Luận án Nghiên cứu phát triển mô hình thiết bị tự di chuyển nhờ rung động

i 
 Ờ 
Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận án này là công trình nghiên 
cứu khoa học độc lập của bản thân thực hiện. Các số liệu sử dụng phân tích có 
nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định và chưa được sử dụng cho bất kỳ 
một khóa luận tốt nghiệp nào khác. Theo hiểu biết cá nhân, chưa có tài liệu khoa 
học nào tương tự được công bố, trừ những thông tin tham khảo được trích dẫn. 
 Thái Nguyên, ng y 12 tháng 4 năm 2021 
 ờ t ự n 
La Ngọc Tuấn 
ii 
 Ờ 
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn khoa học của tôi, 
PGS.TS. Nguyễn Văn Dự, người đã tận tình chỉ bảo, động viên và giúp đỡ tôi rất 
nhiều trong suốt thời gian nghiên cứu và làm luận án tốt nghiệp. Tôi cũng xin cảm 
ơn Công ty TNHH Chế tạo máy Thái An, Xưởng cắt gọt kim loại - Khoa Cơ khí chế 
tạo - Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Vinh đã giúp đỡ tôi trong việc gia công, 
chế tạo các thiết bị thí nghiệm của đề tài này. 
Tôi xin cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm khoa Cơ khí chế tạo - 
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Vinh đã tạo điều kiện để tôi được tham gia học 
tập và hoàn thành luận án. 
Lòng biết ơn chân thành tôi xin bày tỏ tới những người thân trong gia đình đã 
hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian qua. Đặc biệt là vợ tôi 
Nguyễn Thị Thúy Hằng người đã đảm nhiệm thay tôi trong quá trình tôi xa nhà để 
tham gia và hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi cũng muốn nói lời cảm ơn 
tới gia đình bác Chuân - Thứ, gia đình bạn Thanh - Huệ đã chăm sóc, động viên tôi 
trong suốt thời gian tôi sống và học tập ở đây. 
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp từ 
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên và Trường Đại 
học Sư Phạm Kỹ thuật Vinh đã hỗ trợ và giúp đỡ trong thời gian học tập, nghiên 
cứu của tôi. 
iii 
 Ụ Ụ 
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i 
LỜI C M N ............................................................................................................. ii 
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii 
CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LU N ÁN ............................................................. vi 
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ vii 
DANH MỤC B NG BIỂU ..................................................................................... xiv 
DANH MỤC CÁC K HI U................................................................................... xv 
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 
I. Tính cấp thiết ................................................................................................................. 1 
II. Mục tiêu, nội dung nghiên cứu ................................................................................... 3 
II.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 3 
II.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 3 
III. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 4 
IV. nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn ..................................................................... 4 
IV.1. nghĩa khoa học ........................................................................................ 4 
IV.2. nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 4 
V. Các đóng góp mới ....................................................................................................... 5 
V. Cấu trúc luận án ........................................................................................................... 5 
CH NG 1. T NG QUAN NGHI N CỨU VỀ THIẾT B TỰ DI CHUYỂN ....... 6 
1.1. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị tự di chuyển ...................................................... 6 
1.1.1. Thiết bị tự di chuyển có cơ cấu dẫn động ngoài ........................................ 6 
1.1.2. Thiết bị tự di chuyển không có cơ cấu dẫn động ngoài ........................... 10 
1.2. Các nghiên cứu về thiết bị tự di chuyển nhờ rung động không có va đập........... 12 
1.3. Các nghiên cứu về thiết bị tự di chuyển nhờ rung động có va đập ...................... 20 
1.4. Kết luận Chương 1 .................................................................................................. 32 
CH NG 2. C SỞ KHOA H C NGHI N CỨU THIẾT B TỰ DI CHUYỂN 
NHỜ RUNG ĐỘNG ................................................................................................. 34 
2.1. Mô hình hóa thiết bị tự di chuyển .......................................................................... 34 
iv 
2.1.1. Mô hình vật lý .......................................................................................... 34 
2.1.2. Mô hình toán học ..................................................................................... 35 
2.2. Phân tích động lực học trong miền thời gian (time history) ................................. 38 
2.3. Phân tích động lực học bằng đồ thị pha và bản đồ Poincar ................................ 41 
2.3.1. Phân tích đồ thị pha ................................................................................. 41 
2.3.2. Bản đồ Poincar ....................................................................................... 43 
2.4. Phân tích động lực học bằng đồ thị rẽ nhánh (Bifurcation diagram) ................... 46 
2.5. Các công cụ phân tích động lực học bằng giải tích số .......................................... 48 
2.5.1. Phần mềm XPPAUTO ............................................................................. 49 
2.5.2. Phần mềm Dynamics ............................................................................... 51 
2.5.3. Phần mềm OriginLab ............................................................................... 53 
2.6. Kết luận Chương 2 .................................................................................................. 53 
CH NG 3. XÂY DỰNG H THỐNG TH NGHI M ......................................... 55 
3.1. Yêu cầu của hệ thống thí nghiệm ........................................................................... 55 
3.2. Kết cấu cơ khí cho hệ thống thí nghiệm ................................................................ 55 
3.2.1. Bộ tạo rung (shaker) ................................................................................ 56 
3.2.2. Bộ phận thay đổi lực ma sát .................................................................... 58 
3.3. Lựa chọn, lắp đặt thiết bị đo ................................................................................... 59 
3.3.1. Các thông số và yêu cầu đo ..................................................................... 59 
3.3.2. Lựa chọn thiết bị đo và thu thập dữ liệu .................................................. 61 
3.4. Chế tạo, lắp đặt hệ thống và vận hành thử nghiệm ............................................... 69 
3.4.1. Thực nghiệm xác định thông số kết cấu, thông số vận hành ................... 69 
3.4.2. Lắp đặt và vận hành hệ thống thí nghiệm ................................................ 73 
3.5. Kết luận Chương 3 .................................................................................................. 74 
CH NG 4. ĐỀ XUẤT M HÌNH THIẾT B TỰ DI CHUYỂN MỚI ................. 75 
4.1. Mô hình hóa hệ thống mới đề xuất ........................................................................ 75 
4.1.1. Mô hình vật lý .......................................................................................... 75 
4.1.2. Kiểm nghiệm nhanh mô hình bằng phương pháp giải tích số ................. 77 
4.1.3. Mô hình hóa hệ thống tự di chuyển nhờ rung động ................................ 78 
v 
4.2. Thí nghiệm kiểm chứng mô hình ........................................................................... 80 
4.2.1. Thiết lập thí nghiệm ................................................................................. 80 
4.2.2. Kết quả kiểm chứng mô hình ................................................................... 80 
4.3. Phân tích ứng xử động lực học cơ hệ ..................................................................... 87 
4.3.1. nh hưởng của tần số lực kích thích ....................................................... 88 
4.3.2. nh hưởng của biên độ lực kích thích ..................................................... 89 
4.3.3. nh hưởng của tỉ lệ giữa các khối lượng ................................................ 90 
4.3.4. nh hưởng của độ cứng phi tuyến của lò xo ........................................... 91 
4.4. Đánh giá mô hình mới ............................................................................................ 93 
4.4.1. Thực nghiệm kiểm chứng mô hình toán .................................................. 94 
4.4.2. So sánh khả năng dịch chuyển ................................................................. 96 
4.4.3. So sánh đặc tính động lực học ................................................................. 99 
4.5. Kết luận Chương 4 ................................................................................................ 101 
KẾT LU N V H ỚNG NGHI N CỨU TIẾP THEO ....................................... 103 
1. Kết luận ..................................................................................................................... 103 
2. Hướng nghiên cứu tiếp theo .................................................................................... 103 
CÁC C NG TRÌNH KHOA H C Đ C NG BỐ CỦA NGHI N CỨU ............ 104 
T I LI U THAM KH O ....................................................................................... 106 
vi 
 Á HỮ V ẾT TẮT T Á 
T ứ tự ữ v ết tắt n 
1. DAQ Data Acquisition System - hệ thống thu thập dữ liệu 
2. DC Direct Current - Nguồn điện một chiều 
3. LVDT 
Linear Variable Displacement Transformer - Cảm biến 
dịch chuyển 
4. RLC 
Mạch điện gồm điện trở (R), cuộn cảm (L) và tụ điện (C), 
mắc nối tiếp tạo thành một dao động điều hòa cho dòng 
điện và cộng hưởng 
5. PZT Lead Zirconate Titanate (Pb[ZrxTi(1-x)]O3) - Gốm áp điện 
6. SMA Shape memory alloy - Hợp kim nhớ hình 
7. TNUT 
Thai Nguyen University of Technology - Trường Đại học 
Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên 
vii 
D H Ụ HÌ H VẼ 
Hình 1. Ví dụ thiết bị có cơ cấu dẫn động ngoài (a) và không có cơ cấu dẫn động 
ngoài (b) ................................................................................................................... 1 
Hình 1.1. Rô-bốt có bánh xe dẫn động (a) và rô-bốt có bánh xích dẫn động (b) ............. 6 
Hình 1.2. Một rô-bốt có chân bước khi di chuyển trên đường bằng và khi lên dốc ........ 7 
Hình 1.3. Nguyên lý biến dạng (a) và sơ đồ nguyên lý (b) của rô-bốt sâu đo .................. 9 
Hình 1.4. Mô hình nguyên lý làm việc của rô-bốt sâu đo .................................................. 9 
Hình 1.5. Sơ đồ hoạt động của máy đào ngầm ngang Moling ........................................ 11 
Hình 1.6. Các nguyên tắc hình thành dịch chuyển của cơ hệ nhờ tương tác giữa các 
khối lượng ............................................................................................................... 12 
Hình 1.7. Mô hình mô tả nguyên tắc của hệ tự di chuyển gồm hai khối lượng ............. 12 
Hình 1.8. nh chụp thiết bị tự di chuyển nhờ rung động dùng động cơ tuyến tính 
chuyển động th ng (a); mô hình điều khiển chuyển động (b) ............................. 14 
Hình 1.9. Mô hình sử dụng khối lượng lệch tâm ............................................................. 16 
Hình 1.10. Mô hình thiết bị tự di chuyển dùng khối lượng lệch tâm (a); Mô hình điều 
khiển vận tốc góc (b); Đồ thị time history lượng dịch chuyển của rô-bốt (c) .... 17 
Hình 1.11. Mô hình giới hạn đàn hồi vi mô thể hiện các giai đoạn dính (a); chu n bị 
trượt (b) và trượt (c) của cơ cấu tự di chuyển sử dụng khối lượng lệch tâm ...... 18 
Hình 1.12. Mô hình hệ khối lượng - lò xo kích thích bằng xung lực điện từ ................. 18 
Hình 1.13. Mô hình tạo rung động bởi thanh PZT dẫn động cơ cấu tự di chuyển......... 19 
Hình 1.14. Mô hình điều chỉnh và xác định lực ma sát của rô-bốt trên mặt ph ng 
nghiêng .................................................................................................................... 19 
Hình 1.15. Mô hình va đập của máy khoan va đập (a); mô hình rung động - va đập cải 
tiến do Pavlovskaia cùng cộng sự đề xuất và phát triển (b,c). ............................. 21 
viii 
Hình 1.16. Mô hình thí nghiệm hệ thống tự di chuyển theo phương ngang dựa trên 
nguyên lý rung động - va đập ................................................................................ 21 
Hình 1.17. Sơ đồ mạch RLC (a) và nguyên lý hoạt động của thiết bị tự di chuyển (b) 22 
Hình 1.18. Mô hình thực nghiệm cơ cấu tự di chuyển RLC (a) và đồ thị lượng dịch 
chuyển theo thời gian (b). ...................................................................................... 22 
Hình 1.19. Sơ đồ khối thí nghiệm trên mô hình thực cơ cấu tự di chuyển RLC có bổ 
sung lò xo nối giữa lõi sắt và thân thiết bị ............................................................ 23 
Hình 1.20. Sơ đồ nguyên lý làm việc (a) và sơ đồ khối thí nghiệm (b) của cơ cấu tự di 
chuyển RLC09 ........................................................................................................ 24 
Hình 1.21. Mô hình vật lý của capsubot sử dụng nguyên tắc rung động và va đập....... 25 
Hình 1.22. Mô hình thí nghiệm thiết bị tự di chuyển sử dụng động cơ tuyến tính (a) và 
sơ đồ khối đo các tham số của hệ thống (b) .......................................................... 26 
Hình 1.23. Mô hình vật lý (a) và ảnh chụp mô hình thực (b) của hệ thống thí nghiệm 
dùng thiết bị phát rung động lực học ..................................................................... 27 
Hình 1.24. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu tự di chuyển dùng hệ Duffing (a) và đặc tính phi 
tuyến của lò xo trong cơ hệ (b) .............................................................................. 28 
Hình 1.25. Mô hình vật lý capsubot khai thác rung động - va đập theo hai phía ........... 29 
Hình 1.26. Mô hình vật lý thiết bị tự di chuyển khai thác va đập hai phía (a) và ảnh 
chụp hệ thống thiết bị thí nghiệm (b) .................................................................... 29 
Hình 1.27. Sơ đồ khối thí nghiệm cơ cấu va đập hai phía ............................................... 30 
Hình 1.28. nh chụp capsubot tự di chuyển nhờ rung động và va đập hai phía (a) và 
sơ đồ khối thí nghiệm (b) ........................ ... ciences, vol. 174, p. 105506, 2020/05/15/ 2020. 
[7] P. Valdastri, R. J. Webster, C. Quaglia, M. Quirini, A. Menciassi, and P. Dario, "A 
New Mechanism for Mesoscale Legged Locomotion in Compliant Tubular 
Environments," IEEE Transactions on Robotics, vol. 25, pp. 1047-1057, 2009. 
[8] E. Cheung, M. E. Karagozler, S. Park, and B. K. a. M. Sitti, "A New Endoscopic 
Microcapsule Robot using Beetle Inspired Microfibrillar Adhesives," in 
International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 2005, pp. 551-
557. 
[9] H. Park, S. Park, E. Yoon, B. Kim, and J. P. a. S. Park, "Paddling based Microrobot 
for Capsule Endoscopes," in International Conference on Robotics and 
Automation, 2007, pp. 3377-3382. 
[10] S. Yang, K. Park, J. Kim, T. S. Kim, and I.-J. C. a. E.-S. Yoon, "Autonomous 
Locomotion of Capsule Endoscope in Gastrointestinal Tract " in 33rd Annual 
International Conference of the IEEE EMBS, 2011, pp. 6659-6663. 
[11] R. Carta, M. Sfakiotakis, N. Pateromichelakis, J. Thon , D. P. Tsakiris, and R. 
Puers, "A multi-coil inductive powering system for an endoscopic capsule with 
vibratory actuation," Sensors and Actuators A: Physical, vol. 172, pp. 253-258, 
2011/12/01/ 2011. 
107 
[12] E. Pavlovskaia, M. Wiercigroch, K.-C. Woo, and A. A. Rodger, "Modelling of 
Ground Moling Dynamics by an Impact Oscillator with a Frictional Slider," 
Meccanica, vol. 38, pp. 85-97, 2003. 
[13] V.-D. Nguyen, K.-C. Woo, and E. Pavlovskaia, "Experimental study and 
mathematical modelling of a new of vibro-impact moling device," International 
Journal of Non-Linear Mechanics, vol. 43, pp. 542-550, 2008. 
[14] B. Guo, Y. Liu, and S. Prasad, "Modelling of capsule-intestine contact for a self-
propelled capsule robot via experimental and numerical investigation," Nonlinear 
Dynamics, 06/10 2019. 
[15] Y. Yan, Y. Liu, L. Manfredi, and S. Prasad, "Modelling of a vibro-impact self-
propelled capsule in the small intestine," Nonlinear Dynamics, vol. 96, pp. 123-
144, 2019/04/01 2019. 
[16] J. Ju, Q. Wang, and K. Zhang, "Design and analysis of a novel micro-robot driving 
platform," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal 
of Mechanical Engineering Science, vol. 233, pp. 3849-3857, 2019/06/01 2018. 
[17] T.-H. Duong, V.-D. Nguyen, H.-C. Nguyen, N.-P. Vu, N.-K. Ngo, and V.-T. 
Nguyen, "A new design for bidirectional autogenous mobile systems with two-side 
drifting impact oscillator," International Journal of Mechanical Sciences, vol. 140, 
pp. 325-338, 2018. 
[18] Y. Yan, Y. Liu, J. Páez Chávez, F. Zonta, and A. Yusupov, "Proof-of-concept 
prototype development of the self-propelled capsule system for pipeline 
inspection," Meccanica, vol. 53, pp. 1997-2012, 2018/06/01 2018. 
[19] Z. Du, H. Fang, X. Zhan, and J. Xu, "Experiments on vibration-driven stick-slip 
locomotion: A sliding bifurcation perspective," Mechanical Systems and Signal 
Processing, vol. 105, pp. 261-275, 2018/05/15/ 2018. 
[20] V.-D. Nguyen, H.-C. Nguyen, N.-K. Ngo, and N.-T. La, "A New Design of 
Horizontal Electro-Vibro-Impact Devices," Journal of Computational and 
Nonlinear Dynamics, vol. 12, 2017. 
[21] Y. Liu, E. Pavlovskaia, and M. Wiercigroch, "Experimental verification of the 
vibro-impact capsule model," Nonlinear Dynamics, vol. 83, pp. 1029-1041, 2015. 
[22] N. A. Sobolev and K. S. Sorokin, "Experimental investigation of a model of a 
vibration-driven robot with rotating masses," Journal of Computer and Systems 
Sciences International, vol. 46, pp. 826-835, 2007. 
[23] P. Liu, H. Yu, and S. Cang, "Modelling and analysis of dynamic frictional 
interactions of vibro-driven capsule systems with viscoelastic property," European 
Journal of Mechanics - A/Solids, vol. 74, pp. 16-25, 2019/03/01/ 2019. 
108 
[24] P. Liu, H. Yu, and S. Cang, "On the dynamics of a vibro-driven capsule system," 
Archive of Applied Mechanics, vol. 88, pp. 2199–2219, 08/02 2018. 
[25] Y. Liu, E. Pavlovskaia, D. Hendry, and M. Wiercigroch, "Vibro-impact responses 
of capsule system with various friction models," International Journal of 
Mechanical Sciences, vol. 72, pp. 39-54, 2013. 
[26] A. Nunuparov, F. Becker, N. Bolotnik, I. Zeidis, and K. Zimmermann, "Dynamics 
and motion control of a capsule robot with an opposing spring," Archive of Applied 
Mechanics, 2019/06/11 2019. 
[27] X. Zhan, J. Xu, and H. Fang, "A vibration-driven planar locomotion robot—Shell," 
Robotica, vol. 36, pp. 1402-1420, 2018. 
[28] V.-D. Nguyen, T.-H. Duong, N.-H. Chu, and Q.-H. Ngo, "The effect of inertial 
mass and excitation frequency on a Duffing vibro-impact drifting system," 
International Journal of Mechanical Sciences, vol. 124-125, pp. 9-21, 2017. 
[29] J. Fan, C. Li, Z. Yang, S. Chen, J. Cao, and C. Dou, "On discontinuous dynamics of 
a 2-DOF oscillator with an one-sided rigid obstacle," International Journal of Non-
Linear Mechanics, vol. 118, p. 103261, 2020/01/01/ 2020. 
[30] J. Xu and H. Fang, "Improving performance: recent progress on vibration-driven 
locomotion systems," Nonlinear Dynamics, 2019/05/03 2019. 
[31] P. Liu, H. Yu, and S. Cang, "Optimized adaptive tracking control for an 
underactuated vibro-driven capsule system," Nonlinear Dynamics, vol. 94, pp. 
1803-1817, 2018/11/01 2018. 
[32] M. V. Golitsyna, "Periodic Regime of Motion of a Vibratory Robot under a Control 
Constraint," Mechanics of Solids, vol. 53, pp. 49-59, 2018/07/01 2018. 
[33] F. L. Chernous'ko, "Optimal Control of Two-Dimensional Motions of a Body by a 
Movable Mass," IFAC-PapersOnLine, vol. 51, pp. 232-235, 2018/01/01/ 2018. 
[34] V.-D. Nguyen, H.-D. Ho, T.-H. Duong, N.-H. Chu, and Q.-H. Ngo, "Identification 
of the Effective Control Parameter to Enhance the Progression Rate of Vibro-
Impact Devices With Drift," Journal of Vibration and Acoustics, vol. 140, p. 
011001, 2017. 
[35] Y. Liu, E. Pavlovskaia, M. Wiercigroch, and Z. Peng, "Forward and backward 
motion control of a vibro-impact capsule system," International Journal of Non-
Linear Mechanics, vol. 70, pp. 30-46, 2015. 
[36] B. He, B. R. Wang, T. H. Yan, and Y. Y. Han, "A Distributed Parallel Motion 
Control for the Multi-Thruster Autonomous Underwater Vehicle," Mechanics 
Based Design of Structures and Machines, vol. 41, pp. 236-257, 2013/02/15 2013. 
109 
[37] M. N. Huda and H. Yu, "Trajectory tracking control of an underactuated capsubot," 
Autonomous Robots, vol. 39, pp. 183-198, 2015/08/01 2015. 
[38] G. Su, C. Zhang, R. Tan, and H. Li, "A Design of the Electromagnetic Driver for 
the Internal Force-Static Friction Capsubot," in 2009 IEEE/RSJ International 
Conference on Intelligent Robots and Systems, 2009, pp. 613-617. 
[39] H. Li, K. Furuta, and F. L. Chernousko, "Motion Generation of the Capsubot Using 
Internal Force and Static Friction," in Proceedings of the 45th IEEE Conference on 
Decision and Control, 2006, pp. 6575-6580. 
[40] J. Xu and H. Fang, "Stick-Slip Effect in a Vibration-Driven System With Dry 
Friction: Sliding Bifurcations and Optimization," Journal of Applied Mechanics, 
vol. 81, p. 061001, 05/01 2014. 
[41] F. L. Chernous’ko, "The optimal periodic motions of a two-mass system in a 
resistant medium," Journal of Applied Mathematics and Mechanics, vol. 72, pp. 
116-125, 2008. 
[42] E. Pavlovskaia, M. Wiercigroch, and C. Grebogi, "Modeling of an impact system 
with a drift," Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys, vol. 64, p. 056224, Nov 
2001. 
[43] V. D. Nguyen and K. C. Woo, "New electro-vibroimpact system," Proceedings of 
the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical 
Engineering Science, vol. 222, pp. 629-642, 2008. 
[44] A. N. Grankin and S. F. Yatsun, "Investigation of vibroimpact regimes of motion of 
a mobile microrobot with electromagnetic drive," Journal of Computer and Systems 
Sciences International, vol. 48, pp. 155-163, 2009/02/01 2009. 
[45] K. A. Sapronov, A. A. Cherepanov, and S. F. Yatsun, "Investigation of motion of a 
mobile two-mass vibration-driven system," Journal of Computer and Systems 
Sciences International, vol. 49, pp. 144-151, 2010/02/01 2010. 
[46] E. Ottaviano, S. Grande, and M. Ceccarelli, "A Biped Walking Mechanism for a 
Rickshaw Robot#," Mechanics Based Design of Structures and Machines, vol. 38, 
pp. 227-242, 2010/04/30 2010. 
[47] D. Hosokawa, T. Ishikawa, H. Morikawa, Y. Imai, and T. Yamaguchi, 
"Development of a biologically inspired locomotion system for a capsule 
endoscope," Int J Med Robot, vol. 5, pp. 471-8, Dec 2009. 
[48] B. Kim, S. Park, and J. Park, "Microrobots for a capsule endoscope," 2009 
IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, pp. 
729-734, 2009. 
110 
[49] D. Hosokawa, T. Ishikawa, H. Morikawa, Y. Imai, and T. Yamaguchi, "A 
Locomotive System Mimicking Pedal Locomotion of Snails for the Capsule 
Endoscope," in 4th European Conference of the International Federation for 
Medical and Biological Engineering, 2009, pp. 1655–1659. 
[50] B. Kim, S. Lee, J. H. Park, and J. O. Park, "Design and Fabrication of a 
Locomotive Mechanism for Capsule-Type Endoscopes Using Shape Memory 
Alloys (SMAs)," IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 10, pp. 77-86, 
2005. 
[51] H. Liang, Y. Guan, Z. Xiao, C. Hu, and Z. Liu, "A screw propelling capsule robot," 
in International Conference on Information and Automation, 2011, pp. 786-791. 
[52] J. Chen, X. Zhu, and C. Qiu, "Locomotion and Steering Design of an Active 
Capsule Robot for Endoscopic Inspection " in International Conference on 
Robotics and Biomimetics, 2009. 
[53] N. V. Dự, N. H. Công, and D. T. Hùng, Mô hình hóa v hân tích động lực h c 
thiết bị tự h nh nh rung động: NXB Đại học Thái Nguyên, 2017. 
[54] J. Simicevic and R. L. Sterling, "Guidelines for Impact Moling," Engineering 
Research and Development Center (ERDC)2001. 
[55] F. L. Chernous'ko, "The optimum rectilinear motion of a two-mass system," 
Journal of Applied Mathematics and Mechanics, vol. 66, pp. 1-7, 2002/01/01/ 
2002. 
[56] F. L. Chernous'ko, "Two- and three-dimensional motions of a body controlled by 
an internal movable mass," Nonlinear Dynamics, 2019/05/30 2019. 
[57] N. N. Bolotnik and T. Y. Figurina, "Optimal control of the rectilinear motion of a 
rigid body on a rough plane by means of the motion of two internal masses," 
Journal of Applied Mathematics and Mechanics, vol. 72, pp. 126-135, 2008. 
[58] N. Bolotnik, F. L. Chernous'ko, and T. Figurina, "Optimal Control of a Two-body 
Vibration-driven Locomotion System in a Resistive Environment," IFAC-
PapersOnLine, pp. 091–096, 2015. 
[59] F. L. Chernous'ko, "Progressive Locomotion of a Chain of Bodies in a Resistant 
Medium," Procedia Engineering, vol. 199, pp. 552-557, 2017/01/01/ 2017. 
[60] F. L. Chernous'ko, "Locomotion of multibody robotic systems: Dynamics and 
optimization," Theoretical and Applied Mechanics, vol. 45, pp. 1-1, 01/01 2018. 
[61] H. Li and K. F. a. F. L. Chernous'ko, "Motion Generation of the Capsubot Using 
Internal Force and Static Friction," in Proceedings of the 45th IEEE Conference on 
Decision & Control, 2006, pp. 6575-6580. 
111 
[62] N. Huda, H.-N. Yu, and S. Oliver, "Self-contained Capsubot Propulsion 
Mechanism," International Journal of Automation and Computing, vol. 8, pp. 348-
356, 2011. 
[63] R. Carta, M. Sfakiotakis, N. Pateromichelakis, J. Thon , D. Tsakiris, and R. Puers, 
"A multi-coil inductive powering system for an endoscopic capsule with vibratory 
actuation," Sensors and Actuators A: Physical, vol. 172, 12/01 2011. 
[64] H. Yu, Y. Liu, and T. Yang, "Closed-loop tracking control of a pendulum-driven 
cart-pole underactuated system," Proceedings of the Institution of Mechanical 
Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, vol. 222, pp. 109-
125, 2008/03/01 2008. 
[65] Y. Liu, H. Yu, and S. Cang, "Modelling and motion control of a double-pendulum 
driven cart," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: 
Journal of Systems and Control Engineering, vol. 226, pp. 175-187, 2011. 
[66] G. N. Pengcheng Liu, Qinbing Fu, Simon Pearson and Hongnian Yu, "Energy-
Efficient Design and Control of a Vibro-Driven Robot," in International 
Conference on Intelligent Robots and Systems, 2018, pp. 1464-1469. 
[67] P. Liu, M. Nazmul Huda, Z. Tang, and K. Sun, "A self-propelled robotic system 
with a visco-elastic joint: dynamics and motion analysis," Engineering With 
Computers, 02/11 2019. 
[68] H. Fang and K. W. Wang, "Piezoelectric vibration-driven locomotion systems – 
Exploiting resonance and bistable dynamics," Journal of Sound and Vibration, vol. 
391, pp. 153-169, 2017/03/17/ 2017. 
[69] Russian Impact-Vibration Pile Driving Equipment. 
[70] A. M. Krivtsov and M. Wiercigroch, "Dry Friction Model of Percussive Drilling," 
Meccanica, vol. 34, pp. 425-434, 1999/12/01 1999. 
[71] A. M. Krivtsov and M. Wiercigroch, "Penetration rate prediction for percussive 
drilling via dry friction model," Chaos, Solitons & Fractals, vol. 11, pp. 2479-
2485, 12/01 2000. 
[72] E. Pavlovskaia and M. Wiercigroch, "Modelling of vibro-impact system driven by 
beat frequency," International Journal of Mechanical Sciences, vol. 45, pp. 623-
641, 2003. 
[73] V. D. Nguyen and K. C. Woo, "Nonlinear dynamic responses of new electro-
vibroimpact system," Journal of Sound and Vibration, vol. 310, pp. 769-775, 
2008/03/04/ 2008. 
112 
[74] J.-H. Ho, V.-D. Nguyen, and K.-C. Woo, "Nonlinear dynamics of a new electro-
vibro-impact system," Nonlinear Dynamics, vol. 63, pp. 35-49, 2010. 
[75] V.-D. Nguyen, H.-C. Nguyen, N.-K. Ngo, and N.-T. La, "A New Design of 
Horizontal Electro-Vibro-Impact Devices," Journal of Computational and 
Nonlinear Dynamics, vol. 12, p. 061002, 2017. 
[76] Y. Liu, S. Islam, E. Pavlovskaia, and M. Wiercigroch, "Optimization of the Vibro-
Impact Capsule System," Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering, 
vol. 62, pp. 430-439, 2016. 
[77] Y. Yan, Y. Liu, and M. Liao, "A comparative study of the vibro-impact capsule 
systems with one-sided and two-sided constraints," Nonlinear Dynamics, vol. 89, 
pp. 1063-1087, 2017/07/01 2017. 
[78] Y. Liu, J. Páez Chávez, B. Guo, and R. Birler, "Bifurcation analysis of a vibro-
impact experimental rig with two-sided constraint," Meccanica, 2020/05/11 2020. 
[79] B. Ermentrout, Simulating, Analyzing, and Animating Dynamical Systems: A Guide 
to XPPAUT for Researchers and Students: Society for Industrial and Applied 
Mathematics, 2002. 
[80] H. E. Nusse, J. A. Yorke, B. C. Hunt, B. R. Hunt, and E. J. Kostelich, Dynamics: 
Numerical Explorations: Springer New York, 1998. 
[81] E. Onajite, "Understanding Sample Data," pp. 105-115, 2014. 
[82] R. Figliola and D. E. Beasley, "Theory and design for mechanical measurements," 
1991. 
[83] G. Szeidl and L. Kiss, Mechanical Vibrations: An Introduction, 2020.