RU154708U1 - Мобильный микроробот - Google Patents
Мобильный микроробот Download PDFInfo
- Publication number
- RU154708U1 RU154708U1 RU2015102480/02U RU2015102480U RU154708U1 RU 154708 U1 RU154708 U1 RU 154708U1 RU 2015102480/02 U RU2015102480/02 U RU 2015102480/02U RU 2015102480 U RU2015102480 U RU 2015102480U RU 154708 U1 RU154708 U1 RU 154708U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- mobile
- bending element
- micromechanical actuator
- micromechanical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
1. Мобильный микроробот, содержащий подвижную платформу со средством ее перемещения и средства управления движением платформы, отличающийся тем, что средство перемещения платформы выполнено в виде изгибающихся в направлении поверхности перемещения под внешним воздействием элементов в количестве не менее 16, закрепленных с нижней стороны платформы и расположенных как минимум по 4 в каждом ряду, при этом два ряда параллельны друг другу, а другие два ряда им ортогональны.2. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде биморфных микромеханических актюаторов.3. Мобильный микроробот по п. 2, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде теплового микромеханического актюатора.4. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде микромеханического актюатора из материалов с обратимым эффектом памяти формы.5. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде пленочного пьезоэлектрического микромеханического актюатора.6. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде биметаллического микромеханического актюатора.
Description
Полезная модель относится к робототехнике, а именно к мобильным роботам, и предназначена для осуществления работ в экстремальных ситуациях, преимущественно в условиях открытого космоса.
Известна малогабаритная транспортная платформа для мобильного робота, предназначенная для выполнения функций передвижения и транспортировки полезного груза мобильным роботом в условиях, требующих преодоления значительных препятствий, соизмеримых с собственными размерами (RU 123753 U1 [1]).
Транспортная платформа содержит корпус, ходовую часть на основе шестигусеничного движителя изменяемой геометрии. Движитель образован левой и правой основными гусеницами, вместе с основными шкивами и направляющими, и четырьмя дополнительными гусеницами с дополнительными шкивами и направляющими. Гусеницы имеют электромеханические приводы движения и электромеханические приводы изменения геометрии движителя.
Недостатками известного устройства являются его значительные массо-габаритные характеристики и сложная кинематическая схема, что затрудняет его использование в условиях космического пространства.
Известна мобильная платформа для роботов, имеющая колесный движитель (RU 2307760 [2]). Мобильная платформа содержит два независимо управляемых колеса и опорные самоориентирующиеся колеса. Кроме того, она снабжена расположенными с возможностью выдвижения на продольных рычагах планетарно-колесными механизмами. Каждый такой механизм представляет собой равномерно расположенными по окружности ролики, кинематически связанные между собой и с поворотной ступицей. В результате расширяются функциональные возможности мобильной платформы, однако она обладает значительными массогабаритными характеристиками и сложной кинематической схемой, что затрудняет ее использование в условиях космического пространства.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является мобильный пьезоэлектрический робот (RU 2164362 [3]). Мобильный пьезоэлектрический робот содержит подвижную платформу, пьезоэлектрические преобразователи, расположенные в вершинах равностороннего треугольника. Система микроманипулирования содержит шаровую основу, постоянный магнит, пьезоэлектрические преобразователи, образующие декартову систему координат. Привод платформы представляет собой пьезокерамический трубчатый элемент с напыленными одним внутренним и четырьмя внешними симметрично расположенными электродами. Один конец пьезокерамического трубчатого элемента присоединен к втулке с проточенными пазами, в которые уложены провода. К другому свободному концу пьезокерамического трубчатого элемента приклеен рубиновый шарик. Пьезоэлектрические преобразователи системы микроманипулирования выполнены с напыленными одним внутренним и двумя внешними симметрично расположенными электродами и образуют декартову систему координат.
Недостатком известного устройства является то, что оно может двигаться только по плоской поверхности, сложность и низкая надежность конструкции, связанная с наличием движущихся с трением деталей.
Заявляемый в качестве полезной модели мобильный робот направлен на снижение его массы, осуществление возможности перемещения по неровным и криволинейным поверхностям, и обеспечение возможности использования при осуществлении напланетных миссий.
Указанный результат достигается тем, что мобильный микроробот содержит подвижную платформу со средством ее перемещения, и средства управления движением платформы, при этом средство перемещения платформы выполнено в виде изгибающихся в направлении поверхности перемещения под внешним воздействием элементов в количестве не менее 16, закрепленных с нижней стороны платформы и расположенных как минимум по 4 в каждом ряду, при этом два ряда параллельны друг другу, а другие два ряда им ортогональны.
Указанный результат достигается также тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде биморфных микромеханических актюаторов.
Указанный результат достигается также тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде теплового микромеханического актюатора.
Указанный результат достигается также тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде микромеханического актюатора из материалов с обратимым эффектом памяти формы.
Указанный результат достигается также тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде пленочного пьезоэлектрического микромеханического актюатора.
Указанный результат достигается также тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде микромеханического актюатора из биметаллических элементов.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются:
- выполнение средства перемещения платформы в виде изгибающихся в направлении поверхности перемещения под внешним воздействием элементов в количестве не менее 16, закрепленных с нижней стороны платформы и расположенных как минимум по 4 в каждом ряду, при этом два ряда параллельны друг другу, а другие два ряда им ортогональны
- выполнение каждого изгибающегося элемента в виде микромеханических актюаторов из биморфных элементов;
- выполнение каждого изгибающегося элемента в виде теплового микромеханического актюатора;
- выполнение каждого изгибающегося элемента в виде микромеханического актюатора из материалов с обратимым эффектом памяти формы;
- выполнение каждого изгибающегося элемента в виде пленочного пьезоэлектрического микромеханического актюатора;
- выполнение каждого изгибающегося элемента в виде микромеханического актюатора из биметаллических элементов.
Выполнение средства перемещения платформы в виде изгибающихся в направлении поверхности перемещения под внешним воздействием элементов в количестве не менее 16, закрепленных с нижней стороны платформы и расположенных как минимум по 4 в каждом ряду, при этом два ряда параллельны друг другу, а другие два ряда им ортогональны позволяет при минимальном количестве объектов управления (изгибающихся элементов) обеспечить устойчивость платформы при их деформации.
В частных случаях реализации в зависимости от решаемых роботом задач число деформируемых (изгибающихся) элементов, прикрепляемых с нижней стороны платформы, может быть увеличено до необходимого количества.
В частных случаях реализации возможно выполнение каждого изгибающегося (деформируемого) элемента в виде микромеханических актюаторов из биморфов, т.е. составленных из двух элементов, один из которых под внешним воздействием будет расширяться, а другой - сжиматься, что приводит к изгибу такого элемента. Соответственно, в зависимости от поставленных задач и наличия соответствующих комплектующих, возможно использование различных биморфов - тепловых (например, микромеханических актюаторов, известных из RU 2448896 [5] или биметаллических, известных из RU 2417878).), на основе материалов с обратимым эффектом памяти формы (RU 2259914, 2367573), пьезоэлектрических (RU 2175601).
Использование перечисленных актюаторов позволяет существенно снизить вес и размеры мобильного робота при работе в условиях открытого космоса и осуществлении напланетных миссий.
Сущность заявляемого мобильного робота поясняется примером реализации и чертежами, на которых представлена принципиальная схема робота и циклограмма его перемещения.
На фиг. 1 представлена схематично принципиальная схема мобильного робота с минимальным количеством деформируемых элементов в проекции вида снизу со стороны поверхности перемещения. На фиг. 2 представлена циклограмма, поясняющая последовательность перемещения мобильного робота (вид сбоку).
Мобильный робот содержит платформу 1, к которой прикреплено не менее 16 деформируемых в направлении поверхности перемещения под внешним воздействием элементов 2, закрепленных с нижней стороны платформы и расположенных как минимум в двух параллельных рядах, и опирающихся свободными концами на поверхность перемещения 3. Мобильный робот содержит блок управления (на чертежах на показан), который может быть встроенным в устройство или быть выполнен в виде персонального компьютера, снабженного соответствующим программным обеспечением, позволяющим подавать сигналы управления на отдельные деформируемые элементы, необходимые для обеспечения движения робота в соответствующих направлениях. При этом, учитывая возможное расположение деформируемых элементов в ортогональных друг другу рядах, общее минимальное количество деформируемых элементов становится равным 16 и устройство может обеспечивать движение не только в двух ортогональных направлениях, но и в любых произвольных, в зависимости от количества «шагов», совершаемых деформируемыми элементами, находящимися в ортогональных друг другу рядах.
Устройство функционирует следующим образом. В зависимости от выбранного направления движения на каждый деформируемый элемент 2 подается соответствующее внешнее воздействие (тепловое, электрическое), которое в зависимости от типа деформируемого элемента приводит к его изгибной деформации относительно продольной оси в том или ином направлении. В результате этого, как показано на фиг. 2, платформа будет смещаться относительно поверхности перемещения 3.
Claims (6)
1. Мобильный микроробот, содержащий подвижную платформу со средством ее перемещения и средства управления движением платформы, отличающийся тем, что средство перемещения платформы выполнено в виде изгибающихся в направлении поверхности перемещения под внешним воздействием элементов в количестве не менее 16, закрепленных с нижней стороны платформы и расположенных как минимум по 4 в каждом ряду, при этом два ряда параллельны друг другу, а другие два ряда им ортогональны.
2. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде биморфных микромеханических актюаторов.
3. Мобильный микроробот по п. 2, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде теплового микромеханического актюатора.
4. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде микромеханического актюатора из материалов с обратимым эффектом памяти формы.
5. Мобильный микроробот по п. 1, отличающийся тем, что каждый изгибающийся элемент выполнен в виде пленочного пьезоэлектрического микромеханического актюатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015102480/02U RU154708U1 (ru) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Мобильный микроробот |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015102480/02U RU154708U1 (ru) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Мобильный микроробот |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU154708U1 true RU154708U1 (ru) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015102480/02U RU154708U1 (ru) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Мобильный микроробот |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU154708U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690258C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-05-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Внутритрубный упругий микроробот с управляемой пьезоактюатором формой |
RU202828U1 (ru) * | 2020-10-26 | 2021-03-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Тросовый робот вертикального перемещения |
-
2015
- 2015-01-27 RU RU2015102480/02U patent/RU154708U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690258C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-05-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Внутритрубный упругий микроробот с управляемой пьезоактюатором формой |
RU202828U1 (ru) * | 2020-10-26 | 2021-03-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Тросовый робот вертикального перемещения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11377162B2 (en) | Soft biomimetic legged robot | |
Drotman et al. | 3D printed soft actuators for a legged robot capable of navigating unstructured terrain | |
US5136201A (en) | Piezoelectric robotic articulation | |
Zhakypov et al. | The design and control of the multi-modal locomotion origami robot, Tribot | |
US9242370B2 (en) | Miniature robot having multiple legs using piezo legs having two degrees of freedom | |
CN108818495B (zh) | 基于压电驱动的柔性机器人及其控制方法 | |
KR20110139839A (ko) | 형상기억합금 구동 방식의 소형 점핑 이동로봇 | |
JP2019516565A (ja) | 移動可能ロボット | |
WO2020112947A1 (en) | Electrostatic-actuator-based, tunable, soft robots | |
RU154708U1 (ru) | Мобильный микроробот | |
US10967524B1 (en) | System and method for conversion of rotational motion into linear actuation by mechanical stacking or unstacking of connected links | |
US8256321B2 (en) | Flexible actuator and joint-driving unit using the same | |
CN108621197B (zh) | 一种用于绳驱动机器人的变刚度控制装置 | |
JP4854016B2 (ja) | 全方向移動機構 | |
Shin et al. | Micro mobile robots using electromagnetic oscillatory actuator | |
JP2569277B2 (ja) | 空間3自由度の駆動装置 | |
Doroftei et al. | Application of Ni-Ti shape memory alloy actuators in a walking micro-robot | |
RU2699209C1 (ru) | Шагающий инсектоморфный мобильный микроробот | |
Sohn et al. | Various robots made from piezoelectric materials and electroactive polymers: a review | |
US8662764B2 (en) | Camera positioning mechanism using an antagonistic pair of compliant contractile actuators | |
JP2023500382A (ja) | ロボット用の3つの自由度を有する関節体及び対応する制御方法 | |
Yamada et al. | Kinematics and statics of robotic catapults based on the closed elastica | |
US11794334B2 (en) | Reconfigurable, adaptable robotic structures | |
Farahani et al. | Dynamics model and control of underwater fish-like micro mobile robot with PZT actuator | |
Rouse et al. | Development of Single Piece Designed Compliant Locomotive Mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200128 |