О совершенствовании шагающих роботов

 

О совершенствовании шагающих роботов

Архипов-Балтийский С.В.

В связи с возросшей во всем мире террористической опасностью актуальным становится вопрос о разработке и использовании в специальных операциях шагающих роботов. Их применение позволит обезопасить людей в бой-столкновениях, разведке и разминировании.

Для определения путей оптимизации ходьбы роботов нами проведены экспериментальные исследования на трехмерной модели тазобедренного сустава. Она содержала бедренную и тазовую части, соединенные элементом – аналогом связки головки бедра и бытовым динамометром, имитировавшим функцию отводящих мышц. В модели проверялся объем возможных движений, а к ее тазовой части подвешивался груз, что моделировало условия поддержания равновесия в одноопорном ортостатическом положении.

Установлено, что, стоя на одной ноге, а также в середине одноопорного периода шага, тазобедренный сустав функционирует как рычаг второго рода. Это обеспечивается за счет натяжения связки головки бедра, которая ограничивает приведение бедра, наклон таза в неопорную сторону, разгружает отводящую группу мышц, ограничивает фронтальные поступательные движения головки бедра и ее краниальное смещение. Благодаря связке головки бедра происходит замыкание тазобедренного сустава во фронтальной плоскости. При этом основная нагрузка приходится на нижние сектора головки бедренной кости и вертлужной впадины и составляет в покое 2 веса тела. Стремление нагруженной связки головки бедра к вертикальности стабилизирует таз в горизонтальной и сагиттальной плоскости, создает предпосылки для высокой устойчивости одноопорного ортостатического положения и обеспечивает автоматический разворот таза вперед в одноопорном периоде шага, определяет ритмичность ходьбы, снижает ее энергоемкость (см. www. enet.ru /~archipov).

Антропоподобное перемещение дает неоценимое преимущество при передвижении по пересеченной местности и в стесненных условиях. Введение в конструкцию тазобедренного шарнира шагающих роботов аналога связки головки бедра, повысит их КПД, увеличит продолжительность автономной работы, эффективность ходьбы и стабильность ортостатических положений.

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский это псевдоним, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Полесская центральная районная больница, Полесск, Калининградская область, Россия

Ключевые слова:

тазобедренный шарнир, робот, антропоморф, механика, ligamentum capitis femoris, связка головки бедра, круглая связка

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. О совершенствовании шагающих роботов. Тезисы докладов Всероссийской конференции с участием стран СНГ, посвященной 60-летию Победы Советской медицины в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг. «Травмы мирного и военного времени» (Анапа, 2005). Анапа, 2005.

Примечания:

Публикация посвящена исследованию функции ligamentum capitis femoris на механических моделях и совершенствованию шарнира робота воспроизводящего тазобедренный сустав человека. Разработке данного узла посвящен ряд заявок на изобретения.

Сайт автора www. enet.ru / ~archipov «Морфомеханика» в настоящее время доступен в архиве [web.archive.org]

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Роботы и шарниры