madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1405Research Article2.5.11. Наземные транспортно-технологические средства и комплексыКинематическая модель шестиопорного гексаподаKinematic model of hexapod supportsЗейнАлдин АрижZeinAldin A.

аспирант

postgraduate

areej.zainaldeen.93@gmail.comСтаростинаЖанна АнатольевнаStarostinaZhanna A.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associated professor

anstar13@yandex.ruМАДИРоссияMADIRussian Federation20240909202403(41)66Copyright © Зейн А., Старостина Ж.А., 20242024Зейн А., Старостина Ж.А.Zein A., Starostina Z.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1405

Гексапод является разновидностью робототехнических устройств. В этой статье рассматривается шестиногий гексапод, который является шагающей платформой и может быть использован как шасси различных видов строительно-дорожной техники в стесненных и тяжелых для проходимости условиях в строительстве и разборе завалов.

У подвижной части гексапода есть шесть степеней свободы - три поступательные и три вращательные. Гексапод имеет шесть независимых друг от друга «ног», которые с помощью шарниров соединяют подвижную часть и неподвижную платформы. Гексапод является достаточно устойчивой и гибкой ходовой и может быть использован для разного назначения. Обширность сфер его применения обусловлена, том что устойчив, при опирании на половину ног он не теряет своей устойчивости и не опрокидывается, соответственно более безопасен чем гексапод с меньшим количеством опор, за счет наличия шести ног он становиться более проходимым по неровной и рельефной местности, в сравнии с колесной и даже гусеничной техникой. В работе представлены прямая и обратная кинематические модели шестиногого гексапода. Для вычисления положения и взаимосвязи между параметрами, таких как углы поворота шарниров, свободная конечная точка гексапода, а также обратная и прямая модель используется матрица Денавит-Хантенбурга. Данный метод дает возможность описать поступательные и вращательные связи соседних звеньев гексапода.

A hexapod is a type of robotic device. This article discusses a six-legged hexapod, which is a walking platform and can be used as a chassis for various types of road construction equipment in cramped and difficult conditions for cross-country construction and debris removal.

The movable part of the hexapod has six degrees of freedom - three translational and three rotational. The hexapod has six independent "legs" that connect the movable part and the fixed platform with the help of hinges.  The hexapod is a fairly stable and flexible chassis and can be used for various purposes. The vastness of its fields of application is due to the fact that it is stable, when resting on half of the legs, it does not lose its stability and does not tip over, respectively, it is safer than a hexapod with fewer supports, due to the presence of six legs, it becomes more passable over uneven and relief terrain, compared with wheeled and even tracked vehicles. The paper presents direct and inverse kinematic models of a six-legged hexapod, the Denavit-Hantenburg matrix is used to calculate the position and relationship between parameters such as hinge rotation angles, the free endpoint of the hexapod, as well as the inverse and forward models. This method makes it possible to describe the translational and rotational connections of neighboring hexapod links.

гексаподшестиопорный гексаподкинематическая модельматрица трансформацииматрица Денавит-Хантенбургhexapod$ kinematic modeldynamic modeltransformation matrices and Newton-Euler methodReferencesАкдаг, М. Интегрированный подход к моделированию мехатронной системы применительно к роботу hexapod / М. Акдаг, Х. Карагулле, Л. Малгача // Математика и вычислительная техника в моделировании. –2012. – № 82. – С. 818-835.Акдаг, М. Интегрированный подход к моделированию мехатронной системы применительно к роботу hexapod / М. Акдаг, Х. Карагулле, Л. Малгача // Математика и вычислительная техника в моделировании. –2012. – № 82. – С. 818-835.Зейн Алдин, А. Проектирование шасси «гексапод» для шагающего экскаватора / А. Зейн Алдин // Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные, путевые, мелиоративные машины и робототехнические комплексы : Сборник докладов 27-й Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 95-летию подготовки инженеров-механиков МИСИ-МГСУ, Москва, 26–27 апреля 2023 года. – Москва: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2023. – С. 148-150. – EDN ZAJUDB.Зейн Алдин, А. Проектирование шасси «гексапод» для шагающего экскаватора / А. Зейн Алдин // Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные, путевые, мелиоративные машины и робототехнические комплексы : Сборник докладов 27-й Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 95-летию подготовки инженеров-механиков МИСИ-МГСУ, Москва, 26–27 апреля 2023 года. – Москва: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2023. – С. 148-150. – EDN ZAJUDB.Кушнир, А. П. Мобильный роботизированный комплекс «Jad» / А. П. Кушнир, А. А. Зейн // Инновационные технологии в электронике и приборостроении : Сборник докладов Российской научно-технической конференции с международным участием, Москва, 05–12 апреля 2021 года. Том 2. – Москва: МИРЭА - Российский технологический университет, 2021. – С. 88-93. – EDN VJUXTM.Кушнир, А. П. Мобильный роботизированный комплекс «Jad» / А. П. Кушнир, А. А. Зейн // Инновационные технологии в электронике и приборостроении : Сборник докладов Российской научно-технической конференции с международным участием, Москва, 05–12 апреля 2021 года. Том 2. – Москва: МИРЭА - Российский технологический университет, 2021. – С. 88-93. – EDN VJUXTM.Кушнир, А.П. Новые 3D технологии изготовления моделей / А.П. Кушнир, В.Б. Лившиц, Д.С. Кобзев // Информатика и технология: межвузовский сборник научных трудов. Выпуск XIX. – Москва: МГУПИ, 2013. – 263 с.Кушнир, А.П. Новые 3D технологии изготовления моделей / А.П. Кушнир, В.Б. Лившиц, Д.С. Кобзев // Информатика и технология: межвузовский сборник научных трудов. Выпуск XIX. – Москва: МГУПИ, 2013. – 263 с.Павловский, В. Е. О разработках шагающих машин / В. Е. Павловский // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. – 2013. – № 101. – С. 1-32. – EDN RXRDQD.Павловский, В. Е. О разработках шагающих машин / В. Е. Павловский // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. – 2013. – № 101. – С. 1-32. – EDN RXRDQD.Sorin, Mănoiu Olaru. Hexapod Robot Leg Dynamic Simulation and Experimental Control using Matlab / Mănoiu Olaru Sorin, Mircea NiŃulescu // Proceedings of the 14th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing, Bucharest, Romania, May 23-25, 2012. – Vol. 45, Issue 6. – P. 818-899. – DOI 10.3182/20120523-3-RO-2023.00335.Sorin, Mănoiu Olaru. Hexapod Robot Leg Dynamic Simulation and Experimental Control using Matlab / Mănoiu Olaru Sorin, Mircea NiŃulescu // Proceedings of the 14th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing, Bucharest, Romania, May 23-25, 2012. – Vol. 45, Issue 6. – P. 818-899. – DOI 10.3182/20120523-3-RO-2023.00335.Си, Ф. Обратная динамика насекомых с использованием метода естественного ортогонального дополнения / Ф. Си, Р. Синатра // Журнал для Производственных систем. – 2012. – № 2 (21).Си, Ф. Обратная динамика насекомых с использованием метода естественного ортогонального дополнения / Ф. Си, Р. Синатра // Журнал для Производственных систем. – 2012. – № 2 (21).He, Jun. Mechanism, Actuation, Perception, and Control of Highly Dynamic Multilegged Robots: A Review / Jun He, Feng Gao // Chinese Journal of Mechanical Engineering. – 2020. – Vol. 33(1). – P. 2-30. – DOI 10.1186/s10033-020-00485-9.He, Jun. Mechanism, Actuation, Perception, and Control of Highly Dynamic Multilegged Robots: A Review / Jun He, Feng Gao // Chinese Journal of Mechanical Engineering. – 2020. – Vol. 33(1). – P. 2-30. – DOI 10.1186/s10033-020-00485-9.Kinematic modeling and calibration of a flexure based hexapod nanopositioner Hongliang Shia, Hai-Jun Sua,,Nicholas Dagalakisb, John A. Kramar // Precision Engineering. – 2013. – Vol. 37(1). – P. 117-128. – DOI 10.1016/j.precisioneng.2012.07.006Kinematic modeling and calibration of a flexure based hexapod nanopositioner Hongliang Shia, Hai-Jun Sua,,Nicholas Dagalakisb, John A. Kramar // Precision Engineering. – 2013. – Vol. 37(1). – P. 117-128. – DOI 10.1016/j.precisioneng.2012.07.006Third-party Evaluation of Robotic Hand Designs Using a Mechanical Glove / Takayuki Kanai, Yoshiyuki Ohmura, Akihiko Nagakubo, Yasuo Kuniyoshi // Journal of the Robotics Society of Japan. – 2021. – Vol.39. – No. 6. – P. 557-560.Third-party Evaluation of Robotic Hand Designs Using a Mechanical Glove / Takayuki Kanai, Yoshiyuki Ohmura, Akihiko Nagakubo, Yasuo Kuniyoshi // Journal of the Robotics Society of Japan. – 2021. – Vol.39. – No. 6. – P. 557-560.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.