Змееподобные демонстрационные роботы для представлений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.05, кандидат технических наук Будько, Игорь Аркадьевич

• Будько, Игорь Аркадьевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Будько, Игорь Аркадьевич

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ЗМЕЙ И РАЗРАБОТКИ ЗМЕЕПОДОБНЫХ РОБОТОВ

1.1. Общие представления о движений змей и гипотезы о механизмах их движений

1.2. Математические модели движения змей и исследование движений на математических моделях

1.3. Реализация и действующие макеты змееподобных роботов

1.4. Змееподобные роботы для решения различных практических задач

1.5. Развлекательные и демонстрационные змееподобные роботы

1.6. Требования к большим змееподобным роботам и пути реализации

Выводы по главе 1

Глава 2. ГЕОМЕТРИЯ И КИНЕМАТИКА ЗМЕЕПОДОБНЫХРОБОТОВ И ИХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

2.1. Общие требования к форме изгибания змееподобного робота

2.2. Предлагаемая базовая форма изгибания змееподобного робота

2.3. Виды движений змееподобных роботов

2.4. Кинематика стоячих волн

2.5. Последовательные фазы волнового движения змеи при пошаговом нарастании перемещений

2.6. Кинематика движения змеи в виде бегущей волны

2.7. Расчет форм изгибании больших перемещений тонких гибких стержней

Выводы по главе 2

Глава 3. МНОГОЗВЕННЫЙ ЗМЕЕПОДОБНЫЙ РОБОТ НАМОДУЛЯХ НА КОЛЕСНЫХ ШАССИ

3.1. Кинематические цепи на колесных модулях

3.2. Задачи расчета геометрии и кинематики цепейколесных модулей

3.3. Воспроизведение цепочками колесных модулей типовых программных траекторий

3.4. Движение цепочки колесных модулей по программной кривой при проскальзывании

Выводы по главе 3

Глава 4. ПОСТРОЕНИЕ ЗМЕЕПОДОБНЫХ ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ РОБОТОВ НА НАДУВНЫХ ОБОЛОЧКАХ

4.1. Использование надувных оболочек в современной демонстрационной технике

4.2. Возможности создания демонстрационных роботов на надувных оболочках

4.3. Способы повышения жесткости звеньев на надувных оболочках

4.4. Секционированные конструкции змееподобных роботов на основе единой оболочки с независимыми полостями

4.5. Требования к системам управления пневмоприводами змееподобных роботов для театральных сцен и представлений

Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Публикации автора по теме диссертации

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Змееподобные демонстрационные роботы для представлений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Анализ текущего состояния робототехники и тенденций развития в этой области в течение двух последних десятилетий по доступным средствам информации показывает, что на промышленные (производственные) роботы, заменяющие людей при выполнении тяжелых монотонных операций, уделяется все меньше внимания. Можно констатировать расширение областей применения технических средств, которые относят к числу роботов при том, что они по устройству не напоминают механические руки. Области, в которые проникает робототехника, разнообразны. Известны многочисленные примеры применения роботов в военном деле, в поиске различных объектов (в том числе радиоактивных), в мониторинге сред, в медицине и т.п.. К роботам в настоящее время часто относят автоматические или высокоавтоматизированные транспортные средства на колесных или гусеничных шасси, в том числе многозвенные, беспилотные летательные аппараты (самолеты, ракеты).

По сообщениям средств массовой информации известны многочисленные, иногда достаточно простые, но иногда очень сложные технические устройства, которые не предназначаются для производственных функций, а только демонстрируют высокий уровень возможностей создателей, Такие устройства часто относят к отдельной категории демонстрационных роботов [15, 17, 19, 39, 79, 80]. Значительная часть информации в области робототехники относится именно к демонстрационным роботам, которые просто демонстрируют сами себя. К числу больших достижений относятся зооморфные роботы для музеев и парков развлечений, и особенно антропоморфные роботы, лучшим из которых считается робот последнего поколения Azimo фирмы Honda. Но это уникальная разработка, стоившая много сотен тысяч долларов.

В последние два десятилетия для робототехники широко открылась сфера развлечений в домашней обстановке. Демонстрационные роботы разнообразны, к их числу относятся сложные, игрушки с компьютерным управлением. Широкую известность приобрели роботы-игрушки {robot-games) домашнего применения, которые серийно, уже в нескольких поколениях моделей выпускаются рядом японских фирм, большую популярность завоевали соревнования роботов.

Разработки, часто доводимые до экспериментальных образцов явно демонстрационных роботов с неопределенными перспективами применения для решения каких-то прикладных задач, ведутся во многих технических университетах ведущих зарубежных стран. Почему-то большой популярностью пользуется идея создания робота-бармена или робота-официанта.

В последнее десятилетие демонстрационная робототехника нашла применение в техническом оснащении сцен современных театров. Традиционная проблематика оснащения сцен театров отражена в трудах В.В.Базанова [4, 5, 6], В.Я.Рывина [67] и других авторов [9, 36, 65, 77]. Обобщение накопленного опыта технических разработок в этой области, перспективы дальнейшего развития и научная проблематика применительно к этому разделу робототехники представлены в докторской диссертации А.Н. Волкова [15] и опубликованных работах [18-24] его, и его учеников [71, 72]. К настоящему времени к задачам робототехники для театральной сцены естественно присоединить задачи создания больших демонстрационных роботов для празднеств, демонстраций, шествий и представлений на открытом воздухе. Потребности создания подобных больших роботов (с обязательным учетом традиций и специфики восприятия в различных страх и регионах) подтверждается обсуждением проблематики на многих конференциях и с отдельными специалистами. Но накопленный опыт в этой расширенной области невелик, оказалось необходимым развитие теории.

Теория роботов разрабатывалась многими коллективами ученых, в ряду которых видное место занимали отечественные специалисты, начиная с семидесятых годов. Исторически наука робототехника применительно в первую очередь к манипуляционным роботам сложилась в результате объединения усилий специалистов в разных областях. Среди них были специалисты по классической механике, теории механизмов и машин, теории автоматического, а затем компьютерного управления, технической кибернетике, приводам, сенсорам и сенсорным системам. Только на русском языке по робототехнике было не менее трех десятков монографий и учебных пособий. В первую очередь следует упомянуть монографии под редакцией К.В. Фролова и А.И. Воробьева, под ред. А.И. Корендясева [50] и в коллективе [45], Е.И. Юревича [87], Д.Е. Охоцимского [61], Ф.Л. Черноусько [81-84], М.З. Коловского [44], И.М. Макарова [49], Ю.Г. Мартыненко [52-56], А.С.Ющенко [37], И.Б. Челпанова [79]. К одному из разделов данной диссертации достаточно близки исследования по автоматически управляемым транспортным средствам и мобильным роботам на колесных шасси [12, 13, 14, 29, 33, 52, 61, 62, 63, 64].

Число публикаций в журналах составляло многие сотни. Прямое отношение к задачам демонстрационной робототехники имеют работы по биомеханике, в первую очередь монографии В.В. Белецкого и A.M. Формальского [76]. Значительное внимание уделялось задачам тщательного анализа и алгоритмизации процессов ходьбы, в том числе двуногой, что уже близко к демонстрациионной робототехнике. Научная школа в области демонстрационной робототехники сложилась в СПбГПУ, под руководством И.Б.Челпанова и А.Н. Волкова,здесь следует упомянуть кандидатские диссертации и статьи И.С. Знаменского [38, 39], Е.Р. Урмакшиновой [75], П.В. Смородова [72], Гуань Цзяня [27] , П.В.Шапошникова [86].

Как правило, основу исследований составляло решение прямых и обратных задач геометрии, кинематики и динамике в системах управления движением в реальном времени и разработке соответствующего программного обеспечения. При этом в качестве наиболее распространенного использовался критерий точности в различных режимах.

В течение длительного времени любые демонстрационные роботы оставались вне научных исследований и были исключительно предметом изобретательства, инженерной и дизайнерской проработки. Однако для театральной сцены уже понадобились серьезные теоретические исследования, поскольку большие масштабы объекта, требования к его движениям означали новое качество робота. К тому же оказались необходимыми новые принципиальные, схемные и конструктивные решения, которые не встречались в традиционной робототехнике.

К числу новых для демонстрационной робототехники объектов относятся змееподобные или змеевидные роботы. Их движения изучались [31, 34, 35, 82] с позиций биомеханики, основные принципы которой представлены в достаточно обширной монографической литературе [7, 10, 11, 26, 28, 32, 42]. Широкомасштабные исследования по созданию змеевидных роботов проводились за рубежом [88-97]. Научные разработки в этом направлении, преимущественно в плане программирования движений, управления ими и решения задач динамики с неголономными связями были и в нашей стране [40, 41, 42, 62, 73, 82, 84]; сообщения о разработках действующих макетов находятся преимущественно на сайтах сети Интернет. Обзор всех этих материалов приведен в первой главе данной диссертации.

Змееподобные или змеевидные роботы (snake-robots) относятся к числу новых для демонстрационной робототехники объектов, часто их не относят к

числу демонстрационных, а декларируются намерения решать с помощью их сложные утилитарные задачи, но о практическом применении их ничего неизвестно, они явно находятся на стадии демонстрационных разработок. При этом ввиду малости размеров макетов не возникало серьезных трудностей с конструированием.

Здесь необходимо только отметить, что во всех известных разработках в этом направлении конструкции подобных роботов создавались, как однородные многозвенные, с независимыми приводами в шарнирных соединениях. Программирование позволяло получать разнообразные формы извивания на полу. Но, как правило, не было ясности в том, как даже алгоритмически и на уровне сенсорики решать задачи ползания по заданным кривым, преодолевать препятствия на плоскости и по высоте, проникать в трудно достижимые зоны.

Спецификой демонстрационных роботов, рассматриваемых в данной диссертации являются большие масштабы. Предполагаемые параметры больших демонстрационных роботов таковы: общая длина 5 . . . 150 м, длина на период по дуге 1. . .15 м, число волн (периодов) по длине 4. . 10, амплитуда поперечных колебаний до 3 м, частота колебаний (волн) 0,05 . . .0,3 Гц, суммарная мощность приводов до 50 кВт.

Применительно к рассматриваемым в этой диссертации большим змееподобным демонстрационным и к условиям размещения (сцена театра, открытое пространство) должны решаться специфические задачи выбора форм изгиба, выразительных и приспособленных для воспроизведения, исследования систем подвешивания на тросах управляемой длины при изменении форм с помощью лебедок, выбора конструктивных параметров многозвенных цепочек модулей на колесных шасси, обоснование применимости релейных законов управления приводами, возможностей облегчения конструкций роботов на газонаполненных оболочках.

Вследствие этого тема диссертации, посвященной указанной научной проблематике создания больших змееподобных демонстрационных роботов, представляется актуальной.

Целью диссертации является разработка принципов построения конструкций, задания форм изгиба и управления движением больших змееподобных демонстрационных роботов, предназначаемых для театральных сцен и празднеств на открытых площадках и способных воспроизводить волновые движения различного вида.

Для достижения указанной цели должны быть решены следующие основные задачи:

- сбор, систематизация и обобщение накопленного опыта по анализу геометрии и кинематике движения живых змей, по раскрытию механизмов их взаимодействии с грунтом и построения математических моделей их перемещения;

- анализ опыта создания конструкций и программирования движений малых змееподобных роботов при различных устройствах движителей;

- обоснование выбора и выбор такой типовой формы изгибания змееподобного робота, при которой обеспечивается получение широкого многообразия выразительных конфигураций при простоте соотношений между основными геометрическими параметрами;

- построение и исследование форм и фаз изгибания и кинематики движения змееподобного робота при стоячей и бегущей волне;

- формулирование требований к жесткости на изгиб и формулирование требований к системе подвешивания змееподобного робота, исходя из возможностей воспроизведения требуемых форм и законов движения;

- исследование геометрии и кинематики змееподобного робота при перемещении и изменении формы в режимах стоячей и бегущей волны;

- формулирование требований к жесткости на изгиб и формулирование требований к системе подвешивания змееподобного робота, исходя из возможностей воспроизведения требуемых форм и законов движения;

- исследование змееподобного робота, построенного в виде цепочки соединенных колесных модулей, анализ кинематической устойчивости и возможностей воспроизведения типовой программной траектории;

- обоснование возможностей построения змееподобного робота в виде цепочки шарнирно соединенных газонаполненных баллонов, в том числе разработка методов повышения жесткости звеньев при использовании систем натянутых тросов;

- обоснование возможностей использования релейных законов управления приводами при формировании предложенных форм изгиба и при волновом движении.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- при создании конструкций больших змееподобных демонстрационных роботов целесообразно использовать наблюдения за естественными формами изгибания и движений змей, но не имеет смысла пытаться копировать физику их движений;

- в качестве базовой конфигурации при всех способах построения конструкций целесообразно выбрать волнообразную форму, получающуюся сопряжением дуг окружностей одинакового радиуса, при этом значительно упрощаются соотношения между геометрическими параметрами, законы и системы управления приводами;

- для указанных применений больших демонстрационных змееподобных роботов для театра основными являются три варианта задания форм, удерживания в определенных положениях и задания движений: подвешивание на тросах с управляемыми лебедками, соединение цепью модулей на колесных шасси и шарнирное соединение газонаполненных оболочек;

возможно создание конструкций больших змееподобных демонстрационных роботов на тонкостенных гибких газонаполненных баллонах, создающих подъемную силу, при этом целесообразно использовать систему тросов, способную при малой массе обеспечивать жесткость модулей;

Практическая ценность диссертации заключается в том, что в ней определены перспективы и пути значительного расширение типажа больших демонстрационных роботов и определены пути практической реализации в следующих вариантах:

- подвешивание осуществляется на тросах управляемой длины, изменения формы - с помощью программно управляемых лебедок на поступательно перемещающейся траверсе;

- цепочка модулей на колесных шасси перемещается по горизонтальной плоскости, изменения формы, при правильном выборе параметров волна получается естественным образом вследствие специфики кинематических связей;

- конструкция змееподобного робота образуется соединением газонаполненных оболочек, создающих подъемные силы, изменения формы осуществляется тросами с помощью управляемых лебедок.

Основной материал диссертации распределен по четырем главам.

Первая глава включает аналитический обзор работ по исследованию механики ползания змей, затем приводятся сведения по реализации в макетах и экспериментальных образцах, а в редких случаях также в серийном производстве самодвижущихся змееподобных автономных устройств. Обращается внимание на то, что часто декларируются намерения использовать подобные роботы для решения трудных практических задач (например, разведки, перемещений по развалинам и пр.), но реально они способны перемещаться только по гладкому полу. Устройство их движителей редко соответствует механике движения змей. В конце главы формулируются основные задачи исследования в диссертации.

Вторая глава посвящена описанию геометрии и кинематики движения змееподобных демонстрационных роботов. Формулируются общие требования к выбору базовых конфигураций, которые представимы в виде гладких периодических функций. Рассматриваются исключительно плоские формы, изгибание может происходить как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Обосновывается необходимость аналитического представления форм в параметрическом виде, когда в качестве параметра выбирается длина дуги. Предложено выбрать волнообразную форму, получающуюся сопряжением дуг окружностей одинакового радиуса, при такой форме, с одной стороны, получаются достаточно простые аналитические зависимости между всеми основными параметрами, а с другой — открываются возможности упрощения законов управления. Проведен анализ кинематики движений в виде стоячей и бегущей волны; при определенных соотношениях между параметрами получается

движение по фиксированной траектории. Такое движение естественно для змеи, но не обязательно для змееподобных роботов. В связи с тем, что на театральной сцене основной является система подвешивания на штанкетах или тельферах, наиболее подробно рассматривается задание движений в вертикальной плоскости сложением переносного движения и деформирования в виде стоячей и различных вариантов бегущей волны. Обсуждаются возможности усложнения форм. Поскольку требуемые движения являются медленными и плавными, и силы инерции относительно малы, приводятся только предварительные соображения относительно задач динамики, при движении по неподвижной волнообразной кривой без бокового проскальзывания можно рассматривать как систему с одной степенью свободы, необходимо оценивать боковые силы, как реакции связей.

Третья глава посвящена рассмотрению конструкций змееподобных роботов в виде цепей одинаковых модулей на колесных шасси. При этом приводы могут быть только на первом или на нескольких модулях. Формулируются и решаются задачи определения воспроизводимости траекторий различного вида (в первую очередь, прямолинейных и круговых) основное внимание обращается на движения без проскальзывания колес. Выявлены связи воспроизводимости круговых траекторий с основным геометрическим параметром, представляющим собой отношение расстояний до шарниров. Показано, что свойство воспроизводимости круговых траекторий связано со свойством кинематической устойчивости. Формулируются условия кинематической устойчивости и неустойчивости. Показано, что для воспроизведения базовой траектории в виде сопряжения дуг окружностей достаточно релейного управления приводами, задающими относительное положение смежных модулей. При неповоротных колесах при воспроизведении базовой траектории неизбежно проскальзывание колес в зонах

перехода от участка одной окружности к участку другой даже при гладкости сопряжения.

Четвертая глава посвящена исследованию возможностей построения больших змееподобных роботов на оболочках, наполненных гелием и создающим подъемные силы, когда управление движениями осуществляется тросами с помощью лебедок, установленных неподвижно на земле или на медленно движущемся основании. Такой принцип создания больших змееподобных демонстрационных роботов более всего подходит для открытых пространств при отсутствии ограничений по высоте и при очень больших размерах. Известны намерения некоторых стран юго-восточной Азии создать на этом принципе изменяемые фигуры драконов размерами до 100-200 метров. При построении подобных конструкций целесообразно использовать старый опыт дирижаблестроения и современный опыт построения надувных шаров с различными формами оболочек из новых материалов. В начале главы приводятся необходимые краткие сведения о подобных разработках. Специфика змееподобного робота по отношению к традиционным конструкциям заключается в изменяемости формы. В четвертой главе предлагаются различные варианты изменяющих очертания несущих конструкций и использования в конструкции приводов (электромеханических и пневматических).

Выводы по проведенным исследованиям приводятся отдельно по главам, в интегрированном виде они содержатся в Заключении диссертации.

Список литературы содержит 105 наименований.

По результатам диссертации опубликовано 5 работ, из них две в изданиях из списка ВАК.

Заключение диссертации по теме «Роботы, мехатроника и робототехнические системы», Будько, Игорь Аркадьевич

Основные результаты и выводы диссертации можно сформулировать следующим образом.

1. В индустрии развлечений, ориентированной на демонстрацию на сценах театров и во время празднеств на открытом воздухе, востребованы большие змееподобные демонстрационные роботы; для них первостепенным является ориентация на зрительное восприятие; для их создания должны быть выполнены серьезные научные исследования.

2. Из аналитического обзора научных исследований по анализу геометрии и кинематики движения змей следует, что разработаны вполне убедительные, доведенные до математических моделей теории их движения (ползания) на основе взаимодействия с грунтом, однако материалы о реализованных работающих макетах показывают, что в змееподобных роботах используются иные решения, традиционные для техники.

3. На начальных этапах создания змееподобных демонстрационных роботов следует найти наиболее подходящее формализованное представление форм изгибания средней линии сечений; как базовую целесообразно использовать периодическую форму изгиба в виде сопряжения круговых участков, при этом параметром является длина дуги. При этом обеспечивается широкое многообразия выразительных конфигураций при простоте соотношений между основными геометрическими параметрами

4. Для больших змееподобных роботов целесообразно воспроизведение стоячей или бегущей волны с возможным наложением поступательного движения. В частном случае может быть получено движение всех точек по одной и той же траектории, наиболее естественное для движения змеи в природных условиях. Построены и исследованы формы изгибания и кинематики движения змееподобного робота по фазам при стоячей и бегущей волне

5. Движения в виде стоячей или бегущей волны при ограничениях на амплитуды реализуемы при подвешивании гибкой конструкции на тросах при координированном управлении вертикальными движениями с помощью лебедок. Правдоподобие формы провисания оценивается по результатам полученного решения задачи о форме прогиба стержня при больших перемещениях.

6. Для змееподобного робота, механизм которого построен как цепь шарнирно соединенных колесных модулей, важнейшим является свойство воспроизведения программной траектории всеми модулями без проскальзывания колес. При этом определяющим является отношение расстояний до шарниров.

7. Показано, что большие змееподобные роботы можно строить на цепочках звеньев в виде шарнирно соединенных газонаполненных баллонов, при этом управление с помощью тросов осуществляется лебедками на земле или на подвижной платформе. Показано, что значительное облегчение конструкции при высокой жесткости звеньев может быть достигнуто при использовании системы натянутых тросов.

8. Применительно к изгибанию по закону бегущей волны по кривой, получаемой сопряжением дуг окружностей для приводов, задающих углы относительного поворота шарнирно соединенных звеньев, возможно и целесообразно использовать релейные законы управления при позиционировании по упорам.

Публикации автора по теме диссертации

AI. Кочетков A.B., Челпанов И.Б., Будько И.А., Гуань Цзянь Транспортные промышленные роботы, перемещающиеся по сооружениям и конструкциям // Автоматизация и современные технологии. 1997, №11.

А2. Будько И.А. «ЗАДАЧИ МЕХАНИКИ СЦЕНИЧЕСКИХ РОБОТОВ» Экстремальная робототехника «Труды XXI Международной научно-технической конференции - Санкт-Петербург издательство «Политехника-сервис», 2010 -494с.» ISBN 978-5-904031-71-8

A3. Будько И.А., Волков А.Н., Челпанов И.Б. «ЗАДАЧИ МЕХАНИКИ ЗМЕЕПОДОБНЫХ РОБОТОВ». Теория Механизмов и Машин 2010г. №1(15). Том 8 - Россия, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29, СПбГПУ, кафедра ТММ, редакция журнала'Теория механизмов и машин". ISSN 2079-02IX

A4. Будько И.А., Волков А.Н., Челпанов И.Б. «Большие змееподобные демонстрационные роботы.» Журнал Университета водных коммуникаций, Выпуск I(IX) ISSN 2073-6169.

А5 Будько И.А., Волков А.Н., Челпанов И.Б. «ЗАДАЧИ МЕХАНИКИ ЗМЕЕПОДОБНЫХ РОБОТОВ» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Будько, Игорь Аркадьевич, 2011 год

Список использованной литературы

1. Александер Р. Биомеханика. - М.: Мир, 1970.

2. Александров В.В., Садовничий В.А. О биомехатронных системах. Материалы Всерос. научно-техн. фестиваля. - М. 2005.

3. Арие М.Я. Дирижабли. - Киев: Наукова думка. 1986.

4. Базанов В.В. Техника изготовления театральных декораций.-М.: 1959.

5. Базанов В.В. Сцена, техника, спектакль; - JL: 1963.

6. Базанов В.В. Техника и технология сцены; - JL: Искусство, 1976.

7. Бегун П.И., Шукейло Ю.А.; Биомеханика - СПб: Политехника, 2000.

8. Белянин П.Н. Состояние и развитие техники роботов // Проблемы машиностроения и надежность машин; Изд. РАН, 2000, № 2,

9. Березкин В.И. Искусство оформления спектакля. - М.: Знание, 1986.

10. Бернштейн H.A. Общая биомеханика.- М., 1926

11. Бранков Г. Основы биомеханики. - М.: Мир, 1981.

12. Буданов В.М., Девянин Е.А. О движении колесных роботов.// Прикладная математика и механика (ПММ), т. 67, вып. 2, 2003.

13. Буданов В.М., Девянин Е.А. Особенности движения колесных роботов -неголономных механических систем. // В сб.: Мобильные роботы и мехатронные системы. Докл. науч. школы-конф., 7-8 дек. 1999. М., Изд-во Ин-та механики МГУ, 1999.

14. Бурдаков С.Ф., Мирошник И.В., Стельмахов Р.Э. Системы управления движением колесных роботов. - СПб: Наука, 2001.

15. Волков А.Н. Демонстрационные роботы театральной машинерии. Докторская диссертация. СПбГПУ, 2007.

16. Волков А.Н. Шестистепенные подвесные платформы и их исследование. -СПб., Изд-во СПбГПУ, 2006.

17. Волков А.Н., Волков А.Н., Смородов П.В., Челпанов И.Б. Демонстрационные роботы на сцене театра: фигуры великанов в тетралогии Вагнера «Кольцо Нибелунга» Теория механизмов и машин, - СПб, № 3, 2004.

18. Волков А.Н. Проектно-конструкторское обеспечение спектаклей современного театра. - СПб, Конструктор-машиностроитель, № 6, 2005.

19. Волков А.Н., Соколов В.А. Проблемы проектирования демонстрационных роботов // Фундаментальные исследования в технических университетах: Материалы III Всероссийской научно-техн. конф. СПб: изд. СПбГПУ.-1999.

20 Волков А.Н. Машинное оснащение современного театра // Научно-технические ведомости СПбГТУ. - СПб: изд. СПбГТУ; №4 (34). 2003.

21. Волков А.Н. Мехатроника театральной сцены // Мехатроника, автоматизация, управление (МАУ2004): Материалы всероссийской науч.-техн.конф. с международным участием. Владимир: изд. ВГУ. 2004.

22. Волков А.Н. Подвижные конструкции на сцене современного театра // Конструктор-машиностроитель.- СПб: № 6. 2005.

23. Волков А.Н., Челпанов И.Б. Театральная машинерия: новые времена, новые задачи, новые возможности, новые решения. //Научно-технич. ведомости СПбГПУ № 4, 2007.

24. Волков А.Н. Механика сцены современного театра// IX Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике: Аннотации докладов. Нижний Новгород: изд. НГУ; т.1.- 2006.

25. Гаврюшин С.С., Барышникова О.О. Гибкие элементы с управляемой упругой деформацией // В сб. «Проблемы механики современных машин»; - Улан-Удэ, 2000.

26. Глазер Р. Очерк основ биомеханики // Под ред. С.А. Регирера; - М.: Мир, 1988.

27. Гуань Цзянь. Исследование механики транспортных роботов, предназначенных для перемещения по техногенным средам: кандидатская диссертация. - СПб.: СПбГПУ, 1999.

28. Гурфинкель B.C., Фомин C.B. Биомеханические основы построения движений // В кн. Некоторые вопросы механики роботов и биомеханики; -М.: Изд. МГУ, 1978.

29. Девянин Е.А. О движении колесных роботов // Доклады научной школы конференции «Мобильные роботы и мехатронные системы». Москва, — М.: НИИ механики МГУ, 1998.

30. Добролюбов А.И. Механизмы на гибких и упругих элементах. - Минск: Наука и техника, 1984.

31. Добролюбов А.И. О механике движения сухопутной змеи. // Биофизика, 1983 №2.

32. Дюкенджиев Е. Биотехническая робототехника - Рига: Рижский технический университет, 1995

33. Евграфов В.В. Динамика и управление движением колесных роботов. Кандидатская диссертация, М: МГУ 2008.

34. Журавлев В.Ф. Об одной модели механизма движения змеи. /ЯШМ, т. 66, вып. 4, 2002.

35. Журавлев В.Ф. Об одном из механизмов движения змей.// Материалы Всерос. Научно-техн. фестиваля. - М. 2005.

36. Заявлин Г.А. Постановочная часть театра - М.: Искусство, 1953.

37. Зенкевич С.Л., Ющенко A.C. Управление роботами; - М.: изд. МГТУ им Н.Э.Баумана, 2000.

38. Знаменский И.С. Автоматизация демонстрационных устройств. Кандидатская диссертация. —СПб: Изд СПбГПУ, 2002.

39. Знаменский И.С., Челпанов И.Б. Демонстрационные роботы, предназначенные для использования на выставках и презентациях // Материалы межвузовской научной конференции в рамках XXIX недели науки СПбГТУ; - СПб: Издательство СПбГТУ, 2001. С. 4-5.

40. Иванов A.A., Носов В.Н. Кинематика качения бесколесного змеевидного робота. // Мехатроника, автоматизация, управление, 2002, № 6.

41. Иванов A.A., Шмаков O.A. Система управления верхнего уровня змеевидного робота «Змеелок-1», - СПб, ЦНИИ РТК 2003.

42. Иванов A.A. Волновое движение и бесколесный движитель змеевидного движения: теория и действующий макет. // Матер, конф. «Адаптивные и интеллектуальные роботы». М. 2005.

43. Кобрин А.И., Мартыненко Ю.Г. Неголономная динамика мобильных роботов и ее моделирование в реальном времени. //Сб.: Мобильные роботы и мехатронные системы. Докл. науч. школы-конф., 1 - 3 дек. 1998. М.: Изд-во Ин-та механики МГУ, 1998.

44. Коловский М.З. Теория механизмов и машин. Структура машин и механизмов. Геометрический и кинематический анализ. - СПб: СПбГТУ, 1993.

45. Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Тывес Л.И. Теоретические основы робототехники. - М.: Наука, 2006.

46. Крайнев А.Ф. Машиноведение на языке схем, рисунков и чертежей. Кн. 2 Детали машин, соединения и механизмы. -М.: Изд. дом «Спектр» 2010.

47. Литвинцев А.И., Пятницкий Е.С. Динамика и управление многозвенным транспортным механизмом.// Автоматика и телемеханика, № 1, 1993.

48. Лурье А.И. Аналитическая механика - М.: Физматгиз. 1961.

49. Макаров И.М., Топчеев Ю.И. Робототехника: история и перспективы. -М.: Наука, Изд. МАИ, 2003.

50. Манипуляционные системы роботов / Под ред. А.И. Корендясева. М.: Машиностроение, 1989.

51. Маркеев А.П. Теоретическая механика. Учебник для университетов.- М.: R&D, 2007.

52. Мартыненко Ю.Г. Динамика мобильных роботов. // Соросовский образовательный журнал, 2000, т. 6, № 5.

53. Мартыненко Ю.Г. Проблемы управления и динамики мобильных роботов. //Новости искусственного интеллекта, № 4 (52), 2002.

54. Мартыненко Ю.Г. Управление движением мобильных колесных роботов. // В сб. Фундаментальная и прикладная математика. Т. 11, вып. 8. М: изд. МГУ, 2000.

55. Мартыненко Ю.Г., Кобрин А.И., Ленский A.B. Неголономная динамика, управление и устойчивость мобильных роботов. // Сб.: 8-й Всеросс. съезд по теор. и приклад, мех. -Екатеринбург, УрО РАН, 2001.

56. Мартыненко Ю.Г., Кобрин А.И., Гусев Д.М., Ефремов А.О., Орлов И.В., Шутяев A.B. Управление автономным движением мобильного робота МЭИ. // Сб.: Мобильные роботы и мехатронные системы. Докл. науч. школы-конф. М., Изд-во Ин-та механики МГУ, 1999.

57. Митюшов Е.А., Берестова С.А. Теоретическая механика: статика, кинематика, динамика. - М.: ИКИ, 2006.

58. Никитин H.H. Курс теоретической механики. - М.: Высшая школа, 1990.

59. Никифоров С.О., Челпанов И.Б., Знаменский И.С., Соколов В.А., Мандаров Э.Б. Демонстрационные роботы: цели создания, разновидности и задачи механики. // Мат-лы междунар. конференции « Проблемы механики современных машин», Улан-Удэ, 2000.

60. Оборудование механическое театрально-зрелищных предприятий. Термины и определения. Отраслевой стандарт. ОСТ 43-38 - 82.

61. Охоцимский Д.Е., Мартыненко Ю.Г. Новые задачи динамики и управления движением мобильных колесных роботов// Успехи механики. М.,. -Т.2, № 1, 2003

62. Павловский В.Е, Петровская Н.В. Исследование динамики движения цепочки «робопоезд». Уравнения движения, частные решения. Управляемое движение. Методы планирования движения// Препринты ИПМ им М.В.Келдыша, № 117, 120, 121.2005.

63. Павловский В.Е., Павловский В.Е., Петровская Н.В., Евграфов В.В. Синтез алгоритмов управления интеллектуальной транспортной системой «робопоезд» в стесненных условиях сложных сред, Тр. конф., «Мехатроника и робототехника - 2007» (МиР-2007), С-Петербург, 2007.

64. Петровская Н.В. Синтез и исследование алгоритмов управления «робопоездом», как цепочкой подвижных объектов. Кандидатская диссертация. - М.: Изд. МГУ, 2005

65. Понсов А.Д. Конструкции и технология изготовления театральных декораций - М.: Искусство, 1988.

66. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука, 1986.

67. Рывин В.Я. Конструирование и расчет театральных декораций. Учебное пособие - Л.: Ленингр. гос. институт театра, музыки и кинематографии. 1982.

68. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей - М.: Машиностроение, 1978.

69. Светлицкий В.А. Механика стержней. 4.1 - Статика. - М.: Высшая школа, 1987.

70. Слюсарев А.Н., Малахов М.В., Нейбергер H.A. Механические системы промышленных роботов - М.: Машиностроение, 1992.

71. Смородов A.B. Анализ и синтез манипуляционных роботов с механизмами параллельной структуры: кандидатская диссертация- СПб.: СПбГПУ, 2004.

72. Смородов П.В. Демонстрационные роботы для театральной сцены. Кандидатская диссертация. - СПб.: СПбГПУ, 2005.

73. Талдыкин М.В. Шагающий механизм на основе упругой волнообразно деформируемой поверхности // В сб. «Проблемы механики современных машин»; - Улан-Удэ, 2000.

74. Топчеев Ю.И., Макаров И.М. Люди и роботы - М.: Изд МАИ, 1999.

75. Урмакшинова Е.Р. Методы расчета и проектирования антропоморфных демонстрационных роботов. Кандидатская диссертация. - СПб, СПбГПУ, 2003.

76. Формальский A.M. Перемещение антропоморфных механизмов / - М.: Наука, 1982.

77. Царев М.И. Мир театра; - М.: Просвещение, 1987.

78. Чащухин В.Г. Движение миниатюрного робота в ограниченном пространстве. Препринт. Институт проблем механики РАН им. А.Ю.Ишлинского. - М.: 2003.

79. Челпанов И.Б. Устройство промышленных роботов. 2-ое изд; - СПб: Политехника, 2001.

80. Челпанов И.Б., Никифоров С.О., Знаменский И.С., Соколов В.А. Демонстрационные роботы: цели и реализация // Материалы всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий». - Улан-Удэ: Изд. ВСГТУ, 2001.

81. Черноусько Ф.Л., Болотник Н.Н., Градецкий В.Г. Манипуляционные роботы. - М.: Наука, 1989.

82. Черноусько Ф.Л. Динамика змееподобных роботов. Мат. Всерос. Научно-техн. фестиваля. - М. 2005.

83. Черноусько Ф.Л. Управление движением многозвенников на шероховатой плоскости. Труды ИММ УрО РАН, т. 6, № 1, 2000.

84. Черноусько Ф.Л. Движение многозвенника по горизонтальной плоскости // Прикладная математика и механика, Т. 64, вып 1. 2000.

85. Чистяков А.Ю. Роботизированные системы с механизмами параллельной структуры на основе подвесных платформ: Кандидатская диссертация. -СПб.: СПбГПУ, 2006, - 316 с.

86. Шапошников П.В. Механика роботов, перемещающихся по пространственным конструкциям на захватных устройствах. Кандидатская диссертация.- СПб: СПбГПУ, 2004.

87. Юревич Е.И. Основы робототехники. -СПб: BHV. 2005.

88. Arkin R. С. Behavior-Based Robotics, MIT-Press. 1998

89. Biorobotics, Edited by Webb B.and Consi T. R. MIT-Press, 2001.

90. Choset H. Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms and Implementation .

2009.

91. Dautenhahn K., Nehaniv C. L. Imitation in Animals and Artifacts,, 2002 .

92. Engelberger J. F. Robotics in Service, MIT-Press. 1989.

93. Era A., Walker D. Kinematic Transformations for Remotely-Actuated Planar Continuum Robots.// Proc. 2000 IEEE International Conference on Robotics & Automation, 2000.

94. Hu D., Tech G., Snakes on a plane. GRASP special seminar/ Univers. of

Pencilvania. 2010. http//www.me. gatech/hu/snake web.

95. Hirose S. Biologically Inspired Robots: Snake-like Locomotors and Manipulators. Oxford: Univ.Pres., 1993.

96. Ishikawa M., Minami Y., Sugie T. Development and Control Experiment of the Trident Snake Robot.// IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 15, No.1,2010.

97. Ishikawa M., Morin P., Samson C. Control of the Trident Snake Robot with the Transverse Function Approach. // Proc. of the 48th IEEE Conference on Decision and Control(CDC09) Shanghai, PR China, 2009.

98. Yim M., Duff D.G., Roufas K.D. "PolyBot: a Modular Reconfigurable Robot" // Proc. 2000 IEEE International Conference on Robotics & Automation, pp. 514520, 2000.

99. Kapoor, A., Xu, K., Wei, W., Simaan, N., Taylor, R., Telemanipulation of snake-like robots for minimally invasive surgery of the upper airway// Proc. International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention, workshop on medical robotics, Copenhagen, Denmark,2006.

100. Ma S., Li W.J., Wang Y. A Simulator to Analyze Creeping Locomotion of a Snake-like Robot. // Proc. 2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation, 2001.

101.McFarland D, Bosser T. Intelligent Behavior in Animals and Robots, John Wiley. 1993

102.Pavlovsky V.E., Petrovskaya N.V., Evgrafov V.V., V.Pavlovsky Jr. Robotrain as snakelike robotic system with minimal number of DOF // Proc. X Conference on Climbing And Walking Robots «CLAWAR - 2007» , Singapur , 2007.2007.

103. Simaan N. Snake-like units using flexible backbones and actuation redundancy for enhanced minaturization // Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation , Barcelona, Spain, 2005. Siegwart R., Nourbakhsh I. R. Introduction to Autonomous Mobile Robots, McGraw Hill .2004

104. Siegwart R., Nourbakhsh I. R. Introduction to Autonomous Mobile Robots, McGraw Hill .2004

105. Xu, K., Simaan, N., Actuation compensation for snake-like robots with redundant Wei, W., remote actuation//Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation, Orlando, Fl, 2006.