Welche nützlichen Gangarten gibt es für einen sechsbeinigen Roboter und welche Vor- und Nachteile gibt es?


24

http://www.oricomtech.com/projects/leg-time.htm listet drei Gangarten auf:

  • das Stativ
  • Welle und
  • welligkeit.

Können diese verbessert werden, oder können ihre relativen Vor- und Nachteile geändert werden, und gibt es andere Gangarten, die es wert sind, in Betracht gezogen zu werden?


Gibt es dokumentierte Gangarten, die schneller als das Stativ sind? Ich stelle mir einen Gang vor, bei dem manchmal nur zwei gegenüberliegende Beine den Boden berühren.
Sparr

Antworten:


21

Diskrete Gangarten sind eine sehr begrenzte Möglichkeit, Hexapodenbewegungen auszuführen.

Stellen Sie sich vor, Sie wollen eine Person auf zwei Geschwindigkeiten beschränken, laufen und rennen. In der Realität verbringen wir viel Zeit damit, ohne definiertes Gangbild oder in Übergängen zwischen verschiedenen Gängen herumzuschlendern.

Es gibt eine angemessene Menge an Forschung über Insektengangarten und die üblichen diskreten Gangarten, über die Sie lesen, sind im Wesentlichen das, worauf sich Insekten als die optimale Lösung festlegen, wenn sie lange Zeit mit einer einzigen Geschwindigkeit verbringen.

Ein Gang kann vollständig durch die Zeitpunkte seiner Rückhübe definiert werden. Im Allgemeinen erfordert ein schnelleres Gehen mehr Rückhübe in einer bestimmten Zeitspanne (weshalb ein Stativtor schneller ist als ein Tetrapodengang, der schneller ist als eine Welle / Welligkeit).

Ich bin kein Experte für die Fortbewegung von Insekten, aber ich verstehe, dass jedes Bein nach einer Reihe einfacher Regeln selbstständig entscheidet, wann es zurückkehren soll.

Beispielsweise muss ein Bein zurückkehren, wenn es sich dem Ende seines Schlaganfalls nähert. Um zu vermeiden, dass alle Beine gleichzeitig zurückgezogen werden, werden die Beine davon abgehalten, ihren Rückhub auszuführen, wenn sich die Nachbarn zurückziehen oder wenn sich das direkt gegenüberliegende Bein zurückzieht.
Außerdem wird das Zurückziehen von Beinen beim Zurückziehen eines anderen Beins leicht behindert, damit sich möglichst viele Beine auf dem Boden befinden.

Es ist leicht zu erkennen, dass sowohl das Stativ als auch das Ripple-Gangbild den obigen Regeln entsprechen. Sie erhalten jedoch auch zusätzliche Gänge und Übergänge, wenn sich Geschwindigkeit und Richtung ändern.

TL; DR Ein Insekt wird niemals einen einzigen Gang benutzen. Wenn Sie also eine optimale Gruseligkeit (oder Effizienz, da die Evolution ziemlich gut ist) wünschen, gibt es eine Menge Bücher / Papiere darüber, wie Insekten laufen.

BEARBEITEN: Es gibt auch viele Pro-Bein-Regeln, die helfen, unwegsames Gelände zu durchqueren. Zum Beispiel versuchen Beine immer, an einer Stelle zu stehen, an der sich bereits ein Bein befunden hat (da es weiß, dass dieser Ort fest ist). Ein typisches Insekt platziert seine Vorderbeine an Stellen, von denen es weiß, dass sie sicher sind, und alle nachfolgenden Beine verwenden nur diese Stellen.


14

Stativ

Ich war noch nie ein großer Fan der traditionellen Stativgangart. Normalerweise sieht es ungeschickt aus und berücksichtigt nicht wirklich die Delikatesse, über unebenes Gelände zu laufen. Das Gehen auf diese Weise ist in der Regel ruckartig, da ein Stativ das Ende seiner Bewegung erreicht, sobald das nächste Stativ aufsetzt. Wie reibungslos Sie den Lauf machen können, hängt von der Implementierung Ihres Roboters ab. Wenn Sie 3 Freiheitsgrade an jedem Bein haben, haben Sie große Freiheit, einen Satz Beine schnell nach vorne zu bringen, sie vorsichtig in Kontakt mit dem Boden zu bringen, die Bewegung des Bodens anzupassen und das Gewicht des Roboters vor dem Anheben vorsichtig auf sie zu nehmen das andere stativ. Wenn Sie zwei feste Stative haben, klappert der Roboter alternativ einfach wie ein Spielzeug mit. Es hat auch die geringste Nutzlast, da nur drei Beine am Boden sind.

Ripple Dies ist bei weitem meine bevorzugte Gangart. Was ich an diesem Gang mag, ist, dass es einfacher ist, den Gang ruhiger zu machen. Zu jeder Zeit haben Sie drei Beine, die das Gewicht tragen, eines im Flug, eines beim Aufsetzen und eines beim Abheben. Es macht es auch einfacher, mit unebenem Gelände umzugehen. Wenn das Gelände uneben ist, kann es einen Moment länger dauern, bis Sie das Bein vorsichtig auf dem Boden berühren, anfangen, Gewicht aufzubringen und prüfen, ob es stabil ist. Wenn ja, nehmen Sie das Gewicht vollständig auf und gehen Sie weiter. Wenn nicht, ist es keine Katastrophe, das Anheben eines anderen Beins zu verzögern, damit Sie versuchen können, dieses zu stabilisieren.


Das Zusammenspiel von Gangart, Fußtyp und Oberfläche ist auch wichtig für die Reibung und die Erholung von Schlupf. Könntest du ein bisschen darüber reden?
Ian Danforth
Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.