7.3. Wykorzystanie Prawa Punktu Zerowego Momentu do syntezy chodu                                  158
7.4. Zastosowanie Prawa Punktu Zerowego Momentu do korekty postury w czasie ruchu             162
7.5. Cechy chodu człowieka                                   162
7.6. Uproszczone modele chodu                               165
7.7. Synteza ruchu robota dwunożnego                      169

Podsumowanie                               172
Literatura     174
Skorowidz     182