RU183463U1 - Multi-Link Robot - Caterpillar - Google Patents
Multi-Link Robot - Caterpillar Download PDFInfo
- Publication number
- RU183463U1 RU183463U1 RU2018117593U RU2018117593U RU183463U1 RU 183463 U1 RU183463 U1 RU 183463U1 RU 2018117593 U RU2018117593 U RU 2018117593U RU 2018117593 U RU2018117593 U RU 2018117593U RU 183463 U1 RU183463 U1 RU 183463U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- link
- rotation
- links
- axis
- relative
- Prior art date
Links
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 2
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Многозвенный робот-гусеница предназначен для использования в качестве мобильного самоходного транспортного средства, в частности, для передвижения в различных условиях - грунтах, по плоским труднодоступным поверхностям, внутри труб с различными диаметрами и резкими изгибами. Одинаковые звенья устройства соединены между собой с возможностью углового перемещения относительно друг друга с помощью электропривода с электродвигателем, вал которого совмещен с осью вращения звена. Каждое из звеньев образовано двумя подвижными относительно друг друга секциями, имеющими общую ось вращения. Вал электродвигателя совмещен с общей осью вращения каждого звена. Последующее звено относительно предыдущего закреплено под углом 90° так, что оси вращения двух соседних звеньев оказываются ортогональными друг другу. Последнее по направлению движения устройства звено снабжено дополнительным основанием. Значительно расширяется сфера применения при упрощении конструкции вследствие отсутствия колесных движителей и снижении энергозатрат преодолением повышенного трения между поверхностью среды и движущимся устройством. A multi-link robot caterpillar is intended for use as a mobile self-propelled vehicle, in particular, for movement in various conditions - soils, on hard-to-reach flat surfaces, inside pipes with different diameters and sharp bends. The same links of the device are interconnected with the possibility of angular movement relative to each other using an electric drive with an electric motor, the shaft of which is combined with the axis of rotation of the link. Each of the links is formed by two sections movable relative to each other, having a common axis of rotation. The motor shaft is aligned with the common axis of rotation of each link. The next link relative to the previous one is fixed at an angle of 90 ° so that the axis of rotation of two adjacent links are orthogonal to each other. The last link in the direction of movement of the device is equipped with an additional base. The scope of application is expanding significantly while simplifying the design due to the absence of wheel propulsors and reducing energy consumption by overcoming increased friction between the surface of the medium and the moving device.
Description
Полезная модель относится к мобильным самоходным транспортным средствам и может быть использована для передвижения в различных условиях - грунтах, по плоскими труднодоступным поверхностям, внутри труб с различными диаметрами и резкими изгибами.The utility model relates to mobile self-propelled vehicles and can be used for movement in various conditions - soils, on flat hard-to-reach surfaces, inside pipes with different diameters and sharp bends.
Известен ползающий робот-змея, являющийся самоходным транспортным средством, содержащий три одинаковые звена, выполненные в виде плоских крестообразных пластин, соединенных при помощи двух сферических шарниров, и прикрепленные к звеньям при помощи сферических шарниров два линейных электропривода, представляющие собой реверсивные двигатели постоянного тока с реечной передачей (патент RU 67541, МПК B62D 53/00 (2006.01)).Known crawling robot snake, which is a self-propelled vehicle, containing three identical links made in the form of flat cruciform plates connected by two spherical joints, and attached to the links with spherical joints two linear electric drives, which are reversible DC motors with rack and pinion transfer (patent RU 67541, IPC B62D 53/00 (2006.01)).
Основными недостатками данного устройства являются сложность конструкции из-за введения линейных электроприводов, которые представляют собой два зависимых узла - двигатели и реечные передачи, сопровождающееся повышенными энергетическими затратами вследствие необходимости преодоления трения между поверхностью среды и перемещающимся роботом-змеей.The main disadvantages of this device are the design complexity due to the introduction of linear electric drives, which are two dependent units - motors and rack and pinion gears, accompanied by increased energy costs due to the need to overcome friction between the surface of the medium and the moving robot-snake.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является многозвенный робот-змея, являющийся самоходным транспортным средством, который содержит одинаковые звенья, шарнирно сочлененные между собой соединительными элементами с возможностью углового смещения относительно друг друга посредством электропривода с электродвигателем. Каждое звено выполнено в виде полого цилиндра, внутри которого жестко закреплены диск с прорезью. Внутри прорези каждого диска установлена ось. Соединительные элементы установлены на осях соседних звеньев. Вал электродвигателя совмещен с одной из осей вращения звена. Электропривод с электродвигателем, то есть привод перемещения соединительных элементов, осуществляет связь звеньев. Все звенья или некоторые из них снабжены колесными движителями (патент RU 130916 U1, МПК B60F 5/00 (2006.01)).The closest to the claimed technical solution according to the technical essence and the achieved result (prototype) is a multi-link robot snake, which is a self-propelled vehicle that contains the same links articulated between each other by connecting elements with the possibility of angular displacement relative to each other by means of an electric drive with an electric motor. Each link is made in the form of a hollow cylinder, inside of which a disk with a slot is rigidly fixed. An axis is mounted inside the slot of each disk. Connecting elements are installed on the axes of adjacent links. The motor shaft is combined with one of the axes of rotation of the link. An electric drive with an electric motor, that is, a drive for moving the connecting elements, communicates the links. All links or some of them are equipped with wheel propulsors (patent RU 130916 U1, IPC B60F 5/00 (2006.01)).
Основным недостатком вышеописанного устройства является узкая сфера применения вследствие отсутствия возможности его движения в трубах с малыми радиусами изгиба ввиду малого угла поворота звеньев относительно друг друга, что приводит к большому радиусу поворота всего транспортного средства, при повышенной сложности конструкции, связанной с использованием колесных движителей, и значительных энергозатратах, направленных на преодоление повышенного трения между поверхностью среды и движущимся роботом-змеей.The main disadvantage of the above device is the narrow scope due to the inability to move it in pipes with small bending radii due to the small angle of rotation of the links relative to each other, which leads to a large radius of rotation of the entire vehicle, with increased complexity of the design associated with the use of wheel propulsors, and significant energy costs aimed at overcoming increased friction between the surface of the medium and the moving robot snake.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, заключается в создании многозвенного робота-гусеницы с расширенной сферой применения при упрощении конструкции вследствие отсутствия колесных движителей и снижении энергозатрат преодолением повышенного трения между поверхностью среды и движущимся устройством.The technical problem that can be solved by implementing the utility model is the creation of a multi-link robot track with an expanded scope of application while simplifying the design due to the absence of wheel propulsion and reducing energy consumption by overcoming increased friction between the surface of the medium and the moving device.
Расширение сферы применения устройства обусловлено обеспечением возможности его движения в трубах с малыми радиусами изгиба ввиду увеличения угла поворота звеньев относительно друг друга, образованных подвижными относительно друг друга секциями каждого звена с общей осью вращения, что в свою очередь приводит к обеспечению малого радиуса поворота всего устройства.The expansion of the scope of the device is due to the possibility of its movement in pipes with small bending radii due to the increase in the angle of rotation of the links relative to each other, formed by moving relative to each other sections of each link with a common axis of rotation, which in turn leads to a small radius of rotation of the entire device.
Решение названной технической проблемы достигается тем, что в многозвенном роботе-гусенице, содержащем одинаковые звенья, соединенные между собой с возможностью углового перемещения относительно друг друга с помощью электропривода с электродвигателем, вал которого совмещен с осью вращения звена, согласно полезной модели каждое из звеньев образовано двумя подвижными относительно друг друга секциями, имеющими общую ось вращения. Вал электродвигателя совмещен с общей осью вращения каждого звена. Последующее звено относительно предыдущего закреплено под углом 90° так, что оси вращения двух соседних звеньев оказываются ортогональными друг другу. Последнее по направлению движения устройства звено снабжено дополнительным основанием.The solution to this technical problem is achieved by the fact that in a multi-link robot caterpillar containing identical links connected to each other with the possibility of angular movement relative to each other using an electric drive with an electric motor, the shaft of which is aligned with the axis of rotation of the link, according to the utility model, each of the links is formed by two sections movable relative to each other, having a common axis of rotation. The motor shaft is aligned with the common axis of rotation of each link. The next link relative to the previous one is fixed at an angle of 90 ° so that the axis of rotation of two adjacent links are orthogonal to each other. The last link in the direction of movement of the device is equipped with an additional base.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено звено многозвенного робота-гусеницы, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 показан многозвенный робот-гусеница, содержащий три звена; на фиг. 4 схематично показан поворот по часовой стрелке первой секции первого звена в исходном положении устройства; на фиг. 5 - поворот второй секции по часовой стрелке третьего звена по ходу движения устройства; на фиг. 6 - поворот первой секции против часовой стрелки первого звена по ходу движения устройства; на фиг. 7 - одновременный поворот первой секции первого звена против часовой стрелки и поворот второй секции против часовой стрелки третьего звена по ходу движения устройства; на фиг. 8 - возврат звеньев в исходное положение устройства в соответствии с фиг. 4; на фиг. 9 - поворот первого звена относительно второго на угол α относительно прямолинейного движения.The proposed utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a link of a multi-link robot caterpillar, side view; in FIG. 2 - the same, top view; in FIG. 3 shows a multi-link robot track containing three links; in FIG. 4 schematically shows a clockwise rotation of the first section of the first link in the initial position of the device; in FIG. 5 - rotation of the second section clockwise of the third link in the direction of movement of the device; in FIG. 6 - rotation of the first section counterclockwise of the first link in the direction of travel of the device; in FIG. 7 - simultaneous rotation of the first section of the first link counterclockwise and the rotation of the second section counterclockwise of the third link in the direction of travel of the device; in FIG. 8 - links return to the initial position of the device in accordance with FIG. four; in FIG. 9 - rotation of the first link relative to the second by an angle α relative to rectilinear motion.
Кроме этого, на чертеже дополнительно приведено следующее:In addition, the drawing additionally shows the following:
дополнительные буквенные обозначения звеньев, а именно звено 1, звено 2, звено 3;additional letter designations of links, namely
дополнительные буквенные обозначения секций, а именно, сек 1, сек 2;additional lettering of sections, namely,
О - общая ось вращения секций в звене;O - the general axis of rotation of the sections in the link;
Т - точка секции звена с высоким коэффициентом трения;T is the point of the section of the link with a high coefficient of friction;
горизонтальная линия со стрелкой и буквой Д, показывающая направление движения;horizontal line with an arrow and the letter D, showing the direction of movement;
круговые линии со стрелками, показывающие направления поворота секций, образующих звенья.circular lines with arrows showing the direction of rotation of the sections forming the links.
Многозвенный робот-гусеница, представленный в трехзвенном исполнении, содержит одинаковые звенья 1 (звено 1), 2 (звено 2), 3 (звено 3), соединенные между собой с возможностью углового перемещения относительно друг друга. Три звена являются тем минимальным количеством звеньев, которые обеспечивают движение устройства.A multi-link robot caterpillar, presented in a three-link design, contains the same links 1 (link 1), 2 (link 2), 3 (link 3), interconnected with the possibility of angular movement relative to each other. Three links are the minimum number of links that provide movement of the device.
Каждое звено многозвенного робота-гусеницы образовано двумя подвижными относительно друг друга первой секцией 4 (сек 1) и второй секцией 5 (сек 2), имеющими общую ось вращения 6 (О) относительно друг друга в звене.Each link of a multi-link robot caterpillar is formed by two first section 4 (sec 1) and second section 5 (sec 2) movable relative to each other, having a common axis of rotation 6 (O) relative to each other in the link.
Первая секция 4 (сек 1) содержит основание 7 и ребра 8, 9, 10, связанные с основанием 7. Вторая секция 5 (сек 2) содержит вертлюг 11, ребро 12, соединенное с основанием 13, электропривод с электродвигателем, в качестве которого использован сервомотор 14, снабженный держателем 15, ребра 16 и 17, связанные с основанием 13. Электропривод с электродвигателем предназначены для обеспечения возможности углового перемещения звеньев 1 (звено 1), 2 (звено 2), 3 (звено 3) относительно друг друга. Вал (на чертеже не показан) сервомотора 14 совмещен с осью вращения 6 (О) каждого звена (фиг. 1, 2).The first section 4 (sec 1) contains a
Основание 13 звена 1 прикреплено к основанию 7 звена 2 болтами 18. При этом звено 2, последующее относительно звена 1, повернуто в пространстве на угол 90° относительно звена 1. Таким образом, оси вращения 6 (О) двух соседних звеньев 1 и 2 оказываются ортогональными друг другу. Так ось 6 (О) звена 1 расположена ортогонально оси 6 (О) звена 2.The
Основание 13 звена 2 прикреплено к основанию 7 звена 3 болтами 19. При этом звено 3, последующее относительно звена 2, повернуто в пространстве на угол 90° относительно звена 2. Таким образом, оси вращения 6 (О) соседних двух звеньев 2 и 3 оказываются ортогональными друг другу. Так ось 6 (О) звена 3 расположена ортогонально оси 6 (О) звена 2.The
В состав звена 3 как последнего звена в трехзвенном исполнении устройства входят не только первая секция 4 (сек 1) и секция 5 (сек 2), но и обязательное дополнительное основание 7, последнее по направлению движения устройства, которое прикреплено к основанию 13 болтами 20 (фиг. 3).
Первая секция 4 (сек 1) и вторая секция 5 (сек 2), показанные на фиг. 1 и фиг. 2, выполнены подвижными относительно друг друга за счет привода - вертлюга 11, который жестко связи с секцией 4 посредством ребра 8 и валом сервомотора 14, закрепленного в секции 5 посредством держателя 15.The first section 4 (sec 1) and the second section 5 (sec 2) shown in FIG. 1 and FIG. 2 are made movable relative to each other due to the drive -
Движение многозвенного робота-гусеницы осуществляется следующим образом. Вначале первая секция 4 (сек 1) звена 1 вращается сервомотором 14 по часовой стрелке вокруг оси 6 (О). Звено 2 и звено 3 остаются в покое (фиг. 4). Далее вторая секция 5 (сек 2) звена 3 вращается также по часовой стрелке и поднимает звено 2 (фиг. 5). Перемещение робота-гусеницы при этом не происходит, потому что в точке Т звена 1 обеспечен высокий коэффициент трения. Далее осуществляется поворот первой секции 4 (сек 1) звена 1 против часовой стрелки с помощью сервомотора 14, звено 2 приподнимается (фиг. 6). Затем, с задержкой во времени, происходит вращение второй секции 5 (сек 2) звена 3 против часовой стрелки. За счет одновременного вращения этих секций происходит движение робота-гусеницы в направлении стрелки «Д» (фиг. 7). Движение в приподнятом состоянии исключает трение звеньев о поверхность, что снижает энергозатраты. Далее первая секция 4 (сек 1) звена 1 возвращается в исходное положение (фиг. 8). С задержкой в 2 мс возвращается в исходное положение вторая секция 5 (сек 2) звена 3. Задержка обеспечивает возврат первой секции 4 (сек 1) звена 1 без смещения назад за счет высокого коэффициента трения в точке Т (фиг. 7).The movement of a multi-link robot caterpillar is as follows. Initially, the first section 4 (sec 1) of
Такая работа секций обеспечивает прямолинейное движение робота. Поворот робота-гусеницы от прямолинейного движения осуществляется сервоприводом 14 за счет поворота первой секции 4 (сек 1) звена 2 вокруг оси 6 (О) (фиг. 9). Максимальный угол α поворота звеньев составляет: α=90°.This work of sections provides a rectilinear movement of the robot. The rotation of the robot caterpillar from the rectilinear movement is carried out by the
Экономичная за счет низких энергозатрат конструкция предлагаемой полезной модели позволяет осуществить передвижение в различных условиях, преимущественно труднодоступных, без одновременного использования дополнительных колесных движителей.The design of the proposed utility model, which is economical due to low energy consumption, makes it possible to carry out movement under various conditions, mainly inaccessible, without the simultaneous use of additional wheel propulsors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117593U RU183463U1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Multi-Link Robot - Caterpillar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117593U RU183463U1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Multi-Link Robot - Caterpillar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU183463U1 true RU183463U1 (en) | 2018-09-24 |
Family
ID=63671290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117593U RU183463U1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Multi-Link Robot - Caterpillar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU183463U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU69714A1 (en) * | 1944-06-19 | 1946-11-30 | А.Н. Мальков | Propulsion for land vehicles |
RU67541U1 (en) * | 2007-05-08 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Crawling Robot Snake |
DE102011105200A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Leg-based robot for use as multi-legged mobility system, has two legs, where each leg is provided with hinge with pivotable hinge element that is driven by drive unit to generate pivoting movement, while drive unit has two driving devices |
RU133496U1 (en) * | 2013-04-16 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | IN-TRAFFIC VEHICLE |
-
2018
- 2018-05-11 RU RU2018117593U patent/RU183463U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU69714A1 (en) * | 1944-06-19 | 1946-11-30 | А.Н. Мальков | Propulsion for land vehicles |
RU67541U1 (en) * | 2007-05-08 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Crawling Robot Snake |
DE102011105200A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Leg-based robot for use as multi-legged mobility system, has two legs, where each leg is provided with hinge with pivotable hinge element that is driven by drive unit to generate pivoting movement, while drive unit has two driving devices |
RU133496U1 (en) * | 2013-04-16 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | IN-TRAFFIC VEHICLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2811977T3 (en) | Underwater manipulator arm robot | |
CN201042980Y (en) | Castor floating structure for wheeled mobile welding robot | |
CN105501422A (en) | All deflection propeller vector boost mechanism and underwater navigation vehicle | |
CN107813305B (en) | Snakelike bionic robot based on flexible telescopic joint | |
CN111922774A (en) | Secondary mechanical arm and mechanical arm for multi-station machining | |
WO2022194148A1 (en) | Bionic fish propelling device and control method therefor | |
CN206278170U (en) | A kind of snakelike creepage robot for rolling | |
CN104149953A (en) | Machine jellyfish driven by embedded type cylindrical motor | |
RU183463U1 (en) | Multi-Link Robot - Caterpillar | |
CN107932482B (en) | Five-freedom-degree parallel mechanism capable of realizing three-dimensional rotation and two-dimensional movement | |
CN109531558B (en) | Single-power mobile five-rod robot | |
Romanov et al. | SABER: Modular reconfigurable robot for industrial applications | |
CN108927817A (en) | The flat folder indirect self-adaptive robot finger apparatus of brace double-slider straight line | |
Han et al. | Analysis of in-pipe inspection robot structure design | |
Mateos | Bionic sea urchin robot with foldable telescopic actuator | |
JP2008097349A (en) | Omnidirectional moving mechanism | |
CN112325051B (en) | Pipeline robot | |
CN113370256A (en) | Mechanical dexterous hand and robot | |
CN105598996A (en) | Novel under-actuated robot wrist device based on nonholonomic constraint | |
CN218818924U (en) | Worm type pipeline detection robot | |
RU67541U1 (en) | Crawling Robot Snake | |
CN113977563A (en) | Under-actuated plane snakelike mechanical arm | |
CN112276922A (en) | Modular snake-shaped robot arm based on 3RRS parallel mechanism | |
CN211544955U (en) | Six sufficient material transportation device | |
CN103640863A (en) | Built-in driving mechanism for tracks |