Динамика систем с подвижной внутренней массой на шероховатой плоскости

Проект направлен на исследование динамики механических систем, движущихся посредством перемещения внутренних элементов. Такие системы являются хорошей математической моделью для перспективных робототехнических устройств, называемых вибрационными роботами. Отличительной особенностью таких роботов является способ их перемещения, который основан на перераспределении внутренних масс, что вызывает силу реакции среды, приложенную к корпусу, в результате чего аппарат осуществляет движение относительно среды. Исследование динамики описанных систем и дальнейшая разработка и проектирование вибрационных капсульных роботов является актуальной и важной проблемой науки и техники, так как такие устройства в силу компактности и изолированности внутренних частей, могут иметь ряд преимуществ перед роботами иных типов и могут использоваться в совершенно разных сферах человеческой деятельности. В частности, одно из преимуществ - простота конструкции: такие технические системы могут иметь вид запаянных капсул, и взаимодействовать с окружающей средой только посредством внешней оболочки, без использования внешних движителей. Актуальность изучение вопросов связанных с динамикой таких устройств сопряжена с возможностью их выполнения в миниатюрных размерах, что позволяет их использовать в достаточно "деликатных" внешних средах, например, для осуществления медицинского обследования внутри человека или животного. В промышленности такие устройства в силу их конструктивных особенностей могут использоваться для исследования различных видов трубопроводов на предмет технического состояния и с целью выявления дефектов. В рамках проекта предлагается исследовать динамику капсульного робота, несущего подвижную внутреннюю массу и перемещающегося по плоской шероховатой поверхности. Между корпусом робота и опорной поверхностью возникают силы сухого трения. Планируется рассмотреть случай анизотропного трения, который ранее в такой постановке подробно не исследовался. Учет анизотропного трения позволяет расширить постановку задачи о движении капсульных роботов и исследовать качественно новые типы движения, которые имеют важное прикладное значение.