UA126262C2 - Мобільний робот для моніторингу дерев - Google Patents

Abstract

Винахід належить до галузі транспортних пристроїв і може бути використаний як мобільний транспортний засіб для моніторингу стану дерев лісового й паркового господарств. З метою підвищення маневреності та надійності експлуатації мобільного робота корпус робота виконано у вигляді кілець, кінематично пов'язаних одне з одним тросовою тягою з приводом, а кожен із педипуляторів робота виконано у вигляді важеля, оснащеного приводною самогальмуючою передачею гвинт-гайка з можливістю обертання важеля навколо осі гайки, що розміщена в напрямних корпуса робота, причому захвати для зчеплення робота з поверхнею переміщення закріплені на зовнішньому плечі важеля, а внутрішнє плече важеля кінематично пов'язано з кулісою, що встановлена з можливістю поступального руху на валу зі шліцами, оснащеного приводом обертання. Кінці гілок вказаної тросової тяги закріплено на першому кільці корпуса робота, а привод тросової тяги у вигляді барабана з двигуном установлено на останньому кільці корпуса робота, причому гілки тросової тяги оснащені пружними компенсаторами для подовження тросу при вигинах корпусу робота. Вказані захвати, які розміщені на зовнішньому плечі важеля, встановлено з можливістю переміщення вздовж і навкруг осі важеля внаслідок телескопічного з'єднання із зовнішнім плечем важеля. Також робот оснащений технологічним модулем для моніторингу стану дерев у вигляді відеокамери та свердлильного буру для узяття проб деревини для екологічного аналізу.

Description

Винахід належить до галузі транспортних пристроїв і може бути використаний як мобільний транспортний засіб для моніторингу стану дерев лісового й паркового господарств.

Відомий транспортний засіб "гусениця" (1| для переміщення по довільно орієнтованих у просторі поверхнях, що містить як мінімум дві платформи з незалежними один від одного вакуумними захватами, що з'єднані між собою чотирма ланками, закріпленими між собою через поворотні вузли. Кожна із зазначених ланок виконана у вигляді сильфона, що має квадратний переріз й вигинається на кут від 0 до 90" під впливом газу (водню), що надходить під тиском з термосорбційного газового апарата. Однак зазначене технічне рішення має суттєві недоліки, а саме: - квадратна форма поперечного перерізу пружного елемента (сильфона) надає останньому можливість вигину тільки в площинах його горизонтальної й вертикальної осей, тобто виключає можливість вигину пружного елемента по діагоналі його квадратного перерізу, так само, як і під будь-яким іншим кутом щодо осей квадрата. - виконання гнучкого елемента у вигляді сильфона не допускає суттєву вантажопідйомність для даного транспортного засобу, оскільки сильфон (від англ. фірмової назви БЗуїрпоп) за класичним його визначенням є пружна гофрована оболонка з різних матеріалів, що зберігає герметичність при багатьох циклах деформацій стиснення, розтягнення або вигину. Така конструкція хоча й здатна витримувати достатньо високий статичний тиск газу усередині, але не спроможна сприймати зовнішні динамічні навантаження, а тому не може бути ефективним транспортним засобом для технологічного встаткування й суттєвого за масою (більше 10...20 кг) корисного вантажу. У сукупності перераховані недоліки не тільки обмежують технологічні можливості, але й маневреність мобільного транспортного засобу.

Відомий робот |21| із шістьома ногами має здатність переміщення безпосередньо по стовбуру дерева (див. стор. 1, Рід. 1: Те Кібе горої сійтпріпуд а їгеє). Робот містить корпус із установленими на ньому шістьома приводними ніжками у вигляді шарнірних паралелограмів, оснащених голчастими зачепами (див. фіг 5, стор. 6, І(2І), а також механізм вигину корпусу для подолання поверхонь, що перебувають під кутом 90 градусів тільки в вертикальній площині.

При оснащенні даного робота відповідним технологічним обладнанням, він може бути використаний для моніторингу стану дерев. Однак відсутність у конструкції робота пристрою

Зо повороту не дозволяє роботові змінювати траєкторію руху, що суттєво обмежує його маневреність як мобільного засобу для пересування по деревах.

Відомий пристрій для переміщення по об'єкту (Оеємісе ог Ігамегвіпд ап обіес) ІЗ), а саме по стовбуру дерева. Пристрій містить приводні маніпулятори, виконані як послідовно з'єднані шарнірні важелі, на яких установлені захоплюючі пристрої у вигляді коліс, роликів або безперервної гусениці із приводами, як для захвату, так і для переміщення пристрою по дереву.

Мобільність пристрою в частині його орієнтації на дереві досягається послідовним з'єднанням додаткових ланок маніпуляторів (див. фіг. 16 і фіг.17, (ЗІ). Але відомо, що будь-який маніпулятор виявляє собою незамкнутий кінематичний ланцюг, на зразок руки людини або кінцівки (лабети) примата, тобто консольну конструкцію, якій властива найменша вантажопідйомність. А послідовне приєднання кожної наступної кінематичної ланки, як це притаманно даному пристрою, збільшує консольне навантаження. У той же час захватні пристрої виконані у вигляді «...колеса, ролика або безперервної гусениці із приводами" (див. фіг. 1 і 2, поз. 28,а; 28р; 29, а також п. 6 розділу Уупаї і5 сІайтеай іб5: «... рожегей мпееї, гоПег апа сопіїписи5 їгаск аззетбіу тоипієй оп єасі! дгарріїпу Ієд ої Ше аззосіагеа дгірріпуд рогіоп", тобто у вигляді опор кочення, коефіцієнт тертя яких, як відомо, не менш ніж на порядок нижче коефіцієнта тертя опор ковзання, або, тим більше, будь яких зачепів, що суттєво знижує надійність його роботи.

Відомий захоплюючий пристрій |4| мобільного робота (Тгее Сіїтбріпуд Кобої), більш докладно описаного в монографії |5). Пристрій містить корпус із захватами, виконаними у вигляді пазурів, що утворюють фаланги захвату й постачених пружинами (див. Рід. 20, поз. 70 і 80, І6ЄЇ) для зчеплення захвату зі стовбуром дерева й лінійним приводом (Рід. 2а, поз. 30) для розкриття захвату. Крім того, маніпулятор пристрою утворено трьеома механічними пружинами (ІПгее теспапісаї 5ргіпо5 203, 204 апа 205 ШПаї аге соппесієй іп рагаїІеї), які з'єднані паралельно (див.

Рід. За, поз. 203, 204 і 205) і постачено трьома приводами (Рід. 30, поз. 207). За допомогою керування довжиною кожної пружини маніпулятор (поз. 200) може виконувати рухи згинання й розгинання (Рід. 5). "Тпгоцдп їпе сопігої ої (пе Іепдій ої вас 5ргіпа, Ше сопіїпиит тапіршіаг 200 сап регіогт репаїпд апа ехіепвіоп тоїіопв" (стор. 10, друга колонка). Як технологічний модуль пристрій оснащений відеокамерою для перевірки поверхні дерева або для спостереження (стор. 41, Рід. 4.17 А сатега тодиїє). Таким чином, зчеплення пристрою з поверхнею стовбура дерева здійснюється під дією пружин, що почасти сприяє надійності втримання пристрою на бо дереві у випадку знеструмлення його приводів, а зміна орієнтації корпусу, тобто його повороту відбувається за допомогою деформації (зміни довжини) поздовжніх пружин за рахунок різниці ходу двигунів.

Однак зазначене технічне рішення має суттєвий недолік, а саме: зміна орієнтації пристрою, тобто його поворот на дереві, здійснюється за рахунок деформації трьох пружин трьома двигунами, а розкриття пазурів захватів також супроводжується деформацією їх пружин. Такі технічні розв'язки при тривалій експлуатації призводять до нагромадження залишкових напруг у пружинах (відомо, що це властиво будь-яким пружним елементам не залежно від значення модуля Юнга, тобто модуля пружності), що в остаточному підсумку є причиною руйнування (поломки) пружин. Вказане обмежує маневреність робота, оскільки припустимі величини вигинів пружин (а значить і кутів повороту пристрою) обмежені модулем Юнга (пружності) матеріалу, з якого вони виготовлені.

До пристрою мобільного робота, який заявляється, найбільш близьким аналогом (прототипом) є крокуючий мобільний робот |6|, педипулятори (крокуючі механізми) якого виконані у вигляді набору кілець, що мають кожне в поздовжньому перерізі форму зрізаного конуса й контактують між собою по сферичних зовнішніх і внутрішніх поверхнях, причому всі кільця стягнуті пружним елементом розтягання, розташованим по їхній осі та шарнірно закріпленим на замикаючих набір кілець втулках, на яких усередині кілець установлені гофровані трубопроводи, що перебувають під різним тиском газу або рідини.

Загальними ознаками з устроєм-прототипом є наявність корпусу із установленими на ньому педипуляторами, набору кілець, стягнутих пружним елементом, захватів зчеплення з поверхнею переміщення, а також систем енергозабезпечення, автоматичного керування й просторової навігації.

Однак зазначене технічне рішення має ряд суттєвих недоліків, а саме: - не дивлячись на те, що педипулятори робота виконані з набору кілець, власне корпус робота є суцільним і позбавлений можливості огинання перешкод (наприклад, таких як гілки дерев) на шляху свого переміщення, що обмежує маневреність робота. Тобто для зміни траєкторії руху робота відстань між перешкодами на поверхні переміщення завжди повинна бути значно більша ніж габарит корпусу робота. - оскільки вигин педипуляторів здійснюється за рахунок різниці тиску у чотирьох гофрованих

Зо трубопроводах на кожний педипулятор, то таке технічне рішення потребує не тільки наявність генератора тиску у вигляді компресора чи насосу, що мають значну вагу, а й наявність багатьох розподілювачів та регуляторів тиску (наприклад, при чотирьох педипуляторах потрібно 4 х 4-16 розподілювачів і ще стільки ж регуляторів тиску. Цей недолік збільшує вагу робота, а значить і його гравітаційне навантаження, що в свою чергу знижує надійність утримання робота на поверхні переміщення. - крім того, у випадку аварійного знеструмлення приводів робота (що притаманно автономним джерелам живлення, таким як акумулятори з їх обмеженою ємністю) можливий зрив робота з вертикальної поверхні переміщення стовбура дерева, оскільки вказаний робот позбавлений будь яких блокуючих пристроїв, що знижує надійність втримання його на дереві.

Сукупність означених недоліків устрою-прототипу обмежують маневреність мобільного робота та зменшують надійність утримання його на поверхні переміщення довільної орієнтації.

Метою винаходу є підвищення маневреності робота при огинанні гілок дерев та надійності експлуатації мобільного робота за рахунок гарантованого утримання його на поверхні переміщення.

Перше із вказаних властивостей забезпечується тим, що саме корпус робота виконано у вигляді набору кілець, кінематично пов'язаних між собою тросовою тягою з приводом, а друга властивість - застосуванням само гальмуючих механізмів у приводах педипуляторів робота при його зчепленні з поверхнею дерева.

Технічний результат досягається тим, що в пристрої, який заявляється - мобільному роботі для моніторингу стану дерев, що містить корпус із установленими на ньому педипуляторами, набір кілець, контактуючих між собою по сферичнім поверхнях і стягнутих пружним елементом, захвати зчеплення з поверхнею переміщення, а також систему енергозабезпечення, автоматичного керування й просторової навігації, згідно з винаходом корпус робота виконано у вигляді кілець, кінематично пов'язаних між собою тросовою тягою з приводом, а кожен із педипуляторів робота виконано у вигляді важеля, оснащеного приводною самогальмуючою передачею гвинт-гайка з можливістю обертання важеля навколо осі гайки, що розміщена в напрямних корпусу робота. Причому захвати для зчеплення робота з поверхнею переміщення закріплені на зовнішньому плечі важеля, а внутрішнє плече важеля кінематично пов'язано з кулісою, що встановлена з можливістю поступального руху на валу зі шліцами, що оснащений бо приводом обертання. Крім того, кінці гілок вказаної тросової тяги закріплено на першому кільці корпусу робота, а привод тросової тяги у вигляді барабану з двигуном установлено на останньому кільці корпусу робота, причому гілки тросової тяги оснащені пружними компенсаторами для подовження тросу при вигинах корпусу робота.

Вказані захвати, що розміщені на зовнішньому плечі важеля, встановлено з можливістю регулюючого переміщення вздовж і навкруг осі важеля внаслідок телескопічного їх з'єднання, що оснащене фіксаторами свого положення відносно важеля. Крім того, робот оснащений технологічним модулем для моніторингу стану дерев, наприклад у вигляді відеокамери, свердлильного буру для узяття проб деревини для екологічного аналізу та інших інструментальних засобів для виконання технологічних операцій роботом за своїм виробничим призначенням.

Приведені ознаки винаходу є суттєвими, бо в сукупності достатні для рішення поставлених задач -- підвищення маневреності робота при огинанні гілок дерев та надійності експлуатації мобільного робота за рахунок гарантованого утримання його на поверхні переміщення. Кожна із наведених ознак нарізно необхідна для ідентифікації і відмінностей пристрою, що заявляються, від відомих в техніці аналогічних технічних рішень.

Таким чином, нова сукупність загальних (відомих) і відмітних (нових) від прототипів суттєвих ознак, якими характеризується нове технічне рішення, є достатньою у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм правового захисту, оскільки вирішує поставлені задачі.

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак і результатом, що досягається полягає в наступному.

Завдяки тому, що саме корпус робота виконано у вигляді кілець, кінематично пов'язаних одне з одним тросовою тягою з приводом, при спрацюванні останнього надається можливість вигину корпусу робота під довільним кутом до поверхні переміщення, що підвищує маневреність робота при огинанні гілок дерев чи інших перешкод (суків, бактеріальних наростів і т.п.).

Виконання кожного із педипуляторів робота у вигляді важеля, оснащеного приводною самогальмуючою передачею гвинт-гайка улоеможливлює мимовільний рух захватів зчеплення робота з поверхнею переміщення у разі аварійного знеструмлення приводів робота, тобто сприяє надійності утримання робота на поверхні стовбура дерева.

Зо Встановлення захватів на зовнішньому плечі важеля з можливістю регулюючого переміщення вздовж осі важеля внаслідок їх телескопічного з'єднання, оснащеного фіксаторами свого положення відносно важеля, дозволяє здійснювати регулювання передаточного відношення важеля, тобто відношення довжини (радіуса) зовнішнього плеча важеля відносно внутрішнього плеча важеля, кінематично пов'язаного з кулісою, що встановлена з можливістю поступального руху на валу зі шліцами, що оснащений приводом обертання. Вказане регулювання передаточного відношення важеля педипулятора необхідне для врахування твердості породи тих чи інших дерев. Так, якщо робот переміщується на поверхні дерева твердої породи, то вказане відношення довжини (радіуса) зовнішнього плеча важеля відносно внутрішнього плеча важеля повинно бути менше одиниці, щоб створювати редукцію, тобто збільшення сили входження гострих пазурів захвату у стовбур дерева або сили притиснення до дерева інших типів захватів. І навпаки, у разі переміщення робота по поверхні дерева м'якої породи, вказане відношення може бути більше одиниці, щоб створювати мультиплікацію, тобто для збільшення швидкості переміщення робота за рахунок збільшення довжини зовнішнього плеча важеля, хоча і при меншій силі притиснення захватів до поверхні стовбура дерева.

Оснащення робота технологічним модулем для моніторингу стану дерев, наприклад у вигляді відеокамери, свердлильного буру для узяття проб деревини для екологічного аналізу та інших інструментальних засобів надає можливість виконання технологічних операцій роботом за своїм виробничим призначенням.

У сукупності зазначених ознак технічне рішення, що заявляється, забезпечує не тільки підвищення маневреності переміщення, але й надійності експлуатації мобільного робота.

Пристрій пояснюється наступними кресленнями: на фіг. 1 показаний робот у поперечному перерізі; на фіг. 2 - вигляд у плані по стрілці "А" на фіг. 1; на фіг. З показано поздовжній східчастий переріз робота по Б-Б на фіг 1; на фіг. 4 - східчастий перетин по В-В на фіїг 1; на фіг. 5 показано ЗЮО-модель робота з умовним четвертним вирізом корпусу для полегшення розуміння устрою; на фіг. 6 - виносний елемент "Г" ЗО-моделі на фіг. 5; таблиця відображає стадії переміщення робота.

Мобільний робот містить корпус 1 (фіг. 1, фіг. 5), набраний з кілець 2, стягнутих пружним елементом 3. Захвати 4 у вигляді гострих пазурів для зчеплення з поверхнею переміщення бо (стовбуром дерева) встановлені на зовнішньому плечу "/" важелів 5. Зовнішньому плече "1"

важелів 5 виконано у вигляді телескопічного механізму із стопорним елементом 6. Важелі 5 оснащені самогальмуючою передачею гвинт-гайка 7 і встановлені на гайці вказаної передачі з можливістю обертання навколо її осі. Власне гайка передачі 7 встановлена на полозку 8, розміщеному в напрямних типу "ластівчин хвіст" з можливістю поступального переміщення в напрямних кільця 2. Внутрішнє плече "І" важеля 5 через вісь 9 кінематично пов'язане (через паз) з кулісою 10, що встановлена на валу 11 зі шліцами з можливістю поступального руху вздовж осі вала 11. Останній, так само, як і гвинт передачі 7, встановлено на опорах обертання в кронштейнах 12, що закріплені на відповідних кільцях 2. Між кільцями 2 розміщені проміжні кільця 13 (фіг. 2), що при однаковому діаметрі мають значно меншу ширину. Весь пакет кілець 2 і 13 закривають кришки 14 і 15, які є відповідно першим і останнім кільцем корпусу робота, і на яких шарнірно закріплено вказаний вище пружний елемент 3. Важелі 5 разом з захватами 4 і їх приводами утворюють педипулятори (крокуючі механізми) С, 0, Е, Е. Всі кільця 2, 13 і кришки 14 і 15 контактують між собою по сферичних поверхнях радіусом К (фіг. 3) і кінематично пов'язані тросовою тягою 16, що проходить через отвори кронштейнів 17, закріплених на відповідних кільцях. Трос вказаної тяги, проходячи через натяжні ролики 18, намотаний на приводний барабан 19, а його кінці закріплено на кронштейнах 20, що встановлені на передній кришці 14.

При цьому тросова тяга утворює дві гілки троса: верхню "с" ії нижню "Н" (кронштейни 17 для нижньої гілки "Н" на фіг. З не показано внаслідок східчастого перерізу робота по Б-Б на фіг. 1).

На передній кришці 14 на відповідних кронштейнах встановлені відеокамера 21 та свердлильний бур 22 для узяття проб деревини для екологічного аналізу, що складають технологічний модуль для моніторингу стану дерев.

Вказана вище передача гвинт-гайка 7 оснащена приводом 23 (фіг. З, фіг. 6) у вигляді електродвигуна, а вал 11 зі шліцами, що встановлений шарнірно на кронштейнах 12, має привід від двигуна 24 (фіг. 4), який повідомляє валу 11 коливальний рух на кут 50,50. Барабан 19 має привід від двигуна 25 (фіг. 5). Кінці гілок, верхньої "с" і нижньої "Н", тросової тяги закріплено на першому кільці корпусу робота, тобто на кришці 14, а привод тросової тяги у вигляді барабана 19 і двигуна 25 встановлено на останньому кільці корпусу робота, тобто на кришці 15. Причому тросова тяга 16 оснащена пружними компенсаторами 26 для подовження тросу при вигинанні корпусу робота у горизонтальній площини переміщення. Означений вище телескопічний

Зо механізм зовнішнього плеча "І" (фіг. 1) важеля 5 являє собою сполучення стержня 27 (фіг. б) захвату 4 із втулкою важеля 5.

Для полегшення розуміння пристрою на фіг. 5 показано ЗО-модель робота з умовним четвертним вирізом корпусу, а на фіг. б показано виносний елемент "Г" ЗО-моделі на фіг. 5 з відображенням відповідних позицій.

Пристрій працює наступним чином.

У початковому положенні розташовані по діагоналі корпусу захвати С і Е (див. фіг. 2 і

Таблицю) зчеплені зі стовбуром дерева, а захвати О і Е вільні від зчеплення. Зчеплення пазурів захватів 4 (фіг. б) з поверхнею переміщення (стовбуром дерева) і їх звільнення від зчеплення здійснюється, коли двигуни 24 обертають на кут ж0,5а (фіг. 1, фіг. 4) у відповідному напрямку вали 11 зі шліцами, котрі передають коливальний рух кулісам 10, які в свою чергу, через вісь 9 підіймають чи опускають зовнішні плечі важелів 5 на кут 0,55. Важелі 5 здійснюють коливальний рух на вказаний кут, оскільки вони встановленні на гайці гвинтової передачі 7, що розміщена на полозку 8 (фіг. 6), котрий має можливість поступального руху в напрямних типу "ластівчин хвіст" корпусу робота, точніше одного з його кілець. При включенні двигуна 23, що нерухомо закріплений на корпусі робота та з'єднаний з гвинтом передачі 7, і при зчепленні відповідного захвату 4 з поверхнею переміщення, корпусу робота повідомляється поступальний рух на величину кроку 5: (див. Таблицю). Для переміщення робота на другий крок 52 захвати О і

Е зчіплюються зі стовбуром дерева, а потім захвати С і Е звільняються від зчеплення з поверхнею переміщення при реверсі двигуна 24. Двигуни 23 через гвинтову передачу 7 відповідних захватів О і Е повідомляють корпусу робота переміщення на крок 5».

Для продовження поступального руху робота за командами системи дистанційного керування викладений цикл повторюється при почерговому зчепленні попарно діагонально розташованих захватів С, Е і 0, Е, а також при відповідному реверсі двигунів 23 і 24. У разі аварійного знеструмлення приводів робота, завдяки само гальмуючої гвинтовій передачі 7, її гайка позбавляється можливості руху по відповідному гвинту. Наслідком чого, що найменше два діагонально розташованих захвати залишаються зчепленими з поверхнею переміщення, що сприяє підвищенню надійності утримання робота на стовбурі дерева.

Перед розміщенням робота на дереві регулюють передаточне відношення ІЛ важеля 5 (фіг. 1), пересуваючи захват 4 зі стержнем 27 (фіг.б6) по осі втулки важеля 5 з подальшою фіксацією бо стопорним елементом 6. Таке регулювання необхідно для врахування твердості породи тих чи інших дерев. Так, якщо робот переміщується на поверхні дерева твердої породи, то вказане відношення довжини (радіуса) зовнішнього плеча важеля "І" відносно внутрішнього плеча "|" важеля 5 повинно бути менше одиниці, тобто ІЛ «1, щоб створювати редукцію, тобто збільшення сили входження гострих пазурів захвату у стовбур дерева або сили притиснення до дерева інших типів захватів. | навпаки, у разі переміщення робота по поверхні дерева м'якої породи, вказане відношення може бути більше одиниці, тобто І/Л/ »1, щоб створювати мультиплікацію, тобто для збільшення швидкості переміщення робота за рахунок збільшення довжини телескопічного зовнішнього плеча важеля, хоча і при меншій силі притиснення захватів до поверхні стовбура дерева.

Одночасно з поступальним переміщенням робота уздовж дерева, залежно від топології його стовбура, здійснюють рухи повороту мобільного робота за рахунок вигину корпусу 1, що набраний з кілець 2 і 13. Для цього почергово включають двигуни 23 і 24 зчеплених попарно по діагоналі корпусу робота захватів С, Е і 0, Е (фіг. 2). Так, при вигині робота ліворуч (див.

Таблицю, п. 4) захвати С і Е зчеплені з поверхнею переміщення, захвати О і Е вільні. Корпус робота повертається ліворуч під дією сил Ре і Ре, що виникають внаслідок включення двигунів 23 (фіг. 6) і переміщення гайки передачі 7 захватів С і Е відповідно.

При вигині робота праворуч (див. Таблицю, п. 5) захвати ЮО і Е зчеплені з поверхнею переміщення, а захвати С і Е вільні від зчеплення. Корпус робота повертається праворуч під дією сил Роб і Ре відповідно, що виникають внаслідок реверсу двигунів 23 (фіг. б) і переміщення гайки передачі 7 захватів О і Е. В обох випадках вигину (ліворуч і праворуч) корпусу робота в горизонтальні площині переміщення, компенсацію необхідного подовження гілок с і Н тросу 16 виконують пружні компенсатори 26.

Вигин корпусу робота у вертикальній площині до поверхні переміщення здійснюється наступним чином. При необхідності вигину корпусу робота вверх вмикається двигун 25, внаслідок чого верхня гілка о тросу 16 (фіг. 5), що закріплена на кронштейні 20, намотується на барабан 19, вигинаючи робот вверх при зчеплених захватах О і Е з поверхнею переміщення.

При цьому нижня гілка "Н" тросу 16 змотується з барабана 19. І, навпаки, при реверсі двигуна 25, нижня гілка "Н" намотується на барабан 19, вигинаючи робот вниз, а верхня гілка о змотується з вказаного барабана.

Зо Всі вище вказані вигини корпусу робота необхідні для огинання перешкод (гілок дерев, суків, бактеріальних наростів тощо) на шляху переміщення робота. В сукупності з почергових спрацюванням приводів педипуляторів вказані рухи забезпечують достатню маневреність мобільного робота. Таким чином, реалізуючи вище викладені переміщення, мобільний робот має можливість вигинання його корпусу для обходження гілок дерев, при виконанні операцій моніторингу стану дерев лісових та паркових масивів. Програма комбінаторики рухів визначається топологією дерева й тут не розглядається, оскільки не є об'єктом захисту.

Таким чином, завдяки виконанню корпусу робота у вигляді кілець, кінематично пов'язаних між собою тросовою тягою з приводом, і тому, що кожен із педипуляторів робота виконано у вигляді важеля, оснащеного приводною самогальмуючою передачею гвинт-гайка з можливістю обертання важеля навколо осі гайки, що розміщена в напрямних корпусу робота, надається можливість забезпечити достатню маневреність робота при виконанні операцій моніторингу стану дерев лісових та паркових масивів.

Розміщення захватів для зчеплення робота з поверхнею переміщення на зовнішньому плечі важеля та кінематичний зв'язок внутрішнього плеча важеля з кулісою, що встановлена з можливістю поступального руху на валу зі шліцами, що оснащений приводом обертання, дозволяє за рахунок почергового спрацювання приводів педипуляторів робота здійснювати не тільки поступальний рух робота вздовж стовбура дерева, а й змінювати орієнтацію робота.

Оснащення робота технологічним модулем для моніторингу стану дерев, наприклад у вигляді відеокамери, свердлильного буру для узяття проб деревини для екологічного аналізу та інших інструментальних засобів, надає можливість виконання технологічних операцій роботом за своїм виробничим призначенням.

Винахід не обмежується описаними й показаними на графічних зображеннях варіантами реалізації, але може бити змінений, модифікований й доповнений в рамках об'єму, визначеного формулою винаходу.

Так, наприклад, власне гвинтова передача може бути замінена на інший вид самогальмуючої передачі, що не міняє суті винаходу, але обов'язкова установка важелів із захватами на веденій ланці механізму, що має здатність самогальмування. Також можливий і інший склад технологічного модуля залежно від виробничого призначення мобільного робота.

Винахід може бути реалізований в умовах промислового виробництва з використанням бо стандартного встаткування, сучасних матеріалів і технологій на будь-якому машинобудівному підприємстві.

Джерела інформації: 1. Патент КО 2262461 МПК 8620 57/032. Транспортное средство для перемещения по произвольно ориентированнььмм в пространстве поверхностям "гусеница"; заяв. 03.12.2003; опубл. 20.10.2005 2. Зайпаегза А., СоІдтапбр О.І, РшБб А.У., Виепієга М. Тне ВІ5Е Сіїтбріпду Вобої: Воду апа І ед

Оевзідп. Вовіоп бупатіс5, Шптаппей Зузіетв Тесппоіоду МІ 2005; Мої. 6230: р. 1-13.

З. Раїепі О5 10040191 Іпі. СІ. Е16! 3/08; В25) 5/00. Оемісе Тог ігамегвіпу ап обієсі (Пристрій для переміщення по об'єкту). РПей: Мом. 18, 2016; Оаїе ої Раїепі: Аца. 7, 2018. 4. Раїепі 05 8807614 Іпі. СІ. Вб2В1/18. Сгірріпд демісе5 (Захоплюючі пристрої). Ейей: Чиї. 24, 2012; Оаїє ої Раїепі: Аца. 19, 2014. 5. Тіп Пп Гат, Мапдепепд Хи. Тгеє Сіїтріпу НРКобої: Оеєвзідп, Кіпетаїйс5 апа Моїйоп Ріаппіпа (Робот для переміщення по деревам: дизайн, кінематика і планування руху) - ергіпдег

Неїдеїрега, Мем Могїк, 2012. Р. 37-46. 6. Крокуючий мобільний робот: патент 117065 Україна: МПК В620 57/032. Мо а201701440; заявл. 16.02.2017; опубл. 11.06.2018, Бюл. 11.

Claims (5)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Мобільний робот для моніторингу дерев, що містить корпус із установленими на ньому педипуляторами, набір кілець, контактуючих між собою по сферичних поверхнях і стягнутих пружним елементом, захвати зчеплення з поверхнею переміщення, а також систему енергозабезпечення, автоматичного керування й просторової навігації, який відрізняється тим, що корпус робота виконано у вигляді кілець, кінематично пов'язаних одне з одним тросовою тягою з приводом, а кожен із педипуляторів робота виконано у вигляді важеля, оснащеного приводною самогальмуючою передачею гвинт-гайка з можливістю обертання важеля навколо осі гайки, що розміщена в напрямних корпусу робота, причому захвати для зчеплення робота з поверхнею переміщення закріплені на зовнішньому плечі важеля, а внутрішнє плече важеля кінематично пов'язане з кулісою, що встановлена з можливістю поступального руху на валу зі Зо шліцами, що оснащений приводом обертання.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кінці гілок вказаної тросової тяги закріплено на першому кільці корпусу робота, а привод тросової тяги у вигляді барабана з двигуном установлено на останньому кільці корпусу робота, причому гілки тросової тяги оснащені пружними компенсаторами для подовження тросу при вигинах корпусу робота.

З. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказані захвати мають телескопічне з'єднання із зовнішнім плечем важеля і встановлені з можливістю переміщення вздовж і навкруг осі важеля, а саме телескопічне з'єднання оснащене фіксатором свого положення відносно важеля.

4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що оснащений технологічним модулем для моніторингу стану дерев у вигляді відеокамери та свердлильного буру для узяття проб деревини для екологічного аналізу.

Б ще З досту З «А й щ. Я а ї с Екон НЕ ; х сук Ота ї чо Ку й ТАМ, а КВ а ше ше - АТ Е ай п А аю хан т Я а: дес 47 Ел. ве ик Н ВІК МІВ я ро и НВК а о т і фо я у В Я ок з аа оо Ї Н жи ох ХВ т -е : І ння ВІ Гак й У не Я Я ба й цк ух щк Н ї ; Ї є й Зк Бек ше АК с її і ой ре й у я КЗ, ЕВ о Н Ко и ше 55 с -я о, ї хх Я й І с те ІЗ ее 4 осо Шк Ше жа ши ад и ШНе Я щ: у мих і ее: ее І ї кя вна А І ване: пр х ГК С що те питроте : з в ; Оу фен я ек їз і -е Б б-й ЖОох ГУ Он і ша ша и нн рек АСВ ДИ од ї соті вн и як а У ее Я я шив: шин як. ин я Е я 5 Ж я КЗ Кох о Я Й МЕ а - їх цех сеї ще а В КИ Ж Ін У КУ ; ре дея вера не Ше БУЯ со ве її ок - ОТКЕт яти Ї чо й ГР» САхУ уче «В ї мя се НЕ Сл їх і З МДУ ка іх дике к яко кл: ее ЩЕ Я Я Ж і; в ВН ви ШУ Ж ух пн ШК | : Дону й и М п-- Кк Зх у її ке б м о й Н Е вх не Е. Я ск ря Ук і Й спі кА тет ех ся ої і Се ЖК помеліжкдолляхнкт и в Я З докт й з ї КОоожей р ТО СЕТ тіні Я є її пк и СНО ЛАД ме в вас ее я - 4 дк М іш А не я їх шк Ко х мн 3 їх 5 пе ож Ах шим я ши: ше Не У чн нн и же ше ми м Й ЗАВ як дит, з ; и ши с с З ие ЧИ: ж че ШЕ і шиком І М М ше же АКА а: ше и ши ши ни шин 1 пе че її ЕН ще пиши и ши ши ши ши ше ЕЕ Ше а рана У х х ї о дерти яке й ; і. х Е: 1 ї ї ХА сонне Е: х у у НЕ На ще кряж ку Ге ШИ ШЕ І НИ Пе ання ще Ши и ша товоур еревя ник ск і: х х х їх ї ї ї ї З 1 Ж ї і х 1 Тоня о ни ни ни З НЕ рр Ор о т ї х і В Е х х : ї х х ї ї Дис а ПОКИ НИ скан ріг.

реа ЖК й ОО й М гі НЕ М В КИ ч ; Уфі і ІЗ ЕК х

1. и НН ен. : х НВ ї Ії : Бо : й ї для ннннннннкиияююитя: їх їх : пеефрентнтнтнтжнжетктктккннт І ї і І ї і І ї і І ї і 3 й Н нн її І НУ З І пт М Ол УТ. Е ее кІ Оля ЗМІЇ Е ВЛА: я їх кт Фон Ма ІЗ Н з х Й Як Я шли цХ її ЕТКІПИПИУМИ я В я У МІК ЖИПИП ХО. їй БепицициЄтЕВ Є р ОищІ ДК дхллллллнннналннй ї БК й У г уннннннннчнчннннннчнчякнн НО ОК ї ру ' во» ЗИ - МІЖ М 3 - ру ' МОЮ г ї і 1 ї Н ЕН ї Н підллААААААААААААААААААЇДАААААААААААААААААААААЯНЯ х ЗКУ че є ; ї Мк Пл ї Кк гІЇ ї Ще Її ї Ще БУ ї «7 ї ІЗ л т у епееотет тест е 3 й Н ПО ІЗ ТІЇ ї БІ: І її ї ї ї для їх. х І й і І й і Н ї Н Мірчук -Х ін Пп ї Ії: ї КУ І ї ї ї ї 3 ру Н І ї і Хаус з ТТ ї З МЕ І я. ІЇ ї А ї і р й і 3 ї Н дент няння т ї Б: ї І ї і І ї і І ї і І ї і 3 ї Н ЗалтучККя Ін Із М ї НУ : 3 р Н І ї і І ї і І ї і «й петннжнжуня з ТТ І ра Ії ї нн 4 ї Н х й Н ї ря ' І ї і Н ї Н З укжллжжкннАНАААКАНАІДКАААААНААААНАНАААКАКАЮТИКЯ Ії че поту Щ со ОБАМИ - ї БЕ: о клИ п : МІ тя 10 ГІЇ І ВЕ: То оди е терня їж нн НЯ ОО КИ й шипи МОЮ ная ї Ш ' чи . й ' Кк ї Мк 3 Ш Н ху І ї і І ї і Н ї Н

М. ї РБ:ї : ГНН : кі ї 1 ї і м й й Фет понос Мого ПТ ТО НХУШНН НСХУ НН ІНК: денну НАННЯ НУ НАННЯ І ЕНН НУ ДІВИ ЕНН т ВЕНУ НИМ ГУ В ення ви а рих і к Зрій во з 13 17 Іб в З с ІЗ КИ НЕ ЩА КЕ кі Кк ЕЕ Е ЕЕ ; ; ї : г к. тк Я с ше В З х У ста У А Й вч ник Кум нити нив ниноЙ Н ї ши т нн а и Ки в нн ВИН й ІЗ с г ї х од Кея и КЗ НИ г йо хх реж М сх з там Мо аку 5; Буд Х. ЕЕ оче їх щу т Кп 0 фе ХЕ ря М ВЕК пе ВОНИ и а ЩЕ Тел ан ння Я Со Мк я в е НК и м ККУ ЕХ ЕЕ и я КІЛ АД Ан вен во п в у МАТ и КК А ОК КК і: я ее З НИ й : т В, їз Ми вон їі М : Н ! Н Н Бе Мк ї КЕ с З ОН НЕ з ТЕ Й ! | ! : ЕН НЕК : ВЕН я ау НН БІ : Н Н Н ї З 11 ї МЕ. дви СД МІ НУ Я і і і Н Же ІВ ї ФО ШУ, ду піОоЕву б : і | Н ї СУ СС СІННЕ У ї МАЛІК В. демп БРОНТЕ ї Н і ! Щ- ВЗН КОН че кра ХП ШК НЕ Хе М у що КА КК НК ВВА вив М Ж пече ТО М, во мес» МОНА М КО Ка ЕК Ж ща М БУ це ДО кн ВХ БЕ ПУ сив ТО КК Х. ІІ НУ ДН ли І І ЗМК МОККІ МТК КВ ПМК ех пе п вуНеимО що АОНКМИ КТК МА ПУМУМУ МК хо ОО УМ АХ Фон нея ВО МВ ОК са о о о В В З КО ДЕК МОЖ АК КК ЕЕ а ВЗ Мо у Кот ОРРОТК ВИЖ ВАВКЛЮВ ВЕД Я НЯ щи ПИ ЩО сети МО ГСК роті ! Н Ши и й КЕ и, ни 7 ї 1 Н Н ї ИН В Он и х ДУ НЕ Ча зн п п п а ПН го ЕЕ ЯХшеми с еН МЕ М БФ Га : 17 І Н ВН НН ОК а НН НН; У КК рн і г х К і І і ї З 7 - Н тк 5 ї кі СД Ка с й Ку кА ке спи х алу я; т Ух Енея ; чес ке т с ЕЕ у Я чо кох че а: у

5. я й у К; бю маса ох ее МК яШЬя йо сь Рой Ме З шою Б ее ке ї же а ей й з вс квья Є я Б: ЯН: Б йя зх СВК НИЙ ее В ЩЕ ШК; ро12 ха ! їж Ж вн ї ї ро и дю р ї ДВ В Ка їх Е І вБОНОНЯ Е ЕЗ її ! ї рн : Ж х і Ко жо Е КУ Й Є Я |! о Зо, і Е ЕЗ поле, й кози і . х йо Я дк їх Е : : ї ОО щіча і з дл фрнянннн

ЗК. о НИ ЕЕ усасдооюс я ТАКА ЗАМ:

Ще. 5. : М свя невнни ш ДІ аа Зх клю, ї й ЗИ : у пн нн КУ дей й КИ х ЗИ -ї -- ше й ЗО НИНІ НК с : КІ дня як. ппялидянляяяялняятння зле поллялялняляннніфьо я ТАБ пок вн еф ме милях ІД ЯК атананнннннатнт, т Е Фін нет птн зетяк пон нен Я ;. Ту ру ооо сов ні поет 3 тттттяднннттннні іх осо ВИН ОК КЕ Дочка СЕУ Е ; К ща і АК отруту Уа і Сея | ; і й і х ї ек ЕЕ я

Фіг. 4

Ка! я зо Вк Кк ж» «Я зе Кн КК о З «Фе ли з й Б а 55 з Ми о МИ зе в . . п і і З

Фіг. 5 г Мо о і че і й ве 4 8

Фіг. 6

Таблиця ГНН г діт ! - - : Н : ке тація ! КНоложення ркемхиа ! і хан закнцтів В З СЕБЕ МИНеННЕ | івнлрх панії Н 3 ІЗ ' ї Н КВ У ЗМІНІ Н Н ГовеКеи ние нн м м в НК м М о ж ! Й захвати 13 Р зчеплені і І ! КЕ Ж із пенею перемианення о Кен женуєні ее цех "Захватв С 4 віл від і ТО Кисвжормяуєн во що ілвхватВ С КБ відне від : реота | Тк. я ЯМ ди ВетЛюМЯ. ! 17 Н оо Кв севзухжть ко се стуки Н 1 враворух і і ща Ро корнуєювотв евернуюсн г Не ще Н х АЖ Н мк чітко хіїумут о З хі і т і- ІВ; ГЦ нидеоК Мі гня : ' Н у; Мив НН ИНА тех І і і борт ПР; ЕВ. відпові пе ЗВ і в ро й сих З й | й ЕК реверсу дангуна Я В Гі ! ВО Нв; нереміеннх пак і Ко і іперемачі б захват Е.С. Кі | р до 5 Н Н щу повхукуєкт НИ з Н ЕЕ Я пе роках С я Є ее 3 ГУ Н Кі ух, ї- срустранх то ікпосзннн З ЕМ ів ЗМО УКк в зво нею пероемнцения. о! ЕН НЕЗАУНн о ННЕЯ Од а і Я 3 г БО ті пЗаквитн ПЕ вільну, і НАФ і же Ко Ї тлемястя рюттеоя уочровекноня Е нен зару ресв і ве и у ПКоракує рекнажч звамернувоя ВН ше ша Н п Жоиню МХ ІН ср затерти и 3 Е ш отв иа рі С Тео у ї лофт вартою ДЕ : Гі і що у шва бе КУ вежа, і 5 Н Я бо ТЕ ! -е пе є що І зутукфуж мує ТЕХ З Гі і г ще пре винних вже уна Я ІЗ ' ! та їй ОБ Я М е Н г і і Нм ері перекннеявя лм і їі і снеревеч:? захв С ГЕ В 5 і і і 01 о 3 ще і м іЗахватя Є С зчеплені 3 УНН і Ж Їх крим печіння Н хі | Ежен і важниууєнен» переманвюня ще ! оз у СЗаквасм ЗіБ вільнивія ГНН ! рос заня їх джіогру ус уву Що Н ї ! Я Фшифий ГЖЧчОЗУСННЯ. З Кі Н чен Ї кт евумтитя керу помиква иев ча зви і Звесриюнях | Бокс пКорчес уки неревнтязем:

: г. ЧНБСНІМ пиши, Н хек С сх донна З Ті япугогоу ! Мо снавнідстань Я. виасяюЖ же ПОД ! з Ж о; і, пишу пива Е 1 кроже я, і Е чаш Е і включення двнгена ЯЗ : Гі ! терну 1 КЕ і кеереоеіенкя гейк і г ! що КІ КЛ гдередзч? ах ВЕ, і : Н Н хі і | З ЕМ і КИ Г, хі , і І і пер, пЗахнатн 2 Б зчедясні ; І ! па у Го нпдентнек зепеюіненвя З В і Н - боти - 13 ЩЕ Вер не перечниекня З І ! Бу Закватмх 2 1 вільні віх то ЗВаероюння | рек ка зчеплених ниаелішак : ГУШЕЕЧН Н Б ву Н кт мит й ; 3 їх пери і ЕВ і рвоамерюю дич Уня о. : ІЗ ' саги КУ Н ОМ 115 пох зщрку оон суму лет «а 11 Бу, | в іде Кореєю пером твнояї ЕЕ ! речей Кк і іа врюань о, внесок ІЗ Н Н НО мидицх й : ! й те З Гі і мк Я 18, і Вклнеиня лаНгУНа З ; І ! й Піо веремкчезния гайже їі і сі. зпередаен у захваю й 14 З 5 ' ! т ЕВ КЕ Н З ЕНН і в и м: | : щ | КОКО Закватн С Е : Н А «ЖІ: ниж КВ ШЕ 3 Н Н Коха ' Я 3 Гі | БЕК Т ЗчЕТЬеКН я КОВОрхНею :

: . Вихіщне : ОВ у перемнцення вет ! З і о пешУженНВя | ов ВК в І ЕЛЕН НЯ ДВНЕККЯ ся З ЕМ і кВА Є КГ: пвндехемам ва Р пеклі і і кВ зі повевнення ва ЕВ ЕН і ми Трек пи й І хі і ще п За«чаеати ПіК ; 3 Н Н М Н Ше 1 5 і В р виньві вх хченлеНня З