RU234849U1 - Наземная беспилотная автоматизированная гусеничная платформа для обследования снежного покрова в лавиносборах методом георадиолокации - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционного обследования снежного покрова в опасных зонах, таких как лавиносбор. Предлагаемое техническое решение достигается за счет специальной конструкции, адаптированной для работы в глубоком снегу, на крутых склонах и для применения неразрушающего георадарного метода исследования. Конструкция наземной беспилотной автоматизированной гусеничной платформы представляет собой автономные гусеничные модули, соединенные рамой изменяемой ширины для установки георадара. Гусеничный модуль включает в себя гусеничную ленту, установленный внутрь облегченный каркас (выполненный из легких немагнитных конструкционных материалов, таких как алюминий и (или) композит), каркас имеет точки крепления привода, ведомых звезд, обкатных роликов подвески и пластиковых герметичных корпусов, в которых располагаются аккумуляторный и приборный блоки, и съемного дышла с органами управления модуля для ручного управления. Адаптированная гусеничная платформа для работы в глубоком снегу на крутых склонах обладает следующими свойствами: низкое удельное давление на снег (расчетное давление не более 15 гр/см²), изменяемая ширина колеи, низкий центр тяжести, наличие точек крепления страховочных тросов, продолжение движения вследствие опрокидывания в связи с тем, что все узлы находятся внутри габарита устройства. Гусеничная платформа может разделяться на два автономных гусеничных модуля для возможности передвижения в труднодоступных местностях (лесная и кустарниковая растительность, горные хребты и др.) во время транспортировки от подножья лавиносбора до района исследования. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционного обследования снежного покрова в опасных зонах, таких как лавиносбор, где имеются крутые склоны и глубокий снег. Устройство имеет возможность передвижения в труднодоступных местностях (лесная и кустарниковая растительность, горные хребты и др.) во время транспортировки от подножья лавиносбора до района исследования путем разделения на два автономных гусеничных модуля, имеющих съемное дышло для ручного управления приводом с помощью оператора.

Известно «Малогабаритное гусеничное транспортное средство» по патенту РФ на полезную модель RU 170724 U1 от 04.05.2017, содержащее раму, электродвигатель, гусеницу, опорные катки и ведущее колесо, установленное соосно валу двигателя с возможностью совместного вращения с корпусом электродвигателя. Устройство относится к малогабаритным гусеничным электрическим транспортным средствам для эксплуатации на труднопроходимых поверхностях, может быть использовано в комбинации с различными видами прицепного и навесного оборудования в развлекательных целях, в составе роботизированных платформ, а также для перевозки людей и транспортировки малых грузов.

Наиболее близкий к предложенному техническому решению по габаритам, сфере применения и концепции является «Мобильный робот» по патенту РФ на полезную модель RU 14037 U1 от 27.06.2000 ходовая часть которого выполнена в виде двух расположенных по бокам замкнутых гусеничных лент, снабженных натяжными и перекатными роликами. Внутри гусеничных лент расположены герметичные камеры с установленными внутри приводами, аккумуляторами, органами управления с датчиками и микропроцессорами. Обе камеры соединены между собой перемычками или платформой, на которых может быть установлено дополнительное оборудование.

Все известные из уровня техники конструкции гусеничных роботов имеют неразборную конструкцию шасси, предполагающую эксплуатацию и транспортировку в собранном виде, что в большинстве случаев оправдано, однако работа в лавиносборе имеет ряд особенностей, связанных в первую очередь доставкой самого устройства до района исследования, лавиносбора. Зачастую маршрут предполагает глубокий рыхлый снег, густой лес, кустарники, узкие тропы, поэтому конструкция должна предполагать разделение устройства на два компактных и легких в управлении и передвижении модуля. Принципиальным отличием является то, что предлагаемое техническое решение содержит два автономных гусеничных модуля способных выполнять программу исследования в лавиносборе, будучи объединенными в систему или раздельно передвигаться в труднодоступных местностях с помощью оператора, используя съемное дышло с ручным управлением привода. При работе непосредственно в лавиносборе конструкция устройства должна обладать низким удельным давлением, которое может быть достигнуто применением облегченной рамы, легких пластиковых герметичных корпусов для приборного и аккумуляторного блоков и большой опорной площади гусеницы. Обладать способностью продолжать движение в случае опрокидывания благодаря отсутствию выпирающих частей за габарит гусениц устройства.

Суть технического решения иллюстрировано фигурами общего вида, где на фиг. 1 представлен общий вид наземной беспилотной автоматизированной гусеничной платформы для обследования снежного покрова в лавиносборах методом георадиолокации, содержащий 1 - автономные гусеничные модули; 2 - рама для установки георадара; 3 - георадар.

На фиг. 2 представлен общий вид составной части, автономный гусеничный модуль, содержащий: 1 - облегченный каркас; 2 - привод; 3 - ведомые звезды; 4 - аккумуляторный и приборный блоки; 5 - съемное дышло; 6 - гусеничная лента; 7 - кнопки и ручку ручного управления.

На фиг. 3 представлен общий вид привода, содержащий: 1 - высокомоментный бесколлекторный двигатель; 2 - ведомую звезду.

Устройство предполагает три варианта управления: 1) автоматизированная работа по радиоканалу с использованием пульта ДУ для управления движения и беспроводной связи (wi-fi) для управления работой георадара, 2) автоматическая работа, основанная на данных спутниковой навигации и выполнении алгоритма микроконтроллера (установленного в приборном блоке), 3) ручное управление оператором автономных гусеничных модулей с использованием съемного дышла для перемещения от подножья лавиносбора до района исследования.

Наземная беспилотная автоматизированная гусеничная платформа для обследования снежного покрова в лавиносборах методом георадиолокации выполнена следующим образом: содержит два автономных гусеничных модуля и раму изменяемой ширины для установки георадара и изменения ширины колеи устройства. Автономный гусеничный модуль, в свою очередь, выполнен из гусеничной ленты с установленным внутри облегченного каркаса из немагнитных конструкционных материалов, таких как алюминий и/или композит, каркас имеет точки крепления привода, ведомых звезд, обкатных роликов подвески и пластиковых герметичных корпусов, в которых располагаются (отдельно или вместе) аккумуляторный и приборный блоки. Рама для установки георадара так же выполнена из немагнитных конструкционных материалов, т.к. применение металлических магнитных материалов могут создавать помехи сигналам георадара. Электрическая связь обеспечивается применением кабелей с герморазъемами и (или) гермовводами. Применение облегченного каркаса и пластиковых корпусов блоков снижает общий вес устройства и вследствие этого снижает удельное давление на снег и может быть приемлемым в связи с тем, что полезная нагрузка гусеничной платформы в виде георадара в несколько раз меньше чем вес самой гусеничной платформы и требований к каркасу с большим запасом прочности нет.

Привод выполнен на основе высокомоментного бесколлекторного двигателя с интегрированной ведущей звездой и имеет влагозащитный корпус. Бесколлекторный двигатель применяется с установленными в него датчиками Холла, которые передают информацию о вращении двигателя в блок управления, это позволяет обеспечить необходимую скорость движения с обеспечением высокого момента, что особенно важно при движении на рыхлом снегу по крутому склону на малой скорости. Также сигнал с датчика Холла поступает в блок георадара, где используется для расчета пройденного пути при построении радарограммы. С учетом особенностей движения гусеничной платформы на поворотах корректное значение пройденного пути будет только на прямолинейных участках, что не ухудшает свойства гусеничной платформы при обследовании снежного покрова т.к. профили георадарной съемки, как правило, строятся прямыми линиями и отмечаются началом и концом трассы или сохраняются отдельными файлами.

Claims (4)

1. Наземная беспилотная автоматизированная гусеничная платформа для обследования снежного покрова в лавиносборах методом георадиолокации, отличающаяся тем, что содержит два автономных гусеничных модуля и раму, выполненную из немагнитных материалов изменяемой ширины для установки георадара и изменения ширины колеи устройства, каждый автономный гусеничный модуль содержит облегченный немагнитный каркас, выполненный из легких конструкционных материалов, таких как алюминий и/или композит, привод из высокомоментного бесколлекторного двигателя с интегрированной ведущей звездой, ведомые звезды, аккумуляторный и приборный блоки и кабели с герморазъемами и (или) гермовводами, обеспечивающих электрическое соединение между элементами, что позволяет выполнять программу исследования в лавиносборе, будучи объединенными в автоматизированную платформу управляемой по радиосвязи или автоматически используя спутниковую навигацию и выполнение алгоритма микроконтроллера, установленного в приборном блоке, или, в случае разделения на два автономных модуля, передвигаться в труднодоступных местностях с помощью оператора, используя съемное дышло с ручным управлением привода.

2. Наземная беспилотная автоматизированная гусеничная платформа по п. 1, отличающаяся тем, что адаптирована для работы в лавиносборе, т.е. на глубоком снегу и на крутых склонах, обладает расчетным удельным давлением на снег не более 15 гр/см² и на раме присутствуют точки крепления страховочных тросов при работе на экстремальных склонах.

3. Наземная беспилотная автоматизированная гусеничная платформа по п. 1, отличающаяся тем, что имеет раму изменяемой ширины для установки георадара и изменения ширины колеи устройства.

4. Наземная беспилотная автоматизированная гусеничная платформа по п. 1, отличающаяся тем, что отсутствуют выпирающие части за габарит гусениц устройства, будучи объединенными из двух автономных модулей в автоматизированную платформу, что позволяет продолжать движение вследствие опрокидывания.