Кафедра 'Теоретическая механика'

Русская версия О кафедре Наука Содержание
English version Студентам Сотрудники

Шагающие машины

Потенциальные преимущества шагающих машин перед машинами с традиционными движителями весьма велики. Это вызывает большой интерес к проблеме со стороны учёных всего мира.
Шагающие машины можно разделить на две группы: динамически устойчивые (с небольшим числом ног) и статически устойчивые (многоногие) машины. Последние, в свою очередь, разделяются на машины профильной и грунтовой проходимости. Шагающие машины профильной проходимости могут передвигаться по территории, где размеры препятствий сопоставимы с размерами самой машины, обеспечивая, кроме того, высокую проходимость по слабонесущему грунту и минимальное воздействие на грунт. Достижение столь высокой функциональности возможно только при использовании ног с большим числом активных степеней свободы и системы управления с независимым управлением каждой степенью свободы. Такой подход ведёт к значительному усложнению как конструкции шагающей машины, так и её системы управления, что в свою очередь отрицательно сказывается на стоимости конечного продукта. Наиболее известны следующие разработки таких машин:
Ambler, США, 1988-92 гг;
Adaptive Suspension Vehicle, США, 1982-90 гг;
Dante II, США, 1993-94 гг;
MECANT, Финляндия, 1988-93 гг.
Наиболее полный каталог шагающих машин собран благодаря стараниям доктора Бернса на www.fzi.de.

Машины разработанные на кафедре теоретической механики относятся к машинам грунтовой проходимости, и отличаются простейшими одностепенными шагающими движителями и системой управления сохраняющей принципы управления колёсными и гусеничными машинами. Такое упрощение ограничивает возможности машин в условиях леса, горной дороги и т.п., однако не снижает их функциональности при движении по относительно ровному слабонесущему грунту (песку, болотистой местности, размытой грунтовой дороге), а также по экологически ранимому почвенному покрову (пахоте, тундре, вечной мерзлоте). Следует отметить также значительное снижение стоимости разработки, производства и эксплуатации.

В настоящее время на кафедре разработано несколько опытных образцов шагающих машин:

Шагающая опора  шагающая опора для дождевальной машины "Кубань".

Транспортная машина  шагающая транспортная машина.

Шагающий манипулятор  шагающий транспортно-технологический комплекс.

Посмотрите короткий фидеофильм (0,8 MB) о работе шагающей машины в условиях болотистой местности.

Экспериментальные исследования позволили выявить ряд недостатков. В частности невысокую скорость передвижения, обусловленную несовершенством шагающего движителя, а также ограниченную манёвренность машины при осуществлении бортового поворота. В тоже время, подтвердилась высокая грунтовая проходимость машин и экологичность их движителей. Дальнейшая деятельность кафедры направлена на совершенствование шагающих движителей и разработку нового экспериментального образца с более совершенной схемой поворота. Разработка новой машины ведётся в сотрудничестве с Институтом механики МГУ, Институтом машиноведения РАН, Московским авиационным институтом, Институтом прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, ПО "Баррикады".

Исследования по данной тематике поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований (проект 99-01-01242, 02-01-06447, 02-01-15000к) и программами Министерства образования: "Научные исследования высшей школы в области транспорта", "Научные исследования высшей школы в области производственных технологий".

Шагающая машины «Ортоног» представляет собой робототезированный транспортно – технологический комплекс (рис. 1). Данная машина способна перемещаться по уклонам, сохраняя горизонтальное положение корпуса. Высокие адаптивные свойства «Ортонога» позволяют машине совершать движение по пересеченной местности. Видеофильм.

Отдельные результаты работы представлены в следующих публикациях:

  1. Брискин Е.С., Соболев В.М. Тяговая динамика шагающих машин с ортогональными движителями// Проблемы машиностроения и надёжности машин, 1990. — N 3.— С. 28–34.
  2. Проблемы расчёта и проектирования шагающих машин грунтовой проходимости. Брискин Е.С., Вавилин Г.Д., Голицин И.В. и др. Доклады научной школы — конференции "Мобильные роботы и мехатронные системы". — М.: Институт механики МГУ, 1999. С. 124–153.
  3. Брискин Е.С., Чернышев В.В., Шерстобитов С.В., Малолетов А.В. и др. Об энергетической эффективности, маневренности, вибронагруженности и управлении шагающими машинами грунтовой проходимости // Доклады научной школы — конференции "Мобильные роботы и мехатронные системы" (с международным участием) Москва, Институт механики МГУ, 1999.— С. 89-108.
  4. Брискин Е.С., Чернышев В.В. Экспериментальные исследования динамики многоопорной шагающей машины с движителем лямбдаобразного типа // Известия вузов. Машиностроение. 1999, №4. С. 32-37
  5. Особенности управления и стабилизации положения корпуса многоногих статически устойчивых шагающих машин /Чернышев В.В., Брискин Е.С., Буданов В.М., Девянин Е.А, Жога В.В., Малолетов А.В., Тельдеков А.В., Шерстобитов С.В., Дудкин А.Г. //Мобильные роботы и мехатронные системы: Мат. науч. шк.–конф., Москва, 5–6 дек. 2000 г. /Под. ред. Формальского А.М., Буданова В.М.; МГУ.—М., 2000.—С.256–273.
  6. Briskin E.S., Chernyshev V.V., Maloletov A.V., Sherstobitov S.V. On Dynamics of Movement of Walking Machines with Gears on the Basis of Cycle Mechanisms//Theory and Practice of Robots and Manipulators — ROMANSY 13 : Proc. of the 13-th CISM-IFToMM Symposium /International Centre for Mechanical Sciences. Wien; New York, 2000.—P.44–48.

[ВолгГТУ] [О кафедре] [Home]

Разработчик сайта Александр Малолетов
Контактный телефон/факс (8442) 23-29-28
Дата последнего обновления 19 ноября 2005 г.