ITGE20110022A1 - Robot mobile a locomozione ibrida su ruote e su zampe a mantide, adatto sia a terreni lisci sia al superamento di gradini, ostacoli e sconnessioni. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente titolo:

“Robot mobile a locomozione ibrida su ruote e su zampe a mantide, adatto sia a terreni lisci sia al superamento di gradini, ostacoli e sconnessioni”.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Questa invenzione ha per oggetto un robot mobile a locomozione ibrida su ruote e su zampe a mantide, adatto sia a terreni lisci sia al superamento di gradini, ostacoli e sconnessioni.

I robot mobili possono essere caratterizzati da locomozione su ruote, su zampe o su cingoli. La locomozione su ruote è caratterizzata da alta efficienza energetica, velocità ed autonomia più elevate, realizzazione più semplice ed economica. La locomozione su cingoli e quella su zampe forniscono minore efficienza energetica, minori velocità ed autonomia ma una maggiore capacità di superamento di ostacoli e di terreni sconnessi e/o cedevoli.

Una soluzione per coniugare i vantaggi dei diversi tipi di locomozione è l’utilizzo di una locomozione ibrida su ruote e su zampe.

Una soluzione per la locomozione ibrida su ruote e su zampe è rappresentata dal robot mobile illustrato in Figura 1, e descritto nel seguito a titolo esemplificativo e non limitativo. Il robot mobile è costituito da: * un corpo principale anteriore (1), sede degli organi di controllo ed attuazione; * due ruote motrici anteriori (2), rotanti rispetto al corpo principale (1 ) ed azionate da motori elettrici in esso contenuti; * un telaio posteriore (3), collegato rigidamente al corpo principale anteriore; * una ruota posteriore folle (4), collegata al telaio posteriore (3) tramite una coppia rotoidale ad asse verticale; tale collegamento può essere realizzato (a titolo esemplificativo) tramite la forcella (5) ed il supporto (6); * due zampe anteriori (7) a forma di zampa di mantide religiosa, rotanti rispetto al corpo principale (1) ed attuate da uno o due motori in esso contenuti; * i necessari dispositivi di retroazione e di controllo, contenuti nel corpo principale ( 1).

La locomozione del robot mobile su terreni lisci e compatti avviene tramite le sole ruote, mantenendo le zampe sollevate, non a contatto con il terreno. Se le due ruote motrici ruotano alla stessa velocità, la traiettoria seguita dal robot è rettilinea; se si impongono diverse velocità alle ruote motrici, il robot esegue una traiettoria non rettilinea (sterzatura differenziale); se si impongono alle due ruote velocità uguali ed opposte il robot ruota attorno ad un asse verticale senza traslare.

Per il superamento di gradini, il robot può effettuare una locomozione mista su ruote e zampe, secondo la sequenza illustrata in Figura 2 a titolo esemplificativo e non limitativo:

* fase A: il robot si avvicina al gradino mediante la locomozione su sole ruote;

* fase B: avvenuto il contatto delle ruote anteriori con la superficie frontale del gradino, le zampe ruotano nello stesso senso delle ruote anteriori portandosi a contatto con la superficie superiore del gradino;

* fase C: le zampe proseguono la rotazione sollevando il corpo del robot; in questa fase di sollevamento le zampe, ruotando, oltre a sollevare il robot verso l’alto, tirano il robot verso il gradino stesso in modo che le ruote anteriori partecipino all’azione di sollevamento;

* fase D: le ruote anteriori iniziano a superare lo spigolo superiore del gradino, mentre la spinta in avanti è fornita dalle zampe;

* fase E: le zampe proseguono la rotazione sollevando ulteriormente il robot; in questa fase inizia il rotolamento delle superfici esterne delle zampe sulla superficie superiore del gradino; le ruote anteriori si possono staccare dal terreno e la trazione in avanti è fornita dalle zampe;

* fase F; prosegue il movimento in avanti del robot grazie alla trazione fornita dalle zampe; nel frattempo la superficie inferiore del telaio posteriore del robot (opportunamente sagomata) può strisciare sullo spigolo superiore del gradino; tale strisciamento può anche non avvenire in funzione dell’altezza del gradino e della forma del telaio posteriore

* fase G: il robot ha superato il gradino e prosegue la locomozione sulle sole ruote.

In caso di ostacoli diversi dal gradino oppure su terreno sconnesso e/o cedevole, quando la locomozione su sole ruote non è praticabile, si possono azionare, oltre alle ruote motrici, anche le zampe anteriori, sempre in direzione concorde all’avanzamento, per fare procedere il robot attraverso una sequenza di sollevamenti e spostamenti in avanti simile a quella mostrata in Figura 2.

Inoltre la rotazione delle zampe anteriori può essere attuata con velocità diversa per realizzare una sterzatura differenziale.

Il telaio posteriore (3) può essere dotato di architettura differente, ad esempio con due ruote basculanti al posto della ruota (4) per migliorare la stabilità laterale.

Il robot mobile può essere azionato mediante motori elettrici di qualunque genere, regolati da un opportuno sistema di retroazione e controllo.

La navigazione del robot può essere controllata mediante radiocomando da parte di un operatore, mediante radiocomando da parte di un sistema di controllo automatico localizzato a terra oppure mediante un sistema di controllo autonomo localizzato a bordo del robot stesso.

Il robot mobile può essere attrezzato per trasportare strumentazioni e dispositivi di natura qualsiasi, atti allo svolgimento di compiti specifici (a titolo esemplificativo e non limitativo: sorveglianza, ispezione, monitoraggio, intervento in zone pericolose per l’uomo).

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI del brevetto per invenzione industriale avente titolo: “Robot mobile a locomozione ibrida su ruote e su zampe a mantide, adatto sia a terreni lisci sia al superamento di gradini, ostacoli e sconnessioni”, 1. Robot mobile a locomozione ibrida su ruote e su zampe a mantide, adatto sia a terreni lisci sia al superamento di gradini, ostacoli e sconnessioni, composto da un corpo principale anteriore, due ruote motrici anteriori, un telaio posteriore, una ruota posteriore folle, due zampe anteriori rotanti a forma di zampa anteriore di mantide religiosa e dai necessari dispositivi di attuazione e controllo.
2. 2. Robot mobile come da Rivendicazione 1, ma ottenuto variando: il numero delle ruote motrici, delle zampe anteriori, la struttura del telaio posteriore, e/o il numero delle ruote posteriori folli (anche eliminandole e sostituendole con un supporto strisciante).
3. 3. Robot mobile come da Rivendicazioni 1 e 2, ma ottenuto modificando la forma delle zampe per migliorare le fasi di aggancio al gradino e di sollevamento con rotolamento sulle zampe.
4. 4. Tecnica di superamento del gradino da parte del robot mobile come da Rivendicazioni 1 , 2 e 3, consistente in: * una fase di aggancio al gradino da parte delle zampe, che mantengono a inizialmente a contatto le ruote motrici con il gradino stesso, per la compartecipazione delle ruote motrici e delle zampe al sollevamento del robot; * una fase di rotolamento sulla superficie esterna delle zampe per completare il superamento del gradino.
5. 5. Tecnica di superamento del gradino come da Rivendicazione 4, ma ottenuta variando il profilo laterale delle zampe per migliorare le fasi di aggancio del gradino e di sollevamento con rotolamento sulle zampe.
6. 6. Tecnica di supermanto di sconnessioni del terreno e/o ostacoli di forma diversa da quella del gradino ottenuta mediante il principio di funzionamento come da Rivendicazioni 4 e 5.
7. 7. Applicazione di robot mobile come da Rivendicazioni 1 , 2 e 3 e della relativa tecnica di superamento ostacoli come da Rivendicazioni 4, 5 e 6 per un qualsiasi compito orientato all’automazione di operazioni industriali o di servizio (a titolo esemplificativo e non limitativo: sorveglianza, ispezione, monitoraggio, intervento in zone pericolose per l’uomo).