CZ306664B6 - Pohon mobilního zařízení - Google Patents

Pohon mobilního zařízení Download PDF

Info

Publication number
CZ306664B6
CZ306664B6 CZ2015-620A CZ2015620A CZ306664B6 CZ 306664 B6 CZ306664 B6 CZ 306664B6 CZ 2015620 A CZ2015620 A CZ 2015620A CZ 306664 B6 CZ306664 B6 CZ 306664B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
axis
globoid
pulley
pulleys
mobile device
Prior art date
Application number
CZ2015-620A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2015620A3 (cs
Inventor
Petr Štefaňák
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení filed Critical České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení
Priority to CZ2015-620A priority Critical patent/CZ2015620A3/cs
Publication of CZ306664B6 publication Critical patent/CZ306664B6/cs
Publication of CZ2015620A3 publication Critical patent/CZ2015620A3/cs

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

Pohon mobilního zařízení obsahující zařízení alespoň jednu hnanou plovoucí kouli (2), ke které jsou v každé z jejích os (x) a (y) umístěny alespoň dvě protilehlé globoidní kladky (3) a v ose (z) alespoň jedna globoidní kladka (3), přičemž globoidní kladky (3) jsou otočné okolo své osy a zároveň jsou otočné okolo osy kolmé na osu kladky (3). Dále jsou kladky (3) opatřeny na obou svých koncích alespoň třemi kladičkami (6), které jsou v kontaktu s plovoucí koulí a jejichž osa je mimoběžná s osou kladky (3), přičemž úhel mimoběžných os je 90.degree., a nejméně jedna kladka (3) je opatřena rotačním pohonem.

Description

Vynález se týká pohonu mobilního zařízení, zejména inovativního řešení mobilního robota pro všestranný horizontální pohyb, schopného překonávat i relativně velké nerovnosti a překážky.
Dosavadní stav techniky
Použití mobilních robotů v řadě případů naráží na omezenou schopnost vysoké manévrovatelnosti a schopnosti překonávání nerovností a překážek při svém pohybu. Existuje velká řada různých pohonů od kol přes pásy až po různé pohybové mechanizmy. Běžná kola neumožňují všesměrovou manévrovatelnost. Rovněž u pásových pohonů není možné dosáhnout všesměrové manévrovatelnosti. U různých pohybových mechanizmů se obvykle jedná o složitá zařízení náročná na koordinaci pohybu a jejich nevýhodou je obvykle i nižší rychlost pohybu a nižší plynulost pohybu. Rovněž jsou známy pohony, využívající koule, jako je tomu např. v EP 1 942 046, které ale neumožňuje jednoduché řízení všemi směry pomocí jedné kladky.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny pohonem mobilního zařízení podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že obsahuje alespoň jednu hnanou plovoucí kouli, ke které jsou v osách x a y umístěny alespoň dvě globoidní kladky a v ose z, alespoň jedna globoidní kladka, přičemž globoidní kladky jsou otočné okolo své osy a zároveň jsou otočné okolo osy kolmé na osu kladky, a dále jsou kladky opatřeny na obou svých koncích alespoň třemi kladičkami, jejichž osa je mimoběžná s osou kladky, přičemž úhel mimoběžných os je 90°. Nejméně jedna kladka je opatřena rotačním pohonem.
Pohon mobilního zařízení je s výhodou umístěn na platformě opatřené dalšími dvěma nebo třemi plovoucími koulemi. Všechny plovoucí koule jsou ve výhodném provedení opatřeny samostatnými pohony. Plovoucí koule jsou s výhodou poháněny ve dvou vzájemně kolmých směrech.
Globoidní kladky jsou ve výhodném provedení uloženy v otočných vidlicích v otočných uzlech A, B, C. ’
Podstatou řešení je použití všesměrových kol s příslušnými pohony. Všesměrová kola jsou tvořena koulemi, které se mohou odvalovat libovolným směrem. Koule jsou obklopeny v jednotlivých osách přímými rotačními pohony a opěrnými kladkami. Vzájemnou vazbu pohonů aktuálně uvedených v činnost je dán výsledný směr pohybu rotující koule. Tím je dosaženo všestranného pohybu koule, včetně reverzace. Tyto koule pak tvoří všesměrová kola, nesoucí platformu mobilního robota. Tato platforma může být osazena třemi nebo čtyřmi všesměrovými koly.
Objasnění výkresů
Pohon mobilního zařízení podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněno všesměrové kolo v axonometrickém pohledu a na obr. 2 je znázorněno zabudované všesměrové kolo do skeletu v bokorysu v řezu.
- 1 CZ 306664 B6
Příklady uskutečnění vynálezu
Příkladný pohon mobilního zařízení obsahuje alespoň jednu hnanou plovoucí kouli 2, ke které jsou v osách x a y umístěny vždy dvě globoidní kladky 3 a v ose z, jedna globoidní kladka 3. Globoidní kladky 3 jsou otočné okolo své osy a zároveň jsou otočné okolo osy kolmé na osu kladky 3, a dále jsou kladky popatřeny na obou svých koncích šestnácti kladičkami 6, jejichž osa je mimoběžná s osou kladky 3, přičemž úhel mimoběžných os je 90°, a jedna kladka 3 je opatřena rotačním pohonem.
Pohon mobilního zařízení je umístěn na platformě opatřené dalšími třemi plovoucími koulemi 2, přičemž všechny plovoucí koule 2 jsou opatřeny samostatnými pohony. Globoidní kladky 3 jsou uloženy v otočných vidlicích 4 v_otočných uzlech A, B, C.
V rámu 1 je umístěna koule 2 tvořící všesměrové kolo. Tato koule 2 se opírá o soustavu globoidních kladek 3, umístěných v osách x, y, z. Kladky se otáčí kolem své osy, dále jsou otočné ve svém uchycení vidlice 4 krámu 1 - místo 5 (C) (otočné uzly Al, A2, Bl, B2, C). Otočné uzly Al, A2 jsou součástí osy x, Bl, B2 součásti osy y, C součásti osy z. Tělesa globoidních kladek 3 unášejí soustavu radiálně umístěných kladiček 6. Tyto kladičky 6 se opírají o kouli 2. Kladičky 5 se pak otáčejí při pojezdu po kouli ve směru osy globoidní kladky 3. Při rotaci globoidní kladky 3 tyto kladičky 6 svým třením roztáčejí kouli 2. Koule 2 je tak plovoucím způsobem uložena na kladičkách 6. Toto řešení umožňuje všesměrový pohyb koule 2. Předpokladem vynuceného pohybu je osazení minimálně jedné globoidní kladky 3 v ose x, v ose y nebo v ose z, rotačním pohonem. Protilehlé globoidní kladky 3 mohou být pro dosažení většího přenosového výkonu také osazeny pohony. Obecně však slouží jako opěrné kladky 3. Globoidní kladka 3 C slouží jako primární pohon všesměrové koule 2 a jako kladka 3 opěrná.
Vytvoření pohybu ve směru osy x:
Rotací globoidní kladky 3 AI, případně 3 A2 nebo obou, se stykem kladiček 6 s koulí 2_se bude koule 2 třecí silou roztáčet a udělovat pohyb ve směru osy x. Globoidní kladky 3 Bl, 3 B2 budou rotovat ve svých otočných uzlech Bl, B2. Globoidní kladka 3 C bude nehybná, budou se otáčet kladičky 6 vlivem otáčení koule 2.
Vytvoření pohybu ve směru osy y:
Obdobná činnost, jako v předchozím případě. Pohon bude realizován přes kladky 3 Bl, resp. 3 B2, rotace globoidních kladek 3_A1, 3 A2 ve svých otočných uzlech Al, A2. Globoidní kladka 3 C bude rotovat kolem své osy.
Vytvoření libovolného pohybu v rovině xy :
Vychází z vazby obvodových rychlostí hnacích globoidních kladek 3 A, 3 B a aktuálně 3 C.
Na obr. 3 jsou pak zobrazena možná umístění všesměrových kol na platformu mobilního robota. Platforma může být tuhá, ale také poddajná pro tlumení silových rázů nebo dokonalý styk s pojezdovým povrchem v případě čtyřkolového podvozku.
Průmyslová využitelnost
Pohon mobilního zařízení, podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění zejména ve všech aplikacích mobilních robotů, kde je požadována vysoká manévrovatelnost a zdolávání relativně členitého terénu ve všech směrech pohybu.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ
    NÁROKY
    1. Pohon mobilního zařízení, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu hnanou plovoucí kouli (2), ke které jsou v každé z jejích os (x) a (y) umístěny alespoň dvě protilehlé globoidní kladky (3) a v ose (z) alespoň jedna globoidní kladka (3), přičemž globoidní kladky (3) jsou otočné okolo své osy a zároveň jsou otočné okolo osy kolmé na osu kladky (3) a dále jsou kladky (3) opatřeny na obou svých koncích alespoň třemi kladičkami (6), které jsou v kontaktu s plovoucí koulí a jejichž osa je mimoběžná s osou kladky (3), přičemž úhel mimoběžných os je 90° a nejméně jedna kladka (3) je opatřena rotačním pohonem.
  2. 2. Pohon mobilního zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je umístěn na platformě opatřené dalšími dvěma plovoucími koulemi (2).
  3. 3. Pohon mobilního zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je umístěn na platformě opatřené dalšími třemi plovoucími koulemi (2).
  4. 4. Pohon mobilního zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že všechny plovoucí koule (2) jsou opatřeny samostatnými pohony.
  5. 5. Pohon mobilního zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že plovoucí koule (2) je poháněna ve dvou vzájemně kolmých směrech.
  6. 6. Pohon mobilního zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že globoidní kladky (3) jsou uloženy v otočných vidlicích (4) v otočných uzlech (A, B, C).
CZ2015-620A 2015-09-13 2015-09-13 Pohon mobilního zařízení CZ2015620A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-620A CZ2015620A3 (cs) 2015-09-13 2015-09-13 Pohon mobilního zařízení

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-620A CZ2015620A3 (cs) 2015-09-13 2015-09-13 Pohon mobilního zařízení

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ306664B6 true CZ306664B6 (cs) 2017-04-26
CZ2015620A3 CZ2015620A3 (cs) 2017-04-26

Family

ID=58699510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-620A CZ2015620A3 (cs) 2015-09-13 2015-09-13 Pohon mobilního zařízení

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2015620A3 (cs)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2038850U (zh) * 1988-09-24 1989-06-07 杨耀庚 球形万向脚轮
US5419008A (en) * 1991-10-24 1995-05-30 West; Mark Ball joint
EP1942046A2 (en) * 2007-01-05 2008-07-09 NIKKO Co., Ltd. Drive type of spherical roller
JP2009234524A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Sony Corp 搬送装置と駆動機構
JP2010107026A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Shigeno Tekko Kk 転動装置
GB2487709A (en) * 2010-10-30 2012-08-08 Autoset Production Ltd Powered omniball
WO2015087922A1 (ja) * 2013-12-11 2015-06-18 リーフ株式会社 球体駆動モジュールを使用した自走台車

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2038850U (zh) * 1988-09-24 1989-06-07 杨耀庚 球形万向脚轮
US5419008A (en) * 1991-10-24 1995-05-30 West; Mark Ball joint
EP1942046A2 (en) * 2007-01-05 2008-07-09 NIKKO Co., Ltd. Drive type of spherical roller
JP2009234524A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Sony Corp 搬送装置と駆動機構
JP2010107026A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Shigeno Tekko Kk 転動装置
GB2487709A (en) * 2010-10-30 2012-08-08 Autoset Production Ltd Powered omniball
WO2015087922A1 (ja) * 2013-12-11 2015-06-18 リーフ株式会社 球体駆動モジュールを使用した自走台車

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2015620A3 (cs) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6870032B2 (ja) ヒンジ付ビークルシャーシ
US8030873B2 (en) Walk and roll robot
CN107953937B (zh) 一种步履复合式移动机器人行走系统的改良结构
KR101706094B1 (ko) 로봇용 관절 구동장치 및 이를 포함하는 로봇, 로봇용 관절 구동장치의 케이블 연결방법
KR101049626B1 (ko) 로봇
JP5396398B2 (ja) 摩擦式駆動装置及びそれを用いた全方向移動体
US8944446B1 (en) Swivel drive system
CN206067368U (zh) 全向轮、包括全向轮的机器人移动平台及移动机器人
CN107215403B (zh) 球形机器人
KR20150014057A (ko) 전방향 무한궤도륜 및 이를 이용한 전방향 이동차량
US9573416B1 (en) Wheel assembly with multi-sphere omniwheels and omnidirectional devices including the wheel assembly
CN105773594A (zh) 多模态刚柔复合蛇形机器人装置
Bruzzone et al. Mantis: hybrid leg-wheel ground mobile robot
CN108791555A (zh) 一种磁吸轮履式爬壁机器人越障机构
JP5305285B2 (ja) 球体駆動式全方向移動装置
CN106427390A (zh) 全向轮、包括全向轮的机器人移动平台及移动机器人
CZ306664B6 (cs) Pohon mobilního zařízení
KR102450985B1 (ko) 캐스터 장치 및 이를 포함하는 이송 장치
RU2581806C1 (ru) Шароколесный движитель
Tătar et al. Structures of the omnidirectional robots with swedish wheels
RU2554905C2 (ru) Сферомобиль
KR20160129271A (ko) 측면 옴니휠을 이용한 2차원 트레드밀
KR102176297B1 (ko) 다관절 로봇
JP2018020721A (ja) 移動装置
CN207191215U (zh) 一种全向移动机构

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20230913