УДК 621.01
А. Ю. В у к о л о в, А. А. Г о л о в и н,
Н. В. У м н о в
ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ПОХОДКИ
ЛОШАДИ НА АЛЛЮРЕ “ШАГ”
МЕТОДОМ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ
СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ ФОТОСЪЕМКИ
Обоснованы преимущества метода стробоскопической фотосъем-
ки при натурном экспериментальном исследовании кинематики по-
ходки живой системы. Проведен качественный анализ движения
ног лошади на аллюре “шаг” с точки зрения траекторий точек,
устойчивости, а также с выделением особенностей отработки
траектории движения центра масс всей системы. Выполнен ана-
лиз движения копыта при подходе к опорной поверхности. Дана
оценка вероятностных составляющих в управлении конечностями
живой системы.
E-mail:
;
Ключевые слова
:
лошадь, кинематика, походка, вероятность, аллюр,
шаг, нагружение, стробоскоп.
Одним из путей повышения проходимости мобильных роботов при
работе на неподготовленной поверхности является переход от колес-
ных или гусеничных движителей к шагающим. Однако управление
подобными системами — в значительной мере нетривиальная зада-
ча, так как требует не только реализации шагового цикла отдельного
движителя (ноги), по и организации последовательности работы всех
движителей (выбора походки). Сложность выбора походки связана со
значительным их числом и неопределенностью критериев выбора. Су-
щественную помощь может оказать тщательное (в том числе экспери-
ментальное) исследование походок, реализуемых живыми системами.
По этому вопросу накоплен обширный иллюстративный материал,
из которого, однако, не удается понять, по каким признакам животные
выбирают ту или иную походку или каким образом они переходят с
одной походки на другую, например, при увеличении скорости движе-
ния. Алгоритмы живой природы могут оказаться полезными при раз-
работке систем управления движением транспортных роботов с шага-
ющим движителем, поскольку все построенные к настоящему време-
ни шагающие системы имеют, как правило, одну походку, выбранную
из условия обеспечения статической устойчивости машины, что обу-
словливает чрезвычайно низкую скорость перемещения. Увеличение
скорости неизбежно приводит к изменению походки и потере статиче-
ского равновесия на отдельных участках шагового цикла. Животные
при таких частично устойчивых походках сохраняют в целом устой-
чивость ходьбы, хотя описание принципов и алгоритмов перехода с
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 2 35
