RU2667594C1 - Foot of walking cosmic microbot - Google Patents
Foot of walking cosmic microbot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667594C1 RU2667594C1 RU2017140063A RU2017140063A RU2667594C1 RU 2667594 C1 RU2667594 C1 RU 2667594C1 RU 2017140063 A RU2017140063 A RU 2017140063A RU 2017140063 A RU2017140063 A RU 2017140063A RU 2667594 C1 RU2667594 C1 RU 2667594C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foot
- heel
- toe
- rigid elements
- plate
- Prior art date
Links
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 14
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 61
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 241001503987 Clematis vitalba Species 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- -1 polycor Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J7/00—Micromanipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к робототехнике, а именно к шагающим мобильным микророботам, и предназначено для осуществления работ в экстремальных ситуациях, преимущественно в условиях открытого космоса и выполнения задач напланетных миссий. Важным условием для возможности использования такого класса устройств является наличие у них возможности фиксации на поверхности перемещенияThe invention relates to robotics, namely to walking mobile micro-robots, and is intended to carry out work in extreme situations, mainly in open space and to perform tasks of planetary missions. An important condition for the possibility of using this class of devices is that they have the ability to fix on the displacement surface
Известен робот-альпинист, конструкция которого предусматривает использование адгезивных элементов для закрепления на поверхности перемещения (US 2012181096 [1]). В качестве адгезивных элементов в преимущественном варианте реализации предлагается использовать вакуумные присоски, закрепленные на снабженной соответствующим приводом движущейся ленте, охватывающей опору.Known robot climber, the design of which provides for the use of adhesive elements for fixing on the surface of the movement (US 2012181096 [1]). As adhesive elements in a preferred embodiment, it is proposed to use vacuum suction cups mounted on a moving belt provided with an appropriate drive, covering the support.
Недостатком известной конструкции является ее сложность и значительные массогабаритные характеристики, что ограничивает их применение для выполнения задач напланетных миссий.A disadvantage of the known design is its complexity and significant weight and size characteristics, which limits their use for the implementation of tasks of planetary missions.
Известна конструкция ноги для многоногого шагающего робота, содержащая гибкую ступню с выполненными в ней отверстиями для подачи жидкого адгезива на нижнюю, контактную поверхность (CN 201784730 [2]). Над ступней размещается резервуар с жидким адгезивом со средством создания в нем избыточного давления, обеспечивающим подачу адгезива на контактную поверхность ступни.A known leg structure for a multi-legged walking robot, comprising a flexible foot with holes made therein for supplying liquid adhesive to the lower contact surface (CN 201784730 [2]). Above the foot is a reservoir with a liquid adhesive with a means of creating excess pressure in it, which supplies adhesive to the contact surface of the foot.
Недостатком известной конструкции является ее сложность и значительные массогабаритные характеристики, что ограничивает их применение для выполнения задач напланетных миссий.A disadvantage of the known design is its complexity and significant weight and size characteristics, which limits their use for the implementation of tasks of planetary missions.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по своей технической сущности и достигаемому эффекту является шагающий робот, предназначенный для выполнения работ в открытом космосе, в частности для инспекции поверхности аппаратов (US 2007173973 [3]). Ступня робота выполнена в виде пластины, закрепленной на стержне (голеностопе) по ее центру, а средством фиксации ноги на поверхности перемещения служит слой адгезива, нанесенный на поверхность контакта ступни с поверхностью перемещения.Closest to the claimed invention in its technical essence and the achieved effect is a walking robot designed to perform work in outer space, in particular for inspection of the surface of devices (US 2007173973 [3]). The foot of the robot is made in the form of a plate mounted on the rod (ankle) in its center, and a layer of adhesive applied to the contact surface of the foot with the surface of movement serves as a means of fixing the legs on the displacement surface.
Недостатком известной конструкции ступни является ее невозможность адаптации к неровностям поверхности перемещения при высоте неровностей, превышающей толщину адгезива, что приводит к уменьшению поверхности контакта и снижает надежность фиксации робота к поверхности перемещения. Кроме того, ступня робота выполнена в виде пластины, что также снижает надежность фиксации робота к поверхности перемещения. Известно также, что усилие отрыва зачастую превосходит усилие прижатия, при этом известная конструкция не позволяет уменьшить усилие отрыва из-за изотропной жесткости пластины.A disadvantage of the known design of the foot is its inability to adapt to irregularities of the displacement surface at a height of irregularities exceeding the thickness of the adhesive, which leads to a decrease in the contact surface and reduces the reliability of fixing the robot to the displacement surface. In addition, the foot of the robot is made in the form of a plate, which also reduces the reliability of fixing the robot to the movement surface. It is also known that the separation force often exceeds the pressing force, while the known design does not allow to reduce the separation force due to the isotropic stiffness of the plate.
Заявляемая конструкция ступни ноги шагающего космического микроробота направлена на повышение надежности фиксации на поверхности перемещения.The inventive design of the foot of the walking space microrobot is aimed at improving the reliability of fixation on the displacement surface.
Указанный результат достигается тем, что ступня ноги шагающего космического микроробота выполнена в виде пластины с закрепленным на поверхности ее контакта с поверхностью перемещения средством фиксации. При этом ступня соединена пяткой с ногой с помощью шарнира с одной степенью свободы, пластина выполнена из гибкого диэлектрического материала с размещенными на ней с промежутками между собой жесткими элементами так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку, а средство фиксации выполнено в виде отдельных, не контактирующих между собой и покрытых слоем диэлектрика проводников, подключенных к разным полюсам источника напряжения.This result is achieved by the fact that the foot of the walking space microrobot is made in the form of a plate with a fixing means fixed on the surface of its contact with the moving surface. In this case, the foot is connected with the heel to the foot with a hinge with one degree of freedom, the plate is made of flexible dielectric material with rigid elements placed on it with gaps between them so that their total area on the unit surface of the plate monotonously decreases from heel to toe, and the tool the fixation is made in the form of separate conductors connected to different poles of the voltage source that are not in contact with each other and covered with a dielectric layer.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку.The specified result is also achieved by the fact that the rigid elements are made of the same area, and the gaps between them increase from heel to toe.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носкуThe indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made with different areas, decreasing from heel to toe
Указанный результат достигается также тем, что суммарная площадь жестких элементов на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку.The indicated result is also achieved by the fact that the total area of the rigid elements per unit surface of the plate monotonically decreases from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку.The indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made of the same area, and the gaps between them increase from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку.The indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made with different sizes, decreasing from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the heels to the toe.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются:Distinctive features of the claimed device are:
- ступня соединена пяткой с ногой с помощью шарнира с одной степенью свободы;- the foot is connected with the heel to the foot with a hinge with one degree of freedom;
- пластина выполнена гибкой с размещенными на ней с промежутками между собой жесткими элементами;- the plate is made flexible with rigid elements placed on it at intervals with each other;
- суммарная площадь жестких элементов на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку;- the total area of the rigid elements on the unit surface of the plate monotonically decreases from heel to toe;
- средство фиксации выполнено в виде отдельных, не контактирующих между собой и покрытых слоем диэлектрика проводников, подключенных к разным полюсам источника напряжения;- the fixing means is made in the form of separate conductors connected to different poles of a voltage source that are not in contact with each other and covered with a dielectric layer;
- жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку.- rigid elements are made of the same area, and the gaps between them increase from heel to toe.
- жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку;- rigid elements are made with different sizes, decreasing from heel to toe;
- суммарная площадь жестких элементов на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку;- the total area of the rigid elements on the unit surface of the plate monotonously decreases from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe;
- жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку;- rigid elements are made of the same area, and the spaces between them increase from heel to toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from heel to toe;
- жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку;- rigid elements are made with a different area, decreasing from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the heels to the toe;
- подключенные к разным полюсам источника напряжения проводники образуют две ориентированные зубьями навстречу друг другу и вдвинутые друг в друга гребенки.- conductors connected to different poles of the voltage source form two combs oriented with teeth towards each other and combs pushed into each other.
Выполнение пластины гибкой обеспечивает адаптацию ступни по неровной поверхности перемещения и этим обеспечивает увеличение площади контакта между ступней и поверхностью перемещения.The implementation of the flexible plate provides the adaptation of the foot on an uneven surface of movement and this ensures an increase in the contact area between the foot and the surface of movement.
Размещение на пластине с промежутками между собой жестких элементов не влияет на адаптацию ступни к поверхности перемещения, но предотвращает ее скручивание, т.к. жесткие элементы выполняют роль грузиков и обеспечивают прижим ступни к поверхности перемещения.Placing rigid elements on the plate with gaps between them does not affect the adaptation of the foot to the displacement surface, but prevents its twisting, because rigid elements play the role of weights and provide a foot clamp to the displacement surface.
Выполнение средства фиксации ступни к поверхности перемещения в виде отдельных, не контактирующих между собой и покрытых слоем диэлектрика проводников, подключенных к разным полюсам источника напряжения обеспечивает «прилипание» к поверхности перемещения. Электростатический прижим основан на эффекте поляризации диэлектриков при помещении их в электрическое поле. Молекулы диэлектрика превращаются в электрические диполи. Смещение зарядов внутри молекул проявляется как возникновение на одном из концов диэлектрика тонкого слоя с не скомпенсированным положительным зарядом, а на другом конце тонкого слоя с не скомпенсированным отрицательным зарядом. Преимуществом такой фиксации является возможность внешнего управления процессом «фиксация-отрыв» за счет возникновения сил сцепления, что применяют, например, для фиксации пластин в технологическом оборудовании при их обработке. При отключении напряжения электрическое поле исчезает и происходит релаксация заряда в диэлектрике. Время релаксации в диэлектрике зависит от материала и условий, в которых происходит процесс «поляризация-деполяризация», но во всех случаях достаточно для отрыва ступни от поверхности и последующего ее перемещения с ногой во время шага.The implementation of the means of fixing the feet to the displacement surface in the form of separate conductors connected to different poles of the voltage source that are not in contact with each other and covered with a dielectric layer provides “adhesion” to the displacement surface. The electrostatic clamp is based on the polarization effect of dielectrics when placed in an electric field. Dielectric molecules turn into electric dipoles. The displacement of charges inside the molecules is manifested as the appearance at one end of the dielectric of a thin layer with an uncompensated positive charge, and at the other end of a thin layer with an uncompensated negative charge. The advantage of this fixation is the possibility of external control of the “fixation-separation” process due to the emergence of adhesion forces, which is used, for example, for fixing plates in technological equipment during their processing. When the voltage is turned off, the electric field disappears and the charge relaxes in the dielectric. The relaxation time in the dielectric depends on the material and the conditions in which the process of "polarization-depolarization" occurs, but in all cases it is enough to tear off the foot from the surface and then move it with the foot during the step.
Покрытие проводников слоем диэлектрика необходимо для того, чтобы обеспечить его поляризацию с последующей фиксацией стопы к поверхности. При этом материал диэлектрика и толщина слоя выбираются из условий: диэлектрик должен быть гибким, образовывать пленку, электрически прочным, а его толщина должна быть достаточной для электрической изоляции стопы от поверхности, с одной стороны, и не избыточной для выбора управляющего напряжения (очевидно, что чем толще диэлектрик, тем выше управляющее напряжение), с другой.Coating conductors with a dielectric layer is necessary in order to ensure its polarization with subsequent fixation of the foot to the surface. In this case, the dielectric material and the layer thickness are selected from the conditions: the dielectric must be flexible, form a film, electrically strong, and its thickness must be sufficient to electrically isolate the foot from the surface, on the one hand, and not excessive to select a control voltage (it is obvious that the thicker the dielectric, the higher the control voltage), on the other.
Теоретическое значение усилия закрепления F идеального электростатического прижима при подаче на него напряжения V определяется оценочным выражением: F=(1/2)ε0εS(V/d)2,The theoretical value of the fixing force F of the ideal electrostatic clamp when applying voltage V to it is determined by the estimated expression: F = (1/2) ε0εS (V / d) 2,
где ε, d - диэлектрическая проницаемость и толщина диэлектрического слояwhere ε, d is the dielectric constant and the thickness of the dielectric layer
Соединение ступни пяткой с ногой с помощью шарнира с одной степенью свободы и размещение жестких элементов на пластине так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку необходимо для того, чтобы преодолеть силу сцепления ступни с поверхностью перемещения, обусловленную наличием средства фиксации и обеспечить отрыв ступни от поверхности перемещения. Таким образом механика процесса «фиксация - отрыв» заключается в последовательном прикреплении пятки ступни с помощью средства фиксации, образовании узкой трещины, образуемой между поверхностью и пяткой ступни, увеличении поверхности контакта, с уменьшением величины трещины и в результате прикрепления ступни к поверхности с незначительным усилием по сравнению с со ступней, выполненной из жесткой пластинки. Отлипание ступни от поверхности начинается от пятки ступни к носку с последовательным увеличением трещины за счет ослабления сил сцепления при условии переменной жесткости, монотонно убывающей от пятки к носку. При отключении управляющего фиксацией напряжения, внешнее электрическое поле исчезает и происходит релаксация диэлектрика. После релаксации диэлектрика наступает момент отрыва ступни от поверхности. Затем цикл повторяется.The connection of the foot with the heel and foot using a hinge with one degree of freedom and the placement of rigid elements on the plate so that their total area on the unit surface of the plate monotonically decreases from heel to toe is necessary in order to overcome the force of adhesion of the foot to the movement surface due to the presence of means fixation and ensure separation of the foot from the displacement surface. Thus, the mechanics of the “fixation – tear-off” process consists in sequentially attaching the heel of the foot with the help of the fixation tool, forming a narrow crack formed between the surface and the heel of the foot, increasing the contact surface, decreasing the size of the crack, and as a result of attaching the foot to the surface with little effort compared to a foot made of a rigid plate. The detachment of the foot from the surface begins from the heel of the foot to the toe with a successive increase in the crack due to the weakening of the adhesion forces under the condition of variable stiffness, monotonously decreasing from the heel to the toe. When the voltage-fixing control is turned off, the external electric field disappears and the dielectric relaxes. After dielectric relaxation, the moment of separation of the foot from the surface occurs. Then the cycle repeats.
Для того, чтобы обеспечить выполнение условия монотонного убывания от пятки к носку суммарной площади жестких элементов на единице поверхности пластины можно использовать в частных случаях различные варианты реализации устройства. Можно жесткие элементы выполнять одинаковой площади, а промежутки между ними увеличивать от пятки к носку. А можно выполнять жесткие элементы с разной площадью, убывающей от пятки к носку. Кроме того, в частных случаях реализации целесообразно изменять жесткость ступни не только от пятки к носку, но и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. Это обеспечит полный контакт ступни с поверхностью при условии неоднородностей поверхности по двум осям. При этом также возможны варианты реализации для выполнения этого условия. Можно жесткие элементы выполнять одинаковой площади и изменять промежутки между ними по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку, а можно выполнять жесткие элементы с разной площадью, уменьшающейся по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку.In order to ensure the fulfillment of the condition of monotonous decrease from heel to toe of the total area of rigid elements per unit surface of the plate, in various cases, various embodiments of the device can be used. Rigid elements can be made of the same area, and the gaps between them can be increased from heel to toe. And you can perform hard elements with different sizes, decreasing from heel to toe. In addition, in special cases of implementation, it is advisable to change the stiffness of the foot not only from the heel to the toe, but also towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe. This will ensure full contact of the foot with the surface, provided that the surface is not uniform along two axes. In this case, implementation options are also possible to fulfill this condition. You can perform rigid elements with the same area and change the gaps between them towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe, or you can perform rigid elements with different areas decreasing towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to wear.
В частных случаях реализации целесообразно подключенные к разным полюсам источника напряжения проводники выполнять так, что они образуют две ориентированные зубьями навстречу друг другу и вдвинутые друг в друга гребенки. Это позволяет наиболее эффективно (по всей площади ступни) организовать распределение электрического поля, возникающего при подаче управляющего напряжения.In special cases of implementation, it is advisable to conduct the conductors connected to different poles of the voltage source so that they form two combs oriented with their teeth towards each other and pushed into each other. This allows you to most efficiently (over the entire foot area) organize the distribution of the electric field that occurs when a control voltage is applied.
Сущность заявляемого устройства поясняется примерами реализации и чертежами. На фиг. 1 показан схематично вид сбоку на ступню, реализованную в наиболее общем виде. На фиг. 2 показан схематично вид сверху на ступню. На фиг. 3 представлены варианты реализации ступни (вид сверху) когда жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку. На фиг. 4 представлен вариант реализации ступни с электродами выполненными так, что они образуют две ориентированные зубьями навстречу друг другу и вдвинутые друг в друга гребенки и показано распределение зарядов и силовых линий электростатического поля. На фиг. 5 схематично показана адаптация ступни к поверхности перемещения.The essence of the claimed device is illustrated by examples of implementation and drawings. In FIG. 1 shows a schematic side view of the foot, implemented in the most general form. In FIG. 2 is a schematic top view of a foot. In FIG. Figure 3 shows the options for the implementation of the foot (top view) when the rigid elements are made with different areas, decreasing towards the periphery from the axis of symmetry passing through the heels to the toe. In FIG. Figure 4 shows an embodiment of the foot with electrodes made so that they form two combs oriented with their teeth towards each other and pushed into each other, and shows the distribution of charges and field lines of the electrostatic field. In FIG. 5 schematically shows the adaptation of the foot to the displacement surface.
Ступня ноги шагающего космического микроробота в самом общем случае представляет собой гибкую пластину 1 на которой размещены с промежутками между собой жесткие элементы 2 так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку. Ступня соединена пяткой с ногой 3 с помощью шарнира 4 с одной степенью свободы, На поверхность контакта пластины 1 с поверхностью перемещения нанесены подключенные к источнику напряжения проводники (электроды) 5, покрытые слоем диэлектрика 6. В качестве материала пластины 1 может использоваться полиимид, полиэфирамид, полисульфон или подобный полимер, формируемый из раствора с последующей полимеризацией. В качестве материала жестких элементов 2 может выступать монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, поликор, металлы или пьезоэлектрические жесткие материалы - кварц, ниобат лития и пр. В качестве материала в качестве слоя диэлектрика 6 может использоваться полиимид, полиэфиримид, полисульфон или другой полимер, формируемый по растворной технологии.The foot of a walking space microrobot in the most general case is a
Устройство функционирует следующим образом. При прилипании ступни к поверхности последовательно прикрепляется пятка ступни возле шарнира 4 с помощью сил притяжения возникающих при подаче напряжения на электроды 5 с постепенным увеличением площади контакта между ступней и поверхностью с уменьшением трещины между ступней и поверхностью и за счет переменной жесткости ступни (фиг. 3), обеспечиваемой суммарной площадью жестких элементов 2 (фиг. 3) на единице поверхности пластины монотонно убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. При этом жесткие элементы 2 (фиг. 3) выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку, жесткие элементы могут быть выполнены с разной площадью (2, фиг. 3), убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку. В момент отлипания ступни от поверхности отключается подача напряжения на электроды 5 и процесс отсоединения от поверхности контакта начинается от пятки ступни к носку с последовательным увеличением трещины за счет отсутствия сил сцепления при условии переменной жесткости ступни, монотонно убывающей от пятки к носку за счет уменьшения площади жестких элементов 2.The device operates as follows. When the foot adheres to the surface, the heel of the foot near the
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140063A RU2667594C1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Foot of walking cosmic microbot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140063A RU2667594C1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Foot of walking cosmic microbot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667594C1 true RU2667594C1 (en) | 2018-09-21 |
Family
ID=63668861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140063A RU2667594C1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Foot of walking cosmic microbot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667594C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210835U1 (en) * | 2022-03-25 | 2022-05-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Microrobot-inspector of rubble in emergency situations |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070173973A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-26 | Wagner Richard J | Sticky-footed space walking robot & gaiting method |
| WO2008051289A2 (en) * | 2006-04-17 | 2008-05-02 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Controllable and directional dry adhesive structure |
| CN201784730U (en) * | 2010-01-20 | 2011-04-06 | 南京航空航天大学 | Adhesive type wall-climbing multi-legged robot |
| RU2566454C2 (en) * | 2014-03-11 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Microsystem space inspector robot (versions) |
| US20170106924A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | The Boeing Company | Walking Robot |
-
2017
- 2017-11-17 RU RU2017140063A patent/RU2667594C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070173973A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-26 | Wagner Richard J | Sticky-footed space walking robot & gaiting method |
| WO2008051289A2 (en) * | 2006-04-17 | 2008-05-02 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Controllable and directional dry adhesive structure |
| CN201784730U (en) * | 2010-01-20 | 2011-04-06 | 南京航空航天大学 | Adhesive type wall-climbing multi-legged robot |
| RU2566454C2 (en) * | 2014-03-11 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Microsystem space inspector robot (versions) |
| US20170106924A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | The Boeing Company | Walking Robot |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210835U1 (en) * | 2022-03-25 | 2022-05-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Microrobot-inspector of rubble in emergency situations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5940028B2 (en) | Fixed electroadhesive device | |
| Shintake et al. | Versatile soft grippers with intrinsic electroadhesion based on multifunctional polymer actuators | |
| RU2667594C1 (en) | Foot of walking cosmic microbot | |
| JP5038405B2 (en) | Electrostatic adhesion | |
| US8076825B1 (en) | Electret film generator | |
| KR20130136487A (en) | A method and apparatus for improving electrode-skin contact | |
| WO2013112487A1 (en) | High voltage converters for electrostatic applications | |
| EP3636239B1 (en) | Walking assistance apparatus | |
| WO2016057963A1 (en) | Electrostatic clutch | |
| US20190008231A1 (en) | Electronically enhanced shoe grip | |
| RU2667593C1 (en) | Foot of walking cosmic micromechanism | |
| WO2009085618A3 (en) | Methods for applying an application material to an implantable device | |
| EP3451318B1 (en) | Apparatus and method for tiled display removal | |
| KR102045677B1 (en) | Muscular strength assist apparatus | |
| RU2675327C1 (en) | Leg foot for the walking space micro robot | |
| Suzuki et al. | Insect-inspired wall-climbing robots utilizing surface tension forces | |
| CN218073776U (en) | Quick sole gluing device for sports shoe production | |
| EP3616548B1 (en) | Electronically enhanced shoe grip | |
| CN118235909A (en) | Foot wearable bionic attachment device for assisting astronaut in exercise and fixation |