Abstrakti
märehtijät elävät eri puolilla maata. Samankaltaiset sorkat auttavat märehtijöitä sopeutumaan erilaisiin maaympäristöihin liikkuessa. Tässä asiakirjassa analysoidaan yleistä maasto sopeutumiskykyä jalat märehtijöiden käyttäen kinematics vastaavan mekanismin malli perustuu ruuvi teoriassa. Sorkat voisivat säätää asennetta muuttamalla kahden numeron välisiä suhteellisia asentoja swing-vaiheessa. Tämä toiminto auttaa valitsemaan paremman laskeutumissuunnan., ”Tarttuminen ”tai” pitämällä ” kiveä tai muuta esinettä maassa passiivisesti antaa ylimääräistä tarttuvuusvoimaa viritysvaiheessa. Märehtijät voisivat säätää metakarpofalangeaalinivelen tai metatarsofalangeaalinivelen (MTP tai MCP) asentoa ilman jalkojen kärjen ja maan välistä suhteellista liikettä, mikä varmistaa tarttuvuuden ja näppäryyden viritysvaiheessa. Nämä toiminnot ovat peräisin esimerkiksi säämiskällä jalat ja useita oletuksia, joiden uskotaan osoittamaan perusta mukauttaminen märehtijöiden ja varmistaa vakaan ja jatkuvan liikkeen.
1., Johdanto
eläimet ovat kehittäneet eri muotoisia ja toiminnoiltaan erilaisia jalkoja sopeutuakseen monimutkaisiin terraineihin. Hyönteisten jaloissa on pieniä piikkejä ja koukkuja , jotka auttavat niitä kiipeämään, kun taas gekosilla on kyky kiivetä pystysuoria pintoja, kuten seiniä ja jopa kattoja, käyttäen viisisataatuhatta keratiinikarvoja . Nisäkkäillä on vähemmän monimuotoisuutta kuin hyönteisillä ja matelijoilla. Märehtijöillä (Artiodactyl), joilla on suurempi sorkka kuin useimmilla hyönteisillä ja gekoilla, mukaan lukien naudat, vuohet, kamelit ja peurat, on laaja levinneisyys maapallolla., Erilaisista elinympäristöistä huolimatta märehtijöillä on samanlainen jalkarakenne, jota eivät kata setae eivätkä koukku, joka on aivan erilainen kuin hyönteisillä ja matelijoilla. Yksinkertaisten, luotettavien ja vahvojen jalkojen avulla ne sopeutuvat maastoon, jossa ne ruokkivat, parittelevat ja välttävät petoeläimiä erittäin hyvin. Puhvelit ja karja voivat mennä mudan läpi helposti . Kameleilla on erityiset ja pehmeät jalat ylittää aavikot . Vuohet ja sinilampaat voivat kiivetä ylös ja alas kallioita ja taljat tasaisesti ja fleetly ruokkia ruohoa, pensas, tai puita ., Niiden sorkat voivat levitä toisistaan kosketettaessa maata ja ”tarttua” kallioon liukastumisen välttämiseksi . Aiemmissa tutkimuksissa jalka otetaan kokonaisuutena keskustelemaan liikkuvista ominaisuuksista, eikä jalan kinematiikan teoreettista analyysia selvitetä. Itse asiassa jalka on hyvin monimutkainen, koostuu luuranko, useita niveliä, nivelside, lihakset, subcutis, ja joitakin ihon muutoksia . Uskomme, että samanlainen rakenne muodostaa perustan sopeutumiskykyä märehtijöiden aikana liikkumiskyky., Jalan kinematiikan teoreettinen analyysi paljastaa liikkumiskyvyn ja näppäryyden yleensä ja saa meidät ymmärtämään paremmin suurten märehtijöiden maasto-sopeutumiskykyä.
tämän paperin tavoitteena on selvittää jalkojen yleiset toiminnot seuraavasti: miten jalat voisivat säätää asennetta swing-vaiheessa ja miten jalat voisivat pitää näppäryyden ja tarttuvuuden viritysvaiheessa. Jalan vastaava mekanismimalli on rakennettu jalan luurangon ja nivelten perusteella., Mekanismin kinematiikan ja ruuviteorian avulla voisimme määrittää mekanismin työtilan näppäryyden indikaattorina. Lopuksi, käytämme pituus numerot’ luut säämiskän teoreettinen malli keskustella maaston sopeutumiskykyä märehtijöiden.
2. Menetelmät
2. 1. Märehtijöiden jalkojen rakenne
märehtijöiden Manuksen ja tarsuksen luurangot ja liitokset ovat samankaltaisia, mutta niiden koko vaihtelee, kuten naudan , kamelin ja lampaan . Märehtijöiden Manuksen rakenne on esitetty kuvassa 1 ., Manuksen luuranko koostuu rannekkeen luista, kämmenluista ja falangeista. Märehtijöillä on jäljellä kaksi numeroa. Jokaisessa numerossa on kolme falangia. Karpaalinivel (eturuumiissa MCP) on yhdistelmäartikulaatio. Rannerengas toimii saranananivelenä. Rannekanavan monimutkaisen anatomian vuoksi, jota täydentävät lukuisat karpin nivelsiteet, karpaalinivelen ensisijaiset liikkeet ovat flexion ja extension . Märehtijöillä loput kolmannet ja neljännet kämmenluut sulautuvat, eikä liikkuminen ole mahdollista ., Kaksi fetlock nivelet ovat sarana nivelet, jotka voivat vain joustaa ja laajentaa. Pasterniliitokset ovat satulaliitoksia, jotka johtuvat nivelpintojen konkavo-kuperasta muodosta. Ne toimivat pääasiassa saranasaumoina . Satulanivelinä toimivat pasterninivelet ovat kuitenkin kaksiakselinivel, mikä mahdollistaa fleksion ja laajennuksen sekä rajoitetun valikoiman sivuttaisliikkeitä . Arkkunivelet muistuttavat pasterniniveliä. Tarsaalinivel (MTP hindlimb: ssä) on myös komposiittinivel., Tarsaluut ja-nivelet poikkeavat eturaajojen vastaavista, kun taas jalkapöydän luut ja nivelet sekä numerot ovat samankaltaisia.
Kuvan 1 anatomian vuoksi (muokattu) voidaan piirtää kuva mekanismista., Revoluuttinivel yhdistää kaksi samaa haaraa; kukin koostuu yhdestä revoluuttinivelestä ja kahdesta universaalinivelistä. Koska nämä kaksi haaraa koskettavat maata viritysvaiheessa, keskustelemme vain näiden kahden haaran muodostamasta mekanismista. Eli keskitymme kahden numeron funktioihin, jotka ovat olennaisesti samat Manuksessa ja tarsuksessa. Seuraavassa osassa määrittelemme falangit ja vastaavat nivelet jalkateriksi (kuten kuvassa 2).,
2.2. Havainnot vuohien jaloista
jalat on havaittu kolmelta aikuiselta naaraspuoliselta vuohelta (Capra hircus, rotu), joiden paino on 23-28 kg. Kaikki vuohet olivat Pekingistä Badaling Safarimaailmasta ja ilmeisesti terveitä. Beijing Badaling Safari Worldin hyväksynnällä ja esikuntien ammatillisella ohjauksella ja avustuksella vuohet pantiin makaamaan kyljelleen., Kaksi henkilökunnasta tarttui jalkapöydän luihin tai jalkapöydän luihin saadakseen tarkemman havainnon. Yläraajan liike ei siis vaikuttanut jalkojen liikehdintään, joten jalkojen liike tutkittiin tarkasti. Vuohet tutkittiin ja vapautettiin erittäin nopeasti stressin ja loukkaantumisen välttämiseksi.
2, 3. Kinematiikka Swing-vaiheessa
kuvassa 2 oleva mekanismi on avoin ketjumekanismi, joka koostuu yläosan kiinteästä alustasta, johon on kytketty kaksi oksaa, jotka voivat liikkua vapaasti swing-vaiheessa. Sekä haara I että haara II koostuvat kolmesta sarjaperusteisesta liitoksesta: yhdestä revoluuttiliitoksesta ja kahdesta universaalista liitoksesta., Universaalinivelet on mallinnettu kahtena revoluuttinivelenä, jotka risteävät yhdessä pisteessä. Yhteinen merkintätapa (myös ruuvi merkintätapa), ensimmäinen alaindeksi tarkoittaa sivuliikkeen numero, ja toinen alaindeksi ilmaisee yhteinen numero sisällä haara. (;) ilmaisee yhteiskierron määrän ja (;) tarkoittaa haaran yhteyttä.
ruuviteorian mukaan kinemaattisen parin kierrekoordinaatit ovat , missä on pyörimisakseli ja ( on piste akselilla) jos liitos on revoluuttiliitos.,
ristitulo on lineaarinen operaattori, ja se voidaan esittää matriisin avulla:4 × 4 matriisi annettu (2) on yleistys skew-symmetrinen matriisi annamme vastaavat täysin laajennettu kokoonpano ja liittää pohja ja työkalu kehyksiä kuten kuvassa 2. Koska tuote eksponentiaalikaava manipulaattorin eteenpäin kinemaattinen, muutos työkalun ja pohjan kehysten haara I annetaan bywhere viittaa transformaatio työkalun ja peruskehykset at .
työkalun ja peruskehysten välinen muutos haarassa II on samanlainen
2, 4., Kinematics Kantaa Vaihe
Kun säätelevä asenne kaksi numeroa swing vaiheessa, märehtijät voivat upottaa uloke rock-välillä heidän numeroa viritys vaiheessa lisätä tarttuvuutta ja pysyvät vakaina. Parittomat toed nisäkkäät kuten hevonen eivät kuitenkaan voi tarttua kiveen parittomalla numerollaan. On olemassa varpaiden nivelsiteet (cruciate nivelside) välillä kaksi numeroa (tilaa kahden kynnet on nimeltään varpaiden halkeama), joita ei löydy-numeroinen hevonen . Distaalinen interdigital nivelside siltoja Keski Falangi ja distaalinen Falangi kaksinumeroinen., Kun kivi on upotettu poikkileikkaukseen, jalka irtoaa. Koska interdigitaaliset nivelsiteet rajoittavat tätä liikettä, kaksi numeroa pyrkivät sulkeutumaan. Tämä on kuin ”tarttuisi” tai ”pitää” kalliota, paitsi että se on passiivinen. Kun märehtijät ”tarttuvat” lujasti kallioon viritysvaiheessa, kahden numeron välinen suhteellinen sijainti pysyy muuttumattomana. Tilanne muistuttaa esineen” tarttumista ” kahdella manipulaattorilla. Mekanismi muuntuu yhden silmukan mekanismiksi tarttumisrajoituksella (kuva 3)., Mekanismi koostuu liikkuvan alustan alareunassa kytketty kiinteän alustan päälle, jonka kaksi oksat.
2.4.1. DOF Viittaus Kokoonpano
I. Branch, sivuliikkeen liike-ruuvi-järjestelmä on kuvattu sen perusteella, Rajoitus-ruuvi ja sen liike-ruuvi liittyvät bywhere , .,
Mukaan (6), perusta haara rajoitus-ruuvi-järjestelmä, voidaan laskea
Branch II. Sivuliikkeen liike-ruuvi-järjestelmä on kuvattu sen perusteella,
perusta haara rajoitus-ruuvi-järjestelmä, voidaan laskea Dai et al. ehdotettu yleinen Kutzbach-Grübler liikkuvuuden kriteerin laskea vapausasteet (tanskan suunnistusliiton) elinten yhdistetty nivelet, kukin astetta freedomwhere on järjestyksessä mekanismi, edustaa tarpeeton rajoitus, ja on passiivinen DOF. Yhden silmukan mekanismi, on yhtä suuri kuin 0, jossa on yhteinen rajoite.,
siis kuvan 3 referenssikonfiguraatiossa mekanismin vapausasteet piirretään, kun mekanismi ei ole referenssikonfiguraatiossa,yleensä siis mekanismin vapausasteet piirretään
2.4.2. Käänteinen Kinematiikka
Eulerin kulmat ovat käytettävissä kuvataan suunta liikkuvat alustan suhteellinen pohja ja viittaavat alkuperä koordinaatit liikkuvan alustan. Rajoitusruuvijärjestelmien kautta ja liikkuva alusta ei voi kiertää vertailuasetuksessa noin-akselia., Niinpä kulmat () voivat kuvata mekanismin liikkuvan alustan suuntaa. Määrittelemme, että edustaa rulla kulma, viittaa piki kulma, ja viittaa yaw kulma. katso moving platformmwheren origin-koordinaatit on työkalurungon haluttu kokoonpano.
forward kinematics kuvataan eksponentiaalisissa koordinaateissa asgiven a desimate configuration ,for branch I, postmultiplying this equation by isolates the exponential maps:Apply both sides of (19) to a point which is the common point of intersection for the universal joint axes ()., Koska jos on akselilla, tämä yieldsProjecting molemmin puolin (21) on-Akseli, ja eliminoidaan, ja voimme määrittää seuraavasti:koska on tiedossa, (20) beomesapplying Paden-Kahan subproblem-kierto noin kaksi eiintersecting akselit , me ratkaista , .
loput kinematiikka voidaan kirjoittaa soveltaen (25) molemmin puolin mihin tahansa kohtaan, joka ei ole universaalien nivelakselien leikkauspisteessä () seuraavasti:soveltamalla Paden-Kahanin aliproblem-pyörimistä kahden myöhemmän akselin suhteen, ja ne löytyvät. Kaikki on siis päätetty I-haarassa., Haara II: n käänteiskinematiikka voidaan ratkaista samalla tavalla.
2, 4, 3. Mekanismin työtila
kun inverse kinematiikkaa ratkotaan, ratkaisuja voi olla useita. Meidän on selvitettävä, täyttävätkö ratkaisut rajoitusehdot. Työtilaa pidetään hyödyllisenä mittarina mekanismin vaihteluvälille, kun otetaan huomioon suunta. Mekanismin käytettävissä olevaan työtilaan vaikuttaa kahdenlaisia kinemaattisia rajoitteita: liitoskulmarajoitukset ja linkkihäiriöt ., Eläinten nivelet eivät voi kiertää 360 astetta, joten liikettä rajoittaa fyysinen rakenne. Koska eläinten luilla on fyysiset mitat, häiriöitä voi tapahtua, kun mekanismi liikkuu. Koska linkeillä on geometrian muotoja ja fyysisiä ulottuvuuksia, linkkihäiriöt voivat näkyä liikkumisen aikana. Pitää asiat yksinkertaisina, olettaa, että jokainen linkki on lieriömäinen, jonka halkaisija on sama. Lyhin etäisyys kahden vierekkäisen linkkejä pitäisi olla suurempi kuin halkaisija . Antaa on pienin etäisyys keskiviivat kaksi vierekkäistä linkkejä., Koska on pienin etäisyys kahden linjan segmenttien, se ei voi olla yhtä suuri kuin yhteinen kohtisuorassa segmentin kaksi linkkiä (). On olemassa risteyskohtia kaksi linkkiä niiden yhteinen normaali . on yhtä suuri vain, jos molemmat leikkauspisteet ovat linkkejä. Jos jompikumpi leikkauspisteistä tai molemmat eivät ole linkeillä (eli jatkolinjalla), on joko yhden linkin päätepisteen etäisyys toiseen linkkiin tai kahden linkin päätepisteiden etäisyys. Yksityiskohtainen menetelmä käsitellään .,
Näin, käänteinen ratkaisuja kinematiikka on täytettävä seuraavat rajoitukset: – työtila on jaettu viipaleiksi paksuus tason suuntaisesti. Kuten jokainen siivu, raja määräytyy polar koordinaattien haku menetelmä (pisteen sisällä työtila, kulma on kasvanut ja säde on lisääntynyt, kunnes kohta on pois-työtila). Tavoitettavan työtilan tilavuus määräytyy
2,5. Parametrin määritys
tässä asiakirjassa keskitytään säämiskän numeroihin, jotka elävät Alppien vyöhykkeellä ., Alppimaastossa on lumisia vuoria, karua maastoa ja alppiniittyä . Tämä on hyvin monimutkainen terrains suurille eläimille. Elääkseen korkeissa alppiolosuhteissa eläimet ovat kehittäneet erilaisia sopeutumia . Säämiskän jalat voivat siis olla monimutkainen sopeutumiskyvyn kokonaisuus. Edellä mainittua menetelmää voidaan soveltaa myös muihin märehtijöihin, joilla on samanlainen jalkarakenne. Sekä Manuksen että tarsuksen numeroiden keskimääräinen pituus on esitetty taulukossa 1 . Tietojen perusteella, voimme saada parametrit mekanismi (Taulukko 2), jossa etäisyys kahden numeroa, () on arvio., Koska konkreettisia tietoja ja analyysejä ei ole, oletamme, että lyhimmän etäisyyden kahden vierekkäisen linkin välillä pitäisi olla suurempi kuin 14 mm, mikä on suurempi kuin proksimaalisen falangin (13,6 mm) Leveys. Aiemmat mittaukset yhteinen kulma vuohen jalka osoittavat, että keskimääräinen yhteinen kulma MTP-ja MCP aikana virityksen vaihe (vuoden tasolla, ylämäkeen ja alamäkeen) on nyt 17,6 28,6° joka liittyy configuration Kuvassa 3 ja max yhteinen kulmikas retki niistä on 26.1° ., Märehtijöiden kävellessä tasaisella maalla liitokset eivät todennäköisesti saavuta suurinta kulmaa keinuvaiheen ja viritysvaiheen aikana. Kulmaviiva on mittauksia suurempi viritysvaiheessa siltä varalta, että märehtijät käyvät läpi karua maastoa tai muita kovia ympäristöjä. Vaikka meillä ei ole Amplitudi sivusuunnassa kulma alue digit yhteinen, me todella tiedämme, että alue on pieni. Joten, voimme olettaa kulma-alue referenssikonfiguraatiosta () taulukossa 3.,
|
|||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||
3. Result
Figure 4 shows that the forefoot of the goat can spread out and close freely., Sekä kolmen vuohen etujalat että takajalat tutkittiin, mikä osoitti samanlaista kykyä.
voisimme kytkeä parametrien arvon ja kulman rajoittamisen (3) ja (4) Monte Carlo-menetelmällä. Kahden oksan työtila voidaan piirtää kuvioon 5. Menetelmällä sisään, työtilan tilavuus haara I on mm3.,
(a)
(b)
(a)
(b)
Kuvassa 5 esitetään kahden haaran työtilan graafinen esitys, kun kaksi numeroa ovat swing-vaiheen aikana. Pistejoukko määrittelee käytettävissä olevan työtilan, jonka kahden haaran päätetyöväli voi saavuttaa liitoskulmarajoitusten avulla. Jokaisella numerolla voitaisiin saavuttaa flexion-laajennus ja sivuttaisliikkeet yksilöllisesti. Kaksi päätepisteet numerot valitaan vastaava työtila aikana swing vaiheessa, asenne jalka määritetään, kun nämä kaksi numeroa vaihe päällä.,
yhden silmukan mekanismi (Kuva 3) kuvaa jalkaa, joka pitää kiveä passiivisesti viritysvaiheessa. Numeroiden kahden päätepisteen välinen etäisyys on yhtä suuri kuin kahden fetlock-nivelen välinen etäisyys. Märehtijöillä saattoi olla myös muuta kivikokoa passiivisesti, isompana tai pienempänä. Tämän määritelmän mukaan yksi mahdollinen kokoonpano esitetään kuvassa 6. Edellä esitetyn menetelmän perusteella mekanismin työtila voitaisiin määrittää samalla tavalla.,
kaikki Kuvassa 3 ja Kuvassa 6 olevat kolme mekanismia ovat symmetrisiä ympäri-akselin ja-akselin, joten vastaavalla työtilalla on sama muoto ja koko, jos sille annetaan samat suuntauksen itseisarvot (). Valitsemme ensimmäisen kvadrantin () arvot.
Kun jalka pitää eri rock-koko (anna ”iso kivi” ovat kunnossa , anna ”iso kivi” olla , anna ”normaali rock” olla , ja anna ”pieni kivi” olla ), vastaava työtila muuttuu kuten Kuvassa 7. Työtilan tilavuus on paljon suurempi kuin eri etäisyydellä kahden numeron välillä., Rullakulman kasvamisella ei ole juurikaan vaikutusta työtilan tilavuuteen (pienennä äänenvoimakkuutta). Työtilan tilalla ”pieni kivi” on lähes sama kuin tilalla ”iso kivi”, kun työtilan tilalla ”pieni kivi” on suurempi kuin yksi tilalla ”iso kivi” on . Kokoonpano tilalla ”normaali rock” osoittaa, että suurin työtilan tilavuus ja kokoonpano tilalla ”iso kivi” – on pienin työtilan tilavuus.,
4. Keskustelu
tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia jalkojen mahdollisia toimintoja suurilla märehtijöillä samankaltaisen rakenteen perusteella. Annamme menetelmän, jolla voidaan tutkia kaikkien suurten märehtijöiden toimintoja., Lisäksi säämiskän vuoristoisessa elinympäristössä on näkökulman, kasvillisuuden, korkeuden, laaksojen, harjujen, reunojen ja purojen kaltevuuksia, jotka sisältävät erilaisia maastoja. Säämiskän jalka on jotenkin edustava suurten märehtijöiden joukossa. Näin ollen säämiskän tulos voisi antaa meille joitakin yleisiä tehtäviä jalka.
jalan anatomian vuoksi (kuva 1) Jalan ensisijainen koukistus ja ojennus toimivat kuin pieni raaja, jolla on rinnakkaiset saranananivelet; käänteiset sivuttaisliikkeet (3.ja 4. varvasluut liikkuvat kääntösuunnassa) aiheuttavat kynsien irtoamisen ja sulkeutumisen (Kuva 4)., Kuvassa 5 näkyy jalan kärjen liikkumavara swing-vaiheessa. Kun otetaan huomioon nivelten rajoittuminen, jalka pystyy säätämään kahden kavion ja pyörimiskulman välistä etäisyyttä (sivusuunnassa tai Etu-takana) ennen kuin jalka koskettaa maata. Kun tilavuus työtilan hevonen on vain puolet, sorkkaeläinten on joustavampi liikkuvuus valita asento jalka muuttamalla suhteellinen asema kahden numeroa. Viittaukset aikaisempiin lehtiin ovat kuvailleet, miten karja tai vuohi kulkee pehmeän maaston läpi; ne koskettavat maata kynsillä, jotka on lohkottu pois., Maa-aines tai pienet kivet on upotettu interdigitaalisiin halkeamiin ja kiinnitetty antamaan enemmän kosketusaluetta, kitkakulmaa ja tarttuvuutta, tuottavat enemmän työntövoimaa ja vähentävät jalan vajoamista . Kohdatessaan kalliopohjaa sorkkajalkakin voi tarttua passiivisesti kallion terävään reunaan. Tämä muistuttaa sitä, miten ihminen tarttuu keppiin kahdella sormella, vain passiivisesti. Vuohilla ja sinilampailla on tapana loiskata kyntensä alas kävellessään kasvattaakseen kosketusaluetta ja välttääkseen liukastumisen., Jalka voi säätää etäisyys kahden kaviot sopeutua eri kokoja, pieniä kiviä tai rock-vierustat. Lisäksi vaikka näiden jalkojen sivuttaisliikkeet ovat rajalliset, jalka voi kallistua sivusuunnassa manipuloimalla kahta numeroa eri korkeuksiin. Tämä toiminto estää märehtijöitä kaatumasta ja parantaa vakautta ristirinteessä. Vain kaksi numeroa, jotka voivat jakaa ja sulkea, voivat antaa märehtijöiden saavuttaa tämän sopeutumiskyvyn.,
kun kiveä tai joitakin muita pullistumia on pidetty passiivisesti, kaksi viritysvaiheessa olevaa numeroa eivät voi liikkua yhtä näppärästi ja vapaasti kuin swing-vaiheessa olevat. Työtila viritysvaiheessa on paljon pienempi kuin swing-vaiheessa (alle 1000 vs. mm3). Vaikka mekanismin liikettä rajoitetaan työtilassa viritysvaiheessa, mekanismin DOF on edelleen 4 tai 5. Työtila suhteessa pohjaan (mekanismin ylälevy) on tärkeä jalkatehtävää suunniteltaessa., Antaa on kokoonpano perusrunko liittyvät työkalun runko (kuva 3) seuraavasti:koska jäykkä kehon muutos, työtila ylimmän levyn suhteessa maahan on sama kuin joka lasketaan edellä. Rinnakkainen mekanismi voisi muuttaa ranneliitoksen asentoa (Kuva 1), Kun kahden rinnakkaisen mekanismin haaran päätepisteet on kiinnitetty maahan., Se kuvaa jalan kykyä säätää MCP: n ja MTP: n asentoa (Kuvassa 3 olevan ylälenkin pohjakehykset) annetulla suhteellisella suuntautumisella, kun numeron kärki on kiinnitetty maahan. Työtilan volyymia voidaan käyttää jalan näppäryyden mittana. Märehtijöille sopiva jalansija voidaan valita säätämällä jalan työtilassa raajan ja vartalon suuntausta säätelemällä, vaikka jalan kärki on kiinteä. Tämä jalan tehtävä voi auttaa märehtijöitä sopeutumaan vaikeakulkuiseen maastoon ja lisätä vakautta., Kuvassa 7 esitetään työtilan tilavuuden vaikutus eri suhteellisella suuntautumisella, kun kaviot tarttuvat kohteen eri kokoon passiivisesti ja tukevasti ilman suhteellista liikettä. Rullakulma edustaa koukistuksen liikettä ja jalan pidennystä ja pitokulma viittaa jalan sivuttaisliikkeeseen. Jos ei ole sivusuunnassa liikkeitä, työtila on melko suuri; että on, jalka osoittaa suurta näppäryyttä alle ensisijainen liikkeen jalka (fleksio ja laajennus)., Koska rajoitettu sivusuunnassa liikkeitä numeroa, kun sivusuunnassa liikkeitä tapahtuu, tilavuus työtilan vähenee paljon, että on, näppäryyttä jalka on heikentynyt milloin tahansa rulla kulma . Jalka joutuu uhraamaan sorminäppäryyden saavuttaakseen sivuttaisliikkeet.
eri kokoisten kivien pitäminen passiivisesti vaikuttaa jalan näppäryyteen. Liiallinen etäisyys kahden numeron (suuri koko rock,) olisi seurauksena menetys näppäryyttä at ., Se johtuu siitä, että tilalla suuri koko Kivi passiivisesti täytyy avata numeroa, joka jo aiheuttaa sivusuunnassa liikkeitä; eli alkuperäinen yhteinen kulma ei ole nolla (,). Tämä vie osan kulmasta, jotta kokoonpano säilyy. Tämä haitta miehittää kulmikas retki myös edistää menetys näppäryyttä, kun tilalla pieni koko rock passiivisesti () tai iso koko rock () on suunta . Itse asiassa, se aiheuttaa lähes sama menetys työtilan tilavuus. Vertailuetäisyyteen () verrattuna suurempi etäisyys () tarjoaa kuitenkin suurimman sorminäppäryyden ., Itse asiassa etäisyyden kasvaessa sorminäppäryys augments (). Kun siis tarvitaan sivuttaisliikkeitä, suuremman kallion pitäminen passiivisena olisi parempi vaihtoehto säilyttää sekä vakaus että näppäryys.
5. Johtopäätös
siksi voimme tiivistää useita toimintoja jalka sopeutua maastoon. Jalka voi muuttaa suhteellista asentoa kahden numeron välillä, jotta se irtoaa tai kallistuu mukautuakseen kaltevuuteen keinuvaiheessa. Jalkaterän orientaatio on valmistautunut liikkeen toimintaan eli kiven passiiviseen tarttumiseen viritysvaiheessa., Kivestä passiivisesti pitäminen voisi antaa ylimääräistä jalkaterän tarttuvuusvoimaa. Yksinkertainen ja samankaltainen sorkka takaa, että märehtijöillä on jonkin verran näppäryyttä, vaikka numeroiden kärki on kiinnitetty maahan tai kallioon. He voivat valita oikean koon kiven saada enemmän näppäryyttä halutulla suuntautumisella viritysvaiheessa. Nämä toiminnot helpottavat johdonmukaista ja vakaata liikettä.
näitä funktioita työstetään ruuviteoriaan perustuvalla kinematiikalla. Monet tässä asiakirjassa esitetyt tulokset ovat esimerkkejä säämiskän jalan tiedoista tietyin rajoituksin., Uskomme, että nämä toiminnot perustuvat maaston sopeutumiseen ja yleiseen tosiasiaan, joka voisi löytyä muista märehtijöistä. Näiden pohjalta yhteisiä toimintoja, idioadaptive kehitys eri märehtijöiden tunnistetaan käyttäen vastaavia menetelmiä ja lisäämällä nivelside rajoitus tulevaisuuden toimii. Eri märehtijöiden lajit ovat eri pituus numeroa, myös ikä, sukupuoli, ja eri numeroinen vaikuttavat parametrit luun rakenteita., Ero pituus numeroa ja kierto valikoima liitokset voi olla yksi syy siihen, miksi märehtijät pystyvät sopeutumaan eri maastoissa. Suurten märehtijöiden jalan maasto-sopeutumiskyky voi auttaa informoimaan erittäin mukautuvan robotin jalkasuunnittelua.
eturistiriita
kirjoittajat julistaa, että ei ole eturistiriitoja koskevat julkaisemisesta tämän kirjan.
Kiitokset
taloudellinen tuki Kansallinen Perus Research Program of China (973 Ohjelma), National Science Foundation Distinguished Nuori Tutkija, Kiina (Grant ei., 51125020), National Natural Science Foundation of China (apuraha nro 51305009) ja State Key Laboratory of Robotics and System (HIT) ovat kiitollisia tunnustuksia. Kirjoittajat haluavat myös kiittää Pekingin Badaling Safari Worldin esikuntia vuohista otettujen kuvien ottamisesta.