Ця симуляція показує шестиногого крокуючого робота у вигляді зверху: він крокує по рухомому рельєфу, а кожна з шести ніг є дволанковою кінематичною ланцюжком — стегно завдовжки 36 і гомілка завдовжки 48. Кут коліна обчислюється аналітично за теоремою косинусів на основі положення стегна та стопи. Центральний лічильник ходи визначає, які ноги стоять на землі, а які переносяться, — завдяки цьому тіло рухається плавно, поки ноги циклічно чергуються.
Повзунок швидкості (0.3–2.5) задає темп руху корпусу та відстань, на яку виноситься кожна стопа. Дві кнопки ходи перемикають між швидкою тріподною ходою та повільнішою, але стабільнішою хвильовою, а кнопка рельєфу чергує рівну поверхню та синусоїдальні пагорби. Індикатори в реальному часі показують активну ходу, кількість зроблених кроків та кількість ніг, що зараз спираються на землю, — принципи, на яких будуються реальні крокуючі машини.
Що таке гексапод?
Гексапод — це шестиногий крокуючий робот. Шість ніг дозволяють постійно тримати кілька стоп на землі, забезпечуючи статичну стабільність без активного балансування, яке необхідне дво- або чотириногим роботам. На цій сторінці анімовано такого робота, чиї ноги скоординовано рухаються по мінливому рельєфу.
Як працює зворотна кінематика?
Кожна нога складається з двох ланок — стегна завдовжки 36 та гомілки завдовжки 48. Знаючи положення стегна і бажане положення стопи, код вимірює пряму відстань між ними і застосовує теорему косинусів, щоб знайти кут коліна. Цей єдиний аналітичний розрахунок розміщує колінний суглоб — жодного ітераційного розв'язувача не потрібно.
У чому різниця між тріподною та хвильовою ходою?
При тріподній ході ноги розбиваються на дві групи по три; одна група виноситься вперед, поки інша три стоять на землі — швидка хода з постійно трьома точками опори. Хвильова хода піднімає по одній нозі за раз через шість послідовних фаз — повільніше, але п'ять ніг завжди залишаються на землі для максимальної стабільності.
Повзунок швидкості встановлює швидкість корпусу та відстань виносу стопи від 0.3 до 2.5. Кнопки «Тріпод» і «Хвиля» вибирають патерн ходи, а кнопка рельєфу перемикає між рівною поверхнею та горбкуватими синусоїдальними пагорбами. Індикатори показують поточну ходу, лічильник кроків і кількість ніг в опорній фазі.
Вигляд використовує камеру, прив'язану до корпусу: робот завжди малюється в центрі екрана, а світ прокручується повз нього. Це дозволяє чітко бачити координацію ніг. Внутрішньо корпус все одно рухається по координаті X у світовому просторі, відносно якої відображаються сітка рельєфу та пагорби.
У режимі рівного рельєфу земля — це просто середня лінія екрана. У горбкуватому режимі висота є сумою трьох синусоїд різних частот та фаз, що утворюють плавні нерівні пагорби. Висота приземлення кожної стопи береться з цієї функції рельєфу, тому стопи стають на поверхню, а не зависають у повітрі.
Залежить від ходи. Тріподна хода завжди тримає три з шести ніг на землі, поки інші три переносяться. Хвильова хода піднімає лише одну ногу за раз, залишаючи п'ять в опорній фазі. Індикатор «Опора» показує цю кількість у реальному часі — зазвичай 3/6 для тріподної та 5/6 для хвильової ходи.
Це кінематична модель, а не повна динамічна: вона відтворює реалістичну геометрію ніг, часування ходи та розміщення стоп, але не обчислює сили, реакцію опори або баланс з урахуванням маси. IK за теоремою косинусів та планування ходи відповідають підходам реальних контролерів гексаподів, тому рух виглядає переконливо навіть без фізики твердих тіл.
Шестиногі роботи використовуються для пошуково-рятувальних операцій, інспекції складного або небезпечного рельєфу, дослідження планет та вивчення локомоції, натхненної комахами. Їхня природна стабільність і здатність переступати перешкоди роблять їх придатними для поверхонь, з якими не впораються колеса або двоногі роботи.