ES2350352B1 - Dispositivo de traccion para robot que comprende al menos una rueda motriz y un odometro. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de tracción para robot que comprende
al menos una rueda motriz y un odómetro.
Dispositivo de tracción (1) para robot que
comprende al menos una rueda motriz (RM1) y un odómetro provisto de
al menos una rueda (RO1) contigua a la rueda motriz (RM1) y montada
libre sobre su propio eje (dO1), que es paralelo al eje (dM) de la
rueda motriz (RM1), y un codificador rotatorio asociado a dicha
rueda montada libre (RO1), que comprende medios de guiado del eje
(dO1) de la rueda montada libre (RO1) en un plano que contiene a
ambos ejes (dO1, dM), de modo que en funcionamiento dicho plano
queda vertical y la rueda libre (RO1) puede permanecer en contacto
sin deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura
de la rueda libre (RO1) y la rueda motriz (RM1) cuando el robot se
desplaza.
Description
Dispositivo de tracción para robot que comprende
al menos una rueda motriz y un odómetro.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de tracción para robot provisto de una rueda motriz y un
odómetro, que permite evitar los errores de predicción de la
posición causados por el deslizamiento o la pérdida de contacto de
la rueda libre del odómetro.
Son conocidos los dispositivos de tracción para
robot que comprenden al menos una rueda motriz y un odómetro.
En general, el odómetro se implementa mediante
al menos una rueda contigua a la rueda motriz, o a proximidad de
esta, y montada libre sobre su propio eje, que es paralelo al eje de
la rueda motriz, y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda
montada libre. De este modo, la lectura del codificador, o de dos
codificadores si se trata de las ruedas de un diferencial, permite
estimar la posición de la rueda, del diferencial o bien del robot,
sin necesidad de recurrir a señales externas.
En los documentos KR20060032333 y KR20050054766
se describen dispositivos con las características del preámbulo de
la primera reivindicación de la presente solicitud.
Concretamente, en KR20060032333 se describe un
detector de deslizamiento de un robot de limpieza y su procedimiento
asociado, dispuesto para verificar si el robot patina en el suelo
por comparación de las velocidades de rotación de las ruedas
motrices y las ruedas libres.
Ahora bien, debido a la distancia horizontal
entre los ejes de las ruedas motrices y las ruedas del odómetro, se
pueden producir errores, en especial cuando el dispositivo gira, que
impiden obtener una predicción precisa de la precisión de la
posición obtenida.
En KR20050054766, considerado como el
antecedente más cercano, se describe un dispositivo que comprende
las características del preámbulo de la presente solicitud, y en el
cual las ruedas libres comparten eje con las ruedas motrices, tanto
geométricamente, como físicamente, esto último debido a que se prevé
un encaje del eje de la rueda libre en el propio eje de la rueda
motriz, tal como se ilustra en la figura
1.
1.
Ahora bien, esta solución presenta notables
inconvenientes, entre los que cabe citar:
- prever que la rueda motriz sea de eje hueco,
obligando a que el fabricante emplee medios de transmisión entre el
motor y la rueda, lo cual impide la conexión mecánica directa entre
ambos y un incremento del número y complejidad de las piezas;
- prever que las dos ruedas tengan el mismo
diámetro y
- tal como se aprecia en las figuras 2 y 3, en
las situaciones representadas, en las que el robot se desplaza por
un suelo rugoso, o bien se produce una falta de tracción, o bien la
rueda libre pierde el contacto y ya no se recibe señal de rotación
por parte del codificador rotatorio.
Por lo tanto, es evidente la necesidad de
disponer de un dispositivo que dé solución a los mencionados
inconvenientes del estado de la técnica, es decir que permita una
predicción correcta tanto en suelos planos como rugosos, y que
permita un bajo coste de realización.
Para ello, la presente invención propone un
dispositivo de tracción para robot que comprende al menos una rueda
motriz y un odómetro provisto de al menos una rueda contigua a la
rueda motriz y montada libre sobre su propio eje, que es paralelo al
eje de la rueda motriz, y un codificador rotatorio asociado a dicha
rueda montada libre, que se caracteriza por el hecho de que
comprende medios de guiado del eje de la rueda montada libre en un
plano que contiene a ambos ejes de modo que en funcionamiento dicho
plano queda vertical y la rueda libre puede permanecer en contacto
sin deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura
de la rueda libre y la rueda motriz cuando el robot se desplaza.
De este modo, la independencia entre el
movimiento vertical de ambas ruedas permite evitar cualquiera de las
dos situaciones descritas en las figuras 2 y 3 y comentadas más
arriba.
Además, no se recurre a una rueda motriz de eje
hueco como en el estado de la técnica, lo cual permite el
acoplamiento directo rueda motriz motor, evita la utilización de
engranajes como los que se describen en KR20050054766 y la necesidad
de emplear ruedas de mismo diámetro, con el ahorro de costes que
ello implica.
Asimismo, la independencia física entre ambas
ruedas, que no cinemática, permite sustituir y/o montar
independientemente la rueda motriz y la rueda del odómetro.
Preferentemente, el dispositivo según la
invención comprende una segunda rueda motriz coaxial con la primera
y una segunda rueda montada libre sobre su propio eje, y contigua a
la segunda rueda motriz, y provista de medios de guiado del eje en
el plano.
Ventajosamente, las dos ruedas están enlazadas
mediante un diferencial.
Ventajosamente, la o las ruedas montadas libres
sobre sus propios ejes comprenden un elemento precomprimido
destinado a garantizar el contacto de la rueda con el suelo.
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto
se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a
título de ejemplo no limitativo, se representa un dispositivo según
el estado de la técnica y otro según una realización práctica de
invención.
La figura 1 es una sección por un plano axial de
un dispositivo según el estado de la técnica en el que las ruedas
motriz y libre son coaxiales y de mismo diámetro.
Las figuras 2 y 3 representan dos situaciones en
las que el odómetro del dispositivo de la figura 1 proporciona
lecturas erróneas.
La figura 4 representa esquemáticamente la
disposición de las ruedas según la invención.
La figura 5 representa un diferencial provisto
de un dispositivo según la invención.
Las figuras 6 y 7 son unas vistas en planta y en
alzado respectivamente de las ruedas motriz y libre según la
invención.
Tal como se ilustra en las figuras 4 a 7, la
invención se refiere a un dispositivo de tracción 1 para robot que
comprende al menos una rueda motriz RM1 y un odómetro provisto de al
menos una rueda RO1 contigua a la rueda motriz RM1 y montada libre
sobre su propio eje dO1, que es paralelo al eje dM de la rueda
motriz RM1, y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda
montada libre RO1.
Concretamente, según la invención, el
dispositivo comprende medios de guiado del eje dO1 de la rueda
montada libre RO1 en un plano que contiene a ambos ejes dO1, dM.
De este modo, en funcionamiento, este plano
queda vertical y la rueda libre RO1 puede permanecer en contacto sin
deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura de
la rueda libre RO1 y la rueda motriz RM1 cuando el robot se
desplaza, obteniéndose una lectura fiable del codificador rotatorio
asociado a la rueda.
Según una realización preferida, el dispositivo
de la invención comprende una segunda rueda motriz coaxial con la
primera y una segunda rueda montada libre sobre su propio eje, y
contigua a la segunda rueda motriz, y provista de medios de guiado
del eje en el plano.
Las dos ruedas pueden estar enlazadas mediante
un diferencial, o bien ser accionadas cada una por un motor
distinto.
De este modo, se obtiene un dispositivo D como
el descrito en la figura 5, cuyas lecturas de los codificadores de
las dos ruedas libres permiten por integración estimar con precisión
la posición y/o la orientación del dispositivo.
Tal como se ilustra en la figura 4, la o las
ruedas RO1, RO2 montadas libres sobre sus propios ejes comprenden un
elemento precomprimido M destinado a presionar la rueda con el
suelo, garantizando en funcionamiento una rápida adaptación del
nivel de la rueda libre a los desniveles del suelo, y minimizando
asimismo la posibilidad de deslizamiento de la rueda montada
libre.
Claims (4)
1. Dispositivo de tracción (1) para robot que
comprende al menos una rueda motriz (RM1) y un odómetro provisto de
al menos una rueda (RO1) contigua a la rueda motriz (RM1) y montada
libre sobre su propio eje (dO1), que es paralelo al eje (dM) de la
rueda motriz (RM1), y un codificador rotatorio asociado a dicha
rueda montada libre (RO1), caracterizado por el hecho de que
comprende medios de guiado del eje (dO1) de la rueda montada libre
(RO1) en un plano que contiene a ambos ejes (dO1, dM), de modo que
en funcionamiento dicho plano queda vertical y la rueda libre (RO1)
puede permanecer en contacto sin deslizamiento aunque haya
desniveles entre las zonas de rodadura de la rueda libre (RO1) y la
rueda motriz (RM1) cuando el robot se desplaza.
2. Dispositivo según la reivindicación anterior,
que comprende una segunda rueda motriz (RM2) coaxial con la primera
y una segunda rueda (RO2) montada libre sobre su propio eje (dO2), y
contigua a la segunda rueda motriz (RM2), y provista de medios de
guiado del eje (dO2) en dicho plano.
3. Dispositivo según la reivindicación anterior,
en el que las dos ruedas están enlazadas mediante un diferencial
(D).
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la o las ruedas (RO1, RO2)
montadas libres sobre sus propios ejes comprenden un elemento
precomprimido (M) destinado a garantizar el contacto de la rueda con
el suelo.
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