Abstract
herkauwers leven in verschillende delen van het land. Soortgelijke gespleten hoeven helpen herkauwers zich tijdens de voortbeweging aan te passen aan verschillende bodemomstandigheden. Dit document analyseert het algemene aanpassingsvermogen van de voeten van herkauwers met behulp van kinematica van het equivalente mechanisme model op basis van schroeftheorie. Gespleten hoeven kunnen houding aan te passen door het veranderen van de relatieve posities tussen twee cijfers in swing fase. Deze functie helpt om een betere landing oriëntatie te kiezen., Het passief vasthouden of vasthouden van een steen of ander voorwerp op de grond zorgt voor extra hechtkracht in de standfase. Herkauwers kunnen de positie van het metacarpofalangeale gewricht of middenvoetsbeengewricht (MTP of MCP) aanpassen zonder relatieve beweging tussen de punt van de voeten en de grond, wat de hechting en behendigheid in de standfase garandeert. Deze functies zijn afgeleid van een voorbeeld van gemzenvoeten en verschillende veronderstellingen, waarvan wordt aangenomen dat ze de basis van de aanpassing van herkauwers aantonen en zorgen voor een stabiele en continue beweging.
1., Inleiding
dieren hebben de voeten van verschillende vormen en functies ontwikkeld om zich aan te passen aan complexe terreinen. Insecten ‘voeten hebben kleine stekels en haken die hen helpen om te klimmen , terwijl gekko’ s hebben de mogelijkheid om verticale oppervlakken zoals muren en zelfs plafonds klimmen, met behulp van vijfhonderdduizend keratineuze haren . Zoogdieren hebben minder diversiteit dan insecten en reptielen. Herkauwers (Artiodactyl) die Grotere gespleten hoeven hebben dan de meeste insecten en gekko ‘ s, waaronder runderen, geiten, kamelen en herten, hebben een grote verspreiding op aarde., Ondanks de verschillende leefomgevingen, herkauwers hebben een soortgelijke voetstructuur, bedekt met noch setae, noch haak, die is heel anders dan die van insecten en reptielen. Met behulp van eenvoudige, betrouwbare en sterke voeten, passen ze zich goed aan het terrein aan waarop ze zich voeden, paren en roofdieren vermijden. Buffels en vee kunnen gemakkelijk door modder gaan . Kamelen hebben speciale en zachte voeten om woestijnen over te steken . Geiten en blauwe schapen kunnen klimmen op en neer kliffen en richels gestaag en fleetly te voeden met gras, struik, of bomen ., Hun gespleten hoeven kunnen zich uit elkaar spreiden wanneer ze in contact komen met de grond en de rots “grijpen” om uitglijden te voorkomen . Eerdere studies nemen de voet als geheel om de bewegende kenmerken te bespreken en geen theoretische analyse van de kinematica van de voet wordt opgehelderd. Inderdaad, de voet is zeer ingewikkeld, gevormd door skelet, meerdere gewrichten, ligament, spieren, subcutis, en een aantal huidwijzigingen . Wij zijn van mening dat de soortgelijke structuur de basis vormt voor het aanpassingsvermogen van herkauwers tijdens de voortbeweging., De theoretische analyse van de kinematica van de voet onthult bewegende vermogen en behendigheid in het algemeen en maakt ons meer inzicht in het terrein aanpassingsvermogen van grote herkauwers.
Dit artikel heeft tot doel de algemene functies van de voeten als volgt te bepalen: hoe de voeten de houding in de schommelfase konden aanpassen en hoe de voeten de behendigheid en hechting in de standfase konden behouden. Een gelijkwaardig mechanisme model van de voet is gebouwd op basis van het skelet en gewrichten van de voet., Met behulp van de mechaniek kinematica en schroeftheorie, konden we de werkruimte van het mechanisme bepalen als een handigheidindicator. Tot slot gebruiken we de lengte van de botten van de vingers van gemzen op het theoretische model om het terrein aanpassingsvermogen van de herkauwers te bespreken.
2. Methoden
2.1. Structuur van de poten van herkauwers
skeletten en gewrichten van manus en tarsus van herkauwers zijn vergelijkbaar, maar variëren in grootte, zoals runderen , kamelen en schapen . De structuur van de manus van herkauwers is weergegeven in Figuur 1 ., Het skelet van de manus bestaat uit carpale botten, middenhandsbeentjes en vingerkootjes. Bij herkauwers zijn er nog twee cijfers over. Elk cijfer heeft drie vingerkootjes. Het carpaal gewricht (MCP in voorpoot) is samengestelde articulaties. Het carpalegewricht werkt als scharniergewricht. Door de complexe anatomie van het carpale skelet aangevuld met talrijke ligamenten van de carpus, zijn de primaire bewegingen van het carpalegewricht flexie en extensie . Bij herkauwers zijn de resterende derde en vierde metacarpale beenderen versmolten en is geen beweging mogelijk ., De twee kogelgewrichten zijn scharnieren die alleen kunnen buigen en verlengen. De pasternaden zijn zadelverbindingen vanwege de concavo-convexe vorm van de voegvlakken. Ze fungeren voornamelijk als scharnierverbindingen . Echter, gediend als zadelgewrichten, pastern gewrichten zijn biaxiaal gewricht, waardoor flexie en uitbreiding en een beperkt bereik van zijdelingse bewegingen . De lijkkistvoegen zijn vergelijkbaar met de pasternvoegen. Tarsaal gewricht (MTP in de achterpoot) is ook samengestelde gewrichten., De tarsale botten en gewrichten zijn verschillend van de overeenkomstige in de voorpoot , terwijl de botten en gewrichten van de middenvoet en de tenen zijn vergelijkbaar.
vanwege de anatomie in Figuur 1 (gewijzigd van), kunnen we een diagram van een mechanisme tekenen., Het revolute gewricht verbindt de twee dezelfde takken; elk bestaat uit een revolute gewricht en twee kruiskoppelingen. Aangezien de twee takken contact maken met de grond in de standfase, bespreken we alleen het mechanisme dat door de twee takken wordt gevormd. Dat wil zeggen, we richten ons op de functies van twee cijfers, die in wezen hetzelfde zijn in de manus en tarsus. In het volgende deel definiëren we falanxen en overeenkomstige gewrichten als Voet (zoals weergegeven in Figuur 2).,
2.2. Waarnemingen van Geitenpoten
de poten worden waargenomen bij drie volwassen vrouwelijke geiten (Capra hircus, ras), variërend in lichaamsgewicht van 23 tot 28 kg. Alle geiten waren van Beijing Badaling Safari wereld en blijkbaar gezond. Onder de goedkeuring van Beijing Badaling Safari World en de professionele begeleiding en hulp van het personeel, werden de geiten op hun zij gelegd., De middenhandsbeenderen of middenvoetsbeenderen werden door twee van de staf genomen om een betere observatie te bieden. Dus, onaangetast door de beweging van de bovenste ledematen, werd de beweging van de voeten onderzocht. De geiten werden zeer snel onderzocht en vrijgelaten om stress en letsel te voorkomen.
2.3. Kinematica in Draaifase
Het mechanisme in Figuur 2 is een open kettingmechanisme, bestaande uit een vast platform aan de bovenkant van de twee takken, dat zich vrij kan bewegen in de draaifase. Zowel tak I als tak II bestaan uit drie aaneengesloten verbindingen: een revolute verbinding en twee kruiskoppelingen., De kruiskoppelingen zijn gemodelleerd als twee revolute gewrichten die elkaar op een punt kruisen. In de gezamenlijke notatie (ook schroef notatie), de eerste subscript geeft het taknummer en de tweede subscript geeft het gezamenlijke nummer binnen de tak. (;) staat voor het bedrag van de gezamenlijke rotatie, en (;) staat voor de schakel van de tak.
volgens de schroeftheorie zijn de draaicoördinaten van kinematisch paar , waar de rotatieas is en ( is een punt op de as) als de verbinding een revolute verbinding is.,
het cross product door is een lineaire operator, en kan worden weergegeven met behulp van een matrix:de 4 × 4 matrix gegeven in (2) is de generalisatie van de schuine-symmetrische matrix laten we corresponderen met de volledig uitgebreide configuratie en bevestig basis-en gereedschapsframes zoals getoond in Figuur 2. Vanwege het product van exponentialen formule voor de manipulator voorwaartse kinematische, de transformatie tussen gereedschap en basis frames in tak I wordt gegeven doorwhere verwijst naar de transformatie tussen gereedschap en basis frames op .
de transformatie tussen tool en base frames in Tak II is vergelijkbaar
2.4., Kinematica in standfase
na het regelen van de stand van de twee digits in de draaifase, kunnen herkauwers het uitsteeksel van gesteente tussen hun digits in standfase insluiten om de hechting te vergroten en stabiel te blijven. Echter, oneven toedzoogdieren zoals paarden kunnen geen steen bij hun oneven cijfer grijpen. Er zijn interdigitale ligamenten (kruisband) tussen de twee cijfers (de ruimte tussen twee klauwen wordt genoemd interdigitale gespleten), die niet worden gevonden in het cijfer van het paard . Distale interdigitale ligament bruggen Midden falanx en distale falanx van twee vingers., Wanneer de steen in de interdigitale spleet is ingebed, zal de voet eruit spatten. Aangezien de interdigitale ligamenten deze beweging beperken, zullen de twee vingers zich sluiten. Dit is als het “grijpen ” of” vasthouden ” van de rots, behalve dat het passief is. Wanneer herkauwers een rots in de standfase stevig “grijpen”, blijft de relatieve positie tussen twee cijfers onveranderd. Deze situatie lijkt op het “grijpen” van een object met behulp van twee manipulatoren. Het mechanisme transformeert in het Enkele Lus mechanisme met grijpbeperking (Figuur 3)., Het mechanisme bestaat uit een bewegend platform aan de onderkant verbonden met een vast platform aan de bovenkant door twee takken.
2.4.1. DOF in de Referentieconfiguratie
tak I. Het tak motion-screw systeem wordt beschreven door zijn basis Constraint-screw en zijn motion-screw zijn gerelateerd door waar , .,
volgens (6) kan een basis voor tak constraint-screw systeem worden berekend
tak II. het tak motion-screw systeem wordt beschreven door zijn basis
een basis voor tak constraint-screw systeem kan worden berekend Dai et al. stelde een gegeneraliseerd Kutzbach-Grübler mobiliteitscriterium voor om de vrijheidsgraden (dof ‘ s) te berekenen voor lichamen die verbonden zijn door gewrichten, elk met graden van vrijheid waar de volgorde van het mechanisme is, redundante beperking vertegenwoordigt en passieve DOF is. Voor single loop mechanisme, is gelijk aan 0 Waar is gemeenschappelijke beperking.,
bij de referentieconfiguratie in Figuur 3 worden de vrijheidsgraden van het mechanisme getekend wanneer het mechanisme zich niet bij de referentieconfiguratie bevindt, worden in het algemeen dus de vrijheidsgraden van het mechanisme getekend
2.4.2. Inverse kinematica
De Euler-hoeken zijn beschikbaar voor het beschrijven van de oriëntatie van het bewegende platform ten opzichte van de basis en verwijzen naar de oorsprongcoördinaten van het bewegende platform. Door middel van constraint-schroef systemen en, bewegend platform kan niet draaien rond-as in de referentieconfiguratie., De hoeken () kunnen dus de oriëntatie van het bewegende platform van het mechanisme beschrijven. We definiëren dat vertegenwoordigt de rolhoek, verwijst naar de toonhoogte hoek, en verwijst naar de gierhoek. refereer naar origin coordinates van moving platformwaar de gewenste configuratie van het gereedschapsframe is.
De voorwaartse kinematica wordt beschreven in exponentiële coördinaten alsgegegeven een gewenste configuratie ,voor tak I, postmultiplying deze vergelijking door isoleert de exponentiële afbeeldingen:breng beide zijden van (19) aan op een punt dat het gemeenschappelijke snijpunt is voor de universele gezamenlijke Assen ()., Aangezien if op de as van, deze opbrengst projecteren beide zijden van (21) naar de-as, en worden geëlimineerd, en we kunnen bepalen als volgt: aangezien bekend is, (20) wordt toepassing pad-Kahan subprobleem-rotatie over twee niet-intersecting Assen, lossen we op voor,.
de resterende kinematica kan als volgt worden geschreven:beide zijden van (25) toepassen op elk punt dat niet op het snijpunt van de universele gezamenlijke Assen ligt (): pad-Kahan subprobleem toepassen-rotatie over twee volgende assen, en worden gevonden. Dus, alles wordt bepaald op tak I., De inverse kinematica van tak II kan op dezelfde manier worden opgelost.
2.4.3. De werkruimte van het mechanisme
bij het oplossen van inverse kinematica kunnen er meerdere oplossingen zijn. We moeten bepalen of de oplossingen voldoen aan de Voorwaarden. Werkruimte wordt gezien de oriëntatie als een nuttige maat voor het bereik van het mechanisme beschouwd. Er zijn twee soorten kinematische beperkingen die van invloed zijn op de beschikbare werkruimte van het mechanisme: gewrichtshoek beperkingen en link interferentie ., De gewrichten van dieren kunnen niet 360 graden draaien; zo wordt de beweging beperkt door fysieke constructie. Omdat de botten van dieren fysieke afmetingen hebben, kan interferentie optreden wanneer het mechanisme beweegt. Aangezien koppelingen geometrische vormen en fysieke dimensies hebben, kan verbindingsinterferentie optreden tijdens het verplaatsen. Om het simpel te houden, neem aan dat elke schakel cilindrisch is met dezelfde diameter. De kortste afstand tussen twee aangrenzende schakels moet groter zijn dan de diameter . Laat de minimale afstand tussen de middellijnen van twee aangrenzende links., Aangezien is de minimale afstand tussen twee lijnsegmenten, kan het niet gelijk zijn aan de gemeenschappelijke loodrechte segment van de twee links (). Er zijn de snijpunten van twee verbindingen met hun gemeenschappelijke normaal . is gelijk aan alleen als beide snijpunten op de links. Als een van de snijpunten of beide niet op de links (dat wil zeggen, op de verlenglijn), is ofwel de afstand van een eindpunt van de ene link naar de andere link of de afstand van de eindpunten van twee links. De gedetailleerde methode wordt besproken in .,
de inverse oplossingen van de kinematica zijn dus onderworpen aan de volgende beperkingen:de werkruimte is verdeeld in plakjes dikte evenwijdig aan het vlak. Voor elke slice wordt de grens bepaald door polaire coördinaten zoekmethode (vanaf een punt binnen de werkruimte wordt de hoek vergroot en de straal vergroot tot het punt buiten de werkruimte is). Het volume van de bereikbare werkruimte wordt bepaald door
2.5. Parameterbepaling
in dit artikel richten we ons op de cijfers van gemzen, die in de alpine zone leven ., Alpine terrein heeft besneeuwde bergen, ruw terrein, en alpine weide . Dit zijn zeer complexe terreinen voor grote dieren. Om in hoge alpiene omstandigheden te leven, hebben dieren verschillende aanpassingen ontwikkeld . Zo kunnen de voeten van gemzen een complex geheel van aanpassingsvermogen zijn. Bovenstaande methode kan ook van toepassing zijn op andere herkauwers met een vergelijkbare structuur van de poten. De gemiddelde lengte van de cijfers van zowel de manus als de tarsus wordt weergegeven in Tabel 1 . Op basis van de gegevens kunnen we de parameters in het mechanisme krijgen (Tabel 2), waarbij de afstand tussen twee cijfers () een schatting is., Bij gebrek aan concrete gegevens en analyse gaan we ervan uit dat de kortste afstand tussen twee aangrenzende schakels groter moet zijn dan 14 mm, wat groter is dan de breedte van de proximale falanx (13,6 mm). Eerdere metingen van de gezamenlijke hoek van geitenvoet geven aan dat de gemiddelde gezamenlijke hoek van MTP en MCP tijdens de standfase (tijdens niveau, bergop en bergaf) 17,6 tot 28,6° is, wat gerelateerd is aan de configuratie in Figuur 3 en de maximale gezamenlijke hoek excursie van hen 26,1° ., Terwijl herkauwers op vlakke grond lopen, zullen de gewrichten waarschijnlijk niet de maximale hoek bereiken tijdens de draaifase en de standfase. Het hoekbereik is groter dan de metingen tijdens de standfase voor het geval herkauwers door ruig terrein of andere ruwe omgevingen gaan. Hoewel we de amplitude van laterale hoekbereik van digit joint missen, weten we echt dat het bereik klein is. We kunnen dus uitgaan van het hoekbereik van referentieconfiguratie () in Tabel 3.,
|
|||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||
3. Result
Figure 4 shows that the forefoot of the goat can spread out and close freely., Zowel de voorvoet als de achtervoet van drie geiten werden onderzocht.
We kunnen de waarde van parameters en hoekbeperking inpluggen in (3) en (4) met behulp van de Monte Carlo-methode. De werkruimte van twee takken kan worden getekend in Figuur 5. Met behulp van de methode in is het werkruimtevolume van tak I mm3.,
(a)
b)
(a)
b)
Figuur 5 toont de grafische weergave van de werkruimte van twee takken wanneer de twee cijfers zich tijdens de swingfase bevinden. De reeks punten definieert de beschikbare werkruimte die de eind-effector van de twee takken kan bereiken onder gewrichtshoek beperkingen. Elk cijfer kan flexie-extensie en zijdelingse bewegingen individueel bereiken. Met twee eindpunten van de cijfers die in de overeenkomstige werkruimte worden gekozen tijdens de draaifase, wordt de stand van de voet bepaald wanneer deze twee cijfers op de grond stappen.,
Het enkele lusmechanisme (Figuur 3) toont de voet die de rots passief vasthoudt tijdens de standfase. De afstand tussen twee eindpunten van de cijfers is gelijk aan die tussen twee kogelgewrichten. Herkauwers kunnen ook andere maten gesteente passief vasthouden, groter of kleiner. Volgens deze definitie is in Figuur 6 één mogelijke configuratie weergegeven. Op basis van bovenstaande methode kan de werkruimte van het mechanisme op dezelfde wijze worden bepaald.,
alle drie de mechanismen in Figuur 3 en Figuur 6 zijn symmetrisch rond-as en-as, zodat de corresponderende werkruimte dezelfde vorm en grootte heeft als ze dezelfde absolute waarden van de oriëntatie () krijgen. We kiezen de waarden van () van het eerste kwadrant.
wanneer de voet een andere rotsgrootte heeft (laat “grote rots” de voorwaarde vertegenwoordigen , laat “grote rots” zijn , laat “normale rots” zijn , en laat “kleine rots” zijn ), zal de overeenkomstige werkruimte veranderen zoals getoond in Figuur 7. Het werkruimtevolume is veel groter bij dan bij op verschillende afstand tussen twee cijfers., De toename van de rolhoek heeft weinig effect op het volume van de werkruimte (verlaag het volume). De werkruimte van het houden van “small rock” op is bijna hetzelfde als die van het houden van “big rock” op, terwijl de werkruimte van het houden van “small rock” op is groter dan die van het houden van “big rock” op . De configuratie van het houden van “normal rock” at toont het grootste werkruimtevolume en de configuratie van het houden van “large rock” at heeft het kleinste werkruimtevolume.,
4. Discussie
het doel van deze studie is om mogelijke functies van voeten bij grote herkauwers te onderzoeken op basis van een vergelijkbare structuur. We geven een methode die gebruikt kan worden om de functies van alle grote herkauwers te onderzoeken., Bovendien heeft de berghabitat van gemzen gradiënten van aspect, vegetatie, hoogte, valleien, richels, randen en beken , die verschillende terreinen bevat. De voet van Gemzen is op de een of andere manier representatief voor grote herkauwers. Zo kan het resultaat van gemzen ons enkele algemene functies van de voet geven.
vanwege de anatomie van de voet (figuur 1) werken de primaire flexie en extensie van de voet als een klein ledemaat met parallelle scharniergewrichten; de omgekeerde laterale bewegingen (de 3e en 4e teen botten bewegen in de omgekeerde richting) zorgen ervoor dat de klauwen uitsteken en sluiten (Figuur 4)., Figuur 5 toont het bewegingsbereik van de punt van de voet in zwenkfase. Gezien de beperking van de gewrichten kan de voet de afstand tussen twee hoeven en de draaihoek (laterale of front-back) aanpassen voordat de voet de grond raakt. Terwijl het volume van de werkruimte van het paard slechts de helft is, hebben de evenhoevige dieren een meer flexibele beweging om de houding van de voet te kiezen door de relatieve positie tussen twee vingers te veranderen. Verwijzingen naar eerdere documenten hebben beschreven hoe het vee of de geit door het zachte terrein gaat ; ze raken de grond met uitgespreide klauwen., Bodem of kleine stenen zijn ingebed in interdigitale gespleten en geklemd om meer contactoppervlak, wrijvingshoek en hechting te bieden, meer voortstuwing te produceren en verzakking van de voet te verminderen . Bij het tegenkomen van de rotsgrond kan een gespleten klauwvoet ook passief de scherpe rand van de rots vastpakken. Dit is vergelijkbaar met hoe een mens een stok grijpt met behulp van twee vingers, alleen passief. Geiten en blauwe schapen hebben de neiging om hun klauwen uit te spatten bij het lopen bergafwaarts om het contactgebied te vergroten en te voorkomen dat de slip., De voet is in staat om de afstand tussen twee hoeven aan te passen aan verschillende maten van kleine stenen of rotslijsten. Bovendien, hoewel de zijdelingse bewegingen van deze Voeten beperkt zijn, kan de voet zijdelings kantelen door twee cijfers te manipuleren om verschillende hoogtes te bereiken. Deze functie voorkomt dat de herkauwers omvallen en verbetert de stabiliteit op de dwarshelling. Slechts het hebben van twee cijfers die kunnen uitsplitsen en sluiten kan de herkauwers dit aanpassingsvermogen laten bereiken.,
na het passief vasthouden van een steen of een andere uitstulping kunnen twee cijfers in de standfase niet zo behendig en vrij bewegen als die in de swingfase. De werkruimte in de standfase is veel kleiner dan die in de draaifase (minder dan 1000 versus mm3). Hoewel de beweging van het mechanisme binnen de werkruimte in de standfase beperkt is, blijft de DOF van het mechanisme 4 of 5. De werkruimte ten opzichte van de basis (de bovenplaat van het mechanisme) is belangrijk bij het plannen van een taak voor de voet., Laat de configuratie van het basisframe met betrekking tot het gereedschapsframe (Figuur 3) als volgt zijn:vanwege de stijve lichaamstransformatie is de werkruimte van de bovenplaat ten opzichte van de grond dezelfde als die welke hierboven is berekend. Het parallelle mechanisme kan de positie van het carpalegewricht veranderen (figuur 1) wanneer de eindpunten van twee takken van het parallelle mechanisme met de grond zijn bevestigd., Het toont het vermogen van de voet om de positie van de MCP en MTP (de basis frames op de bovenste link in Figuur 3) aan te passen bij de gegeven relatieve oriëntatie wanneer de punt van het cijfer is bevestigd met de grond. Het volume van de werkruimte kan worden gebruikt als maat voor de handigheid van de voet. Voor herkauwers kan de juiste voetsteun worden gekozen door de aanpassing binnen de werkruimte van de voet om de oriëntatie van het ledemaat en het lichaam te regelen, ook al is de punt van de voet vast. Deze functie van de voet kan herkauwers helpen zich aan ruw terrein aan te passen en de stabiliteit vergroten., Figuur 7 toont de invloed van het volume van de werkruimte bij verschillende relatieve oriëntatie wanneer de hoeven passief en stevig verschillende grootte van het object vastpakken zonder relatieve beweging. De rolhoek vertegenwoordigt de beweging van flexie en verlenging van de voet en de spoedhoek verwijst naar de zijdelingse beweging van de voet. Als er geen zijdelingse bewegingen zijn, is de werkruimte vrij groot; dat wil zeggen, de voet vertoont grote behendigheid onder de primaire beweging van de voet (flexie en extensie)., Als gevolg van de beperkte zijdelingse bewegingen van de vingers van de vingers, zodra de zijdelingse bewegingen optreden, neemt het volume van de werkruimte veel af; dat wil zeggen, de behendigheid van de voet wordt verzwakt bij elke rolhoek . De voet moet de behendigheid opofferen om de zijwaartse bewegingen te bereiken.
het passief vasthouden van stenen van verschillende grootte heeft een invloed op de behendigheid van de voet. De overmatige afstand tussen twee cijfers (grote grootte rock, ) zou leiden tot het verlies van de behendigheid op ., Het is omdat het houden van grote grootte rots passief nodig heeft om de cijfers te openen, die al laterale bewegingen veroorzaakt; dat wil zeggen, de eerste gezamenlijke hoek van is niet nul (, ). Dit neemt een deel van de hoek excursie in beslag om de configuratie te behouden. Dit nadeel van het bezetten van hoekige excursie draagt ook bij aan het verlies van de behendigheid bij het passief houden van kleine rots () of grote rots () bij de oriëntatie van . In feite veroorzaakt het bijna hetzelfde verlies van het werkruimtevolume. Echter, vergeleken met de referentie afstand (), de grotere afstand () biedt de grootste behendigheid bij ., Eigenlijk, met de toegenomen afstand, de behendigheid toeneemt (). Dus, wanneer de zijwaartse bewegingen nodig zijn, zou het passief vasthouden van de grotere rots de betere keuze zijn om zowel stabiliteit als behendigheid te behouden.
5. Conclusie
daarom kunnen we verschillende functies van de voet samenvatten om zich aan te passen aan het terrein. De voet kan de relatieve positie tussen twee cijfers veranderen om uit te spatten of te kantelen om zich aan te passen aan de helling in de schommelfase. De oriëntatie van de voet is voorbereid op de bewegingsfunctie, dat wil zeggen het passief vasthouden van een rots in de standfase., Het passief vasthouden van de rots kan extra voet-grond hechtkracht geven. De eenvoudige en soortgelijke gespleten hoef zorgt ervoor dat de herkauwers enige behendigheid hebben, ook al is het puntje van de tenen aan de grond of de rots bevestigd. Ze kunnen de juiste grootte van de rots kiezen om meer behendigheid te krijgen bij de gewenste oriëntatie in de standfase. Deze functies vergemakkelijken een coherente en stabiele beweging.
Deze functies worden uitgewerkt met behulp van kinematica gebaseerd op schroeftheorie. Veel resultaten die in dit document worden gepresenteerd, worden onder bepaalde voorwaarden geïllustreerd door de gegevens van gemzenvoet., Wij zijn van mening dat deze functies een basis vormen voor terreinadaptatie en het algemene feit dat bij andere herkauwers kan worden aangetroffen. Op basis van deze gemeenschappelijke functies, idioadaptieve evolutie van verschillende herkauwers zal worden gedetecteerd met behulp van soortgelijke methoden en het toevoegen van de ligament beperking in toekomstige werken. De verschillende herkauwers hebben verschillende lengte van cijfers, ook de leeftijd, het geslacht, en de verschillende cijfers zullen de parameters van osseous structuren beà nvloeden., Het verschil in lengte van de cijfers en het draaibereik van de gewrichten kan een van de redenen zijn waarom herkauwers zich aan de verschillende terreinen kunnen aanpassen. Het aanpassingsvermogen van de voet van grote herkauwers kan bijdragen tot het ontwerp van de voet van een zeer aanpasbare robot.
belangenconflict
De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.
Dankbetuigingen
de financiële steun van het National Basic Research Program Of China (973 Program), de National Science Foundation for Distinguished Young Scholar, China (Grant no., 51125020), de National Natural Science Foundation of China (Grant no. 51305009), en State Key Laboratory of Robotics and System (HIT) zijn dankbaar erkend. De auteurs willen ook het personeel van Beijing Badaling Safari World bedanken voor de hulp bij het maken van foto ‘ s van geiten.