کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7216455 1470199 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Effect of Flexible Spine Motion on Energy Efficiency in Quadruped Running
ترجمه فارسی عنوان
اثر حرکت متحرک ستون فقرات بر روی عملکرد انرژی در چهارچرخ در حال اجرا
کلمات کلیدی
ربات چهارگانه بیونیک، حرکت انعطاف پذیری ستون فقرات، سختی ستون فقرات، بهره وری انرژی، آزمایش حرکت
ترجمه چکیده
کارایی انرژی در عملکرد ربات ها و پستانداران چهارگانه مهم است. حرکت ستون فقرات به طور کلی در پستانداران چهارگانه وجود دارد. این مقاله به طور عمده بررسی تاثیر حرکت انعطاف پذیر نخاعی بر کارایی انرژی است. در ابتدا، یک مدل ساده شده فلاری ساده از روبات چهارگانه با حرکت انعطاف پذیر ستون فقرات معرفی شده و دو آزمایش شبیه سازی انجام می شود. نتایج آزمایشات شبیه سازی نشان می دهد که هر دو حرکت ستون فقرات و انعطاف پذیری نخاعی در واقع می تواند کارایی انرژی را افزایش دهد و منحنی تغییر راندمان انرژی همراه با سختی ستون فقرات به دست می آید. بنابراین، برای به دست آوردن بهره وری انرژی بیشتر، ربات های چهارگانه باید حرکت انعطاف پذیری ستون فقرات داشته باشند. در یک سرعت مشخص، سختی مطلوب ستون فقرات وجود دارد که می تواند کارآیی انرژی را بهترین باشد. در مرحله دوم، یک ربات چهار ردیف مسطح با حرکت ستون فقرات طراحی شده و نتایج حاصل از دو آزمایش شبیه سازی تایید شده است. در نهایت، سومین آزمایش شبیه سازی برای بررسی رابطه بین سختی کمینه، سرعت و جرم کل به دست می آید. استحکام مطلوب ستون فقرات با سرعت و جرم کل افزایش می یابد که اهمیت مهمی برای تنظیم سختی ستون فقرات روبات های چهارگوش است تا آنها بتوانند بهترین بهره وری انرژی را به دست آورند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
چکیده انگلیسی
Energy efficiency is important in the performance of quadruped robots and mammals. Flexible spine motion generally exists in quadruped mammals. This paper mainly explores the effect of flexible spinal motion on energy efficiency. Firstly, a planar simplified model of the quadruped robot with flexible spine motion is introduced and two simulation experiments are carried out. The results of simulation experiments demonstrate that both spine motion and spinal flexibility can indeed increase energy efficiency, and the curve of energy efficiency change along with spinal stiffness is acquired. So, in order to obtain higher energy efficiency, quadruped robots should have flexible spine motion. In a certain speed, there is an optimal spinal stiffness which can make energy efficiency to be the best. Secondly, a planar quadruped robot with flexible spine motion is designed and the conclusions drawn in the two simulation experiments are verified. Lastly, the third simulation experiment is carried out to explore the relationship between the optimal spinal stiffness, speed and total mass. The optimal spinal stiffness increases with both speed and total mass, which has important guiding significance for adjusting the spinal stiffness of quadruped robots to make them reach the best energy efficiency.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Bionic Engineering - Volume 14, Issue 4, October 2017, Pages 716-725
نویسندگان
, , , ,