Kinematic model of hexapod supports
Abstract
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.
About the Authors
Aldin A. Zein
MADI
Russian Federation
Russian Federation
postgraduate
Zhanna A. Starostina
MADI
Russian Federation
Russian Federation
Candidate of Sciences (Technical), associated professor
References
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Павловский, В. Е. О разработках шагающих машин / В. Е. Павловский // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. – 2013. – № 101. – С. 1-32. – EDN RXRDQD.
6. 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.
7. Си, Ф. Обратная динамика насекомых с использованием метода естественного ортогонального дополнения / Ф. Си, Р. Синатра // Журнал для Производственных систем. – 2012. – № 2 (21).
8. 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.
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.2012.07.006
10. 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.
Review
Рецензент: Г.В. Кустарев, канд. тех. наук, доц., МАДИ
Views:
68
