要約
非弾性衝突を行うようにモデル化された一部の機械システムは、無衝突ソリューションとして知られる、エネルギーを節約する断続的接触ソリューションを備えています。
このような解決策は、平地を飛び跳ねたり歩いたりする動作を継続的に表現するもので、動物の移動運動を理解したり、効率的な歩行機械を設計したりするために重要である可能性があります。
これまで、無衝突運動は、単純な 2 自由度 (DOF) システム、または調和近似で 2-DOF サブシステムに分離されたシステムで解析的に研究されてきました。
この論文では、N-DOF システムに考察を拡張し、一般的な定式化の特殊な N = 2 の場合として既知の解を回収します。
調和近似では、無衝突解がシステムのスペクトルによって決定されることを示します。
解の存在条件を定式化します。これには、運動の最も拘束されたフェーズに少なくとも 1 つの振動正規モードが存在する必要があります。
開発された一般的なフレームワークのアプリケーションは、武装した直立胴体を備えた Biped の揺動運動に対する衝突のないソリューションを見つけることによって説明されます。
要約(オリジナル)
Some mechanical systems, that are modeled to have inelastic collisions, nonetheless possess energy-conserving intermittent-contact solutions, known as collisionless solutions. Such a solution, representing a persistent hopping or walking across a level ground, may be important for understanding animal locomotion or for designing efficient walking machines. So far, collisionless motion has been analytically studied in simple two degrees of freedom (DOF) systems, or in a system that decouples into 2-DOF subsystems in the harmonic approximation. In this paper we extend the consideration to a N-DOF system, recovering the known solutions as a special N = 2 case of the general formulation. We show that in the harmonic approximation the collisionless solution is determined by the spectrum of the system. We formulate a solution existence condition, which requires the presence of at least one oscillating normal mode in the most constrained phase of the motion. An application of the developed general framework is illustrated by finding a collisionless solution for a rocking motion of a biped with an armed standing torso.
arxiv情報
| 著者 | Sergey Pankov |
| 発行日 | 2024-02-25 06:59:40+00:00 |
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