RU164142U1 - Бионический гусеницеподобный ползающий робот - Google Patents

Abstract

Бионический гусеницеподобный ползающий робот, отличающийся тем, что робот состоит из четырех звеньев, соединенных между собой приводами вращательного движения, причем на крайних звеньях размещены пары управляемых опорных элементов, оснащенных приводами вращательного движения, установленными в корпусах опорных элементов и жестко соединенными с иглами, причем фиксация крайнего звена на поверхности контакта осуществляется иглой, а его скольжение - корпусом опорного элемента.

Description

МПК B62D 57/00

БИОНИЧЕСКИЙ ГУСЕНИЦЕПОДОБНЫЙ ПОЛЗАЮЩИЙ РОБОТ

Полезная модель относится к робототехнике, в частности к самоходным транспортным средствам.

Известен ползающий робот-змея (патент РФ № 67541 U1 МПК B62D 57/00, 2007 г.), состоящий из одинаковых звеньев, три звена которого соединены при помощи двух сферических шарниров с закрепленными на них двумя линейными электроприводами, которые представляют собой реверсивные двигатели постоянного тока с реечной передачей, причем звенья имеют вид плоских крестообразных пластин с установленными на их концах опорами из вязкоупругого материала.

Недостатком данного робота является отсутствие управления опорами и невозможность преодоления препятствий типа "ступень".

Известен ползающий робот (патент РФ № 136002 U1 МПК B62D 57/00, 2013 г.), состоящий из трех звеньев, на первом звене которого закреплены первая и вторая управляемые опоры, на второй управляемой опоре закреплен первый мотор-редуктор, на валу первого мотор-редуктора закреплено второе звено, на втором звене закреплена третья управляемая опора, на третьей управляемой опоре закреплен второй мотор-редуктор, на валу второго мотор-редуктора закреплено третье звено, на третьем звене закреплена четвертая управляемая опора, на четвертой управляемой опоре закреплен привод поворота видеокамеры, на валу привода поворота видеокамеры закреплена видеокамера.

Недостатком данного робота является возможность перемещения только при взаимодействии всех опор с поверхностью, угол наклона к горизонтали которой ограничен прижимной силой электромагнита, установленного в каждой опоре, что сужает диапазон его применения.

Задача полезной модели - расширение диапазона применения.

Поставленная задача достигается тем, что, робот состоит из четырех звеньев, соединенных между собой приводами вращательного движения, причем на крайних звеньях размещены пары управляемых опорных элементов, оснащенных приводами вращательного движения, установленными в корпусах опорных элементов и жестко соединенными с иглами, причем для фиксации крайнего звена на поверхности контакт осуществляется иглой, а для его скольжения - корпусом опорного элемента.

Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.

Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - расширение диапазона применения.

На фиг. 1 показан общий вид бионического гусеницеподобного ползающего робота, на фиг. 2 схема опорного элемента, на фиг. 3 начальное положение первого этапа движения по наклонной поверхности, на фиг. 4 конечное положение первого этапа движения по наклонной поверхности, на фиг. 5 начальное положение второго этапа движения по наклонной поверхности, на фиг. 6 - конечное положение второго этапа движения по наклонной поверхности, на фиг. 7 - начальное положение первого этапа преодоления препятствия, на фиг. 8 - конечное положение первого этапа преодоления препятствия, на фиг. 9 - начальное положение второго этапа преодоления препятствия, на фиг. 10 - конечное положение второго этапа преодоления препятствия.

Робот состоит из четырех звеньев 1-4, на звеньях 1, 2, 4 установлены приводы вращательного движения 5, 6 и 7, обеспечивающие относительное перемещение звеньев 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4. На звеньях 1 и 4 находятся по два управляемых опорных элемента 8, при помощи которых осуществляется взаимодействие робота с шероховатой поверхностью 9. В корпусе 10 опорного элемента 8 установлен привод 11, жестко соединенный с иглой 12. За счет момента, создаваемого приводом 11, игла 12 поворачивается в вертикальной плоскости и "внедряется" в поверхность 9. Контакт с поверхностью 9 осуществляется корпусом 10 опоры 8, в этом случае опора 8 может скользить по поверхности 9, или иглой 12, при этом опора 8 фиксируется на поверхности 9.

Устройство движется следующим образом.

Первая походка - движение по горизонтальной или наклонной шероховатой поверхности.

Движение происходит из начального положения, в котором звенья 1 и 4 взаимодействуют с поверхностью 9 корпусами 10 опорных элементов 8, звенья 2 и 3 располагаются под некоторыми равными углами к поверхности 9, в частном случае могут быть параллельными поверхности 9.

При движении вперед на первом этапе происходит фиксация опорных элементов 8, установленных на звене 4, на поверхности 9 за счет "внедрения" в нее иглы 12. Звено 1 контактирует с поверхностью 9 корпусами 10 опорных элементов 8. Приводом 7 создается момент, посредством которого звено 3 поворачивается относительно неподвижного звена 4, звено 1 подтягивается к звену 4, скользя по поверхности 9, а звенья 2 и 3 "складываются", к моменту завершения этапа углы их наклона к поверхности 9 становятся наибольшими. На втором этапе происходит смена зафиксированных и расфиксированных на поверхности 9 опор 8: опорные элементы 8, расположенные на звене 1, взаимодействуют с поверхностью иглами 12 и неподвижны, а опоры 8, установленные на звене 4, контактируют корпусами 10 и могут скользить по поверхности 9. Приводом 5 генерируется момент, за счет которого звенья 2 и 3 "раскладываются" до положения, в котором находились в момент начала первого этапа, звено 4 при этом скользит по поверхности 9. После этого цикл гусеницеподобного движения повторяется.

При движении назад на первом этапе на поверхности 9 фиксируется звено 1, а на втором - звено 4.

Вторая походка - преодоление препятствий типа "ступень".

Движение начинается из начального положения, в котором звенья 1 и 4 взаимодействуют с поверхностью 9 корпусами 10 опорных элементов 8, а звенья 2 и 3 "сложены" друг относительно друга. На первом этапе происходит фиксация на поверхности опор 8, расположенных на крайнем звене, наиболее удаленном от препятствия, в показанном на фиг. 7 случае - на звене 1. Звенья 2, 3 и 4 становятся манипулятором, а звено 1 его стойкой. Приводами 5, 6 и 7 создаются моменты, за счет которых звенья 2, 3 и 4 перемещаются таким образом, чтобы опоры 8 звена 4 начали взаимодействовать с поверхностью 9 препятствия и были смещены вправо относительно его края.

На втором этапе звено 4 фиксируется на поверхности 9 при помощи игл 12 опорных элементов 8, а звено 1 расфиксируется и взаимодействует с поверхностью 9 корпусами 10 опор 8. Звено 4 при этом выполняет функцию стойки, а звенья 1, 2 и 3 - манипулятора. Под действием моментов, создаваемых приводами 5, 6 и 7, звенья 1, 2 и 3 преодолевают препятствие. Этап завершается, когда опоры 8 звена 1 начинают контактировать с поверхностью 9 препятствия, звенья 2 и 3 "сложены" друг относительно друга.

Использование предлагаемого устройства позволит обеспечить движение робота, имитирующее перемещение гусеницы, по горизонтальным и наклонным шероховатым поверхностям с изменяемым в широком диапазоне углом наклона к горизонтали, а также возможность преодолевать препятствия типа "ступень", причем движение может осуществляться как вперед, так и назад.

Claims (1)

1. Бионический гусеницеподобный ползающий робот, отличающийся тем, что робот состоит из четырех звеньев, соединенных между собой приводами вращательного движения, причем на крайних звеньях размещены пары управляемых опорных элементов, оснащенных приводами вращательного движения, установленными в корпусах опорных элементов и жестко соединенными с иглами, причем фиксация крайнего звена на поверхности контакта осуществляется иглой, а его скольжение - корпусом опорного элемента.

   

Images