mecanismo de adaptabilidad del terreno de los pies de los grandes rumiantes en la vista cinemática

resumen

los rumiantes viven en varias partes de la tierra. Pezuñas hendidas similares ayudan a los rumiantes a adaptarse a diferentes ambientes del suelo durante la locomoción. Este trabajo analiza la adaptabilidad general del terreno de los pies de rumiantes utilizando la cinemática del modelo de mecanismo equivalente basado en la teoría del tornillo. Pezuñas hendidas podrían ajustar la actitud cambiando las posiciones relativas entre dos dígitos en la fase de oscilación. Esta función ayuda a elegir una mejor orientación de aterrizaje., «Agarrar» o «sostener» una roca u otro objeto en el suelo pasivamente proporciona fuerza de adhesión adicional en la fase de postura. Los rumiantes podrían ajustar la posición de la articulación metacarpofalángica o la articulación metatarsofalángica (MTP o MCP) sin movimiento relativo entre la punta de los pies y el suelo, lo que garantiza la adhesión y la destreza en la fase de postura. Estas funciones se derivan de un ejemplo de los pies de gamuza y varias suposiciones, que se cree que demuestran la base de la adaptación de los rumiantes y aseguran un movimiento estable y continuo.

1., Introducción

Los animales han evolucionado los pies de diversas formas y funciones para adaptarse a terrenos complejos. Los pies de los insectos tienen pequeñas espinas y ganchos que les ayudan a trepar , mientras que los gecos tienen la capacidad de trepar superficies verticales como paredes e incluso techos, utilizando quinientos mil pelos queratinosos . Los mamíferos tienen menos diversidad que los insectos y reptiles. Los rumiantes (artiodáctilo) que tienen pezuña hendida más grande que la mayoría de los insectos y gecos, incluidos el ganado vacuno, la cabra, el camello y el ciervo, tienen una amplia distribución en la tierra., A pesar de los diversos ambientes de vida, los rumiantes tienen una estructura de pie similar , cubierta por ni setae ni gancho, que es bastante diferente de la de los insectos y reptiles. Con la ayuda de pies simples, confiables y fuertes, se adaptan al terreno en el que se alimentan, se aparean y evitan muy bien a los depredadores. Los búfalos y el ganado pueden atravesar el barro fácilmente . Los camellos tienen pies especiales y suaves para cruzar desiertos . Las cabras y las ovejas azules pueden subir y bajar acantilados y repisas de manera constante y fugaz para alimentarse de cualquier hierba, arbusto o árbol ., Sus pezuñas hendidas pueden separarse al entrar en contacto con el suelo y «agarrar» la roca para evitar resbalones . Estudios previos toman el pie como un todo para discutir las características de movimiento y no se dilucida ningún análisis teórico de la cinemática del pie. De hecho, el pie es muy complicado, constituido por esqueleto, articulaciones múltiples, ligamentos, músculos, subcutis y algunas modificaciones de la piel . Creemos que la estructura similar forma la base de la adaptabilidad de los rumiantes durante la locomoción., El análisis teórico de la cinemática del pie revela la capacidad de movimiento y la destreza en general y nos hace comprender más sobre la adaptabilidad del terreno de los grandes rumiantes.

Este artículo tiene como objetivo averiguar las funciones generales de los pies de la siguiente manera: cómo los pies podrían ajustar la actitud en la fase de balanceo y cómo los pies podrían mantener la destreza y la adhesión en la fase de postura. Se construye un modelo de mecanismo equivalente del pie basado en el esqueleto y las articulaciones del pie., Usando la cinemática del mecanismo y la teoría del tornillo, podríamos determinar el espacio de trabajo del mecanismo como indicador de destreza. Finalmente, empleamos la longitud de los huesos de los dígitos de la gamuza en el modelo teórico para discutir la adaptabilidad del terreno de los rumiantes.

2. Métodos

2.1. Estructura de los pies de los rumiantes

los esqueletos y articulaciones de los manus y tarsus de los rumiantes son similares, pero varían en tamaño, como bovinos , camellos y ovejas . La estructura de la manus de los rumiantes se muestra en la Figura 1 ., El esqueleto del manus consiste en huesos carpianos, huesos metacarpianos y falanges. En rumiantes, quedan dos dígitos. Cada dígito tiene tres falanges. La articulación carpiana (MCP en la extremidad anterior) es articulaciones compuestas. La articulación carpiana actúa como una articulación bisagra. Debido a la compleja anatomía del esqueleto carpiano complementada por numerosos ligamentos del carpo, los movimientos primarios de la articulación carpiana son flexión y extensión . En los rumiantes, el tercer y cuarto hueso metacarpiano restante están fusionados y no es posible ningún movimiento ., Las dos juntas fetlock son juntas de bisagra que solo pueden flexionarse y extenderse. Las juntas de pastern son juntas de sillín debido a la forma concavo-convexa de las superficies de las juntas. Actúan principalmente como juntas de bisagra . Sin embargo, sirven como juntas de silla de montar, las juntas de pastern son juntas biaxiales, lo que permite la flexión y la extensión y un rango limitado de movimientos laterales . Las juntas del ataúd son similares a las juntas del pastern. La articulación Tarsal (MTP en la extremidad posterior) es también articulaciones compuestas., Los huesos y articulaciones del tarso son diferentes de los correspondientes en el miembro anterior, mientras que los huesos y articulaciones del metatarso y los dedos son similares.

Figura 1.
El esqueleto y la articulación del buey de la manus (esquemático), que puede ser equivalente a un mecanismo articulado.

debido a la anatomía en la Figura 1 (modificada de ), podemos dibujar un diagrama de un mecanismo., La articulación revolute conecta las dos mismas ramas; cada una consta de una articulación revolute y dos articulaciones universales. Dado que las dos ramas entran en contacto con el suelo en la fase de postura, solo discutimos el mecanismo constituido por las dos ramas. Es decir, nos centramos en las funciones de dos dígitos, que son esencialmente las mismas en el manus y tarsus. En la siguiente parte, definimos falanges y articulaciones correspondientes como pie (como se muestra en la Figura 2).,

Figura 2
El mecanismo de pie en la fase de oscilación (configuración de referencia).

2.2. Observaciones de los pies de cabra

los pies se observan de tres cabras hembras adultas (Capra hircus, raza), que varían en masa corporal de 23 a 28 kg. Todas las cabras eran de Beijing Badaling Safari World y aparentemente saludable. Bajo la aprobación de Beijing Badaling Safari World y la orientación profesional y la asistencia del personal, las cabras fueron hechas para acostarse de lado., Los huesos metacarpianos o metatarsianos fueron agarrados por dos del personal para proporcionar una observación más cercana. Por lo tanto, no afectado por el movimiento de la extremidad superior, el movimiento de los pies fue examinado. Las cabras fueron examinadas y liberadas muy rápido para evitar estrés y lesiones.

2.3. Cinemática en fase oscilante

el mecanismo de la Figura 2 es un mecanismo de cadena abierta, compuesto por una plataforma fija en la parte superior conectada a dos ramas, que puede moverse libremente en la fase oscilante. Tanto la Rama I como la Rama II consisten en tres juntas conectadas en serie: una junta revoluta y dos Juntas universales., Las juntas universales se modelan como dos juntas revolutas que se cruzan en un punto. En la notación conjunta (también notación de tornillo), el primer subíndice denota el número de rama y el segundo subíndice denota el número de articulación dentro de la rama. (;) denota la cantidad de rotación conjunta, y (; ) denota el enlace de la rama.

según la teoría del tornillo, Las coordenadas de torsión del par cinemático son, donde está el eje de rotación y (es un punto en el eje) si la junta es una junta revoluta.,

El producto cruzado por es un operador lineal, y se puede representar usando una matriz: la matriz de 4 × 4 dada en (2) es la generalización de la matriz sesgada simétrica que dejamos corresponder a la configuración completamente extendida y adjuntar marcos de base y herramienta como se muestra en la Figura 2. Debido al producto de la fórmula exponencial para la cinemática directa del manipulador, la transformación entre la herramienta y los fotogramas base en la Rama I se da pordonde se refiere a la transformación entre la herramienta y los fotogramas base en .

la transformación entre la herramienta y los marcos base en la Rama II es similar

2.4., Cinemática en fase de postura

Después de regular la actitud de los dos dígitos en fase de oscilación, los rumiantes pueden incrustar la protuberancia de roca entre sus dígitos en fase de postura para aumentar la adhesión y permanecer estables. Sin embargo, los mamíferos con dedos extraños como el caballo no pueden agarrar una piedra por su dígito impar. Hay ligamentos interdigitales (ligamento cruzado) entre los dos dígitos (el espacio entre dos garras se llama hendidura interdigital), que no se encuentran en el dígito del caballo . Ligamento interdigital Distal puentes falange media y falange distal de dos dígitos., Cuando la roca está incrustada en la hendidura interdigital, el pie se extenderá. Dado que los ligamentos interdigitales limitan este movimiento, los dos dígitos tenderán a cerrarse. Esto es como «agarrar» o «sostener» la roca, excepto que es pasiva. Cuando los rumiantes «agarran» firmemente una roca en fase de postura, la posición relativa entre dos dígitos permanece sin cambios. Esta situación se asemeja a «agarrar» un objeto usando dos manipuladores. El mecanismo se transforma en el mecanismo de bucle único con restricción de agarre (Figura 3)., El mecanismo se compone de una plataforma móvil en la parte inferior conectada a una plataforma fija en la parte superior por dos ramas.

Figura 3
El mecanismo de aferramiento a la roca de forma pasiva (configuración de referencia).

2.4.1. DOF en la configuración de referencia

Rama I. el sistema de tornillo de movimiento de rama se describe por su Tornillo de restricción de base y su tornillo de movimiento están relacionados por dónde , .,

de acuerdo con (6), se puede calcular una base para el sistema de tornillo de restricción de rama

Rama II. el sistema de tornillo de movimiento de rama se describe por su base

una base para el sistema de tornillo de restricción de rama se puede calcular Dai et al. propuso un criterio de movilidad generalizado de Kutzbach-Grübler para calcular los grados de libertad (DOF) para cuerpos conectados por articulaciones, cada uno con grados de Libertad, donde es el orden del mecanismo, representa restricción redundante, y es DOF pasivo. Para mecanismo de bucle único, es igual a 0 donde es restricción común.,

así, en la configuración de referencia de la Figura 3, se dibujan los grados de libertad del mecanismo cuando el mecanismo no está en la configuración de referencia,generalmente, por lo tanto, se dibujan los grados de libertad del mecanismo

2.4.2. Cinemática inversa

Los ángulos de Euler están disponibles para describir la orientación de la plataforma móvil relativa a la base y se refieren a las coordenadas de origen de la plataforma móvil. A través de sistemas de tornillo de restricción y , la plataforma móvil no puede girar alrededor del eje en la configuración de referencia., Por lo tanto, los ángulos () pueden describir la orientación de la plataforma móvil del mecanismo. Definimos que representa el ángulo de giro, se refiere al ángulo de paso y se refiere al ángulo de guiñada. consulte coordenadas de origen de la plataforma en movimiento donde se encuentra la configuración deseada del marco de herramientas.

la cinemática hacia adelante se describe en coordenadas exponenciales asGiven una configuración deseada ,para la Rama I, postmultiplicar esta ecuación por aísla los mapas exponenciales:aplicar ambos lados de (19) a un punto que es el punto común de intersección para los ejes conjuntos universales ()., Dado que si está en el eje de, este productosprojecting ambos lados de (21) a la-eje, y se eliminan, y podemos determinar de la siguiente manera:como se conoce, (20) becomesApplying Paden-Kahan subproblema-rotación sobre dos ejes no intersectantes , resolvemos para , .

la cinemática restante se puede escribir como aplicar ambos lados de (25) a cualquier punto que no esté en la intersección de los ejes conjuntos universales () de la siguiente manera:aplicando Paden-Kahan subproblema-rotación sobre dos ejes posteriores, y se encuentran. Por lo tanto, todo está determinado en la rama I., La cinemática inversa de la Rama II se puede resolver de manera similar.

2.4.3. El espacio de trabajo del mecanismo

mientras se resuelve la cinemática inversa, podría haber múltiples soluciones. Necesitamos determinar si las soluciones satisfacen las condiciones de restricción. El espacio de trabajo se considera una medida útil del rango del mecanismo dada la orientación. Hay dos tipos de restricciones cinemáticas que afectan el espacio de trabajo disponible del mecanismo: limitaciones del ángulo de articulación e interferencia del enlace ., Las articulaciones de los animales no pueden girar 360 grados; por lo tanto, el movimiento está restringido por la construcción física. Dado que los huesos de los animales tienen dimensiones físicas, la interferencia puede ocurrir cuando el mecanismo se mueve. Dado que los enlaces tienen formas geométricas y dimensiones físicas, la interferencia de enlaces puede aparecer durante el movimiento. Para mantener las cosas simples, supongamos que cada eslabón es cilíndrico con el mismo diámetro. La distancia más corta entre dos enlaces adyacentes debe ser mayor que el diámetro . Let ser la distancia mínima entre las líneas centrales de dos enlaces adyacentes., Dado que es la distancia mínima entre dos segmentos de línea, puede no ser igual al segmento perpendicular común de los dos enlaces (). Hay los puntos de intersección de dos enlaces con su normal común . es igual a solo si ambos puntos de intersección están en los enlaces. Si uno de los puntos de intersección o ambos no están en los enlaces (es decir, en la línea de extensión), es la distancia de un extremo de un enlace al otro enlace o la distancia de los extremos de dos enlaces. El método detallado se discute en .,

Por lo tanto, las soluciones inversas de la cinemática están sujetas a las siguientes restricciones:el espacio de trabajo se divide en rebanadas de espesor paralelas al plano. En cuanto a cada rebanada, el límite se determina mediante el método de búsqueda de coordenadas polares (a partir de un punto dentro del espacio de trabajo, el ángulo se incrementa y el radio se incrementa hasta que el punto está fuera del espacio de trabajo). El volumen del espacio de trabajo accesible está determinado por

2.5. Determinación de parámetros

en este trabajo, nos centramos en los dígitos de la gamuza, que vive en la zona alpina ., El terreno alpino tiene montañas nevadas, terrenos irregulares y praderas alpinas . Este es un terreno muy complejo para animales grandes. Para vivir en condiciones alpinas altas, los animales han evolucionado varias adaptaciones . Por lo tanto, los pies de gamuza pueden ser un complejo conjunto de adaptabilidad. El método anterior también se puede aplicar a otros rumiantes con estructura similar de pies. La longitud media de los dígitos tanto del manus como del tarso se muestra en la tabla 1 . En base a los datos, podemos obtener los parámetros en el mecanismo (Tabla 2), donde la distancia entre dos dígitos () es una estimación., Debido a la falta de datos concretos y análisis, asumimos que la distancia más corta entre dos enlaces adyacentes debe ser mayor de 14 mm, que es mayor que el ancho de la falange proximal (13,6 mm). Las mediciones previas del ángulo de articulación del pie de cabra indican que el ángulo promedio de la articulación de MTP y MCP durante la fase de postura (durante el nivel, cuesta arriba y cuesta abajo) es de 17.6 a 28.6°, lo que está relacionado con la configuración de la Figura 3 y la excursión angular máxima de la articulación es de 26.1° ., Mientras los rumiantes caminan sobre un terreno plano, las articulaciones probablemente no alcanzarán el ángulo máximo durante la fase de giro y la fase de postura. El rango angular es mayor que las mediciones durante la fase de postura en caso de que los rumiantes pasen por terrenos accidentados u otros entornos hostiles. Aunque carecemos de la amplitud del rango de ángulo lateral de la articulación de dígitos, realmente sabemos que el rango es pequeño. Por lo tanto, podemos asumir el rango angular de la configuración de referencia () en la Tabla 3.,

Species Proximal phalanx Middle phalanx Distal phalanx Environment
Chamois 38.0 23.3 25.9 Alpine
Table 1
Average length of osseous structures of the digit in chamois (unit: mm).,

Parameters
Chamois 38 23.3 25.9 17.525 14
Table 2
Parameter of the mechanism (unit: mm).,

Joints , , , , , , , ,
Angle range −/6~/6 −/10~/10
Table 3
The angle range of joints (unit: rad).

3. Result

Figure 4 shows that the forefoot of the goat can spread out and close freely., Se examinaron tanto el antepié como el antepié de tres cabras, demostrando una capacidad similar.

Figura 4
El empeine de la cabra, que se puede cerrar y expandirse.

podríamos conectar el valor de los parámetros y la limitación del ángulo en (3) y (4) Usando el método de Monte Carlo. El espacio de trabajo de dos ramas se puede dibujar en la Figura 5. Usando el método in, el volumen del espacio de trabajo de la Rama I es mm3.,


(a)

(b)


(a)
(b)

Figura 5
La disposición del espacio de trabajo de dos ramas con ángulo de limitación durante la fase de oscilación. El conjunto de puntos negros en (A) y (b) describe el espacio de trabajo de la Rama I, mientras que los rojos en (b) muestran el de la Rama II.,

La Figura 5 muestra la representación gráfica del espacio de trabajo de dos ramas cuando los dos dígitos están durante la fase de oscilación. El conjunto de puntos define el espacio de trabajo disponible que el efector final de las dos ramas puede alcanzar bajo limitaciones de ángulo de articulación. Cada dígito podía lograr flexión-extensión y movimientos laterales individualmente. Con dos puntos finales de los dígitos elegidos en el espacio de trabajo correspondiente durante la fase de giro, la actitud del pie se determina cuando estos dos dígitos pisan el suelo.,

el mecanismo de bucle único (Figura 3) representa el pie sosteniendo la roca pasivamente durante la fase de postura. La distancia entre dos extremos de los dígitos es igual a la distancia entre dos juntas fetlock. Los rumiantes también podían sostener otros tamaños de roca pasivamente, más grandes o más pequeños. Bajo esta definición, una posible configuración se muestra en la Figura 6. Sobre la base del método indicado anteriormente, el espacio de trabajo del mecanismo podría determinarse de manera similar.,

los tres mecanismos de la Figura 3 y la Figura 6 son simétricos alrededor de eje Y eje, por lo que el espacio de trabajo correspondiente tiene la misma forma y tamaño si se le dan los mismos valores absolutos de orientation (). Elegimos los valores de () del primer cuadrante.

Cuando el pie sostiene un tamaño de roca diferente (que» roca grande » represente la condición , que «roca grande» sea , que «roca normal» sea y que «roca pequeña» sea ), el espacio de trabajo correspondiente cambiará como se muestra en la Figura 7. El volumen del espacio de trabajo es mucho mayor en que en a una distancia diferente entre dos dígitos., El aumento del ángulo de giro tiene poco efecto en el volumen del espacio de trabajo (disminuir el volumen). El espacio de trabajo de sostener «roca pequeña» en es casi el mismo que el de sostener «roca grande» en , mientras que el espacio de trabajo de sostener «roca pequeña» en es más grande que el de sostener «roca grande» en . La configuración de sostener «roca normal» en muestra el volumen de espacio de trabajo más grande y la configuración de sostener «roca grande» en tiene el volumen de espacio de trabajo más pequeño.,

Figura 7
El volumen de espacio de trabajo frente a la distancia entre dos dígitos en cuatro orientaciones diferentes de la plataforma móvil.

4. Discusión

el objetivo de este estudio es investigar las posibles funciones de los pies en rumiantes grandes basándose en una estructura similar. Damos un método que puede ser utilizado para investigar las funciones de todos los grandes rumiantes., Además, el hábitat de montaña de la gamuza tiene gradientes de aspecto, vegetación, altitud, valles, crestas, bordes y arroyos, que contiene varios terrenos. El pie de gamuza de alguna manera tiene Representante entre los grandes rumiantes. Por lo tanto, el resultado de la gamuza podría darnos algunas funciones generales del pie.

debido a la anatomía del pie (Figura 1), la flexión primaria y la extensión del pie actúan como una pequeña extremidad con articulaciones de bisagra paralelas; los movimientos laterales inversos (los huesos del 3er Y 4to dedo del pie se mueven en la dirección inversa) hacen que las garras se extiendan y se cierren (Figura 4)., La figura 5 muestra el alcance del movimiento de la punta del pie en la fase de oscilación. Dada la limitación de las articulaciones, el pie es capaz de ajustar la distancia entre dos pezuñas y el ángulo de rotación (lateral o frontal-posterior) antes de que el pie toque el suelo. Mientras que el volumen del espacio de trabajo del caballo es solo la mitad, los animales con pezuñas hendidas tienen un movimiento más flexible para elegir la postura del pie cambiando la posición relativa entre dos dígitos. Las referencias a documentos anteriores han descrito cómo el ganado o la cabra atraviesa el terreno blando; tocan el suelo con las garras extendidas., El suelo o las piedras pequeñas se incrustan en la hendidura interdigital y se sujetan para proporcionar más área de contacto, ángulo de fricción y adhesión, producir más propulsión y reducir el hundimiento del pie . Al encontrarse con el suelo rocoso, un pie de garra hendida también puede agarrar el borde afilado de la roca pasivamente. Esto es similar a cómo un humano agarra un palo con dos dedos, solo pasivo. Las cabras y las ovejas azules tienden a desplegar sus garras cuando caminan cuesta abajo para aumentar el área de contacto y evitar el deslizamiento., El pie es capaz de ajustar la distancia entre dos pezuñas para adaptarse a diferentes tamaños de pequeñas piedras o repisas de roca. Además, aunque los movimientos laterales de estos pies son limitados, el pie puede inclinarse lateralmente manipulando dos dígitos para alcanzar diferentes alturas. Esta función evita que los rumiantes vuelquen y mejora la estabilidad en la pendiente transversal. Solo tener dos dígitos que pueden extenderse y cerrarse puede permitir que los rumiantes logren esta adaptabilidad.,

después de sostener una roca o algunos otros bultos pasivamente, dos dígitos en la fase de postura no pueden moverse con tanta destreza y libertad como los que están en la fase de balanceo. El espacio de trabajo en la fase stance es mucho más pequeño que el de la fase swing (menos de 1000 frente a mm3). Aunque el movimiento del mecanismo está restringido dentro del espacio de trabajo en la fase de postura, el DOF del mecanismo permanece 4 o 5. El espacio de trabajo en relación con la base (la placa superior del mecanismo) es importante al planificar una tarea para el pie., Let ser la configuración del marco de base en relación con el marco de la herramienta (Figura 3) de la siguiente manera:debido a la transformación del cuerpo rígido, el espacio de trabajo de la placa superior en relación con el suelo es el mismo que el que se calcula anteriormente. El mecanismo paralelo podría cambiar la posición de la articulación carpiana (Figura 1) cuando los extremos de dos ramas del mecanismo paralelo se fijan con el suelo., Representa la capacidad del pie para ajustar la posición del MCP y MTP (los marcos de base en el enlace superior en la Figura 3) en la orientación relativa dada cuando la punta del dígito se fija con el suelo. El volumen del espacio de trabajo se puede utilizar como una medida de la destreza del pie. Para los rumiantes, se puede elegir el punto de apoyo adecuado mediante el ajuste dentro del espacio de trabajo del pie para regular la orientación de la extremidad y el cuerpo, aunque la punta del pie esté fija. Esta función del pie puede ayudar a los rumiantes a adaptarse al terreno accidentado y aumentar la estabilidad., La figura 7 muestra la influencia del volumen del espacio de trabajo en diferente orientación relativa cuando las pezuñas captan diferentes tamaños del objeto de forma pasiva y firme sin movimiento relativo. El rollo de ángulo representa el movimiento de flexión y extensión del pie y el ángulo de paso se refiere al movimiento lateral del pie. Si no hay movimientos laterales, el espacio de trabajo es bastante grande; es decir, el pie muestra una gran destreza bajo el movimiento primario del pie (flexión y extensión)., Debido a los limitados movimientos laterales de los dedos, una vez que se producen los movimientos laterales, el volumen del espacio de trabajo disminuye mucho; es decir, la destreza del pie se debilita en cualquier ángulo de giro . El pie tiene que sacrificar la destreza para lograr los movimientos laterales.

sostener diferentes tamaños de rocas pasivamente tiene una influencia en la destreza del pie. La distancia excesiva entre dos dígitos (roca de gran tamaño, ) incurriría en la pérdida de la destreza en ., Se debe a que la celebración de roca de gran tamaño pasivamente necesita abrir los dígitos, lo que ya causa movimientos laterales; es decir, el ángulo de la articulación inicial de no es cero (, ). Esto ocupa parte de la excursión angular para retener la configuración. Esta desventaja de ocupar la excursión angular también contribuye a la pérdida de la destreza al sostener roca de pequeño tamaño pasivamente () o roca de gran tamaño () en la orientación de . De hecho, causa casi la misma pérdida del volumen del espacio de trabajo. Sin embargo, en comparación con la distancia de referencia (), la mayor distancia () proporciona la mayor destreza en ., En realidad, con el aumento de la distancia, la destreza aumenta (). Por lo tanto, cuando se necesitan los movimientos laterales, sostener la roca más grande pasivamente sería la mejor opción para mantener la estabilidad y la destreza.

5. Conclusión

por lo tanto, podemos resumir varias funciones del pie para adaptarse al terreno. El pie podría cambiar la posición relativa entre dos dígitos para extenderse o inclinarse para adaptarse a la pendiente en la fase de giro. La orientación del pie está preparada para la función de movimiento, es decir, agarrar una roca pasivamente en fase de postura., Sostener la roca pasivamente podría proporcionar una fuerza de adhesión adicional al pie del suelo. La pezuña hendida simple y similar asegura que los rumiantes tengan cierta destreza, aunque la punta de los dedos esté fija al suelo o a la roca. Pueden elegir el tamaño adecuado de la roca para obtener una mayor destreza en la orientación deseada en la fase de postura. Estas funciones facilitan un movimiento coherente y estable.

estas funciones se elaboran utilizando cinemática basada en la teoría del tornillo. Muchos de los resultados presentados en este artículo son ejemplificados por los datos del pie de gamuza bajo ciertas restricciones., Creemos que estas funciones son la base de la adaptación del terreno y del hecho general que se podría encontrar en otros rumiantes. Con base en estas funciones comunes, se detectará la evolución idioadaptiva de diferentes rumiantes utilizando métodos similares y añadiendo la limitación de ligamentos en trabajos futuros. Las diferentes especies de rumiantes tienen diferentes longitudes de dígitos, también la edad, el género y el dígito diferente afectarán los parámetros de las estructuras óseas., La diferencia en la longitud de los dígitos y el rango de rotación de las articulaciones puede ser una de las razones por las que los rumiantes son capaces de adaptarse a los diferentes terrenos. La adaptabilidad al terreno del pie de los grandes rumiantes puede ayudar a informar el diseño del pie de un robot altamente adaptable.

Conflicto de Intereses

Los autores declaran que no existe conflicto de intereses con respecto a la publicación de este documento.

agradecimientos

el apoyo financiero del Programa Nacional de Investigación Básica de China (programa 973), la Fundación Nacional de Ciencias para jóvenes académicos distinguidos, China (subvención no., 51125020), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (subvención no. 51305009), y el laboratorio clave del Estado de Robótica y sistemas (HIT) son agradecidos. Los autores también quieren agradecer al personal de Beijing Badaling Safari World por la ayuda de tomar fotos de cabras.

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