WO2005097432A1 - Robot autopropulsado para manipulación de carpas explosivas - Google Patents

Robot autopropulsado para manipulación de carpas explosivas Download PDF

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César SALLEN ROSELLÓ
Alfredo SALLEN ROSELLÓ
Roberto Torres Pueo
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • Y10T74/20305—Robotic arm

Definitions

  • the following invention refers to a self-propelled robot for manipulation of explosive charges, being of the type of robots remotely operated by means of a control console, useful for the manipulation of explosive charges, and, in general, for the realization of special and dangerous operations, so that the self-propelled robot has travel means defined by a track, on each side, adjustable in proximity and being propelled by a diesel engine, gasoline or electric, incorporating in its previous part a drag shovel, of adjustable length, and, likewise, it has an articulated arm formed by four sections and a clamp at its end endowed with a movement, independent, left and right.
  • both tracks of the track of the undercarriage are adjustable from each other, so that when heavy loads have to be handled, both of the undercarriages can be moved to the outside, obtaining perfect stability and presenting great robustness and power, and
  • the shovel will also adapt to the length of separation of the caterpillar sides.
  • the four forming sections of the articulated arm are driven by respective cylinders and the clamp has specific means of rotation, left and right, in order to provide it with great maneuverability.
  • the first section of the articulated arm that is, the one mounted on the chassis, has a general fork shape, the clamp body being passed between its branches, allowing the arm to fold over itself occupying a minimum space.
  • SCOPE A self-propelled robot is described herein. remote control by a control console, application for the performance of different dangerous operations, being of special application for the manipulation of devices and explosive charges. BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, when you have to manipulate explosive devices or perform risky operations, even more so, when human lives are at risk, robots that are remotely operated by means of a control console are used.
  • This report describes a self-propelled robot for handling explosive charges, being of the type of self-propelled robots remotely managed by means of a command and control console, and being especially useful for handling explosive devices and devices and for Performing special and dangerous operations in general, so that the self-propelled robot comprises means of travel defined by a track, with rolling sides adjustable between them, being propelled by a diesel, gasoline or electric motor, incorporating in its frontal part a drag shovel, of adjustable length, and having an articulated arm defined by four sections, the first section having a general fork shape, and being finished off in an extreme clamp equipped with a specific rotating movement.
  • the undercarriage of the track on both sides will move, by means of corresponding hydraulic cylinders, driven by guides outwards, giving it great stability.
  • the blade of adjustable length and driven by a cylinder in its upward-downward movement, has on both sides a rotating arm, with a first position collected on the blade, adapting its length to the folded undercarriage and with a second position aligned to it, adapting its length to the deployed undercarriage.
  • the first section relative to the articulated arm has a fork shape and is driven by a pair of cylinders.
  • the clamp body is passed between the pair of branches of the first section, occupying a minimum space.
  • the self-propelled robot has great robustness and is equipped with great maneuverability, being able to drag and handle heavy loads.
  • the track running track allows its movement through all types of rough terrain, having great mobility, as well as a perfect grip on all terrain.
  • Figure 5 It shows a side elevation view of the self-propelled robot object of the invention, being able to observe the articulated arm in its deployed position, as well as the caterpillar of displacement and the front drag shovel.
  • Figure 2. It shows a side elevational view of the self-propelled robot object of the invention, being able to observe the articulated arm in its folded position, on itself, as well as the tracked track and the front drag blade.
  • Figure 3. It shows a plan view of the gripper in its closed and open position, having a specific left and right rotating movement.
  • Figure 4 It shows a plan view of the self-propelled robot, being able to observe the tracks relative to the undercarriage in its folded position, as well as the blade adjustable in length and driven by a cylinder.
  • both track tracks of track 2 are mounted in a structure that allows the separation between both sides by means of the operation of a simple push button, of so that when they have to be manipulated heavy loads will separate the sides of the track 2 and the robot 1 will acquire great stability, which represents a great advantage.
  • the track sides 2 are mounted by means of a pair 8 of telescopic stringers, so that by means of the respective hydraulic cylinder 9, activated by means of an activation button, they can be positioned at a different distance from each other.
  • the blade 3, driven by a cylinder 10 in its upward-downward movement, has an adjustable length, for which at both ends it has two rotating arms 11, allowing its length to be adapted to that of the undercarriage, as it is found in its folded or unfolded position, as can be seen in figures 4 and 5 of the designs. Said rotating arms 11 will be actuated by means of respective cylinders.
  • the articulated arm 4 mounts the corresponding hydraulic drive cylinders of the different sections thereof, while the first section 7 is driven by a pair of cylinders 6, for which it incorporates a hydraulic group, while to perform the turning movements, to the left and right, of the clamp 5 incorporates an electric motor, so that the articulated movements of the four forming sections of the articulated arm 4 are materialized by corresponding drive cylinders, which are independently operated.
  • the great maneuverability of the articulated arm 4 can be observed, being able to observe how from its deployed position (figure 1) it passes into a folded position (figure 2) on itself occupying a minimum space.
  • the self-propelled robot 1 incorporates the corresponding control electronics, all the incidents appear on a control console screen. Also, the self-propelled robot 1 will incorporate a series of ultrasonic distance meters and vision cameras, allowing to execute all the necessary operations.
  • the clamp 5 may have different characteristics according to the work to be performed, and, thus, the clamps can cut, drag, lift and even destroy objects.

Abstract

Robot autopropulsado para manipulación de cargas explosivas, siendo del tipo de robots autopropulsados manejados a distancia por medio de una consola de mandos, de utilidad para la manipulación de cargas y artefactos explosivos, así como para la realización de operaciones especiales y peligrosas, de forma que el robot (1) autopropulsado comprende unos medios de desplazamiento definidos por sendos trenes laterales de rodadura de oruga (2), cuyos laterales de rodadura son graduables, y presentan en su parte anterior una pala (3) de arrastre, de longitud graduable, así como un brazo (4) articulado con el primer tramo (7) del brazo (4) en forma de horquilla accionado por una pareja de cilindros (6) y quedando rematado en una pinza (5).

Description

ROBOT AUTOPROPULSADO PARA MANIPULACIÓN DE CARGAS EXPLOSIVAS. OBJETO DE LA INVENCIÓN. La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un robot autopropulsado para manipulación de cargas explosivas, siendo del tipo de robots manejados a distancia por medio de una consola de mandos, de utilidad para la manipulación de cargas explosivas, y, en general, para la realización de operaciones especiales y peligrosas, de forma que el robot autopropulsado presenta unos medios de desplazamiento definidos por una oruga, a cada lateral, graduables en proximidad y estando propulsado por un motor de gasoil, gasolina o eléctrico, incorporando en su parte anterior una pala de arrastre, de longitud graduable, y, asimismo, presenta un brazo articulado conformado por cuatro tramos y una pinza en su extremo dotada de un movimiento, independiente, a izquierda y derecha. De esta forma, ambos laterales de oruga del tren de rodadura son graduables entre si, de forma que cuando se deba de manipular pesadas cargas se podrán desplazar ambos trenes de rodadura hacia el exterior obteniendo una perfecta estabilidad y presentando una gran robustez y potencia, y, además, la pala también se adaptará a la longitud de separación de los laterales de oruga. Asimismo, con objeto de facilitar todas las operaciones a ejecutar el robot autopropulsado incorpora una serie de cámaras de visión y unos sensores de proximidad. Por otra parte, los cuatro tramos conformantes del brazo articulado están accionados por respectivos cilindros y la pinza dispone de unos medios específicos de giro, a izquierda y derecha, con objeto de dotarla de una gran maniobrabilidad. Además, el primer tramo del brazo articulado, esto es, el montado sobre el chasis, presenta una forma general de horquilla, siendo pasante entre sus ramales el cuerpo de pinza, permitiendo el plegado sobre sí del brazo ocupando un mínimo espacio. CAMPO DE APLICACIÓN. En la presente memoria se describe un robot autopropulsado de manejo a distancia por una consola de mandos, de aplicación para la realización de diferentes operaciones peligrosas, siendo de especial aplicación para la manipulación de artefactos y cargas explosivas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN. Convencionalmente, cuando hay que manipular artefactos explosivos o realizar operaciones de riesgo, más aún, cuando están en riesgo vidas humanas, se utilizan robots que son manejados a distancia por medio de una consola de control. De esta forma, entre los robots existentes para la manipulación de artefactos explosivos, podemos citar aquel que comprende un brazo articulado, según un único tramo, y sin posibilidad de girar según un plano horizontal, es decir, únicamente, tiene movimiento según un plano vertical y limitado por su único tramo articulado. Asimismo, este tipo de robots disponen de una serie de elementos de control, como son cámara de visión y sensores de proximidad. Igualmente, podemos citar la patente de invención española P200302384, del mismo titular que el presente expediente, en la que se presenta un robot autopropulsado con unos medios de desplazamiento definidos por dos trenes de ruedas laterales y dos motores, independientes, los cuales transmiten movimiento, cada uno de ellos, a un tren lateral de ruedas, de forma que todas las ruedas no presentan igual diámetro, presentando el mismo una menor robustez al robot objeto del presente expediente. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN. En la presente memoria se describe un robot autopropulsado para manipulación de cargas explosivas, siendo del tipo de robots autopropulsados manejados a distancia por medio de una consola de mando y control, y siendo de especial utilidad para la manipulación de artefactos y cargas explosivas y para la realización de operaciones especiales y peligrosas en general, de forma que el robot autopropulsado comprende unos medios de desplazamiento definidos por una oruga, de laterales de rodadura graduables entre sí, estando propulsado por un motor de gasoil, gasolina o eléctrico, incorporando en su parte frontal un pala de arrastre, de longitud graduable, y disponiendo de un brazo articulado definido por cuatro tramos, teniendo el primer tramo una forma general de horquilla, y quedando rematado en una pinza extrema dotada de movimiento giratorio específico. Así, en la operación de manipulación de pesadas cargas el tren de rodadura de la oruga de ambos laterales se desplazarán, por medio de correspondientes cilindros hidráulicos, conducidos por unas guías hacia el exterior, otorgándole una gran estabilidad. Asimismo, la pala de longitud graduable y accionada por un cilindro, en su movimiento ascendente-descendente, presenta a ambos laterales un brazo giratorio, con una primera posición recogido sobre la pala, adaptando su longitud al tren de rodadura plegado y con una segunda posición alineado a la misma, adaptando su longitud al tren de rodadura desplegado. Por otra parte, el primer tramo relativo al brazo articulado presenta una forma de horquilla y esta accionado por una pareja de cilindros. De esta forma, en el plegado, sobre sí mismo, del brazo articulado el cuerpo de pinza es pasante entre la pareja de ramales del primer tramo, ocupando un mínimo espacio. En definitiva, el robot autopropulsado presenta una gran robustez y esta dotado de una gran maniobrabilidad, pudiendo arrastrar y manipular pesadas cargas. Así, al estar definido el tren de rodadura por oruga permite su desplazamiento por todo tipo de terrenos escabrosos, teniendo una gran movilidad, así como un perfecto agarre en todos los terrenos. Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de planos, en cuyas figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más característicos de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS. Figura 1. Muestra una vista en alzado lateral del robot autopropulsado objeto de la invención, pudiendo observar el brazo articulado en su posición de desplegado, así como la oruga de desplazamiento y la pala anterior de arrastre. Figura 2. Muestra una vista en alzado lateral del robot autopropulsado objeto de la invención, pudiendo observar el brazo articulado en su posición plegada, sobre sí mismo, así como la oruga de desplazamiento y la pala anterior de arrastre. Figura 3. Muestra una vista en planta de la pinza de agarre en su posición de cierre y apertura, teniendo la misma un específico movimiento giratorio a izquierda y derecha. Figura 4. Muestra una vista en planta del robot autopropulsado, pudiendo observar las orugas relativas al tren de rodadura en su posición de plegadas, así como la pala graduable en longitud y accionada por un cilindro. Figura 5. Muestra una vista en planta del robot autopropulsado, pudiendo observar las orugas relativas al tren de rodadura en su posición de desplegadas, así como la pala graduable en longitud y accionada por un cilindro. DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE. A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada podemos observar como el robot 1 autopropulsado para la manipulación de artefactos y cargas explosivas presenta unos medios de desplazamiento definidos por sendos trenes laterales de rodadura de oruga 2 y estando propulsado por unos medios convencionales, tales como un motor de gasoil, gasolina o eléctrico e incorporando en su parte anterior una pala 3 de arrastre, así como un brazo 4 articulado rematado en una pinza 5. Una importante característica del robot 1 autopropulsado es que presenta una gran robustez lo que le permite arrastrar y manipular pesadas cargas, y, asimismo, mediante su tren de rodadura, basado en una oruga 2, puede desplazarse por terrenos escabrosos teniendo una gran maniobrabilidad. Además, con objeto de poder dotar al robot 1 de una gran estabilidad en la manipulación de pesadas cargas, ambos trenes laterales de rodadura de oruga 2 están montados en una estructura que permite la separación entre ambos laterales mediante el accionamiento de un simple pulsador, de forma que cuando se deban de manipular pesadas cargas se separarán los laterales de la oruga 2 y el robot 1 adquirirá una gran estabilidad, lo cual representa una gran ventaja. Así, los laterales de oruga 2 quedan montados por medio de una pareja 8 de largueros telescópicos, de forma que por medio del respectivo cilindro 9 hidráulico, activados por medio de un pulsador de activación, se podrán posicionar a diferente distancia entre sí. Asimismo, la pala 3, accionada por un cilindro 10 en su movimiento ascendente-descendente, presenta una longitud graduable, para lo cual en ambos extremos dispone de sendos brazos 11 giratorios, permitiendo adaptar su longitud a la del tren de rodadura, según se encuentre en su posición de plegado o desplegado, como puede apreciarse en las figuras 4 y 5 de los diseños. Dichos brazos 11 giratorios estarán accionadas por medio de respectivos cilindros. Por otra parte, el brazo 4 articulado monta los correspondientes cilindros hidráulicos de accionamiento de los diferentes tramos del mismo, en tanto que el primer tramo 7 esta accionado por una pareja de cilindros 6, para lo cual incorpora un grupo hidráulico, mientras que para efectuar los movimientos de giro, a izquierda y derecha, de la pinza 5 incorpora un motor eléctrico, de forma que los movimientos articulados de los cuatro tramos conformantes del brazo 4 articulado, están materializados por correspondientes cilindros de accionamiento, los cuales son de actuación independiente. En las figuras de los diseños puede observarse la gran maniobrabilidad del brazo 4 articulado, pudiendo observar como desde su posición de desplegado (figura 1) pasa a una posición de plegado (figura 2) sobre sí mismo ocupando un mínimo espacio. Ello se logra como consecuencia de presentar el primer tramo 7 del brazo articulado en forma de horquilla y poder pasar entre sus dos ramales la pinza 5 en su plegado (figura 2). Lógicamente, el robot 1 autopropulsado incorpora la correspondiente electrónica de control apareciendo en una pantalla de la consola de mandos todas las incidencias. Asimismo, el robot 1 autopropulsado incorporará una serie de medidores de distancia por ultrasonidos y cámaras de visión, permitiendo ejecutar todas las operaciones necesarias. Por otra parte, la pinza 5 podrá presentar diferentes características de acuerdo al trabajo a realizar, y, así, las pinzas pueden cortar, arrastrar, levantar e incluso destruir objetos.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S. 1a.- ROBOT AUTOPROPULSADO PARA MANIPULACIÓN DE CARGAS EXPLOSIVAS, siendo del tipo de robots autopropulsados manejados a distancia por medio de una consola de mandos, de utilidad para la manipulación de cargas y artefactos explosivos, así como para la realización de operaciones especiales y peligrosas, caracterizado porque el robot (1) autopropulsado comprende unos medios de desplazamiento definidos por sendos trenes laterales de rodadura de oruga (2), cuyos laterales de rodadura son graduables, y presentando en su parte anterior una pala (3) de arrastre, de longitud graduable, así como un brazo (4) articulado con el primer tramo (7) del brazo (4) en forma de horquilla accionado por una pareja de cilindros (6) y quedando rematado en una pinza (5). 2a.- ROBOT AUTOPROPULSADO PARA MANIPULACIÓN DE CARGAS EXPLOSIVAS, según reivindicación 1a, caracterizado porque en la operación de manipulación de pesadas cargas los laterales de rodadura de la oruga (2) se desplazarán, mediante la acción del correspondiente cilindro hidráulico (9), conducidos por unos largueros (8) de montaje y guía. 3a.- ROBOT AUTOPROPULSADO PARA MANIPULACIÓN DE
CARGAS EXPLOSIVAS, según reivindicación 1a, caracterizado porque el primer tramo (7) relativo al brazo (4) articulado presenta una forma de horquilla y esta accionado por una pareja de cilindros (6). 4a.- ROBOT AUTOPROPULSADO PARA MANIPULACIÓN DE CARGAS EXPLOSIVAS, según reivindicaciones 1a y 3a, caracterizado porque en el plegado, sobre sí mismo, del brazo (4) articulado el cuerpo de pinza (5) es pasante entre la pareja de ramales del primer tramo (7). 5a.- ROBOT AUTOPROPULSADO PARA MANIPULACIÓN DE CARGAS EXPLOSIVAS, según reivindicación 1a, caracterizado porque la pala (3) de longitud graduable y accionada por un cilindro (10) presenta a ambos laterales un brazo (11) giratorio, con una primera posición recogido sobre la pala y con una segunda posición alineado a la misma.
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