RU67541U1

RU67541U1 - Crawling Robot Snake

Info

Publication number: RU67541U1
Application number: RU2007117311/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Федорович Яцун; Петр Анатольевич Безмен
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2007-10-27

Abstract

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам. Сущность полезной модели состоит в том, приведение в движение звеньев ползающего робота-змеи осуществляется при использовании в конструкции робота трех одинаковых плоских крестообразных звеньев, соединенных при помощи двух сферических шарниров, и прикрепленных к звеньям при помощи сферических шарниров двух линейных электроприводов, представляющих собой реверсивные двигатели постоянного тока с реечной передачей.The utility model relates to self-propelled vehicles. The essence of the utility model is that the links of a crawling robot-snake are driven by using three identical flat cruciform links connected by two spherical joints in the robot structure and attached to the links by spherical joints of two linear electric drives, which are reversible motors DC with rack and pinion transmission.

Description

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам. Ползающий робот-змея содержит: корпус из трех одинаковых плоских крестообразных звеньев, соединенных при помощи двух сферических шарниров, прикрепленные к звеньям при помощи сферических шарниров два движителя в виде линейных электроприводов. Линейные электроприводы представляют собой реверсивные двигатели постоянного тока с реечной передачей, преобразующей угловое перемещение вала реверсивного двигателя постоянного тока в линейное поступательное движение. Линейные электроприводы установлены на корпусе робота под таким углом относительно продольной оси корпуса ползающего робота-змеи, чтобы обеспечить угловое перемещение каждого звена робота относительно соседнего звена. Корпус ползающего робота-змеи снабжен опорами из вязкоупругого материала, контактирующими с поверхностью перемещения и установленными на концах звеньев корпуса ползающего робота-змеи.The utility model relates to self-propelled vehicles. A crawling robot-snake contains: a body of three identical flat cross-shaped links connected by two spherical joints, two movers in the form of linear electric drives attached to the links by spherical joints. Linear electric drives are reversible DC motors with rack and pinion transmission, which converts the angular movement of the shaft of the reversible DC motor into linear translational motion. Linear electric drives are mounted on the robot body at such an angle relative to the longitudinal axis of the crawling robot-snake body to provide angular movement of each robot link relative to the adjacent link. The body of the crawling robot-snake is equipped with supports of viscoelastic material in contact with the moving surface and mounted on the ends of the links of the body of the crawling robot-snake.

Известно транспортное средство (патент РФ №2231463 МПК В62D 57/00, 2004 г.), характеризующееся тем, что оно содержит как минимум шесть звеньев-корпусов, сочлененных между собой с помощью шарниров, как минимум два из которых, четные, снабжены приводами, обеспечивающими угловое смещение звеньев относительно друг друга в плоскости его перемещения, при этом крайние звенья-корпуса выполнены с большей массой, чем остальные. Привод шарниров выполнен в виде гофрированной оболочки, соединенной с источником сжатого воздуха, внутри которой установлена возвратная пружина, а звенья-корпуса соединены шарниром, размещенным в плоскости перемещения по одной - из сторон корпусов.A vehicle is known (RF patent No. 2231463 IPC B62D 57/00, 2004), characterized in that it contains at least six links-bodies, articulated together by hinges, at least two of which, even, are equipped with drives, providing angular displacement of the links relative to each other in the plane of its movement, while the extreme links of the housing are made with a larger mass than the rest. The hinge drive is made in the form of a corrugated shell connected to a source of compressed air, inside which a return spring is installed, and the links-bodies are connected by a hinge placed in the displacement plane along one of the sides of the cases.

Недостатком данного транспортного средства является сложность конструкции транспортного средства, содержащего большое число звеньев и пневмопривод с источником сжатого воздуха.The disadvantage of this vehicle is the complexity of the design of the vehicle containing a large number of links and a pneumatic drive with a source of compressed air.

Задача полезной модели - упрощение конструкции транспортного средства, благодаря использованию в конструкции линейных электроприводов и корпуса из трех звеньев.The objective of the utility model is to simplify the design of the vehicle, due to the use of linear electric drives and a three-link housing in the design.

Задача решается тем, что ползающий робот-змея содержит два линейных электропривода, представляющих собой реверсивные двигатели постоянного тока с реечной передачей. Угловое перемещение каждого звена робота относительно соседнего звена достигается движением рейки реечной передачи линейного электропривода. Рейка и вал-шестерня реверсивного двигателя постоянного тока образуют реечную передачу линейного электропривода. Регулирование угловой скорости вала-шестерни реверсивного двигателя постоянного тока, а также возможность реверсивного вращения вала-шестерни позволяет изменять значение углового перемещения каждого звена робота относительно его соседнего звена с заданной скоростью.The problem is solved in that the crawling robot snake contains two linear electric drives, which are reversible DC motors with rack and pinion transmission. The angular movement of each link of the robot relative to the adjacent link is achieved by the movement of the rack and pinion transmission of a linear electric drive. The rack and pinion shaft of a reversible DC motor form a rack and pinion transmission of a linear electric drive. Adjusting the angular speed of the gear shaft of the reversible DC motor, as well as the possibility of reversing the rotation of the gear shaft, allows you to change the value of the angular displacement of each link of the robot relative to its neighboring link with a given speed.

На фиг.1 изображен ползающий робот-змея. На фиг.2 изображена временная диаграмма подачи напряжения на линейные электроприводы ползающего робота-змеи для обеспечения одного цикла движения робота-змеи.Figure 1 shows a crawling robot snake. Figure 2 shows the timing diagram of the voltage supply to the linear actuators of the crawling robot-snake to ensure one cycle of movement of the robot-snake.

Ползающий робот-змея (фиг.1) содержит: три одинаковых плоских крестообразных звена 1, два линейных электропривода 2, два сферических шарнира 3, опоры из вязкоупругого материала 4, сферические шарниры для закрепления на звеньях робота линейных электроприводов 5.A crawling robot snake (Fig. 1) contains: three identical flat cruciform links 1, two linear electric drives 2, two spherical joints 3, supports made of viscoelastic material 4, spherical joints for securing linear actuators 5 to the robot links.

Ползающий робот-змея работает следующим образом.A crawling robot snake works as follows.

При подаче напряжения на линейный электропривод 2, его вал-шестерня начинает вращаться, перемещая вперед рейку реечной передачи, которая при помощи сферического шарнира 5 крепится на звене 1. Перемещаясь, рейка изменяет угол между соседними звеньями робота When voltage is applied to the linear electric drive 2, its pinion shaft begins to rotate, moving the rack-and-pinion gear forward, which, with the help of a spherical hinge 5, is attached to link 1. Moving, the rail changes the angle between adjacent robot links

благодаря сферическим шарнирам 3 между звеньями ползающего робота-змеи. Для хода рейки реечной передачи линейного электродвигателя 2 в обратную сторону напряжение, поступающее на линейный электропривод 2, меняет полярность, и вал-шестерня электродвигателя вращается в противоположную сторону, перемещая рейку назад вместе с шарнирно закрепленным звеном 1. Для обеспечения одного цикла движения ползающего робота-змеи (фиг.2) вначале происходит синхронная подача инверсного напряжения (соответствующего направлению движения рейки реечной передачи в сторону, обратную необходимому направлению движения ползающего робота-змеи) на линейные электроприводы робота 2 за промежуток времени Т_i, затем - синхронная подача положительного напряжения (соответствующего направлению движения рейки реечной передачи в сторону необходимого направления движения ползающего робота-змеи) на линейные электроприводы робота 2 за промежуток времени Т_p. При этом значение Т_p определяется значением времени, необходимого для хода рейки реечной передачи, обеспечивающего угловое перемещение каждого звена робота относительно соседнего звена при подаче на электроприводы напряжения величиной U_d. Значение Т_p должно быть больше Т_i, величины Т_p и Т_i определяются экспериментальным путем. Уровень поступающего на электроприводы напряжения U_d постоянен и одинаков. При последовательном многократном повторении этого цикла движения ползающего робота-змеи между опорами из вязкоупругого материала 4 и поверхностью перемещения робота возникают ассиметричные силы трения, что позволяет ползающему роботу-змее устойчиво двигаться по поверхности.thanks to the spherical joints 3 between the links of the crawling robot-snake. For the rack of the rack-and-pinion transmission of the linear electric motor 2 to the opposite side, the voltage supplied to the linear electric drive 2 changes the polarity, and the gear shaft of the electric motor rotates in the opposite direction, moving the rack back together with the articulated link 1. To ensure one cycle of movement of the crawling robot - snake (figure 2) at the beginning there is a synchronous supply of inverse voltage (corresponding to the direction of movement of the rack and pinion transmission in the direction opposite to the necessary direction of movement of the crawling robot-snakes) to linear electric drives of robot 2 for a period of time T _i , then - synchronous supply of positive voltage (corresponding to the direction of movement of the rack and pinion transmission in the direction of the necessary direction of movement of a crawling robot-snake) to linear electric drives of robot 2 for a period of time T _p . In this case, the value of T _p is determined by the value of the time required for the rack and pinion of the rack-and-pinion transmission to ensure the angular movement of each link of the robot relative to the adjacent link when voltage is applied to the electric drives of the value U _d . The value of T _p must be greater than T _i , the values of T _p and T _{i are} determined experimentally. The level of voltage U _d supplied to the electric drives is constant and the same. When sequentially repeating this cycle of motion of a crawling robot-snake between supports of viscoelastic material 4 and the surface of movement of the robot, asymmetric friction forces arise, which allows the crawling robot-snake to move stably along the surface.

Использование ползающего робота-змеи в качестве транспортного средства позволит транспортировать полезный груз небольшой массы по различного вида поверхностям.Using a crawling snake robot as a vehicle will allow transporting a small payload on various types of surfaces.

Claims

A crawling robot-snake, consisting of identical links, characterized in that the three robot links are connected using two spherical joints with two linear electric drives mounted on spherical joints, which are reversible DC motors with rack and pinion, and the links are in the form of flat cross-shaped plates with supports made of viscoelastic material installed at their ends.