Разработка основ для создания шагающих машин с динамической устойчивостью в сельскохозяйственном производстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, доктор наук Алейников Юрий Георгиевич

• Алейников Юрий Георгиевич
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Алейников Юрий Георгиевич

Содержание

5

Глава 1 . СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ

ШАГАЮЩИХ МАШИН. АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ_11

1.1 Машины с шагающими движителями_12

1.2 Классификация шагающих машин_17

1.3 Шагающие машины тяжелого класса_21

1.4 Шагающие машины. Проблемы и перспективы_23

1.7 Защита животных от машин_33

1.6 Тенденции роботизации в сельском хозяйстве_36

1.7 Определение цели и постановка задач исследования_38

Глава 2 . МЕХАНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ШАГАЮЩЕЙ МАШИНЫ И МЕТОДИКА ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ_40

2.1 Методика проектирования шагающей машины_40

2.2 Применение шагающих машин и определение её габарита _41

2.3 Кинематические схемы_51

2.4 Рабочее пространство опор_55

2.5 Кинематика_60

2.6 Определение длин рычагов подвижной опоры_65

2.7 Способы перестановки опор и статическая устойчивость_71

2.8 Траектория движения стопы_76

2.9 Маневрирование_81

2.10 Выводы по главе_86

Глава 3 . СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА, ЭЛЕКТРОНИКА И ПРИВОДЫ_89

3.1 Сенсоры шагающих машин_89

2

3.2 Датчик касания опорой поверхности_92

3.3. Датчик контроля температуры приводов_108

3.4 Датчики ориентации _111

3.5 Система синхронизации микроконтроллеров_113

3.6 Система аварийной защиты_114

3.7 Контроллер сервоприводов_115

3.8 Исследование параметров сервоприводов и электрических цепей_124

3.9 Стандартизация обмена данными бортового компьютера, датчиков и исполнительных устройств_139

3.10 Определение неровностей перед роботизированной машиной_144

3.11 Надежность приводов, типовые неисправности_148

3.12 Выводы по главе_150

Глава 4 . ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ МАШИНЫ

4.1 Базовые параметры и основы программного обеспечения для управления движением шагающей машиной_153

4.2 Проблема цифровой обработки сигналов с датчиков_158

4.3 Диаграмма режимов машины_163

4.4 Программное обеспечение и его архитектурные решения_168

4.5 Система координат машины и параметры ориентации_172

4.6 Генерация траектории движения кончика опоры_174

4.7 Многопоточное выполнение команд_179

4.8 Выводы по главе_183

Глава 5 . МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЙ ШАГАЮЩЕЙ МАШИНЫ_185

5.1 Шагающие машины и лабораторные стенды для моделирования движения

подвижных опор_186

3

5.2 Разработка опытной шагающей машины_194

5.3 Моделирование движения опоры при помощи стенда_201

5.4 Выводы по главе_205

Глава 6. ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ШАГАЮЩЕЙ МАШИНЫ

6.1 Полевые испытания опытной шагающей машины_208

6.2 Результаты лабораторных и полевых испытаний_211

6.3 Выводы по главе_216

6.4 Рекомендации для дальнейшего совершенствования шагающих машин с динамической устойчивостью_217

Заключение_219

Список литературы _222

Приложения_243

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка основ для создания шагающих машин с динамической устойчивостью в сельскохозяйственном производстве»

ВВЕДЕНИЕ

Шагающие машины на протяжении многих десятилетий не теряют свою актуальность, а современные технологии позволяют создавать новые конструкции машин с цифровым управлением. Шагающая машина представляет собой мобильную платформу на подвижных опорах, передвигающуюся при помощи сгибания или вращения подвижных рычагов на шарнирах методом возвратно-поступательной перестановки внешне напоминающее движение многоногих живых существ таких как муравьи или крабы. Как правило шагающие машины оснащаются гидравлическим, пневматическим, электрическими и другими видами приводов, а также их комбинациями. Шагающие машины интегрируют в себя несколько систем в единый комплекс с применением таких наук как механика, сопротивление материалов, материаловедение, электротехника, схемотехника, вычислительная электроника, программирование, пространственное моделирование, а также включает в себя ряд производственных процессов, применяемых для изготовления машины. Создание программного обеспечения для самостоятельного движения машины является сложной задачей. В настоящее время все большее количество энтузиастов и профессиональных исследователей конструируют шагающие машины. Шагающие машины пока не получили большого распространения из-за конструктивной сложности механики и программного обеспечения. Другими факторами, препятствующими внедрению в промышленное производство, является растущие энергозатраты на движение при увеличении массы и габаритов машины. Шагающие машины весьма популярны в научной фантастике и фантастических кинематографических лентах.

Робототехника является одним из перспективных быстроразвивающихся направлений в современном мире, в том числе и в сельском хозяйстве. Автоматические машины способны выполнять многие виды работ быстрее и качественнее чем человек. Шагающий робот, представленный в диссертации,

внешне похож на многоногое существо и может иметь от четырех до восьми опор, которые могут применяться не только для движения, а также в качестве орудий труда.

При движении в сложных условиях шагающие машины с компьютерным управлением могут быть более эффективными по сравнению с традиционными колесными и гусеничными транспортными средствами. Шагающие машины привлекательны тем, что они способны передвигаться на местности, неровности которой соизмеримы с размером всей машины. В то время как гусеничные и колесные средства передвижения могут преодолевать препятствия меньше, чем половина диаметра их колес. Кроме того, шагающие машины, благодаря маневренности ее опор, способны передвигаться по крутым склонам. Традиционные колесные транспортные средства имеют сплошное взаимодействие с грунтом. Шагающие же машины, в свою очередь, взаимодействуют с грунтом точечно. Одним из основных недостатков шагающих машин является их невысокие скорости передвижения, динамические колебания корпуса машины во время движения и сложность алгоритмов управления.

Несмотря на существенный вклад ученых в разработку новых инновационных технологий и совершенствовании существующих технологий производства сельскохозяйственной продукции ряд вопросов проектирования и применения шагающих машин исследован недостаточно. В частности, отсутствуют сведения об оснащении датчиками шагающих машин, об алгоритмах автоматического движения по неровной поверхности, об обосновании геометрических размеров и кинематических параметров движителей.

Целью диссертационной работы является разработка методологии, основ и технических средств для проектирования шагающих машин с динамической устойчивостью для сельского хозяйства.

Объект исследования - конструкция и система управления движением шагающих машин с динамической устойчивостью.

Методы исследования. При решении теоретических и прикладных задач были использованы методы математического, компьютерного и физического

моделирования; теоретические основы электроники; методы планирования экспериментов и компьютерные программы обработки и визуализации данных. Большой объем и разноплановость экспериментов потребовали применения известных и разработки новых методов, методик, которые изложены в работе.

Организация исследований. Данная диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева»

Научная новизна диссертационной работы заключается в:

- разработке базовых параметров шагающей машины и методики ее проектирования;

- разработке опытной шагающей машины, электронной системы управления движением по неровной поверхности;

- теоретическом обосновании и экспериментальной провереке рациональных параметров разработанных устройств и способов применения датчиков на подвижных опорах шагающей машины для обеспечения ее плавного движения по сложным поверхностям;

- разработке методики расчета приводов подвижных опор и длин рычагов;

- разработке способа мониторинга роста и состояния растений методом анализа цифровой модели растения, полученной при помощи оборудования, установленного на шагающую машину.

Практическую значимость составляют:

- конструктивные решения, позволяющие исследовать особенности применения различных типов датчиков, приспособлений для движения по сложным поверхностям, а также решения для проверки работоспособности алгоритмов управления движением движителей;

- лабораторный стенд для моделирования движения опоры и взаимодействия электронных устройств машины;

- опытная шагающая машина позволяющая проверить теоретические гипотезы практическим экспериментом в полевых условиях;

- практические рекомендации по выбору типов датчиков, их конструкции и способам их установки на конструкционных элементах машины;

- разработанный способ мониторинга роста и состояния растений с помощью создания цифровой модели растения при помощи дополнительного оборудования, установленного на шагающую машину.

Методология и методы исследования. Решение ряда проблем реализовано с применением методов теоретических и экспериментальных исследований. При проведении лабораторных и полевых исследований использованы классические и частные методики с применением математического и компьютерного моделирования, современных измерительных приборов и тензометрического оборудования. Результаты экспериментов были получены при помощи специально разработанного программного обеспечения и обработаны при помощи пакетов стандартных компьютерных программ: «Excel», «Numbers» «Mathcad», «КОМПАС-SD».

Достоверность полученных результатов, рекомендаций и выводов, содержащихся в диссертации, подтверждается корректным использованием теоретических положений; сопоставлением выполненных исследований с имеющимися методами и результатами в данной области; представительностью полученного статистического материала; совпадением теоретических и экспериментальных данных.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика определения параметров и методы проектирования шагающей машины с динамической устойчивостью.

2. Математическая модель движения шагающей машины по неровной поверхности.

3. Система сенсоров и управляющая электроника шагающей машины.

4. Архитектурные решения проектирования программного обеспечения ориентированные на распределенные и многопроцессорные вычислительные системы.

5. Устройство лабораторного стенда и опытной машины для моделирования движения многоопорных шагающих машин, отладки электронных систем и программного обеспечения.

6. Методика анализа энергозатрат на движение машины и методы снижения расхода энергии.

Апробация результатов исследований.

Основные результаты исследований докладывались на: международной научно-практической конференции посвященной 80-летию ФГОУ ВПО МГАУ «Научные проблемы автомобильного транспорта» (г. Москва, 20-21 мая 2010 года); первой всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» (г. Магадан, Северовосточный Государственный Университет, 29-30 ноября 2010); продемонстрирован опытный образец шагающей машины на 12-й Российской агропромышленной выставке "Золотая осень - 2010"; международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве» (Москва, МГАУ, 12-13 мая 2011 года), 10-й международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, ОГУ, 25-27 октября 2011 года); Международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве» (Москва, МГАУ, 20-22 февраля 2012 года); Международной научно-практической конференции «Инновационные агроинженерные технологии в сельском хозяйстве» (Москва, МГАУ, 8-9 ноября 2012 года); Международном форуме «Открытые инновации» (Москва, Экспоцентр, 29 октября - 1 ноября 2012); на 4-х ежегодных конференциях в ФГБНУ ФНАЦ «ВИМ» (2017, 2018, 2019, 2020 гг.), на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 155 - летию РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева (2020 г.), ежегодно на постоянно действующем семинаре «Чтение академика В.Н. Болтинского» в ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2018-2022 гг.)

Результаты научных исследований отмечены золотой и серебряной медалями Всероссийской агропромышленной выставки «Золотая осень 2018».

Результаты диссертационной работы применяются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистрантов в ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Материалы диссертационной работы нашли интерес у группы компаний «Tiemann Landtechnik GmbH & Co. KG», Германия; ООО «АНВИ-СМАРТГРИН» г. Обнинск, у международной сети детских школ развития эмоционального интеллекта «ЭИ Дети», г. Долгопрудный.

Личный вклад соискателя в разработку научных результатов, представленных в диссертации. Формулировка рабочих гипотез, постановка задачи и эксперименты проведены лично соискателем. Создана методика проектирования шагающих машин с динамической устойчивостью. Экспериментальные исследования выполнены самостоятельно. Анализ полученных результатов, формулировка положений и выводов диссертации, обоснование представленной концепции также сделаны лично соискателем. Все опубликованные научные работы написаны лично соискателем.

Публикации.

По теме диссертационных исследований опубликовано 18 научных работ, из них 10 статей опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК и 2 - из международной реферативной базе данных Web of Science, подана заявка на патент №2021129376.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 260 страницах, состоит из введения, основной части, содержащей 160 рисунков, 16 таблиц, заключения, списка литературы (включает 178 наименования, в том числе 72 - на иностранном языке) и 3 приложения.

Глава 1 . СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ШАГАЮЩИХ МАШИН. АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ

В современном производстве сельскохозяйственной продукции, на ее перерабатывающих предприятиях, на транспорте повсеместно применяется автоматизация производственных процессов с применением вычислительной техники. Организация труда человека перестраивается под новые требования рынка и возможности оптимизации таких процессов с целью снижения затрат на производство единицы продукции.

С развитием роботов и автоматических машин, мобильных вычислительных машин, роль человека в производстве смещается в область управления и разработки автоматизированных средств производства способных работать самостоятельно без непосредственного участия человека. Следует отметить, что при этом возрастает степень ответственности и стоимость допущенных ошибок. В растениеводстве присутствует ряд задач для автоматизации при помощи роботизированных комплексов с целью мониторинга и контроля динамики развития растений.

Современное направление науки и техники направлены на исследование

комплекса технологических мероприятий по внедрению новых цифровых

ресурсосберегающих технологий и технических средств. Целью которой является

сохранность плодородия почв. Данными проблемами занималось значительное

число ученых НИИ и вузов страны (ВИМ, ВНИПТИМЭСХ, ТСХА, Санкт-

Петербургский ГАУ, ВГТУ и др.). Создателем первого шагохода считают П. Л.

Чебышёва, который в 1860-1870-х годах создавал первые машины на шагающем

ходу различных конфигураций. Основополагающий вклад в решения задач

методического, технологического и организационного характера внесен

отечественными учеными такими как Брискин Е.С., Чернышев В.В., Фокин В.Г.,

Шаныгин С. В., Калинин Я.В., Семенов С. С., Сурганов Н. А., Шабанов С. Н,

11

Гутиев, Э. К. , Мяхор Д. А., Ковальчук А.К., Кулаков Д.Б., Мяхор, Д.А., Лапшин, В. В. и др.

1.1 Машины с шагающими движителями

Упоминание о первых шагающих машинах в источниках датируются 230-м годом до Рождества Христова. Первая шагающая машина была деревянная лошадь с повозкой. Её автор Лю Бань из Китая, рисунок 1.1.

Рисунок 1.1 - Древняя лошадь

Первые шагающие машины копировали движения животных и имели жесткие механические связи подобные стопоходу П.Л. Чебышева, созданного в 1878 году. Машины с жесткими связями не обладали адаптацией к неровной поверхности земли, а лишь имитировали шагающий способ передвижения.

В 1893 году изобретатель Л.А. Ригг придумал и запатентовал идею совмещения велосипеда и шагающего движителя в виде механической лошади с педальным приводом, рисунок 1.2.

Рисунок 1.2 - Механическая лошадь Л.А. Ригга, 1983 год

С 1962 по 1970 годы компания GeneralElectric вела разработку шагающей машины «WalkmgTmck» (в пер. с англ. «четвероногий транспортёр» или «ходячий грузовик»). Экспериментальная роботизированная транспортно-грузовая машина военного назначения на шагающей подвижной платформе, разработана американским инженером-робототехником Ральфом Мошером для сопровождения мотопехотных подразделений в сложно пересечённой местности, транспортировки военного имущества и других грузов, [1].

ОМ Т1Л10 ЬЕСБ-

1Л1а1к1пд Тгиск

МАЯСН 1969 | 77

Рисунок 1.3 - «Ходячий грузовик» разработанный в компании GeneralElectric

В конце 60-х и 70-х годах соперничество между США и Советским союзом по созданию шагающих машин набирает обороты. В 1977-м году в СССР были созданы шагающие шестиногие машины, рисунок1.4.

Рисунок 1.4 - Шагающие машины, созданные в СССР

Ответом на разработки СССР в США МакГи создал 136-ти килограммовую машины с шагающим приводом, рисунок 1.5.

Рисунок 1.5 - 136-ти килограммовая шагающая машина

С 1976 года по 1979 в исследовательском центре KomatsuLtd. (Япония) разрабатывался супер-робот. Начиная с этого периода, к гонке среди разработчиков шагоходов присоединяются японцы. Устройство под названием ReCUS (RemotleyControПedШderwaterSurveyor) имело восемь ног, 8 метров длины, 5,35

ширины и 6,4 метра высоты. Весить такая конструкция должна была порядка 29 тонн. Максимальная скорость - 0,07 м/с. До нас же дошли только чертежи.

В 1979 году к московским разработкам профессора Гурфункеля присоединился Санкт-Петербург (тогда Ленинград). Там был также разработан и сконструирован "шестиног", но с гораздо более скромными параметрами: вес - 40 кг, длина - 60 см, ширина - 25 см, высота ног - 20 см.

Но вместе с тем в период 1980-1983 гг. американцы продолжили развитие тяжелых роботов с большим количеством ног. Изобретатели Сазерленд и Спрулл создали машину длиной в 2,4 метра, развивающую скорость 0,11 м/с.

Живая японская легенда продолжила развитие шагающей техники -TITANIII и TITANIV (TITAN - аббревиатура от Tokyo Institute of Technology, Aruku Norimono). Ноги TITAN III были оснащены специальными сенсорами, которые были связаны со специальной электронной системой управления, именуемой PEGASUS (Perspective Gait Supervisory System). Данная система позволяла адаптировать движение механизма относительно изменений поверхности. Этот этап можно смело назвать этапом внедрения интеллекта в шагающие машины. Длина ног у TITAN III была 1,2 м и весил он 40 кг, рисунок 1.6, [1, 2].

Рисунок 1.6 - Японский робот Т1ТЛИШ, 1985 г.

В Японии продолжаются исследования в области шагающий машин, в настоящее время ведутся разработки робота Т1ТАК-ХШ, рисунок 1.7 [3].

Несколько научных работ Чебышева посвящены математическим проблемам теории механизмов и машин и синтезу различных механизмов - «Об одном механизме», «О зубчатых колесах», «О центробежном уравнителе» и другие [4]. Чебышев создал ряд механизмов «с остановками», широко применяемых в современных машинах-автоматах [5].

Павловский В.Е. в «О разработках шагающих машин» рассказывает, как развивались шагающие машины, приводит большое количество шагающих разработанных начиная со времен СССР и заканчивая началом второго десятка 2000-х годов [6]. В настоящее время создано множество шагающих машин, различающиеся как по конструкции, так и по назначению. Однако, следует отметить, что развитие машин так и осталось на уровне опытных единичных образцов. Большинство созданных машин имеют слабую адаптацию к неровной поверхности. Современные электронные вычислительные системы дают новый толчок в развитии шагающих машин. Электроника позволяет сделать качественный шаг, направленный на переход от жестких механических связей к адаптационным [7].

1.2 Классификация шагающих машин

Шагающие машины можно разделить на две большие группы: со статической устойчивостью и динамической. Машины со статической устойчивостью способны сохранять устойчивость при отключении питания. Примером таких машин может быть стопоход Чебышева и шагающие машины Чернышева, рисунок 1.8.

Рисунок 1.8 - Статически устойчивые шагающие машины Слева - стопоход Чебышева, справа машина Чернышева.

Машины с динамической устойчивостью, напротив, неспособны удерживать вес при отключении питания. Такие машины больше подходят для быстрого движения и требуют постоянного электропитания для поддержания машины в устойчивом положении.

Существует множество классификаций шагающих машин, описанных как в отечественных, так и в зарубежных работах. Большинство из них сознаны во времена бурного развития механики. Сейчас с развитием электроники появляются новые конструкции с программным управлением.

Классификацию шагающих машин с динамической устойчивостью и адаптивным движением можно произвести по ряду конструктивных признаков, описанных ниже.

По количеству подвижных опор шагающие машины можно разделить на группы: 2(человек), 4 (животные), 6 (насекомые), 8 и многоногие. Такое разделение

обосновано тем, что для 2-х, 4-х, 6-ти и 8-ми-ногих машин управление движением и алгоритмы имеют сильное различие. Алгоритмы движения для 6-ти, 8-ми и более ног имеют слабое различие и представляет собой адаптацию алгоритмов движения, обеспечивающих синхронность движения соблюдая принципы движения малого числа опор. Фактически многоногие машины представляют собой комбинацию машин с малым количеством ног обеденных в одном корпусе и не имеют ограничений по числу ног. Корпус может иметь форму как длинную, на подобии насекомого гусеницы, или прямоугольной формы. Для увеличения грузоподъемности целесообразно использовать шагающую машину с большим числом подвижных опор. Несколько шагающих машин возможно объединить в многоногую платформу для транспортировки тяжелых грузов. С увеличением числа ног снижается маневренность машины, однако, чем меньше ног, тем сложнее система управления и меньше устойчивость.

По форме корпуса шагающие машины можно разделить на прямоугольные и округлые. При этом прямоугольные делятся по направлению движения на фронтальные и сагиттальные, а округлые могут передвигаться в любом направлении, рисунок 1.9.

а) б) в)

Рисунок 1.9 - Паукообразные роботы: а - фронтальные, б - сагиттальные,

в - округлые

По конструкции шагающих движителей машины можно разделить на три группы: млекопитающие, рептилии и паукообразные [3], рисунок 1.10.

а) б) в)

Рисунок 1.10 — Конструкции шагающих машин: а — млекопитающие,

б — рептилии, в — паукообразные

Млекопитающая конструкция встречается в природе у животных. Она имеет ряд преимуществ по отношению к двум другим. Такая конструкция может развивать значительно большую скорость движения. В конструкции млекопитающих опоры расположены ниже тела, что позволяет применять конструкции с разной конфигурацией колен со сгибанием от себя или под себя. Рептилии имеют опоры по бокам корпуса. Шарниры опор согнуты под углами близкими к прямому. Такая конструкция требует от приводов производить максимальное усилие для удержания веса, а также поддерживать устойчивость, что требует высокой точности приводов. У паукообразных опоры поднимаются высоко над корпусом, а сам корпус висит и балансирует на опорах.

По расположению рабочих органов машину можно разделить на три группы: со внутренними, внешними и комбинированными рабочими органами. Внутренние рабочие органы могут располагаться внутри корпуса машины. Робот для посадки растений Девида Дорхаута (David Dorhout) имеет округлый корпус с размещенными внутри него рабочими органами, рисунок 1.11. Органы так же могут сменными и размещаться методом навешивая на корпус машины. Комбинированное расположение рабочих органов включает в себя рабочие органы, размещенные как внутри корпуса, так и снаружи [8].

Рисунок 1.11 - Рабочие органы машины, расположенные внутри корпуса

По сфере применения шагающие машины могут быть предназначены для движения по горизонтальным и вертикальным поверхностям [29]. Так же машины могут работать под водой [31, 9].

По типу конструкции стопы шагающие роботы можно разделить на колесные и стопоходные. Стопы шагающих машин могут оснащаться подвижными площадками на шаровой опоре или иметь колеса с отдельным приводом [10, 11]. Существуют шагающие машины с вращающимися «пружинными» движителями [12, 13, 14], рисунок 1.12.

Рисунок 1.12 - Шагающие машины с вращающимися движителями

Большое разнообразие видов конструкций шагающих машин позволяет создавать машины различного назначения приспособленных для движения по специфическим поверхностям недоступным обычным колесным или гусеничным машинам.

1.3 Шагающие машины тяжелого класса

В СССР и в настоящее время шагающие машины применялись и применяются для добычи полезных ископаемых. Среди большого количества специализированный техники существует категория сверхтяжелых машин, к которым относятся шагающие экскаваторы. Такие сверхтяжелые машины применяют в горнодобывающей промышленности для разработок открытым способом различных видов полезных ископаемых и выемке грунтов. Основным преимуществом тяжелых шаговых экскаваторов является низкое удельное давление на грунт. В качестве опорного основания применяется специальная плита, которая, как стопа человека, при помощи гидравлического привода и рычагов шагает по земле.

Механизм шагания тяжелых машин представляет собой лыжи с гидравлическим или эксцентриковым приводом. Подвижные опоры крепятся к раме. Сверху на раму с помощью опорно-повротного устройства установлена поворотная платформа. Шагающие машины тяжелого класса передвигаются медленно и преодолевают расстояния порядка 200 метров за час. Во время работы машины удельное давление на грунт составляет 0,4 - 1 кгс/см2. Во время перемещения цифры несколько выше - 1 - 1,5 кгс/см2. Шагающие экскаваторы выпускаются с ковшами емкостью 4, 6, 10, 14, 15, 25, 50 м3 и стрелами 40, 60, 75, 90, 100 м в высоту. Некоторые компании для больших объемов вскрышных работ

производят технику со стрелами до 120 м в высоту и ковшами, вмещающими 40100 м3 [15], рисунок 1.13.

Свыше 80% используемых в нашей стране шагающих экскаваторов выпущено двумя основными производителями: Новокраматорским машзаводом (НКМЗ) и Уральским машинотракторным заводом (Уралмаш или УЗТМ). Масса машин составляет от 380 т до 10 300 т. При этом заявленные удельные нагрузки заводами на грунт находятся в пределах от 1 до 1,84 кг/см2 [16].

Рисунок 1.13 - Шагающий экскаватор ЭШ 15.90 производства УЗТМ

В отличие от колесных движителей так называемого монотонного взаимодействия с поверхностью движения аппаратам с дискретным взаимодействием уделяется большое внимание. Интерес к ним обусловлен тем, что такие движители могут работать в условиях полного бездорожья, при этом движители наносят окружающей среде минимальный вред, практически не повреждая почву. Так же шагающие машины являются перспективной базой для аппаратов, предназначенных к работе в экстремальных условиях.

Ограниченный объём работы не позволяет отразить всё многообразие возможных типов шагающих машин. Например, в некоторых аттракционах, детских игрушках или самоходных роботах иногда применяются специфичные для данных конструкций шагающе-колёсные движители. Колесо может также входить в части других типов движителей, например, в виде опорных катков в гусеничных

или как составляющий элемент более сложной структуры - в комбинированных движителях. Гусеничные и комбинированные движители, а также прыгающие, многоногие шагающие машины в работе не рассмотрены.

1.4 Шагающие машины. Проблемы и перспективы

До сих пор шагающие движители конкурируют с традиционными и колесными движителями. Колесные и гусеничные машины передвигаются при помощи колеса. Колесный способ движения позволяет достигать высоких скоростей. Главном недостатком колесных и гусеничных транспортных средств является невозможность преодоления препятствий с резким перепадом высот соизмеримых с размером колеса и буксованием на поверхностях с недостаточным сцеплением. Гусеничные машины способны разворачиваться на месте и не так легко меняют направление движения, хотя и решают проблему провала колеса в яму и имеют большее сцепление с поверхностью. Резкий перепад высот соизмерим с половиной диаметра колеса является трудно преодолимом препятствием. При развороте гусеничной машины на месте остаются значительные повреждения верхнего почвенного слоя земли. Шагающие машины способны преодолевать препятствия с резким перепадом высоты, способны разворачиваться на месте не повреждая грунт и двигаться в любом направлении, а также удерживать корпус в горизонтальной плоскости опираясь на наклонные поверхности.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Алейников Юрий Георгиевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кристофер, История, настоящее и будущее шагающих механизмов / Кристофер // Издание «Компьютерные вести». Беларусь. - 2003. - №01. - URL: https://www.kv.by/archive/index2003014401.htm (дата обращения: 12.01.2020).

2. Hirose, S. Study on quadruped walking robot in Tokyo Institute of Technology-past, present and future/ S. Hirose, K. Kato // Proceedings 2000 ICRA. Millennium Conference. IEEE International Conference on Robotics and Automation. Symposia Proceedings (Cat. No.00CH37065), vol.1, 2000, pp. 414-419. - DOI: https://doi.org/10.1109/R0B0T.2000.844091.

3. Kitano, S. TITAN-XIII: sprawling-type quadruped robot with ability of fast and energy-efficient walking / S. Kitano, S. Hirose, A. Horigome, et al. // Robomech J 3. -2016. - vol.8. - DOI: https://doi.org/10.1186/s40648-016-0047-1.

4. Чебышев, П.Л. Полное собрание сочинений. Т. IV: Теория механизмов. Москва, Ленинград, Изд-во АН СССР, 1948. - 255 с.

5. Ершов, Б.А. О роли моделей механизмов П. Л. Чебышева в истории науки и техники / Б.А. Ершов, Г.А. Кутеева, В.Б. Тарабарин // Гуманитарный вестник. -2016. - №1 (39). - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-roli-modeley-mehanizmov-p-l-chebysheva-v-istorii-nauki-i-tehniki (дата обращения: 12.01.2020).

6. Павловский, В.Е. О разработках шагающих машин // Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша, 2013 - No101. - 32 с. -URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2013-101 (дата обращения: 12.01.2020).

7. Фокин, В.Г. Обзор и перспективы развития мобильных шагающих робототехнических систем / В.Г. Фокин, С.В. Шаныгин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. - 2015. - № 18 (98). - С. 207-215. - URL: https://moluch.ru/archive/98/22115/ (дата обращения: 21.10.2020).

8. Шагающий робот фермер (англ. prospero: therobotfarmer) [Электронный ресурс]. 2015. - URL: http://dorhoutrd.com/prospero_robot_farmer (дата обращения: 12.08.2020).

9. Чернышев, В. В. Особенности динамики шагающего способа передвижения в подводных условиях / В. В. Чернышев, В. В. Арыканцев // XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики : Сборник трудов. В 4-х томах, Уфа, 19-24 августа 2019 года. - Уфа: Башкирский государственный университет, 2019. - С. 609-610. - URL: https://eHbrary.ru/item.asp?id=41336542 (дата обращения: 12.08.2020).

10. Orozco-Magdaleno, E.C., Static Balancing of Wheeled-legged Hexapod Robots / E.C. Orozco-Magdaleno, D. Cafolla, E. Castillo-Castaneda, G. Carbone // Robotics. 2020; 9(2):23. - DOI: https://doi.org/10.3390/robotics9020023.

11. Калинин, Я.В. Разработка колесно-шагающей платформы для агро-робота / Я.В. Калинин, С.С. Семенов, Н.А. Сурганов, С.Н. Шабанов // Известия ВолгГТУ. - 2020.

- №8(243). - С.61-64. - DOI: 10.35211/1990-5297-2020-8-243-61-64.

12. Galloway, K. Variable Stiffness Legs for Robust, Efficient, and Stable Dynamic Running / K. Galloway, C. Jonathan, D. Koditschek // Journal of Mechanisms and Robotics, 2013. - vol 5. - DOI: 10.1115/1.4007843.

13. Vina, A. C-Legged Hexapod Robot Design Guidelines Based on Energy Analysis / A. Vina, A. Barrientos // Appl. Sci., 2021. - vol.11 (2513). - DOI: https://doi.org/10.3390/app11062513.

14. Li, J. Design of a hexapod robot / J. Li, Y. Wang, T. Wan// 2nd International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet). - 2012.

- DOI: 10.1109/cecnet.2012.6201877.

15. Гигант карьеров - шагающий экскаватор [Электронный ресурс]: [вебсайт]. -Электрон. дан. - URL: https://maxi-exkavator.ru/articles/excavators/~id=3091 (дата обращения: 10.09.2020).

16. Виды и особенности шагающих экскаваторов [Электронный ресурс]: [вебсайт].

- Электрон. дан. - URL: http://allspectech.com/stroitelnaya/j ekskavatory/shagayushhie/vidy-i-osobennosti.html (дата обращения: 10.09.2020).

17. Петров, В. С. Особенности изучения шагающих машин / В. С. Петров, А. В.

Овечкин // Инновационные технологии: теория, инструменты, практика. - 2018. -

223

Т. 1. - С. 41-44. - URL: https://eHbrary.ru/item.asp?id=38472475 (дата обращения: 12.10.2020).

18 . Гутиев, Э. К. Обоснование выбора колесно-шагающего движителя для мобильной машины / Э.К. Гутиев // Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции : Материалы всероссийской научно-практической конференции в честь 90-летия кафедр «кормление, разведение и генетика сельскохозяйственных животных» и «частная зоотехния» факультета технологического менеджмента, Владикавказ, 30-31 марта 2021 года. -Владикавказ: Горский государственный аграрный университет, 2021. - С. 66-68. -URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=45781955 (дата обращения: 12.10.2020).

19 . Алейников, Ю. Г. Перспективы применения динамически устойчивых шагающих машин в сельском хозяйстве / Ю. Г. Алейников // Международный технико-экономический журнал. - 2017. - № 2. - С. 133-136.

20. Мяхор, Д.А. Выбор и разработка оптимальной робототехнической платформы для создания поисково-спасательной машины / Д. А. Мяхор, Т. В. Александрова // Сборник материалов IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием "Россия молодая" : Конференция проходит при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Кемерово, 18-21 апреля 2017 года / Ответственный редактор Костюк Светлана Георгиевна. - Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2017. - С. 41045. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=30473125 (дата обращения: 12.10.2020).

21. Беккер, М.Г. Введение в теорию систем местность - машина / М.Г. Беккер // -М. : Машиностроение, 1973. - 520 с.

22. Bjelonic, M. Weaver: Hexapod robot for autonomous navigation on unstructured terrain / M. Bjelonic, N. Kottege, T. Homberger, P. Borges, P. Beckerle, M. Chli, // Journal of Field Robotics. - 2018. - DOI: https://doi.org/10.1002/rob.21795

23. Алейников, Ю. Г. Проблемы и перспективы применения шагающих машин с динамической устойчивостью / Ю.Г. Алейников, С.М. Гайдар // Чтения академика

B. Н. Болтинского : семинар, Москва, 20-21 января 2021 года. - Москва: Общество с ограниченной ответственностью "Сам Полиграфист", 2021. - С. 130-135.

24. Гоков, И.В. Разработка конструкции и системы управления шагающим роботом / И. В. Гоков, В. В. Коленченко, Ю. А. Гольцов, А. С. Кижук // Международная конференция "Актуальные проблемы робототехники и автоматики", Белгород, 0809 октября 2015 года / Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2015. - С. 43-47. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25142606 (дата обращения: 10.09.2020).

25. Ковальчук, А.К. Метод проектирования пространственных древовидных исполнительных механизмов шагающих роботов / А.К. Ковальчук, Д.Б. Кулаков,

C.Е. Семенов, В.В. Яроц, А.А. Верейкин, Б.Б. Кулаков, Л.А. Каргинов // Инженерный вестник. Электрон. журн. 2014. - No 7. -URL: http://ainj ournal.ru/file/out/736614

26. Перелешин, С.А. Разработка конструкции мобильного робота типа hexapod / С.А. Перелешин, И.С. Сыркин // Россия молодая : Сборник материалов XI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. -Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2019. - С. 40311. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41502090 (дата обращения: 23.04.2021).

27. Gehring, С. Control of dynamic gaits for a quadrupedal robot / C. Gehring, S. Coros, M. Hutter, M. Bloesch, M. A. Hoepflinger, R. Siegwart // IEEE International Conference on Robotics and Automation, Karlsruhe, 2013. - pp. 3287-3292. - DOI: https://doi.org/10.1109/ICRA.2013.6631035.

28. Sayed, A.S. Experimental Modeling of Hexapod Robot Using Artificial Intelligence. / A.S. Sayed, A.E. Hassanien, A. Azar, T. Gaber, D. Oliva, F. Tolba // Proceedings of the International Conference on Artificial Intelligence and Computer Vision (AICV2020). AICV 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, Cham, 2020. - vol 1153. - DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-44289-7_3.

29. Shoulin, Xu Research on Kinematics and Stability of a Bionic Wall-Climbing Hexapod Robot / Xu Shoulin, He Bin, Hu Heming // Applied Bionics and Biomechanics, 2019. - vol. 2019. - Article ID 6146214. - 17 pages. DOI: https://doi.org/10.1155/2019/6146214.

30. Lynch, G.A. A bioinspired dynamical vertical climbing robot / G.A. Lynch, J.E. Clark, P-C. Lin, D.E. Koditschek // The International Journal of Robotics Research. - vol. 31(8). - 2012. - pp. 974-996. - DOI: https://doi.org/10.1177/0278364912442096.

31. Yazen H.S. Theoretical Design of a Leg Module for a Hexapod Underwater Robot. American Journal of Mechanics and Applications. - Vol. 5, No. 1. - 2017. - pp. 1-7. -DOI: https://doi.org10.11648/j.ajma.20170501.11.

32. Kecskes, I. Model validation of a hexapod walker robot / I. Kecskes, E. Burkus, F. Bazso, P. Odry // Robotica. - 2017. - 35(2). - pp. 419-462. - DOI: https://doi.org/10.1017/S0263574715000673.

33. Shi K. Vacuum suction unit based on the zero pressure difference method / Kaige Shi, Xin Li // Physics of Fluids. - 2020. - vol 32. - pp. 017104. DOI: https://doi.org/10.1063/L5129958.

34. Haynes, G.C. Rapid Pole Climbing with a Quadrupedal Robot / G. C. Haynes, A. Khripin, G. Lynch, J. Amory, A. Saunders, A.A. Rizzi, D. E. Koditschek // IEEE International Conference on Robotics and Automation. May 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/ROBOT.2009.5152830.

35. Bernardini, S.A Multi-Robot Platform for the Autonomous Operation and Maintenance of Offshore Wind Farms / S. Bernardini, F. Jovan, Z. Jiang, S. Watson, A. Weightman, P. Moradi, T. Richardson, R. Sadeghian, S. Sareh // In Proceedings of the 19th International Conference on Autonomous Agents and MultiAgent Systems (AAMAS '20). International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems, Richland, SC, 2020. - pp 1696-1700.

36. Thilderkvist, D. Motion Control of Hexapod Robot Using Model-Based Design / D. Thilderkvist, S. Svensson // Lund University, Sweden, 2015. - ISSN:0280-5316. - ISRN: LUTFD2/TFRT--5971--SE. - URL: https://core.ac.uk/download/pdf/289944103.pdf (дата обращения: 10.06.2020)

37. Tedeschi, F. Design Issues for Hexapod Walking Robots / F. Tedeschi, G. Carbone // Robotics, 2014. - vol 3(2). - pp. 181-206. - DOI: https://doi.org/10.3390/robotics3020181.

38. Shirpurkar, R. Investigation of Effects of Changing Length Scales of Uniformly Structured Rough Terrain on Hexapedal Locomotion using Simulation. UCSanDiego [website]. - URL: https://escholarship.org/uc/item/4z4377pc (дата обращения 14.03.2020)

39. Chang, Q. A Bioinspired Gait Transition Model for a Hexapod Robot / Q. Chang, F. Mei //Journal of Robotics, 2018. - vol.1-11. - DOI: https://doi.org/10.1155/2018/2913636.

40. Marek Z. Design and Control of 7-DOF Omni-directional Hexapod Robot / Z. Marek, J. Rozman, F. Zborilntisek // Open Computer Science, 2021. - vol. 11. - № 1. - pp. 8089. - DOI: https://doi.org/10.1515/comp-2020-0189.

41. Johnson, B. Omnidirectional Control of the Hexapod Robot TigerBug / B. Johnson, B. Christopher // Rochester Institute of Technology, 2014. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/232140309.pdf (дата обращения: 14.03.2020)

42 Ковальчук, А.К. Выбор кинематической структуры и исследование динамики древовидного исполнительного механизма робота-краба // Известия вузов. Машиностроение. - 2013. - №7. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vybor-kinematicheskoy-struktury-i-issledovanie-dinamiki-drevovidnogo-ispolnitelnogo-mehanizma-robota-kraba (дата обращения: 23.04.2021).

43 . Ковальчук, А.К, Исследование динамики древовидного исполнительного механизма робота-краба / А.К. Ковальчук, Д.Б. Кулаков, С.Е. Семенов, В.В. Яроц // Вестник МГТУ МИРЭА, 2013. - №1(1). - DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2013-7-73-79 - URL: https://rtj.mirea.ru/upload/medialibrary/75d/06-kovalchuk.pdf (дата обращения: 23.04.2021).

44 . Ковальчук, А.К Блочно-матричные уравнения движения исполнительных механизмов роботов с древовидной кинематической структурой / А.К. Ковальчук, Д.Б. Кулаков, С.Е. Семенов. // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2008. - № 12. - С. 5-21.

45. Воробьев, С. Г. Шагающий робот-гексапод на базе платформы Arduino / С.Г. Воробьев, А.В. Чаленко, Н.В. Сорока // Вестник Луганского национального университета имени Владимира Даля. - 2020. - № 3(33). - С. 57-62. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44169162 (дата обращения: 15.12.2020).

46 . Куаншкалиев, Т. Х. Робот-гексапод с нейросетевой системой управления движением / Т.Х. Куаншкалиев, А.В. Рыбаков // Робототехника и техническая кибернетика. - 2017. - № 3(16). - С. 59-66. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36907940 (Дата обращения: 15.12.2020).

47 . Жуков, Ю. А. Нейросетевое решение задач управления гексаподом для встраиваемой платформы NVIDIA Jetson / Ю.А. Жуков, Е.Б. Коротков, А.В. Мороз // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2018. - № 8(202). - С. 231-241. - DOI: https://doi.org/10.23683/2311-3103-2018-8-231-241.

48. Мяхор, Д.А. Разработка робототехнической платформы удалённого мониторинга для проведения поисково-спасательных операций / Д.А. Мяхор // Информационные технологии в управлении, автоматизации и мехатронике : Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции, Курск, 06-07 апреля 2017 года / Ответственный редактор А.А. Горохов. - Курск: Закрытое акционерное общество "Университетская книга", 2017. - С. 102-106. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29082303 (Дата обращения: 15.12.2020).

49. Чернышев, В. В. Влияние длины шага на энергоэффективность шагающего способа передвижения / В.В. Чернышев // Наука и образование: Электронное научное издание. №02/2013. Наука и образование: Электронное научное издание ISSN 1994-0408. DOI: https://doi.org/10.7463/0213.0541387. URL: http ://engineering-science .ru/doc/541387 .html.

50 . Павлов, Б. И. Кинематический синтез механизма поливочной шагающей

машины / Б.И. Павлов, В.С. Балбаров // Инновационные технологии и техника

нового поколения - основа модернизации сельского хозяйства : Сборник научных

докладов Международной научно-технической конференции, Москва, 05-06

октября 2011 года / Ответственный редактор: Лачуга Ю.Ф.. - Москва:

Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского

228

хозяйства, 2011. - С. 164-171. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21193326 (дата обращения: 16.11.2020)

51. Брискин, Е. С. Об управлении походкой шагающей машины "Восьминог" / Е.С. Брискин // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2008. - № S5. - С. 6-10.

52. Чернышев, В.В. Опыт использования шагающей машины для ликвидации аварийного разлива нефти // Безопасность жизнедеятельности. 2003. №5. C. 28-30.

53 . Брискин, Е.С. Экспериментальные исследования динамики многоопорной шагающей машины с движителями лямбдаобразного вида / Е.С. Брискин, В.В. Чернышев // Изв. вузов. Машиностроение. 1999. №4. C. 32-37.

54 . Чернышев, В.В. Исследование динамики шагающей машины как системы твердых тел с упруго-диссипативными связями // Прогресс транспортных средств и систем-2005: Матер, междунар. науч-практич. конф. ВолгГТУ, 2005. - С.621-623. URL: http://dtm.vstu.ru/research/progress2005/chernishev.pdf (дата обращения: 10.09.2020)

55. Саяпин, С.Н. Применение мобильного робота с параллельной кинематикой типа "додекапод" при внутритрубной диагностике разветвленных трубопроводов переменного сечения / С.Н. Саяпин, А.П. Карпенко, С.Х. Данг, В.В. Кокушкин // Проблемы машиностроения и автоматизации. - 2016. - № 1. - С. 28-42. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25685473 (дата обращения 14.09.2020)

56 Лисов, В. Ю. Лесозаготовительные машины с шагающим движителем / В. Ю. Лисов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т. 2. - № 3-3(8-3). - С. 184-187. - DOI 10.12737/4223. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21732723 (дата обращения 16.09.2020)

57 . Поезжаева, Е. В. Многофункциональный робот "Гибрид гексапода и гексакоптера" / Е. В. Поезжаева, А. В. Арефина // Научный аспект. - 2018. - Т. 6. -№ 4. - С. 748-754. URL: https://na-journal.ru/4-2018-tehnicheskie-nauki/1254-mnogofunkcionalnyj-robot-gibrid-geksapoda-i-geksakoptera (дата обращения 10.09.2020)

58. Meet Hexapod, the walking, flying robot [Электронный ресурс] : [веб сайт] - Электрон. дан. - URL: https://www.modelairplanenews.com/meet-hexapod-the-walking-flying-robot/ (дата обращения: 21.09.2020)

59. Walking Helicopter Robot [Электронный ресурс] : [веб сайт] - Электрон. дан. - http://hackedgadgets.com/2009/03/01/walking-helicopter-robot/ (дата обращения:

21.09.2020)

60. На Куршской косе дикий кабан напал на квадрокоптер [Электронный ресурс] : [веб сайт] - Электрон. дан. - URL:

https://www.kaliningrad.kp.ru/online/news/3034721/ (дата обращения: 22.07.2021)

61. Furious Hawks Everywhere Swoop Down on RC plane GWS Tiger Moth [Электронный ресурс] : [веб сайт] - Электрон. дан. - URL: https://www.youtube.com/watch?v=_h489G9vmzw (дата обращения: 22.07.2021)

62. Hawk Attacks, Crashes RC Planes [Электронный ресурс] : [веб сайт] - Электрон. дан. - URL: https://www.youtube.com/watch?v=Qz0IC0V_cMk (дата обращения:

22.07.2021)

63 . Avellar, G.S. Multi-UAV routing for area coverage and remote sensing with minimum time / G.S. Avellar, G.A. Pereira L.C. Pimenta, P. Iscold // Sensors, 2015. -15(11). - pp. 27783-27803. DOI: https://doi.org/10.3390/s151127783/

64. Chao, H. Band-reconfigurable multi-UAV-based cooperative remote sensing for realtime water management and distributed irrigation control / H. Chao, M. Baumann, A. Jensen, et. al. // IFAC Proceedings Volumes. 2008. - 1(2). - pp 11744-11749. URL: https://folk.ntnu.no/skoge/prost/proceedings/ifac2008/data/papers/2220.pdf (дата обращения: 22.07.2021)

65. DeBell, L. Water resource management at catchment scales using lightweight UAVs: current capabilities and future perspectives / L. DeBell, K. Anderson, R.E. Brazier, et. al. // Journal of Unmanned Vehicle Systems, 2015. - 4(1). - pp.7-30. https://doi.org/10.1139/juvs-2015-0026.

66. Gonzalez-de-Santos, P. Fleets of robots for environmentally-safe pest control in agriculture / P. Gonzalez-de-Santos, A. Ribeiro, C. Fernandez-Quintanilla, et al. //

Precision Agric, 2018. - pp. 574-614. DOI: https://doi.org/10.1007/s11119-016-9476-3

230

67. Roldán, J.J. (December 20th 2017). Robots in Agriculture: State of Art and Practical Experiences, Service Robots, / J.J. Roldán, J.D. Cerro, D. Garzón-Ramos, et. all. // IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.69874. Available from: https://www.intechopen.com/books/service-robots/robots-in-agriculture-state-of-art-and-practical-experiences

68. Шагающий робот фермер (англ. prospero: therobotfarmer) [Электронный ресурс]. 2015. - URL: http://dorhoutrd.com/prospero_robot_farmer (дата обращения 12.08.2020).

69 . Алейников, Ю. Г. Моделирование параметров технологической роботизированной машины / Ю. Г. Алейников, Я. Г. Митягина. - Москва : ООО "УМЦ "Триада", 2016. - 120 с

70. Nitulescu, M. Designing the legs of a hexapod robot / M. Nitulescu, M. Ivanescu, V.D.H. Nguyen, et. al. // 20th International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC), 2016. - DOI: https://doi.org/10.1109/icstcc.2016.7790651.

71.\ Long, B. Kinematics, Dynamics, and Optimal Control of Pneumatic Hexapod Robot / B. Long, Ma Lu-han, D. Zhifeng, Ge Xinsheng // Mathematical Problems in Engineering, vol. 2017. - Article ID 6841972. - DOI: https://doi.org/10.1155/2017/6841972

72 . Афанасьев О.А., Гендель В.С., Зимин А.В. Шагающие машины Теория Механизмов и Машин. 2005. №1. Том 3

73. Wang, Z. Mobility analysis of the typical gait of a radial symmetrical six-legged robot / Z. Wang, X. Ding, A. Rovetta, et. al. // Mechatronics, 2011. - vol. 21(7). - pp. 11331146. - DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2011.05.009

74. Пересыпкин, В.Ф. Сельскохозяйственная фитопатология, 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Агропромиздат, 1989. - 480 с.

75. Chuntai Y., Degree of freedom analysis of hexapod wall-climbing robot. /Ye Chuntai, Y. Yinlong, Wei Wu. // - DOI: https://doi.org/10.2991/mmebc-16.2016.217.

76. Mark, H.S. Work Space Analysis and Walking Algorithm Development for A Radially Symmetric Hexapod Robot, Blacksburg, Virginia, August 1, 2008. -177 с.

77 . Михайлов, В.В. Моделирование кинематики шагающего робота / В.В. Михайлов, Т.Н. Соловьева, В.П. Попов // Информационно-управляющие системы. №6. 2015 - DOI: https://doi.Org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.50.

78 . Алейников, Ю. Г. Методика определения рабочего пространства опоры шагающей машины / Ю. Г. Алейников // Международный технико-экономический журнал. - 2013. - № 1. - С. 117-119.

79 . Алейников Ю.Г. Обоснование параметров и режимов движения роботизированной машины. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. Москва, 2013

80 Дидманидзе, О. Н. Методика определения рабочего пространства опоры / О. Н. Дидманидзе, Я. Г. Митягина, Ю. Г. Алейников // Плоды и овощи - основа структуры здорового питания человека, Мичуринск, 07-08 сентября 2012 года. -Мичуринск: ОАО "Издательский дом "Мичуринск", 2012. - С. 378-380.

81. Gao, H. Turning gait planning and simulation validation of a hydraulic hexapod robot / H. Gao, M. Jin, Y. Liu, L. Ding, H. Yu, Z. Deng // 2015 International Conference on Fluid Power and Mechatronics (FPM), 2015. - DOI: https://doi.org/10.1109/fpm.2015.7337231.

82. Журавлев, В.Ф. Основы теоретической механики. Изд. 2-е перераб. - М.: Издательство Физико-математической литературы, 2001. - 320 с.

83. Яблонский, А.А., Никифорова, В.М. Курс теоретической механики. В 2-х частях М.: Высшая школа 1966. - 439 и 411 с.

84. Глазков, В.П. Математические модели и эффективные методы решения задач кинематики, динамики и управления роботами, Саратов, 2006.

85. Лапчик, М.П. Численные методы. М.:2004 г. - 284 с.

86. Абгарян, К.А. Матричное исчисление с приложениями теории динамических систем. - М.: Физматлит, 1994. - 544 с.

87. Корн, Г., Корн, Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. - 832 с.

88. Лурье, А.И. Аналитическая механика. - М. : Физматлит. - 1961. - 824 с.

232

89. Погорелов, Д.Ю. Введение в моделирование динамики систем тел. - Брянск: Изд-во БГТУ, 1997. - 156 с. - ISBN 5-230-02435-6.

90. Цисарж, В.В. Математические методы компьютерной графики [Текст] / В.В. Цисарж, Р.И. Марусик. - Киев : Факт, 2004. - 464 с.

91 . Алейников, Ю.Г. Моделирование параметров технологической роботизированной машины / Ю.Г. Алейников, Я.Г. Митягина. - Москва : ООО "УМЦ "Триада", 2016. - 120 с.

92. Алейников, Ю.Г. Методика расчета приводов для многоногих шагающих машин на примере шестиногой шагающей машины / Алейников Ю.Г. // Международный технико-экономический журнал. - 2013. - №1. - С.100-101. 93 . Robot Leg Torque Tutorial [Электронный ресурс]:[вебсайт]. - URL: http://www.robotshop.com/blog/en/robot-leg-torque-tutorial-3587 (дата обращения: 08.04.2020).

94. Grzelczyk, D. Kinematic and dynamic simulation of an octopod robot controlled by different central pattern generators. / D. Grzelczyk, O. Szymanowska, J. Awrejcewicz // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering - 2019. - vol. 233(4). - p.p. 400-417. DOI: https://doi.org/10.1177/0959651818800187.

95. Rojas, M. Foothold Planning and Gait Generation for a Hexapod Robot Traversing Terrains with Forbidden Zones / M. Rojas, N. Certad, J. Cappelletto, J. Grieco // pp. 4954. DOI: https://doi.org/10.1109/LARS-SBR.2015.70.

96. Luneckas, M. Leg placement algorithm for foot impact force minimization / M. Luneckas, T. Luneckas, D. Udris // International Journal of Advanced Robotic Systems, 2018. - DOI:https://doi.org/10.1177/1729881417751512.

97. Mahapatra, A. Modeling and Simulation of Wave Gait of a Hexapod Walking Robot: A CAD/CAE Approach / A. Mahapatra, S. Roy, S. Shekhar et. al. // IAES International Journal of Robotics and Automation (IJRA), 2013. DOI: https://doi.org/10.11591/ijra.v2i3.2016.

98. Lubbe, E. State estimation for a hexapod robot / E. Lubbe, D. Withey, K.R. Uren, // 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Hamburg, 2015. - pp. 6286-6291. - DOI: 10.1109/IROS.2015.7354274.

99. Bai, L. (2017). Kinematics, Dynamics, and Optimal Control of Pneumatic Hexapod Robot / L. Bai, L. Ma, Z. Dong, Ge Xinsheng. // Mathematical Problems in Engineering.

- 2017. - pp.1-16. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/6841972.

100. Long, B. Kinematics, Dynamics, and Optimal Control of Pneumatic Hexapod Robot / B. Bai, Lu-han Ma, D. Zhifeng, Ge Xinsheng, // Mathematical Problems in Engineering,

- vol. 2017. - Article ID 6841972, 2017. - DOI: https://doi.org/10.1155/2017/6841972.

101. Raheem, F., Khaleel, H. Static Stability Analysis of Hexagonal Hexapod Robot for the Periodic Gaits, 2014 - p 1414.

102. Zhihua C. Control strategy of stable walking for a hexapod wheel-legged robot / C. Zhihua, W. Shoukun, W. Junzheng et. al. // ISA Transactions, 2020. - ISSN 0019-0578.

- DOI: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2020.08.033.

103. Буданов, В.М. Алгоритмы планирования движений шестиногого шагающего аппарата, Фундамент. и прикл. матем., 11:7 (2005), 197-206; J. Math. Sci., 146:3 (2007), pp. 5931-5937 URL: http://mech.math.msu.su/~fpm/ps/k05/k057/k05713.pdf (дата обращения: 08.04.2019).

104. Wang B. The gait planning of hexapod robot based on CPG with feedback / B. Wang, K. Zhang, X. Yang, X. Cui // International Journal of Advanced Robotic Systems, - 2020.

- DOI: https://doi.org/10.1177/1729881420930503.

105. Gary B. P. Evolving gaits for hexapod robots using cyclic genetic algorithms, International Journal of General Systems, - 2005 - vol. 34:3. - pp. 301-315, DOI: https://doi.org/10.1080/03081070500065700.

106. Гаврилов А.Е. Алгоритмы перемещения шагающего робота-гексапода / А. Е. Гаврилов, С. Б. Хантимирова, О. А. Мишустин, Д. М. Селюнин // XXVIII Международная инновационно-ориентированная конференция молодых ученых и студентов (МИКМУС - 2016) : сборник трудов конференции, Москва, 07-09 декабря 2016 года. - Москва: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской

234

академии наук, 2017. - С. 232-235. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28346659 (дата обращения: 23.04.2021)

107. Дамбаев, Б. Д. Перемещение робота hexapod в 3D-пространстве / Б.Д. Дамбаев, И.В. Карабанов // Информационные технологии XXI века : сборник научных трудов. - Хабаровск : Тихоокеанский государственный университет, 2017. - С. 4145. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29193306 (дата обращения: 12.02.2020).

108. Дидманидзе, О.Н. Принцип перемещения опор шагающих машин во время движения / О.Н. Дидманидзе, Я.Г. Митягина, Ю.Г. Алейников // Плоды и овощи -основа структуры здорового питания человека, Мичуринск, 07-08 сентября 2012 года. - Мичуринск: ОАО "Издательский дом "Мичуринск", 2012. - С. 381-384.

109. Лапшин, В.В. О запасе статической устойчивости шагающей машины / В.В. Лапшин // XII всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014, Москва, 16-19 июля 2014 года / Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. - Москва: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2014. - С. 3802-3809. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22224483 (дата обращения: 12.02.2020).

110. Tedeschi, F., Carbone, G. Hexapod Walking Robot Locomotion, 2015. DOI: http://doi.org/10.1007/978-3-319-14705-5_15.

111. Michel, F. Omnidirectional Generating Algorithm for Hexapod Robot. University of Canterbury, Christchucrch, NewZeland. 18 June 2002

112. Алейников, Ю.Г. Надежное определение момента времени касания опорой поверхности шагающей машины / Ю.Г. Алейников, Я.Г. Митягина // Международный технико-экономический журнал. - 2019. - № 4. - С. 60-68. - DOI: https://doi.org/10.34286/1995-4646-2019-67-4-60-68.

113. Grzelczyk, D. Kinematics, Dynamics and Power Consumption Analysis of the Hexapod Robot During Walking with Tripod Gait / D. Grzelczyk, B. Stanczyk, J. Awrejcewicz // International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2017. - vol. 17(05) - DOI: https://doi.org/10.1142/s0219455417400107

114. Алейников, Ю.Г. Моделирование движения опоры шагающей машины с

динамической устойчивостью при помощи стенда / Ю.Г. Алейников, О.Н.

235

Дидманидзе // Инженерные технологии и системы. - 2021. - Т. 31. - № 1. - С. 8096. - DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.031.202101.080-096. 115 . Алейников, Ю.Г. Оптимизация движения опор шагающей машины с динамической устойчивостью / Ю.Г. Алейников // Вестник Казанского Государственного Аграрного Университета. - 2021. - № 1(61). - С. 66-70.

116. Zhu, Y. Turning and Radius Deviation Correction for a Hexapod Walking Robot Based on an Ant-Inspired Sensory Strategy / Y. Zhu, T. Guo, Q. Liu, Q. Zhu, X. Zhao, B. Jin, // Sensors (Basel, Switzerland), 2017. - vol. 17(12). - pp. 2710. - DOI: https://doi.org/10.3390/s17122710.

117. Греков, Э.Л. Математическая модель кинематики перемещения гексапода для разработки системы управления / Э.Л. Греков, Е.С. Шелихов // Научно-технический вестник Поволжья. - 2020. - № 5. - С. 50-53. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=42918488 (дата обращения: 12.01.2021).

118. Zhang, H. A Force-Sensing System on Legs for Biomimetic Hexapod Robots Interacting with Unstructured Terrain. Sensors (Basel, Switzerland), 2017. - vol. 17,7. -pp. 1514. - DOI: https://doi.org/10.3390/s17071514.

119. Егунов, В.А. Разработка системы управления мобильного робота-гексапода на базе датчиков инерциальной навигации / В.А. Егунов, М.К. Петросян // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2017. - № 14(209). - С. 95-99. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32251579 (дата обращения:

03.09.2019).

120. Ariawan K. Design of Hexapod Robot Movement Based on Arduino Mega 2560 / K.U. Ariawan, G.S. Santyadiputra, I.W. Sutaya // The 1st International Conference on Vocational Education and Technology, 2019. - vol. 1165 - pp. 12011. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1165/1/012011 (дата обращения:

20.08.2020).

121 . Luneckas, M. A hybrid tactile sensor-based obstacle overcoming method for hexapod walking robots / M. Luneckas, T. Luneckas, D. Udris et al. // Intel Serv Robotics, 2021. - vol 14. - pp. 9-24. DOI:https://doi.org/10.1007/s11370-020-00340-9.

122. Konolige, K. A low-cost laser distance sensor / K. Konolige, J. Augenbraun, N. Donaldson, C. Fiebig, P. Shah // 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2008. - DOI: https://doi.org/10.1109/robot.2008.4543666.

123. Luneckas, M. A hybrid tactile sensor-based obstacle overcoming method for hexapod walking robots / M. Luneckas, T. Luneckas, D. Udris et al. // Intel Serv Robotics, 2021. - vol. 14. - pp. 9-24. - DOI: https://doi.org/10.1007/s11370-020-00340-9.

124. Fielding, M. Hamlet: Force/position controlled hexapod walker / M. Fielding, R. Dunlop, C. Damaren // Design and systems, 2001. - pp 984 - 989. - DOI: https://doi.org/10.1109/CCA.2001.973998.

125. Yaniger, S. I. Force Sensing Resistors: A Review Of The Technology. Electro International, 1991. - DOI: https://doi.org/10.1109/electr.1991.718294.

126. Shaikh, M. F. Analysis and selection of the Force Sensitive Resistors for gait characterization / M.F. Shaikh, Z. Salcic, K. Wang // 2015 6th International Conference on Automation, Robotics and Applications (ICARA), 2015. DOI: https://10.1109/icara.2015.7081176.

127. Алейников, Ю.Г. Оптимизация сенсорной системы шагающей машины с динамической устойчивостью / Ю.Г. Алейников // Агроинженерия. - 2020. - № 4(98). - С. 60-65. - DOI: https://doi.org/10.26897/2687-1149-2020-4-60-65.

128. Алейников, Ю.Г. Применение датчиков усилия в опорах шагающей машины с динамической устойчивостью / Ю.Г. Алейников, Я.Г. Митягина // Международный технико-экономический журнал. - 2020. - № 6. - С. 56-62. - DOI: https://doi.org/10.34286/1995-4646-2020-75-6-56-62.

129. Гордеев, В.Н. Кватернионы и бикватернионы с приложениями в геометрии и механике / В.Н. Гордеев. - Киев: Издательство "Сталь", 2016. - 316 с. - ISBN 978617-676-099-3.

130. Бранец, В. Н. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела [Текст] / В.Н. Бранец, И.П. Шмыглевский. - М.: Наука, 1973. - 320 с.

131. Arena, P. Attitude control in walking hexapod robots: an analogic spatio-temporal

approach / P. Arena, L. Fortuna, M. Frasca // International Journal of Circuit Theory and

Applications, 2002. - vol. 30(2-3). - pp. 349-362. DOI: https://doi.org/10.1002/cta.203.

237

132 . DataSheetAtmega 128 [Электронный ресурс]. - URL: http://www.atmel.com/images/2467s.pdf (дата обращения 12.08.2018).

133 . Алейников Ю.Г. Беспроводной контроллер сервомеханизмов системы распознавания маркировок пластмассовых деталей // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Научные проблемы автомобильного транспорта» // О.Н Дидманидзе , Г.Е. Митягин, Ю.Г. Алейников -М.: УМЦ «Триада», 2010. - С. 34-35.

134 . DataSheetLanTronixWiPort [Электронный ресурс]. - URL: http://www.lantronix.com/pdf/WiPort_DS.pdf (дата обращения 12.08.2018).

135 . Datasheet MAX232 [Электронный ресурс]. - URL: http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX220-MAX249.pdf (дата обращения 12.08.2018).

136 . Datasheet CHR-6dm [Электронный ресурс]. - URL: http://www.chrobotics.com/docs/chr6dm_datasheet.pdf (дата обращения 12.08.2018).

137. Шендалева, Е. В. Основы автоматического управления [Текст] : конспект лекций / Е. В. Шендалева, 2010. - 88 с.

138. Алейников Ю.Г. Шасси шагающее универсальное: назначение и особенности (производственно-практическое издание к международному форуму «Открытые инновации-2012» / О.Н. Дидманидзе, Г.Е. Митягин Ю.Г. Алейников - М.: ООО «УМЦ «Триада», 2012. 10 с.

139. Алейников Ю.Г. Особенности применения датчиков в автоматической системе движения шагающих машин [текст] / О.Н. Дидманидзе, Я.Г. Митягина, Ю.Г. Алейников // Международный технико-экономический журнал. - 2012. - №5. -С.72-75.

140. Горшенков, А.А. Введение в теорию идентификационных измерений сигналов [Текст] / А.А. Горшенков, Ю.Н. Кликушин, 2012. - 199 с.

141. Кликушин, Ю.Н. Идентификационные инструменты анализа и синтеза формы сигналов [Текст] : учеб. пособие / Ю.Н. Кликушин, 2010. - 103 с

142 . Огорелков, Б.И. Общая электротехника [Текст] : учеб. пособие / Б.И. Огорелков, А.П. Попов, 2008. - 207 с.

143. Соловов, В.Я. Осциллографические измерения. М.: Энергия 1975. - 74 с.

144. Иванов, Б.С. Осциллограф - ваш помощник МП Символ-Р, журнал Радио: 1991. - 64 с.

145. Галле, К. Как проектировать электронные схемы. М.: ДМК Пресс 2009 - 208 с.

146. Щука, А. А. Электроника. СПб.: БХВ-Петербург 2005 - 800 с.

147. ТУ 16-505.185-71

148. Дидманидзе, О. Н. Особенности применения датчиков в автоматической системе движения шагающих машин / О.Н. Дидманидзе, Я.Г. Митягина, Ю.Г. Алейников // Международный технико-экономический журнал. - 2012. - № 5. - С. 72-75

149 . Алейников Ю.Г. Программное и аппаратное обеспечение систем распознавания рельефных маркировок // Сборник материалов I всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» / Г.Е. Митягин, Р.Н. Егоров, Ю.А. Мельников, Алейников Ю.Г. - Магадан: Издательство СВГУ, 2011. С. 225

150. Алейников, Ю.Г. Особенности проектирования программного обеспечения шагающих машин с динамической устойчивостью / Ю.Г. Алейников // Чтения академика В. Н. Болтинского : семинар : сборник статей, Москва, 22-24 января 2020 года. - Москва: Общество с ограниченной ответственностью "Мегаполис", 2020. -С. 212-219.

151. Дойников А.С. Калибровка. Исландия — Канцеляризмы. — М. : Большая российская энциклопедия, 2008. — С. 499. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 12). — ISBN 978-5-85270-343-9.

152 ю Федеральный закон Российской Федерации Об обеспечении единства измерений от 26 июня 2008 года № 102-ФЗ. - URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_77904/

153 Краткое описание технологии GCD (GrandCentralDispatch) от Apple. [Электронный ресурс]. - URL:

https://web.archive.org/web/20090920043909/http://images.apple.com/macosx/technolo

239

gy/docs/GrandCentral_TB_brief_20090903.pdf. - Apple - (Дата обращения: 03.09.2019).

154 . Документация разработчика технологии GCD (GrandCentralDispatch). [Электронный ресурс]. - https://bestkora.com/IosDeveloper/gcd-i-dispatch-queues-v-swift-3/ (Дата обращения: 10.12.2019).

155. Алейников Ю.Г. Шасси шагающее универсальное: назначение и особенности (производственно-практическое издание к международному форуму «Открытые инновации-2012» / О.Н. Дидманидзе, Г.Е. Митягин. Ю.Г. Алейников. - М.: ООО «УМЦ «Триада», 2012. 10 с.

156 . Глухов, В.И. Метрологическое обеспечение качества по точности геометрических величин [Текст]: учеб. пособие / В.И. Глухов, 2012. - 137 с.

157 . Алейников, Ю.Г. Применение фотограмметрии в автоматизации сельскохозяйственного производства / Ю.Г. Алейников // Прогрессивные технологии в транспортных системах : Десятая Международная научно-практическая конференция, Оренбург, 25-27 октября 2011 года / Ответственный редактор Щурин К.В., ответственный секретарь Любимов И.И.. - Оренбург: Руссервис, 2011. - С. 7-8.

158. Paulus, S. Measuring crops in 3D: using geometry for plant phenotyping. Plant Methods, 2019. - vol 15. - issue 103. - DOI: https://doi.org/10.1186/s13007-019-0490-0.

159. Panjvani, K. LiDARPheno - A Low-Cost LiDAR-Based 3D Scanning System for Leaf Morphological Trait Extraction / K. Panjvani, A. Dinh, K. Wahid // Front. Plant Sci. 2019. - vol 10. - pp147. - DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00147

160. Paulus, S. Low-Cost 3D Sys-tems: Suitable Tools for Plant Phenotyping / S. Paulus, J. Behmann, A-K Mahlein et. al. // Sensors, 2014. - vol.14(2). - pp. 3001-3018. DOI: https://doi.org/10.3390/s140203001.

161. Adam, C. High-Resolution Laser Scan-ning Reveals Plant Architectures that Reflect / C. Adam, V.P. Ullas, C. Joanne, N. Saket. // Universal Network Design Princi-ples, 2017. - vol 5(1). _ pp. 53-62 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cels.2017.06.017.

162. Lancelot, M. Phenotyping wheat under salt stress conditions using a 3D laser scanner / M. Lancelot, T. Emily, V. Jignesh et. al. // Israel Journal of Plant Sciences, 2017. - vol.-64(3-4). - pp. 55-62. - DOI: https://doi.org/10.1080/07929978.2016.1243405.

163 . Kjaer, K.H. Ottosen, C.-O. 3D Laser Triangulation for Plant Phenotyping in Challenging Environments. Sensors, 2015. - vol. 15(6). - pp.13533-13547. - DOI: https://doi.org/10.3390/s150613533.

164 Wang, Y. Maize Plant Phenotyping: Comparing 3D Laser Scanning, Multi-View Stereo Reconstruction, and 3D Digitizing Estimates / Y. Wang, W. Wen, S. Wu et. al. // Remote Sens, 2019. - vol. 11(1). - pp. 63. - DOI: https://doi.org/10.3390/rs11010063.

165. Shlomit, K. Using Diffractive Optical Elements / K. Shlomit, K. Natan // Laser Technik Jour-nal, 2018. - vol. 4. - pp. 29-32 DOI: https://doi.org/10.1002/latj.201800021.

166. Khoshelham, K. Accuracy Analysis of Kinect Depth Data. In Proceedings of the International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial In-formation Sciences, Calgary, Canada, 29-31 August 2011. DOI: https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XXXVIII-5-W12-133-2011.

167. Beno, P, 3D map recon-struction with sensor Kinect: Searching for solution applicable to small mobile robots / P. Beno, F. Duchon, M. Tolgyessy, P Hubinsky et. al. // 23rd International Conference on Robotics in Alpe-Adria-Danube Region (RAAD), 2014. - DOI: https://doi.org/10.1109/raad.2014.7002252.

168. Nguyen, C. V. (2016). 3D Scanning System for Automatic High-Resolution Plant Phenotyping / C.V. Nguyen, J. Fripp, D.R. Lovell et. al. // International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA), 2016. - DOI: https://doi.org/10.1109/dicta.2016.7796984.

169. Zhao, G. Augmented Reality Ap-plication for Plant Learning / G. Zhao, Q. Zhang, J. Chu, Y. Li et. al. // IEEE 9th International Conference on Software En-gineering and Service Science (ICSESS), 2018 - DOI: https://doi.org/10.1109/icsess.2018.8663953.

170. Chaudhury, A., Barron, J.L. Machine Vision System for 3D Plant Phenotyp-ing. IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics, 1-1, 2018. -DOI: https://doi.org/10.1109/tcbb.2018.2824814

171. Yuan, T. Application of an adaptive control al-gorithm with neural network vibration compensation in a 3D laser scanning sys-tem / T. Yuan, Ma Zi, Li Aiguo et. al. // 4th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, 2009. - DOI: https://doi.org/10.1109/iciea.2009.5138778.

172. Pfeiffer, P. Six-legged technical walking considering / P. Pfeiffer, J. Eltze, H.J. Weidemann // Biological principal Robotics and Autonomous Systems, 1995. DOI: https://doi.org/10.1016/0921 -8890(94)00031 -V.

173. Петров, Н.В. Разработка учебного шагающего мобильного робота // Политехнический молодежный журнал. 2019. - № 9 (38). С. 7. - URL: http://ptsj.ru/articles/520/520.pdf (дата обращения 21.07.2020).

174. Чернышев, В. В. Полевые исследования шагающих машин [Текст] / В.В. Чернышев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. - №4. - С. 20-22.

175.Алейников, Ю.Г. Цифровые технологии для роботизированных технических средств в сельскохозяйственном производстве на примере шагающей машины и робота для внесения трихограммы в теплице / Ю.Г. Алейников // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. - № 1 (30). С. 283-293. - URL: http://journal.viesh.ru/wp-content/uploads/2019/04/ИННОВСХ-30-2019.pdf (дата обращения 21.07.2020).

176. Алейников, Ю.Г. Система управления движением шагающей машины / Ю.Г. Алейников, Я.Г. Митягина // Международный технико-экономический журнал. 2018. - № 4. - С. 90-95.

177. Aleynikov Y.G., Konstantinovich A.V. Creation of 3D Cloud Models for Plants Using a Scanner and Walking Machine with Dynamic Stability. Bioscience Biotechnology Research Communications, 2021. - vol 14. - №2 Arpil-May-June 2021. URL: https://bbrc.in/creation-of-3d-cloud-models-for-plants-using-a-scanner-and-walking-machine-with- dynamic-stability/ DOI: http://dx.doi.org/10.21786/bbrc/14.2.9

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Алгоритм расчета контрольной суммы табличным способом на языке Си.

unsigned int code ioU_crc16Table[256] = {

0x0000, 0x1021, 0x2042, 0x3063, 0x4084, 0x50A5, 0x60C6, 0x70E7, 0x8108, 0x9129, 0xA14A, 0xB16B, 0xC18C, 0xD1AD, 0xE1CE, 0xF1EF, 0x1231, 0x0210, 0x3273, 0x2252, 0x52B5, 0x4294, 0x72F7, 0x62D6, 0x9339, 0x8318, 0xB37B, 0xA35A, 0xD3BD, 0xC39C, 0xF3FF, 0xE3DE, 0x2462, 0x3443, 0x0420, 0x1401, 0x64E6, 0x74C7, 0x44A4, 0x5485, 0xA56A, 0xB54B, 0x8528, 0x9509, 0xE5EE, 0xF5CF, 0xC5AC, 0xD58D, 0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630, 0x76D7, 0x66F6, 0x5695, 0x46B4, 0xB75B, 0xA77A, 0x9719, 0x8738, 0xF7DF, 0xE7FE, 0xD79D, 0xC7BC, 0x48C4, 0x58E5, 0x6886, 0x78A7, 0x0840, 0x1861, 0x2802, 0x3823, 0xC9CC, 0xD9ED, 0xE98E, 0xF9AF, 0x8948, 0x9969, 0xA90A, 0xB92B, 0x5AF5, 0x4AD4, 0x7AB7, 0x6A96, 0x1A71, 0x0A50, 0x3A33, 0x2A12, 0xDBFD, 0xCBDC, 0xFBBF, 0xEB9E, 0x9B79, 0x8B58, 0xBB3B, 0xAB1A, 0x6CA6, 0x7C87, 0x4CE4, 0x5CC5, 0x2C22, 0x3C03, 0x0C60, 0x1C41, 0xEDAE, 0xFD8F, 0xCDEC, 0xDDCD, 0xAD2A, 0xBD0B, 0x8D68, 0x9D49, 0x7E97, 0x6EB6, 0x5ED5, 0x4EF4, 0x3E13, 0x2E32, 0x1E51, 0x0E70, 0xFF9F, 0xEFBE, 0xDFDD, 0xCFFC, 0xBF1B, 0xAF3A, 0x9F59, 0x8F78, 0x9188, 0x81A9, 0xB1CA, 0xA1EB, 0xD10C, 0xC12D, 0xF14E, 0xE16F, 0x1080, 0x00A1, 0x30C2, 0x20E3, 0x5004, 0x4025, 0x7046, 0x6067, 0x83B9, 0x9398, 0xA3FB, 0xB3DA, 0xC33D, 0xD31C, 0xE37F, 0xF35E, 0x02B1, 0x1290, 0x22F3, 0x32D2, 0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256, 0xB5EA, 0xA5CB, 0x95A8, 0x8589, 0xF56E, 0xE54F, 0xD52C, 0xC50D, 0x34E2, 0x24C3, 0x14A0, 0x0481, 0x7466, 0x6447, 0x5424, 0x4405, 0xA7DB, 0xB7FA, 0x8799, 0x97B8, 0xE75F, 0xF77E, 0xC71D, 0xD73C, 0x26D3, 0x36F2, 0x0691, 0x16B0, 0x6657, 0x7676, 0x4615, 0x5634, 0xD94C, 0xC96D, 0xF90E, 0xE92F, 0x99C8, 0x89E9, 0xB98A, 0xA9AB, 0x5844, 0x4865, 0x7806, 0x6827, 0x18C0, 0x08E1, 0x3882, 0x28A3, 0xCB7D, 0xDB5C, 0xEB3F, 0xFB1E, 0x8BF9, 0x9BD8, 0xABBB, 0xBB9A, 0x4A75, 0x5A54, 0x6A37, 0x7A16, 0x0AF1, 0x1AD0, 0x2AB3, 0x3A92, 0xFD2E, 0xED0F, 0xDD6C, 0xCD4D, 0xBDAA, 0xAD8B, 0x9DE8, 0x8DC9, 0x7C26, 0x6C07, 0x5C64, 0x4C45, 0x3CA2, 0x2C83, 0x1CE0, 0x0CC1, 0xEF1F, 0xFF3E, 0xCF5D, 0xDF7C, 0xAF9B, 0xBFBA, 0x8FD9, 0x9FF8, 0x6E17, 0x7E36, 0x4E55, 0x5E74, 0x2E93, 0x3EB2, 0x0ED1, 0x1EF0 };

unsigned int ioU_getCRC16(unsigned char *buf, unsigned char len) { unsigned int crc = 0xFFFF; unsigned char i;

for (i = 0; i<len; i++) {

crc = ioU_crc16Table [(crc>> 8) л buf [i]] л (crc<< 8);

}

returncrc;

}

IO

Входы группа A

IN A 1 14

IN A 0 15

IN A 3 12

IN A 4 1

IN A 7 5

IN A 5 2

IN A 6 4

: ■ 2

•—_ 4

1—И

■ 6

: ■ 8

DS1040-04

I'GND

Входы группа В

IN A 10 >■

IN A 9 >

IN A 8 -

IN A II -

IN A 12 >

IN A 15 >

IN A 13 >

IN A 14 -

IN A 9 14

IN A 8 15

IN A 11 12

IN A 12 1

IN A 15 5

IN A 13 2

IN A 14 4

SO 1 11

SI 1 10

S2 1 9

E 2 6

В 0:7

Y0 Z

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

Л

В VDD

С Vee

INH GND

4051

J2

1

2

3

4

5

6

7

8

J46

1

2

3

4

5

6

7

8

IN A 0

IN A 1

IN A 2

IN A 3

IN A 4

IN A 6

IN A 5

IN A 7

IN A 8

IN A 9

IN A 10

IN A 11

IN A 12

IN A 14

IN A 13

IN A 15

+5V +2.5REF

— I »Ом TL431 —

-i- 1кОм_

MRITI-

C9

: 10/6.3

Title AleyRobotics (c) 2017

Size A4 Number Board 1.2 Revision #1

Dale: 14.01.2018 Sheet of

File: D:\forbackupV.\Shccll .SchDoc Drawn By:

я

43

s -

О fD

a s

fD

W

я

43

s в a s a s

M

и

Cr-В M 33

Г5

x

fD

M

Z о В H 43 о

fD 43 M

Г5 fD 43 CO о

a

43

a

CO о

из

J14 J15

IN A .'I IN В «I IN C UR «III

ose IN

ose OUT 6

NRSI

o---

t*i fi oo О t^ ч Q сл m m ь ш с

VBAT

PC13

PCI4

PC15

PDO

PD1

NRST

VSSA

VDDA

РАО

PAI

PA2

STM32F103C8T6

USARTIRX USARTI TX

mS

<<<<<швсиаи2

VDD2 VSS2 ! PA13 PA12 PAI t РАЮ PA9 РАН PBI5 PBI4 PB13 PBI2

8 й й ш'о О О О

Е 1 Е_3

Сброс

("'uitYnnuuimiuu

8МГц ° ZQ1 %

TrU1

С17 ТгпФ

CI8 ТгпФ

SWD

VDD

1 VDD

2 SWCLK

3 OND

4 SWDIO

5 NRST

R23, R25 в нормальном состоянии не ставятся

Индикация Tx/Rx

USART-TTL

1000м

~TR28*1-

ЮООм р Ч R29 I—1

1

2

3

4

AleyRobotics (с) 2017

Size A4 Dale:

File: