Введение. ИМ ШР представляют собой пространственные древовидные кинематические структуры с большим числом степеней подвижности. В процессе передвижения ШР их ИМ образуют как разомкнутые, так и замкнутые кинематические цепи, строгие математические методы анализа и синтеза которых разработаны недостаточно.
Актуальность. При проектировании пространственных древовидных ИМ известные методы синтеза их кинематических структур оказываются малоэффективны и не позволяют получать требуемые структурные, кинематические и динамические характеристики. Отсутствие единой методологии математического и программного обеспечения сдерживает создание современных ШР.
Метод. Предлагается автоматизированный метод синтеза кинематических структур пространственных древовидных ИМ ШР, основанный на совместном применении теории графов [1], модифицированной системы координат (Д-Х) [2] и алгоритма восстановления кинематических структур биологических прототипов (человека или позвоночного животного) по фотографическим изображениям их скелетов [3].
Метод позволяет в автоматизированном режиме получать различные варианты кинематических структур ИМ ШР с требуемым приближением к биологическому прототипу, представляя разработчику право выбора наиболее приемлемого. С использованием специально разработанной в среде MATLAB программы [4] проведен автоматизированный синтез кинематической структуры ИМ некоторых ШР.
Результат. В работе [5] представлены результаты автоматизированного синтеза кинематической структуры ИМ робота-стегозавра. При этом была использована методика, предложенная в [3]. Было сделано N=3 фотографии макета скелета стегозавра, выполненного в масштабе 1:32. Фотографирование происходило с различных ракурсов с целью получения значений параметров скелета в трехмерном пространстве. На каждой фотографии в поле зрения присутствует предмет (куб) со стороной 40 мм, положение которого неизменно в ходе съемки. На фотографиях была приведена отметка точками геометрических центров суставов скелета. Количество точек на скелете, выбираемых для отметки центров суставов, определяется разработчиком, исходя из требуемой степени приближения синтезируемой кинематической схемы робота его биологическому прототипу. С использованием программы [4] была восстановлена кинематическая схема и получены для нее значения модифицированных параметров Д-Х [2].