ES2277777B1 - Dispositivo para el transporte de personas o cosas y el procedimiento para su control. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el transporte de personas o cosas y el procedimiento para su control. La conexión de al menos uno de los ejes (4) con el cuerpo (1) del dispositivo se realiza a través de un elemento móvil (5) que permite la traslación relativa del eje (4) con respecto al cuerpo (1) y que se encuentra cinemáticamente conectado al motor (6) del elemento móvil. El motor (6) del elemento móvil está fijado en el cuerpo (1) del dispositivo. Además, cada una de las ruedas (3) contiene un elemento fijador (9) conectado al sistema de control (8) que impide la rotación de las mismas alrededor de sus ejes (4) respectivos, al menos en una dirección.
Description
Dispositivo para el transporte de personas o
cosas y el procedimiento para su control.
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La invención pertenece a la ingeniería mecánica,
se puede utilizar particularmente en robótica y en dispositivos
para el transporte de personas o cosas.
Dentro de las soluciones técnicas conocidas
tenemos producto comercial iBOT Mobility System
(http://www.jnj.com/innovations/new_features/IBOT.htm)
y "A high-mobility redundantly actuated
mini-rover for self adaptation to terrain
characteristics" cuyos autores son F. Benamar, Ph. Bidaud, F.
Plumet, G. Andrade y V. Budanov (Climbing and Walking Robots,
CLAWAR 2000. Professional Engineering Publishing Limited, London
UK, pp 105-112. ISBN 1 86058 268 0).
En las anteriores soluciones técnicas los
sistemas son muy complejos, además en estos sistemas existen
fuerzas de par asociadas a las ruedas. En este caso es difícil el
uso de las soluciones técnicas conocidas sobre superficies blandas
(como por ejemplo sobre arena).
El dispositivo para el transporte de personas o
cosas está compuesto por un cuerpo (1), una plataforma (2)
destinada a la carga de personas o cosas y conectada al cuerpo (1)
del dispositivo. El dispositivo consta, además, de varios ejes (4)
conectados al cuerpo (1) del dispositivo y a las ruedas (3), las
ruedas (3) tienen la posibilidad de rotar alrededor de los ejes
(4). El dispositivo también tiene un sistema de control (8) y al
menos un motor conectado al sistema de control (8).
La conexión de al menos uno de los ejes (4) con
el cuerpo (1) del dispositivo se realiza a través de un elemento
móvil (5) que permite la traslación relativa del eje (4) con
respecto al cuerpo (1) y que se encuentra cinemáticamente conectado
al motor (6) del elemento móvil. El motor (6) del elemento móvil
está fijado en el cuerpo (1) del dispositivo. Además, cada una de
las ruedas (3) contiene un elemento fijador (9) conectado al
sistema de control (8) que impide la rotación de las mismas
alrededor de sus ejes (4) respectivos, al menos en una
dirección.
Para lograr el movimiento del dispositivo en una
dirección:
- el sistema de control conecta los fijadores
(9) de todas las ruedas (3) de tal forma que se evita la rotación
de las mismas en la dirección opuesta, es decir, que se evita la
rotación el la dirección contraria a la dirección que se desea mover
el dispositivo.
- el motor (6) del elemento móvil mueve el
elemento móvil (5) en la misma dirección en la que se desea mover
el dispositivo.
- se realiza la medición de la posición angular
del motor (6) del elemento móvil con la ayuda de un sensor.
- el sistema de control (8) detiene el motor (6)
del elemento móvil en el momento en el que su posición angular es
igual a un valor definido de antemano.
- el motor (6) mueve el elemento móvil (5) en
dirección opuesta al movimiento anterior seguido por el
dispositivo.
- se realiza la medición de la posición angular
del motor (6) del elemento móvil con la ayuda de un sensor.
- el sistema de control (8) finaliza el
movimiento en dirección opuesta cuando el motor (6) ha recorrido el
mismo ángulo fijado de antemano en valor absoluto.
La presente invención hace referencia a un
dispositivo y método de control para el transporte de personas o
cosas, capaz de mejorar la posibilidad de trabajar sobre
superficies blandas (como por ejemplo sobre arena), de bajar y subir
escalones, además de simplificar los actuales mecanismos de
transporte.
El dispositivo para el transporte de personas
y/o cosas está compuesto por un cuerpo (1), una plataforma (2)
destinada a la carga de personas o cosas y conectada al cuerpo (1)
del dispositivo. El dispositivo consta, además, de varios ejes (4)
conectados al cuerpo (1) del dispositivo y a las ruedas (3), las
ruedas (3) tienen la posibilidad de rotar alrededor de los ejes (4).
El dispositivo también tiene un sistema de control (8) y al menos
un motor conectado al sistema de control (8).
\global\parskip0.990000\baselineskip
La conexión de al menos uno de los ejes (4) con
el cuerpo (1) del dispositivo se realiza a través de un elemento
móvil (5) que permite la traslación relativa del eje (4) con
respecto al cuerpo (1) y que se encuentra cinemáticamente conectado
al motor (6) del elemento móvil. El motor (6) del elemento móvil
está fijado en el cuerpo (1) del dispositivo. Además, cada una de
las ruedas (3) contiene un elemento fijador (9) conectado al
sistema de control (8) que impide la rotación de las mismas
alrededor de sus ejes (4) respectivos, al menos en una
dirección.
El dispositivo para el transporte de personas
y/o cosas es eficiente para el movimiento sobre superficies blandas
(como por ejemplo sobre arena), por que los motores conectados al
sistema de control (8) no aplican fuerza de par a las ruedas (3).
Los motores conectados al sistema de control (8) aplican fuerza
directamente a los ejes (4). En este caso, es imposible que las
ruedas (3) roten en un mismo punto, que se deforme la superficie y
que luego las ruedas (3) se suman en la superficie (por ejemplo
arena).
La plataforma (2) destinada a la carga y/o
transporte de personas o cosas se encuentra conectada al cuerpo (1)
del dispositivo. Tiene la posibilidad de traslación sobre el cuerpo
(1) del dispositivo gracias a un motor (7). El motor (7) de la
plataforma está fijado en el cuerpo (1) del dispositivo y conectado
cinemáticamente con la plataforma (2).
Es ventajoso que el dispositivo para el
transporte de personas y/o cosas tenga una plataforma (2) para
mover el centro de gravedad del dispositivo.
La conexión cinemática entre el elemento móvil
(5) y el motor (6) del elemento móvil está realizada con un sistema
de transmisión piñón-cremallera, de tal manera que
el piñón está fijado al eje del motor (6) del elemento móvil, y la
cremallera está fijada en el elemento móvil (5). La conexión
cinemática entre el elemento móvil (5) y el motor (6) del elemento
móvil también puede estar realizada a través de un sistema de
transmisión tornillo-tuerca, de tal manera que el
tornillo (27) está fijado al eje del motor (6) del elemento móvil,
y la tuerca está fijada en el elemento móvil (5).
La conexión cinemática entre la plataforma (2)
destinada a la carga y/o transporte de personas o cosas y el motor
(7) de la plataforma está realizada con un sistema de transmisión
piñón-cremallera, de tal manera que el piñón está
fijado al eje del motor (7) de la plataforma, y la cremallera está
fijada en la plataforma (2). La conexión cinemática entre la
plataforma (2) y el motor (7) de la plataforma también puede estar
realizada a través de un sistema de transmisión
tornillo-tuerca, de tal manera que el tornillo (27)
está fijado al eje del motor (7) de la plataforma, y la tuerca está
fijada en la plataforma (2).
El sistema de transmisión descrito previamente
tiene un cociente de transmisión constante. Es ventajoso que el
dispositivo para el transporte de personas y/o cosas tenga un
sistema de transmisión de cociente de transmisión variable.
La conexión cinemática entre el elemento móvil
(5) y el motor (6) del elemento móvil está realizada con un sistema
de transmisión biela-manivela, de tal manera que la
biela (22) está conectada de forma articulada con el elemento móvil
(5) y la manivela (15) está fijada al eje del motor (6) del
elemento móvil.
La conexión cinemática entre la plataforma (2)
destinada a la carga y/o transporte de personas o cosas y el motor
(7) de la plataforma está realizada con un sistema de transmisión
biela-manivela, de tal manera que la biela (22) está
conectada de forma articulada con la plataforma (2) y la manivela
(15) está fijada al eje del motor (7) de la plataforma.
La conexión cinemática entre el elemento móvil
(5) y el motor (6) del elemento móvil contiene un sistema de
transmisión manivela-corredera.
El sistema de transmisión
manivela-corredera es especialmente interesante
porque en este sistema de transmisión es posible tener dos
cocientes de transmisión diferentes. Si el cuerpo (1) tiene una
masa grande, es ventajoso que el sistema de transmisión tenga un
coeficiente de transmisión grande. Si el elemento móvil (5) tiene
una masa pequeña, es ventajoso que el sistema de transmisión tenga
un coeficiente pequeño.
El dispositivo para el transporte de personas
y/o cosas contiene un eje de rotación adicional (11) que está
conectado con el cuerpo (1) del dispositivo. El eje de rotación
adicional (11) tiene posibilidad de rotación, un elemento de trabajo
(10) y un sistema de transmisión piñón-cremallera,
de tal forma que el elemento de trabajo (10) y el piñón del sistema
de transmisión están fijados en el eje de rotación adicional (11) y
la cremallera del sistema de transmisión está fijada en el elemento
móvil (5). La manivela (15) del sistema de transmisión
manivela-corredera está fijada al eje del motor (6)
del elemento móvil, y la corredera (14) del sistema de transmisión
manivela-corredera está conectada con el elemento
de trabajo (10). La corredera (14) está colocada de forma tal que
tiene posibilidad del deslizamiento a lo largo del elemento de
trabajo (10).
El dispositivo para el transporte de personas
y/o cosas contiene un eje de rotación adicional (11) que está
conectado con el cuerpo (1) del dispositivo. El eje de rotación
adicional (11) tiene posibilidad de rotación, una correa de
transmisión (25) circular, una polea (12) y varias poleas pasivas
(13) de tal forma que el elemento de trabajo (10) y la polea (12)
están fijados al eje de rotación adicional (11). La correa de
transmisión (25) circular está fijada al elemento móvil (5) y
conectada a la polea (12) a través de las poleas pasivas (13). La
manivela (15) del sistema de transmisión
manivela-corredera está fijada al eje del motor (6)
del elemento móvil, y conectada de forma articulada a través del
dedo (23) con la corredera (14). La corredera (14) está colocada de
forma tal que tiene posibilidad del deslizamiento a lo largo del
elemento de trabajo (10).
El sistema de control (8) contiene un sensor en
al menos uno de los motores para la medición de la posición
angular. Sin embargo, es de preferencia que el sistema de control
(8) contenga un sensor en cada uno de los motores para la medición
de la posición angular.
Todos los elementos fijadores (9) tienen la
posibilidad de impedir la rotación de las ruedas (3) en una u otra
dirección independientemente. Por ejemplo, si el dispositivo para
el transporte de personas y/o cosas se encuentra ejecutando un
movimiento hacia delante, los elementos fijadores (9) tienen la
posibilidad de impedir la rotación de las ruedas (3) hacia atrás y
viceversa. Por ejemplo, si el dispositivo para el transporte de
personas y/o cosas se encuentra ejecutando un movimiento en el que
se baja una pendiente (por ejemplo escaleras), los elementos
fijadores (9) tienen la posibilidad de impedir la rotación en la
dirección del movimiento y en la dirección opuesta al movimiento al
mismo tiempo, al menos en una de sus ruedas (3).
El dispositivo para el transporte de personas
y/o cosas tiene al menos tres elementos mecánicos que giran
alrededor de ejes (4). El elemento mecánico que gira alrededor de
un eje (4) está construido de manera que cada uno de ellos contiene
tres elementos radiales (20) separados 120° entre sí, cada uno de
los elementos radiales (20) contiene un eje (4) de rotación en el
extremo, una rueda (3) con posibilidad de rotación alrededor de
dicho eje (4) y un fijador (9).
Es posible el dispositivo para el transporte de
personas y/o cosas incluya motores conectados a las ruedas (3)
directamente o a través de algún sistema de transmisión, para el
movimiento sobre superficies planas y sin obstáculos. Es posible que
en lugar de motores el dispositivo incluya
motores-reductores. En este caso, en lugar de usar
ejes de motores se usan ejes de reductores.
Es posible usar un reductor entre el elemento de
trabajo (10) y el piñón.
Es posible usar un reductor entre el elemento de
trabajo (10) y la polea (12), para reducir el diámetro de la polea
(12).
Es posible el dispositivo para el transporte de
personas y/o cosas tenga al menos tres ruedas (3).
La forma por la cual se logra el giro de cambio
de dirección del dispositivo para el transporte de personas y/o
cosas, no está contemplado en esta solución. Para ello, es posible
utilizar un método estándar conocido.
La configuración de los elementos mecánicos que
giran alrededor de ejes (4) le aportan al dispositivo para el
transporte de personas y/o cosas la posibilidad de subir y bajar
escaleras, lo cual es ventajoso para la movilidad de personas
discapacitadas.
El funcionamiento del dispositivo para el
transporte de personas y/o cosas es el siguiente:
La forma más simple de funcionamiento del
dispositivo consiste en, a partir de una posición inicial, el
elemento móvil (5) es colocado en la parte izquierda del cuerpo (1).
Se inicia el movimiento del dispositivo hacia adelante, en este
momento es necesario conectar los fijadores (9) para cada rueda (3)
de manera tal que no sea posible que las ruedas (3) realicen un
movimiento en dirección contraria a las manecillas del reloj; las
ruedas (3) sólo pueden girar en la dirección de las manecillas del
reloj.
Con la ayuda del motor (6) del elemento móvil a
través del sistema de transmisión (por ejemplo
piñón-cremallera, tornillo-tuerca,
biela-manivela o manivela-corredera)
el elemento móvil (5) realiza un movimiento hacia adelante en ese
instante la rueda (3) delantera (o ruedas delanteras) rota en
dirección a las manecillas del reloj y la rueda (3) trasera (o
ruedas traseras) no ejecuta ningún movimiento de rotación. Al mismo
tiempo el sistema de control (8) calcula el ángulo de rotación del
motor (6) del elemento móvil. Cuando este ángulo es igual a un
valor establecido previamente (por ejemplo 3600°), el sistema de
control (8) detendrá el motor (6) del elemento móvil. Luego, el
sistema de control (8) mueve el motor (6) del elemento móvil en
dirección contraria y calcula el ángulo de rotación del motor (6)
del elemento móvil. Cuando el ángulo es igual al valor establecido
previamente (por ejemplo 3600°), el sistema de control (8) detendrá
el motor (6) del elemento móvil. Dado que la rueda (3) delantera (o
ruedas delanteras) no puede rotar en dirección contraria a la
dirección de las manecillas del reloj, la rueda (3) delantera no
ejecuta movimiento alguno. El cuerpo (1) del dispositivo realiza un
movimiento hacia adelante y la rueda (3) trasera (o las ruedas
traseras) gira en dirección de las manecillas del reloj.
En este punto un ciclo de movimiento hacia
adelante ha sido concluido. Por tanto, cualquier otro ciclo de
movimiento hacia adelante es llevado acabo de la misma forma y
siguiendo los mismos pasos. Si se desea realizar un movimiento hacia
atrás los fijadores (9) estarán colocados para cada rueda (3) de
forma tal que las ruedas (3) no puedan girar en dirección de las
manecillas del reloj; las ruedas (3) sólo pueden girar en la
dirección contraria a la de las manecillas del reloj.
Es posible que el dispositivo para el transporte
de personas y/o cosas realice movimientos de arranque y parada o
movimiento continuo sin velocidad constante. Para este segundo
caso, es necesario que el elemento móvil (5) efectúe movimientos
rápidos, por tanto, es ventajoso que cuando el elemento móvil (5)
termine un movimiento hacia atrás, el cuerpo (1) ejecute un
movimiento rápido. En este caso, cuando el elemento móvil (5)
efectúa un movimiento hacia adelante el cuerpo (1) continúa hacia
adelante. Si el elemento móvil (5) realiza un movimiento relativo
hacia atrás el proceso de transporte está relacionado con la
relación entre la velocidad del cuerpo (1) y la velocidad relativa
del elemento móvil (5). Si la velocidad del cuerpo (1) es mayor a la
velocidad relativa del elemento móvil (5) la rueda (3) delantera (o
ruedas delanteras) rota sin crear fuerza para mover el cuerpo (1)
hacia delante. Si la velocidad del cuerpo (1) es menor a la
velocidad relativa del elemento móvil (5) la rueda (3) delantera (o
ruedas delanteras) rota creando fuerza de fricción entre la rueda
(3) delantera y la superficie (esta fuerza tiene misma dirección
del movimiento del cuerpo (1)) para mover el cuerpo (1) hacia
delante, esto debido al fijador (9).
Es ventajoso que la plataforma (2) destinada a
la carga y/o transporte de personas realice un movimiento de
traslación sobre el cuerpo (1) del dispositivo gracias a un motor
(7) y a un sistema de transmisión (por ejemplo
piñón-cremallera, tornillo-tuerca,
biela-manivela).
Antes de iniciar el movimiento de la rueda (3)
delantera (o ruedas delanteras) hacia delante es ventajoso mover la
plataforma (2) en dirección opuesta al movimiento de la rueda (3)
delantera, en este caso, el centro de gravedad del dispositivo seria
trasladado hacia las ruedas (3) traseras siendo más fácil para la
rueda (3) delantera (o ruedas delanteras) lograr el movimiento
hacia delante.
Antes de iniciar el movimiento de la rueda (3)
delantera (o ruedas delanteras) hacia atrás es ventajoso mover la
plataforma (2) en dirección opuesta al movimiento de la rueda (3)
delantera, en este caso, el centro de gravedad del dispositivo seria
trasladado hacia las ruedas (3) delanteras siendo más fácil para la
rueda (3) trasera (o ruedas traseras) lograr el movimiento hacia
delante. Adicionalmente, en este caso la máxima fuerza posible de
fricción (fuerza útil) en la rueda (3) delantera aumentará.
Es ventajoso que el dispositivo para el
transporte de personas y/o cosas tenga al menos tres elementos
mecánicos que giran alrededor de ejes (4). En este caso, es posible
subir y bajar escalones (por ejemplo escaleras para subir a los
pisos de un edificio o a un plano más elevado). El elemento
mecánico que gira alrededor de un eje (4) está construido de manera
que cada uno de ellos contiene tres elementos radiales (20)
separados 120° entre sí, cada uno de los elementos radiales (20)
contiene un eje (4) de rotación en el extremo, una rueda (3) con
posibilidad de rotación alrededor de dicho eje (4) y un fijador
(9).
Para subir escalones, es necesario realizar
todos los pasos descritos hasta este punto. En este caso, cuando
una de las ruedas (3) que conforman el elemento mecánico delantero
tiene contacto con la parte vertical del escalón a ser ascendido, el
elemento mecánico rota en dirección de las manecillas del reloj
hasta que dos de las ruedas (3) del elemento mecánico se posiciones
sobre el escalón. Esto es aplicable al elemento o elementos
mecánicos delanteros. Un proceso similar es seguido por el elemento
mecánico trasero (o elementos mecánicos traseros) cuando el cuerpo
(1) del dispositivo es trasladado hacia delante.
Para bajar escalones, es necesario realizar
todos los pasos descritos hasta este punto. En este caso, es
necesario prevenir el movimiento automático que se genera gracias a
la fuerza de gravedad (movimiento similar se obtiene cuando una
plataforma baja un plano inclinado). Por lo tanto, es ventajoso que
el dispositivo contemple un sistema de frenos conectado al sistema
de control (8). El sistema de control (8) activará los frenos en las
ruedas (3) que deben de estar sin ejecutar movimiento alguno, en
esta fase del proceso de bajar escalones. En lugar de utilizar un
sistema de frenos, es ventajoso utilizar un fijador (9) para dos
direcciones o utilizar dos fijadores (9) para cada una de las
direcciones al mismo tiempo.
Para la mejor comprensión de cuanto queda
escrito en esta memoria, se acompañan unos dibujos en los que, tan
sólo a título de ejemplo, se representan casos prácticos de
realización del dispositivo para el transporte de personas o cosas y
el procedimiento para su control.
La figura 1 hace referencia al dispositivo para
el transporte de personas y/o cosas con cuatro ruedas (3), dos de
ellas conectadas al cuerpo (1) del dispositivo y las otras dos
conectadas también al cuerpo (1) del dispositivo pero a través del
elemento móvil (5). El dispositivo tiene dos motores (6 y 7)
fijados al cuerpo (1), el motor (7) de la plataforma está
cinemáticamente (sistema de transmisión
tornillo-tuerca) conectado a la plataforma (2) y el
motor (6) del elemento móvil está cinemáticamente (sistema de
transmisión tornillo-tuerca) conectado al elemento
móvil (5). En la figura también se observan los fijadores (9).
La figura 2 muestra un ciclo de movimiento sobre
una superficie plana. En la figura se observa como primero, a
partir de una posición inicial, el elemento móvil (5) es colocado
en la parte izquierda del cuerpo (1).
Se inicia el movimiento del dispositivo hacia
adelante, en este momento es necesario conectar los fijadores (9)
para cada rueda (3) de manera tal que no sea posible que las ruedas
(3) realicen un movimiento en dirección contraria a las manecillas
del reloj; las ruedas (3) sólo pueden girar en la dirección de las
manecillas del reloj.
Con la ayuda del motor (6) del elemento móvil a
través del sistema de transmisión tornillo-tuerca,
el elemento móvil (5) realiza un movimiento hacia adelante, en ese
instante las ruedas (3) delanteras rotan en dirección a las
manecillas del reloj y las ruedas (3) traseras no ejecuta ningún
movimiento de rotación. Luego, el motor (7) de la plataforma mueve
la plataforma (2) hacia adelante, es decir hacia la parte derecha
del dispositivo.
Luego, con el motor (6) del elemento móvil se
mueve en dirección contraria. Dado que las ruedas (3) delanteras no
pueden rotar en dirección contraria a la dirección de las
manecillas del reloj, las ruedas (3) delanteras no ejecuta
movimiento alguno y son las ruedas (3) traseras las que realizan un
movimiento giratorio en dirección de las manecillas del reloj. Por
tanto, el cuerpo (1) del dispositivo realiza un movimiento hacia
adelante.
Para continuar el movimiento hacia adelante, la
plataforma (2) es colocada en la parte izquierda del dispositivo,
volviendo de esta forma a la posición inicial.
La figura 3 muestra un fijador (9) en dos
direcciones. En la figura se observa como en la base del fijador
(26) es colocado un electroimán (17), también se puede observar la
parte (18) que interactúa con el imán del fijador. Entre la base del
fijador (26) y la parte (18) que interactúa con el imán del fijador
está colocado un elemento elástico (16), cuya función es las de
mover la parte (18) que interactúa con el imán del fijador hacia
abajo cuando el electroimán (17) no tiene voltaje. En la figura
también se observa la rueda (3) y la parte (19) de respuesta del
fijador, esta parte esta fijada a la rueda (3) y comparten un mismo
eje (4).
La figura 4 muestra un fijador (9) compuesto por
dos fijadores independientes capaces de actuar en una dirección;
los fijadores actúan en una dirección pero contrarias entre sí, en
este caso es posible prevenir el giro en ambas direcciones, el giro
en sólo una dirección o permitir el giro en ambas direcciones.
La figura 5 hace referencia al dispositivo para
el transporte de personas y/o cosas con cuatro elementos mecánicos
que giran alrededor de ejes (4). Cada uno de estos elementos
contiene tres elementos radiales (20) con ejes (4) en su extremo.
Cada eje (4) del extremo está unido a una rueda (3), cada una de
estas ruedas (3) tiene un fijador (9) asociado a ella y la base
(26) de cada uno de estos fijadores está conectada a su respectivo
elemento radial (20). Esta configuración es especialmente útil para
subir y bajar escalones (por ejemplo escaleras para subir a los
pisos de un edificio o a un plano más elevado).
La figura 6 muestra una vista en planta superior
del dispositivo para el transporte de personas y/o cosas con
plataforma (2). En la figura también se observa una transmisión de
tipo biela-manivela para el movimiento de la
plataforma (2). El movimiento de la plataforma (2) es más favorable
si se compara con el caso de coeficiente de transmisión constante,
ya que, cuando la plataforma (2) se encuentra en posición cercana a
inicial y final, el valor del coeficiente de transmisión es alto
(gran aceleración) y cuando la plataforma (2) se encuentra en
posición cercana a intermedio el valor del coeficiente de
transmisión es bajo (gran velocidad).
La figura 7 muestra el dispositivo para el
transporte de personas y/o cosas con transmisión
manivela-corredera y correa-polea
entre el motor (6) del elemento móvil y el elemento móvil (5). La
transmisión manivela-corredera tiene la capacidad de
trabajar con dos diferentes coeficientes de transmisión (ver
Patente ES 2 195 792), en este caso es ventajoso utilizar un
coeficiente de transmisión alto cuando sea necesario mover el
elemento móvil (5) y es ventajoso utilizar un coeficiente de
transmisión bajo cuando sea necesario mover el cuerpo (1) del
dispositivo. En caso de evadir obstáculos, subir y bajar escalones
(por ejemplo escaleras para subir a los pisos de un edificio o a un
plano más elevado) u otras situaciones especiales, es posible
utilizar un coeficiente de transmisión bajo cuando sea necesario
mover el elemento móvil (5) y utilizar un coeficiente de
transmisión alto cuando sea necesario mover el cuerpo (1) del
dispositivo.
La figura 8 muestra el dispositivo para el
transporte de personas y/o cosas subiendo escalones. La figura hace
referencia al dispositivo para el transporte de personas y/o cosas
con cuatro elementos mecánicos que giran alrededor de ejes (4).
- 1.
- Cuerpo
- 2.
- Plataforma
- 3.
- Rueda
- 4.
- Eje
- 5.
- Elemento móvil
- 6.
- Motor del elemento móvil
- 7.
- Motor de la plataforma
- 8.
- Sistema de control
- 9.
- Fijador
- 10.
- Elemento de trabajo
- 11.
- Eje de rotación adicional
- 12.
- Polea
- 13.
- Polea pasiva
- 14.
- Corredera (deslizador)
- 15.
- Manivela
- 16.
- Elemento elástico
- 17.
- Electroimán
- 18.
- Parte que interactúa con el imán del fijador
- 19.
- Parte de respuesta del fijador
- 20.
- Elemento radial
- 21.
- Guía
- 22.
- Biela
- 23.
- Dedo
- 24.
- Bisagra
- 25.
- Correa de transmisión
- 26.
- Base del fijador
- 27.
- Tornillo de transmisión tornillo-tuerca.
La presente invención se ilustra adicionalmente
con los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden ser
limitativos de su alcance.
Ejemplo
1
Se tiene un dispositivo para el transporte de
personas y/o cosas con cuatro ruedas (3), dos de ellas conectadas
al cuerpo (1) del dispositivo y las otras dos conectadas también al
cuerpo (1) del dispositivo pero a través del elemento móvil (5). El
dispositivo tiene dos motores (6 y 7) fijados al cuerpo (1), el
motor (7) de la plataforma está cinemáticamente (sistema de
transmisión tornillo-tuerca) conectado a la
plataforma (2) y el motor (6) del elemento móvil está
cinemáticamente (sistema de transmisión
tornillo-tuerca) conectado al elemento móvil (5). El
dispositivo tiene fijadores (9) en una y otra dirección para todas
las ruedas (3).
Para ejecutar un ciclo de movimiento sobre una
superficie plana, primero, a partir de una posición inicial, el
elemento móvil (5) es colocado en la parte izquierda del cuerpo
(1).
Con la ayuda del motor (6) del elemento móvil a
través del sistema de transmisión tornillo-tuerca,
el elemento móvil (5) realiza un movimiento hacia adelante en ese
instante las ruedas (3) delanteras rotan en dirección a las
manecillas del reloj y las ruedas (3) traseras no ejecutan ningún
movimiento de rotación. Al mismo tiempo el sistema de control (8)
calcula el ángulo de rotación del motor (6) del elemento móvil.
Cuando este ángulo es igual a 2100°, el sistema de control (8)
detendrá el motor (6) del elemento móvil. Luego, el sistema de
control (8) mueve el motor (6) del elemento móvil en dirección
contraria y calcula el ángulo de rotación del motor (6) del elemento
móvil. Cuando el ángulo es igual al 2100°, el sistema de control
(8) detendrá el motor (6) del elemento móvil. Dado que las ruedas
(3) delanteras no pueden rotar en dirección contraria a la
dirección de las manecillas del reloj, las ruedas (3) delanteras no
ejecutan movimiento alguno. El cuerpo (1) del dispositivo realiza
un movimiento hacia adelante y las ruedas (3) traseras giran en
dirección de las manecillas del reloj.
En este punto un ciclo de movimiento hacia
adelante ha sido concluido. Por tanto, cualquier otro ciclo de
movimiento hacia adelante es llevado acabo de la misma forma y
siguiendo los mismos pasos. Si se desea realizar un movimiento hacia
atrás los fijadores (9) estarán colocados para cada rueda (3) de
forma tal que las ruedas (3) no puedan girar en dirección de las
manecillas del reloj; las ruedas (3) sólo pueden girar en la
dirección contraria a la de las manecillas del reloj.
Claims (17)
1. Dispositivo para el transporte de personas
y/o cosas, compuesto por un cuerpo (1), una plataforma (2)
destinada a la carga y conectada al cuerpo (1) del dispositivo,
varios ejes (4) conectados al cuerpo (1) del dispositivo, varias
ruedas (3) conectadas a los ejes (4) con posibilidad de rotación
alrededor de ellos, un sistema de control (8) y al menos un motor
conectado al sistema de control (8), y que se caracteriza
porque la conexión de al menos uno de los ejes (4) con el cuerpo
(1) del dispositivo se realiza a través de un elemento móvil (5)
que permite la traslación relativa del eje (4) con respecto al
cuerpo (1) y que se encuentra cinemáticamente conectado a un motor
(6) fijado en el cuerpo (1) del dispositivo, y porque además cada
una de las ruedas (3) contiene un elemento fijador (9) conectado al
sistema de control (8) que impide la rotación de las mismas
alrededor de sus ejes (4) respectivos.
2. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 1, que se caracteriza porque
la plataforma (2) destinada a la carga se encuentra conectada al
cuerpo (1) del dispositivo con posibilidad de traslación sobre el
mismo gracias a un motor (7) fijado en el cuerpo (1) del
dispositivo y conectado cinemáticamente con la plataforma (2).
3. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 1, 2, que se caracteriza
porque la conexión cinemática entre el elemento móvil (5) y el
motor (6) del elemento móvil está realizada con un sistema de
transmisión piñón-cremallera, de tal manera que el
piñón está fijado al eje del motor (6), y la cremallera está fijada
en el elemento móvil (5).
4. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 1, 2, que se caracteriza
porque la conexión cinemática entre la plataforma (2) destinada a la
carga y el motor (7) de la plataforma está realizada con un sistema
de transmisión piñón-cremallera, de tal manera que
el piñón está fijado al eje del motor (7), y la cremallera está
fijada a la plataforma (2).
5. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 1, 2, que se caracteriza
porque la conexión cinemática entre el elemento móvil (5) y el
motor (6) del elemento móvil está realizada con un sistema de
transmisión biela-manivela, de tal manera que la
biela (22) está conectada de forma articulada con el elemento móvil
(5) y la manivela (15) está fijada al eje del motor (6).
6. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 1, 2, que se caracteriza
porque la conexión cinemática entre la plataforma (2) destinada a la
carga y el motor (7) de la plataforma está realizada con un sistema
de transmisión biela-manivela, de tal manera que la
biela (22) está conectada de forma articulada con la plataforma (2)
y la manivela (15) está fijada al eje del motor (7).
7. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 1, 2, que se caracteriza
porque la conexión cinemática entre el elemento móvil (5) y el
motor (6) del elemento móvil contiene un sistema de transmisión
manivela-corredera.
8. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 7, que se caracteriza porque
contiene un eje de rotación adicional (11) que está conectado con
el cuerpo (1) del dispositivo y con posibilidad de rotación, un
elemento de trabajo (10) y un sistema de transmisión
piñón-cremallera, de tal forma que el elemento de
trabajo (10) y el piñón del sistema de transmisión están fijados en
el eje de rotación adicional (11) y la cremallera del sistema de
transmisión está fijada en el elemento móvil (5), y con la manivela
(15) del sistema de transmisión manivela-corredera
fijada al eje de motor, y la corredera (14) del sistema de
transmisión manivela-corredera conectada con el
elemento de trabajo (10).
9. Dispositivo para el transporte de personas o
cosas según la reivindicación 7, que se caracteriza porque
contiene un eje de rotacional adicional (11) conectado con el
cuerpo (1) del dispositivo y con posibilidad de rotación, una correa
(25) circular, una polea (12) y varias poleas pasivas (13) de tal
forma que el elemento de trabajo (10) y la polea (12) están fijados
al eje de rotación adicional (11), la correa (25) circular está
fijada en elemento móvil (5) y conectada a la polea (12) a través de
las poleas pasivas (13) y la manivela (15) del sistema de
transmisión manivela-corredera está fijada al eje
del motor (6), y conectada de forma articulada con la corredera
(14), la cual está colocada con posibilidad del deslizamiento a lo
largo del elemento de trabajo (10).
10. Dispositivo para el transporte de personas
o cosas según la reivindicación 1-9, que se
caracteriza porque el sistema de control (8) contiene un
sensor en cada uno de los motores para la medición de la posición
angular.
11. Dispositivo para el transporte de personas
o cosas según la reivindicación 1-10, que se
caracteriza porque todos los elementos fijadores (9) tienen
la posibilidad de prevenir la rotación de las ruedas (3) en una u
otra dirección independientemente.
12. Dispositivo para el transporte de personas
o cosas según la reivindicación 1-11, que se
caracteriza porque tiene elementos mecánicos que giran
alrededor de ejes (4), de manera que cada una de los elementos
mecánicos contiene tres elementos radiales (20) separados 120°
entre sí y cada uno de los elementos radiales (20) contiene un eje
(4) de rotación en el extremo, una rueda (3) con posibilidad de
rotación alrededor de dicho eje (4) y un fijador.
13. Procedimiento para el control del
dispositivo según las reivindicaciones 1-12, que se
caracteriza por el hecho de que para el movimiento del
dispositivo en una dirección:
- el sistema de control (8) conecta los
elementos fijadores de todas las ruedas (3) de tal forma que se
evita la rotación de las mismas en la dirección opuesta.
- el motor (6) mueve el elemento móvil en la
misma dirección en la que se desea mover el dispositivo
- se realiza la medición de la posición angular
del motor (6) del elemento móvil con la ayuda de un sensor
- el sistema de control (8) detiene el motor (6)
del elemento móvil en el momento en el que su posición angular es
igual a un valor definido de antemano.
- el motor (6) mueve el elemento móvil (5) en
dirección opuesta
- se realiza la medición de la posición angular
del motor (6) del elemento móvil con la ayuda de un sensor
- el sistema de control (8) finaliza este
movimiento en el momento en que el motor (6) ha recorrido el mismo
ángulo fijado de antemano en valor absoluto.
14. Procedimiento para el control del
dispositivo según las reivindicaciones 1-13, que se
caracteriza por el hecho de que:
- antes de realizar el movimiento del elemento
móvil (5) en la dirección definida, el motor (7) mueve la
plataforma (2) en dirección opuesta a la dirección en la que se
desea mover el dispositivo
- se realiza la medición de la posición angular
del motor (7) de la plataforma con la ayuda de un sensor
- el sistema de control (8) detiene el motor (7)
de la plataforma en el momento en el que su posición angular es
igual a un valor definido de antemano.
- Antes de realizar el movimiento del elemento
móvil (5) en dirección opuesta, el motor (7) mueve la plataforma
(2) en la misma dirección en la que se desea mover el
dispositivo.
- se realiza la medición de la posición angular
del motor (7) de la plataforma con la ayuda de un sensor
- el sistema de control (8) detiene el motor (7)
de la plataforma en el momento en el que su posición angular es
igual a un valor absoluto definido de antemano.
15. Procedimiento para el control del
dispositivo según las reivindicaciones 1-13, que se
caracteriza por el hecho de que al menos en parte de la
trayectoria:
- el motor (6) mueve el elemento móvil en la
dirección definida de antemano por medio de un sistema de
transmisión manivela-corredera, de tal forma, que
la manivela (15) gira en la misma dirección de rotación que las
manecillas de un reloj.
- completado el movimiento anterior, el motor
(6) mueve el elemento móvil (5) en la dirección opuesta por medio
de un sistema de transmisión manivela-corredera, de
tal forma, que la manivela (15) gira en dirección opuesta a la
dirección de rotación de las manecillas de un reloj.
16. Procedimiento para el control del
dispositivo según las reivindicaciones 1-13, que se
caracteriza por el hecho de que al menos en parte de la
trayectoria:
- el motor (6) mueve el elemento móvil (5) en la
dirección definida de antemano por medio de un sistema de
transmisión manivela-corredera, de tal forma, que
la manivela (15) gira en la misma dirección de rotación que las
manecillas de un reloj.
- completado el movimiento anterior, el motor
(6) mueve el elemento móvil (5) en la dirección opuesta por medio
de un sistema de transmisión manivela-corredera, de
tal forma, que la manivela (15) gira en la misma dirección de
rotación que las manecillas de un reloj.
17. Procedimiento para el control del
dispositivo según las reivindicaciones 1-13, que se
caracteriza por el hecho de que al menos en parte de la
trayectoria:
- el motor (6) mueve el elemento móvil (5) en la
dirección definida de antemano por medio de un sistema de
transmisión manivela-corredera, de tal forma, que
la manivela (15) gira en dirección opuesta a la dirección de
rotación de las manecillas de un reloj.
Completado el movimiento anterior, el motor (6)
mueve el elemento móvil (5) en la dirección opuesta por medio de un
sistema de transmisión manivela-corredera, de tal
forma, que la manivela (15) gira en dirección opuesta a la dirección
de rotación de las manecillas de un reloj.
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