Робот-шар



Робот-шар
Робот-шар
Робот-шар

 


Владельцы патента RU 2600043:

Государственное научное учреждение "Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси" (BY)

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 внедорожным транспортным средствам. Пневмогусеничный вездеход содержит несущую платформу с приводными валками на торцах, перекатывающимися по внутренней поверхности пневматической оболочки, источник избыточного давления и устройство привода валков. Несущая платформа вместе с пневматической оболочкой помещена в полусферический купол, имеющий по всей нижней кромке эластичную юбку, позволяющую создать под куполом избыточное давление воздуха. Посередине несущей платформы установлены два встречно вращаемых маховика, имеющих возможность их раздельного затормаживания для осуществления маневрирования. Достигается повышение маневренности при сохранении проходимости. 3 ил.
Наверх