Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Нөлдік момент нүктесі (нөлдік еңіс моменті нүктесі деп те аталады) – аяқты қозғалыстың динамикасы және басқаруымен байланысты ұғым, мысалы, адам тәрізді немесе төрт аяқты роботтар үшін. Ол аяқтар мен жер арасындағы жанасу нүктесіндегі реакциялық күштердің көлденең бағытта момент тудырмайтын нүктені, яғни көлденең инерция және гравитация күштерінің қосындысы нөлге тең болатын нүктені көрсетеді. Бұл концепцияда жанасу аумағы жазық деп есептеледі және аяқтардың сырғанауын болдырмау үшін жеткілікті үзіліс күші болуы керек.
The zero moment point (also referred to as zero tilting moment point) is a concept related to the dynamics and control of legged locomotion, e. g., for humanoid or quadrupedal robots. It specifies the point with respect to which reaction forces at the contacts between the feet and the ground do not produce any moment in the horizontal direction, i. e., the point where the sum of horizontal inertia and gravity forces is zero. The concept assumes the contact area is planar and has sufficiently high friction to keep the feet from sliding.
Кіріспе
Бұл тұжырымдама 1968 жылғы қаңтарда Миомир Вукобратович және Давор Юричичтің теориялық және қолданбалы механиканың үшінші жалпыодақтық конгресінде Мәскеу қаласында таныстырылды. "Нөлдік момент нүктесі" термині 1970 және 1972 жылдар аралығында жарық көрген еңбектерде пайда болды және әлемнің түкпір-түкпіріндегі робототехникалық топтардың жұмыстарында кеңінен және сәтті қолданылды. Нөлдік момент нүктесі – екі аяқты роботтардың қозғалысын жоспарлаудағы маңызды тұжырымдама. Олардың еденмен тек екі ғана жанасу нүктесі бар және олар жүруге, жүгіруге немесе секіруге (қозғалыс контекстінде) тиіс болғандықтан, олардың қозғалысы бүкіл денесінің динамикалық тұрақтылығын ескере отырып жоспарлануы керек. Бұл оңай міндет емес, әсіресе роботтың жоғарғы бөлігінің (денесінің) массасы мен инерциясы, оны ұстап, қозғалтуға тиіс аяқтарынан гөрі зор болғандықтан. Бұл мәселені кері маятник тепе-теңдігін сақтау мәселесімен салыстыруға болады. Жүретін роботтың траекториясы бұрыштық импульс теңдеуін пайдалана отырып жоспарланады, мұнда жасалған буын траекториялары роботтың динамикалық тұрақтылығын қамтамасыз етеді, бұл көбінесе алдын ала белгіленген тұрақтылық аймағының шекарасындағы нөлдік момент нүктесінің қашықтығымен өлшенеді. Нөлдік момент нүктесінің орны роботтың денесінің массасы мен инерциясына байланысты, өйткені оның қозғалысы қанағаттанарлық динамикалық тұрақтылықты сақтау үшін көбінесе үлкен бұрыштық моменттерді қажет етеді. Бұл мәселені шешудің бір жолы – роботтың қалыпты күйін тұрақтандыру үшін оның денесін кіші қозғалыстарға ие ету. Дегенмен, аяқтардың траекториясын анықтау үшін жаңа жоспарлау әдістері жасалып жатыр, бұл роботтың денесін табиғи түрде басқаруға мүмкіндік береді, соның нәтижесінде оның қозғалысын өтеу үшін қажетті тобық моменті азаяды. Егер аяқтардың траекториясын жоспарлау дұрыс жасалса, онда нөлдік момент нүктесі алдын ала белгіленген тұрақтылық аймағынан шықпайды және роботтың қозғалысы табиғи траекторияны еліктейтіндей тегіс болады.
This concept was introduced to the legged locomotion community in January 1968 by Miomir Vukobratović and Davor Juričić at The Third All Union Congress of Theoretical and Applied Mechanics in Moscow. The term "zero moment point" itself was coined in works that followed between 1970 and 1972, and was widely and successfully reproduced in works from robotics groups around the world. The zero moment point is an important concept in the motion planning for biped robots. Since they have only two points of contact with the floor and they are supposed to walk, “run” or “jump” (in the motion context), their motion has to be planned concerning the dynamical stability of their whole body. This is not an easy task, especially because the upper body of the robot (torso) has larger mass and inertia than the legs which are supposed to support and move the robot. This can be compared to the problem of balancing an inverted pendulum. The trajectory of a walking robot is planned using the angular momentum equation to ensure that the generated joint trajectories guarantee the dynamical postural stability of the robot, which usually is quantified by the distance of the zero moment point in the boundaries of a predefined stability region. The position of the zero moment point is affected by the referred mass and inertia of the robot's torso, since its motion generally requires large angle torques to maintain a satisfactory dynamical postural stability. One approach to solve this problem consists of using small trunk motions to stabilize the posture of the robot. However, some new planning methods are being developed to define the trajectories of the legs’ links in such a way that the torso of the robot is naturally steered in order to reduce the ankle torque needed to compensate its motion. If the trajectory planning for the leg links is well formed, then the zero moment point won't move out of the predefined stability region and the motion of the robot will become smoother, mimicking a natural trajectory.
Қолданбалар
Нөлдік моменттік нүктесі, iRobot PackBot сияқты роботтардың пандустар мен кедергілерді басып өту кезінде аударылып кетпеуге қарсы тұрақтылығын бағалауға арналған өлшем ретінде ұсынылған.
Zero moment point has been proposed as a metric that can be used to assess stability against tipping over of robots like the iRobot PackBot when navigating ramps and obstacles.