Мобильный робототехнический комплекс

Изобретение относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах. Мобильный робототехнический комплекс содержит мобильный робот, который представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства. Мобильный робототехнический комплекс снабжен системой видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа, связанной с постом дистанционного наблюдения. Изобретение обеспечивает возможность получения непрерывной визуальной информации о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс, увеличивает эффективность использования и срок службы мобильного робота при его использовании в зонах высокого риска разрушения, повышает точность дистанционных манипуляций с предметами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах. Работа включает следующие оперативно-тактические действия: разведка территории, наблюдение за потенциально опасными объектами, обезвреживание этих объектов путем эвакуации или дезактивации, а также решение других подобных задач.

1. Известен Мобильный робототехнический комплекс по патенту RU №2241594 от 2004.12.10. В состав комплекса входит телеуправляемый мобильный робот и пост дистанционного управления. Робот содержит антропоморфный манипулятор, установленный на корпусе шасси, самоходное шасси, блоки электроавтоматики и телемеханики. Силовое плечо манипулятора выполнено в виде жесткой пространственной рамы, состоящей из продольных щек и поперечных стяжек, и в головной части содержит активный шарнир дифференциального типа, а также разгрузочные пружины, соединяющие головную часть плеча с опорно-поворотной платформой манипулятора. Изобретение позволяет в дистанционно управляемом режиме работы с помощью антропоморфного манипулятора на максимальном вылете его "руки" обеспечить выполнение операций, связанных с перемещением предметов, вес которых равен или более собственного веса манипулятора.

Как следует из описания, названный аналог не позволяет осуществлять гибкое конфигурирование состава и структуры комплекса в соответствии с конкретной оперативно-тактической задачей, что является его недостатком.

2. Известны мобильные робототехнические комплексы семейства «МРК-25», в т.ч. «МРК-25УТ», предназначенные для ведения визуальной разведки внутри помещений и на местности с помощью бортовой телевизионной системы робота, обезвреживания взрывоопасных предметов (ВОП) путем блокировки радиовзрывателей и контейнирования в специальный контейнер, уничтожение ВОП с помощью гидроразрушителя, укрепленного на мобильном роботе, выполнения транспортных и технологических операций, в том числе при работе с ВОП. При всех несомненных достоинствах комплекса он, так же как и предыдущий аналог, не позволяет получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с нескольких ракурсов. Кроме того, обзорные телевизионные установки робота располагаются на правом и левом консольных кронштейнах опорно-поворотного устройства таким образом, что несмотря на наличие индивидуальных приводов наведения обзор окружающего пространства оказывается затруднен вследствие двух важных причин. Во-первых, практически половина кругового сектора обзора оказывается заслоненной плечом манипулятора при любых его положениях. Во-вторых, поворот опорно-поворотного устройства в азимутальной плоскости при работе манипулятором вызывает поворот обеих обзорных телевизионных установок, что далеко не во всех случаях желательно. Как следует из инструкции по эксплуатации, иное размещение обзорных телевизионных установок на мобильном роботе не предусматривается (Учебно-тренировочный робототехнический комплекс МРК-25УТ. Руководство по эксплуатации МРК-25УТ.00.00.000РЭ. Предприятие-изготовитель, 2000 г.).

3. Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков являются мобильный робототехнический комплекс по патенту RU 2364500 от 31.10.2007 г. - прототип изобретения, включающий в свой состав мобильный робот, пост дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, причем мобильный робот представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях манипулятора и на корпусе транспортного средства, в состав каждого видеоблока входит видеокамера, заключенная в защитный кожух с источниками подсветки, по меньшей мере, один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, располагается на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, на транспортном средстве также укреплены приводы многостепенного манипулятора и сам манипулятор с захватным устройством, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации; комплекс снабжен выносной системой видеонаблюдения, а мобильный робот комплекса снабжен устройством доставки системы видеонаблюдения в заданную точку местности и ее оперативного развертывания, в комплект же дополнительного оборудования введена раздвижная телескопическая штанга-удлинитель, снабженная на одном конце узлом вертикального крепления ее в кормовой части транспортного средства мобильного робота и на другом конце снабженная узлом крепления привода наведения видеоблока, выполняющего обзорные функции.

При всех несомненных достоинствах комплекса он, так же как и предыдущий аналог, не позволяет получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с любого ракурса. Кроме того, использование выносной системы видеонаблюдения, устанавливаемой самим роботом, значительно увеличивает время подготовки робота к работе. Дополнительная камера позволяет наблюдать объект с еще одного ракурса, но не позволяет оперативно получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с разных ракурсов.

Изобретение имеет своей целью расширение функциональных возможностей мобильного робототехнического комплекса за счет достижения следующих полезных технических результатов.

1. Обеспечиваются возможности получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс.

2. Увеличивается эффективность использования и срок службы мобильного робота при его использовании в зонах высокого риска разрушения.

3. Повышается точность дистанционных манипуляций с предметами.

4. Снижается психоэмоциональное напряжение операторов при работе с взрывоопасными предметами.

Сущность изобретения, обеспечивающая достижение совокупности указанных технических результатов, заключается в следующем.

Обозначенная сущность изобретения связана с достижением каждого заявленного технического результата и всей их совокупности следующим образом соответственно.

1. Введение в комплекс системы видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа взамен выносной системы видеонаблюдения, позволит при необходимости использовать ее для наблюдения со стороны за действиями робота в целом, за действиями, осуществляемыми посредством манипулятора робота, а также осуществлять координацию действий операторов при работе в зоне операции двух и более мобильных роботов или же координацию при работе одного робота на нескольких объектах, расположенных на расстоянии прямой видимости один от другого, обеспечив при этом круговой сектор обзора с необходимого ракурса, причем наведение телевизионной установки не будет связано с движениями опорно-поворотного устройства и расположенного на нем манипулятора. Таким образом, будут обеспечены возможность получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс.

2. Мобильный робототехнический комплекс является дорогостоящим высокотехнологичным изделием, эффективность использования которого в зонах высокого риска разрушения и срок службы во многом зависят от возможности оперативно получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс (см. п. 1).

3. Повышение точности позиционирования самого мобильного робота и точности дистанционных манипуляций с удаленными предметами обеспечивается возможностью получать оперативно получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс (см. п. 1).

4. Снижение психоэмоционального напряжения операторов при работе со взрывоопасными предметами обеспечивается оперативно получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс (см. п. 1);

На рисунке 1 изображена структурная схема развернутого на местности робототехнического комплекса с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа.

Мобильный робототехнический комплекс включает в свой состав мобильный робот (1), интегрированный пост дистанционного управления (2), систему двусторонней связи (не показана) между постом (2) и роботом (1), обеспечивающую канал связи (3) и комплект дополнительного оборудования. В базовый комплект дополнительного оборудования входят различные устройства и механизмы, которыми оснащается робот, применительно к конкретной оперативной задаче. В этот комплект входят транспортная прицепная тележка, автомобильный эвакуатор, комплект губок схвата различной конфигурации, кронштейны-держатели разрушителей взрывоопасных предметов и другие элементы (не показаны). Собственно мобильный робот (1) представляет собой самоходное телеуправляемое транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной двусторонней связи с постом управления (2) и бортовая телевизионная система. Бортовая телевизионная система включает в себя отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях манипулятора и на корпусе транспортного средства, в состав каждого видеоблока, в свою очередь, входит видеокамера, заключенная в защитный кожух с источниками подсветки. Один из видеоблоков (4), выполняющий обзорные функции, располагается на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях (5). На транспортном средстве также укреплены приводы многостепенного манипулятора (не показаны) и сам манипулятор (6) с захватным устройством (7), система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации (не показаны). Отличительной особенностью комплекса является то, что взамен дополнительной выносной системы видеонаблюдения он дополнительно снабжен системой видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа с собственной системой связи и управления, обеспечивающей канал (8) связи и управления системы видеонаблюдения и интегрированного поста дистанционного управления (2). Дополнительная система видеонаблюдения представляет собой видеоблок (10), смонтированный на беспилотном летательном аппарате винтового типа (9). На этом же беспилотном летательном аппарате смонтирована система связи с базовым удаленным постом управления системы, в качестве которого может быть использован или пост, интегрированный в общий пост (2) дистанционного управления мобильным робототехническим комплексом, или, как вариант, отдельный пост управления беспилотным летательным аппаратом и дополнительной системой видеонаблюдения (не показан).

Мобильный робототехнический комплекс функционирует следующим образом. Для решения оперативной задачи, предусматривающей повышенную точность позиционирования самого мобильного робота, повышенную точность дистанционных манипуляций с удаленными предметами, во всех других случаях, когда необходимо получение непрерывной визуальной информации о месте работы с нескольких ракурсов, когда необходимо обеспечить улучшенный обзор окружающего мобильный робот пространства, - в этих случаях, мобильный робототехнический комплекс оснащается системой видеонаблюдения, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа (9), несущий на своем рабочем органе видеоблок (10), выполняющий обзорные функции. Оператор приводит в действие беспилотный летательный аппарат и дистанционно активирует смонтированную на нем систему видеонаблюдения. Система передает на пост управления видеосигнал, позволяющий определить оптимальный маршрут движения робота. Управление работой мобильного робототехнического комплекса, включая управление системами и механизмами мобильного робота и дополнительной системы видеонаблюдения, может осуществляться как с единого интегрированного поста дистанционного управления (2) одним оператором, так и с отдельных постов управления мобильным роботом, беспилотным летательным аппаратом и дополнительной системой видеонаблюдения двумя операторами, находящимися в вербальном контакте.

Источники информации

1. Патент 2364500, Российская Федерация, МПК В25J 5/00. Мобильный робототехнический комплекс [Текст] / Лебедев В.В. и др.; заявитель и патентообладатель ОАО «Ковровский электромеханический завод. - №2007140387/02; заявл. 31.10.07; опубл. 20.08.09.

2. Патент 2241594, Российская Федерация, МПК В25J 5/00. Мобильный робототехнический комплекс [Текст] / Лукьянчиков В.В.; заявитель и патентообладатель Лукьянчиков В.В. - №2003109640/02; заявл. 07.04.03; опубл. 10.12.04.

3. Учебно-тренировочный робототехнический комплекс МРК-25УТ. Руководство по эксплуатации МРК-25УТ.00.00.000РЭ. Предприятие-изготовитель, 2000.

1. Мобильный робототехнический комплекс, содержащий мобильный робот, пост дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, содержащий транспортную прицепную тележку, автомобильный эвакуатор, комплект губок схвата различной конфигурации, кронштейны-держатели разрушителей взрывоопасных предметов, причем мобильный робот представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства, причем каждый видеоблок содержит видеокамеру, заключенную в защитный кожух с источниками подсветки, и по меньшей мере один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, расположен на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом на транспортном средстве укреплены манипулятор с захватным устройством и его приводы, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа, связанной с постом дистанционного наблюдения.

2. Мобильный робототехнический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что пост дистанционного управления выполнен интегрированным с совмещением в себе элементов управления мобильным роботом, беспилотным летательным аппаратом и системой видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, установленной на беспилотном летательном аппарате винтового типа.

3. Мобильный робототехнический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что пост дистанционного управления мобильным роботом и пост дистанционного управления беспилотным летательным аппаратом и системой видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, установленной на беспилотном летательном аппарате винтового типа, выполнены в виде отдельных устройств.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для построения колесных андроидных роботов, используемых внутри помещений. Шасси колесного робота содержит прямоугольную раму, два ведущих колеса, выполненные большего диаметра и с жестко закрепленными осями, два пассивных колеса, выполненные меньшего диаметра и свободно вращающимися вокруг вертикальной оси, и пятое пассивное колесо, выполненное большего диаметра и с жестко закрепленной осью.

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для построения колесных андроидных роботов. Устройство для подъема и пускания торса андроидного робота содержит основание, на котором закреплен двигатель, и гайку, навинченную на винт, опирающийся на подшипник.

Робототехнический комплекс содержит самоходное управляемое транспортное средство, пульт дистанционного управления, систему управления движением, систему навигации, систему связи и передачи данных, комплект специального оборудования, систему технического зрения, исполнительные механизмы.

Изобретение относится к робототехнике и может найти применение в качестве мобильного робота и самодвижущейся транспортной тележки для использования в цехах промышленных предприятий с высокими градиентами окружающей температуры.

Изобретение относится к сканирующей зондовой микроскопии, микромеханике, робототехнике и нанотехнологии. Шагающий робот-нанопозиционер предназначен для прецизионного перемещения зонда микроскопа или исследуемого под микроскопом образца и содержит перемещаемую платформу, более трех опор и несущую поверхность, его конструктивные элементы изготовлены из материалов с малыми коэффициентами теплового расширения.

Изобретение относится к военной технике, а именно к способам применения многофункциональных робототехнических комплексов, предназначенных для дистанционной работы, и может быть использовано для решения задач обеспечения боевых действий сухопутных войск.

Изобретение относится к военной и специальной технике а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в условиях боевых действий, а также в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах.
В способе перед началом выполнения работ устанавливают значения параметров для управления машиной. Далее оператор указывает направление на объект с одновременным измерением, по меньшей мере, одного угла направления на объект относительно базового направления, с последующим автоматизированным управлением движениями машины и/или ее подвижных частей.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в роботах, предназначенных для ликвидации чрезвычайных ситуаций, например, для обнаружения и уничтожения взрывоопасных устройств.

Изобретение относится к области робототехники, а именно к робототехническим средствам, предназначенным для работы в дистанционном режиме в особо опасных условиях без участия человека. Способ автоматического управления наземным робототехническим комплексом включает радиообмен между пультом управления и объектом управления, обеспечение ввода и обработки входной информации, поступающей от бортовых датчиков, осуществление вычисления текущей ориентации и местоположения робототехнического комплекса. При этом осуществляют автоматический возврат робототехнического комплекса в точку старта или в зону уверенного радиообмена при потере радиосвязи между пультом и объектом управления по ранее пройденной траектории с корректировкой этой траектории в обход обнаруженных препятствий. Для этого производится реализация на борту робототехнического комплекса базовых алгоритмов движения в заранее неизвестной обстановке. Предлагаемое техническое решение позволит решить задачу трехмерной визуализации робототехнического комплекса в окружающей обстановке с наложением опасных факторов аварийной ситуации и задачу автономных движений по скорректированным при необходимости траекториям. 1 ил.

Для реализации задачи обнаружения препятствий, возникающих на пути движения мобильного робототехнического комплекса, используют ультразвуковые датчики, установленные по периметру комплекса. Перед началом движения в системе управления задают предельную дальность обнаружения препятствия и вводят зону гистерезиса, когда расстояние до препятствия находится на границе зоны обнаружения. После выбора основного направления движения и начала движения осуществляют непрерывную обработку данных с ультразвуковых датчиков. После обнаружения препятствия определяют угол поворота комплекса для выполнения маневра по объезду препятствия, для чего в состав комплекса введен аналоговый датчик угловой скорости - микромеханический гироскоп. Для исключения влияния на точность вычисления угла поворота перед использованием комплекса проводят калибровочные работы, складывающиеся из двух частей. Первая - калибровка «нуля» датчика и принятие постоянной поправки X к значению угловой скорости. Вторая - нахождение масштабных коэффициентов К1, К2 для вычисления значений угла поворота. Для получения требуемой точности выполняют предварительную фильтрацию оцифрованного сигнала угловой скорости по методу скользящего среднего. Для получения значения угла - численное интегрирование значения угловой скорости с учетом коэффициента К. Достигается определение с высокой точностью угла поворота для выбора дальнейшего направления движения. 5 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для транспортировки и заливки воды в баки на фермы. Технический результат - повышение скорости доставки воды на фермы. Электроробот-водовоз содержит цистерну, двигатель, люк с автоматическим люкозатворным механизмом, насос, датчик уровня воды в баке, электрифицированную платформу, кабину. Также он содержит пантограф для питания электроробота-водовоза по контактной сети постоянного тока, манипулятор со шлангом для слива воды в бак, две веб-камеры внешнего вида с адаптером, две веб-камеры для контроля работы манипулятора, wi-fi передатчик для связи с центром управления и систему управления. Система управления содержит микроконтроллер, блок синхронизации для контроля места остановки электроробота-водовоза, регулятор скорости и блок диагностики электрических и механических узлов. 2 ил.

Изобретение относится к модулю обнаружения препятствий и роботу-уборщику, включающему упомянутый модуль. Робот-уборщик содержит корпус, приводное устройство для приведения в движение корпуса, модуль обнаружения препятствий для обнаружения препятствий вокруг корпуса и устройство управления для управления приводным устройством на основании результатов, полученных модулем обнаружения препятствий. Модуль обнаружения препятствий содержит по меньшей мере один излучатель света и приемник света. Излучатель света включает в себя источник света и широкоугольную линзу для преломления или отражения света от источника света для рассеивания падающего света в виде плоского света. Приемник света содержит отражающее зеркало для повторного отражения отраженного света, отражаемого препятствием, для генерации отраженного света, оптическую линзу, отнесенную от отражающего зеркала на заданное расстояние, чтобы позволить отраженному свету проходить через оптическую линзу, и датчик изображений и схему обработки изображений. Изобретение позволяет повысить точность обнаружения препятствий без использования множества датчиков или отдельного сервомеханизма. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 52 ил.
Наверх