DE4036343C1

DE4036343C1 - Rolling mine has inner supports retracted while rolling

Info

Publication number: DE4036343C1
Application number: DE19904036343
Authority: DE
Inventors: Helmut Gilch; Klaus-Dieter Mannel
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1990-11-15
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2010-11-16
Also published as: FR2702552B1; GB9121084D0; GB2320956B; GB2320956A; GB9124184D0; FR2702552A1

Abstract

A robot device for detecting a ground target and comprising a spherical rolling member (2) with drive units (14) moving it forward intermittently in individual steps and a sensor arrangement (12) activated between the movement steps in order to locate the target. In the inoperative phase between successive motion steps the sensor arrangement and the drive units are brought into a position for target location or to optimise thrust momentum in the next motion step using a supporting device (4) which is automatically retracted into the interior of the sphere during the rolling motion steps and extendible beyond the surface of the sphere in between successive motion steps. The device (4) comprises supporting members (6,8,10) disposed on different respective sphere diameter lines, stationary relative to the rolling member, at the corners of a tetrahedron inscribed in the sphere, for securing the rolling member in a defined position, stationary relative to the ground. In a modification (Fig 2) only two supporting members are used.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelmine mit einer Einrichtung zum Aufspüren eines Bodenzieles bestehend aus einer zwischen den einzelnen Bewegungsschritten der Mine aktivierten Sensoranordnung zur Zielortung und lageabhängigem Zünden von auf der Kugeloberfläche verteilten Impuls triebwerkseinheiten mit bezüglich des Kugelmittelpunktes radialer Schub richtung.The invention relates to a ball mine with a device for Tracking down a ground target consisting of one between each Movement steps of the mine activated sensor arrangement for target location and position-dependent firing of momentum distributed on the spherical surface engine units with radial thrust with respect to the center of the ball direction.

Aus der DE 31 48 169 C1 und DE 33 45 362 A1 sind selbstsuchende Minensy steme bekannt, die nach Art von spurgeführten Räderfahrzeugen mittels am Boden rollender oder gleitender Stützglieder in einer definierten La ge gehalten und durch elektromagnetische oder kurzzeitig wirkende Schub strahl-Antriebe schrittweise fortbewegt werden. In der ersten Druck schrift ist eine rollfähige Mine beschrieben, die eine Sensoreinrich tung zur Zielerfassung und Zielerkennung aufweist, mit deren Hilfe die Bewegungen der Mine gesteuert werden. Die zweite Schrift betrifft eine Rollmine, bei der Zielortungseinrichtungen zumindest an den Stellen des Umfanges angeordnet sind, durch die die Rollachse verläuft. Die zusam men ausgewerteten Sensorsignale dienen zur Betätigung der Beschleuni gungseinrichtung zur Drehung der Mine um ihre vertikale Achse. Derarti ge spurgeführte Minen sind wegen ihrer relativ schlechten Geländegängig keit und ihres hohen Energiebedarfs vor allem bei unwegsamen Geländever hältnissen nur begrenzt einsetzbar.DE 31 48 169 C1 and DE 33 45 362 A1 are self-searching minensy Steme known by means of track-guided wheel vehicles support elements rolling or sliding on the floor in a defined position ge and held by electromagnetic or short-term thrust jet drives are moved step by step. In the first print Scripture describes a rollable mine, which is a sensor device device for target acquisition and target recognition, with the help of which Movements of the mine can be controlled. The second font concerns one Rollmine, at least in the location of the location Are arranged circumference through which the roll axis runs. The together The sensor signals evaluated serve to actuate the accelerators supply device for rotating the mine about its vertical axis. Derarti ge-guided mines are common because of their relatively poor terrain and their high energy requirements, especially in rough terrain limited use.

Die z. B. aus der DE 33 45 363 A1 oder DE 34 00 955 A1 bekannten Kugelmi nen der beanspruchten Art sind hingegen als frei rollfähige Kugelkörper ausgebildet, die aufgrund ihrer hohen Mobilität und Geländegängigkeit wesentlich besser in der Lage sind, Geländehindernisse und große Weg strecken mit geringem Energieverbrauch zu überwinden, wobei als Antrieb kugelkörperfeste Impulstriebwerke mit bezüglich des Kugelmittelpunktes radialer Schubrichtung vorgesehen sind, die in den Ruhephasen zwischen aufeinanderfolgenden Bewegungsschritten derart angesteuert werden, daß der Antriebsimpuls des jeweils gezündeten Triebwerks in Richtung des nachfolgenden Bewegungsschrittes und möglichst parallel zur Bodenober fläche wirkt. Eine derartige Fortbewegung als ungeführte Kugel hat je doch zur Folge, daß die Kugelmine in einer irgendbeliebigen Rollage, d. h. mit einem irgendbeliebigen Punkt der Kugeloberfläche als Bodenauf standspunkt, zum Stillstand kommen kann und es eines aufwendigen Steu er- und zusätzlichen Antriebsmechanismus, z. B. in Form eigener, tan gential wirkender Steuertriebwerke bedarf, um eine solche Kugelmine in der Ruhephase jeweils in eine definierte, für die Sensor-Anordnung zur Zielortung und den Antrieb für den jeweils nachfolgenden Bewegungs schritt optimale Rollage umzuorientieren.The z. B. from DE 33 45 363 A1 or DE 34 00 955 A1 known Kugelmi nen of the claimed type, however, are free rolling ball bodies trained because of their high mobility and off-road capability are much better able to handle terrain obstacles and great road to overcome stretch with low energy consumption, being used as a drive Impulse engines fixed to the spherical body with respect to the center of the sphere radial thrust direction are provided, which in the rest phases between successive movement steps are controlled such that the drive impulse of the fired engine in the direction of subsequent movement step and as parallel as possible to the floor surface works. Such movement as an unguided ball has ever but the consequence is that the ball mine in any rollage, d. H. with any point on the surface of the sphere as the ground position, can come to a standstill and it is an expensive tax er and additional drive mechanism, e.g. B. in the form of own, tan Potential-acting control engines needed to in such a ball mine the rest phase in each case in a defined, for the sensor arrangement Target location and the drive for the subsequent movement step reorient optimal rollage.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine als ungeführt rollfähigen Kugelkör per fortbewegte Kugelmine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf baulich einfache und energiesparende Weise eine stabile Positio nierung der Kugelmine in definierter Rollage zwischen aufeinanderfolgen den Bewegungsschritten erreicht wird.The object of the invention is a ball body which can be rolled without guidance by means of a moving ball mine of the type mentioned at the beginning, that in a structurally simple and energy-saving manner a stable position The ball mine in a defined roll position between successive the movement steps are achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeich nete Kugelmine gelöst.This object is characterized by the in claim 1 nete ball mine solved.

Bei der erfindungsgemäßen Kugelmine wird aufgrund der beanspruchten An ordnung und Ausbildung der Stützvorrichtung ohne Beeinträchtigung der Fortbewegung als ungeführt rollfähigem Kugelkörper die Anzahl der mögli chen Ruhepositionen auf einige wenige, nämlich vorzugsweise zwei oder vier beschränkt, von denen die Kugelmine nach dem Ausfahren der Stütz vorrichtung jeweils eine selbsttätig einnimmt, wodurch eine ganz erheb liche Verringerung des Bau- und Steueraufwandes für ein in der Ruhepha se lageoptimal orientiertes Sensor- und Antriebssystem erreicht wird, mit dem weiteren Vorteil, daß die Stützvorrichtung energiearm arbeitet und im ausgefahrenen Zustand eine stabile und exakte Positionierung der Kugelmine in der jeweils eingenommenen Rollage garantiert. In the ball mine according to the invention is due to the claimed order and training of the support device without affecting the Movement as an unguided rollable spherical body the number of possible Chen rest positions on a few, namely preferably two or four limited, of which the ball mine after extending the support device takes one each, which makes a very high Liche reduction in construction and tax expenditure for one in the rest phase optimally oriented sensor and drive system is achieved, with the further advantage that the support device works with little energy and in the extended state stable and exact positioning of the Ball mine guaranteed in the rollage taken.

Gemäß Anspruch 2 enthält die Stützvorrichtung in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zwei Stützglieder mit jeweils gemeinsam mit diesen ausfahrbaren Schwenkmassen, die im Ausfahrzustand der Stützvor richtung Exzentergewichte zum Verkippen der Kugelmine in eine stabile Ruhelage bilden, in der die Kugelmine durch die beiden Stützglieder und einen Auflagepunkt der Kugeloberfläche am Boden abgestützt wird. Hier durch wird die Anzahl der möglichen Ruhepositionen auf zwei beschränkt, d. h. die Kugeloberfläche besitzt lediglich zwei fest vorgegebene Punk te, die nach Aktivierung der Stützvorrichtung in die Toplage gelangen, also den geometrischen Kugel-Nordpol bilden können und denen jeweils ei ne kugelfeste, in der Toplage des entsprechenden Nordpol-Punktes hori zontal ausgerichtete Äquatorialebene zugeordnet ist. Durch eine derarti ge Beschränkung auf zwei stabile Rollagen wird der Bau- und Steuerauf wand für ein wirksames Sensor- und Antriebssystem weiter reduziert.According to claim 2, the support device contains more advantageous Embodiment of the invention two support members, each together with this extendable swivel masses, the support in the extended state towards eccentric weights to tilt the ball mine into a stable one Form rest position in which the ball mine through the two support members and a point of support of the spherical surface is supported on the ground. Here which limits the number of possible rest positions to two, d. H. the spherical surface has only two fixed points te that reach the top position after activation of the support device, So can form the geometric sphere north pole and each egg ne bulletproof, in the top location of the corresponding north pole point hori zonally aligned equatorial plane is assigned. By suchi The construction and taxation will be restricted to two stable rollages wall for an effective sensor and drive system further reduced.

Gemäß einer alternativen und besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Stützvorrichtung nach Anspruch 3 jedoch vier, je weils an den Eckpunkten eines der Kugel einbeschriebenen, regelmäßigen Tetraeders angeordnete Stützglieder. Eine derartige Abstützung, aus der sich für die Kugelmine vier mögliche Ruhepositionen ergeben, deren zuge ordnete Nordpol-Punkte gleichförmig über die Kugeloberfläche verteilt sind, gewährleistet vor allem auch im freien Gelände eine sichere Um orientierung der Kugelmine in die jeweilige Stützposition und infolge der günstigen Lage der Bodenaufstandspunkte eine äußerst kippfeste Lage rung des Rollkörpers, wobei der Aufwand für ein wirksam positioniertes Sensor- und Antriebssystem zwar höher als bei der Ausführungsform mit zwei Stützgliedern liegt, sich aber immer noch in engen Grenzen hält.According to an alternative and particularly preferred embodiment of the Invention contains the support device according to claim 3, however, four each because at the corner points of a regular, inscribed in the sphere Supporting elements arranged in tetrahedra. Such a support from which there are four possible resting positions for the ball mine, the associated ordered North Pole points evenly distributed over the surface of the sphere are guaranteed, especially in open terrain, a safe environment Orientation of the ball mine in the respective support position and as a result the favorable location of the ground contact points an extremely stable position tion of the rolling body, the effort for an effectively positioned Sensor and drive system higher than in the embodiment with two support members, but is still within narrow limits.

Um auf baulich einfache Weise sicherzustellen, daß die Stützvorrichtung im eingefahrenen Zustand gegen Einwirkungen von außen geschützt ist und keine Störungen der Kugelgeometrie verursacht, sind die Stützglieder ge mäß Anspruch 4 vorzugsweise mit kalottenförmigen, bei zurückgezogenen Stützgliedern einen Teil der Kugeloberfläche bildenden Endstücken verse hen. To ensure in a structurally simple manner that the support device is protected against external influences when retracted and no disturbances of the ball geometry caused, the support members are ge according to claim 4 preferably with dome-shaped, with withdrawn Support members verses forming part of the spherical surface hen.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung ist die Stützvor richtung nach Anspruch 5 in baulich einfacher Weise als Drehantrieb aus gebildet, der im Ausfahrzustand der Stützglieder die zur Zielortung und zur Ausrichtung auf den nachfolgenden Bewegungsschritt erforderliche Ro tation der Kugelmine um eine durch den jeweiligen Nordpol-Punkt verlau fende, vertikale Achse übernimmt, wobei die die Drehung bewirkenden Stützräder gemäß Anspruch 6 im Hinblick auf eine gute Bodengriffigkeit vorzugsweise am Außenumfang rippenförmig profiliert und aus Gründen ei ner weiteren baulichen Vereinfachung gemäß Anspruch 7 zweckmäßigerweise durch die kalottenförmigen Endstücke der Stützglieder gebildet werden.According to a further essential aspect of the invention, the support is Direction according to claim 5 in a structurally simple manner as a rotary drive formed, which in the extended state of the support members for the location and Ro required to align with the next movement step tation of the ball mine by one through the respective North Pole point fender, vertical axis takes over, whereby the causing the rotation Training wheels according to claim 6 with a view to good grip preferably profiled rib-like on the outer circumference and for reasons of egg ner further structural simplification according to claim 7 expediently are formed by the dome-shaped end pieces of the support members.

In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ge mäß Anspruch 8 jedes Stützglied mit einem gemeinsam mit diesem ausfahr baren Sensor versehen, so daß sich die Sensoren während der Rollbewe gung der Kugelmine in einer geschützten Lage innerhalb der Kugeloberflä che befinden und in der Ruhephase der Kugelmine auf mechanisch einfache Weise gleichzeitig mit den Stützgliedern in eine über die Kugeloberflä che ausgefahrene Wirkposition gelangen, mit dem weiteren Vorteil, daß sich bei einer Tetraeder-Anordnung der Stützglieder jeweils ein Sensor im Ausfahrzustand an dem zur Zielortung günstigen Nordpol-Punkt des Ku gelkörpers befindet. In diesem Falle empfiehlt es sich insbesondere bei Richtsensoren, die zur wirksamen Zielortung um eine vertikale Achse ge dreht werden müssen, im Hinblick auf einen einfachen Drehantrieb die einzelnen Sensoren gemäß Anspruch 9 am Stützrad zu befestigen und die Stützräder unabhängig voneinander in der Weise drehbar anzutreiben, daß zum Zwecke der Zielortung das in der Stützposition der Kugelmine am Ku gel-Nordpol gelegene Stützrad gemeinsam mit dem daran befestigten Sen sor zunächst nur für sich allein angetrieben wird und anschließend in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Zielortung die am Boden aufliegenden Stützräder der anderen Stützglieder zwecks Rotation der gesamten Kugel mine um die vertikale Achse verdreht werden, bis die Kugelmine in Rich tung des nachfolgenden Bewegungsschrittes exakt ausgerichtet ist. In a further, particularly advantageous embodiment of the invention is ge According to claim 8, each support member extends with it together baren sensor provided, so that the sensors during the Rollbewe the ball mine in a protected position within the ball surface are located and in the resting phase of the ball mine on mechanically simple Simultaneously with the support members in a ball surface che extended extended operative position, with the further advantage that One sensor each in a tetrahedron arrangement of the support members in the extended state at the north pole point of the Ku which is favorable for the destination body. In this case, it is particularly recommended for Directional sensors used for effective targeting around a vertical axis must be rotated with a view to a simple rotary drive to attach individual sensors according to claim 9 on the support wheel and the To drive support wheels independently of one another in such a way that for the purpose of targeting the in the support position of the ball mine on the Ku Gel-Nordpol located jockey wheel together with the attached Sen is initially driven only for itself and then in Depending on the result of the target location, those lying on the ground Support wheels of the other support members in order to rotate the entire ball mine can be rotated around the vertical axis until the ball mine is in Rich direction of the subsequent movement step is precisely aligned.

Zur Feinjustierung der Stützposition, vor allem bei unebenen Bodenflä chen, besitzen die Stützglieder gemäß Anspruch 10 vorzugsweise unabhän gig voneinander variabel steuerbare Ausfahrlängen.For fine adjustment of the support position, especially on uneven floor surfaces chen, the support members according to claim 10 preferably have independent extensively controllable extension lengths.

Sind als Rollantrieb der Kugelmine, wie bevorzugt, in der eingangs er wähnten Weise rollkörperfeste Impulstriebwerke mit bezüglich des Kugel mittelpunktes radialer Schubrichtung vorgesehen, von denen das für den jeweils nächsten Bewegungsschritt angesteuerte Triebwerk in der Ruhepo sition im Hinblick auf eine hochgradige Ausnutzung des erzeugten Bewe gungsimpulses parallel zur Bodenoberfläche ausgerichtet werden muß, so ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Kugelmine in Verbindung mit der geschilderten Stützvorrichtung eine weitere, wesentliche, bauliche und steuerungsmäßige Vereinfachung dadurch, daß die Triebwerke gemäß An spruch 11 im Bereich der zu den Tetraederflächen bzw. den im Ausfahrzu stand der Stützglieder gebildeten Bodenaufstandsflächen parallelen Äqua torialebenen des Rollkörpers angeordnet sind. Mit einer derartigen geo metrischen Anordnung der Triebwerke wird beim Ausfahren der Stützvor richtung eine selbsttätige, lagerichtige Orientierung der jeweils längs einer Äquatorialebene gruppierten Triebwerke erreicht, ohne daß es ei nes zusätzlichen Steueraufwandes oder einer gleichförmig dichten Bele gung der gesamten Kugeloberfläche mit einer Vielzahl von Einzeltriebwer ken bedarf. Um in diesem Fall eine günstige Verteilung von Stützglie dern und Triebwerken auf der Kugeloberfläche zu erreichen, empfiehlt es sich gemäß Anspruch 12, die Triebwerke jeweils in Opposition zu einem der Stützglieder anzuordnen und bei Verwendung von Feststofftriebwer ken, die jeweils nur für einen einzigen Bewegungsschritt nutzbar sind, gemäß Anspruch 13 jedes Triebwerk in eine geometrisch eng zusammenlie gende Gruppe von Einzeltriebwerken mit im wesentlichen gleicher Schub richtung zu unterteilen, so daß die in der Stützposition zum Zwecke der Schubkraftausrichtung für den jeweils nächsten Bewegungsschritt erfor derliche Drehpositionierung des Roboters um die Vertikalachse mit gerin gem Steueraufwand durchführbar ist, nämlich unabhängig davon, welches der auf der bodenparallelen Äquatorialebene liegenden Einzeltriebwerke bereits in einem vorhergehenden Bewegungsschritt verbraucht wurde oder noch als Antrieb zur Verfügung steht. Are as a roller drive of the ball mine, as preferred, in the beginning he mentioned way impeller engines with respect to the ball with respect to the ball provided radial radial thrust direction, of which for the each next step of the movement driven engine at rest sition with regard to a high degree of utilization of the generated movement gungsimpulses must be aligned parallel to the ground surface, so results in the ball mine according to the invention in connection with the described support device another, essential, structural and Control simplification in that the engines according to An Proverb 11 in the area of the tetrahedral surfaces or in the Auszuzu stood the support members formed ground contact areas parallel equa torial planes of the rolling body are arranged. With such a geo Metric arrangement of the engines is when extending the support direction an automatic, correct orientation of the longitudinal engines grouped on an equatorial plane without ei additional tax expense or a uniformly dense tax of the entire spherical surface with a large number of individual drives ken needs. In this case, a favorable distribution of support girders It is recommended to reach engines and engines on the surface of the balls itself according to claim 12, the engines each in opposition to one to arrange the support members and when using solid propulsion ken, which can only be used for a single movement step, according to claim 13 each engine in a geometrically close together group of individual engines with essentially the same thrust divide direction, so that in the support position for the purpose of Require thrust alignment for the next movement step Rotational positioning of the robot around the vertical axis with small is feasible according to tax expense, namely regardless of which of the individual engines lying on the ground-parallel equatorial plane has already been consumed in a previous movement step or is still available as a drive.

Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbin dung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:The invention is now based on two exemplary embodiments dung explained in more detail with the drawings. It show in schematic Presentation:

Fig. 1 ein Kugelminensystem mit ausgefahrener Stützvorrichtung und te traedisch angeordneten Stützgliedern; Figure 1 shows a ball mine system with extended support device and technically arranged support members.

Fig. 2 ein Kugelminensystem mit zwei Stützgliedern während der Rollbewe gung (Fig. 2a) und in der Ruhe- und Stützposition mit ausgefahre nen Stützgliedern (Fig. 2b). Fig. 2 shows a ball mine system with two support members during the Rollbewe movement ( Fig. 2a) and in the rest and support position with extended NEN support members ( Fig. 2b).

Fig. 1 zeigt eine Kugelmine 2 in Form eines während der einzelnen Bewe gungsschritte ungeführt auf dem Boden rollenden Kugelkörpers 2 mit einer während der Rollbewegung eingefahrenen Stützvorrichtung 4, die vier, an den Eckpunkten eines der Kugel einbeschriebenen Tetraeders angeordnete Stützglieder 6 enthält. Jedes Stützglied besteht aus einer z. B. elek tromotorisch in Richtung einer Kugeldurchmesserlinie teleskopartig aus fahrbaren Stützwelle 8, die durch einen z. B. ebenfalls elektromotori schen Antrieb (nicht gezeigt) um die Wellenachse drehbar antreibbar ist. Am äußeren Ende der Stützwelle 8 ist ein am Außenumfang gerippt profiliertes Stützrad 10 befestigt, welches als kalottenförmiges, im Einfahrzustand der Stützvorrichtung 4 als Teil der Kugeloberfläche wir kendes Verschlußstück ausgebildet ist. Die Ausfahrlänge und der Drehan trieb jedes einzelnen Stützgliedes 6 sind individuell steuerbar. An der Unterseite jedes Stützrades 10 ist ein Sensor 12, etwa ein schall-, ra dar-, infrarot- oder laserlichtempfindlicher Peilsensor 12 befestigt. Fig. 1 shows a ball mine 2 in the form of a during the individual movement movement steps unguided on the floor rolling ball body 2 with a retracted during the rolling support device 4 , which contains four, at the corner points of a inscribed tetrahedron arranged support members 6 . Each support member consists of a z. B. elek tromotoric in the direction of a ball diameter line telescopically from a mobile support shaft 8 , which by a z. B. is also electromotor's drive (not shown) rotatable about the shaft axis. At the outer end of the support shaft 8 , a ribbed profiled support wheel 10 is attached, which is designed as a dome-shaped, in the retracted state of the support device 4 as part of the spherical surface we kendes locking piece. The extension length and the rotation drive each individual support member 6 are individually controllable. A sensor 12 , for example a sound, ra dar, infrared or laser light-sensitive bearing sensor 12 is attached to the underside of each support wheel 10 .

Durch die vier Begrenzungsflächen des die geometrische Anordnung der Stützglieder 6 bezüglich des Kugelkörpers 2 bestimmenden Tetraeders sind vier unterschiedliche, jeweils zu einer der Tetraederflächen parallele Äquatorialebenen oder -kreise auf der Kugeloberfläche festgelegt, die in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt und mit A bis D bezeich net sind. Auf jedem Äquatorialkreis A bis D befindet sich eine Trieb werkseinheit 14.1 bis 14.4 in Opposition zu jeweils einem der Stützglie der 6, d. h. an einer Stelle des Äquatorialkreises, die von einem je weils einem der Stützglieder 6 gegenüberliegenden Punkt der Kugelober fläche um eine Bogenlänge, die etwa das 0,34-fache des Kugelradius be trägt, beabstandet ist, wie dies aus Fig. 1 am deutlichsten für die Triebwerkseinheit 14.1 ersichtlich ist, die auf dem Äquatorialkreis A in Opposition zu dem im Sinne dieser Figur linken Stützglied 6 angeord net, also von dem diesem Stützglied 6 diametral gegenüberliegenden Ober flächenpunkt X um die Bogenlänge s beabstandet ist.The four boundary surfaces of the tetrahedron defining the geometric arrangement of the support members 6 with respect to the spherical body 2 define four different equatorial planes or circles parallel to one of the tetrahedral surfaces, which are shown in broken lines in FIG. 1 and with A to D are designated. On each equatorial circle A to D there is an engine unit 14.1 to 14.4 in opposition to one of the support members of FIG. 6 , ie at one point in the equatorial circle, the surface of which is one of the support members 6 opposite point of the spherical surface by an arc length that about 0.34 times the radius of the ball be spaced apart, as can be seen most clearly from FIG. 1 for the engine unit 14.1 , which is arranged on the equatorial circle A in opposition to the left support member 6 in the sense of this figure, that is from this support member 6 diametrically opposite surface point X is spaced by the arc length s.

Jede Triebwerkseinheit 14 besteht aus einer eng zusammenliegenden Grup pe von Einzeltriebwerken 16 mit im wesentlichen gleicher, radial zum Ku gelmittelpunkt hin weisender Schubrichtung. Von den Einzeltriebwerken 16, die als Feststofftriebwerke ausgebildet sind, wird jeweils eines zur Durchführung eines einzelnen Bewegungsschrittes des Kugelkörpers 2 gezündet.Each engine unit 14 consists of a closely grouped group of individual engines 16 with essentially the same radial direction towards the center of the gel pointing the direction of thrust. One of the individual engines 16 , which are designed as solid engines, is fired in order to carry out a single movement step of the spherical body 2 .

Wenn die Kugelmine am Ende eines Bewegungsschrittes zum Stillstand ge kommen ist, werden zunächst sämtliche vier Stützglieder 6 gemeinsam aus gefahren, wodurch eine der vorgegebenen Äquatorialebenen - gemäß Fig. 1 die Äquatorialebene A - parallel zur Bodenaufstandsfläche ausgerichtet wird und das mit seiner Wellenachse senkrecht zu dieser Äquatorialebene verlaufende Stützglied 6 in die Toplage gelangt, woraufhin der diesem Stützglied 6 zugeordnete Drehantrieb angesteuert und der am Stützrad 10 befestigte, nunmehr um die Wellenachse umlaufende Sensor 12 aktiviert wird. In Abhängigkeit von dem Meßergebnis dieses Sensors 12 werden an schließend die Drehantriebe der drei übrigen, am Boden aufliegenden Stützglieder 6 gemeinsam betätigt, so daß deren Stützräder 10 eine Rota tion der gesamten Kugelmine um die Wellenachse des in der Toplage be findlichen Stützgliedes 6 bewirken, bis die Schubrichtung der auf der bodenparallelen Äquatorialebene A angeordneten Triebwerkseinheit 14.1 mit der gewünschten Rollrichtung des nächsten Bewegungsschrittes zusam menfällt. Nach dem Einfahren der Stützglieder 6 wird die Kugelmine un ter der Wirkung des kurzzeitigen Antriebsimpulses, welcher durch Zün dung eines noch unverbrauchten Einzeltriebwerkes 16 der Triebwerksein heit 14.1 erzeugt wird, in Rollbewegung versetzt und durchläuft den nachfolgenden Bewegungsschritt, und dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis das Ziel erreicht oder kein Einzeltriebwerk 16 mehr einsatz fähig ist.When the ball mine comes to a standstill at the end of a movement step, all four support members 6 are first moved out together, whereby one of the predetermined equatorial planes - according to FIG. 1 the equatorial plane A - is aligned parallel to the ground contact area and with its shaft axis perpendicular to it Supporting member 6 extending in the equatorial plane reaches the top position, whereupon the rotary drive assigned to this supporting member 6 is actuated and the sensor 12 attached to the support wheel 10 and now rotating around the shaft axis is activated. Depending on the measurement result of this sensor 12 , the rotary actuators of the three remaining support members 6 resting on the ground are actuated jointly so that their support wheels 10 cause a rotation of the entire ball mine around the shaft axis of the support member 6 which is in the top position until the thrust direction of the engine unit 14.1 arranged on the ground-parallel equatorial plane A coincides with the desired rolling direction of the next movement step. After the support members 6 have been retracted, the ball mine is brought into rolling motion and undergoes the following movement step under the action of the short-term drive impulse, which is generated by ignition of an as yet unused individual engine 16 of the engine unit 14.1 , and passes through the subsequent movement step, and this process is repeated as long as until the goal is reached or no single engine 16 is operational.

Soll sich die Kugelmine selbsttätig in ein vorgegebenes Zielgebiet verbringen, so wird die Rollrichtung für eine bestimmte Anzahl von auf einanderfolgenden Bewegungsschritten, z. B. mit Hilfe eines Kompasses, konstant gehalten. Nach Erreichen des Zielgebietes bestimmt sich die Rollrichtung bis zur Zielortung entweder nach einem vorgegebenen Suchmu ster oder wird zufällig ausgewählt, z. B. dadurch, daß die oben geschil derte Drehpositionierung der Kugelmine mit Hilfe der Stützräder 10 un terbleibt. Die für die einzelnen Arbeitsabläufe erforderlichen Steuer kommandos werden durch eine im Kugelinneren angeordnete, nicht gezeigte Signalverarbeitungseinheit erzeugt, der auch der Kompaß als Richtungs sensor und zusätzliche Lagesensoren, etwa in Form von Quecksilberschal tern, zur Ermittlung der jeweils bodenparallelen Äquatorialebene zuge ordnet sein können.If the ball mine is to spend automatically in a predetermined target area, the rolling direction is determined for a certain number of successive movement steps, e.g. B. kept constant with the help of a compass. After reaching the target area, the rolling direction to the destination is either determined according to a predefined search pattern or is selected at random, e.g. B. characterized in that the above schil-rotated positioning of the ball mine with the help of the support wheels 10 un remains. The control commands required for the individual workflows are generated by a signal processing unit, not shown, arranged in the interior of the sphere, which can also be assigned to the compass as a direction sensor and additional position sensors, for example in the form of mercury switches, for determining the respective equatorial plane parallel to the ground.

Die Kugelmine gemäß Fig. 2, wo die dem ersten Ausführungsbeispiel ent sprechenden Bauelemente durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekenn zeichnet sind, unterscheidet sich von diesem in erster Linie dadurch, daß die Stützvorrichtung 104 anstelle von vier nur zwei Stützglieder 106 enthält, deren Stützwellen 108 mit ihren Wellenachsen auf unter schiedlichen Kugeldurchmesserlinien angeordnet und individuell ausfahr bar sind. Dementsprechend existieren bei ausgefahrener Stützvorrichtung 104 auch nur zwei mögliche Stützpositionen, in denen der Kugelkörper 102 durch die Stützglieder 106 in einer definierten Rollage gehalten wird, wobei die jeweilige Bodenaufstandsfläche in einer Ebene liegt, die tan gential zur Kugeloberfläche verläuft und die Stützräder 110 im ausgefah renen Zustand am Außenumfang berührt. Jeder der beiden möglichen Boden aufstandsflächen ist eine hierzu parallele Äquatorialebene A bzw. B zu geordnet, auf der wiederum eine aus mehreren Einzeltriebwerken 116 be stehende Triebwerkseinheit 114.1 bzw. 114.2 in Opposition zu den Stütz gliedern 106 angeordnet ist. Auf der den Stützgliedern 106 gegenüberlie genden Kugelhälfte befinden sich jeweils an einer Stelle der Kugelober fläche, die auf einem senkrecht zur Äquatorialebene A bzw. B verlaufen den Kugelradius liegt, Richtsensoren 112, die in der Stützposition des Kugelkörpers 102 über die Kugeloberfläche hinaus ausfahrbar und im ausge fahrenen Zustand entweder durch einen eigenen, elektromotorischen An trieb oder durch Drehung des gesamten Kugelkörpers 102 mittels der Stütz räder 110 um den erwähnten Kugelradius als Drehachse rotieren können.The ball mine according to FIG. 2, where the components corresponding to the first embodiment are identified by a reference numeral increased by 100, differs from this primarily in that the support device 104 contains only two support members 106 instead of four, the support shafts 108 of which with their shaft axes arranged on different ball diameter lines and individually extendable. Accordingly, there are only two possible support positions when the support device 104 is extended, in which the spherical body 102 is held in a defined roll position by the support members 106 , the respective ground contact area being in a plane which is tan gential to the ball surface and the support wheels 110 in the extended position Condition on the outer circumference touched. Contact surfaces of each of the two possible soil is ordered to a parallel thereto equatorial plane A or B, on which in turn a be a plurality of individual engines 116 related thruster units 114.1 and 114.2 are divided in opposition to the support is arranged 106th On the support members 106 opposite lying half of the ball are each at a point on the upper ball surface, which is perpendicular to the equatorial plane A or B, the ball radius, directional sensors 112 , which in the supporting position of the spherical body 102 extendable beyond the spherical surface and in extended state either by its own electromotive drive or by rotating the entire spherical body 102 by means of the support wheels 110 can rotate about the sphere radius mentioned as the axis of rotation.

Um sicherzustellen, daß der Kugelkörper 102 auch dann in eine der beiden definierten Stützpositionen gelangt, wenn sich die Stützglieder 106 am Ende der Rollbewegung in einer bodenfernen Position befinden, werden die Stützglieder 106 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander ausgefah ren, wobei die Stützräder 110 aufgrund ihres Eigengewichtes als Schwenk massen zum Verkippen des Kugelkörpers 102 in die definierte Rollage wir ken, in welcher einer der Äquatorialkreise - gemäß Fig. 2b der Äquato rialkreis A bodenparallel ausgerichtet und sich der zugeordnete Sensor 112 in der Toplage befindet und nunmehr ausgefahren und aktiviert wer den kann. Im übrigen ist die Bau- und Funktionsweise der Kugelmine im wesentlichen die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispieles.In order to ensure that the spherical body 102 also reaches one of the two defined support positions when the support members 106 are in a position away from the ground at the end of the rolling movement, the support members 106 are not extended simultaneously but in succession, with the support wheels 110 due to their Dead weight as swiveling masses for tilting the spherical body 102 into the defined roll position, in which one of the equatorial circles - according to FIG. 2b the equatorial circle A is aligned parallel to the ground and the assigned sensor 112 is in the top position and can now be extended and activated to whoever . Otherwise, the construction and operation of the ball mine is essentially the same as that of the first embodiment.

Anstatt die Richtsensoren 12 oder 112 in der Top- oder Nordpolposition der Kugelmine anzuordnen, kann es sich bei bestimmten Arten von Richt sensorsystemen empfehlen, jeweils zwei einander diametral gegenüberlie gende Sensoren auf einem zwischen den einzelnen Kugel-Nordpolen und der zugeordneten Äquatorialebene verlaufenden Breitenkreis anzuordnen, wo bei in diesem Fall die Orbitalbewegung der Sensoren um die Vertikalach se in der Stützposition der Kugelmine durch den Stützrad-Antrieb be wirkt wird.Instead of arranging the directional sensors 12 or 112 in the top or north pole position of the ball mine, it may be advisable with certain types of directional sensor systems to arrange two diametrically opposed sensors on a latitude circle running between the individual spherical north poles and the assigned equatorial plane, where, in this case, the orbital movement of the sensors around the vertical axis in the support position of the ball mine is effected by the support wheel drive.

Claims

1. ball mine with a device for tracking down a ground target consisting of a sensor arrangement activated between the individual movement steps of the mine for target location and position-dependent ignition of impulse engine units distributed on the ball surface with respect to the ball center radial thrust direction, characterized in that the ball body ( 2 ; 102 ) an automatically retracted during the rolling movement steps into the interior of the ball, between successive movement steps beyond the surface of the ball from a mobile support device ( 4 ; 104 ) with respective support members ( 6 ; 106 ) arranged on different ball body-fixed ball diameter lines for floor-fixed support of the ball body in a defined manner Rollage contains.

2. Ball mine according to claim 1, characterized in that the support device ( 104 ) contains two support members ( 106 ), each with jointly extendable pivoting masses for tilting the spherical body ( 102 ) into a defined rolling position.

3. Ball mine according to claim 1, characterized in that the support device ( 4 ) holds four, each at the corner points of one of the ball inscribed, regular tetrahedron arranged support members ( 6 ) ent.

4. Ball mine according to one of the preceding claims, characterized in that the support members ( 6 ; 106 ) are provided with dome-shaped end pieces forming part of the ball surface when the support members are withdrawn.

5. Ball mine according to one of the preceding claims, characterized in that the support members ( 6 ; 106 ) are provided with rotatably driven support wheels ( 10 ; 110 ) for rotating the spherical body ( 2 ; 102 ) about a vertical axis in the extended state.

6. Ball mine according to claim 5, characterized in that the support wheels ( 10 ; 110 ) are rib-shaped on the outer circumference.

7. Robot according to claims 4 and 5 or 6, characterized in that the end pieces are designed as support wheels ( 10 ; 110 ).

8. Ball mine according to one of the preceding claims, characterized in that each support member ( 6 ) is provided with a jointly with this from mobile sensor ( 12 ).

9. Ball mine according to claim 8 in connection with one of claims 5 to 7, characterized in that the sensor ( 12 ) is rotatably connected to the support wheel ( 10 ) of the support member ( 6 ) and the support wheels are rotatably driven independently of one another.

10. Ball mine according to one of the preceding claims, characterized in that the support members ( 6 ; 106 ) independently of one another have variable controllable extension lengths.

11. Ball mine according to one of the preceding claims, characterized in that the engine units ( 14.1 to 14.4 ; 114.1 , 114.2 ) in the area of the tetrahedral surfaces or the ground contact surfaces formed in the extended state of the support device ( 4 ; 104 ) parallel equatorial circles (A to D) of the rolling body ( 2 ; 102 ) are arranged.

12. Ball mine according to claim 11, characterized in that the engine units ( 14 ) are each arranged in opposition to one of the support members ( 6 ).

13. Ball mine according to claim 10 or 11, characterized in that each engine unit ( 14 ; 114 ) consists of a group of individual engines ( 16 ; 116 ) with substantially the same direction of thrust.