г. Алматы
Issabekov, Zhanibek N., PhD student, Satbayev University
22a, Satbayev St., Almaty, 050013, Republic of Kazakhstan
г. Ростов-на-Дону
Tsybrii, Irina K., associate professor of the Tool Engineering and Biomedical Engineering Department, Cand.Sci. (Eng.), Senior Scientist Researcher
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003, RF
г. Ростов-на-Дону
Moroz, Kaleriya A., Head of the Tool Engineering and Biomedical Engineering Department,
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003, RF
Introduction. The development of robotics in many advanced countries has raised various industries to a high level. The demand for robots increases the share of their use in production tasks, mainly in the motor-vehicle and electronics industries. Advanced robotics can increase productivity in many industries by 30%, while reducing labor costs. Automation of technological processes of electronics production has a positive impact on the use of robots. Robots are used in construction, logistics, oil and gas, aerospace, plant engineering and construction, mining, healthcare, etc. The authors consider robots from the point of view of their application in medicine for the rehabilitation of musculoskeletal patients. This paper describes the mechanisms for controlling the feet and the center of mass of a humanoid robot.
Materials and Methods. The authors chose the simplest algorithm for searching for the law of motion control of a humanoid robot. The robot movement was presented as a reverse pendulum. Using the large kinematic redundancy of walking robots, we have developed a way to control the robot in such a way as to bring the dynamics of its movement to the reverse pendulum as close as possible. At the same time, the problem of determining the generalized coordinates is considered, at which a given position and orientation of the transferred foot and a given position of the projection of the center of mass (CM) of the robot onto the reference surface are provided.
Results. The authors have developed a digitalized automatic control scheme for the movement of the feet and the center of mass of the human exoskeleton, which will largely reduce the load on a sick person.
Discussion and Conclusions. When discussing the results, comparing the data of the tables obtained during the calculation, the following conclusion was made. The scheme for controlling the feet movement of a human exoskeleton developed by the authors is most effective when designing an automatic scheme for controlling the movement of the feet and the center of mass of a human exoskeleton using digital technology, which will largely reduce the load on a sick person.
Введение. Развитие робототехники во многих передовых странах подняло на высокий уровень различные отрасли промышленности. Спрос на роботов увеличивает долю их использования в производственных задачах, в основном в автомобильной и электронной промышленности. Передовая робототехника может повысить производительность во многих отраслях на 30%, при этом сократив затраты на рабочую силу. Положительное влияние на использование роботов оказывает автоматизация технологических процессов производства электроники. Роботы применяются в строительстве, логистике, нефтегазовой, аэрокосмической промышленности, производстве промышленного оборудования, добычу полезных ископаемых, здравоохранение и др. Авторы рассматривают роботы с точки зрения применения их в медицине для реабилитации больных опорно-двигательного направления. В данной статье приводятся механизмы управления стопами и центром масс робота-человека.
Материалы и методы. Авторы выбрали самый простой алгоритм поиска закона управления движением робота-человека. Движение робота представили, как обратный маятник. Используя большую кинематическую избыточность шагающих роботов, разработали способ управления роботом таким образом, чтобы максимально приблизить динамику его движения к обратному маятнику. При этом рассмотрена задача определения обобщенных координат, при которых обеспечивается заданное положение и ориентация переносимой стопы и заданное положение проекции центра масс (ЦМ) робота на опорную поверхность.
Результаты исследования. Авторами была разработана цифровизированная автоматическая схема управления движением стоп и центра масс экзоскелета-человека, которая во многом снизит нагрузку на больного человека.
Обсуждение и заключение. При обсуждении результатов, сопоставлении данных таблиц, полученных в ходе расчета, был сделан вывод, что разработанная авторами схема управления движением ног экзоскелета-человека наиболее эффективна при проектировании автоматической схемы управления движением ног и центра масс экзоскелета-человека с использованием цифровых технологий, что в значительной степени снизит нагрузку на больного человека.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.