Международная лаборатория "Биомехатроники и энергоэффективной робототехники"

Целью проекта является разработка энергоэффективного податливого галопирующего робота, который способен перемещаться в неструктурированной среде механически адаптируясь к пересечённой поверхности. Промежуточным этапом выполнения проекта является синтез ноги легкого компактного прыгающего робота с гибкими сочленениями. В среде моделирования MATLAB были оптимизированы длины звеньев кинематической схемы механизма ноги благодаря которой робот способен прыгать вертикально. Для приведения в движение был использован привод с последовательно присоединённым эластичным элементом (Series Elastic Actuation). Для управления роботом были синтезирован регулятор по ошибке потенциальной энергии, запасенной в эластичном элементе, который позволяет компенсировать потери энергии. Жесткость и геометрические размеры эластичных пружин были подобраны эмпирическим путем для обеспечения автоколебаний при прыжке. По полученным нагрузкам и углам вращения, развиваемым в сочленениях, была оптимизирована топология и параметры гибких сочленений в программном пакете SPACAR Toolbox. В качестве формы сочленения, была выбрана трехлистная структура TFCH, способная сохранять податливость по оси движения на всем участке. В САПР SolidWorks была спроектирована конструкция робота, оптимизированная для под изготовление основных конструктивных элементов с помощью лазерной резки из полиацеталя, а гибких сочленений с помощью трехмерной печати из полиуретана. Был изготовлен, собран и протестирован прототип робота весом 220 грамм и прыгающего на 3 см.