RU2567944C2 - Ползающий мобильный робот - Google Patents
Ползающий мобильный робот Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567944C2 RU2567944C2 RU2013156858/02A RU2013156858A RU2567944C2 RU 2567944 C2 RU2567944 C2 RU 2567944C2 RU 2013156858/02 A RU2013156858/02 A RU 2013156858/02A RU 2013156858 A RU2013156858 A RU 2013156858A RU 2567944 C2 RU2567944 C2 RU 2567944C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- robot
- contact elements
- links
- housing
- passive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
Изобретение относится к робототехнике и может найти применение в отраслях деятельности, связанных с риском для здоровья или жизни человека, в агрессивных средах, где необходимо применение многофункциональных, дистанционно управляемых робототехнических мобильных устройств. Робот состоит из трех звеньев, соединенных между собой шарнирами и приводимых в движение относительно друг друга при помощи двух электроприводов, и имеет закрепленные на концах звеньев опорные элементы. В качестве электроприводов используются мотор-редукторы вращательного движения, а опорные элементы представлены двумя типами - активными и пассивными. Активные контактные элементы состоят из корпуса, электромагнитного привода и металлического сердечника с закрепленным на нем острием из фрикционного материала. Пассивные контактные элементы состоят из корпуса и свободно вращающегося относительно двух осей сферического шарнира. Изобретение обеспечивает высокие скоростные характеристики, а также высокую проходимость робота в средах с различными типами грунта, в том числе при движении по скользкой поверхности. 3 ил.
Description
Изобретение относится к робототехнике и может найти применение в отраслях деятельности, связанных с риском для здоровья или жизни человека, в агрессивных средах, где необходимо применение многофункциональных, дистанционно управляемых робототехнических мобильных устройств.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является ползающий робот-змея, отличающийся тем, что три звена робота соединены при помощи двух сферических шарниров с закрепленными на сферических шарнирах двумя линейными электроприводами, которые представляют собой реверсивные двигатели постоянного тока с реечной передачей, причем звенья имеют вид плоских крестообразных пластин с установленными на их концах опорами из вязкоупругого материала (см. патент РФ №67541 от 08.05.2007 г.).
Недостатком данной конструкции является то, что в качестве движителей используются линейные электроприводы, ограничивающие диапазон вращения звеньев, что приводит к недостаточной подвижности и невысокой маневренности робота. Перемещение корпуса происходит за счет создания постоянной неуправляемой силы трения скольжения между вязкоупругими элементами на концах звеньев и опорной поверхностью, что можно считать нерациональным для обеспечения высоких скоростных характеристик при движении робота по скользкой поверхности.
Задача изобретения - обеспечение высоких скоростных характеристик, а также высокой проходимости робота при движении по скользкой поверхности.
Поставленная задача достигается тем, что в ползающем мобильном роботе, состоящем из трех звеньев, соединенных между собой шарнирами и приводимых в движение относительно друг друга при помощи двух электроприводов, и имеющем закрепленные на концах звеньев опорные элементы, в качестве электроприводов используются мотор-редукторы вращательного движения, а опорные элементы представлены двумя типами - активными и пассивными, причем активные контактные элементы состоят из корпуса, электромагнитного привода и металлического сердечника с закрепленным на нем острием из фрикционного материала, а пассивные контактные элементы состоят из корпуса и свободно вращающегося относительно двух осей сферического шарнира.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается от прототипа тем, что в качестве электроприводов используются вращательные мотор-редукторы, приводящие в движение крайние звенья робота, а в качестве опорных элементов - активные и пассивные контактные элементы, причем активные контактные элементы состоят из корпуса, электромагнитного привода и металлического сердечника с острием из фрикционного материала, а пассивные контактные элементы состоят из корпуса и свободно вращающегося относительно двух осей сферического шарнира. Это соответствует критерию изобретения “новизна”.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники, что соответствует критерию изобретения “технический уровень”.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи изобретения - обеспечение высоких скоростных характеристик и высокой проходимости мобильного робота при движении по скользкой поверхности.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - устройство активного контактного элемента, на фиг. 3 - устройство пассивного контактного элемента.
Конструкция робота состоит из трех звеньев 1, 2 и 3, приводимых в движение относительно друг друга при помощи мотор-редукторов 4 и 5, крутящие моменты с которых передаются на валы 6 и 7 посредством применения муфт 8 и 9, причем валы могут быть соединены с крайними звеньями различными видами соединений (в данном случае показано соединение шпонками 10 и 11), блока электроники 12 и контактных элементов 13, 14, 15 и 16. Реализация различных типов походки робота осуществляется при помощи блока электроники 12.
Активные контактные элементы состоят из корпуса 18, жестко соединенного с нижней частью 19 центрального звена трехзвенного робота, электромагнитных приводов 20, металлического сердечника 21 с закрепленным на нем острием 22 из фрикционного материала и пружин сжатия 23 и 24.
Пассивные контактные элементы состоят из корпуса 25, жестко соединенного с нижней частью 19 крайних звеньев робота, и сферического шарнира 26, свободно вращающегося относительно трех осей, обеспечивающего свободное скольжение контактного элемента по поверхности движения 17.
Устройство работает следующим образом. Блок электроники 12, расположенный на центральном звене 1, в соответствии с алгоритмом походки трехзвенного робота подает электропитание на обмотки мотор-редукторов 4 и 5, отвечающих за вращение звеньев 1, 2 и 3 относительно друг друга, и на контактные элементы 15 и 16, которые оснащены электромагнитными приводами 20. Таким образом, меняя характер взаимодействия робота с шероховатой поверхностью, получаем, что силы трения между контактными элементами 15 и 16 и опорной поверхностью являются управляемыми переменными величинами (активные контактные элементы). Элементы 13 и 14 не являются управляемыми и всегда обеспечивают постоянный коэффициент силы трения (пассивные контактные элементы).
В моменты, когда на обмотку электромагнитного привода 20 подается напряжение, внутри него индуцируется магнитный поток, направленный перпендикулярно поверхности движения 17 робота, заставляющий сердечник 21 устремиться вниз, а острие 22 - «вцепиться» в плоскость движения, и таким образом, значительно увеличить коэффициент силы трения скольжения.
Использование подобной конструкции ползающего робота обеспечит его большую гибкость при изменении собственной конфигурации, что позволит отрабатывать различные сложные типы походки трехзвенника, а также улучшение проходимости робота при работе в средах с различными типами грунта.
Claims (1)
- Ползающий мобильный робот, состоящий из трех звеньев, соединенных между собой шарнирами и приводимых в движение относительно друг друга при помощи двух электроприводов, и имеющий закрепленные на концах звеньев опорные элементы, отличающийся тем, что в качестве электроприводов используются мотор-редукторы вращательного движения, а опорные элементы представлены двумя типами - активными и пассивными, причем активные контактные элементы состоят из корпуса, электромагнитного привода и металлического сердечника с закрепленным на нем острием из фрикционного материала, а пассивные контактные элементы состоят из корпуса и свободно вращающегося относительно двух осей сферического шарнира.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156858/02A RU2567944C2 (ru) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Ползающий мобильный робот |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156858/02A RU2567944C2 (ru) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Ползающий мобильный робот |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013156858A RU2013156858A (ru) | 2015-06-27 |
RU2567944C2 true RU2567944C2 (ru) | 2015-11-10 |
Family
ID=53497184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156858/02A RU2567944C2 (ru) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Ползающий мобильный робот |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2567944C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU67541U1 (ru) * | 2007-05-08 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Ползающий робот-змея |
US7598695B2 (en) * | 2005-03-30 | 2009-10-06 | Tmsuk Co., Ltd. | Quadruped walking robot |
RU130916U1 (ru) * | 2013-05-23 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Многозвенное транспортное средство |
-
2013
- 2013-12-23 RU RU2013156858/02A patent/RU2567944C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7598695B2 (en) * | 2005-03-30 | 2009-10-06 | Tmsuk Co., Ltd. | Quadruped walking robot |
RU67541U1 (ru) * | 2007-05-08 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Ползающий робот-змея |
RU130916U1 (ru) * | 2013-05-23 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Многозвенное транспортное средство |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013156858A (ru) | 2015-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tavakoli et al. | The hybrid OmniClimber robot: Wheel based climbing, arm based plane transition, and switchable magnet adhesion | |
ES2555302T3 (es) | Plataforma móvil holonómica elástica en serie para la rehabilitación de las extremidades superiores | |
CN112476478B (zh) | 一种面向人机协作仿生绳驱动四自由度手臂 | |
Whitney et al. | A passively safe and gravity-counterbalanced anthropomorphic robot arm | |
CN104842345A (zh) | 一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂 | |
Baisch et al. | Design and fabrication of the Harvard ambulatory micro-robot | |
US9314934B2 (en) | Gravity-counterbalanced robot arm | |
CA3020920A1 (en) | Variable stiffness series elastic actuator | |
CA2773839A1 (en) | A multipurpose manipulator | |
CN105643659B (zh) | 一种柔性旋转机械关节 | |
KR101729025B1 (ko) | 하지 외골격 로봇용 리프트 장치 | |
KR101618676B1 (ko) | 직렬탄성구동기를 구비하는 휴머노이드 로봇 | |
Bogue | Artificial muscles and soft gripping: a review of technologies and applications | |
CN102991601A (zh) | 一种两自由度仿人踝部关节 | |
CN103736617B (zh) | 一种五自由度可控机构式喷涂机 | |
CN104875215B (zh) | 一种两自由度仿人手腕装置 | |
Zhang et al. | Mechanical design and control method for sea and VSA-based exoskeleton devices for elbow joint rehabilitation | |
RU2567944C2 (ru) | Ползающий мобильный робот | |
Canesi et al. | Modular one-to-many clutchable actuator for a soft elbow exosuit | |
Doroftei et al. | Application of Ni-Ti shape memory alloy actuators in a walking micro-robot | |
CN107443350A (zh) | 一种自动化机械手臂的传动机构 | |
JP2012045710A (ja) | パラレルメカニズム | |
CN207139797U (zh) | 外骨骼手臂及外骨骼上肢机构 | |
WO2018159400A1 (ja) | 能動マニピュレータ装置 | |
JP2007307686A (ja) | ロボットアームおよびロボット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151224 |