RU133497U1

RU133497U1 - AUTONOMOUS VIBROWORK WITH RETURN-ACCESSIBLE MOVING INTERNAL MASS

Info

Publication number: RU133497U1
Application number: RU2013124550/11U
Authority: RU
Inventors: Петр Анатольевич Безмен; Сергей Федорович Яцун
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2013-10-20

Abstract

Автономный виброробот с возвратно-поступательно движущейся внутренней массой, состоящий из электропривода для управления движением подвижной массой и самой подвижной массы, перемещающейся в горизонтальной плоскости, установленных на круглую вращающуюся относительно основания виброробота платформу, приводимую во вращение приводом вращающейся платформы, отличающийся тем, что подвижной массой является аккумуляторная батарея для питания электроприводов и схем управления вибророботом, включающих в свой состав радиомодуль для дистанционного управления вибророботом, что обеспечивает автономную работу виброробота, притом для осуществления вращения вращающейся платформы относительно круглого основания виброробота используется привод вращающейся платформы с ременной передачей, ремень клиновидного сечения которой передает крутящий момент с ведущего шкива привода вращающейся платформы непосредственно на вращающуюся платформу.An autonomous vibro-robot with a reciprocating moving internal mass, consisting of an electric drive for controlling the movement of the moving mass and the moving mass itself, moving in a horizontal plane, mounted on a circular platform rotating relative to the base of the vibro-robot, driven by a rotating platform drive, characterized in that the moving mass is a rechargeable battery for powering electric drives and vibration control circuits, including a radio module for remote control ion control of the vibro-robot, which ensures autonomous operation of the vibro-robot, moreover, a rotary platform drive with a belt drive is used to rotate the rotating platform relative to the circular base of the vibro-robot, the wedge-shaped section of which transmits torque from the drive drive pulley of the rotating platform directly to the rotating platform.

Description

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам.The utility model relates to self-propelled vehicles.

Известно транспортное средство (патент РФ №87685 U1 МПК B62D 57/00, 2009 г.), содержащее движитель в виде электропривода, инерционный элемент. Электропривод транспортного средства представляет собой реверсивный двигатель постоянного тока с реечной передачей, преобразующей угловое перемещение вала реверсивного двигателя постоянного тока в линейное поступательное движение свободно закрепленного на конце рейки инерционного элемента, представляющего собой металлический цилиндр с возможностью свободного качения по плоской поверхности. Рейка и вал-шестерня реверсивного двигателя постоянного тока образуют реечную передачу электропривода. Регулирование угловой скорости вала-шестерни реверсивного двигателя постоянного тока, а также возможность реверсивного вращения вала-шестерни позволяет изменять значение линейного перемещения свободно закрепленного инерционного элемента транспортного средства относительно его корпуса с заданной скоростью. Все элементы конструкции транспортного средства установлены таким образом, чтобы обеспечить симметричное распределение их общей массы относительно продольной оси корпуса транспортного средства. При этом масса инерционного элемента должна быть больше массы остальной части конструкции транспортного средства. Шаговый двигатель, как устройство поворота инерционного элемента относительно продольной оси корпуса транспортного средства для задания направления движения конструкции транспортного средства по плоской поверхности, и установка электромагнита на магнитную платформу-корпус транспортного средства для фиксации на магнитной поверхности, позволяют транспортному средству двигаться в любом заданном направлении по магнитной плоской поверхности с возможностью надежной фиксации в необходимом положении.A vehicle is known (RF patent No. 87685 U1 IPC B62D 57/00, 2009), containing a propulsion device in the form of an electric drive, an inertial element. The vehicle’s electric drive is a reversible DC motor with rack and pinion transmission, which converts the angular movement of the shaft of the reversible DC motor into linear translational motion of an inertial element freely mounted on the end of the rail, which is a metal cylinder with the possibility of free rolling on a flat surface. The rack and pinion shaft of a reversible DC motor form a rack and pinion transmission of an electric drive. Adjusting the angular velocity of the gear shaft of the reversible DC motor, as well as the possibility of reversing the rotation of the gear shaft, allows you to change the linear displacement of the freely fixed inertial element of the vehicle relative to its body at a given speed. All structural elements of the vehicle are installed in such a way as to ensure a symmetric distribution of their total mass relative to the longitudinal axis of the vehicle body. The mass of the inertial element must be greater than the mass of the rest of the vehicle structure. A stepper motor, as a device for rotating the inertial element relative to the longitudinal axis of the vehicle body to set the direction of movement of the vehicle structure on a flat surface, and installing an electromagnet on a magnetic platform-vehicle body for fixing on a magnetic surface, allow the vehicle to move in any given direction magnetic flat surface with the possibility of reliable fixation in the required position.

Недостатком данного транспортного средства является неавтономность его работы, что требует использования внешнего источника питания электропривода инерционного элемента транспортного средства и проводной связи источника питания с транспортным средством.The disadvantage of this vehicle is the autonomy of its operation, which requires the use of an external power source for the electric drive of the inertial element of the vehicle and wired communication between the power source and the vehicle.

Задача полезной модели: усовершенствование транспортного средства с целью обеспечения автономной работы, благодаря использованию в качестве инерционного элемента аккумуляторной батареи для питания электроприводов и схем управления транспортным средством, включающим радиомодуль для дистанционного управления транспортным средством.The objective of the utility model is the improvement of the vehicle in order to ensure autonomous operation, due to the use of a rechargeable battery as an inertia element for powering electric drives and vehicle control circuits, including a radio module for remote control of a vehicle.

На фиг.1 изображен вид сбоку транспортного средства без кожуха. На фиг.2 представлен вид сверху транспортного средства без кожуха. На фиг.3 изображен внешний вид транспортного средства. На фиг.4-5 представлены временные диаграммы подачи управляющего напряжения на привод подвижной массы транспортного средства для обеспечения одного цикла движения транспортного средства вперед и назад соответственно.Figure 1 shows a side view of a vehicle without a casing. Figure 2 presents a top view of a vehicle without a casing. Figure 3 shows the appearance of the vehicle. Figure 4-5 shows the timing diagram of the supply of control voltage to the drive of the moving mass of the vehicle to ensure one cycle of movement of the vehicle forward and backward, respectively.

Задача решается тем, что транспортное средство (фиг.1, 2, 3) содержит круглое основание 1, вращающуюся платформу 2, крепление 3 привода вращающейся платформы, кронштейны крепления 4 привода подвижной массы, направляющие 5 движения подвижной массы, драйверную схему управления приводами и радиомодуль для дистанционного управления транспортным средством в едином блоке 6, платформу 7 подвижной массы с роликовыми подшипниками линейного перемещения, ведущий шкив 8, привод 9 вращающейся платформы, ремень 10 клиновидного сечения, привод 11 подвижной массы, подвижную массу - аккумуляторную батарею 12, радиально-упорный роликовый конический подшипник 13, кожух 14.The problem is solved in that the vehicle (Figs. 1, 2, 3) contains a round base 1, a rotating platform 2, a mounting 3 of a rotating platform drive, mounting brackets 4 of a moving mass drive, 5 moving guides of moving mass, a driver drive control circuit and a radio module for remote control of a vehicle in a single unit 6, a movable mass platform 7 with linear roller bearings, a drive pulley 8, a rotary platform drive 9, a wedge-shaped section 10, a movable gear drive 11 ss, the moving mass is the storage battery 12, the angular contact roller conic bearing 13, the casing 14.

На круглое основание 1 крепится кожух 14, имеющий форму цилиндра (фиг.3) и закрывающий конструкцию транспортного средства.On the round base 1 is attached a casing 14 having the shape of a cylinder (figure 3) and covering the vehicle structure.

Аккумуляторная батарея 12, блок схем управления 6 транспортным средством и привод 9 вращающейся платформы соединены между собой пружинными проводами.The battery 12, the block of control circuits 6 of the vehicle and the drive 9 of the rotating platform are interconnected by spring wires.

Транспортное средство работает следующим образом.The vehicle operates as follows.

При подаче напряжения на привод 11 подвижной массы его рейка реечной передачи изменяет положение закрепленной на ней подвижной массы - аккумуляторной батареи 12 относительно вращающейся платформы 2. Для хода рейки привода 11 подвижной массы в обратную сторону напряжение, поступающее на привод 11, меняет полярность. Привод 9 вращающейся платформы с помощью ремня 10 осуществляет поворот платформы 2 относительно круглого основания 1 на требуемый для разворота подвижной массы 12 угол. Таким образом, с помощью ременной передачи достигается возможность задать любое необходимое направление для движения транспортного средства.When voltage is applied to the drive 11 of the moving mass, its rack-and-pinion rail changes the position of the moving mass fixed on it — the battery 12 relative to the rotating platform 2. For the rail of the drive 11 of the moving mass to move in the opposite direction, the voltage supplied to the drive 11 changes the polarity. The drive 9 of the rotating platform using the belt 10 rotates the platform 2 relative to the circular base 1 at the angle required for the rotation of the moving mass 12. Thus, with the help of a belt drive, it is possible to set any necessary direction for the movement of the vehicle.

Наличие в конструкции транспортного средства электронных схем радиоуправления и аккумулятора позволяет роботу работать автономно.The presence in the vehicle structure of electronic radio control circuits and a battery allows the robot to work autonomously.

Для обеспечения одного цикла движения транспортного средства вперед (фиг.4) вначале происходит подача инверсного напряжения U_упр1 (соответствующего направлению движения подвижной массы 12 в сторону, обратную необходимому направлению ее движения) на привод 11 подвижной массы за промежуток времени T₁, затем - подача положительного напряжения U_упр2 (соответствующего требуемому направлению движения подвижной массы 12) на привод 11 подвижной массы за промежуток времени T₂.To ensure one cycle of the vehicle moving forward (Fig. 4), the inverse voltage U _cfr1 (corresponding to the direction of movement of the moving mass 12 in the direction opposite to the necessary direction of its movement) is first applied to the drive 11 of the moving mass for a period of time T ₁ , then positive voltage U _CPR2 (corresponding to the desired direction of movement of the rolling mass 12) to the drive 11 of the rolling mass for a period of time T ₂ .

Для обеспечения одного цикла движения транспортного средства назад (фиг.5) полярность управляющего напряжения U_упр меняется, промежутки времени T₁, T₂ остаются постоянными.To ensure one cycle of the vehicle moving backward (FIG. 5), the polarity of the control voltage _Ucont changes, the time intervals T ₁ , T ₂ remain constant.

При этом значения времени T₁≠T₂ и абсолютные значения управляющих напряжений

. Если рассматривать площади фигур S₁ и S₂, образованных отрезком T₁ и уровнем управляющего напряжения

, и отрезком T₂ и уровнем управляющего напряжения

соответственно (фиг.4, 5), то для минимизации реверсивного (в сторону, противоположную требуемому движению) смещения транспортного средства при движении в выбранном направлении является важным, чтобы площади S₁ и S₂ были равны при условии, что: T₁≠T₂, и абсолютные значения управляющих напряжений

. Значение T₁ должно быть больше T₂, величины T₁ и T₂ определяются экспериментальным путем.In this case, the time values T ₁ ≠ T ₂ and the absolute values of the control voltages

. If we consider the area of the figures S ₁ and S ₂ formed by the segment T ₁ and the level of control voltage

, and the segment T ₂ and the level of control voltage

respectively (FIGS. 4, 5), in order to minimize the reverse (in the direction opposite to the desired movement) displacement of the vehicle when driving in the selected direction, it is important that the areas S ₁ and S ₂ are equal, provided that: T ₁ ≠ T ₂ , and absolute values of control voltages

. The value of T ₁ must be greater than T ₂ , the values of T ₁ and T _{2 are} determined experimentally.

При последовательном многократном повторении цикла подачи управляющего напряжения питания U_упр на привод 11 подвижной массы возникает возвратно-поступательное ассиметричное движение подвижной массы 12, что, в свою очередь, позволяет транспортному средству устойчиво двигаться по плоской поверхности.With successive repeated repetition of the supply cycle of the control supply voltage U _control to the drive 11 of the moving mass, a reciprocating asymmetric movement of the moving mass 12 occurs, which, in turn, allows the vehicle to move stably on a flat surface.

Использование автономного виброробота с возвратно-поступательно движущейся внутренней массой в качестве транспортного средства позволит транспортировать полезный груз по твердым шероховатым поверхностям с помощью дистанционного радиоуправления вибророботом.The use of an autonomous vibro-robot with a reciprocating moving internal mass as a vehicle will allow transporting the payload on hard rough surfaces using remote radio-control of the vibro-robot.

Claims

An autonomous vibro-robot with a reciprocating moving internal mass, consisting of an electric drive for controlling the movement of the moving mass and the moving mass itself, moving in a horizontal plane, mounted on a circular platform rotating relative to the base of the vibro-robot, driven by a rotating platform drive, characterized in that the moving mass is a rechargeable battery for powering electric drives and vibration control circuits, including a radio module for remote control Ion control of the vibro-robot, which ensures autonomous operation of the vibro-robot, moreover, a rotary platform drive with a belt drive is used to rotate the rotating platform relative to the circular base of the vibro-robot, the wedge-shaped section of which transmits torque from the drive pulley of the rotating platform directly to the rotating platform.