Автономный универсальный сфероподобный робот доставки
Владельцы патента RU 2783322:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННЫЙ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЦЕНТР СУХОПУТНЫХ ВОЙСК "ОБЩЕВОЙСКОВАЯ ОРДЕНА ЖУКОВА АКАДЕМИЯ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (RU)
Изобретение относится к войсковым роботизированным средствам доставки. Автономный универсальный сфероподобный робот доставки состоит двух радиопрозрачных полусфер, скрепляющихся между собой и представляющих внешнюю оболочку. Внутри оболочки расположены четыре электромотора, четыре управляющих ролика, ремни привода от электромоторов к управляющим роликам, силовые толкающие пружины, модуль управления, модуль навигации, спутниковая антенна ГЛОНАСС/GPS, резервуар для элемента питания и полезной нагрузки и четыре контроллера управления электромоторами. Достигается возможность доставки малогабаритных грузов различного предназначения на труднопроходимых для человека участках местности. 2 ил.
Автономный универсальный сфероподобный робот доставки относится к войсковым роботизированным средствам доставки.
Предназначен для применения в целях доставки малогабаритных грузов различного предназначения на труднопроходимых для человека участках местности (болота, пески, заводненные участки, участки находящиеся под обстрелом, участки радиоактивного, биологического или химического заражения, зоны разрушений или стихийных бедствий и т.п.).
Автономный универсальный сфероподобный робот доставки конструктивно состоит из двух радиопрозрачных полусфер (см. фиг. 1), скрепленных специальными зажимами или застежками (фиг. 1, 2а) и закрученных между собой по резьбе, с внешней стороны на сферу наносится рисунок протектора, чтобы обеспечить сцепление Автономного универсального сфероподобного робота доставки с поверхностью земли, песка, воды, льда, снега и т.п. при движении. Распределенный по сфере рисунок протектора в случае передвижения по водной поверхности обеспечивает гребное действие, в случае передвижения по твердой поверхности - сцепление с поверхностью.
Вращение сферы осуществляется четырьмя роликами, которые приводятся в движение электромоторами по ременным приводам в соответствии со схемой соединений (фиг. 1). Управление вращением каждого электромотора осуществляется модулем управления, обеспечивающего управление всей системой. В модуль управления заблаговременно загружается один или несколько маршрутов движения. Перед применением Автономного универсального сфероподобного робота доставки, выполняется калибровка и подготовка всей системы к выполнению путевого задания.
Вращающиеся ролики располагаются внутри сферы и прижимаются к внутренней стенке сферы выталкивающими пружинами. Различные комбинации одновременного вращения роликов приводят в движение сферу в заданном направлении маршрута. При этом возможно вращение сферы во всех направлениях относительно вертикальной и горизонтальной оси (фиг. 2б, в).
Линия контакта внутренней стенки сферы с вращающимся роликом называется линией контакта ролика (на фиг. 2б, в линия контакта ролика и полусферы обозначена пунктирной стрелкой).
Положение вращающихся роликов определено плоскостью перпендикулярной к плоскости в участке касания сферы каждым роликом, при этом линия касания сферы роликом параллельна горизонту и перпендикулярна отвесной линии (фиг. 1, 2).
Вращение сферы осуществляется за счет одновременного вращения всех четырех роликов относительно вертикальной и горизонтальной осей т.е. относительно двух осей в четырех направлениях. Данное движение осуществляется за счет веса полезной нагрузки и при разных комбинациях вращения роликов электромоторами.
Развороты и перемещения Автономного универсального сфероподобного робота доставки выполняется в процессе движения за счет одновременного вращения силовых роликов (т.е. комбинацией одновременного вращения роликов в различных направлениях, см. фиг. 2б, в), обеспечивающих толкающий эффект за счет смещенного центра тяжести всей системы включая полезную нагрузку. Автономность работы сфероподобного робота доставки обеспечивает бортовой блок управления и блок навигации.
Варианты перемещения Автономного универсального сфероподобного робота доставки приведены на фиг. 2б, в, где вариант б - перемещение вперед/назад, в - разворот вокруг вертикальной оси по/против часовой стрелки (при условии, что верх обозначен положением радионавигационной антенны ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/BEIDOU, а низ обозначен резервуаром с полезной нагрузкой и утяжелителем).
Автономный универсальный сфероподобный робот доставки (фиг. 1) включает:
1) радиопрозрачные полусферы - 2 шт.;
2) электромоторы - 4 шт;
3) управляющие ролики - 4 шт;
4) спутниковую антенну (ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/BEIDOU) - 1 шт;
5) модуль навигации - 1 шт;
6) модуль управления - 1 шт;
7) резервуар для элемента питания и полезной нагрузки - 1 шт;
8) ремни привода - 4 шт;
10) силовые толкающие пружины с направляющими - 4 шт;
11) раму с держателями для роликов и моторов - 1 шт;
12) элемент питания - 1 шт;
13) контроллеры управления электромоторами - 4 шт;
14) защитный теплоотводящий кожух.
Блок управления включает пункты 2, 3, 6, 8, 10, 11, 12, 13. Блок навигации включает пункты 4, 5.
Модуль навигации включает: гироскоп, магнитометр, акселерометр, барометр.
Модуль управления представляет собой микрокомпьютер с памятью и различными периферийными устройствами (как правило выполнен на одной микросхеме).
На внешней поверхности сферы для повышения максимальной эффективности сцепления с поверхностью применения допускается использование различных радиопрозрачных материалов со специальным протектором различных вариантов исполнения (фиг. 1).
Автономный универсальный сфероподобный робот доставки в рабочее состояние приводится в следующей последовательности:
1) включение таймера начала выполнения задания;
2) выбор путевого задания из нескольких ранее загруженных вариантов;
3) подготовка к работе механических частей системы, соединение двух полусфер (фиг. 2а);
4) калибровка и тестирование бортовой системы блока управления и блока навигации;
5) установка на точку старта.
Автономный универсальный сфероподобный робот доставки позволяет выполнить доставку любых малогабаритных грузов в труднодоступные или недоступные участки местности которые характеризуются не ярко выраженным перепадом высот.
Работа Автономного универсального сфероподобного робота доставки основывается на вращении давящих на внутреннюю стенку сферы, роликов, которые приводят сферу в движение за счет собственной силы тяжести смещенной максимально низко.
Преимуществом использования Автономного универсального сфероподобного робота доставки является:
- всепогодность;
- возможность использования в районах труднопроходимых или не возможных для передвижения человека;
- возможность использования в районах представляющих опасность для человеческого здоровья/жизни и т.д.
Таким образом, применение Автономного универсального сфероподобного робота доставки позволит осуществлять доставку в назначенную координатную точку (позицию) малогабаритных грузов различного предназначения по различным поверхностях земли, в том числе на заводненных, заснеженных участках, зонах радиоактивного, биологического или химического заражения, зонах разрушения или стихийных бедствий, районах, находящихся под обстрелом и т.п., кроме того, Автономный универсальный сфероподобный робот доставки в ходе следования по заданному маршруту способен управлять состоянием полезной нагрузки (под управлением бортового блока управления), например, включать или выключать питание перевозимого малогабаритного груза, осуществлять его детонацию или поджог, управлять активностью или пассивностью радиоэфира и т.д.
Автономный универсальный сфероподобный робот доставки, характеризующийся тем, что состоит двух радиопрозрачных полусфер, скрепляющихся между собой и представляющих внешнюю оболочку, внутри которой расположены: четыре электромотора, четыре управляющих ролика, ремни привода от электромоторов к управляющим роликам, силовые толкающие пружины, модуль управления, модуль навигации, спутниковая антенна ГЛОНАСС/GPS, резервуар для элемента питания и полезной нагрузки, четыре контроллера управления электромоторами.
