автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Повышение манёвренности шагающих машин посредством применения привода со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями

На правах рукописи

00505868В

СЕРОВ Валерий Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ МАНЁВРЕННОСТИ ШАГАЮЩИХ МАШИН ПОСРЕДСТВОМ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИВОДА СО СДВОЕННЫМИ ОРТОГОНАЛЬНО - ПОВОРОТНЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ

05.02.02

Машиноведение, системы приводов и детали машин

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 в илит

Волгоград - 2013

005058688

Работа выполнена на кафедре «Теоретическая механика» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Шурыгин Виктор Александрович.

Официальные оппоненты: Пряничников Валентин Евгеньевич

доктор технических наук, старший научный сотрудник Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН

ведущий научный сотрудника-

Шевчук Владимир Петрович

кандидат технических наук, профессор Волгоградский государственный технический университет

профессор кафедры «Автомобиле- и тракторостроение».

Ведущая организация Институт машиноведения РАН им. A.A. Благонравова,

г. Москва.

Защита диссертации состоится «04» июня 2013 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.06 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, пр. им. В.И. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «30» апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Быков Юрий Михайлович.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Подавляющее большинство наземных транспортных средств имеют колёсный или гусеничный движитель. Их применение и совершенствование основано на относительной простоте конструкции и эффективности в работе. Однако имеют место такие эксплуатационные ситуации, когда использование подобных движителей нецелесообразно, неэффективно, а порой даже и невозможно. По этой причине во многих развитых странах ведутся исследования по разработке новых типов движителей, отвечающих требованиям высокой проходимости, экологичности и манёвренности. К таким движителям, в частности, относится шагающий движитель. Наибольший интерес вызывают работы по созданию шагающих машин "тяжёлой" весовой категории (собственной массой более 1т). Наиболее известные из них, робототехнические комплексы "Восьминог" и "Восьминог-М" с движителями на базе цикловых механизмов шагания, которые в силу причин, заложенных в самом цикловом механизме шагания, имеют ряд недостатков, и главный из них - низкая манёвренность.

Среди большого разнообразия типов движителей шагающих машин особый класс составляют ортогональные движители, у которых пространственное движение стопы относительно корпуса обеспечивается независимой работой трех приводов, причем в курсовом движении работает один привод, а остальные заторможены. Их энергетическая эффективность, обусловлена отсутствием затрат энергии на поддержание веса машины. Их основной недостаток - значительные габариты, что также снижает маневренность шагающей машины.

В связи с этим, актуальными являются исследования, направленные на повышение манёвренности шагающих машин за счёт создания новых приводов с ортогональными движителями.

Предмет исследования - привод со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями, обеспечивающий повышение манёвренности шагающих машин.

Целью работы является повышение манёвренности шагающих машин за счет разработки кинематической схемы приводов со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями и методов расчёта режимов их работы.

Для достижения цели работы, решались следующие основные задачи:

- разработка кинематической схемы шагающей машины с приводами имеющими сдвоенные ортогональные движители;

- разработка метода расчёта кинематических, динамических и энергетических характеристик движения шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители;

- разработка алгоритмов циклового перемещения опоры шагающей машины и системы управления режимами работы приводов курсового перемещения с ортогональными движителями;

- теоретико-экспериментальное исследование режимов работы приводов курсового перемещения при поступательном движении шагающей машины и при специальном маневрировании.

Методы исследования базируются на основных разделах машиноведения и положениях теоретической механики, теории механизмов и машин, мехатроники и отдельных разделах теории электрических машин, а также на исследованиях

динамики управления робототехническими комплексами на основе шагающих машин. При интегрировании уравнений движения использовались численные методы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложено и научно обосновано применение в шагающих машинах приводов, имеющих сдвоенные ортогонально-поворотные движители, обеспечивающие повышение манёвренности;

- разработана математическая модель, с использованием которой выполнены расчёты кинематических, динамических и энергетических характеристик движения шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители;

- установлены законы управления приводами при движении машины в матричной форме и разработаны алгоритмы управления режимами работы приводов, обеспечивающие повышение манёвренности;

- получены новые экспериментальные данные, подтверждающие выявленные закономерности и особенности работы приводов; на базе полномасштабного опытного образца, экспериментально исследована динамика шагающей машины с приводами содержащими сдвоенные ортогонально-поворотные движители.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанный метод повышения манёвренности шагающих машин и расчёта режимов их работы, а также результаты экспериментов, позволяют на этапе разработки мобильных машин осуществлять оптимальный выбор параметров привода шагающего движителя.

Результаты работы использовались при разработке ТЗ на НИР "Разработка опытного образца шагающей машины со сдвоенными ортогональными движителями БТ-3144". Машина может использоваться при аварийно-спасательных работах, а также в экстремальных условиях как носитель различного технологического оборудования (манипулятор, экскаватор и др.).

Разработана конструкция и проведены испытания опытного образца шагающей машины со сдвоенными ортогональными движителями БТ-3144 «Ортоног». Созданный образец позволяет проводить отработку большого количества управляющих программ различного назначения практически без ограничений по механическим (кинематическим) параметрам машины.

Диссертация выполнена в рамках госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ на кафедре теоретической механики Волгоградского государственного технического университета.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались на: -ежегодных внутривузовских конференциях ВолгГТУ (2008...2012, Волгоград ВолгГТУ);

-7-й науч.-техн. конф. "Мехатроника, автоматизация, управление" (МАУ-2010), в рамках 3-й мультиконф. по проблемам управления (МКПУ-2010), (2010, СПб);

- междунар. науч.-техн. семинар. "Робототехника. Взгляд в будущее" (2010, СПб);

- XXI междунар. науч.-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2010, Москва).

- IV Всерос. мультиконф. по пробл. упр. МКПУ-2011 (2011, Геленджик);

- междунар. науч.-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2011, СПб).

- междунар. науч.-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2012, СПб).

Публикации

По результатам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, из них 4 в периодических изданиях по списку ВАК РФ. Работа выполнена при поддержке РФФИ и Минобрнауки России. Результаты работы нашли отражение в 5-ти научно-исследовательских отчётах, имеющих государственную регистрацию. На разработанную шагающую машину зарегистрирована заявка на патент.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации - 126 е., в тексте содержится 6 таблиц и 83 рисунка. Список литературы из 115 наименований представлен на 118 с.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Кинематическая схема шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители, в которых в качестве исполнительного механизма используются линейные сервомоторы с ролико-винтовыми парами, обеспечивающие повышение манёвренности шагающих машин.

2. Матричное описание законов управления режимами работы приводов, обеспечивающих реализацию различных видов движения машины.

3. Метод расчёта кинематических, динамических и энергетических характеристик движения шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители.

4. Алгоритм циклового перемещения опоры шагающей машины и система управления режимами работы приводов, обеспечивающие повышение манёвренности шагающих машин при поступательном движении за счёт согласованной работы трёх независимых приводов в составе сдвоенного ортогонально-поворотного движителя.

5. Экспериментально установленные закономерности работы приводов на примере шагающей машины «Ортоног».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы задачи и цель диссертационной работы, описано, в чем заключается её практическая ценность и научная новизна, представлены общая методика исследования, структура диссертации и результаты, выносимые на защиту. Сформулировано понятие манёвренности, как способность транспортного средства изменять направление движения и положение в пространстве по командам управления.

В первой главе проведен обзор литературы, дан краткий анализ существующих схем, конструкций шагающих машин и методов их расчетов рассмотренных в работах: А.П. Бессонова, К. Бернса, Е.С. Брискина, К. Валдрона, Ю.Ф. Голубева, В.В. Жоги, И.А.Каляева, С.Г. Капустяна, В.В.Лапшина, Д.Е. Охоцимского, А.К. Платонова, В.Е. Павловского, A.B. Тимофеева, Н.В. Умнова,

А.М. Формальского, В.В. Чернышева, Е.И. Юревича, A.C. Ющенко и др.

Основным элементом шагающей машины является механизм шагания, выбор которого предопределяется функциональным назначением шагающей машины. В свою очередь, выбранный механизм шагания определяет всю кинематическую схему трансмиссии машины и систему управления.

Существующие движители, применяемые в шагающих машинах, условн можно разделить на два типа.

Примерами движителей первого типа - шагающие движители, содержащи механизмы шагания циклового действия с одной управляемой степенью свободы являются движители курсового перемещения, применяемые в шагающих машина, серии «Восьминог», на дождевальной машине «Кубань».

Примерами движителей второго типа - шагающие движители, состоящие и-механизмов шагания с несколькими управляемыми степенями свободы, являютс движители установленные на шагающих машинах Р1и5[ес)1 (Финляндия). АБ\ (США) и др. Они основаны на применении многозвенных механизмов со многим» степенями свободы и обладают хорошей манёвренностью.

Достоинство таких механизмов состоит в возможности перенесения стопь механизма шагания в произвольную точку опорной поверхности по задаваемо! траектории, допускаемой кинематической схемой и параметрами механизма. Эт требует согласованной работы всех приводов, что при современном уровне развита мехатроники вполне возможно. Однако их главный недостаток состоит дополнительных энергозатратах на поддержание веса машины в процессе реализации программного движения.

Свободными от этого недостатка являются ортогональные движители, у которых пространственное движение стопы относительно корпуса обеспечивается независимой работой трех приводов, причем в курсовом движении работает один привод, а остальные заторможены. Их энергетическая эффективность, обусловлена отсутствием необходимости затрат энергии на поддержание веса машины.

Широкого применения они пока не получили из-за достаточно больших габаритных размеров движителей, а в целом из-за отсутствия достоверных методов расчёта и проектирования системы приводов.

Поэтому актуальны задачи разработки методов расчета и проектирования шагающих машин с ортогонштьными движителями, включающих обоснование выбора типа приводов и их расчёт.

Во второй главе обоснован выбор кинематической схемы машины и исполнительных механизмов шагающих движителей, обеспечивающих повышение манёвренности.

На основе изучения и анализа шагающих машин различного типа, их движителей, механизмов шагания и систем управления в качестве механизма шагания определен ортогональный механизм.

Сдвоенный ортогонально-поворотный (СОП) движитель (рис. 1) состоит из двух ортогональных механизмов шагания, с дополнительным приводом поворота плоскостей шагания относительно корпуса машины. Особенность сдвоенного ортогонально-поворотного движителя состоит в том. что когда опора одного из механизмов привода адаптации находится на грунте (опорной поверхности), другой механизм находится в фазе переноса. Это позволяет, не заботится о выборе походки и обеспечивает гарантированную статическую устойчивость машины.

Цикл движения шагающей машины в этом случае состоит из периодически сменяемых фаз. По достижении опорой переднего крайнего положения (завершении фазы переноса), начинается движение опоры вниз до касания с опорной поверхностью (фаза адаптации). После того, как опора возьмёт на себя нагрузку, она

г

переходит в опорную фаз)/. В это же время начинается подъём второй опоры этого же движителя, находящейся до этого в опорной фазе. Подъём длится до достижения опорой крайнего верхнего или запрограммированного любого другого положения - фаза адаптации. После подъёма опоры, происходит её ускоренное перемещение из одного крайнего положения в другое - фаза переноса. Цикл повторяется снова. Корпус шагающей машины в это время перемещается поступательно

посредством привода курсового движения, относительно опоры находящейся на грунте.

При построении кинематической схемы шагающей машины необходимо исходить из количества и вида движителей, установленных на шагающей машине. У разрабатываемой машины, каждый движитель состоит из управления обеспечивает взаимодействие что гарантирует статическую устойчивость машины. Дополнительно каждый движитель имеет еще одну степень свободы, обеспечивающую поворот плоскостей шагания сдвоенных механизмов в горизонтальной плоскости (рис. 2).

Для организации целенаправленного перемещения такой машины достаточно наложить три управляющих связи. В общем случае эти связи описываются

нелинейными алгебраическими \ ^

уравнениями V *—1 \

еу = еу(р1...р„)ч/1...м/„,0 = о, ]=1,2,з (1) ОТ р^ С^г ^ \

Если ограничиться рассмотрением 4/ ^^ - х >!\

линейных связей, что соответствует

наиболее простой конструктивной \ /

реализации и движению, приближенно „.«¿Г. _________________

поступательному (\]/„ - малы), то вместо 3 ,______

(1)получим

— привод курсового движения, 2 — привод вертикального перемещения (адаптации), 3 — привод поворотного движения,

4 — корпус машины. Рис. 1 - Кинематическая схема СОП движителя шагающей машины

двух механизмов шагания, а система одного из них с опорной поверхностью,

/=1 /=/1+1 здесь: и и) - управляющее воздействие.

Уравнение (2) удобно представить в матричной форме

1 - ось подвеса движителя к корпусу, 2 -несущая конструкция движителя, 3 - опора механизма шагания взаимодействующая с фунтом, 4 - опора механизма шагания, находящегося в переносе Рис. 2 - Кинематическая схема сдвоенного ортогонально-поворотного движителя

а1А,п+1

а2ла2,п+1

азА,„+1

а,

а.

а

•зз»

Рг Р»

VI V».

м2(г)

(3)

В уравнениях (2), (3) их (?) - законы управления приводами курсового перемещения и поворота плоскостей шагания, являющиеся компонентами матрицы столбца законов управления и (в дальнейшем матрица-столбец законов управления) и ац - элементы матрицы А, характеризующие кинематическую схему и систему управления приводами машины (в дальнейшем матрица управления приводами).

В третьей главе представлена методика выбора программных режимов работы приводов движителей при поступательном движении шагающей машины.

Рис. 3 - Кинематическая схема шагающей машины при плоском движении корпуса и одного из находящихся в опоре механизмов шагания

В качестве расчётной схемы шагающей машины рассматривается система твёрдых тел, перемещающихся в плоскости ХОУ (рис. 3). Их положение в плоскости ХОУ описывается координатами ХС,УС,ср - соответственно положение характерной точки корпуса, например, центра масс и угол поворота продольной оси корпуса машины; - угол поворота ] движителя относительно продольной оси машины; ру- положение опорной стойки механизма шагания на движителе.

Рассматривается плоское движение системы твердых тел, состоящих из корпуса и шарнирно соединенных с ним стержней переменной длины, вращающихся

относительно неподвижных точек, положение которых меняется при перестановке опор. Движение корпуса шагающей машины в плоскости OXY (рис. 3) задается скоростью Vc полюса (центра масс С) и угловой скоростью вращательного движения вокруг полюса Q. Положение точки М. крепления j движителя на корпусе шагающей машины задается радиус-вектором Rj относительно условного центра С, составляющего угол г. с продольной осью машины и радиусом-вектором г} точки М относительно опорной точки движителя Ог 0]А, - ось привода продольного перемещения находящегося в опоре механизма шагания СОП движителя, AjMj =h= const - рычаг крепления привода, у, - угол поворота движителя относительно корпуса. Тогда скорость точки подвеса М} одного из j движителя к корпусу определяется как:

Vurfc+QxRr (4)

С другой стороны, скорость той же точки Му определяется из уравнений движения механизма шагания, находящегося в опорной фазе:

ру=р/0; = (5)

где рj и v|ij соответственно законы движения привода курсового движения и привода поворота.

VM_ =ру+(5у + Й)х^. (6)

Решая совместно уравнения (4) и (6) получаем

. „ Pj cos(w. -'/) + hj - у) [p,sm(s,-v|/,) + /!COs(e;-4/y)l Pj = vc--llKj ——-—

Pj PJ (7)

vi/ - = — =-—+ Q—cos(s;-vi/,).

; D p, Pj J

При исследовании программных режимов работы приводов обеспечивающих поступательное движение машины в уравнениях (7) угловую скорость Q следует принять равной нулю.

Тогда получаем:

|р, = Vc (Р;. cos (у, - у) + Asin(y. - у))/р,-, [ 4fj =Fcsin(y-^)/py.

Одной из важнейших кинематических особенностей шагающей машины со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями, является согласованное движение механизмов шагания установленных на каждом движителе. Эта особенность состоит в том, что при переносе одного из механизмов шагания -другой, принадлежащий тому же движителю, обязательно находится в состоянии взаимодействия с грунтом. Поэтому имеет место согласованность в движении переносимого и опирающегося на грунт механизмов шагания.

Согласованность при поступательном движении обеспечивается реализацией циклограммы горизонтального относительного перемещения опоры механизма шагания от времени (рис. 4).

Наиболее просто обеспечение согласованности, в соответствии с графиком, на рисунке 4 достигается изменением горизонтальной скорости стопы в относительном движении в течении одного периода Г, описываемой функцией, графически представленной на рисунке 5.

а - длина зоны адаптации, с - расстояние от оси движителя, Ь - длина шага Рис. 4 - Зависимость курсового перемещения переносимого механизма шагания р]пер от перемещения опорного механизма шагания рр„

Такие зависимости обусловлены требованиями к кинематическим параметрам механизма шагания и предусматривают движение с постоянной относительной скоростью Уг, направленной в сторону, противоположную движению машины, в фазе взаимодействия с грунтом (е7) и в зоне адаптации (а7), равноускоренное (Р7), равномерное (ИТ) и равнозамедленное движение (87) в фазе переноса стопы. Для реального механизма шагания зависимость Уг = Уг (7) может отличаться, однако её качественный характер сохраняется.

Исследование поступательного движения допускает рассмотрение следующих вариантов: а) у = 0; О = 0; б) у = у(7) - знакопеременная функция; в) у = у(7) -знакопостоянная функция.

Случай а) соответствует поступательному, вдоль оси ОХ, движению шагающей машины с соосно расположенными движителями.

Случай б), в) соответствует движению центра масс шагающей машины по произвольной траектории.

Учитывая, что шагающие машины перемещаются с достаточно малыми скоростями и, соответственно, малы и ускорения, то при определении усилий развиваемых приводами возможно рассматривать квазистатические режимы. Поэтому допустимо воспользоваться принципом Даламбера-Лагранжа, который приводит к необходимости совместного решения уравнений

5Ру =5«(руС08^. +5с„(р^С081(/;+

- +5(р/гД[р^т(еу -^ч-Ао^е, (9)

= 8СТвт^/р. +6отсо8ч/у/р. +8<рЛ,.со8(б,

=-с5р,. (Ю)

М1 = = Фу +сйбру . (11)

= (12)

2>у=м

гДе бх > 6я_ соответственно проекции главного вектора внешних сил на продольную и поперечную оси машины; М - момент внешних сил, действующий на корпус машины; с - касательная жесткость грунта; - усилия в у приводе курсового

перемещения; М - момент, развиваемый ] приводом поворота; Т) - поперечная сила, действующая на j опору.

В четвертой главе рассматривается экспериментально-теоретическое исследование режимов работы приводов при поступательном движении шагающей машины. Вводится понятие идеальной манёвренности — способности корпуса транспортной машины, как твёрдого тела совершать любое (рис. 6) движение по плоской твёрдой поверхности за счёт собственных движителей.

Теоретическое исследование предусматривает математическое моделирование различных видов поступательного движения, отличающихся в математической модели (8) зависимостью у = у(?).

/ / ч

В

А

-> - траектория перемещения колёсного и гусеничного транспортного

средства;

----» - траектория шагающей машины со сдвоенными ортогонально-

поворотными движителями. Рис.6 - Сравнительная траектория перемещения транспортных средств при совершении

манёвров

На рисунках 7, 8 представлены некоторые виды моделируемых движений. На рисунках 9, 10 показан требуемый характер изменения линейных и угловых скоростей приводов, что подтверждает необходимость регулирования

скоростей в процессе движения даже при поступательном движении, а на рисунках 11, 12 зависимости требуемой мощности.

Рис. 7 - Движение полюса точки С по дуге окружности радиуса р = 5м со скоростью Ус =0,15 м/с

Рис. 8 - Движение полюса точки С по синусоидальной траектории

Время, с

Рис. 9 - Зависимость угловой скорости привода поворота от времени при движении точки С по синусоидальной траектории (рис. б)

Время, с

Рис. 10 - Зависимость линейной скорости курсового привода от времени при движении точки С по синусоидальной траектории (рис. 6)

Рис. 11 - Зависимость мощности привода курсового движения (1) и привода поворота (2) от времени при движении точки С по дуге окружности (рис. 7)

"V

<г .....

Время, с

Рис. 12 - Зависимость мощности привода курсового движения (1) и привода поворота (2) от времени при движении точки С по синусоидальной траектории

В результате математического моделирования кинематики перемещения шагающей машины, обнаружено явление неустойчивого движения движителей при реверсивном движении шагающей машины (рис. 13)

В процессе движения машины движители меняют свою ориентацию, поворачиваясь на 180°.

Для обеспечения рассматриваемых режимов движения, определены параметры, обеспечивающие поступательное перемещение шагающей машины «Ортоног» (рис. 14) с ортогональными движителями на основе сервомоторов с ролико-винтовыми парами, сформулированы исходные данные и определен график перемещения опоры механизма шагания одного модуля относительно корпуса машины (рис. 15).

Траекторию перемещения опоры функционально можно разбить на следующие участки: X |й - участок разгона до Упереноса; Хвс - участок перемещения с Vпереноса: Хаз - участок торможения с Упереноса до 0 м/с; Хос - участок разгона до Vкорпуса: Х!Н -участок перемещения с Укорпуса: Хвл - участок торможения с Укорпуса до 0 м/с: Х(,н -длина участка опорной фазы: Уок - участок разгона до Уверт: - участок перемещения с Уверт: - участок торможения с Уверт до 0 м/с: Уш - участок разгона до Уверт.: У,. участок перемещения с Уверт: У,м - участок торможения с Уверт до 0 м/с.

Для различных высот подъема опоры Н получены значения скоростей перемещения исполнительных механизмов приводов курсового перемещения (табл. 1).

Таблица 1 — Значения максимальных скоростей движения шагающей машины при различных значениях высоты подъёма опоры_

Высота подъёма опоры (Н), мм Скорость переноса горизонтального штока (fast_h_speed), мм/с Скорость движения шагающей машины {main h speed), мм/с

100 635 166

200 317,5 90,9

300 211,66 62,31

400 158,75 47,27

Для обеспечения поступательного перемещения шагающей машины, разработан алгоритм циклового движения модуля движителя, условно называемого, «электрическим кривошипом» состоящего из двух механизмов продольного перемещения и двух механизмов вертикального перемещения, блок-схема которого представлена на рисунке 16. В свою очередь данный алгоритм состоит из подпрограмм проверки и коррекции начального положения, пересчёта скоростей по заданию (изменение скоростей по бортам), определения ведущего движителя и определение координат ведомого движителя.

Начало I

Проверка и коррекция начального положения

Движение разрешено?

Пересчет скоростей по заданию

Определение ведущего

Ведущий левый

Определение координат ведомого

1

Задание координат и

скорости перемещения приводов

Да / \ Нет

^Ведущий левый1^

Ведущий правый

7

Определение координат ведомого

Задание координат и

скорости перемещения приводов

Рис. 16 - Блок-схема алгоритма циклового движения модуля шагающей машины

Для удобства управления шагающей машиной, в приведённых алгоритмах все параметры перемещения движителей вычисляются в зависимости от задаваемой скорости движения шагающей машины в соответствии с расчетными формулами расчёта значений характеристических точек.

В качестве архитектуры системы управления была выбрана схема, представленная на рисунке 17. Основными элементами системы управления являются: блок управления, состоящий из четырёх модулей МК; блоки управления электроцилиндрами (по одному на каждый из 20 электроцилиндров); датчики обратной связи, установленные непосредственно на каждом из электроцилиндров; панель управления, пульт выносной, представляющий собой управляющую ЭВМ в форм-факторе планшетный компьютер.

ПУЛЬТ выносной

УПРАВЛЯЮЩАЯ ЭВМ

(Планшетный

компьютер типа ТРС-1251Н

ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ

Схема подачи питания, против оаварийных защит (блокировок)

БЛОК УПРАВЛЕНИЯ

СоУ&вг

АЯМ СОИТЕХ-МЗ

Средства технического зрения

---т---'

I

Й5-232, САН, аналоговые сигналы

Г"

"I

I 1-1 I

I___I I___I

Датчики горизонта, ускорения, давления к др.

ВЕРХНИИ УРОВЕНЬ

ЭТАП 3, ЭТАП 4

СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ

ЭТАП 2

НИЖНИМ УРОВЕНЬ

ЭТАП 1

Рис. 17 - Функциональная схема системы управления шагающей машины с ортогональными

движителями

Разработан алгоритм и проведены натурные эксперименты по отработке перемещения шагающей машины «Ортоног» на промежуточном (200мм) и максимальном выходе опор (400мм). Некоторые результаты, в виде графиков зависимостей перемещений штоков электроцилиндров одного движителя и их скоростей во времени в зависимости от заданной высоты подъёма опоры (к=200мм /г=400мм) и скорости движения шагающей машины (ИИ5мм/с), приведены на рис. 18.

Рис. 18 - Движитель задний левый: /г=200мм; У=]5мм/с.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработанная кинематическая схема шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогональные движители, в которых в качестве исполнительного механизма используются линейные сервомоторы с ролико-винтовыми парами, обеспечивает: повышенную маневренность шагающих машин; уменьшение количества исполнительных механизмов, за счет общего привода поворота для двух механизмов шагания; гарантированную статическую устойчивость машины, за счёт того, что как минимум по одной опоре каждого движителя находятся на опорной поверхности в любой момент движения.

2. Матричное описание законов управления режимами работы приводов допускает исследование различных, отличающихся друг от друга коэффициентами матрицы приводов, а от традиционных транспортных средств - тремя (вместо двух) управляющими параметрами.

3. Метод расчёта кинематических, динамических и энергетических характеристик шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители, позволяет выбирать исполнительные механизмы привода по параметрам реализации необходимых усилий, мощности и скоростей.

4. Разработанные алгоритмы циклового перемещения опоры шагающей машины система управления режимами работы приводов обеспечивают:

а) для одного движителя - режим согласованной работы для двух сдвоенных механизмов шагания;

б) для системы движителей - поступательное движение шагающей машины и специальное маневрирование.

5. Экспериментальные исследования опытного образца шагающей машины «Ортоног» подтвердили работоспособность и высокую манёвренность шагающей машины со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями, имеющими в качестве исполнительного механизма линейные сервомоторы с ролико-винтовыми парами, в соответствии с поставленной целью.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Об определении предельно допустимых нагрузок, действующих на ортогонально-поворотные движители / Е.С. Брискин, A.B. Малолетов, В.А. Серов A.M. Колесов, // Справочник. Инженерный журнал. - 2010. - № 9. - С. 19-23.

2. Моделирование движения шагающей машины с ортогонально-поворотными движителями / В.А. Шурыгин, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов // Изв. ВолгГТУ. Серия "Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах". Вып. 11: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград 2011 - № 9. - С. 41-44. '

3. О статически устойчивой походке шагающей машины с тремя сдвоенными ортогонально-поворотными движителями / Е.С. Брискин, A.B. Малолетов, A.M. Колесов, В.А. Серов // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2012. - № 7. - С. 22-27 + рис., 2-я стр. обл.

4. Энергетически эффективные режимы управления приводами при согласованном групповом движении транспортных модулей / Калинин Я.В., Шаронов Н.Г., Серов В.А. // Известия ВолгГТУ. Серия "Актуальные проблемы управления, выч. техники и информатики в техн. системах". Вып. 12: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2011. - № 11. - С. 16-19.

Научные статьи и доклады в сборниках и периодических изданиях:

5. Алгоритмы управления сдвоенными ортогональными шагающими движителями при преодолении типовых препятствий / Е.С. Брискин, A.B. Малолетов, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов // Матер. 7-й науч.-техн. конф. "Мехатроника, автоматизация, управление" (МАУ-2010), проводимой в рамках 3-й мультиконф. по проблемам управления (МКПУ-2010) / Гос. науч. центр РФ ОАО "Концерн "ЦНИИ Электроприбор" [и др.]. - СПб., 2010. - С. 91-94.

6. Об управлении дождевальными машинами с шагающими движителями / Е.С. Брискин, В.В. Чернышев, A.B. Малолетов, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов // Робототехника. Взгляд в будущее: тр. междунар. науч.-техн. семинара / С.-Петерб. гос. политехи, ун-т [и др.]. - СПб., 2010. - С. 202-205.

7. Проблемы разработки шагающих машин [Электронный ресурс] / Е.С. Брискин, В.Е. Павловский, В.А. Шурыгин, В.В. Чернышев, A.B. Малолетов, В.А. Серов // Экстремальная робототехника : сб. докл. всерос. науч.-техн. конф. / ЦНИИ робототехники и техн. кибернетики, С.-Петерб. гос. политехи, ун-т. - СПб., 2012. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - С. 43-50.

8. Шагающие машины со сдвоенными энергетически эффективными механизмами / Е.С. Брискин, В.А. Шурыгин, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов, Я.В. Калинин // Экстремальная робототехника: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. / Центр технологии судостроения и судоремонта, ЦНИИ робототехники и техн. кибернетики. - СПб., 2011. - С. 87-90.

9. Шагающие машины ВолгГТУ (опыт разработки, результаты исследований, практическое применение) / Е.С. Брискин, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов // Экстремальная робототехника: тр. XXI междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИ робототехники и техн. кибернетики [и др.]. - М.; СПб., 2010. - С. 84-91.

10. Шагающие машины со сдвоенными механизмами шагания / Е.С. Брискин,

B.А. Шурыгин, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов, A.B. Леонард, A.M. Колесов // Четвёртая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления. МКПУ-2011: матер. / Ин-т машиноведения им. A.A. Благонравова РАН, НИИ многопроцессорных вычислит, систем им. проф. A.B. Каляева ЮФУ [и др.]. - М.; Таганрог, 2011. - Т. 2. -

C. 185-189.

11. Шагающие машины со сдвоенными энергетически эффективными механизмами шагания [Электронный ресурс] / Е.С. Брискин, В.А. Шурыгин, В.А. Серов, Н.Г. Шаронов, Я.В. Калинин // Экстремальная робототехника : тр. междунар. науч.-техн. конф. / Центр технологии судостроения и судоремонта, ЦНИИ робототехники и техн. кибернетики, С.-Петербург, гос. политехи, ун-т. - СПб., 2011. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - С. 59-62.

Подписано в печать ¿9 .04.2013 г. Заказ №¿¿3. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета 400005, г. Волгоград, ул. Советская, 35

Волгоградский государственный технический университет

На правах рукописи

0420136108?

Серов Валерий Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ МАНЁВРЕННОСТИ ШАГАЮЩИХ МАШИН ПОСРЕДСТВОМ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИВОДА СО СДВОЕННЫМИ ОРТОГОНАЛЬНО ПОВОРОТНЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ

05.02.02

«Машиноведение, системы приводов, детали машин» Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., профессор

В.А. Шурыгин

Волгоград - 2013

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................................3

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ШАГАЮЩИХ МАШИН И ИХ ДВИЖИТЕЛЕЙ...........................................................................8

1.1 Основные типы шагающих машин [21].....................................................................................8

1.2 Движители шагающих машин..................................................................................................18

1.3 Системы управления механизмами шагания...........................................................................24

1.4 Сравнительные характеристики основных типов шагающих машин тяжелой весовой категории...........................................................................................................................................29

1.5 Анализ существующих механизмов шагания в качестве движителя...................................31

2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МАШИНЫ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ШАГАЮЩИХ ДВИЖИТЕЛЕЙ............................34

2.1 Выбор и обоснование кинематической схемы и движителей шагающей машины.............34

2.2 Матричное описание кинематически определимых и кинематически неопределимых шагающих машин.............................................................................................................................39

2.3 Матрицы приводов, управления и основные узлы разрабатываемой машины...................44

2.4 Сравнительный анализ гидравлического и электромеханического приводов.....................47

2.5 Сравнительный анализ электромеханических исполнительных механизмов......................51

3 ПРОГРАММНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ПРИВОДОВ ДВИЖИТЕЛЕЙ ПРИ ПОСТУПАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ МАШИНЫ.......................................................................58

3.1 Математическая модель шагающей машины при поступательном движении....................58

3.2 Кинематика плоского движения шагающей машины............................................................63

3.3 Кинематика шагающего движителя.........................................................................................68

3.4 Динамика поступательного движения шагающей машины со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями.............................................................................................................72

3.5 Усилия, развиваемые приводами при поступательном движении шагающей машины.....75

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРИВОДОВ ПРИ ПОСТУПАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ............................................................78

4.1 Математическое моделирование программного поступательного движения......................78

4.2 Алгоритм перемещения опоры шагающей машины при поступательном движении.........90

4.3 Расчёт скорости перемещения шагающей машины при поступательном движении..........93

4.4 Результаты вычислений скорости движения шагающей машины на основе идентификации начального состояния......................................................................................................................94

4.5 Разработка системы управления маршевым поступательным режимом движения шагающей машины........................................................................................................................103

4.6 Результаты экспериментальной отработки движения шагающей машины с ортогональными движителями.....................................................................................................105

5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................................107

6 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ПРИЛОЖЕНИЙ........................................................................109

ПРИЛОЖЕНИЕ А.............................................................................................................................121

ПРИЛОЖЕНИЕ Б.............................................................................................................................123

ПРИЛОЖЕНИЕ В.............................................................................................................................125

ВВЕДЕНИЕ

Подавляющее большинство наземных транспортных средств имеют колёсный или гусеничный движитель [1, 5, 7, 46, 53, 83, 87]. Их применение и совершенствование основано на относительной простоте конструкции и эффективности в работе. Однако имеют место такие эксплуатационные ситуации, когда использование подобных движителей нецелесообразно, неэффективно, а порой даже и невозможно. Поэтому непрерывно ведутся исследования по разработке новых типов движителей, отвечающих требованиям высокой профильной и грунтовой проходимости, манёвренности и экологичности. К таким движителям, в частности, относится шагающий движитель [6, 33,70].

Шагающие машины уже находят своё применение в различных областях хозяйства: в сельском хозяйстве; в лесном хозяйстве; при ликвидации аварийного разлива нефтепродуктов на заболоченной местности. Проводятся исследования по их использованию при ликвидации техногенных катастроф, пожаров, в военном деле, т.е. там, где транспортные и технологические машины с традиционными движителями невозможно использовать из-за экологических требований или из-за сложности рельефа [19,26,30,48,63,79].

Разработка шагающих высокопроходимых адаптируемых транспортных и технологических машин различного назначения, предназначенных для перемещения по неорганизованной поверхности, ведутся во многих развитых странах мира, таких как США, Италия, Франция, Финляндия и других. В России также имеются экспериментальные образцы, созданные усилиями ученых ИМАШ РАН [4], ИПМ РАН [2], Волгоградского Государственного технического университета [13, 14, 20, 26, 32, 50, 69].

Использование шагающего способа передвижения даёт качественный рост ряда основных показателей транспортных машин по сравнению с колёсными и гусеничными движителями. В частности, имеют место более высокие возможности по адаптации к неровностям опорной поверхности, принципиально более высокая профильная проходимость и манёвренность, допускающая перемещение машины в произвольном направлении и повороты на месте, возможность работы на грунтах с низкой несущей

способностью, возможность управления опорными реакциями и стабилизации положения корпуса при движении.

Основным элементом шагающей машины является шагающий движитель. Существующие движители, применяемые в шагающих машинах условно можно разделить на два вида:

- шагающие движители, содержащие механизмы шагания циклового действия с одной управляемой степенью свободы;

- шагающие движители, состоящие из механизмов шагания с несколькими управляемыми степенями свободы.

Теория движения таких машин непрерывно совершенствуется и дополняется в зависимости от структуры движителей, системы управления, особенностей эксплуатации и др.

Отличительная особенность выполняемой работы состоит в исследовании сдвоенного ортогонального движителя, состоящего из двух приводов вертикального и двух приводов горизонтального перемещения, работающих в противофазе, и привода поворота, обеспечивающего поворот движителя относительно корпуса машины.

Актуальность исследования обусловлена важностью задачи повышения маневренности шагающей машины за счет применения сдвоенных ортогональных движителей как составной части в составе привода, позволяющих в маршевых режимах движения не заботиться о сохранении походки и обеспечивающих статическую устойчивость за счёт гарантированного опирания на все движители.

Целью представленной работы является повышение манёвренности шагающих машин за счет разработки кинематической схемы приводов со сдвоенными ортогонально-поворотными движителями и разработка научно обоснованных методов расчета режимов их работы.

Основные задачи, решаемые в ходе исследования: - разработка кинематической схемы шагающей машины с приводами имеющими сдвоенные ортогональные движители;

-разработка метода расчёта кинематических, динамических и энергетических характеристик движения шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители;

-разработка алгоритмов циклового перемещения опоры шагающей машины и системы управления режимами работы приводов курсового перемещения с ортогональными движителями;

- теоретико-экспериментальное исследование режимов работы приводов курсового перемещения при поступательном движении шагающей машины и при специальном маневрировании.

Методы исследования базируются на основных разделах машиноведения и положениях теоретической механики, теории механизмов и машин, мехатроники и отдельных разделах теории электрических машин, а также исследованиях динамики, управления робототехническими комплексами и особенностей проектирования шагающих машин проводимыми А.П. Бессоновым, К. Бернсом, Е.С. Брискиным, К. Валдроном, Ю.Ф. Голубевым, В.В. Жогой, И.А. Каляевым, С.Г. Капустяном, В.В. Лапшиным, Д.Е. Охоцимским, В.Е. Павловским, А.К. Платоновым, A.B. Тимофеевым, Н.В. Умновым, А.М. Формальским, В.В. Чернышевым, Е.И. Юревичем, A.C. Ющенко и др.

При интегрировании уравнений движения использовались численные методы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложено и научно обосновано применение в шагающих машинах приводов, имеющих сдвоенные ортогонально-поворотные движители, обеспечивающие повышение манёвренности;

- разработана математическая модель, с использованием которой выполнены расчёты кинематических, динамических и энергетических характеристик движения шагающей машины с приводами, имеющими сдвоенные ортогонально-поворотные движители;

- установлены законы управления приводами при движении машины в матричной форме и разработаны алгоритмы управления режимами работы приводов, обеспечивающие повышение манёвренности;

- получены новые экспериментальные данные, подтверждающие выявленные закономерности и особенности работы приводов; на базе полномасштабного опытного образца, экспериментально исследована динамика шагающей машины с приводами содержащими сдвоенные ортогонально-поворотные движители.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанный метод повышения манёвренности шагающих машин и расчёта режимов их работы, а также результаты экспериментов, позволяют на этапе разработки мобильных машин осуществлять оптимальный выбор параметров привода шагающего движителя.

Результаты работы использовались при разработке ТЗ на НИР "Разработка опытного образца шагающей машины со сдвоенными ортогональными движителями БТ-3144". Машина может использоваться при аварийно-спасательных работах, а также в экстремальных условиях как носитель различного технологического оборудования (манипулятор, экскаватор и др.).

Разработана конструкция и проведены испытания опытного образца шагающей машины со сдвоенными ортогональными движителями БТ-3144 «Ортоног». Созданный образец позволяет проводить отработку большого количества управляющих программ различного назначения практически без ограничений по механическим (кинематическим) параметрам машины.

Диссертация выполнена в рамках госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ на кафедре теоретической механики Волгоградского государственного технического университета.

Основные положения и результаты работы докладывались на:

-ежегодных внутривузовских конференциях Волг!ТУ (2008...2012, Волгоград, ВолгГТУ);

-7-й науч.-техн. конф. "Мехатроника, автоматизация, управление" (МАУ-2010), в рамках 3-й мультиконф. по проблемам управления (МКПУ-2010), (2010, СПб);

- междунар. науч.-техн. семинар. "Робототехника. Взгляд в будущее" (2010, СПб);

- XXI междунар. науч.-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2010, Москва).

- IV Всерос. мультиконф. по пробл. упр. МКПУ-2011 (2011, Геленджик);

- междунар. науч.-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2011, СПб).

- междунар. науч.-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2012, СПб).

По результатам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, из них 4 в периодических изданиях по списку ВАК РФ. Работа выполнена при поддержке РФФИ и Минобрнауки России. Результаты работы нашли отражение в 5-х научно-исследовательских отчётах, имеющих государственную регистрацию. На разработанную шагающую машину зарегистрирована заявка на патент.

Работа состоит из введения, 4-х глав и заключения.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы задачи и цель диссертационной работы, описано, в чем заключается её практическая ценность и научная новизна, представлены общая методика исследования, структура диссертации и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор литературы, дан краткий анализ существующих схем, конструкций шагающих машин и методов их расчетов рассмотренных в работах.

Во второй главе обоснован выбор кинематической схемы машины и исполнительных механизмов шагающих движителей.

В третьей главе представлена методика выбора программных режимов работы приводов движителей при поступательном движении шагающей машины.

В четвертой главе рассматривается экспериментально-теоретическое исследование режимов работы приводов при поступательном движении шагающей машины.

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ШАГАЮЩИХ МАШИН И ИХ ДВИЖИТЕЛЕЙ

1.1 Основные типы шагающих машин [21].

В России исследования по созданию шагающих роботов имеют давнюю историю. Одним из первых в мире задачей анализа перемещения стопоходящих животных и устройств занялся известный русский математик и механик П.Л. Чебышев. В 1878 году он разработал образец, так называемой, стопоходящей машины. Её схема показана на рисунке 1.1. Машина была построена на "лямбда-механизмах Чебышева" и была чисто механическим устройством. Машина Чебышева показала, что создание шагающего устройства принципиально возможно [21].

Рисунок 1.1 - Стопоходящая машина П.Л. Чебышева

В СССР эксперименты по созданию шагающих машин начались на рубеже 70-х годов XX века. Организаторами и вдохновителями этих работ были академик И.И. Артоболевский и член-корреспондент АН СССР Д.Е. Охоцимский.

Это были приоритетные пионерские работы. В тот период аналогичные исследования проводились только в США, но отечественные исследования опережали аналогичные зарубежные работы. В период 1972-1975 гг. были созданы макеты многоногих шагающих машин в Институте прикладной

математики Академии Наук (руководитель - профессор Д.Е. Охоцимский), в Институте механики МГУ (руководитель профессор Е.А. Девянин), в Институте машиноведения Академии Наук (руководители - академик И.И. Артоболевский, профессор Н.В. Умнов и профессор А.П. Бессонов)[21].

Рисунок 1.2 - Шагающая машина ИМАШ РАН

Рисунок 1.3 - Шагающий робот ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР

На рисунке 1.2 показан макет шагающей машины, разработанный в Институте машиноведения Академии наук СССР [4]. В этой машине был использован оригинальный принцип организации ходьбы. Машина имела 6 ног с

ортогональными приводами. Его преимущества состоят в более простых расчетных схемах синтеза движения ног и корпуса аппарата.

На рисунке 1.3 показан макет шестиногой шагающей машины, созданной в Институте прикладной математики АН СССР в содружестве с ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР и Ленинградским механическим институтом (ЛМИ).

Этот аппарат имел шесть инсектоморфных ног, каждая из которых имела по три степени подвижности (три степени свободы). Наличие шести ног позволяло решить принципиальную задачу устойчивости движения робота - робот мог передвигаться статически устойчивой походкой, если в каждый момент времени в опоре находилось не менее трех ног.

Позднее на базе этих разработок совместно ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР и ВНИИТРАНСМАШ в 1975 г. был создан большой натурный макет шестиногой машины НМША (Натурный Макет Шагающего Аппарата), которая была способна нести человека-оператора. Масса машины 750 кг. Скорость движения 0,7 км/ч, грузоподъёмность 50 кг, дорожный просвет 1,5 м. Машина показана на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Макет НМША

Исследования многоногих шагающих машин продолжаются и в настоящее время. На рисунке 1.5 показан макет робота, созданный в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. На роботе реализована оригинальная бортовая

микропроцессорная система управления, построенная как бортовая компьютерная управляющая сеть. Робот оснащен необходимым набором сенсоров.

Рисунок 1.5 - Шагающий робот ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Работы по исследованию шестиногих аппаратов продолжаются и в Институте Механики МГУ. Они ведутся на основе модернизации самого первого проекта этого института, в результате которого был создан робот МАША (МАшинаШАгающая), показанный на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 - Робот Института Механики МГУ

Робот также имеет шесть инсектоморфных ног и снабжен необходимым набором сенсоров.

Разработки шагающих машин также ведутся и во всех развитых странах мира. По данным каталога доктора К. Бернса [115] уже известно около 150 опытных и лабораторных образцов шагающих устройств. Однако существует лишь несколько полномасштабных образцов (массой более 1 тонны) пригодн