ES3037536T3

ES3037536T3 - New architecture for a mobile robotic system

Info

Publication number: ES3037536T3
Application number: ES22789195T
Authority: ES
Inventors: Marec Titouan Le
Original assignee: Nimble One
Current assignee: Nimble One
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2025-10-02
Anticipated expiration: 2042-09-14
Also published as: WO2023041592A9; IL311491A; EP4603232A3; KR20240060643A; EP4401926B1; CA3232014A1; PL4401926T3; EP4603232A2; FR3126905A1; EP4401926C0; EP4401926A1; US20240416507A1; WO2023041592A1; CN118284496A; FR3126905B1; JP2024534423A

Abstract

La invención se refiere a un sistema robótico móvil (100) capaz de moverse, que comprende N estructuras articuladas conectadas entre sí en serie por pares de forma que forman un bucle, siendo N un entero positivo mayor o igual a 3, teniendo cada estructura articulada, denominada cuadrante (Q1, Q2, Q3): - al menos dos extremidades sucesivas, incluyendo una primera extremidad denominada extremidad del torso (T1, T2, T3) y una última extremidad, estando dos miembros sucesivos del cuadrante conectados entre sí por una articulación que permite al menos una rotación sobre un eje; y - una articulación denominada articulación de extremo de cuadrante (AQ1, AQ2, AQ3), conectando la articulación de extremo de cuadrante de un cuadrante la última extremidad del cuadrante con el torso del siguiente cuadrante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Nueva arquitectura de sistema robótico móvil

Campo técnico de la invención

La invención se refiere a una nueva arquitectura de sistema robótico móvil.

Estado de la técnica

El rendimiento de un robot móvil se define principalmente por su arquitectura y los algoritmos integrados. Estos dos componentes están vinculados, pero las capacidades de un robot móvil están definidas y limitadas principalmente por su arquitectura, mientras que el algoritmo integrado permite explotar al máximo las capacidades, sin extenderlas.

Entre las arquitecturas robóticas de alta movilidad actuales, se pueden citar, por ejemplo, los robots bípedos, naturalmente adaptados a los entornos humanos, por mimetismo con la arquitectura humana. La forma de estas arquitecturas evoluciona poco, y las mejoras se centran principalmente en el algoritmo de control. Uno de los principales inconvenientes de estos robots bípedos es su elevado centro de gravedad y, por lo tanto, su bajo margen de estabilidad, lo que hace que sean relativamente difíciles de desplegar en el campo.

También se pueden mencionar robots con múltiples patas, tales como los cuadrúpedos, o incluso vehículos articulados (comúnmente llamados “rovers”). Estos robots de múltiples patas generalmente tienen la forma de una base central, desde la cual se extienden múltiples patas articuladas. La base central permite albergar a todos los sensores, baterías y microcontroladores de estos robots. Estos robots presentan la ventaja, en comparación con los robots bípedos, de tener una mayor libertad de colocación de las patas. Además, es posible instalar manipuladores en estos robots ya sea a nivel de las patas o a nivel de la base central. Sin embargo, la base central es la principal fuente de limitación de estos robots de múltiples patas porque afecta la movilidad del robot. En efecto, al ser la base central inerte, una trayectoria solo puede ser adoptada por un robot de múltiples patas si su base central puede evitar los obstáculos situados en dicha trayectoria. Así, solo los robots con múltiples patas y una base central alta pueden atravesar terrenos rocosos. Sin embargo, una base central alta reduce la estabilidad del robot porque concentra la mayor parte de la masa y eleva el centro de gravedad.

Los documentos CN 103303385 y CN 105619396 describen ejemplos de arquitecturas de sistemas robóticos que comprenden estructuras articuladas de dos en dos en serie, formando un bucle.

Descripción de la invención

La presente invención pretende remediar los inconvenientes antes mencionados y propone una nueva arquitectura de sistema robótico.

A tal efecto, la invención se refiere a un sistema robótico tal como se define en la reivindicación 1.

La invención propone, así, ventajosamente un sistema robótico móvil capaz de desplazarse, que comprende N estructuras articuladas unidas entre sí de dos en dos en serie de manera que forman un bucle, siendo N un número entero positivo mayor o igual a 3. Cada estructura articulada, denominada cuadrante, comprende:

- al menos dos miembros sucesivos, incluyendo un primer miembro llamado torso y un último miembro; dos miembros sucesivos del cuadrante estando conectados entre sí por una articulación que permite al menos una rotación alrededor de un eje, y

- una articulación, llamada articulación de final de cuadrante.

La articulación de final de cuadrante de un cuadrante conecta el último miembro de ese cuadrante con el torso del siguiente cuadrante.

Al menos un cuadrante del sistema robótico tiene cuatro miembros sucesivos, entre ellos:

- el torso,

- un segundo miembro, llamado hombro, unido a dicho torso por una primera articulación llamada primera articulación, que permite la rotación alrededor de un eje llamado primer eje,

- un tercer miembro, llamado brazo, unido a dicho hombro por una articulación, llamada segunda articulación, que permite la rotación alrededor de un eje llamado segundo eje, siendo el segundo eje ortogonal a dicho primer eje,

- un cuarto y último miembro, llamado antebrazo, unido a dicho brazo por una articulación, llamada tercera articulación, que permite la rotación alrededor de un eje llamado tercer eje, siendo dicho tercer eje paralelo a dicho segundo eje. De preferencia, la articulación de final de cuadrante de dicho cuadrante con cuatro miembros sucesivos permite la rotación alrededor de un eje denominado eje de rotación. Dicho eje de rotación es paralelo al segundo eje y al tercer eje.

Además, el sistema robótico comprende medios de accionamiento configurados para mover toda o parte de las articulaciones de los cuadrantes.

De acuerdo con la invención, los medios de accionamiento comprenden, a nivel del cuadrante de cuatro miembros sucesivos:

- un motor configurado para accionar la primera articulación de dicho cuadrante,

- dos motores configurados para accionar dos articulaciones elegidas entre la segunda articulación, la tercera articulación y la articulación de final de cuadrante,

- un sistema de poleas y correas o cables que conectan la segunda articulación, la tercera articulación y la articulación de final de cuadrante.

El sistema robótico permite posicionar los cuadrantes en el espacio para poder caminar, rodar y adaptarse al terreno sobre el que opera el sistema robótico. Un sistema robótico de este tipo permite, ventajosamente, aumentar la movilidad del sistema robótico cuando se enfrenta a obstáculos en el suelo.

El sistema robótico dispone de al menos tres cuadrantes para garantizar en forma ventajosa la estabilidad estática de dicho sistema robótico en el suelo. Un sistema robótico de tres cuadrantes es isostático en cualquier terreno. Un sistema de cuatro cuadrantes permite utilizar uno de los torsos como manipulador mientras los otros tres aseguran el contacto isostático con el suelo.

De preferencia, cada cuadrante de un sistema robótico tiene el mismo número de miembros. Sin embargo, nada nos impide proponer un sistema robótico con cuadrantes que tengan un número diferente de miembros.

De acuerdo con realizaciones particulares, el sistema robótico según la invención cumple, además, las siguientes características, implementadas por separado o en cada una de sus combinaciones técnicamente operativas.

En realizaciones preferidas de la invención, el sistema robótico no incluye un cuerpo central al que está conectado cada cuadrante.

El sistema robótico presenta una arquitectura formada por cuadrantes articulados de dos en dos. El sistema robótico, desprovisto de cuerpo central, ofrece así una arquitectura organizada únicamente alrededor de un bucle cinemático principal.

El sistema robótico se comporta ventajosamente como un robot de múltiples patas, aunque compuesto únicamente de múltiples cuadrantes, cada uno conectado a sus dos vecinos inmediatos.

La ausencia de un cuerpo central proporciona propiedades mecánicas interesantes, ya sea:

- en términos de movilidad y estabilidad, el centro de gravedad del sistema robótico es naturalmente bajo.

- en términos de movilidad y distancia al suelo: como el sistema robótico no tiene cuerpo central, la distancia al suelo (es decir, la medida de la capacidad de un vehículo para superar un obstáculo) es infinita, y la configuración del sistema robótico se puede adaptar a cualquier tipo de terreno; tanto zonas rocosas como áreas estrechas son accesibles.

- en términos de resistencia al vuelco.

De acuerdo con la invención, el sistema robótico comprende medios de accionamiento configurados para poner en movimiento total o parcialmente las articulaciones de los cuadrantes. El bucle cinemático formado por cuadrantes sucesivos unidos entre sí introduce restricciones de movimiento en el sistema robótico. Estas restricciones de movimiento permiten, de manera ventajosa, mover todas las articulaciones del sistema robótico mientras que solo un subconjunto cuidadosamente elegido de las articulaciones está equipado con medios de accionamiento. Como alternativa, cuando los medios de accionamiento del sistema robótico accionan todas las articulaciones del cuadrante, se introduce redundancia en el accionamiento del sistema robótico, lo que hace que el sistema robótico sea robusto en forma ventajosa, en particular después de la pérdida de uno o más medios de accionamiento.

En realizaciones preferidas de la invención, al menos un cuadrante del sistema robótico comprende una pieza de soporte para entrar en contacto con una superficie de apoyo. De preferencia, todos los cuadrantes del sistema robótico tienen una pieza de soporte.

En un ejemplo de realización, una pieza de soporte puede ser un pie, una rueda.

En realizaciones preferidas de la invención, el sistema robótico comprende al menos un dispositivo de bloqueo/desbloqueo configurado para separar reversiblemente dos cuadrantes sucesivos. Un cuadrante desconectado de uno de sus vecinos tiene ventajosamente una zona de movimiento accesible mucho más grande. Así, por ejemplo, el cuadrante puede interactuar con un objeto más distante. El sistema robótico también puede adoptar una forma rectilínea, por ejemplo, para atravesar túneles estrechos.

En realizaciones preferidas de la invención, el sistema robótico comprende, al menos en un cuadrante, un conector conectado, reversiblemente o no, a uno de los miembros de dicho cuadrante, y configurado para recibir al menos una herramienta. El sistema robótico puede estar equipado con una herramienta específica como un aspirador, una pinza, etc.

En realizaciones preferidas de la invención, cuando otro cuadrante, distinto del cuadrante con cuatro miembros sucesivos, comprende solo tres miembros sucesivos, el brazo es el último miembro y la articulación de final de cuadrante de dicho otro cuadrante es preferiblemente una rótula. La rótula permite ventajosamente una amplia variedad de movimientos y se consigue fácilmente en forma mecánica.

En realizaciones preferidas, la articulación de final de cuadrante tiene cuatro miembros sucesivos:

- es una conexión de pivote que une el último miembro de dicho cuadrante a cuatro miembros sucesivos y al torso del siguiente cuadrante, o

- comprende una pieza auxiliar, denominada pretorso, unida, por una parte, al último miembro de dicho cuadrante con cuatro miembros sucesivos por una conexión de pivote que permite la rotación alrededor del eje de rotación y, por otra parte, al torso del cuadrante siguiente por una conexión sin grados de libertad.

En realizaciones preferidas, cuando una articulación de final de cuadrante de un cuadrante de cuatro miembros sucesivos comprende un pretorso, dicho cuadrante y el cuadrante siguiente están configurados para poder separarse reversiblemente, a nivel de la conexión sin grados de libertad que une el pretorso al torso de dicho cuadrante siguiente.

En realizaciones preferidas de la invención, dicho al menos un cuadrante con al menos tres miembros sucesivos comprende cinco miembros sucesivos, que incluyen:

- el torso,

- el hombro, unido a dicho torso por la primera articulación,

- el brazo, unido a dicho hombro por la segunda articulación,

- un cuarto miembro, llamado antebrazo, unido a dicho brazo por una articulación, llamada tercera articulación,

- un quinto y último miembro, llamado muñeca, unido al antebrazo por una articulación, llamada cuarta articulación.

En realizaciones preferidas, la tercera articulación permite la rotación alrededor de un eje denominado tercer eje, siendo dicho tercer eje paralelo a dicho segundo eje, y la cuarta articulación permite la rotación alrededor de un eje denominado cuarto eje, siendo dicho cuarto eje paralelo a dicho segundo eje y a dicho tercer eje.

En realizaciones preferidas, la articulación de final de cuadrante de dicho cuadrante con cinco miembros sucesivos permite la rotación alrededor de un eje denominado eje de rotación. De preferencia, el eje de rotación de la articulación de final de cuadrante de dicho cuadrante con cinco miembros sucesivos es paralelo al primer eje de la primera articulación del siguiente cuadrante.

En realizaciones preferidas, los medios de accionamiento comprenden, para cada una de las articulaciones que constituyen el sistema robótico, un motor asociado. En realizaciones preferidas, los medios de accionamiento comprenden, a nivel del cuadrante que comprende cinco miembros sucesivos:

- dos motores configurados para accionar dos articulaciones seleccionadas entre la segunda articulación, la tercera articulación y la cuarta articulación, y

- un sistema de poleas y correas o cables que conectan la segunda articulación, la tercera articulación y la cuarta articulación.

En realizaciones preferidas de la invención, al menos un cuadrante comprende al menos cuatro miembros sucesivos, incluyendo:

- el torso,

- un segundo miembro, llamado hombro, unido a dicho torso por una articulación, llamada primera articulación, - un tercer miembro, llamado brazo, unido a dicho hombro por una articulación, llamada segunda articulación, - un cuarto miembro, llamado antebrazo, unido a dicho brazo por una articulación, llamada tercera articulación. La adición de un miembro aumenta ventajosamente el área de movimiento accesible del último miembro del cuadrante en comparación con el primer miembro del cuadrante.

En realizaciones preferidas de la invención, la primera articulación de dicho al menos un cuadrante permite la rotación alrededor de un eje denominado primer eje, la segunda articulación del cuadrante permite la rotación alrededor de un eje denominado segundo eje y la tercera articulación permite la rotación alrededor de un eje denominado tercer eje. El segundo eje es ortogonal a dicho primer eje. El tercer eje es paralelo a dicho segundo eje.

En realizaciones preferidas de la invención, la articulación de final de cuadrante de dicho al menos un cuadrante permite la rotación alrededor de un eje denominado eje de rotación. En realizaciones preferidas de la invención, cuando el cuadrante comprende solo cuatro miembros sucesivos, el antebrazo es el último miembro de dicho cuadrante, y el eje de rotación es paralelo al segundo eje y al tercer eje. La segunda articulación, la tercera articulación y la articulación de final de cuadrante de un cuadrante forman así ventajosamente un mecanismo de tipo RRR: tres rotaciones sucesivas de ejes paralelos. Un mecanismo de este tipo es conocido de por sí y se puede conseguir fácilmente en forma mecánica.

En realizaciones preferidas de la invención, los medios de accionamiento comprenden, para cada una de las articulaciones que constituyen el sistema robótico, un motor asociado.

En realizaciones preferidas de la invención, los medios de accionamiento comprenden, a nivel de un cuadrante que comprende únicamente cuatro miembros sucesivos:

- un motor configurado para impulsar la articulación del primer cuadrante,

- dos motores configurados para accionar dos articulaciones seleccionadas entre la segunda articulación, la tercera articulación y la articulación de final de cuadrante, y

Una realización de este tipo permite, de manera ventajosa, reducir el número de motores para controlar las articulaciones del sistema robótico y, por lo tanto, aligerar consecuentemente el sistema robótico tanto en peso como en coste.

En realizaciones preferidas de la invención, la articulación de final de cuadrante del al menos un cuadrante: - es una conexión de pivote que une el último miembro de dicho cuadrante y el torso del siguiente cuadrante, o

- comprende una pieza auxiliar, denominada pretorso, unida, por una parte, al último miembro de dicho cuadrante mediante una conexión de pivote que permite la rotación alrededor del eje de rotación y, por otra parte, al torso del cuadrante siguiente mediante una conexión sin grados de libertad.

En realizaciones preferidas de la invención, cuando una articulación de final de cuadrante de un cuadrante comprende un pretorso, este cuadrante y el cuadrante siguiente están configurados para poder separarse reversiblemente, a nivel de la conexión sin grados de libertad que une el pretorso al torso del cuadrante siguiente.

En realizaciones preferidas de la invención, al menos un cuadrante del sistema robótico comprende al menos cinco miembros sucesivos, incluyendo:

- el torso,

- un segundo miembro, llamado hombro, unido a dicho torso por una articulación, llamada primera articulación, - un tercer miembro, llamado brazo, unido a dicho hombro por una articulación, llamada segunda articulación, - un cuarto miembro, llamado antebrazo, unido a dicho brazo por una articulación, llamada tercera articulación, - un quinto miembro, llamado muñeca, unido al antebrazo por una articulación, llamada cuarta articulación.

La adición de un miembro aumenta ventajosamente el área de movimiento accesible del último miembro del cuadrante en comparación con el primer miembro del cuadrante.

En realizaciones preferidas de la invención, la primera articulación del cuadrante permite la rotación alrededor de un eje denominado primer eje, la segunda articulación del cuadrante permite la rotación alrededor de un eje denominado segundo eje, la tercera articulación permite la rotación alrededor de un eje denominado tercer eje y la cuarta articulación permite la rotación alrededor de un eje denominado cuarto eje. El segundo eje es ortogonal a dicho primer eje, el tercer eje es paralelo a dicho segundo eje, y el cuarto eje es paralelo a dicho segundo eje y a dicho tercer eje.

En realizaciones preferidas de la invención, la articulación de final de cuadrante de dicho cuadrante permite el giro alrededor de un eje denominado eje de rotación.

En realizaciones preferidas de la invención, el eje de rotación de la articulación de final de cuadrante de dicho cuadrante es paralelo al primer eje de la primera articulación del cuadrante siguiente.

De este modo, la primera y la segunda articulación de dicho cuadrante reproducen en forma ventajosa el movimiento típico del conjunto hombro/brazo de un cuerpo humano. Las articulaciones segunda, tercera y cuarta forman ventajosamente un mecanismo de tipo RRR, conocido de por sí y fácilmente realizable de manera mecánica.

En realizaciones preferidas de la invención, los medios de accionamiento comprenden, a nivel de un cuadrante que comprende cinco miembros sucesivos:

- un motor configurado para impulsar la articulación del primer cuadrante,

Una realización de este tipo permite, en forma ventajosa, reducir el número de motores para controlar las articulaciones del sistema robótico y, por lo tanto, aligerar consecuentemente el sistema robótico tanto en peso como en coste.

En realizaciones preferidas de la invención, al menos un cuadrante del sistema robótico comprende al menos seis miembros sucesivos, incluyendo:

- el torso,

- un segundo miembro, llamado hombro, unido a dicho torso por una articulación, llamada primera articulación, - un tercer miembro, llamado brazo, unido a dicho hombro por una articulación, llamada segunda articulación, - un cuarto miembro, llamado antebrazo, unido a dicho brazo por una articulación, llamada tercera articulación, - un quinto miembro, llamado muñeca, unido al antebrazo por una articulación, llamada cuarta articulación, - un sexto miembro, llamado mano, unido a la muñeca por una articulación, llamada quinta articulación. Añadir un miembro a al menos un cuadrante aumenta ventajosamente el área de movimiento accesible del último miembro en comparación con el primer miembro. Además, dicho al menos un cuadrante tiene seis articulaciones, incluida la articulación de final de cuadrante. En tal configuración, al reducir cada articulación a una conexión de pivote, dicho al menos un cuadrante todavía tiene ventajosamente seis grados de libertad, siendo seis grados de libertad el número mínimo de grados para permitir una completa libertad de posicionamiento en el espacio tridimensional. Dado que la conexión de pivote es la conexión más sencilla de realizar, el sistema robótico se puede fabricar fácilmente en forma mecánica.

Breve descripción de las figuras

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la siguiente descripción, dada a título de ejemplo no limitativo, y hecha con referencia a las siguientes figuras:

[Fig. 1] representa una primera configuración de un cuadrante de un sistema robótico según la invención, que comprende dos elementos;

[Fig. 2] ilustra un ejemplo esquemático de un sistema robótico que no cae dentro del alcance de la invención que comprende tres cuadrantes de acuerdo con la figura 1;

[Fig. 3] representa una segunda configuración de un cuadrante de un sistema robótico según la invención, que comprende tres elementos;

[Fig. 4] ilustra un ejemplo esquemático de un sistema robótico que no cae dentro del alcance de la invención que comprende tres cuadrantes de acuerdo con la figura 3;

[Fig. 5] representa una tercera configuración de un cuadrante de un sistema robótico según la invención, que comprende cuatro miembros;

[Fig. 6] ilustra un ejemplo esquemático de un sistema robótico que comprende cuatro cuadrantes de acuerdo con la figura 5;

[Fig. 7] representa un ejemplo esquemático de los medios de accionamiento según una primera realización, para un conjunto “cuadrante-articulación de final de cuadrante que lo une al cuadrante siguiente”;

[Fig. 8] representa un ejemplo de los medios de accionamiento según una segunda realización, para un conjunto “cuadrante-articulación de final de cuadrante que lo une al cuadrante siguiente”;

[Fig. 9] ilustra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de los miembros de un cuadrante;

[Fig. 10] ilustra una vista en perspectiva de un ejemplo de disposición de miembros para dos cuadrantes sucesivos;

[Fig. 11] ilustra una vista en perspectiva de otro ejemplo de realización de los miembros de un cuadrante; [Fig. 12] ilustra otro ejemplo de un sistema robótico que comprende cuatro cuadrantes según la tercera configuración;

[Fig. 13] ilustra un ejemplo de realización de un cuadrante del sistema robótico de la figura 12;

[Fig. 14] representa una vista explosionada del cuadrante de la figura 13;

[Fig. 15] representa una ampliación del conjunto torso-hombro del cuadrante de la figura 13;

[Fig. 16] muestra dos vistas explosionadas del conjunto torso-hombro de la figura 15;

[Fig. 17] representa una realización alternativa del conjunto torso-hombro del cuadrante de la figura 13; [Fig. 18] muestra dos vistas explosionadas del conjunto torso-hombro de la figura 17;

[Fig. 19] representa una vista en perspectiva del brazo de un cuadrante de la figura 13;

[Fig. 20] representa otra vista en perspectiva del brazo de un cuadrante de la figura 13;

[Fig. 21] representa una vista en perspectiva del antebrazo de un cuadrante de la figura 13; [Fig. 22] representa otra vista en perspectiva del antebrazo de un cuadrante de la figura 13; [Fig. 23] ilustra un ejemplo de un sistema de bloqueo/desbloqueo para desconectar el primer cuadrante del segundo cuadrante;

[Fig. 24] representa una vista en explosión del sistema de bloqueo/desbloqueo de la figura 23;

[Fig. 25] ilustra un conjunto de torso-hombro equipado con un conjunto de ruedas;

[Fig. 26] representa una vista en despiece del conjunto torso-hombro equipado con un conjunto de ruedas de la figura 25;

[Fig. 27] representa una vista en despiece de una porción del conjunto de rueda de la figura 26;

[Fig. 28] representa una cuarta configuración de un cuadrante de un sistema robótico según la invención, que comprende cinco miembros;

[Fig. 29] ilustra un ejemplo esquemático de un sistema robótico que comprende cuatro cuadrantes de acuerdo con la figura 28;

En estas figuras, referencias numéricas idénticas de una figura a otra designan elementos idénticos o análogos. Además, por razones de claridad, los dibujos no están a escala, a menos que se indique lo contrario.

Descripción de las realizaciones

En la descripción que sigue, ciertos elementos serán designados, para mayor claridad, con términos correspondientes al cuerpo humano, desempeñando estos elementos funciones sustancialmente equivalentes. Un sistema 100 robótico según la invención es preferiblemente un sistema robótico móvil, del tipo caminante. El sistema 100 robótico es capaz y está diseñado para moverse en cualquier tipo de terreno, incluso rocoso. El sistema robótico está configurado para moverse por sus propios medios. Ventajosamente, el sistema 100 robótico no está fijado en forma fija a ninguna superficie de soporte, por ejemplo, el suelo o una mesa.

El sistema 100 robótico según la invención comprende N estructuras articuladas Q conectadas entre sí de dos en dos en serie. N es un entero positivo mayor o igual a 3.

En otras palabras, el sistema 100 robótico es tal que el conjunto de N estructuras articuladas Q forma un bucle cerrado.

De preferencia, el sistema 100 robótico está formado únicamente por las N estructuras articuladas. A diferencia de los sistemas robóticos de tipo caminante existentes, el sistema robótico según la invención no incluye ningún cuerpo central al que se fijan las estructuras articuladas Q.

En la siguiente descripción, se llamará cuadrante Q a una estructura articulada.

Se requiere un número mínimo de tres cuadrantes Q para garantizar la estabilidad estática del sistema 100 robótico en cualquier tipo de terreno.

Cada cuadrante Q del sistema 100 robótico comprende al menos dos miembros sucesivos. Entre estos al menos dos miembros sucesivos, hay un primer miembro, llamado torso T, y un último miembro. Dos elementos sucesivos están conectados entre sí mediante una articulación que permite al menos una rotación alrededor de un eje.

Cada cuadrante Q también tiene una articulación llamada final del cuadrante.

De preferencia, los al menos dos elementos están hechos de un material rígido, tal como, por ejemplo, un material plástico, aluminio, acero inoxidable o una combinación de materiales.

En una realización, el sistema robótico según la invención comprende medios de accionamiento configurados para poner en movimiento la totalidad o parte de las articulaciones de los cuadrantes. De preferencia, los medios de accionamiento están configurados para poner en movimiento todas las articulaciones del cuadrante. En una realización de los medios de accionamiento, dichos medios de accionamiento comprenden, para una porción de las articulaciones de los cuadrantes del sistema robótico, un motor asociado. En otras palabras, el sistema robótico tiene menos motores que articulaciones.

En una realización preferida de los medios de accionamiento, dichos medios de accionamiento comprenden, para cada una de las articulaciones de los cuadrantes del sistema robótico, un motor asociado. En otras palabras, el sistema robótico tiene tantos motores como articulaciones. En una realización, al menos un cuadrante del sistema 100 robótico comprende al menos una pieza de soporte PA destinada a entrar en contacto con una superficie de soporte como, por ejemplo, el suelo. La pieza de soporte está vinculada a uno de los al menos dos miembros del cuadrante, preferiblemente al torso T del cuadrante.

De preferencia, cada cuadrante Q del sistema 100 robótico comprende al menos una pieza de soporte PA. En un ejemplo de realización, la pieza de soporte comprende un pie. El pie está diseñado para estar fijado en forma fija a uno de al menos dos miembros del cuadrante. Por “fijamente ligado”, se entiende que no existe ningún grado de libertad entre el pie y el miembro del cuadrante al que está ligado.

En otra realización de la pieza de soporte, la pieza de soporte PA comprende una rueda. La rueda está conectada a uno de los al menos dos miembros del cuadrante, preferiblemente al torso T del cuadrante Q, mediante una articulación que permite uno o dos grados de libertad.

Más adelante se describirán ejemplos de realización de una pieza de soporte.

En una realización (no mostrada en las figuras), el sistema 100 robótico comprende al menos un dispositivo de bloqueo/desbloqueo configurado para separar reversiblemente dos cuadrantes sucesivos. En otras palabras, el bucle cerrado formado por los cuadrantes del sistema robótico se puede abrir y cerrar.

De preferencia, el sistema 100 robótico comprende tantos dispositivos de bloqueo/desbloqueo como cuadrantes haya, lo que permite ventajosamente desprender cualquier cuadrante del sistema robótico, según sea necesario.

Un dispositivo de bloqueo/desbloqueo comprende preferiblemente un primer elemento de fijación configurado para cooperar en forma extraíble con un segundo elemento de fijación. El primer elemento de fijación está dispuesto preferiblemente en uno de los dos cuadrantes sucesivos, y el segundo elemento de fijación está dispuesto en el otro cuadrante.

De preferencia, un dispositivo de bloqueo/desbloqueo permite desmontar la unión del final del cuadrante de un cuadrante.

En un ejemplo de realización, el dispositivo de bloqueo/desbloqueo es un dispositivo electromagnético.

En otro ejemplo de realización, el dispositivo de bloqueo/desbloqueo es un dispositivo híbrido compuesto por elementos mecánicos y electromagnéticos.

Los medios de accionamiento están configurados ventajosamente para controlar el al menos un dispositivo de bloqueo/desbloqueo.

En una realización (no mostrada en las figuras), el sistema 100 robótico comprende, a nivel de al menos un cuadrante Q, un conector conectado a uno de los elementos de dicho al menos un cuadrante. El conector está configurado para recibir al menos una herramienta tal como, por ejemplo, un dispositivo para agarrar un objeto, como una abrazadera, una ventosa, una membrana flexible, una herramienta agrícola (como una herramienta de cosecha, deshierbe, siembra, etc.), una herramienta de fabricación (como una herramienta de soldadura, de perforación, de atornillado, de montaje, etc.), una herramienta de mantenimiento doméstico (como una aspiradora, una herramienta de lavado, etc.) o un dispositivo de medición (como un sensor de temperatura, de humedad, de ondas electromagnéticas (ondas de radio o radiación), mecánico (de sonido, de terremotos)), sin que esta lista sea exhaustiva.

El conector está conectado, reversiblemente o no, a dicho miembro de dicho al menos un cuadrante.

De preferencia, los conectores están dispuestos en un miembro de un cuadrante que puede separarse del siguiente cuadrante.

De preferencia, el sistema robótico comprende un conector por cuadrante.

En una realización (no mostrada en las figuras), el sistema 100 robótico comprende un sistema de percepción en al menos un cuadrante. De preferencia, el sistema robótico comprende un sistema de percepción en cada cuadrante.

En un ejemplo de realización, dicho sistema de percepción puede comprender al menos una cámara, estéreo o mono, o cualquier otro sensor perceptivo tal como un lidar, un sensor TOF (Time of Flight), un sensor ultrasónico, un sensor infrarrojo, un sensor táctil o incluso una unidad inercial, sin que esta lista sea exhaustiva. Cuando varios sensores conforman el sistema de percepción, estos pueden agruparse a nivel de un único miembro del cuadrante o distribuirse en varios miembros del cuadrante.

A continuación se describirán cinco configuraciones de cuadrantes. Para cada configuración, el número de miembros por cuadrante difiere.

En las cinco configuraciones descritas, el sistema robótico comprende cuadrantes todos con el mismo número de miembros. Sin embargo, también es posible realizar un sistema robótico que incluya cuadrantes que no tengan todos el mismo número de miembros.

A - Sistema robótico que comprende al menos un cuadrante de dos miembros (figuras 1 y 2)

En una primera configuración, como se ilustra en la figura 1, un cuadrante Q del sistema 100 robótico comprende dos miembros sucesivos.

En el ejemplo no limitativo de la figura 2 y que no cae dentro del alcance de la invención, el sistema 100 robótico comprende tres cuadrantes Q1, Q2, Q3, cada uno de los cuales comprende dos miembros. Aunque los cuadrantes se ilustran en la figura 1 y se describen como tres, el número de estos cuadrantes no se limita al descrito e ilustrado. De esta manera, es posible realizar un sistema robótico con cuatro o más cuadrantes, sin alejarse del alcance de la invención.

En términos generales, y tal como se ilustra esquemáticamente en la figura 1, un cuadrante Q según la primera configuración comprende sucesivamente:

- un primer miembro, llamado torso T,

- un segundo miembro, llamado hombro E.

En esta primera configuración, el hombro E forma pues el último miembro del cuadrante.

El hombro E está conectado al torso T por una articulación llamada primera articulación. Dicha primera articulación permite al menos una rotación de un eje denominado primer eje Z1, tal como se ilustra en la figura 1.

De preferencia, la primera articulación permite al menos tres grados de libertad. Aún más preferiblemente, la primera articulación permite al menos tres rotaciones, alrededor de tres ejes ortogonales, incluido el primer eje Z1.

En el ejemplo de la figura 1, la primera articulación permite tres rotaciones, alrededor de tres ejes ortogonales, incluido el primer eje Z1. En este ejemplo, la primera articulación es una rótula.

El torso T y el hombro E de un cuadrante pueden adoptar diversas formas, siempre que estas formas no limiten el movimiento del hombro E en relación con el torso T, obtenido a través de la primera articulación.

En un ejemplo de realización no restrictivo, ilustrado en la figura 1, el torso T del cuadrante Q tiene la forma de un cuerpo generalmente cilíndrico. El hombro E del cuadrante Q aparece como un cuerpo alargado. El hombro E del cuadrante Q presenta dos extremos longitudinales, llamados primer extremo 21 longitudinal y segundo extremo 22 longitudinal. El hombro E está, a nivel de su primer extremo 21 longitudinal, articulado en rotación con el torso T, a través de la primera articulación. La articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q conecta el hombro E de dicho cuadrante con el torso del siguiente cuadrante, como se ilustra en la figura 2. Más precisamente, la articulación de final de cuadrante une el hombro E de dicho cuadrante, a nivel del segundo extremo 22 longitudinal, al torso del cuadrante siguiente.

De preferencia, la articulación de final de cuadrante AQ permite al menos tres grados de libertad. Aún más preferiblemente, la articulación de final de cuadrante AQ permite al menos tres rotaciones, alrededor de tres ejes ortogonales, incluido un eje llamado eje de rotación Yf.

En el ejemplo de las figuras 1 y 2, la articulación de final de cuadrante permite tres rotaciones, alrededor de tres ejes ortogonales. En este ejemplo, la articulación de final de cuadrante es una rótula.

En una realización, cuando un cuadrante Q comprende una pieza de soporte PA, dicha pieza de soporte está vinculada preferiblemente o bien al torso T o bien al hombro E de dicho al menos un cuadrante.

En el ejemplo de la figura 1, la pieza de soporte PA es un pie 54.

Volviendo ahora al ejemplo no limitativo de la figura 2, en donde el sistema 100 robótico comprende tres cuadrantes, cada uno de los cuales comprende dos miembros, cada cuadrante tiene la forma descrita con anterioridad.

Así, por analogía, un primer cuadrante Q1 comprende:

- un torso T1,

- un hombro E1, unido al torso T1 por una primera articulación que permite la rotación alrededor de un primer eje Z11,

Un segundo cuadrante Q2 incluye:

- un torso T2,

- un hombro E2, unido al torso T2 por una primera articulación que permite al menos una rotación alrededor de un primer eje Z12.

Un tercer cuadrante Q3 incluye:

- un torso T3,

- un hombro E3, unido al torso T3 por una primera articulación que permite al menos una rotación alrededor de un primer eje Z13.

El primer cuadrante Q1 comprende una articulación de final de cuadrante AQ1 que lo vincula al segundo cuadrante Q2. Dicha articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1 permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf1.

El segundo cuadrante Q2 comprende una articulación de final de cuadrante AQ2 que lo vincula al tercer cuadrante Q3. Dicha articulación de final de cuadrante AQ2 del segundo cuadrante permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf2.

El tercer cuadrante Q3 comprende una articulación de final de cuadrante AQ3 que lo vincula al cuarto cuadrante Q4. Dicha articulación de final de cuadrante AQ3 del tercer cuadrante Q3 permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf3.

De preferencia, los medios de accionamiento están configurados para poner en movimiento la totalidad o parte de las articulaciones de los cuadrantes del sistema 100 robótico y asegurar el movimiento de dicho sistema robótico en cualquier tipo de terreno.

En una realización (no mostrada), cuando el sistema 100 robótico comprende, al menos en el cuadrante, un conector configurado para recibir una herramienta, dicho conector está dispuesto preferiblemente en el hombro de dicho al menos un cuadrante, por ejemplo, en su segundo extremo 22.

En una realización, cuando el sistema 100 robótico comprende, al menos en un cuadrante, una pieza de soporte, dicha pieza de soporte puede estar vinculada bien al torso o bien al hombro.

En el ejemplo no limitativo de la figura 2, el primer cuadrante Q1 comprende una pieza de soporte PA1, en forma de pie 54, vinculada al hombro E1, preferiblemente a nivel del primer extremo de dicho hombro. El tercer cuadrante Q3 comprende una pieza de soporte PA3, en forma de pie 54, vinculada al torso T3.

B - Sistema robótico que comprende al menos un cuadrante de tres miembros (figuras 3 y 4)

En una segunda configuración, como se ilustra en la figura 3, un cuadrante Q del sistema 100 robótico comprende tres miembros sucesivos.

En el ejemplo no limitativo de la figura 4 y que no cae dentro del alcance de la invención, el sistema 100 robótico comprende tres cuadrantes Q1, Q2, Q3, cada uno de los cuales comprende tres miembros. Aunque los cuadrantes se ilustran en la figura 4 y se describen como tres, el número de estos cuadrantes no se limita al descrito e ilustrado. De esta manera, es posible realizar un sistema robótico con cuatro o más cuadrantes, sin alejarse del alcance de la invención.

Esta segunda configuración incluye todos los elementos (miembros, uniones) descritos en la primera configuración.

Así, de modo general, y tal como se ilustra esquemáticamente en la figura 3, un cuadrante Q según la segunda configuración comprende sucesivamente, además del torso T y del hombro E, un tercer elemento, denominado brazo B. En esta segunda configuración, el brazo B forma, pues, el último elemento del cuadrante Q.

Al igual que en la primera configuración, el hombro E está conectado al torso T mediante la primera articulación. Dicha primera articulación permite al menos una rotación de un primer eje Z1.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 3, la primera articulación solo permite la rotación alrededor del primer eje Z1.

El brazo B está conectado al hombro E por una articulación, llamada segunda articulación. Dicha segunda articulación permite al menos una rotación alrededor de un eje denominado segundo eje Y2.

El segundo eje Y2 es preferiblemente paralelo al primer eje Z1.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 3, la segunda articulación solo permite la rotación alrededor del segundo eje Y2.

El torso T, el hombro E y el brazo B de un cuadrante Q pueden adoptar diversas formas, siempre que estas formas no limiten el movimiento del hombro E con respecto al torso T, obtenido a través de la primera articulación, ni el movimiento del brazo B con respecto al hombro E, obtenido a través de la segunda articulación.

En un ejemplo de realización no restrictivo, ilustrado en la figura 3, el torso T del cuadrante Q tiene la forma de un cuerpo generalmente cilíndrico.

De preferencia, el hombro E y el brazo B del cuadrante Q tienen cada uno la forma de un cuerpo alargado. El hombro E y el brazo B son preferiblemente de forma sustancialmente idéntica. El hombro E y el brazo B deben tener, de preferencia, aproximadamente la misma longitud.

El hombro E y el brazo B del cuadrante Q tienen cada uno dos extremos longitudinales, llamados primer y segundo extremo 21, 22 longitudinal.

El hombro E está, en su primer extremo 21 longitudinal, articulado en rotación con el torso T, a través de la primera articulación, al menos alrededor del primer eje Z1.

El primer eje Z1 se extiende, de preferencia, ortogonalmente al cuerpo alargado del hombro E, en la dirección de un espesor de dicho cuerpo alargado.

El hombro E está, en su segundo extremo 22 longitudinal, articulado en rotación con el brazo B, en el primer extremo 31 longitudinal de dicho brazo B, a través de la segunda articulación, alrededor del segundo eje Y2. El segundo eje Y2 se extiende, de preferencia, ortogonalmente al cuerpo alargado del hombro E, y al cuerpo alargado del brazo B, en la dirección del espesor del hombro y del brazo.

De preferencia, cuando las primeras y segundas articulaciones del cuadrante Q solo permiten la rotación alrededor de un eje, las primeras y segundas articulaciones están realizadas cada una mediante una conexión de pivote, por ejemplo, por medio de un rodamiento liso o rodamientos de bolas. También es posible realizar la articulación del segundo cuadrante a partir de una combinación de dos conexiones de pivote del mismo eje. Estas realizaciones de conexión de pivote son convencionales y conocidas por los expertos en la técnica y no se describirán con más detalle.

La articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q conecta el brazo B de dicho cuadrante al torso del siguiente cuadrante, como se muestra en la figura 4. Más concretamente, la articulación de final de cuadrante del cuadrante Q conecta el brazo de dicho cuadrante, en su segundo extremo 32 longitudinal, al torso del cuadrante siguiente.

De preferencia, la articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q permite al menos tres grados de libertad. Aún más preferiblemente, la articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q permite al menos tres rotaciones, alrededor de tres ejes ortogonales, incluido un eje de rotación Yf. Dicho eje de rotación Yf es paralelo al segundo eje.

En el ejemplo de las figuras 3 y 4, la articulación de final de cuadrante permite tres rotaciones, alrededor de tres ejes ortogonales. De preferencia, la articulación de final de cuadrante se logra mediante una rótula. En una realización, cuando un cuadrante Q comprende una pieza de soporte PA, dicha pieza de soporte está vinculada preferiblemente o bien al torso T o bien al hombro E de dicho al menos un cuadrante.

En el ejemplo de la figura 3, la pieza de soporte PAes un pie 54.

Volviendo ahora al ejemplo no limitativo de la figura 4, en donde el sistema 100 robótico tiene tres cuadrantes, cada uno de los cuales comprende tres miembros, cada cuadrante tiene la forma descrita con anterioridad. Así, por analogía, un primer cuadrante Q1 comprende:

- un torso T1,

- un brazo B1, unido al hombro E1 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y21.

Los ejes Z11 e Y21 son paralelos.

Un segundo cuadrante Q2 incluye:

- un torso T2,

- un hombro E2, unido al torso T2 por una primera articulación que permite la rotación alrededor de un primer eje Z12,

- un brazo B2, unido al hombro E2 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y22.

Los ejes Z12 e Y22 son paralelos.

Un tercer cuadrante Q3 incluye:

- un torso T3,

- un hombro E3, unido al torso T3 por una primera articulación que permite la rotación alrededor de un primer eje Z13,

- un brazo B3, unido al hombro E3 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y23.

Los ejes Z13 e Y23 son paralelos.

El primer cuadrante Q1 comprende una articulación de final de cuadrante AQ1 que lo vincula al segundo cuadrante Q2. Dicha articulación AQ1 del primer cuadrante Q1 autoriza al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf1. El eje de rotación Yf1 es paralelo al segundo eje Y21.

El segundo cuadrante Q2 comprende una articulación de final de cuadrante AQ2 que lo vincula al tercer cuadrante Q3. Dicha articulación de final de cuadrante del segundo cuadrante Q2 permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf2. El eje de rotación Yf2 es paralelo al segundo eje Y22.

El tercer cuadrante Q3 comprende una articulación de final de cuadrante AQ3 que lo vincula al cuarto cuadrante Q4. Dicha articulación de final de cuadrante AQ3 del tercer cuadrante Q3 permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf3. El eje de rotación Yf3 es paralelo al segundo eje Y23.

En el ejemplo de la figura 4, Yf1 y Z11 son paralelos, Yf2 y Z12 son paralelos, Yf3 y Z23 son paralelos.

De preferencia, la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1, la articulación de final de cuadrante AQ2 del segundo cuadrante Q2 y la articulación de final de cuadrante AQ3 del tercer cuadrante Q3 se producen mediante una rótula.

En una realización (no mostrada), cuando el sistema 100 robótico comprende, al menos en el cuadrante, un conector configurado para recibir una herramienta, dicho conector está dispuesto preferiblemente en el brazo de dicho al menos un cuadrante, por ejemplo, en su segundo extremo 22.

En el ejemplo no limitativo de la figura 4, el primer cuadrante Q1 comprende una pieza de soporte PA1, en forma de pie 54, vinculada al hombro E1, preferiblemente a nivel del primer extremo de dicho hombro. El tercer cuadrante Q3 tiene una pieza de soporte PA3, en forma de pie 54, vinculada al torso T3.

C - Sistema robótico que comprende al menos un cuadrante con cuatro miembros (figuras 5 y 13)

En una tercera configuración, como se ilustra en la figura 5, un cuadrante Q del sistema 100 robótico comprende cuatro miembros sucesivos.

En el ejemplo no limitativo de la figura 6, el sistema 100 robótico comprende cuatro cuadrantes Q1, Q2, Q3, Q4, cada uno de los cuales comprende cuatro miembros. Aunque los cuadrantes se ilustran en la figura 6 y se describen como cuatro, el número de estos cuadrantes no se limita al descrito e ilustrado. De esta manera, es posible producir un sistema robótico con tres cuadrantes, cinco cuadrantes o más, sin alejarse del alcance de la invención.

Esta tercera configuración incluye todos los elementos (miembros, uniones) descritos en la segunda configuración.

Así, de modo general, y tal como se ilustra esquemáticamente en la figura 5, un cuadrante Q según la tercera configuración comprende sucesivamente, además del torso T, el hombro E y el brazo B, un cuarto miembro, denominado antebrazo AB.

En esta tercera configuración, el antebrazo AB forma así el último miembro del cuadrante Q.

Al igual que en la primera y segunda configuraciones, el hombro E está conectado al torso T mediante la primera articulación. Dicha primera articulación permite al menos una rotación de un primer eje Z1.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 5, la primera articulación solo permite la rotación alrededor del primer eje Z1.

El brazo B está conectado al hombro E por la segunda articulación. Dicha segunda articulación permite al menos una rotación alrededor de un segundo eje Y2. El segundo eje Y2 es preferiblemente ortogonal al primer eje Z1.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 5, la segunda articulación solo permite la rotación alrededor del segundo eje Y2.

El antebrazo AB está conectado al brazo B por una articulación, llamada tercera articulación. Dicha tercera articulación permite al menos una rotación alrededor de un eje denominado tercer eje Y3. El tercer eje Y3 es preferiblemente paralelo al segundo eje Y2.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 5, la tercera articulación solo permite la rotación alrededor del tercer eje Y3.

El torso T, el hombro E, el brazo B y el antebrazo AB de un cuadrante Q pueden adoptar diversas formas, siempre que estas formas no limiten el movimiento del hombro E con respecto al torso T, obtenido mediante la primera articulación, ni el movimiento del brazo con respecto al hombro E, obtenido mediante la segunda articulación, ni el movimiento del antebrazo AB con respecto al brazo B, obtenido mediante la tercera articulación.

En una realización preferida, ilustrada en la figura 5, el brazo B y el antebrazo AB del cuadrante Q presentan cada uno la forma de un cuerpo alargado. El brazo B y el antebrazo AB son preferiblemente de manera sustancialmente idéntica. El brazo B y el antebrazo AB tienen, de preferencia, aproximadamente la misma longitud.

El brazo B y el antebrazo AB del cuadrante Q tienen cada uno dos extremos longitudinales, llamados primer y segundo extremo longitudinal.

El brazo B está, en su primer extremo 31 longitudinal, articulado en rotación con el hombro E alrededor del segundo eje Y2, a través de la segunda articulación. El segundo eje Y2 se extiende, de preferencia, ortogonalmente al cuerpo alargado del brazo, en la dirección de un espesor de dicho cuerpo alargado.

El brazo B está, en su segundo extremo 32 longitudinal, articulado en rotación con el antebrazo AB, en el primer extremo longitudinal 41 de dicho antebrazo AB, alrededor del tercer eje Y3, a través de la tercera articulación.

El tercer eje Y3 se extiende, de preferencia, ortogonalmente al cuerpo alargado del brazo B, y al cuerpo alargado del antebrazo AB, en la dirección del espesor del antebrazo y del brazo.

Más adelante, se describirán ejemplos de variantes de la realización de un torso T y de un hombro E.

De preferencia, las articulaciones primera, segunda y tercera del cuadrante Q se producen cada una de ellas mediante una conexión de pivote, por ejemplo, por medio de un rodamiento liso o de rodamientos de bolas. También es posible realizar la articulación del tercer cuadrante a partir de una combinación de dos conexiones de pivote del mismo eje.

La articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q conecta el antebrazo de dicho cuadrante con el torso del siguiente cuadrante. Más concretamente, dicha articulación de final de cuadrante AQ une el antebrazo AB del cuadrante, en su segundo extremo 42, con el torso del cuadrante siguiente.

Dicha articulación de final de cuadrante AQ permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf. Dicho eje de rotación es paralelo al segundo eje de la articulación del segundo cuadrante y al tercer eje de la articulación del tercer cuadrante. En otras palabras, el segundo eje, el tercer eje y el eje de rotación Yf de un cuadrante Q son paralelos entre sí.

De preferencia, como se ilustra en la figura 6, la articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q según la tercera configuración solo permite la rotación alrededor del eje de rotación Yf.

La forma del torso T del cuadrante Q según la tercera configuración, además de no limitar la rotación alrededor del primer eje Z1 del torso T con respecto al hombro E, por la primera articulación, tampoco debe limitar la rotación alrededor del eje de rotación Yf del antebrazo del cuadrante anterior con respecto a dicho torso del cuadrante, por la articulación de final de cuadrante del cuadrante.

En una realización de una articulación de final de cuadrante AQ, dicha articulación de final de cuadrante AQ se consigue mediante una conexión de pivote entre el antebrazo del cuadrante y el torso del siguiente cuadrante, por ejemplo, por medio de un rodamiento liso o rodamientos de bolas.

En otra realización de una articulación de final de cuadrante AQ, dicha articulación de final de cuadrante AQ está hecha de una combinación de una conexión de pivote y una conexión fija, sin grados de libertad.

En un ejemplo preferido de esta realización, no mostrado, la articulación de final de cuadrante de un cuadrante comprende una pieza auxiliar, denominada pretorso, situada entre la conexión de pivote y la conexión fija. Así, el pretorso está unido, por una parte, al antebrazo del cuadrante mediante la conexión de pivote que permite la rotación alrededor del eje de rotación Yf y, por otra parte, al torso del cuadrante siguiente mediante una conexión sin grados de libertad.

En una realización, cuando un cuadrante Q comprende una pieza de soporte PA, dicha pieza de soporte PA está vinculada preferiblemente o bien al torso T o bien al hombro E del cuadrante.

En el ejemplo no limitativo de la figura 5, la pieza de soporte PA está vinculada al hombro E. En un ejemplo de realización (no mostrado) de la pieza de soporte, la pieza de soporte PA comprende un pie, vinculado fijamente al torso o al hombro. En otras palabras, no hay ningún grado de libertad entre el pie y el torso o el hombro. En otro ejemplo de realización de la pieza de soporte, como se ilustra en la figura 5, la pieza de soporte PA comprende una rueda 51. La rueda 51 está conectada al torso T o al hombro E, mediante una articulación que permite uno o dos grados de libertad. En el caso en que la rueda 51 esté conectada al torso T o al hombro E mediante una articulación con un grado de libertad, el grado de libertad es a lo largo del eje de la rueda de modo que esta pueda girar alrededor de su eje. En el caso en que la rueda esté conectada al torso o al hombro mediante una articulación con dos grados de libertad, un primer grado de libertad es a lo largo del eje de la rueda para que pueda girar alrededor de su eje y un segundo grado de libertad a lo largo del primer eje Z1 para poder dirigir la rueda.

Más adelante se describirán otros ejemplos de producción de una pieza de soporte. Volviendo ahora al ejemplo de la figura 6, en donde el sistema 100 robótico tiene cuatro cuadrantes, cada uno de los cuales comprende cuatro miembros, cada cuadrante tiene la forma descrita con anterioridad.

Así, por analogía, un primer cuadrante Q1 comprende:

- un torso T1,

- un brazo B1, unido al hombro E1 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y21,

- un antebrazo AB1, unido al brazo B1 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y31.

Los ejes Z11 e Y21 son ortogonales. Los ejes Y21 e Y31 son paralelos.

Un segundo cuadrante Q2 incluye:

- un torso T2,

- el brazo B2, unido al hombro E2 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y22,

- un antebrazo AB2, unido al brazo B2 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y32.

Los ejes Z12 e Y22 son ortogonales. Los ejes Y22 e Y32 son paralelos.

Un tercer cuadrante Q3 incluye:

- un torso T3,

- el brazo B3, unido al hombro E3 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y23,

- un antebrazo AB3, unido al brazo B3 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y33.

Los ejes Z13 e Y23 son ortogonales. Los ejes Y23 e Y33 son paralelos.

Un cuarto cuadrante T4 incluye:

- un torso T4,

- un hombro E4, unido al torso T4 por una primera articulación que permite la rotación alrededor de un primer eje Z14,

- el brazo B4, unido al hombro E4 por una segunda articulación que permite la rotación alrededor de un segundo eje Y24,

- un antebrazo AB4, unido al brazo B4 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y34.

Los ejes Z14 e Y24 son ortogonales. Los ejes Y24 e Y34 son paralelos.

El primer cuadrante Q1 comprende una articulación de final de cuadrante AQ1 que lo vincula al segundo cuadrante Q2. Dicha articulación de final de cuadrante AQ1 de dicho primer cuadrante permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf1, siendo dicho eje de rotación Yf1 paralelo al segundo eje Y21 y al tercer eje Y31 del primer cuadrante Q1.

El segundo cuadrante Q2 comprende una articulación de final de cuadrante AQ2 que lo vincula al tercer cuadrante Q3. Dicha articulación de final de cuadrante AQ2 de dicho segundo cuadrante permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf2, siendo el eje de rotación Yf2 paralelo al segundo eje Y22 y al tercer eje Y32 del segundo cuadrante Q2.

El tercer cuadrante Q3 comprende una articulación de final de cuadrante AQ3 que lo vincula al cuarto cuadrante Q4. Dicha articulación de final de cuadrante AQ3 de dicho tercer cuadrante permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf3, siendo el eje de rotación Yf3 paralelo al segundo eje Y23 y al tercer eje Y33 del tercer cuadrante Q3.

Finalmente, el cuarto cuadrante Q4 comprende una articulación de final de cuadrante AQ4 que lo vincula al primer cuadrante Q1. Dicha articulación de final de cuadrante AQ4 del cuarto cuadrante Q4 únicamente permite el giro alrededor de un eje de rotación Yf4, siendo el eje de rotación Yf4 paralelo al segundo eje Y24 y al tercer eje Y34 del cuarto cuadrante Q4.

De preferencia, los medios de accionamiento están configurados para poner en movimiento todas las articulaciones del sistema robótico y asegurar el movimiento de dicho sistema robótico en cualquier tipo de terreno.

En una primera realización de los medios de accionamiento, dichos medios de accionamiento comprenden, para cada una de las articulaciones de los cuadrantes del sistema robótico, un motor asociado. Cada motor es capaz de aplicar un movimiento de rotación entre los dos elementos unidos por la articulación asociada.

En un ejemplo de realización de esta primera realización, para el primer cuadrante, como se ilustra en la figura 6:

- un primer motor M1 está destinado a accionar y mover el hombro E1 con respecto al torso T1 alrededor del primer eje Z11,

- un segundo motor M2 está destinado a accionar y mover el brazo B1 con respecto al hombro E1 alrededor del segundo eje Y21,

- un tercer motor M3 está destinado a accionar y mover el antebrazo AB1 con respecto al brazo B1 alrededor del tercer eje Y31,

- un cuarto motor Mf está destinado a impulsar y mover el torso T2 del segundo cuadrante Q2 con respecto al antebrazo AB1 del primer cuadrante Q1 alrededor del eje de rotación Yf1.

En una primera realización de este tipo, cada articulación se controla de modo independiente de las demás.

En el ejemplo de la figura 6, en donde el sistema robótico comprende cuatro cuadrantes y cuatro miembros por cuadrante, el sistema robótico tiene dieciséis articulaciones y, por lo tanto, dieciséis motores.

Está claro que el accionamiento de las articulaciones se puede obtener mediante cualquier tipo de motor adecuado, como motores eléctricos de corriente alterna, motores de corriente continua, sistema neumático, motores de combustión interna de corriente continua.

De preferencia, el motor está ubicado en la articulación asociada o desplazado respecto de ella.

En un ejemplo de realización, ilustrado en la figura 6, el segundo motor M2 asociado a la segunda articulación del primer cuadrante Q1 puede estar desplazado en el brazo B, por ejemplo, a mitad de longitud.

Además, cada motor está provisto preferiblemente de un dispositivo de medición (no mostrado), o sensor, destinado a medir la evolución del estado de dicho motor y, por lo tanto, de la articulación asociada. En el caso de los denominados motores rotativos, el sensor proporciona acceso preferiblemente al ángulo y a la velocidad de rotación entre los dos miembros asociados y, por lo tanto, a los movimientos de dichos dos miembros que acciona, con el fin de proporcionar una respuesta de control adecuada.

Los dispositivos de medición pueden ser de cualquier tipo adecuado, como codificadores ópticos, potenciómetros, sensores de efecto Hall.

En una segunda realización, dichos medios de accionamiento comprenden, para parte de las articulaciones de los cuadrantes del sistema robótico, un motor asociado. Una realización de este tipo permite ventajosamente, reduciendo el número de motores para controlar el conjunto de las articulaciones de los cuadrantes del sistema robótico, aligerar el sistema robótico tanto en peso como en coste.

En un primer ejemplo de realización de esta segunda realización, las articulaciones no motorizadas son libres y se mueven bajo el efecto de los movimientos de los otros miembros y del entorno externo.

En un segundo ejemplo de realización de esta segunda realización, las articulaciones no motorizadas están conectadas a las articulaciones motorizadas a través de un sistema de restricción.

Los medios de accionamiento comprenden, por ejemplo, para el primer cuadrante Q1:

- un primer motor M1 configurado para accionar la primera articulación del primer cuadrante Q1, moviendo el hombro E1 con respecto al torso T1 en rotación alrededor del primer eje Z11,

- dos motores M2, M3, configurados para accionar dos articulaciones elegidas entre la segunda articulación del primer cuadrante Q1, la tercera articulación del primer cuadrante Q1 y la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante, y un sistema 80 de poleas y correas o cables que conectan la segunda articulación de dicho primer cuadrante Q1, la tercera articulación de dicho primer cuadrante y la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante.

Así, en este segundo ejemplo de realización, se retira un motor a nivel de una de las tres articulaciones, siendo este entonces restringido con respecto a las otras dos articulaciones. En otras palabras, cuando las dos articulaciones motorizadas realizan su movimiento de rotación, la articulación no motorizada realiza el movimiento que le será impuesto por la restricción que le fue impuesta mecánicamente por las correas. La restricción impuesta consiste en mantener el torso T1 del primer cuadrante Q1 y el torso T2 del segundo cuadrante Q2 paralelos entre sí. Al decir “mantener el torso del primer cuadrante y el torso del segundo cuadrante paralelos entre sí”, nos referimos a mantener el primer eje Z11 del primer cuadrante Q1 paralelo al primer eje Z12 del segundo cuadrante.

Esta disposición se puede aplicar ventajosamente para cada cuadrante. En términos generales, la restricción impuesta es mantener el torso T de un cuadrante Q y el torso del siguiente cuadrante paralelos entre sí.

Así, en el ejemplo de la figura 6, en donde el sistema robótico comprende cuatro cuadrantes y cuatro miembros por cuadrante, el sistema robótico comprende dieciséis articulaciones y, por lo tanto, doce motores.

Al igual que en la primera realización de los medios de accionamiento, el accionamiento de las articulaciones puede obtenerse mediante cualquier tipo de motor adecuado.

Además, al igual que en la primera realización de los medios de accionamiento, cada motor está provisto preferiblemente de un dispositivo de medición.

En una primera variante de realización de este segundo ejemplo de realización, el sistema 80 de poleas y correas o cables está instalado en un cuadrante del sistema 100 robótico mediante un denominado montaje en paralelo. El montaje en paralelo permite ventajosamente que el sistema 80 de poleas y correas o cables se instale fácilmente en el cuadrante del sistema robótico, o se retire, sin la necesidad de desmontar el cuadrante del sistema robótico. El sistema de poleas y correas o cables está en una cadena cinemática paralela a la cadena cinemática del sistema robótico.

A continuación, se describe un ejemplo de la implementación de esta primera variante para el primer cuadrante, como se ilustra en la figura 7. En este ejemplo de realización, se mantienen los motores vinculados a la segunda articulación y a la tercera articulación del primer cuadrante, y se elimina el motor vinculado a la articulación de final de cuadrante del primer cuadrante. La articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1 estará restringida en relación con la segunda articulación y la tercera articulación del primer cuadrante Q1.

La segunda articulación del primer cuadrante Q1, que une el hombro E1 y el brazo B1, está realizada mediante una conexión de pivote. El segundo motor M2 ajusta el ángulo entre el hombro E1 y el brazo B1 y se sitúa preferiblemente a la altura del brazo B1, por ejemplo, aproximadamente a la mitad de su longitud.

De manera similar, la tercera articulación del primer cuadrante Q1, que une el brazo B1 y el antebrazo AB1, está realizada mediante una conexión de pivote. El tercer motor M3 ajusta el ángulo entre el brazo B1 y el antebrazo AB1 y está ubicado preferiblemente en la tercera articulación.

Una primera polea 81 está fijada solidariamente al hombro E1 del primer cuadrante Q1, a nivel de la segunda articulación.

Una polea 82 central está dispuesta en la tercera articulación del primer cuadrante Q1. La polea 82 central no está conectada fijamente ni al brazo B1 ni al antebrazo AB1 del primer cuadrante. La polea 82 central está en una conexión de pivote separado de la tercera articulación, pero comparte el mismo eje que la tercera articulación del primer cuadrante.

Una segunda polea 83 está fijada solidariamente al torso T2 del segundo cuadrante Q2, a nivel de la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1.

Una primera correa 84, o cable, conecta la primera polea 81 a la polea 82 central. Una segunda correa 85, o cable, conecta la polea 82 central a la segunda polea 83.

Así, cuando el segundo motor M2 modifica el ángulo entre el hombro E1 y el brazo B1 del primer cuadrante Q1, la primera correa 84 accionará la polea 82 central, y esta, a su vez, accionará la segunda correa 85, que limitará el ángulo entre el antebrazo AB1 del primer cuadrante Q1 y el torso T2 del segundo cuadrante Q2 de manera que los primeros ejes Z11, Z12 del primer y segundo cuadrantes permanezcan paralelos entre sí.

Por analogía, también es posible mantener los motores vinculados a la tercera articulación del primer cuadrante y a la articulación de final de cuadrante del primer cuadrante, quitar el motor de la segunda articulación del primer cuadrante y restringirlo a la tercera articulación del primer cuadrante y a la articulación de final de cuadrante del primer cuadrante.

En una segunda variante de realización del segundo ejemplo de realización, el sistema 80 de poleas y correas o cables está anidado en el sistema robótico. El sistema 80 de poleas y correas o cables está en la cadena cinemática del sistema 100 robótico. La instalación del sistema de poleas y correas o cables en el sistema robótico o su extracción requiere, por lo tanto, el desmontaje del sistema robótico.

A continuación, se describe un ejemplo de realización de esta segunda variante para el primer cuadrante, como se ilustra en las figuras 8 y 9. En este ejemplo de realización, la tercera articulación está compuesta por una primera conexión de pivote que conecta el brazo B1 a una pieza denominada polea 82 central y una segunda conexión de pivote con el mismo eje que la primera conexión de pivote y que conecta la polea 82 central al antebrazo AB1. En otras palabras, la tercera articulación, que une el brazo B1 y el antebrazo AB1, está formada por una combinación de dos conexiones de pivote del mismo eje. Cada una de estas conexiones de pivote está motorizada. La tercera articulación comprende, por lo tanto, dos motores.

La segunda articulación del primer cuadrante Q1, que une el hombro E1 y el brazo B1, está realizada mediante una conexión de pivote.

Una primera polea 81 está fijada solidariamente al hombro E1 del primer cuadrante, a nivel de dicha segunda articulación.

El segundo motor M2 ajusta el ángulo entre el brazo B1 y la polea 82 central actuando sobre la primera conexión de pivote de la tercera articulación. El segundo motor M2 está dispuesto preferiblemente a nivel del brazo B1, por ejemplo, aproximadamente a la mitad de su longitud. También puede disponerse directamente en el eje de la segunda conexión de pivote de la tercera articulación, en transmisión directa. El tercer motor M3 ajusta el ángulo entre la polea 82 central y el brazo B1 actuando sobre la segunda conexión de pivote de la tercera articulación. El tercer motor M3 se sitúa preferiblemente a nivel del antebrazo AB1, por ejemplo, aproximadamente a mitad de su longitud. También puede disponerse directamente en el eje de la segunda conexión de pivote de la tercera articulación, en transmisión directa.

En comparación con la primera variante, el cambio principal radica en la posición de la polea 82 central. En lugar de colocar un motor que ajusta el ángulo entre el hombro E1 y el brazo B1 del primer cuadrante Q1 y un motor que ajusta el ángulo entre el brazo B1 y el antebrazo B1 del primer cuadrante, se coloca un motor que controla el ángulo entre el brazo y la polea central y un motor que controla el ángulo entre la polea central y el antebrazo del primer cuadrante. En esta segunda variante, los motores segundo y tercero M2 y M3 pueden fijarse en el eje de la tercera articulación. Esta disposición permite ventajosamente aligerar la segunda articulación y la articulación de final de cuadrante del primer cuadrante Q1.

Además, en esta segunda variante, el sistema de poleas se puede descomponer en dos conjuntos: un primer conjunto a nivel del brazo y un segundo conjunto a nivel del antebrazo. Separando la polea central en dos piezas que encajan perfectamente, es posible desmontar fácilmente el brazo del antebrazo.

En una realización (no mostrada), cuando el sistema 100 robótico comprende un dispositivo de bloqueo/desbloqueo configurado para separar dos cuadrantes sucesivos, denominados cuadrante aguas arriba y cuadrante aguas abajo, y cuando una articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante aguas arriba comprende un pretorso, dichos dos cuadrantes sucesivos están configurados para poder separarse reversiblemente, a nivel de la conexión sin grado de libertad que une el pretorso del cuadrante aguas arriba con el torso del cuadrante aguas abajo.

En un ejemplo de realización, el primer elemento de fijación del dispositivo de bloqueo/desbloqueo está conectado de manera fija al torso anterior del cuadrante aguas arriba y el segundo elemento de fijación del dispositivo de bloqueo/desbloqueo está conectado de manera fija al torso del cuadrante aguas abajo.

En una realización (no mostrada), cuando el sistema 100 robótico comprende, al menos en el cuadrante, un conector configurado para recibir una herramienta, dicho conector está dispuesto preferiblemente en el antebrazo de dicho al menos un cuadrante, por ejemplo, en su segundo extremo 22.

Formas de los miembros de un cuadrante

En una realización preferida, los cuerpos que forman el brazo B y el antebrazo AB de un cuadrante Q están formados por dos carcasas ensambladas en forma reversible, delimitando un espacio interno hueco. Este espacio interior hueco permite ventajosamente en particular el almacenamiento de baterías para la alimentación de los motores, el paso de cables de alimentación de los motores o incluso el almacenamiento de herramientas.

Las figuras 9 y 10 ilustran un primer ejemplo no limitativo de la forma del torso y los hombros de un cuadrante. La figura 9 muestra una vista ensamblada y una vista explotada del primer cuadrante. El ejemplo de la figura 10 se ilustra para el primer cuadrante Q1 del sistema robótico, pero se puede aplicar a cualquier cuadrante.

El torso T1 del primer cuadrante tiene la forma de un cuerpo 11, generalmente cilíndrico, con un eje longitudinal, el primer eje Z11. El torso T1 comprende, además, medios para formar una conexión de pivote con el antebrazo AB4 del cuarto cuadrante, del eje Yf4. Dichos medios del torso T1 comprenden ventajosamente un pasador 12, cilíndrico, que se extiende radialmente desde el cuerpo 11, y destinado a insertarse en un alojamiento cilíndrico complementario realizado en el espesor del antebrazo AB4 del cuarto cuadrante Q4, a nivel del segundo extremo 42 de dicho antebrazo.

El hombro E1 del primer cuadrante Q1 tiene la forma de un cuerpo 23, generalmente cilíndrico, con un eje longitudinal, el primer eje Z11. El hombro E1 comprende, además, medios para formar una conexión de pivote con el brazo B1 del primer cuadrante, del eje Y21. Dichos medios del hombro E1 comprenden ventajosamente un pasador cilíndrico 24, que se extiende radialmente desde el cuerpo 23, y destinado a insertarse en un alojamiento cilíndrico complementario realizado en el espesor del brazo B1, a nivel del primer extremo 31 de dicho brazo.

El hombro E1 se sitúa por encima del torso T1, con sus respectivos ejes longitudinales coaxiales. En un ejemplo de realización no limitativo, el torso T1 encaja en el anillo interior de un rodamiento de bolas, y el hombro E1 encaja alrededor del anillo exterior del rodamiento de bolas. Ambos elementos y el rodamiento intermedio están atravesados por un eje metálico centrado en el eje del rodamiento de bolas intermedio. El eje metálico se sujeta preferiblemente mediante un segundo rodamiento de bolas en el torso T1 y otro rodamiento de bolas en el hombro E1 para reforzar la conexión.

El cuerpo 23 del hombro E1 es preferiblemente hueco, como se ilustra en la figura 9, para poder recibir el primer motor M1 destinado a gestionar la primera articulación del primer cuadrante Q1.

En una realización alternativa, el hombro E1 está posicionado debajo del torso T1, con sus respectivos ejes longitudinales coaxiales. El cuerpo 11 del torso T1 es hueco para poder recibir el primer motor destinado a gestionar la primera articulación del primer cuadrante Q1.

A modo de ilustración de este primer ejemplo de realización, y de su variante, la figura 10 representa el primer y segundo cuadrante Q1, Q2 ensamblados por la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante y el antebrazo AB4 del cuarto cuadrante ensamblado al primer cuadrante Q1 por la articulación de final de cuadrante AQ4 del cuarto cuadrante Q4. El torso T1 del primer cuadrante Q1 tiene una forma similar al hombro E2 del segundo cuadrante Q2 y el hombro E1 del primer cuadrante Q1 tiene una forma similar al torso T2 del segundo cuadrante Q2. Entonces:

- Para el primer cuadrante Q1:

° el hombro E1 se coloca encima del torso T1;

° el cuerpo 23 del hombro E1 recibe el primer motor M1 destinado a gestionar la primera articulación del primer cuadrante Q1;

° la pieza de soporte PA1 está vinculada a la pieza más baja del conjunto torso-hombro, aquí el torso T1;

- Para el segundo cuadrante Q2:

° el torso T2 se coloca encima del hombro E2,

° el cuerpo 11 del torso T2 recibe el primer motor M1 destinado a gestionar la primera articulación del segundo cuadrante Q2;

° la pieza de soporte PA2 está unida a la pieza más baja del conjunto torso-hombro, aquí el hombro E2.

Teniendo el brazo B1 y el antebrazo AB1 del primer cuadrante Q1 la misma longitud, tal disposición permite ventajosamente mantener el primer extremo 31 del brazo B1 y el segundo extremo 42 del antebrazo AB1 del primer cuadrante Q1 sustancialmente a la misma altura con respecto al suelo, cuando el suelo es plano y las piezas de soporte PA1, PA2 del primer y segundo cuadrantes Q1, Q2 son sustancialmente similares. Esta disposición permite evitar que el sistema 100 robótico se incline.

Esta disposición es preferible cuando el sistema 100 robótico tiene un número par de cuadrantes.

Así, en el ejemplo de un sistema robótico de cuatro cuadrantes 100, el primer y tercer cuadrante Q1, Q3 tienen torsos similares T1, T3 y hombros E1, E3, y el segundo y cuarto cuadrante Q2, Q4 tienen torsos similares T2, T4 y hombros E2, E4.

Por lo general, el brazo, respectivamente el antebrazo, de un cuadrante está unido respectivamente al miembro contiguo (hombro, respectivamente, torso) en la parte superior del conjunto torso-hombro asociado.

La figura 11 ilustra un segundo ejemplo no limitativo de la forma del torso y los hombros de un cuadrante. El ejemplo de la figura 11 se ilustra para el primer cuadrante Q1 del sistema 100 robótico, pero se puede aplicar a cualquier cuadrante. La figura 11 ilustra el conjunto torso T1-hombro E1 del primer cuadrante Q1 y el conjunto torso T2-hombro E2 del segundo cuadrante. Se describe únicamente el conjunto torso T1-hombro E1 del primer cuadrante Q1.

El conjunto torso T1-hombro E1 de dicho primer cuadrante comprende dos piezas anulares, o anillos, preferiblemente de forma circular. Una pieza anular interna forma el hombro E1 y una pieza anular externa forma el torso T1. El hombro E1 y el torso T1 están dispuestos ortogonalmente al primer eje Z11, estando situado el centro de dicho hombro y de dicho torso sobre el primer eje Z11. La conexión de pivote que permite la rotación a lo largo del primer eje Z11 entre el hombro E1 y el torso T1 se realiza mediante rodamientos de bolas.

Una realización de este tipo del hombro E1 y del torso T1 permite el posicionamiento de una pieza de soporte (no mostrada en la figura) tal como, por ejemplo, una pelota, en el interior del hombro E1 y del torso T1 y reduce ventajosamente el tamaño del sistema 100 robótico. La pieza de soporte se fija al hombro o al torso.

Los elementos torso T, hombro E, brazo B, antebrazo AB de un cuadrante Q podrán adoptar otras formas diferentes a las descritas sin apartarse del alcance de la invención.

Las formas de los elementos descritas con anterioridad no son exhaustivas y se pueden producir otras formas, siempre que permitan las rotaciones necesarias entre dos elementos sucesivos.

Forma de una pieza de soporte

Como se ha descrito con anterioridad, el sistema 100 robótico comprende, además, en cada cuadrante, una pieza de soporte PA destinada a entrar en contacto con una superficie de soporte.

La pieza de soporte PA está vinculada preferiblemente al torso T o al hombro E de un cuadrante.

En el ejemplo de las figuras 9 y 10, la pieza de soporte PA1 del primer cuadrante Q1 está vinculada al torso T1. La pieza de soporte PA2 del segundo cuadrante Q2 está vinculada al hombro E2.

En una realización mejorada de la pieza de soporte, tal como se ilustra en las figuras 9 y 10, la pieza de soporte PA1, PA2 del primer cuadrante o del segundo cuadrante comprende, además de una rueda 51, una pieza adicional, denominada pelvis 52, dispuesta entre la rueda 51 y el torso o el hombro. La pelvis 52 y la rueda 51 forman un módulo de rueda.

La pelvis 52 del módulo de rueda asociada al primer cuadrante Q1 está situada debajo del torso T1, con sus respectivos ejes longitudinales coaxiales, y vinculada a dicho torso T1 por una conexión de pivote que permite la rotación alrededor del primer eje Z11, haciendo posible la orientación de la rueda. La rueda 51 está conectada a la pelvis 52 mediante una conexión de pivote que permite la rotación de la rueda a lo largo del eje de la rueda, siendo dicho eje de la rueda ortogonal al primer eje Z11.

En otras realizaciones de la pieza de soporte, no mostradas, la pieza de soporte puede ser una rueda tipo Mecanum, un pie con amortiguador o una rueda con amortiguador.

Otro ejemplo de la realización del sistema robótico según la tercera configuración:

Las figuras 12 a 27 ilustran un ejemplo preferido de realización de un sistema robótico según la tercera configuración.

Se repiten las especificidades descritas para la tercera configuración anterior.

En este ejemplo, todas las articulaciones solo permiten la rotación alrededor de un eje. Las articulaciones son del tipo de conexiones de pivote, permitiendo solo un grado de libertad en rotación, en combinación o no con conexiones fijas.

La figura 12 ilustra un sistema robótico que comprende cuatro cuadrantes Q1, Q2, Q3, Q4, cada uno de los cuales comprende cuatro miembros, de manera no limitativa. Cada cuadrante Q1, Q2, Q3, Q4 está equipado con una pieza de soporte PA1, PA2, PA3, PA4 del tipo rueda o pie. Un conector (no visible en la figura 12) que permite separar el cuarto cuadrante Q4 del primer cuadrante Q1 se coloca entre el antebrazo AB4 del cuarto cuadrante Q4 y el torso T1 del primer cuadrante Q1.

La figura 13 ilustra uno de los cuadrantes del sistema robótico de la figura 12, a modo de ejemplo no limitativo, el primer cuadrante Q1. La figura 14 muestra una vista explosionada del cuadrante de la figura 13. Como se ilustra en las figuras 13 y 14, el torso T1 está equipado con un pie 54.

La polea 82 central se resalta en la figura 14. En este ejemplo de realización, la polea 82 central pertenece a la tercera articulación del primer cuadrante Q1 conectando el brazo B1 mediante una primera conexión de pivote y el antebrazo AB1 mediante una segunda conexión de pivote. La polea 82 central está conectada rígidamente a una primera pieza 821, fijada, a su vez, al rotor del segundo motor M2. El estator del segundo motor M2 está conectado al brazo B1. La referida primera conexión de pivote está, por lo tanto, formada por el segundo motor M2 y su conexión de pivote interna entre su estator y su rotor. La polea 82 central está conectada rígidamente a una segunda pieza 822, fijada, a su vez, al rotor del tercer motor M3. El estator del tercer motor M3 está conectado al antebrazo AB1. La referida segunda conexión de pivote está, por lo tanto, formada por el tercer motor M3 y su conexión de pivote interna entre su estator y su rotor. Los ejes de rotación internos del segundo y tercer motor M2, M3 son ventajosamente colineales con el tercer eje Y31. La tercera articulación está así formada por el segundo y tercer motor M2, M3 y la polea 82 central.

La figura 15 ilustra una ampliación del conjunto torso T1-hombro E1, equipado con el pie 54, del primer cuadrante de la figura 13. La figura 16 muestra dos vistas explosionadas del conjunto de la figura 15, una primera vista explosionada, vista en perspectiva desde arriba y una segunda vista explosionada, vista en perspectiva desde abajo. El hombro E1 comprende, en un extremo 25a, tornillos 251 para su fijación a la segunda articulación que lo une al brazo B1.

El torso T1 comprende, en un extremo 15, tornillos 151 para su fijación a la articulación de final de cuadrante del cuadrante anterior vinculándolo al último miembro del cuadrante anterior. En el ejemplo, los tornillos 151 del torso T1 permiten fijarlo a la articulación de final de cuadrante del cuarto cuadrante Q4 vinculándolo al antebrazo AB4 de dicho cuarto cuadrante.

El extremo 25a del hombro E1 está fijado ventajosamente sobre un rodamiento de bolas (no representado) que forma la segunda articulación con el brazo B1.

El extremo 15 del torso T1 está fijado ventajosamente sobre un rodamiento de bolas (no representado) que forma la articulación de final de cuadrante del cuadrante anterior con el antebrazo de dicho cuarto cuadrante.

El hombro E1 está montado sobre el torso T1 mediante un rodamiento de bolas 90. El rodamiento de bolas comprende un anillo interno 901, cuyas bolas se pueden ver en la figura 16, y un anillo externo 902. Dicho rodamiento de bolas 90 forma la primera articulación del primer cuadrante Q1. La primera articulación forma así una conexión de pivote, permitiendo únicamente la rotación alrededor del primer eje Z11.

La vista explosionada, vista en perspectiva desde abajo, de la figura 16 ilustra un ejemplo de la producción de un pie 54 y su montaje en el torso T1. El pie 54 comprende una pieza de fijación 541 y una almohadilla P12, por ejemplo, de caucho. La almohadilla 542 sirve como superficie de contacto con una superficie de apoyo. La pieza de fijación 541 permite ventajosamente conectar la almohadilla 542 al torso T1 a través de una conexión fija.

En el ejemplo de las figuras 15 y 16, la motorización de la primera articulación es remota, estando situado el primer motor M1 (no mostrado) en una pieza contigua (no mostrada) para aligerar el torso T1 y el hombro E1, y la potencia se transmite mediante un sistema de cables (no mostrado en las figuras). En la figura 16, se muestran las ranuras 914 por donde circulan los cables enrollándose alrededor del hombro E1.

Las figuras 17 y 18 representan el mismo conjunto torso T1-hombro E1 que el de las figuras 15 y 16, pero con una motorización diferente para la primera articulación. En las figuras 17 y 18, el primer motor<m>1, el que acciona la primera articulación, está situado sobre la primera articulación, con un eje de rotación colineal con el primer eje Z11. Una primera pieza 911 está fijada al estator del primer motor M1 y al hombro E1. Una segunda pieza 912 está fijada al rotor del primer motor M1 y al torso T1. El conjunto de elementos: primer motor M1, primera pieza 911, segunda pieza 912, rodamiento de bolas 90, anillo interior 901, anillo exterior 902 de dicho rodamiento de bolas 90 componen y motorizan la primera articulación según el primer eje Z11.

Las figuras 19 y 20 ilustran el brazo B1 del primer cuadrante de la figura 13. En estas figuras se muestra un elemento 25b, complementario del extremo 25a (ilustrado en la figura 16) del hombro E1, dispuesto sobre un rodamiento de bolas 92 formando la segunda articulación con el brazo B1. También identificamos el segundo motor M2 cuyo estator está fijado al brazo B1 y el rotor está fijado a la primera pieza 821, para componer, con la polea 82 central, la tercera articulación del primer cuadrante.

El sistema motorizado descrito aquí no tiene motor en la segunda articulación. El accionamiento de la segunda articulación del primer cuadrante Q1 está asegurado por un sistema de poleas y correas o cables que constituye un sistema de restricción. Dicha segunda articulación está conectada a la primera correa 84 con la primera polea 81. La tercera articulación del primer cuadrante está conectada a la primera correa 84 mediante una tercera polea 86. La primera polea 81 y la tercera polea 86 están encastradas en un anillo exterior de los rodamientos de bolas que constituyen la segunda y tercera articulaciones. El segundo motor M2 es compartido por la segunda y tercera articulaciones. Un tensor 87 permite ventajosamente ajustar la tensión de la primera correa 84. La figura 19 ilustra un punto de fijación 871 del tensor 87 en el brazo B1. Un tornillo 872 permite ventajosamente ajustar la altura del punto de fijación 871 del tensor 87 al brazo B1. Así, actuando sobre el tornillo 872, actuamos directamente sobre la altura del punto de fijación 871 y, por lo tanto, del tensor 87, lo que permite ajustar la tensión de la primera correa 84.

Las figuras 21 y 22 ilustran el antebrazo AB1 del primer cuadrante de la figura 13. El antebrazo AB1 exhibe un comportamiento similar al brazo B1. En particular, se muestran el tercer motor M3 y la segunda pieza 822, vinculados a la polea 82 central, homólogos del segundo motor M2 y la primera pieza 821, vinculados a la polea 82 central, del brazo B1. Asimismo, un sistema de poleas y correas para el antebrazo AB1 que comprende la segunda polea 83, una cuarta polea 88, la segunda correa 85 y un tensor 87, equivalente a la primera polea 81, la tercera polea 86, la primera correa 84 y el tensor 87 que constituyen el sistema de poleas y correas del brazo B1. También podemos observar un rodamiento de bolas 96 que forma el final de la articulación del cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1. Un anillo interior de dicho rodamiento de bolas 96 está fijado al antebrazo AB1 y un anillo exterior de dicho rodamiento de bolas 96 está destinado a ser fijado al torso T2 del segundo cuadrante Q2.

En estas figuras 21 y 22, se ilustran también los elementos 70, 71 y 72 de la motorización de la primera articulación del segundo cuadrante Q2, en el caso en que la motorización de la primera articulación de dicho segundo cuadrante esté desfasada respecto al primer cuadrante Q1. El hombro E2 del segundo cuadrante Q2 comprende, además, ranuras (no mostradas), idénticas a las ranuras 914 del hombro E1 del primer cuadrante. Los elementos 70, 71, 72 y dichas ranuras del hombro E2 del segundo cuadrante componen la motorización remota de la primera articulación del segundo cuadrante Q2. El elemento 70 es un motor. El elemento 71 es una polea alrededor de la cual se enrollan los cables de transmisión de potencia. El elemento 72 es un soporte de vaina. Los cables que salen de la polea 71 son guiados por vainas sostenidas por el soporte de vaina 72. Dichas fundas guían los cables hasta las ranuras del hombro E2 del segundo cuadrante alrededor del cual se enrollan. De esta manera, dichos cables quedan enrollados alrededor del hombro E2 y de la polea 71. Cuando la polea 71 es girada por el motor 70, la potencia se transmite al hombro E2 mediante dichos cables.

El conjunto motor 70, polea 71, soporte de vaina 72 se pueden instalar sin modificación en el brazo B2 del segundo cuadrante Q2 en lugar de instalarse en el antebrazo del primer cuadrante.

Las figuras 23 y 24 ilustran un ejemplo de un sistema de bloqueo/desbloqueo configurado para separar reversiblemente el primer cuadrante del segundo cuadrante, en la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante. El antebrazo AB1 del primer cuadrante Q1 está unido al torso T2 del segundo cuadrante Q2 por dicha articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1. En este caso, dicha articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1 está compuesta por una primera conexión de pivote compuesta por un rodamiento de bolas 96. Un anillo interior del rodamiento 96 está fijado al antebrazo AB1 del primer cuadrante. Al igual que en el antebrazo descrito con anterioridad, esta conexión de pivote es operada por un sistema de correas y cables que la unen a la tercera articulación y al tercer motor M3. La articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1 también está compuesta por una conexión fija entre el pretorso y el torso T2 del segundo cuadrante. Esta conexión fija se puede bloquear y desbloquear. El pretorso se fija preferiblemente de manera rígida a un anillo exterior del rodamiento de bolas 96, por lo tanto, después de la conexión de pivote formada por el rodamiento de bolas 96. La conexión fija se realiza preferiblemente mediante dos elementos 60 y 61. El elemento 60 de la conexión fija está fijado sobre el pretorso y el elemento 61 está fijado sobre el torso T2, a nivel de un extremo 15 de dicho torso T2 del segundo cuadrante. Los elementos 60 y 61 de la conexión fija encajan entre sí mecánicamente. Cuando los elementos 60 y 61 de la conexión fija están completamente acoplados, un electroimán 62 activa un bloqueo que bloquea la conexión fija. Desactivando el bloqueo, es posible entonces desprender dicha conexión fija y separar el antebrazo AB1 del primer cuadrante Q1 del torso T2 del segundo cuadrante Q2.

Es evidente que el sistema de bloqueo/desbloqueo descrito en las figuras 23 y 24 se puede adaptar a cualquier otra configuración de cuadrante, con diferente número de elementos y funcionamiento. El sistema de bloqueo/desbloqueo se puede colocar en cualquier articulación del sistema robótico.

El sistema de bloqueo/desbloqueo descrito en las figuras 23 y 24 se puede adaptar ventajosamente a un conector de herramientas para equipar el sistema robótico con herramientas extraíbles. Un conector de este tipo puede colocarse, por ejemplo, en el antebrazo AB1 del primer cuadrante. Haciendo referencia a la figura 21, el elemento 61 de la conexión fija y el electroimán 62 podrían posicionarse en el segundo extremo 42 del antebrazo AB1 del primer cuadrante y el elemento 60 de la conexión fija, en la herramienta por conectar.

Las figuras 25 a 27 ilustran un conjunto torso-hombro idéntico a los mostrados en las figuras 15 a 18, pero equipado con un conjunto de ruedas en lugar de un pie. La primera articulación entre el torso T1 y el hombro E1 se consigue aquí mediante el sistema de cables descrito en las figuras 15 y 16, pero podría conseguirse perfectamente con el sistema de transmisión directa descrito en las figuras 17 y 18. El conjunto de ruedas está fijado al torso T1 mediante una primera conexión de pivote del eje ZR1. El eje ZR1 es preferiblemente colineal con el primer eje Z11 de la primera articulación entre el torso T1 y el hombro E1 del primer cuadrante Q1. En una variante, el eje ZR1 no es colineal con el primer eje Z1. Esta primera conexión de pivote del eje ZR1 del conjunto de ruedas se puede realizar por ejemplo, con un rodamiento deslizante 55a insertado en una ranura 55b del torso T1 (véase la figura 26). El rodamiento deslizante 55a realiza una función similar a la de un rodamiento de bolas, pero a un coste menor. La motorización de esta primera conexión de pivote del eje ZR1 está proporcionada por un motor 56 que acciona un engranaje 56a configurado para poner la rueda en rotación alrededor del eje<z>R1 mediante interacción con una corredera 56b circular. La figura 27 ilustra una horquilla óptica 53 configurada para capturar los movimientos de dicha conexión de pivote. El conjunto de ruedas incluye una segunda conexión de pivote con un eje ZR2 que permite girar una rueda 51. Esta segunda conexión de pivote del conjunto de la rueda está motorizada por un motor (no mostrado) ubicado en la rueda 51. La rueda 51 gira así alrededor de un eje 57 (visible en la figura 27). La figura 27 también ilustra un elemento 58 estructural que actúa como freno en la rueda 51. En el ejemplo no limitativo de las figuras 25 a 27, el freno 58 es presionado sobre la rueda 51 por la rotación del conjunto de rueda con respecto al torso T1 gracias a la forma adaptada de una pieza 59a conectada rígidamente al torso T1. Cuando la orientación del conjunto de la rueda es la adecuada, una pestaña 59b se desliza sobre la pieza 59a y, con ello, avanza el elemento 58 estructural dentro de la rueda. Esto elimina ventajosamente la necesidad de un actuador de freno específico.

D - Sistema robótico que comprende al menos un cuadrante de cinco miembros (figuras 28 y 29)

En una cuarta configuración, como se ilustra en la figura 28, un cuadrante Q del sistema 100 robótico comprende cinco miembros sucesivos.

En el ejemplo no limitativo de la figura 28, el sistema 100 robótico comprende cuatro cuadrantes Q1, Q2, Q3, Q4, cada uno de los cuales comprende cuatro miembros. Aunque los cuadrantes se ilustran en la figura 28 y se describen como cuatro en número, el número de estos cuadrantes no está limitado al descrito e ilustrado. De esta manera, es posible producir un sistema robótico con tres cuadrantes, cinco cuadrantes o más, sin alejarse del alcance de la invención.

Esta cuarta configuración incluye todos los elementos (miembros, articulaciones) descritos en la segunda configuración.

Así, de modo general, y tal como se ilustra esquemáticamente en la figura 28, un cuadrante Q según la cuarta configuración comprende sucesivamente, además del torso T, el hombro E, el brazo B y el antebrazo AB, un quinto miembro, denominado muñeca P

En esta cuarta configuración, el antebrazo AB forma así el último miembro del cuadrante Q.

En cuanto a las tres configuraciones anteriores:

- el hombro E está conectado al torso T por la primera articulación,

- el brazo B está conectado al hombro E por la segunda articulación,

- el antebrazo AB está conectado al brazo B por la tercera articulación.

La primera articulación permite al menos una rotación de un primer eje Z1.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 28, la primera articulación solo permite la rotación alrededor del primer eje Z1.

La segunda articulación permite al menos una rotación alrededor de un segundo eje Y2. El segundo eje Y2 es preferiblemente ortogonal al primer eje Z1.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 28, la segunda articulación solo permite la rotación alrededor del segundo eje Y2.

La tercera articulación permite al menos una rotación alrededor de un tercer eje Y3. El tercer eje Y3 es preferiblemente paralelo al segundo eje Y2.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 28, la tercera articulación solo permite la rotación alrededor del tercer eje Y3.

La muñeca P está, por su parte, unida al antebrazo AB por una articulación, llamada cuarta articulación. Dicha cuarta articulación permite al menos una rotación alrededor de un cuarto eje Y4. El cuarto eje Y4 es preferiblemente paralelo al segundo eje Y2 y al tercer eje Y3.

De preferencia, y como se ilustra en la figura 28, la cuarta articulación solo permite la rotación alrededor del cuarto eje Y4.

De preferencia, las articulaciones primera, segunda, tercera y cuarta del cuadrante Q están realizadas cada una mediante una conexión de pivote, por ejemplo, por medio de un rodamiento liso o de rodamientos de bolas. También es posible realizar la articulación del tercer cuadrante a partir de una combinación de dos conexiones de pivote del mismo eje.

El torso T, el hombro E, el brazo B, el antebrazo AB y la muñeca de un cuadrante Q pueden adoptar diversas formas, siempre que estas formas no limiten el movimiento del hombro E con respecto al torso T, obtenido mediante la primera articulación, ni el movimiento del brazo con respecto al hombro E, obtenido mediante la segunda articulación, ni el movimiento del antebrazo AB con respecto al brazo B, obtenido mediante la tercera articulación, ni el movimiento de la muñeca P con respecto al antebrazo AB, obtenido mediante la cuarta articulación.

En una realización preferida, las formas del torso T, el hombro E, el brazo B y el antebrazo AB, y sus diversas variantes, descritas para la configuración del tercer cuadrante se pueden aplicar al torso T, el hombro E, el brazo B y el antebrazo AB de la configuración del cuarto cuadrante.

En una realización preferida, la forma de la muñeca es sustancialmente similar a la del hombro.

La articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q conecta la muñeca P de dicho cuadrante con el torso del siguiente cuadrante.

Dicha articulación de final de cuadrante AQ permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf. Dicho eje de rotación es paralelo al primer eje de la primera articulación del cuadrante.

De preferencia, como se ilustra en las Figuras 28 y 29, la articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante Q solo permite la rotación alrededor del eje de rotación Yf. La forma del torso T del cuadrante, además de no tener que limitar la rotación alrededor del primer eje Z1 del torso T respecto del hombro E, por la primera articulación, tampoco debe limitar la rotación alrededor del eje de rotación Yf de la muñeca del cuadrante anterior respecto de dicho torso del cuadrante, por la articulación de final de cuadrante del cuadrante.

En una realización de una articulación de final de cuadrante AQ, dicha articulación de final de cuadrante AQ se consigue mediante una conexión de pivote entre la muñeca del cuadrante y el torso del siguiente cuadrante, por ejemplo, por medio de un rodamiento liso o rodamientos de bolas.

En otra realización de una articulación de final de cuadrante AQ, dicha articulación de final de cuadrante AQ está hecha de una combinación de una conexión de pivote y una conexión de cero grados de libertad.

En una realización preferida, no representada, la articulación de final de cuadrante de un cuadrante comprende una pieza auxiliar, denominada pretorso, unida, por una parte, a la muñeca del cuadrante mediante una conexión de pivote que permite la rotación alrededor del eje de rotación Yf y, por otra parte, al torso del cuadrante siguiente mediante una conexión sin grado de libertad.

En una realización preferida, las diversas formas de la pieza de soporte PA, pie, rueda, pelvis/rueda, descritas para la configuración del tercer cuadrante pueden adaptarse también en esta configuración del cuarto cuadrante.

Volviendo ahora al ejemplo de la figura 29, en donde el sistema 100 robótico tiene cuatro cuadrantes, cada cuadrante tiene la forma descrita con anterioridad.

Así, por analogía, un primer cuadrante Q1 comprende:

- un torso T1,

- un antebrazo AB1, unido al brazo B1 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y31,

- una muñeca P1, unida al antebrazo AB1 por una cuarta articulación que permite la rotación alrededor de un cuarto eje Y41.

Los ejes Z11 e Y21 son ortogonales. Los ejes Y21, Y31 e Y41 son paralelos. Un segundo cuadrante Q2 incluye: - un torso T2,

- un antebrazo AB2, unido al brazo B2 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y32,

- una muñeca P2, unida al antebrazo AB2 por una cuarta articulación que permite la rotación alrededor de un cuarto eje Y42.

Los ejes Z12 e Y22 son ortogonales. Los ejes Y22, Y32 e Y42 son paralelos. Un tercer cuadrante Q3 incluye: - un torso T3,

- un antebrazo AB3, unido al brazo B3 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y33,

- una muñeca P3, unida al antebrazo AB3 por una cuarta articulación que permite la rotación alrededor de un cuarto eje Y43.

Los ejes Z13 e Y23 son ortogonales. Los ejes Y23, Y33 e Y43 son paralelos. Un cuarto cuadrante Q4 incluye: - un torso T4,

- un antebrazo AB4, unido al brazo B4 por una tercera articulación que permite la rotación alrededor de un tercer eje Y34,

- una muñeca P4, unida al antebrazo AB4 por una cuarta articulación que permite la rotación alrededor de un cuarto eje Y44.

Los ejes Z14 e Y24 son ortogonales. Los ejes Y24, Y34 e Y44 son paralelos.

El primer cuadrante Q1 (respectivamente segundo cuadrante Q2, tercer cuadrante Q3, cuarto cuadrante Q4) comprende una articulación de final de cuadrante AQ1 (respectivamente AQ2, AQ3, AQ4) que lo vincula al segundo cuadrante Q2 (respectivamente tercer cuadrante Q3, cuarto cuadrante Q4, primer cuadrante Q1). Dicha primera articulación AQ1 (respectivamente AQ2, AQ3, AQ4) permite al menos una rotación alrededor de un eje de rotación Yf1 (respectivamente Yf2, Yf3, Yf4), siendo dicho eje de rotación Yf1 (respectivamente Yf2, Yf3, Yf4) paralelo al primer eje Z11 (respectivamente Z12, Z13, Z14), de la primera articulación del primer cuadrante Q1 (respectivamente segundo cuadrante Q2, tercer cuadrante Q3, cuarto cuadrante Q4).

De preferencia, los diversos medios de accionamiento descritos en la configuración del tercer cuadrante son adaptables a esta configuración del cuarto cuadrante.

Así, en una primera realización, cada articulación de los cuadrantes del sistema robótico comprende un motor asociado. Por ejemplo, para el primer cuadrante, como se ilustra en la figura 29:

-un cuarto motor M4 está destinado a accionar y mover la muñeca P1 con respecto al antebrazo AB1 alrededor del cuarto eje Y41,

- un último motor Mf está destinado a accionar y mover el torso T2 del siguiente cuadrante, es decir, el segundo cuadrante Q2, con respecto a la muñeca P1 del primer cuadrante Q1 alrededor del eje de rotación Yf1.

En una segunda realización (no mostrada), los medios de accionamiento comprenden menos motores que articulaciones. Por ejemplo, los medios de accionamiento comprenden, por ejemplo, para el primer cuadrante Q1:

- dos motores M2, M3, configurados para accionar dos articulaciones elegidas entre la segunda articulación, la tercera articulación y la cuarta articulación del primer cuadrante Q1, y un sistema de poleas y correas o cables que conectan la segunda articulación, la tercera articulación y la cuarta articulación del primer cuadrante Q1, - un último motor Mf configurado para accionar la articulación de final de cuadrante AQ1 del primer cuadrante Q1, moviendo el torso T2 del siguiente cuadrante, es decir el segundo cuadrante Q2, con respecto a la muñeca P1 del primer cuadrante Q1 alrededor del eje de rotación Yf1.

Las realizaciones variantes de esta segunda realización descritas en la tercera configuración de un cuadrante pueden adaptarse a esta cuarta configuración de cuadrante.

En una realización (no mostrada), como en la configuración del tercer cuadrante, cuando el sistema 100 robótico comprende un dispositivo de bloqueo/desbloqueo configurado para separar dos cuadrantes sucesivos, denominados cuadrante aguas arriba y cuadrante aguas abajo, y cuando una articulación de final de cuadrante AQ del cuadrante aguas arriba comprende un pretorso, dichos dos cuadrantes sucesivos están configurados para poder separarse reversiblemente, a nivel de la conexión sin grado de libertad que une el pretorso del cuadrante aguas arriba con el torso del cuadrante aguas abajo.

En una realización (no mostrada), como en la configuración del tercer cuadrante, cuando el sistema 100 robótico comprende, al menos en el cuadrante, un conector configurado para recibir una herramienta, dicho conector está dispuesto preferiblemente en el antebrazo de dicho al menos un cuadrante, por ejemplo, en su segundo extremo 22.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema (100) robótico móvil, capaz de desplazarse, que comprende N estructuras articuladas unidas entre sí de dos en dos en serie de manera que forman un bucle, siendo N un número entero positivo mayor o igual a 3,

en donde cada estructura articulada, denominada cuadrante (Q1, Q2, Q3), comprende:

- al menos dos miembros sucesivos, incluyendo un primer miembro llamado torso (T1, T2, T3), y un último miembro, estando dos miembros sucesivos del cuadrante conectados entre sí por una articulación que permite al menos una rotación alrededor de un eje, y

- una articulación, llamada articulación de final de cuadrante (AQ1, AQ2, AQ3),

en donde la articulación de final de cuadrante de un cuadrante conecta el último miembro de dicho cuadrante con el torso del siguiente cuadrante,

al menos un cuadrante del sistema robótico comprende cuatro miembros sucesivos, entre ellos:

- el torso (T1, T2, T3),

- un segundo miembro, llamado hombro (E1, E2, E3), unido a dicho torso por una articulación, llamada primera articulación, que permite una rotación alrededor de un eje llamado primer eje (Z11, Z12, Z13),

- un tercer miembro, llamado brazo (B1, B2, B3), unido a dicho hombro por una articulación, llamada segunda articulación, que permite una rotación alrededor de un eje llamado segundo eje (Y21, Y22, Y23), siendo el segundo eje ortogonal a dicho primer eje,

- un cuarto y último miembro, llamado antebrazo (AB1, AB2, AB3), unido a dicho brazo por una articulación, llamada tercera articulación, que permite una rotación alrededor de un eje llamado tercer eje (Y31, Y32, Y33), siendo dicho tercer eje paralelo a dicho segundo eje (Y21, Y22, Y23),

- en donde el sistema (100) robótico comprende medios de accionamiento configurados para poner en movimiento la totalidad o una parte de las articulaciones de los cuadrantes,

caracterizado porque los medios de accionamiento comprenden, a nivel del cuadrante de cuatro miembros sucesivos:

- un motor (M1) configurado para accionar la primera articulación de dicho cuadrante,

- dos motores (M2, M3) configurados para accionar dos articulaciones elegidas entre la segunda articulación, la tercera articulación y la articulación de final de cuadrante, y

- un sistema (80) de poleas y correas o cables que conectan la segunda articulación, la tercera articulación y la articulación de final de cuadrante.

2. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 1 que no comprende un cuerpo central al que está conectado cada cuadrante.

3. Sistema (100) robótico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, en donde al menos un cuadrante (Q1, Q2, Q3) comprende una pieza de soporte (PA1, PA2, PA3) destinada a entrar en contacto con una superficie de soporte.

4. Sistema (100) robótico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende al menos un dispositivo de bloqueo/desbloqueo configurado para separar reversiblemente dos cuadrantes sucesivos.

5. Sistema (100) robótico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende, a nivel de al menos un cuadrante (Q1, Q2, Q3), un conector conectado, reversiblemente o no, a uno de los miembros de dicho cuadrante, y configurado para recibir al menos una herramienta.

6. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 1 en donde al menos otro cuadrante comprende solo tres miembros sucesivos, siendo el brazo el último miembro y siendo la articulación de final de cuadrante de dicho otro cuadrante una rótula.

7. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la articulación de final de cuadrante de dicho cuadrante con cuatro miembros sucesivos permite una rotación alrededor de un eje denominado eje de rotación (Yf1, Yf2, Yf1).

8. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el eje de rotación (Yf1, Yf2, Yf1) es paralelo al segundo eje (Y21, Y22, Y23) y al tercer eje (Y31, Y32, Y33).

9. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los medios de accionamiento comprenden, para cada una de las articulaciones que constituyen el sistema robótico, un motor asociado.

10. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la articulación de final de cuadrante (AQ1, AQ2, AQ3) del cuadrante con cuatro miembros sucesivos (Q1, Q2, Q3):

- es una conexión de pivote que conecta el último miembro de dicho cuadrante (Q1, Q2, Q3) y el torso (T2, T3, T1) del siguiente cuadrante (Q2, Q3, Q1), o

- comprende una pieza auxiliar, denominada pretorso, unida, por una parte, al último miembro de dicho cuadrante (Q1, Q2, Q3) mediante una conexión de pivote que permite una rotación alrededor del eje de rotación (Yf1, Yf2, Yf3) y, por otra parte, al torso (T2, T3, T1) del cuadrante siguiente (Q2, Q3, Q1) mediante una conexión sin grados de libertad.

11. Sistema (100) robótico de acuerdo con la reivindicación 10 y la reivindicación 4, en donde, cuando una articulación de final de cuadrante (AQ1, AQ2, AQ3) de un cuadrante de cuatro miembros sucesivos comprende un pretorso, dicho cuadrante y el cuadrante siguiente están configurados para poder separarse reversiblemente, a nivel de la conexión sin grado de libertad que une el pretorso al torso (T2, T3, T1) de dicho cuadrante siguiente (Q2, Q3, Q1).