Робот-шар

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для создания новых моделей как автономных, так и дистанционно управляемых мобильных роботов. Робот-шар содержит полый корпус, выполненный в виде двух соединенных полусфер, рабочий орган и параллельный манипулятор. Параллельный манипулятор состоит из радиально расположенных звеньев, концы которых соединены с шарнирами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и рабочем органе, который снабжен блоком управления, системой приводов и блоком питания. При этом звенья выполнены с возможностью изменения их длины и согласованного с ним управляемого смещения рабочего органа. Технический результат заключается в повышении эффективности движения, маневренности и эксплуатационной надежности. 2 ил.

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для создания новых моделей как автономных, так и дистанционно управляемых мобильных роботов.

Известно самоходное средство (патент РФ №2315686, МПК B25J 9/00; B25J 11/00, опубл. 2008), характеризующееся тем, что содержит полую сферу, установленные внутри сферы двигатели, зафиксированные таким образом, что их геометрические оси перпендикулярны друг другу и пересекаются в геометрическом центре сферы; один из двигателей установлен на внутренней поверхности сферы и соединен посредством каркаса, выполненного в форме четверти окружности, со вторым двигателем, установленным на свободном конце упомянутого каркаса и снабженным аналогичным каркасом, связанным с его валом.

К недостаткам указанного робота относят низкую эффективность движения и низкую маневренность, связанные с тем, что для реализации роботом поворота в любом направлении необходимо, чтобы один из двигателей, установленный на внутренней поверхности сферы, был в верхней части шара.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению (прототип) является робот-шар (патент РФ №106215, МПК B62D 57/00, опубл. 2011), который содержит корпус, выполненный в виде полого шара, внутренний каркас, соединенный с корпусом шарниром, закрепленный на внутреннем каркасе первый электропривод, вал которого соединен с корпусом; так же на каркасе закреплен второй электропривод, на обоих концах сквозного вала которого закреплены дебалансы.

Недостатком указанного устройства является низкая маневренность, связанная с тем, что для устойчивого прямолинейного движения требуется установить дебалансы перпендикулярно внутреннему каркасу, что проблематично контролировать на пересеченной местности.

Задачей предлагаемого изобретения является создание робота-шара, обеспечивающего повышение эффективности движения, маневренности и эксплуатационной надежности.

Задача решается следующим образом. В робот-шар, содержащий полый корпус, выполненный в виде двух соединенных полусфер, и рабочий орган, введен параллельный манипулятор, состоящий из радиально расположенных звеньев, концы которых соединены с шарнирами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и рабочем органе, который снабжен блоком управления, системой приводов и блоком питания, причем звенья выполнены с возможностью изменения их длины и согласованного с ним управляемого смещения рабочего органа.

Сущность устройства поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена конструкция заявляемого робота-шара.

На фиг. 2 изображен процесс движения робота-шара.

Робот-шар содержит корпус 1, который состоит из двух соединенных между собой полусфер, радиально установленные звенья 2.1-2.4, концы которых соединены шарнирами 3.1-3.4 с внутренней поверхностью корпуса 1 и рабочим органом 4. Рабочий орган 4 содержит блок управления, блок питания, систему приводов, сенсорную систему, коммуникационную систему и грузовой отсек (на чертеже не показаны). Параллельный манипулятор состоит из звеньев 2.1-2.4 и шарниров 3.1-3.4.

Робот-шар работает следующим образом.

До начала движения рабочий орган 4 расположен в нижней части корпуса 1 таким образом, чтобы центр тяжести робота-шара находился ниже геометрического центра сферического корпуса, что позволяет роботу находиться в устойчивом стационарном положении (фиг. 2, а). Для осуществления движения в выбранном направлении непосредственно или дистанционно на систему приводов подаются управляющие сигналы, которые приводят в движение звенья 2.1-2.4, т.е. длина звеньев 2.1-2.4 начинает согласованно изменяться и приводит к управляемому смещению рабочего органа 4, а вместе с ним и центр тяжести всего робота из стационарного положения в требуемую сторону движения (фиг. 2, б). В результате появляется вращающий момент относительно геометрического центра сферического корпуса в ту сторону, куда отклонился рабочий орган 4, и корпус 1 робота-шара начинает вращаться. После того как центр тяжести робота-шара опять достигнет стационарного положения, производится очередное смещение рабочего органа 4 в требуемое направление движения. Так, управляемое перемещение рабочего органа 4 параллельного манипулятора приводит робот-шар в непрерывное движение по любой заданной траектории.

Кинематические цепи звеньев манипулятора могут состоять из поступательных и вращательных пар. Число звеньев у параллельного манипулятора может быть различным. Каждое звено управляется одним приводом, который объединен с рабочим органом либо установлен на внутренней поверхности корпуса, что существенно повышает динамику и точность позиционирования рабочего органа внутри корпуса робота-шара. Замкнутая кинематическая цепь параллельного манипулятора обеспечивает высокую жесткость всей конструкции. Так как нагрузка рабочего органа разделяется между приводами, параллельный манипулятор способен обеспечить высокую грузоподъемность, что позволит в рабочем органе разместить большое количество бортового оборудования.

Благодаря тому что параллельный манипулятор способен перемещать центр масс робота в пределах внутренней полости корпуса робота, то ускоренное линейное перемещение рабочего органа может создавать импульс, который позволит роботу-шару поступательно двигаться в заданном направлении. Данные свойства будут полезны для преодоления препятствий на пути робота с помощью прыжков.

Преимуществом данного робота является то, что благодаря всенаправленному перемещению рабочего органа внутри полого сферического корпуса, обеспечивается исключительная подвижность и маневренность, и он способен быстро изменить направление движения с нулевым радиусом разворота.

Источники информации

1. Патент РФ №2315686, МПК: B25J 9/00; B25J 11/00, опубл. 2008.

2. Патент РФ №106215, МПК: B62D 57/00, опубл. 2011 (прототип).

Робот-шар, содержащий полый корпус, выполненный в виде двух соединенных полусфер, и рабочий орган, отличающийся тем, что он содержит параллельный манипулятор, состоящий из радиально расположенных звеньев, концы которых соединены с шарнирами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и рабочем органе, который снабжен блоком управления, системой приводов и блоком питания, причем звенья выполнены с возможностью изменения их длины и согласованного с ним управляемого смещения рабочего органа.



 

Похожие патенты:

Устройство содержит тягово-пружинный механизм, включающий буксирный трос, установленный в буксировочном устройстве передней части трактора и заблокированный в окончании витой пружины, буксирный трос, установленный и заблокированный между окончаниями витых пружин, а также буксирный трос, установленный между окончаниями витой пружины и якорным зацепом, содержащим фигурные зацепы и обратный фиксатор, предназначенный для его установки в технологические отверстия диска ведущего колеса.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве привода автомобиля, тягача, робота и т.д. Сферомобиль состоит из несущей рамы, и не менее двух или более колес, состоящих из двух последовательно соединенных сферических сегментов - один из которых усеченный, а другой - малый - установлен на его усеченную часть соосно с ним, с возможностью свободного вращения вокруг их общей оси.

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и предназначено для использования в условиях ограниченной свободы маневра и на дорогах без твердого покрытия.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Устройство для самовытаскивания транспортного средства содержит силовой элемент, расположенный под рамой транспортного средства, систему управления и гидроаккумулятор.

Группа изобретений относится к транспортным средствам, а именно к движителям. Движитель содержит платформу, взаимодействующую с опорной поверхностью, расположенную на ней раму, в раме установлен вал с колесом, рычагом его поворота и наружным валом, связанным с грузами и приводом вращения.

Изобретение относится к транспорту. Транспортное средство содержит три с каждого борта последовательно расположенных колеса, приводной двигатель, связанный через сцепление и коробку передач с раздаточной коробкой, содержащей блокируемый межосевой дифференциал, устройство для поддержания гусеничных лент, бортовые передачи передних управляемых ведущих колес с муфтами отключения последних от привода, механизм поворота-двойной дифференциал с управляющими устройствами, имеющими элементы торможения дифференциальной связи между задними управляемыми ведущими колесами и бортовыми передачами для задних управляемых ведущих колес, ленточными и гидравлическими тормозными элементами, дополнительным тормозным элементом, обеспечивающим радиус поворота, равный ширине колеи, водометами, переходным коромыслом и поперечными тягами трапеций передних и задних управляемых ведущих колес.

Изобретение относится к области движителей транспортных средств различных видов. Механический движитель для транспортных средств содержит механизм преобразования вращательного возвратно-поступательного движения системы эксцентриков в однонаправленное движение.

Изобретение относится к электромагнитному приводу. Транспортное средство содержит электромагнитный привод, установленный на платформе.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве привода автомобиля, тягача, робота. Сферомобиль состоит из несущей рамы, двигателя трансмиссии и колес, установленных на взаимно перпендикулярные оси или валы, приводящие последние во вращение.

Изобретение относится к движителям машин высокой проходимости, предназначенным для передвижения по пересеченной местности, и грунтам с низкой несущей способностью.

Изобретение относится к средствам установки объектов для захвата при транспортировке. Технический результат заключается в повышении точности определения местоположения точки захвата.

Изобретение относится к беспилотным, в том числе бронированным, оснащенным вооружением, малогабаритным, преимущественно дистанционно управляемым, наземным транспортным средствам, и предназначено для осуществления военных или полицейских задач.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к роботизированным системам для удержания и манипулирования хирургическими приспособлениями или инструментом для хирургии.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в манипуляционных системах автоматизированных технологических комплексов, где требуется точное перемещение деталей и изделий, приборов и исследуемых образцов.

Изобретение относится к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с шестью степенями свободы и кинематической развязкой. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для шлифования, полирования, фрезерования пространственно-сложных поверхностей деталей, в частности лопастей гребных винтов, рабочей части лопаток газовой, паровой или гидротурбины.

Изобретение относится к пневмогидравлической системе управления, являющейся единой для адаптивного пневмогидравлического робота консольного и портального исполнения.

Изобретение относится к области машиностроения и представляет собой устройство (10) для хранения бесконечных рабочих лент и их подачи в роботизированную установку, содержащую робот-манипулятор (40).

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в машиностроении при механической обработке цилиндрических поверхностей. .

Изобретение относится к области робототехники, в частности к вариантам движущегося робота, и может быть использовано для дистанционного беспилотного исследования труднодоступных или опасных для человека участков земной и инопланетной поверхностей. Движущийся робот состоит из трех или шести приводов поступательного движения, состоящих из неподвижно соединенных цилиндров под углом 90° между их осями и выдвигающихся штоков-опор, и корпуса, расположенного вокруг места соединения упомянутых приводов с размещенными внутри источником энергии и узлом управления. Робот выполнен с возможностью поочередного отталкивания штоков-опор от поверхности перемещения. Два штока-опоры при движении служат опорами робота, находящимися на поверхности перемещения, с возможностью выдвижения из цилиндра третьего штока-опоры и его отталкиванием от поверхности перемещения с обеспечением смещения центра тяжести робота и опрокидывания его корпуса через два штока-опоры, находящихся на поверхности перемещения. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для создания новых моделей как автономных, так и дистанционно управляемых мобильных роботов. Робот-шар содержит полый корпус, выполненный в виде двух соединенных полусфер, рабочий орган и параллельный манипулятор. Параллельный манипулятор состоит из радиально расположенных звеньев, концы которых соединены с шарнирами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и рабочем органе, который снабжен блоком управления, системой приводов и блоком питания. При этом звенья выполнены с возможностью изменения их длины и согласованного с ним управляемого смещения рабочего органа. Технический результат заключается в повышении эффективности движения, маневренности и эксплуатационной надежности. 2 ил.

Наверх