Колесо не встречается нигде у животных, что, возможно, свя­зано с трудностями в кровоснабжении и передаче нервных импульс — сов к вращающемуся суставу; у животных используются только обычные биологические механизмы. Для робота такого ограниче­ния не существует, поэтому он имеет преимущество, ибо может использовать колеса в качестве источника движения.

Если предполагается использовать колеса, то нужно решить, сколько колес выбирать, как они будут приводиться в движение, как будет регулироваться скорость, будут ли колеса приводиться в движение реверсивным приводом, какой вид торможения будет использоваться, какой вид амортизации и шины наиболее под­ходят. Все эти подробности необходимо определить по отношению к отдельному классу намечаемых применений, и с экономической точки зрения этот класс потенциальных применений должен быть как можно шире.

Подвижный робот должен обладать максимальной маневрен­ностью в малом пространстве и способностью к развороту по окружности малого радиуса. С этой точки зрения было бы жела­тельно снабдить робот тремя колесами с независимым управлением. Тем не менее такая сложность управления вряд ли достижима в малогабаритном подвижном роботе.

Гусеничные шасси, имеющие преимущества при использовании их в роботе, были бы нежелательны для применения в домашнем роботе, если не приняты специальные меры для предотвращения повреждения пола во время поворотов. Тем не менее, некоторые виды гусениц позволяют роботу преодолевать перпятствия, кото­рые остановили бы колесный робот. Например, гусеничный робот способен взбираться по ступенькам, и устройство, построенное на этом принципе, было предложено использовать в домашней ин­валидной коляске. Гусеничные роботы, хорошо передвигающиеся по пересеченной местности, могут использоваться при исследова­нии планет. Однако здесь серьезным препятствием становится масса робота, поэтому был предложен иной вариант — исполь­зовать очень легкие и упругие колеса большого диаметра с очень упругими спицами. Шина, предложенная для этого варианта колеса [48], сконструирована из сетки рояльных струн диаметром 0,85 мм, уложенных с интервалом 5 мм. В общей сложности 800 жил, ка­ждая по 80 см длиной, сплетены, сформованы вручную и закреп­лены на вращающихся алюминиевых дисках. Протектор шины сделан из титановых полос, расположенных елочкой для повыше­ния износостойкости, а внутри сетчатой шины вмонтированы амор­тизирующие кольца, чтобы ограничить прогиб, когда шина наез­жает на неровности.

Пенев рассмотрел возможность обучения робота езде не вело­сипеде [116].

Большинство будущих роботов будет работать в той же самой среде, что и человек. Эта среда приспособлена для передвижения на двух ногах прямохождением, с отрывом от земли одной ноги на каждом шаге. К сожалению, этот вид движения в самой своей основе неустойчив, и если потребовать от робота, чтобы он ходил подобно человеку, его придется учить ходить, как учат ребенка. Поэтому ходящие роботы в прошлом обычно были просто разно­видностью колесной тележки с колесами на каждой ступне. Ни­какого отрыва ноги от земли. В таком подходе нет особых преиму­ществ по сравнению с простым использованием колес без шагания. Тем не менее Тринг предложил робот с единственной шагающей ногой, которая дает устойчивую опору при помощи взаимного сцепления двух агрегатов, каждый из которых содержит дна стержня [118]. Они в принципе подобны опорам, используемым для шагающего экскаватора. Каждая из двух ног-стержней слу­жит опорой для робота, пока другая продвигается вперед.

Другой путь решения проблемы сохранения равновесия — использование более чем двух ног. Например, три ноги могут обес­печить статическое равновесие, хотя они мало что дают для со­хранения равновесия при движении, если только не используется специальная форма ступней, сконструированных так, что при всех положениях вертикаль, проходящая через общий центр тяжести, попадает в треугольник опоры.

Четыре ноги делают возможным продвижение за счет исполь­зования одной из ног, в то время как три другие обеспечивают рав­новесие. Вообще, чем больше ног используется, тем легче разре — ‘ шается проблема сохранения равновесия при движении. Этот метод был использован в шагающем экскаваторе. Однако по мере увеличения числа ног уменьшается их преимущество перед ко — 138

лесами в отношении преодоления препятствий и подъема по сту­пенькам.

Если количество ног таково, что некоторые из них избыточны, удобно предусмотреть втягивание любой ноги в случае выхода ее из строя, чтобы не ограничивались возможности передвижения. На пути достижения подвижности кажется маловероятным, что робот будет копировать человека. В частности, у ступней человека не очень удачная форма для сохранения равновесия в условиях Земли.

Таким образом, все виды передвижений: на ногах, колесах или гусеничных шасси и даже с использованием принципа воздуш­ной подушки — имеют недостатки, поэтому тому или иному спо­собу должно отдаваться предпочтение в зависимости от основного назначения робота.

7.13. ЛУНОХОД

Интересно сравнить некоторые приблизительно известные ха­рактеристики весьма удачного советского подвижного лунного робота — «Лунохода-1» с приблизительно известными характери­стиками американской автоматической тележки «Лунный ски­талец» [60, 61].

	«Лунный»	«ЛунОХОД’1»
	скиталец»
Масса, кг……………………….	210	750
Грузоподъемность, кг. . . .	450	—
Длина, см………………………	310	220
Ширина, см…………………….	205	214
Высота, см……………………..	115	138
Емкость, м3…………………….	2,3	6,5
Количество колес………………	4	8
Диаметр колес, см…………….	80	50
Двигатели системы управления	75 Вт	Скользящего типа
Приводные двигатели….	185 Вт	Отдельный двигатель на каждое колесо
Ширина колеи, см……………..	180	160
Колеснгя база, см……………..	230	170
Количество рейсов…………….	3	Периодический
36	режим работы
Дальность действия, км…	8
Продолжительность работы. .	12,5 ч	9 лунных дней
Источники энергии……………	Два Ag-Zn	Солнечная
аккумулятора	батарея плюс
	(36 В, ‘121 А-ч)	аккумуляторы; атомная батарея

Восемь колес «Лунохода-1» смонтированы попарно, с незави­симой амортизацией и индивидуальным двухскоростным двига­телем. В груз «Лунного скитальца» входят следующие слагаемые: 180 кг — люди, 60 кг — научная аппаратура, 30 кг — образцы.