ES2880224T3 - Plataforma omnidireccional y transportador omnidireccional - Google Patents
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Abstract
Plataforma omnidireccional que comprende un primer módulo (1) con al menos de una primera rueda motriz (10) conectada a un primer árbol (11) horizontal accionada mediante un primer actuador (12) y una segunda rueda motriz (20) conectada a un segundo árbol (21) accionada mediante un segundo actuador (22); un segundo módulo (2) conectado a dicho primer módulo (1) mediante un tercer árbol (31) vertical accionado mediante un tercer actuador (32); un dispositivo de control (3) conectado al primer, segundo y tercer actuadores (12, 22, 32), en donde el segundo módulo (2) está soportada sobre el primer módulo (1); el primer módulo (1) incluye además un elemento de rodadura (40) de giro libre. En una segunda realización la plataforma se sitúa boca abajo quedando sus ruedas accesibles desde un plano de transporte, formando un transportador omnidireccional estático para la transferencia omnidireccional de paquetes.
Description
DESCRIPCIÓN
Plataforma omnidireccional y transportador omnidireccional
Campo de la técnica
La presente invención concierne al campo de las plataformas omnidireccionales. Se entenderá que una plataforma omnidireccional es un vehículo móvil que puede desplazarse en cualquier dirección horizontal.
La plataforma propuesta es del tipo que logra dicha capacidad omnidireccional utilizando únicamente ruedas simples motorizadas dispuestas y controladas de un modo que permite dicha omnidireccionalidad, sin necesidad de utilizar ruedas complejas como ruedas esféricas, ruedas compuestas, ruedas con capacidad de traslación lateral, etc. Estado de la técnica
El documento EP0716974 describe una plataforma omnidireccional que, según la realización mostrada en las Fig. 22 y 23 de dicho documento, incluye un primer módulo dotado de dos ruedas motrices coaxiales y enfrentadas, estando dicho primer módulo conectado a través de un árbol vertical con un segundo módulo soportado sobre cuatro ruedas esféricas. El accionamiento controlado de las ruedas motrices del primer módulo y del giro del árbol vertical permiten obtener un desplazamiento omnidireccional de la plataforma omnidireccional, permitiendo cualquier desplazamiento de translación y cualquier giro del segundo módulo.
Sin embargo, en la solución descrita en este documento EP0716974, el segundo módulo está soportado directamente sobre el suelo mediante cuatro ruedas omnidireccionales situadas en sus cuatro esquinas, de manera que cualquier peso soportado sobre dicho segundo módulo se transmite directamente al suelo sin pasar por el primer módulo. Además, esta solución requiere que las ruedas sobre las que se sostiene el segundo módulo sean ruedas omnidireccionales, como por ejemplo las ruedas esféricas mostradas en las Figuras que acompañan el citado documento, que resultan caras y de difícil mantenimiento y no aptas para terrenos irregulares.
Además, de acuerdo con la construcción propuesta en EP0716974, el accionamiento del árbol vertical que conecta en primer módulo con el segundo módulo deberá producir un giro relativo entre ambos módulos, sin embargo dependiendo de la fuerza de rozamiento producida por las cuatro ruedas omnidireccionales sobre las que se soporta el segundo módulo, y la fuerza de rozamiento producida por las dos ruedas motrices del primer módulo, dicho accionamiento del árbol vertical mantendrá el primer módulo estático produciendo el giro del segundo módulo, o por el contrario producirá un giro del primer módulo manteniendo el segundo módulo estático. Este efecto puede producirse de forma imprevista, por ejemplo, en caso de que suciedad, grano de arena, escalón, resalte, cambio de pavimento o similar bloquee o incremente el rozamiento de una o varias de las cuatro ruedas omnidireccionales sobre las que se apoya el segundo módulo.
Además la solución descrita en este documento EP0716974 requiere de seis ruedas, cuatro ruedas omnidireccionales unidas al segundo módulo y dos ruedas motrices unidas al primer módulo, lo que significa que el desplazamiento de esta plataforma omnidireccional solo es posible sobre un suelo liso que garantice el contacto correcto y simultáneo de todas las seis ruedas de la plataforma omnidireccional, pues el control de dirección requiere asegurar un contacto permanente de las ruedas motrices con el suelo, y el documento no menciona ninguna solución que permita a la plataforma omnidireccional adaptarse a terrenos irregulares manteniendo el contacto permanente con el suelo de las ruedas motrices.
Por todo lo anterior se concluye que la solución descrita en el documento EP0716974 requiere de un suelo perfectamente plano y uniforme y que a pesar de eso incluso la más pequeña imperfección o suciedad existente en dicho suelo puede afectar al giro relativo del primer módulo respecto al segundo módulo, causando una descoordinación en el desplazamiento de la plataforma.
El documento JP2007152019A muestra en su Fig. 2 y en el texto una realización similar a la descrita en relación con el documento EP0716974, que adolece por lo tanto de los mismos defectos antes mencionados. Otras realizaciones mostradas en este documento japonés requieren del uso de ruedas complejas con capacidad de traslación lateral, que como se ha mencionado antes son caras, de difícil mantenimiento, inadecuadas para terrenos irregulares, y que además acostumbran a generar un ligero traqueteo durante su desplazamiento, siendo por todo ello poco adecuadas. El documento JP2016062441 describe una plataforma que incluye un primer módulo que comprende dos ruedas motrices paralelas y una rueda giratoria distribuida en posición triangular y configurada para obtener un movimiento omnidireccional de la plataforma sólo regulando el movimiento de dichas dos ruedas motrices. El documento JP2017045250, que se considera el más cercano al estado de la técnica, describe una solución similar, pero incluyendo además un segundo módulo apoyado en dicho primer módulo y giratorio respecto al centro del primer módulo. Ninguno de estos dos documentos proporciona una solución que permita el movimiento de la plataforma en superficies no planas.
El documento US2001008985A1 describe una plataforma omnidireccional en la que las ruedas motrices están alojadas en el extremo de un brazo articulado, proporcionando un movimiento vertical a dicha rueda motriz, pero este movimiento oscilante del brazo produce no sólo un movimiento vertical de la rueda motriz sino también un ligero movimiento horizontal, que puede afectar al movimiento de la plataforma omnidireccional si no se tiene en cuenta al controlar el accionamiento de las ruedas motrices
Breve descripción de la invención
La presente invención concierne, de acuerdo con un primer aspecto, a una plataforma omnidireccional.
Una plataforma omnidireccional es un vehículo móvil que puede desplazarse en cualquier dirección horizontal, es decir hacia adelante, hacia atrás, hacia los lados mediante traslación lateral, en diagonal, etc., y realizar también giros sobre sí mismo.
La plataforma omnidireccional propuesta comprende, de un modo conocido:
• un primer módulo que define un centro de giro de la plataforma omnidireccional en el que se sitúa un origen de coordenadas dotado de un eje X, un eje Y y un eje Z ortogonales entre sí, estando dicho primer módulo dotado al menos de una primera rueda motriz conectada a un primer árbol horizontal paralelo al eje X y de una segunda rueda motriz conectada a un segundo árbol horizontal, siendo ambos primer y segundo árboles coplanares con un mismo plano paralelo al eje Z, estando dicho plano separado una distancia D del eje Z, estando la primera rueda motriz accionada mediante un primer actuador, y estando la segunda rueda motriz accionada mediante un segundo actuador;
• un segundo módulo horizontal completamente conectado a dicho primer módulo mediante un tercer árbol vertical coaxial con el eje Z, siendo el giro relativo del segundo módulo y el primer módulo accionado mediante un tercer actuador, definiendo dicho segundo módulo una plataforma de carga;
• un dispositivo de control conectado al primer, segundo y tercer actuadores para controlar su accionamiento coordinado configurado para obtener un desplazamiento omnidireccional de la plataforma mediante un control preciso del desplazamiento del centro de giro, obtenido mediante el accionamiento del primer y segundo actuadores, y mediante un control preciso de la orientación del segundo módulo mediante el accionamiento preciso del tercer actuador;
• el primer módulo incluye también un elemento rodante de rotación libre, cuyos puntos de contacto con el suelo de la primera rueda motriz, de la segunda rueda motriz y del elemento rodante de rotación libre definen un plano de apoyo en el suelo;
en donde el centro de rotación está dispuesto en una zona del primer módulo comprendida entre la primera rueda motriz, la segunda rueda motriz y el elemento rodante de rotación libre; y
en donde al menos un dispositivo de suspensión está interpuesto entre el segundo módulo y cualquiera de la primera rueda motriz, la segunda rueda motriz y el elemento rodante
Por lo tanto, la plataforma omnidireccional propuesta incluye un segundo módulo que define una plataforma de carga conectado de forma rotativa a un primer módulo que integra una primera y segunda ruedas motrices cuyos árboles son coplanares sobre un plano vertical distanciado del eje de giro entre los primer y segundo módulos.
El accionamiento independiente de las dos ruedas motrices y su control desde el dispositivo de control permiten determinar un desplazamiento de avance y retroceso de la plataforma omnidireccional, en línea recta si ambas primera y segunda ruedas giran a idéntica velocidad tangencial o determinando un giro de la plataforma omnidireccional si se obtienen velocidades tangenciales distintas en ambas ruedas motrices.
Además, dichas primera y segunda ruedas están distanciadas del tercer árbol de giro, coaxial al eje Z vertical una distancia D, determinando dicho tercer árbol el giro del primer módulo respecto al segundo módulo. Esta característica, junto con el control preciso del primer, segundo y tercer actuadores, permite que un desplazamiento del primer módulo regido por una velocidad tangencial distinta de las primera y segunda ruedas motrices, determine un desplazamiento de traslación lateral del centro de giro de la plataforma, permitiendo que, si la rotación de dicho centro de giro es compensada mediante el accionamiento del tercer actuador, el segundo módulo tenga un desplazamiento transversal.
En otras palabras, que mediante la combinación del control preciso e independiente del avance y retroceso de las primera y segunda ruedas se puede producir un desplazamiento del centro de giro del primer módulo en cualquier dirección sin necesidad de utilizar ruedas complejas que permitan una traslación lateral, como por ejemplo ruedas esféricas o ruedas compuestas. Al añadir el control del giro del segundo módulo respecto al primer módulo alrededor del tercer árbol, se obtiene una plataforma omnidireccional.
Así, se propone que el primer módulo tenga, además de las anteriormente descritas primera y segunda ruedas motrices que proporcionan dos puntos de contacto del primer módulo con el suelo, un elemento rodante de rotación libre que proporciona un tercer punto de contacto del primer módulo con el suelo, consiguiendo así que el primer módulo sea mejorable y garantizando un perfecto contacto del primer módulo con el suelo mediante dichos tres puntos de contacto, incluso en terrenos accidentados.
Se entenderá que el elemento rodante es una rueda o similar que permite la transmisión de cargas verticales en un punto de contacto con el suelo, así como un desplazamiento horizontal sin fricción o con una fricción insignificante. Dicho elemento rodante puede tener dos grados de libertad de desplazamiento horizontal con escaso rozamiento, como por ejemplo una rueda esférica o, más preferentemente, un solo grado de libertad con escaso rozamiento, siendo dicho elemento rodante autodireccionable en la dirección de desplazamiento, como por ejemplo una rueda autodireccionable.
El segundo módulo se apoyará en el primero y, por tanto, no necesitará ruedas propias que lo sostengan, transmitiendo todas las cargas verticales al primer módulo y éste al suelo a través de dichos tres puntos de contacto. Para garantizar la estabilidad de la plataforma omnidireccional se requiere que el centro de giro esté situado en la zona comprendida entre las dos ruedas motrices y el elemento libre de giro, ya que toda la carga del segundo módulo se transmite al primero a través de dicho centro de giro y, por tanto, este centro de giro debe estar comprendido entre los tres puntos de contacto con el suelo para evitar el vuelco de la plataforma omnidireccional en determinados casos.
Al tener el primer módulo dos ruedas motrices y un elemento de rodadura, tendrá tres puntos de contacto con el suelo, lo que garantiza una perfecta estabilidad y un contacto permanente y constante de todos los puntos de contacto con el suelo, garantizando así que la rotación de la primera y segunda ruedas motrices se transmita correctamente, y que, en consecuencia, el control del desplazamiento de la plataforma omnidireccional sea preciso en todo momento, incluso en terrenos accidentados, algo que otras soluciones dotadas de más puntos de contacto con el suelo no pueden garantizar sin tomar medidas adicionales.
Al menos un dispositivo de suspensión se interpone entre el segundo módulo y cualquiera de la primera rueda motriz, la segunda rueda motriz y el elemento rodante, lo que significa que un elemento de suspensión amortigua la transmisión de tensiones y movimientos entre este segundo módulo y la primera rueda motriz, y/o entre el segundo módulo y la segunda rueda motriz, y/o entre el segundo módulo y el elemento rodante. Esto evitará el traqueteo de la plataforma omnidireccional incluso en terrenos accidentados, y garantizará un perfecto contacto de las ruedas primera y segunda con el suelo y del elemento rodante con el suelo, evitando también que las irregularidades del terreno provoquen sacudidas.
La plataforma omnidireccional propuesta incluye, además, de un modo innovador, las siguientes características: • el dispositivo de suspensión es un brazo con un primer extremo articulado al primer módulo y un segundo extremo conectado a la primera rueda, a la segunda rueda o al elemento de rodadura, estando dicho brazo unido al primer módulo mediante un elemento elástico, y en el que dicho brazo incluye un sensor de posición angular que mide la posición angular precisa del brazo en todo momento y transmite esta información al dispositivo de control, que está configurado para ajustar los cálculos de transmisión de cada rueda en función de la posición precisa del brazo detectada por dicho sensor
Según esta característica, el dispositivo de suspensión consiste en un brazo con un primer extremo articulado al primer módulo y un segundo extremo conectado a una de las ruedas o elementos rodantes, estando dicho brazo unido al primer módulo mediante un elemento elástico, como, por ejemplo, un muelle, una bobina, un pistón neumático o un material elastomérico. Esto permite que el segundo extremo del brazo se pueda desplazar verticalmente, modificando la posición angular de dicho brazo con respecto al primer módulo, como resultado de una variación del peso situado en la plataforma omnidireccional, o como resultado de las irregularidades del terreno. Dicho brazo incluye un sensor de posición angular, por ejemplo, un encoder, que permite conocer su posición precisa en todo momento. El dispositivo de control estará configurado para ajustar los cálculos de actuación de cada rueda en función de la posición precisa del brazo detectada mediante dicho sensor, ya que el desplazamiento del brazo modificará ligeramente la posición de la rueda, de forma que dicho cálculo ajustado aumenta la precisión del desplazamiento de la plataforma omnidireccional.
Adicionalmente se propone que el elemento de rodadura sea una tercera rueda simple o doble de giro libre alrededor de un cuarto árbol horizontal, siendo dicha tercera rueda auto-orientable mediante un quinto árbol vertical paralelo al eje Z desalineado respecto al centro de la tercera rueda, estando dicho quinto árbol articulado de forma libre respecto al primer módulo mediante un rodamiento. Este tipo de ruedas son las ruedas conocidas como ruedas locas, ruedas auto-orientables o “caster wheel”.
El árbol horizontal de giro libre permite que la rueda simple o rueda doble gire con una mínima resistencia. Al estar dicha rueda unida al primer módulo a través de un quinto árbol descentrado respecto al centro de la rueda simple o al centro del conjunto de la rueda doble, al cambiar la dirección del desplazamiento del primer módulo la rueda simple o doble se reorienta y alinea con la nueva dirección de desplazamiento del primer módulo, permitiendo el giro libre de dicha rueda simple o doble.
Se contempla también que dicho al menos un dispositivo de suspensión sea por ejemplo un bloque de material elastomérico conectando dos segmentos independientes de la plataforma, un segmento integrando el segundo módulo y el otro segmento integrando al menos la primera rueda, la segunda rueda o el elemento de rodadura. De forma alternativa dicho al menos un dispositivo de suspensión puede constar de muelles o resortes que conecten segmentos independientes de la plataforma articulados entre sí, un segmento integrando el segundo módulo y el otro segmento integrando al menos la primera rueda, la segunda rueda o el elemento de rodadura.
Alternativamente se propone que dicho elemento de rodadura conste de dos ruedas auto-orientables conectadas entre sí por un chasis que a su vez está unido al primer módulo mediante una articulación horizontal de eje paralelo al eje Y. Esta solución ofrecerá un total de cuatro puntos de contacto con el suelo, pero las dos ruedas autoorientables podrán bascular alrededor de la articulación horizontal adaptándose las ruedas auto-orientables a terrenos irregulares, manteniendo así en todo momento el contacto con el terreno de dichos cuatro puntos de contacto incluso sobre terrenos irregulares.
Alternativa o adicionalmente, el elemento de rodadura de giro libre, la primera rueda y/o la segunda rueda pueden incluir neumáticos, siendo el elemento de rodadura una rueda simple o doble de giro libre como la antes descrita. Los neumáticos permiten una cierta amortiguación entre las ruedas y la plataforma omnidireccional, a la vez que reparten mejor las cargas sobre el suelo al aumentar la superficie de contacto, y aumentan el agarre de las ruedas con el suelo reduciendo el riesgo de que la rueda patine o no produzca desplazamiento mediante su giro, incluso sobre terrenos irregulares, o ante la presencia de partículas sueltas. Dichos neumáticos pueden constar de una cámara de aire o ser solamente un revestimiento de material elastomérico dispuesto alrededor de la rueda.
La plataforma omnidireccional propuesta puede incluir además un detector de posición conectado al dispositivo de control, configurado para determinar la posición relativa de la plataforma respecto a unos puntos de referencia fijos externos a dicha plataforma omnidireccional, estando dicho dispositivo de control configurado para comprobar si una posición real detectada mediante dicho detector de posición coincide con una posición estimada calculada por el dispositivo de control a partir del desplazamiento de la plataforma ordenado desde dicho dispositivo de control, detectando desviaciones de la plataforma, y estando el dispositivo de control configurado para ordenar un desplazamiento correctivo de la posición de la plataforma en base las desviaciones detectadas. En otras palabras, que el dispositivo de control compara en todo momento la posición real de la plataforma omnidireccional detectada mediante el detector de posición con una posición estimada que el propio dispositivo de control calcula en base al desplazamiento teórico de la plataforma omnidireccional que debería haberse obtenido a partir de las órdenes de control dadas al menos al primer y segundo actuadores de las ruedas motrices, permitiendo así detectar desviaciones y aplicar correcciones.
Además, se propone incluir un dispositivo comunicador conectado al dispositivo de control que permite la emisión y recepción de datos y/o órdenes de control.
En tal caso preferiblemente el dispositivo de control estará configurado para comunicarse con otras plataformas omnidireccionales próximas y para coordinar su desplazamiento con el desplazamiento de dichas plataformas omnidireccionales próximas. Esto puede permitir evitar colisiones, ordenar el flujo de plataformas omnidireccionales, o incluso transportar una gran carga soportada simultáneamente sobre varias plataformas omnidireccionales coordinadas.
Según una realización propuesta el tercer árbol está emplazado en el centro geométrico del segundo módulo.
Se contempla también que el segundo módulo esté soportado sobre el primer módulo, y también sobre al menos otro módulo de idénticas características que el primer módulo, siendo el dispositivo de control del primer módulo y del otro módulo, que es al menos uno, común y estando dicho dispositivo de control configurado para coordinar el accionamiento del primer módulo y del otro módulo que es al menos uno. Entre las ruedas motrices, el elemento de rodadura y el segundo módulo existirá, como se ha descrito antes, un dispositivo de suspensión, o las ruedas estarán dotadas de neumáticos. Esto permitirá que la plataforma omnidireccional dotada de un primer módulo y de otro módulo soportando un segundo módulo, y por lo tanto dotada de seis puntos de contacto con el suelo, asegure el correcto contacto de dichos puntos de contacto en todo momento incluso sobre suelos irregulares, gracias a dicho dispositivo de suspensión o dichos neumáticos.
Se propone también la inclusión de un dispositivo elevador que permita incrementar la separación existente entre la cara superior del segundo módulo y las ruedas, por ejemplo, incrementando el grosor del segundo módulo mediante dos superficies horizontales paralelas con una separación variable regulada mediante dicho dispositivo elevador que puede constar de un mecanismo de tijeras, de pistones, u otro mecanismo equivalente. Según otra realización el
dispositivo elevador puede estar incluido en el tercer árbol, permitiendo su elevación o extensión, por ejemplo, mediante un tercer árbol telescópico. Otra realización adicional propone incluir el dispositivo elevador en el dispositivo de suspensión de las ruedas, permitiendo modificar la separación existente entre el primer módulo y las ruedas mediante la regulación de dicho dispositivo de suspensión, por ejemplo, utilizando suspensiones neumáticas y modificando su presión interior mediante el dispositivo elevador, o mediante suspensiones verticalmente desplazables mediante el dispositivo elevador.
Esta característica permitiría deslizar la plataforma transportadora bajo un paquete distanciado del suelo por soportes extremos entre los que exista un espacio suficiente para el acceso de la plataforma omnidireccional y, mediante el accionamiento del dispositivo elevador, proceder a elevar el paquete soportando todo su peso sobre la plataforma omnidireccional. Una operación inversa permitirá depositar el paquete en una ubicación deseada.
Otra realización de la invención propone que la conexión entre el primer módulo y el segundo módulo a través del tercer árbol incluya un dispositivo nivelador con dos ejes de libertad, correspondientes a los ejes X e Y, configurado para mantener en posición horizontal el segundo módulo automáticamente independientemente de la inclinación del primer módulo, por ejemplo, si el primer módulo está subiendo por una rampa el segundo módulo puede mantenerse horizontal.
Dicho dispositivo nivelador puede constar, por ejemplo, de una unión tipo cardán entre el tercer árbol y el segundo módulo, estando dicha unión tipo cardán accionada mediante motores, permitiendo controlar con precisión la inclinación en cada uno de los dos ejes de libertad.
En una realización alternativa el tercer árbol se mantiene en todo momento perpendicular al segundo módulo, pero está unido al primer módulo a través de un sub-chasis que puede modificar su inclinación respecto al primer módulo también en dos ejes de libertad, utilizando motores para regular cada uno de dichos dos ejes de libertad, permitiendo por lo tanto modificar la inclinación del tercer árbol respecto al primer módulo.
Según una realización alternativa de la presente invención, la plataforma omnidireccional, incluye las siguientes características ya conocidas en el estado de la técnica:
• un primer módulo que define un centro de rotación de la plataforma omnidireccional en el que se sitúa un origen de coordenadas dotado de un eje X, un eje Y y un eje Z ortogonales entre sí, estando dicho primer módulo dotado de, al menos, una primera rueda motriz conectada a un primer eje horizontal paralelo al eje X y una segunda rueda motriz conectada a un segundo eje horizontal Ambos ejes, primero y segundo, son coplanares con el mismo plano paralelo al eje Z, estando dicho plano separado una distancia D del eje Z, siendo la primera rueda motriz accionada por medio de un primer actuador, y la segunda rueda motriz accionada por medio de un segundo actuador;
• un segundo módulo completamente apoyado en el primer módulo y conectado a éste mediante un tercer eje vertical coaxial con el eje Z, siendo la rotación relativa del segundo módulo y del primer módulo accionada por un tercer actuador, definiendo dicho segundo módulo una plataforma de carga;
• un dispositivo de control conectado a los actuadores primero, segundo y tercero para controlar su actuación coordinada, configurado para obtener un desplazamiento omnidireccional de la plataforma mediante un control preciso del desplazamiento del centro de rotación, obtenido mediante la actuación de los actuadores primero y segundo, y mediante un control preciso de la orientación del segundo módulo mediante la actuación precisa del tercer actuador;
• el primer módulo incluye también un elemento rodante de rotación libre, cuyos puntos de contacto con el suelo de la primera rueda motriz, de la segunda rueda motriz y del elemento rodante de rotación libre definen un plano de apoyo en el suelo;
en donde el centro de rotación está dispuesto en una zona del primer módulo comprendida entre la primera rueda motriz, esta segunda rueda motriz y el elemento rodante de rotación libre.
La realización alternativa propuesta de la plataforma omnidireccional también incluye, de forma novedosa, las siguientes características:
• la conexión entre el primer módulo y el segundo módulo a través del tercer eje incluye un dispositivo de nivelación con dos ejes de libertad configurado para mantener automáticamente el segundo módulo en posición horizontal independientemente de la inclinación del primer módulo.
También se pueden incluir las siguientes características adicionales:
la plataforma omnidireccional incluye un dispositivo de elevación que permite modificar la distancia de las ruedas en relación con el primer módulo o en relación con el segundo módulo.
el segundo módulo se apoya en el primer módulo y también en al menos otro módulo de idénticas características que el primero, siendo el dispositivo de control del primer módulo y del otro módulo, que es al menos uno, compartido y estando dicho dispositivo de control configurado para coordinar el accionamiento del primer módulo y del otro módulo, que es al menos uno.
Un segundo aspecto descrito en este documento, que no forma parte de la presente invención reivindicada, se refiere a una plataforma omnidireccional destinada a ser una plataforma estática destinada a soportar cargas sobre sus ruedas, orientadas hacia arriba, y a transferir dichas cargas en cualquier dirección horizontal, permitiendo un transporte omnidireccional de las cargas dentro del radio de acción del transportador estático-omnidireccional.
El transportador omnidireccional propuesto comprende, además de la plataforma omnidireccional descrita en relación con el primer aspecto de la invención:
• un primer módulo que define un centro de rotación de la plataforma omnidireccional en el que se encuentra un origen de coordenadas dotado de un eje X, un eje Y y un eje Z ortogonales entre sí, estando dicho primer módulo dotado de:
• al menos una primera rueda motriz conectada a un primer eje horizontal paralelo al eje X y una segunda rueda motriz conectada a un segundo eje horizontal, siendo ambos ejes coplanarios con el mismo plano paralelo al eje Z, estando dicho plano separado una distancia D del eje Z, siendo la primera rueda motriz accionada por medio de un primer actuador, y la segunda rueda motriz accionada por medio de un segundo actuador;
• un segundo módulo horizontal conectado a dicho primer módulo por medio de un tercer eje vertical coaxial con el eje Z, siendo la rotación relativa del segundo módulo y del primer módulo accionada por medio de un tercer actuador;
• un dispositivo de control conectado a los actuadores primero, segundo y tercero para controlar su actuación coordinada.
El transportador propuesto también incluye las siguientes características.
• el segundo módulo está fijado a un soporte, y el primer módulo se apoya en el segundo módulo;
• el primer módulo incluye también al menos un elemento rodante de rotación libre; la primera rueda motriz, la segunda rueda motriz y el elemento rodante de rotación libre definen un plano de transporte de la carga por encima del transportador;
• el dispositivo de control está configurado para obtener un desplazamiento omnidireccional de una carga soportada en el plano de transporte de la carga sobre dicha primera rueda motriz, segunda rueda motriz y la al menos una rueda giratoria libre, mediante un control preciso de la dirección del primer módulo por medio del accionamiento preciso del tercer actuador, y mediante un control preciso del accionamiento de la primera y segunda ruedas motrices.
Por tanto, este segundo aspecto de la invención equivale entonces a la plataforma omnidireccional descrita en el primer aspecto de la invención, pero colocada boca abajo, estando el segundo módulo fijado al soporte y el primer módulo apoyado sobre este segundo módulo, es decir, de forma opuesta al primer aspecto de la invención. Por tanto, el accionamiento de las ruedas motrices no produce el desplazamiento del conjunto, ya que éste está fijado a un soporte y las ruedas carecen de tracción con el suelo.
En el transportador omnidireccional las primera y segunda ruedas, así como el elemento de rodadura quedarán orientados hacia arriba y ofrecerán un plano de transporte por encima del transportador, previsto para soportar cargas depositadas en él y para transferir dichas cargas hacia cualquier dirección horizontal mediante el control preciso del primer, segundo y tercer actuadores por parte del dispositivo de control.
Preferiblemente dichos primer, segundo y tercer actuadores serán motores, por ejemplo, motores eléctricos o servomotores, con control electrónico.
Por lo tanto, un paquete depositado sobre el plano de transporte y soportado sobre las primera y segunda ruedas motrices y el elemento de rodadura podrá ser direccionado e impulsado en cualquier dirección horizontal mediante el accionamiento y control de los primer, segundo y tercer actuadores por parte del dispositivo de control. Evidentemente se contempla que alrededor del transportador omnidireccional se disponga algún tipo de superficie de recepción, coplanar con el plano de transporte, para recibir el citado paquete cuando éste abandona las primera y segunda ruedas motrices. La superficie de recepción puede ser una mesa, un conjunto de cintas transportadoras, una superficie con esferas omnidireccionales, etc.
Según una realización adicional el elemento de rodadura será una tercera rueda simple o doble de giro libre alrededor de un cuarto árbol horizontal, siendo dicha tercera rueda auto-orientable mediante un quinto árbol vertical paralelo al eje Z desalineado respecto al centro de la tercera rueda, estando dicho quinto árbol articulado de forma libre respecto al primer módulo mediante un rodamiento.
Preferiblemente el centro de giro estará dispuesto en un área del primer módulo comprendida entre la primera rueda motriz, la segunda rueda motriz y la al menos una rueda de giro libre. Esto permite que el giro del primer módulo respecto al segundo módulo produzca un giro del paquete soportado sobre el plano de transporte sobre sí mismo, reduciendo el espacio necesario para el movimiento del paquete.
Se contempla también que el dispositivo de control sea compartido con una pluralidad de transportadores omnidireccionales adyacentes con un mismo plano de transporte de cargas, estando dicho dispositivo de control configurado para coordinar el accionamiento de los primer, segundo y tercer actuadores del transportador omnidireccional con el accionamiento de los primer, segundo y tercer actuadores de los transportadores adyacentes, permitiendo un transporte de cargas omnidireccional sobre el plano de transporte de cargas, transfiriendo dichas cargas del transportador omnidireccional a otro transportador omnidireccional adyacente.
Con el fin de facilitar la carga y descarga de mercancías y otros elementos sobre el segundo módulo, se propone que éste incluya elementos seleccionados entre:
un transportador de corrones;
un transportador de corrones motorizado;
una cinta transportadora;
una cinta transportadora motorizada;
un acople de arrastre;
horquillas de transpaleta sobresalientes por un lado del segundo módulo y un contrapeso situado en un lado opuesto del segundo módulo o centrado en el segundo módulo o centrado en el primer módulo;
horquillas de transpaleta sobresalientes por un lado del segundo módulo y un contrapeso situado en un lado opuesto del segundo módulo y automáticamente desplazable para incrementar o disminuir su distancia horizontal respecto a dichas horquillas de transpaleta.
El contrapeso automáticamente desplazable permite compensar cualquier peso que se cargue sobre la horquilla de transpaleta, manteniendo así el segundo módulo equilibrado sobre el primer módulo.
El contrapeso centrado en el primer o en el segundo módulo incrementa el peso de la plataforma omnidireccional y por lo tanto permite sostener mayores pesos en su periferia sin desequilibrarse.
El acople de arrastre permitirá enganchar y desenganchar automáticamente un carro para permitir su arrastre por parte de la plataforma omnidireccional.
Se entenderá que las referencias a posición geométricas, como por ejemplo paralelo, perpendicular, tangente, etc. admiten desviaciones de hasta ±5° respecto a la posición teórica definida por dicha nomenclatura.
Otras características de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización. Breve descripción de las figuras
Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:
La Fig. 1 muestra una vista inferior de la plataforma omnidireccional propuesta según una primera realización en la que el elemento de rodadura es una tercera rueda de giro libre doble y auto-orientable, y en la que la plataforma omnidireccional carece de dispositivo de suspensión;
la Fig. 2 muestra una sección transversal de la plataforma omnidireccional mostrada en al Fig. 1;
en la Fig. 3 aparece la plataforma omnidireccional mostrada en la Fig. 1 en una posición inicial de un desplazamiento de traslación lateral en la dirección del eje X indicado con una flecha recta, la misma plataforma omnidireccional en
una posición final de dicho desplazamiento mostrado en trazo discontinuo, así como las trayectorias que deben seguir la primera rueda motriz, la segunda rueda motriz y la tercera rueda de giro libre desde la posición inicial hasta la posición final con el fin de conseguir que el centro de giro de la plataforma omnidireccional se desplace en línea recta consiguiendo una traslación lateral;
la Fig. 4 muestra una sección transversal de una plataforma omnidireccional según otra realización dotada de un dispositivo de suspensión que integra bloques de material elastomérico;
la Fig. 5 muestra una realización alternativa similar a la mostrada en la Fig. 4 pero con un segundo módulo de mayor tamaño soportado sobre el primer módulo y también sobre otro módulo;
la Fig. 6 muestra una vista inferior de la plataforma omnidireccional según una realización en la que el elemento de rodadura consta de dos ruedas auto-orientables unidas a un chasis que a su vez está unido al resto del primer módulo mediante una articulación horizontal;
la Fig. 7 muestra una vista similar a la mostrada en la Fig. 2 pero según una realización en la cual la plataforma omnidireccional dispone de un dispositivo de suspensión basado en un brazo articulado al primer módulo en un primer extremo y unido a una rueda motriz en el segundo extremo, permitiendo bascular de forma limitada por medio de un elemento elástico que conecta el brazo con el primer módulo, siendo dicho elemento elástico un pistón neumático en esta realización;
la Fig. 8 muestra una vista similar a la mostrada en la Fig. 2 pero según una realización en la cual la plataforma omnidireccional dispone de un dispositivo elevador en forma de mecanismo de tijeras interpuesto entre dos superficies integradas en el segundo módulo;
la Fig. 9 muestra una vista similar a la mostrada en la Fig. 2 pero según una realización en la cual la plataforma omnidireccional dispone de un dispositivo nivelador que permite mantener horizontal el segundo módulo incluso si el primer módulo no está soportado sobre un suelo horizontal, en este ejemplo mediante dos articulaciones orientadas en direcciones perpendiculares paralelas a los ejes X e Y accionadas automáticamente, esta realización incluye además un dispositivo elevador en forma de tercer árbol telescópico;
la Fig. 10 muestra una vista similar a la mostrada en la Fig. 2 pero según una realización en la cual la plataforma omnidireccional dispone de unas horquillas de transpaleta sobresalientes por un lateral del segundo módulo, permitiendo el transporte de palés con carga mediante la plataforma omnidireccional, en esta realización incluyendo además un contrapeso desplazable en forma de rodillo unido a unos brazos articulados al segundo módulo, permitiendo alejar o acercar el contrapeso a las horquillas para equilibrar una posible carga soportada sobre dichas horquillas.
la Fig. 11 muestra una sección transversal del transportador omnidireccional propuesto referente al segundo aspecto de la invención, estando las primera y segunda ruedas motrices, así como el elemento de rodadura en forma de terceras ruedas dobles de giro libre, orientadas hacia arriba definiendo un plano de transporte, que en este ejemplo de realización es coplanar con rodamientos esféricos dispuestos a su alrededor a modo de superficie transportadora. Descripción detallada de un ejemplo de realización
Las figuras adjuntas muestran ejemplos de realización con carácter ilustrativo no limitativo de la presente invención. En las Figs. 1 y 2 se muestra una plataforma omnidireccional según una primera realización que dispone de un primer módulo 1 que incluye un centro de giro CG que define un eje de coordenadas de tres ejes ortogonales X, Y y Z.
Sobre el primer módulo 1, en forma de plataforma plana de geometría aproximadamente triangular, se soporta un segundo módulo 2 en forma de plataforma rectangular plana prevista para el transporte de mercancías. Ambos primer y segundo módulos 1 y 2 se conectan a través de un tercer árbol 31 coaxial con el eje Z vertical dispuesto en una zona central del primer módulo 1 y en el centro geométrico del segundo módulo 2, permitiendo el giro relativo de ambos primer y segundo módulos 1 y 2 alrededor del tercer árbol 31 accionado mediante un tercer actuador 32 conectado a dicho tercer árbol 31.
El primer módulo 1 dispone de una primera rueda motriz 10 conectada a un primer árbol 11 accionado mediante un primer actuador 12, y de una segunda rueda motriz 20 conectada a un segundo árbol 21 accionado mediante un segundo actuador 22, siendo ambas primera y segunda ruedas motrices 10 y 20 de idéntico tamaño en este ejemplo de realización, y estando enfrentadas y coaxiales, siendo los primer y segundo árboles 11 y 21 paralelos al eje X pero estando distanciados una distancia D del mismo en la dirección del eje Y. Esta distancia D permite que el accionamiento controlado e independiente del primer y del segundo actuadores 12 y 22 permita un desplazamiento del centro de giro CG en cualquier dirección horizontal, estando las primera y segunda ruedas motrices 10 y 20 soportadas sobre un suelo.
Un ejemplo de dicho desplazamiento omnidireccional de la plataforma se muestra en la Fig. 3 en la que aparece la plataforma omnidireccional en una posición inicial, y en trazo discontinuo, en una posición final. En esta figura se indica mediante flechas la trayectoria aproximada que deben seguir cada una de las primera rueda motriz 10, segunda rueda motriz 20 y elemento de rodadura 40 para obtener un desplazamiento rectilíneo lateral (en la dirección del eje X en la posición inicial). Como puede apreciarse en esta figura la trayectoria de las primera y segunda ruedas motrices 10 y 20 debe coordinarse de forma precisa para obtener dicho desplazamiento rectilíneo lateral. En este ejemplo la segunda rueda motriz 20 incluso debe cambiar su dirección de giro para conseguir el movimiento deseado del centro de giro CG. Además, el desplazamiento del primer módulo 1 produce un giro del mismo, por lo que el segundo módulo debe corregir constantemente su posición angular relativa con el primer módulo 1 a fin de contrarrestar dicho giro y mantenerse en la misma orientación, obteniendo así su traslación lateral. Dicho giro relativo se consigue con el accionamiento del tercer actuador 32 conectado al tercer árbol 31.
Un dispositivo de control 3 controla el primer, segundo y tercer actuadores 12, 22 y 32, que en este ejemplo son servomotores eléctricos, para, coordinadamente obtener un desplazamiento omnidireccional de la plataforma omnidireccional. Dicho dispositivo de control 3 será un controlador lógico programable dotado de memoria y capacidad de cálculo, y estará programado para ejecutar algoritmos que determinen el accionamiento preciso de los primer, segundo y tercer actuadores 12, 22, 32 necesario para obtener un desplazamiento controlado del centro de giro CG de la plataforma omnidireccional. Dichos algoritmos tendrán en cuenta el diámetro de las ruedas y su distancia D respecto al centro de giro CG del primer módulo 1, entre otros factores.
Para dar estabilidad al primer módulo 1 se dispone una tercera rueda 40 de giro libre a modo de elemento de rodadura 40. Dicha tercera rueda 40 gira libremente alrededor de un cuarto árbol 41 horizontal, y puede autoorientarse en cualquier dirección horizontal respecto al primer módulo 1 gracias a estar unida al mismo mediante un quinto árbol 42 vertical paralelo al eje Z y desplazado respecto al centro de la tercera rueda 40 de giro libre.
La tercera rueda 40 de giro libre puede ser una rueda simple o una rueda doble.
El conjunto de las primera, segunda ruedas motrices 10 y 20 y tercera rueda 40 de giro libre garantizan la total estabilidad del conjunto y garantizan un permanente contacto de todas las ruedas con el suelo, incluso sobre terrenos irregulares.
Las ruedas 10, 20 y 40 disponen además de un neumático compuesto por un revestimiento de caucho u otro material elastomérico similar.
Según otra realización mostrada en la Fig. 4 la plataforma omnidireccional incluye además un dispositivo de suspensión 50 que impide la transmisión de vibraciones de las ruedas al segundo módulo 2.
En este ejemplo el primer módulo 1 dispone de un segmento 5 que integra la primera rueda motriz 10, la segunda rueda motriz 20 y la tercera rueda 40 de giro libre, así como el primer y el segundo actuadores 12 y 22. Un segundo segmento 4 es independiente del otro segmento 5 antes descrito e integra el tercer actuador 32 y el tercer árbol 31 vertical que se conecta con el segundo módulo 2. Entre los dos segmentos 4 y 5 se disponen unos bloques de material elastomérico a modo de dispositivo de suspensión 50 que amortiguan la transmisión de vibraciones entre el primer módulo 1 y el segundo módulo 2, evitando así que posibles baches o irregularidades del suelo sobre el que transita el primer módulo 1 se transmitan directamente al segundo módulo 2.
Evidentemente dichos bloques de material elastomérico pueden ser sustituidos por muelles, pistones, u otro sistema de amortiguación equivalente.
Por supuesto se entenderá que pueden plantearse otras realizaciones en las que un segmento 5 soporta solamente una sola de las primera rueda motriz 10, segunda rueda motriz 20 junto con su correspondiente primer o segundo dispositivo actuador 12 y 22, constituyendo el resto de la plataforma omnidireccional otro segmento 4 independiente, estando el bloque de material elastomérico, o el dispositivo de suspensión 50 equivalente, entre ambos segmentos 4 y 5. En este ejemplo una plataforma puede incluir varios dispositivos de suspensión 50, por ejemplo uno por cada rueda motriz 10 y 20 y uno para el elemento de rodadura 40.
La Fig. 6 muestra una realización alternativa del elemento de rodadura. Según esta realización dicho elemento de rodadura consta de dos ruedas auto-orientables conectadas al primer módulo 1 mediante un dispositivo de suspensión 50. Esto permite que cada una de dichas dos ruedas auto-orientables puedan adaptar su posición a un terreno irregular, consiguiendo así asegurar y mantener un contacto permanente de las ruedas motrices con el suelo, asegurando un desplazamiento omnidireccional de la plataforma.
Según el ejemplo mostrado en la Fig. 6 esta realización dotada de dos ruedas auto-orientables consta de un chasis 44 al que ambas ruedas auto-orientables están unidas. Dicho chasis 44 está a su vez conectado al primer módulo 1 mediante una articulación horizontal 43 paralela al eje Y que hace las funciones de dispositivo de suspensión 50. Esta articulación horizontal 43 permite que el chasis 44 bascule respecto al primer módulo 1, y por lo tanto que las dos ruedas auto-orientables adapten su posición en función de las irregularidades del terreno sobre el que transita la
plataforma omnidireccional, asegurando el permanente contacto tanto de las dos ruedas auto-orientables como también de las dos ruedas motrices 10 y 20 con el terreno.
Se entenderá que alternativamente ambas ruedas auto-orientables podrían ser independientes una de la otra y estar cada una unida al primer módulo 1 a través de un dispositivo de suspensión 50 propio y autónomo, no requiriendo entonces del citado chasis 44 común.
En las Figs. 7, 6 y 9 se proponen diferentes realizaciones del dispositivo de suspensión 50, del dispositivo de elevación 70 y del dispositivo de nivelación 60.
En la Fig. 7 se muestra un dispositivo de suspensión 50 basado de un brazo articulado respecto al primer módulo 1 en un primer extremo y unido a una rueda motriz 10 en un segundo extremo, permitiendo así desplazar verticalmente dicha rueda motriz 10. En esta realización un pistón neumático conecta el brazo con el primer módulo 1 haciendo las funciones de elemento elástico amortiguador y limitador del desplazamiento del brazo. Modificando la presión del aire interior del pistón neumático, por ejemplo, mediante un sistema de aire comprimido procedente de una compresión o de una bombona de aire comprimido, se puede regular la separación de las ruedas respecto al primer módulo, por lo que dicho sistema de pistón y suministro de aire comprimido actuará como dispositivo elevador 70.
En la Fig. 8 se propone una realización según la cual el segundo módulo 2 dispone de un dispositivo elevador 70 formado por un mecanismo de tijera que permite separar o acercar dos plataformas paralelas integrantes del segundo módulo 2.
La Fig. 9 muestra una realización del dispositivo nivelador 60 consistente en un soporte en cruz dotado en sus extremos de dos pares de articulaciones perpendiculares entre sí, paralelas a los ejes X e Y, y accionadas mediante motores controlados por el dispositivo de control 3, estando el tercer actuador 32 y el tercer árbol 31 soportados sobre dicho soporte en cruz.
En esta realización además se propone que el tercer árbol 31 sea telescópico, permitiendo actuar como dispositivo elevador 70.
La Fig. 10 muestra una realización de suplementos que podrían complementar la plataforma omnidireccional propuesta, en este caso unas horquillas de transpaleta que sobresalen lateralmente por un lateral del segundo módulo 2, combinadas con un contrapeso situado en un lateral opuesto del segundo módulo 2. Dicho contrapeso consta de un cilindro de material denso unido al extremo de un brazo basculante que permite acercar o alejar dicho contrapeso del centro del segundo módulo 2 y de las horquillas de transpaleta, equilibrando una posible carga. La Fig. 11, que no forma parte de la presente invención reivindicada, muestra un ejemplo de realización referido a un segundo aspecto de la presente invención relativo a un transportador omnidireccional previsto para el transporte y direccionado de paquetes. El citado transportador es idéntico a la plataforma omnidireccional mostrada en la Fig. 1, pero está dispuesto cabeza abajo con el segundo módulo fijado a un soporte y por lo tanto imposibilitando su desplazamiento. En este caso el primer módulo 1 y las primera y segunda ruedas motrices 10 y 20 quedan por encima del segundo módulo 2, definiendo dichas ruedas motrices 10 y 20, junto con el elemento de rodadura 40, un plano de transporte. Un paquete de un tamaño mayor que la distancia existente entre las ruedas y el elemento de rodadura puede ser por lo tanto depositado sobre el plano de transporte, soportado sobre las ruedas motrices 10 y 20 y el elemento de rodadura 40. El accionamiento coordinado de los primer, segundo y tercer dispositivos actuadores 12, 22 y 32 permitirán girar y desplazar el citado paquete en cualquier dirección horizontal, e impulsarlo fuera del ámbito de actuación del transportador omnidireccional en cualquier dirección. Se recomienda que alrededor del citado transportador se disponga una mesa coplanar con el plano de transporte, preferiblemente una mesa de bajo rozamiento con elementos de rodadura esféricos, u con cintas transportadoras.
Claims (14)
1. Plataforma omnidireccional que comprende:
un primer módulo (1) que define un centro de rotación (CG) de la plataforma omnidireccional, en el que se sitúa un origen de coordenadas dotado de un eje X, un eje Y y un eje Z ortogonales entre sí, estando dicho primer módulo (1) dotado de:
• al menos una primera rueda motriz (10) conectada a un primer eje horizontal (11) paralelo al eje X y una segunda rueda motriz (20) conectada a un segundo eje horizontal (21), siendo ambos ejes (11, 21) copla-nares al mismo plano paralelo al eje Z, estando dicho plano separado una distancia D del eje Z, siendo la primera rueda motriz (10) accionada mediante un primer actuador (12), y la segunda rueda motriz (20) accionada mediante un segundo actuador (22) - un segundo módulo (2) completamente apoyado en el primer módulo (1) y conectado a éste mediante un tercer eje vertical (31) coaxial al eje Z, siendo la rotación relativa del segundo módulo (2) y del primer módulo (1) accionada mediante un tercer actuador (32);
• un dispositivo de control (3) conectado a los primeros, segundos y terceros actuadores (12, 22, 32) para controlar su accionamiento coordinado, configurado para obtener un desplazamiento omnidireccional de la plataforma mediante un control preciso del desplazamiento del centro de rotación (CG), obtenido mediante el accionamiento de los primeros y segundos actuadores (12, 22), y mediante un control preciso de la orientación del segundo módulo (2) mediante el accionamiento preciso del tercer actuador (32);
• un elemento rodante de rotación libre (40), cuyos puntos de contacto con el suelo de la primera rueda motriz (10), de la segunda rueda motriz (20) y del elemento rodante de rotación libre (40) definen un plano de apoyo en el suelo;
en donde el centro de rotación (CG) está dispuesto en una zona del primer módulo (1) comprendida entre la primera rueda motriz (10), la segunda rueda motriz (20) y el elemento rodante de rotación libre (40);
caracterizada porque la conexión entre el primer módulo (1) y el segundo módulo (2) a través del tercer eje (31) incluye un dispositivo de nivelación (60) con dos ejes de libertad configurado para mantener automáticamente el segundo módulo (2) en una posición horizontal independientemente de la inclinación del primer módulo (1).
2. Plataforma omnidireccional según la reivindicación 1 en donde, el elemento de rodadura (40) es una tercera rueda (40) simple o doble de giro libre alrededor de un cuarto árbol (41) horizontal, siendo dicha tercera rueda (40) autoorientable mediante un quinto árbol (42) vertical paralelo al eje Z desalineado respecto al centro de la tercera rueda (40), estando dicho quinto árbol (42) conectado de forma libre respecto al primer módulo (1) mediante un rodamiento.
3. Plataforma omnidireccional según la reivindicación 2 en donde la primera rueda (10), la segunda rueda (20) y/o la tercera rueda (40) incluyen neumáticos.
4. Plataforma omnidireccional según la reivindicación 1, 2 o 3 en donde entre el segundo módulo (2) y una cualquiera de las primera rueda motriz (10), segunda rueda motriz (20) y elemento de rodadura (40) se interpone al menos un dispositivo de suspensión (50).
5. Plataforma omnidireccional según reivindicación 4 en donde dicho al menos un dispositivo de suspensión (50) está seleccionado entre:
• un bloque de material elastomérico conectando dos segmentos (4, 5) independientes de la plataforma, un segmento integrando al menos el segundo módulo (2) y el otro segmento integrando al menos la primera rueda (10), la segunda rueda (20) o el elemento de rodadura (40);
• muelles o resortes que conectan segmentos (4, 5) independientes de la plataforma articulados entre sí, un segmento (4) integrando al menos el segundo módulo (2) y el otro segmento (5) integrando al menos la primera rueda (10), la segunda rueda (20) o el elemento de rodadura (40); o
• un brazo con un primer extremo articulado al primer módulo (1) y un segundo extremo conectado a la primera rueda (10), a la segunda rueda (20) o al elemento de rodadura (40), estando dicho brazo unido al primer módulo (1) mediante un elemento elástico.
6. Plataforma omnidireccional según la reivindicación 4 en donde el dispositivo de suspensión (50) es un brazo con un primer extremo articulado al primer módulo (1) y un segundo extremo conectado a la primera rueda (10), a la segunda rueda (20) o al elemento de rodadura (40), estando dicho brazo unido al primer módulo (1) mediante un elemento elástico, y en donde dicho brazo incluye un sensor de posición angular mide la posición angular precisa del
brazo en todo momento y transmite esta información al dispositivo de control, que está configurado para ajustar los cálculos de accionamiento de cada rueda en función de la posición precisa del brazo detectada por dicho sensor.
7. Plataforma omnidireccional según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la plataforma omnidireccional incluye un dispositivo elevador (70) que permite modificar la distancia de las ruedas (10, 20) respecto al primer módulo (1) o respecto al segundo módulo (2).
8. Plataforma omnidireccional según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se incluye además un detector de posición conectado al dispositivo de control (3), configurado para determinar la posición relativa de la plataforma respecto a unos puntos de referencia fijos externos a dicha plataforma, estando dicho dispositivo de control (3) configurado para comprobar si una posición real detectada mediante dicho detector de posición coincide con una posición estimada calculada por el dispositivo de control (3) a partir del desplazamiento de la plataforma ordenado desde dicho dispositivo de control (3), detectando desviaciones de la plataforma, y estando el dispositivo de control (3) configurado para ordenar un desplazamiento correctivo de la posición de la plataforma en base las desviaciones detectadas.
9. Plataforma omnidireccional según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se incluye además un dispositivo comunicador conectado al dispositivo de control (3) que permite la emisión y recepción de datos y/o órdenes de control, estando el dispositivo de control (3) configurado para comunicarse con otras plataformas omnidireccionales próximas y para coordinar su desplazamiento con el desplazamiento de dichas plataformas omnidireccionales próximas.
10. Plataforma omnidireccional según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tercer árbol (31) está emplazado en el centro geométrico del segundo módulo (2).
11. Plataforma omnidireccional según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo módulo (2) está soportado sobre el primer módulo (1), y también sobre al menos otro módulo (1b) de idénticas características que el primer módulo (1), siendo el dispositivo de control (3) del primer módulo (1) y del otro módulo (1b), que es al menos uno, común y estando dicho dispositivo de control (3) configurado para coordinar el accionamiento del primer módulo (1) y del otro módulo (1b) que es al menos uno.
12. Plataforma omnidireccional según la reivindicación 1 en donde dicho elemento de rodadura (40) conste de dos ruedas auto-orientables conectadas al primer módulo (1) mediante un dispositivo de suspensión (50).
13. Plataforma omnidireccional según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo módulo (2) incluye elementos seleccionados entre:
un transportador de corrones;
un transportador de corrones motorizado;
una cinta transportadora;
una cinta transportadora motorizada;
un acople de arrastre;
horquillas de transpaleta sobresalientes por un lado del segundo módulo y un contrapeso situado en un lado opuesto del segundo módulo, o centrado en el segundo módulo o centrado en el primer módulo;
horquillas de transpaleta sobresalientes por un lado del segundo módulo y un contrapeso situado en un lado opuesto del segundo módulo y automáticamente desplazable para incrementar o disminuir su distancia horizontal respecto a dichas horquillas de transpaleta.
14. Transportador omnidireccional que comprende:
un primer módulo (1) que define un centro de giro (CG) de la plataforma omnidireccional en el que se sitúa un origen de coordenadas dotado de un eje X, un eje Y y un eje Z ortogonales entre sí, estando dicho primer módulo (1) dotado de:
• al menos de una primera rueda motriz (10) conectada a un primer árbol (11) horizontal paralelo al eje X y una segunda rueda motriz (20) conectada a un segundo árbol (21) horizontal, siendo ambos primer y segundo árboles (11, 21) coplanares con un mismo plano paralelo al eje Z, estando dicho plano separado una distancia D del eje Z, estando la primera rueda motriz (10) accionada mediante un primer actuador (12), y estando la segunda rueda motriz (20) accionada mediante un segundo actuador (22);
• un segundo módulo (2) completamente conectado a dicho primer módulo (1) mediante un tercer árbol (31) vertical coaxial con el eje Z, siendo el giro relativo del segundo módulo (2) y el primer módulo (1) accionado mediante un tercer actuador (32);
• un dispositivo de control (3) conectado a los actuadores primero, segundo y tercero (12, 22, 32) para controlar su accionamiento coordinado, configurado para obtener un desplazamiento omnidireccional de la plataforma mediante un control preciso del desplazamiento del centro de rotación (CG), obtenido mediante el accionamiento de los actuadores primero y segundo (12, 22), y mediante un control preciso de la orientación del segundo módulo (2) mediante el accionamiento preciso del tercer actuador (32);
• un elemento rodante de rotación libre (40), cuyos puntos de contacto con el suelo de la primera rueda motriz (10), de la segunda rueda motriz (20) y del elemento rodante de rotación libre (40) definen un plano de apoyo en el suelo;
en donde el centro de rotación (CG) está dispuesto en una zona del primer módulo (1) comprendida entre la primera rueda motriz (10), la segunda rueda motriz (20) y el elemento rodante de rotación libre (40);
en donde al menos un dispositivo de suspensión (50) está interpuesto entre el segundo módulo (2) y cualquiera de la primera rueda motriz (10), la segunda rueda motriz (20) y el elemento rodante (40):
caracterizado porque
el dispositivo de suspensión (50) es un brazo con un primer extremo articulado al primer módulo (1) y un segundo extremo conectado a la primera rueda (10), a la segunda rueda (20) o al elemento rodante (40), estando dicho brazo unido al primer módulo (1) mediante un elemento elástico,
y en el que dicho brazo incluye un sensor de posición angular que mide la posición angular precisa del brazo en todo momento y transmite esta información al dispositivo de control, que está configurado para ajustar los cálculos de accionamiento de cada rueda en función de la posición precisa del brazo detectada por dicho sensor.
Applications Claiming Priority (2)
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