RU192098U1

RU192098U1 - Underwater bionic robot

Info

Publication number: RU192098U1
Application number: RU2019114715U
Authority: RU
Inventors: Сергей Федорович Яцун; Борис Владимирович Лушников; Владимир Яковлевич Мищенко; Алексей Алексеевич Барыбин
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2019-09-03

Abstract

Использование: самоходные подводные транспортные средства.Задача: повышение управляемости аппарата.Сущность: устройство содержит корпус 1, на котором установлен мотор-редуктор 2, кинематически связанный с кулачковым механизмом. Кулачковый механизм состоит из кулачка 3, поступательно движущегося толкателя 4 и ролика 5. Толкатель 4 жестко соединен с рейкой 6, входящей в зацепление с зубчатым колесом 7, жестко соединенным с хвостовым плавником 8. Ролик 5 подвижно установлен на одном конце толкателя 4 и подвижно перемещается по пазу кулачка 3. Второй конец толкателя 4 скользит по направляющей 9, установленной неподвижно внутри корпуса 1. Для обеспечения герметичности устройства на его стенке установлен сильфон 10.Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на мотор-редуктор 2, кулачок 3 начинает вращение вокруг своей оси и передает возвратно-поступательное движение толкателю 4, жестко соединенному с рейкой 6, входящей в зацепление с зубчатым колесом 7, жестко соединенным с хвостовым плавником 8. При этом рейка 6 передает качательное движение зубчатому колесу 7 и хвостовому плавнику 8.Изменяя с помощью системы управления закон питания привода, можно изменять амплитуду машущих движений хвоста 8 относительно осей. Кроме того, меняя форму профиля кулачка, можно изменять законы движения хвоста 8.Положительный эффект: использование кулачкового механизма с геометрическим замыканием позволит снизить нагрузки на звенья устройства по сравнению со схемой с силовым замыканием, которая использована в прототипе. 2 ил.Usage: self-propelled underwater vehicles. Task: improving the controllability of the apparatus. Essence: the device comprises a housing 1, on which a gear motor 2 is mounted, kinematically connected with the cam mechanism. The cam mechanism consists of a cam 3, a progressively moving pusher 4 and a roller 5. The pusher 4 is rigidly connected to a rack 6, which engages with a gear wheel 7, rigidly connected to the tail fin 8. The roller 5 is movably mounted on one end of the pusher 4 and moves along the groove of the cam 3. The second end of the pusher 4 slides along the guide 9 mounted stationary inside the housing 1. To ensure the tightness of the device, a bellows 10 is installed on its wall. The device operates as follows. When applying voltage to the gear motor 2, the cam 3 begins to rotate around its axis and transmits reciprocating motion to the push rod 4, rigidly connected to the rack 6, which engages with the gear 7, rigidly connected to the tail fin 8. In this case, the rack 6 transmits the oscillating motion to the gear 7 and the tail fin 8. By changing the drive power law using the control system, the amplitude of the waving movements of the tail 8 relative to the axes can be changed. In addition, changing the shape of the cam profile, you can change the laws of tail 8. The positive effect: the use of a cam mechanism with a geometric closure will reduce the load on the links of the device compared to the circuit with a power closure, which is used in the prototype. 2 ill.

Description

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

Известно транспортное средство (патент РФ №2390461, МПК B62D 57/00, 2009 г.), характеризующееся тем, что содержит корпус с обтекаемой носовой частью, стенку, привод с двигателем. К стенке поперек корпуса прикреплены две крестовины с подшипниками в центре, между которыми на центральной оси, кинематически связанной с приводом двигателя, установлен эксцентрик с возможностью вращения вокруг центральной оси.A vehicle is known (RF patent No. 2390461, IPC B62D 57/00, 2009), characterized in that it comprises a body with a streamlined nose, a wall, an engine drive. Two crosses are attached to the wall across the housing with bearings in the center, between which on the central axis kinematically connected with the engine drive, an eccentric is mounted with the possibility of rotation around the central axis.

Недостатком данного технического решения является низкая маневренность.The disadvantage of this technical solution is the low maneuverability.

Известен подводный бионический робот, состоящий из корпуса с обтекаемой носовой частью, отличающийся тем, что содержит первый мотор-редуктор, шарнирно соединенный с корпусом, второй мотор-редуктор, шарнирно соединенный с корпусом, шарнирно закрепленный на корпусе хвост, с которым связан шток первого мотор-редуктора, причем второй мотор-редуктор соединен с первым мотор-редуктором и может поворачивать его относительно корпуса (см патент на полезную модель № 119320, МПК В 63 С 11/48 от 2012). Known underwater bionic robot, consisting of a body with a streamlined bow, characterized in that it contains a first gear motor pivotally connected to the body, a second gear motor pivotally connected to the body, a tail pivotally mounted on the body, to which a rod of the first motor is connected gearbox, and the second gear motor is connected to the first gear motor and can rotate it relative to the housing (see utility model patent No. 119320, IPC B 63 C 11/48 of 2012).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и невозможность обеспечения симметричного качательного движения хвостового плавника в противоположные стороны, что существенно снижает управляемость аппарата. The disadvantage of this device is the design complexity and the inability to provide symmetrical rocking movement of the tail fin in opposite directions, which significantly reduces the controllability of the apparatus.

Указанные недостатки устранены в известном подводном бионическом роботе, отличающемся тем, что, привод, установленный в корпусе и выполненный в виде мотор-редуктора, посредством кулачкового механизма кинематически связан с хвостом, подвижно установленным на корпусе (см. патент на полезную модель № 187808, МПК В 63 С 11/00 от 19.03.2019, БИ № 8). These disadvantages are eliminated in the well-known underwater bionic robot, characterized in that the drive mounted in the housing and made in the form of a gear motor is kinematically connected via a cam mechanism to the tail movably mounted on the housing (see Utility Model Patent No. 187808, IPC B 63 C 11/00 of 03/19/2019, BI No. 8).

Недостатком данного устройства является то, что кулачковый механизм, используемый в данном устройстве, выполнен по схеме с силовым замыканием и возможны случаи отрыва толкателя от поверхности кулачка, что может привести к нарушению закона движения хвоста и как следствие нарушению управляемости аппарата.The disadvantage of this device is that the cam mechanism used in this device is made according to the circuit with a power circuit and there may be cases of the tappet tearing off the cam surface, which can lead to a violation of the law of tail movement and, as a consequence, a violation of the controllability of the apparatus.

Задача полезной модели – повышение управляемости аппарата.The objective of the utility model is to increase the controllability of the apparatus.

Поставленная задача достигается тем, что в известном подводном бионическом роботе, содержащем привод, установленный в корпусе и выполненным в виде мотор-редуктора, посредством кулачкового механизма кинематически связанном с хвостом, подвижно установленным на корпусе, кулачковый механизм выполнен с поступательно движущимся толкателем, на одном конце которого установлен ролик, подвижно перемещающийся по пазу кулачка, а второй конец скользит по направляющим внутри корпуса, причем толкатель выполнен совместно с зубчатой рейкой, кинематически связанной с зубчатым колесом, жестко соединенным с хвостовым плавником.The problem is achieved in that in the well-known underwater bionic robot containing a drive mounted in the housing and made in the form of a gear motor, by means of a cam mechanism kinematically connected with the tail, movably mounted on the housing, the cam mechanism is made with a progressively moving pusher at one end which has a roller movably moving along the groove of the cam, and the second end slides along the guides inside the housing, and the pusher is made together with the gear rack, we throw attached to the gear wheel rigidly connected to the caudal fin.

Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.Distinctive features in the claimed technical solution were not identified when studying this and related areas of technology.

Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели – повышение управляемости аппарата.The combination of the claimed features ensures the achievement of the objective of the utility model - increasing the controllability of the apparatus.

На фиг. 1 показан вид сбоку, на фиг. 2 - вид сверху.In FIG. 1 is a side view; FIG. 2 is a plan view.

Устройство содержит корпус 1, на котором установлен мотор-редуктор 2, кинематически связанный с кулачковым механизмом. Кулачковый механизм состоит из кулачка 3, поступательно движущегося толкателя 4 и ролика 5. Толкатель 4 жестко соединен с рейкой 6, входящей в зацепление с зубчатым колесом 7, жестко соединенным с хвостовым плавником 8. Ролик 5 подвижно установлен на одном конце толкателя 4 и подвижно перемещается по пазу кулачка 3. Второй конец толкателя 4 скользит по направляющей 9, установленной неподвижно внутри корпуса 1. Для обеспечения герметичности устройства на его стенке установлен сильфон 10. Мотор-редуктор 2, включающий в себя электродвигатель и редуктор, электрически связан с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе 1(на фиг. система управления и источник энергии не показаны).The device comprises a housing 1, on which a gear motor 2 is mounted kinematically connected with a cam mechanism. The cam mechanism consists of a cam 3, a progressively moving pusher 4 and a roller 5. The pusher 4 is rigidly connected to a rack 6, which engages with a gear wheel 7, rigidly connected to the tail fin 8. The roller 5 is movably mounted on one end of the pusher 4 and moves along the groove of the cam 3. The second end of the pusher 4 slides along a guide 9 mounted fixedly inside the housing 1. To ensure the tightness of the device, a bellows 10 is installed on its wall. A gear motor 2, including an electric motor and gear the torus is electrically connected to the control system and the energy source mounted on the housing 1 (in Fig. the control system and the energy source are not shown).

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на мотор-редуктор 2, кулачок 3 начинает вращение вокруг своей оси и передает возвратно-поступательное движение толкателю 4, жестко соединенному с рейкой 6, входящей в зацепление с зубчатым колесом 7, жестко соединенным с хвостовым плавником 8. При этом рейка 6 передает качательное движение зубчатому колесу 7 и хвостовому плавнику 8. The device operates as follows. When applying voltage to the gear motor 2, the cam 3 begins to rotate around its axis and transmits reciprocating motion to the push rod 4, rigidly connected to the rack 6, which engages with the gear 7, rigidly connected to the tail fin 8. In this case, the rack 6 transfers the oscillating motion to the gear wheel 7 and the tail fin 8.

Изменяя с помощью системы управления закон питания привода, можно изменять амплитуду машущих движений хвоста 8 относительно осей. Кроме того, меняя форму профиля кулачка, можно изменять законы движения хвоста 8.By changing the drive power law with the help of a control system, one can change the amplitude of the waving movements of the tail 8 relative to the axes. In addition, changing the shape of the cam profile, you can change the laws of movement of the tail 8.

Использование кулачкового механизма с геометрическим замыканием позволит снизить нагрузки на звенья по сравнению со схемой с силовым замыканием, которая использована в прототипе.The use of a cam mechanism with geometric locking will reduce the load on the links compared to the circuit with a power circuit, which is used in the prototype.

Claims

An underwater bionic robot containing a drive mounted in the housing and made in the form of a gear motor, by means of a cam mechanism kinematically connected with a tail movably mounted on the housing, characterized in that the cam mechanism is made with a translationally moving pusher, at one end of which a roller is mounted, movably moving along the groove of the cam, and the second end slides along the guides inside the housing, and the pusher is made together with the gear rack kinematically connected with the gear ring catfish, rigidly connected to the tail fin.