Мобильный робот

(51)5 В 25 3 5/00 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСНОМУ СВИДЕтеЛьСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР(71) Волжское объединение по пр.нэводству легковых автомоб 1 лей(56) Авторское свидетельство СССРпо заявке У 4396968/08,кл.В 25 Л 5/00,1988.(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике. Цель изобретения - повышение надежности его перемещения по криволинейным траекториям,эа счет улучшениядинамических характеристик Мобильныйробот содержит корпус, на котором установлен манипулятор, опорные устройства, а также привод 5 и систему управления. Для доставки манипулятора взону выполнения работ приводятся в 2 движение замкнутые гибкие элементы Ирн небходимости движения по криволинейным траекториям включаются двигатели 14 рулевого устройства, приводящие в движение рулевые механизмы 13, которые воздействуют рулевыми тягами 15 на направляющие 16, выполи нные из упругого материала, При этом опорные устройства поворачин,ются на некоторый угол, изменяя тем самым положение опорных стоек, в результате чего происходит поворот корпуса устройства. Опорные стойки могут быть снабжены опорными площадками, смещенными относительно их продольной оси, а на замкнутых гибких элементах жестко закреплены дополнительные направляющие, в которых расположены направляющие втулки опорных устройств. После выключения привода 5 включается ( в работу манипулятор выполняющий тре- УС буемые технологические операции.Ю 4 з.п. -лы, 16 ил,1 бИзобретение отосится к машиностроению, в частности к робототехнике.Цель изобретения - повышение на 5дежцостц перемещения робота по криволинейным траекториям за счет улучшения динамических характеристикНа фиг, 1 схематически представлен мобильцьп робот, общин вид, 1 варцацт исполнения; ца фиг. 2 - разрезЛ-А на Ьцг, 1; ца фиг, 3 - разрезБ-Б ца фиг, 1; ца фцг 4 - опорноеустройегво; ца Фцг. 5 - мобильныйробот, 11 вариант исполнения; на 15фиг. б - разрез Б-Б на фиг, 5; нафиг, 7 - разрез Г-Г ца фиг 5; цафцг, 8 - .;порное устройство, вариантисполнения; ца фцг. 9 - мобильцьп робот, 111 вариант исполнения; ца 20фиг, 10 - разрез,1-Д ца фиг 9; цафцг,11 - разрез Е-Е ца фиг,9; нафц 12 - опорное устройство; цафцг,13 - мобильций робот, 17 вариантисполнения," на фиг, 14 - разрез Ж-Ж на 25фиг, 13; ца фиг, 15 - разрез 3-3ца фиг, 13; ца фиг 16 - разрез К-Кна фиг,14,Г 1 обцльньп 1 робот содержит корпус 1,на котором установлен манипулятор 2, 30опорные устройства, содержащие направляющие втулки 3 с установленнымив цих опорцымп стойками 4, а такжепривод 5 ц систему управления (цепоказана)С приводом 5 ц направляющими втулками 3 связаны замкнутые гибкие элементы б, например цепи, установленныев корпусе 1 ца звездочках 7 - элементах привода 5 - ц снабженные ходовыми 40роликами Я, Каждая опорная стойка 4снабжена фцксируюцим устройством, содержащим фиксирующее звено 9 и кицематически связацньп". с цим ролик 10,установленный на :оответствующей направляющей втулке 3,На корпусе 1 выполнены ходовые направляющцс 11 и фиксирующие направляющие 12, взаимодействующие с ходовымироликами 8 и фиксирующими ролцкапи 10соответственно Робот снабжен рулевымустройством, включающим в себя рулевыемехнцзмы 13, например зубчато-винтовыередукторы, с двигателями 14, установлешие э корпусе " и рулевые тяги 15,55связанные с рулев:пп механизмами 13 инаправляющжа 16, которые выполненыиэ упругого материала и являются гибкими о Опорные стойки 4 подпружицены отно"сительно направляющих втулок 3 с помощью пружин 17 и снабжены зубчатойнарезкой 18, взаимодействующей с фиксирующим звейом 9 Опорные устройстваснабжены роликами 19, размещеннымина направляющих втулках 3 и взаимодействующими с гибкими направляющими 16,и установлены с возможностью изменениясвоего положения относительно корпусса 1 Опорные устройства могут бытьустановлены с возможностью поворота ввертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости замкнутого гибкого элемента б, при этом направляющие втулки3 каждого опорного устройства соединены с помощью шарниров 20 с гибкимиэлементами б,Во втором варианте исполнения(фиг.5-8) направляющие втулки 3 жестко закреплены на гибких элементах 6и снабжены втулками 21, установленными с возможностью осевого перемещения в направляющих втулках 3. Вовтулках 21 на подшипниках установленыопорные стойки 4 с возможностью вращения относительно втулок 21 и направляющих втулок 3 и совместного осевогоперемещения с втулками 21. Опорныестойки 4 выполнены с отверстием 22,в котором размещен.стержень 23, взаимодействующий со стойкой 4, при помощи шлицевого соединения На одномконце стержня 23 выполнено колено,где и установлен ролик 19 Нижний конец каждой стойки 4, взаимодействующий с опорной поверхностью, также вьгполнец в виде колена 24, на которомразмещена опорная площадка 25 такимобразом, что при вращении стойки 4площадка 25 движется по окружности.По третьему варианту исполненияробота (фиг, 9-12) направляющие втулки 3 опорных устройств выполнены ввиде кареток, которые установленына введенных в робот дополнительныхнаправляющих 26, выполненных в видестержней, связанных жестко с гибкимиэлементами 6 и при помощи роликов 27с направляющими 28 корпуса 1. Приэтом втулки 3 установлены на направляющих 26 с возможностью перемещенияпо ним. Гибкие направляющие 16 в этомварианте выполнены в виде стальнойленты, а на втулках 3 расположенопо два ролика 19, между которыми проходит направляющая 1 б,взаимодействуя .с ними,5 11 т ЗгЧетвертый Вартацт цстпптцецця Р,бзта (фцг. 13-16) лтличаетс: тсм, что гибкие заправлязоштР 16 устацоцлець ность изменя рачиваясь отбота.11 обичьтзт зтобразом,Прц вкзвочШий МОг.:1 П еццц ПГ. Вг . при, од.1:в ть. 6,. (орзгус равляющимц 1 Рликам т.а напра ь."зтспзз 1 С ВОЭМОжЦОСтЬЮ Нзд (МОЕйСТЦИЯ ЗСЗПО 01 едств(тццо (. цтк(ми эгРКецта.и 6ВЫПОПЗЯКТ фуцк,ИИ И 1 досгГХ ц фИКСИ"руюцзх цаправляющх, 11 рив,п 5 ц:звездсчки 7 устацовпены ца з. цштецнах29, шарнирно соетзцезцьтт( с корпусом1 тягами 13 и гибкими направляющими16, а СЛЕДОВатЕПЬНОИМ Ют ВОЭМСжполжени(., повоНОС.:ЗРт,нг КОРПУСП , Р -,тц( г, ЗбК ,С В11е г1 перещаетс 10ролики 19 - :; гг .,16 . Стой 1(а 4 к гз;г ОПОРН О УСТ 1 г йетна, 1.".гДЯЩСГС Наверхней В(ттц гибкого ээиемецтамаксимально вьдвитутс , напра,-т",ЬТгкц 3 Пг 5 Жца 11(1 СТЯцуТа ,ЬСВОбОДЛОМ ПОЛжецнц) 1 гцатя ца:Птзпо (см. фцГ. 1, 5, 9, .:.) 1 еэдо К 57, опорное устройс.тво раз(тагззается, а:тойка 4 начинает конта,ттт рВатЬ С ОПОРЦЕй ЦОВЕРХЦЗСТг., И ." Эависимос.ти от ее состяпзп, эапцнетОпредетецЗОе положец 1 е ОНстельОнаправляющей втулки 3, прц этом пружИНа 17 ежаастсг, а р тцк 10 ВХОдцтв контакт с направлякщей 12, под действием чего фиксирутощез;зецо 9 начинает взаимэдействсчзать с зубчатойнарезкой 13 -парной стойки 4, фиксируя послезттзоо в занятом ею положени,В КОТ(РОМ Она ПЕРЕМЕЩЕ ГСЯ ДО ЛЕВОИзнР доит(и 73 г(зсь 1 олзтк 1 схОдит снаправляющей 12, фзкс 1 рукшее звено 9вьгходит цэ зацеплентт с зубчатой царузкой 18, а пружтна 17 Растрнмляетсяи яаксимальцо вьпвцгает стойку 4 иэвтулки 3 Б таком положении опорноеустройство перемещается дс правойзвездочки 7 и т.д.Поворот робота осуществляется следуотим образомВключаются двигатели 14 рулевогоустройства приводящие в действиерулевые механизмы 13. которые, воздействуя тягами 15 на гибкие напратзпяющие16, изменяют их конфигурацию и придают каждой дугообразную форму, При г .О50 этом ц:3;1 нисцмтц Рт тГ( ц т(аь,ъФ.тороцу цгдцм з . (,рцутт, ройт, КРЦЗЗИЭЦППРИДапг(Е.1 аЯ гтппаЛЯгЗ,г 1 , различна; у утр с и з;зтратзлято. з гКЕЗ 16 рагцуС КрПЗИ.цы МЕ 11 ИС, у ВцгзЗЗ .Рзт - больше, т;(отвг тетВРВ 1; ттмт,1 г- тся и скор те днцжецЯ 1 бктзх э 1 ецтов 6 ", у внутре зп.;, б,ого э,е" мента 6 скоро тт, до 1 жца быть тРЬш( ет у вц(зш 1(11 о, что РпРсттз,1 Ртсяпомгэ 1 ью прводс.в 5 и км,цдс От г истемьз управИ тзця11 од дейстг нем ксцтатт =. р",гксв9 с гибкой цстравзтзг( ", 16 зг згз,ззз .ттро 1 и, . Пс 1 ц, уст зоз: 1 г а И ЗтС 1 ЯЮТ СЗ(ПжЗгт ОТ 11( СН 1,ЧС -. тт ггса 1 Рбот Е г РЦ М ПРЦ,-НтЕ (пзецтя 1 грц,з ъ Tг есс гча 11(";Вр з 11 В ЯТС Я Цг Ш. П 11 ах СЦ РЕ РТ".З (З-," 1, и 1 тлг,.костзт 111 цКО, г 11 п уГОл эаВи с.:1 и 01 фгмьз ГЗокс зТрат.тяюРи 16,гпортая стойка 4 при этом ксцтакти."1 с ОпцЙ поце 1 х 1.ттщю Б нсзкпОн :.(11 .Золожсцци, Да.;ее ттрз пзсмещениирпусац сотзет.:1 1 С; и ц тЗЛЯеи 16 о" осзт ьцос й сгсй.ОПОРНО(г 1 г, г Т Р З" УЗГЗ аца го церт ксз и ц: О и цс.тре корпуса 1, рт . то.1 пер:.Лцяя часть РПУССЗСпг" "УЯ Э - ТР л Зт ЗЗЗОР;1 Ц 1 аЕТСЯ В, ТСт 11;г .За ПОС;гПо .Ле ззсхо,ь ецтя цс Итра 1 срт аг. Гг .г( г11 1 . , 1 ГБЗ ( , 1 , Ь ля: гй 16, .вць "ак тзцяе г "я в ту жетор оцу, с гос обст у пот ротустдзе.1 ч,отц; ортгусаТакти образ ., точки контакта опорных стек 4 . Оп рцои поверхц-стью РаРПОаГЛЗОТСЯ .О1ОКРЭЗЗЗОСТЗЗ опреце.;тяемой ф рмой гибкой цагтр;вляю:с;Ооеспе пп тя тем сжтм ворот рог Э 110 ВтОРС М 1 СПИЛИТ З-П.ттц:. -; о:; та 110110; .т ссу; тв тяс тсьСЦЬ 1 Гтгг(Ц М ООР,1.ЗОК 1 Ра З;1 ГЗ(Р ЗИЗЬ В с, зт при тзэазсОгтес.1 зз р т ъовг:бкой напр:1 ляющей 16 с гсйки 4 11асП т сЯ В цап:ав,;Яющтх з тл ь ах 3 11 втулках 21, причем оторцат.адка 25 установленная ца колец( 24 тойкц 4, Описьв а(тт дугу,:змеця, темсамым расс то пцце между то "кОЙ кон так та опоры 25 с опорнсй пс верх:ц с:гыо и кортусом 1 робота.т "ретьем варианте ис.попцец;тявзаз 11 одействтте ропико , 9 с гибкой цалравляюшей 16 обест;." ивает перемещение опорных устройств - направляющих втулок 3 с ОгОрньми стс ками4 - по доволнительным направжпацим 26 в горизонтальной плоскости, изменяя тем самым положение опорных стоек 4 относительно корпуса 1, вследствие чего происходит поворот робота.Четвертый вариант исполнения оличается от предыдущих тем, что под действием тяг 15 рулевого управления, направляющие 16 изгибаются, принимая дугообразную форму, вместе с ними изменяют свою форму и замкнутые гибкие элементы 6, взаимодействующие с гибкими направляющими 16. Под действием тех же тяг 15 кронштейны 29 поворачиваются относительно корпуса 1, разворачивая и элементы привода 5 звездочки 7, что обеспечивает нормальную работу замкнутых гибких элементов 5. В результате изменения положения (конфигурации) гибких элементов 6 изменяется и расстояние между точкой контакта опорной стойки 4 с опорной поверхностью и корпусом 1, что и обеспечивает поворот робота,Достигая такм образом места, где необходимо выполнение определенного вида работ, по команде от системы управления включается манипулятор 2 и производит необходимые операции.формула изобретенияМобильный робот по авт. св.В 1563968, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности его перемещения по криволинейным раекториям за счет улучшения динамических характеристик, он снабжен рулевым устройством, имеющим двигатели,жестко установленные в корпусе, рулевые механизмы, жестко установленные5в корпусе и кинематически связанныес указанными двигателями, а такжерулевые тяги, одни концы которыхкинематически связаны с рулевыми механизмами, а другие концы шарнирносвязаны с соответствующими направляющими, которые выполнены из упругогоматериала.2, Робот по п 1, о т л и ч а ю -щ и Й с я тем, что аправляющи втулки опорных устройств имеют возможностьповорота в плоскости, перпендикулярной плоскости замкнутого гибкого элемента.3. Робот по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что стойки опорныхустройств снабжены опорными площадками, смещенными относительно продольной оси этих стоек, а сами стойки2 имеют воэможность поворота относительно направляющих втулок.4. Робот по п, 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что он снабжен дополнительными направляющими, жестко закрепленными на замкнутых гибких элементах, при этом направляющие втулкиопорных устройств расположены на этихнаправляющих,5, Робот по п. 1, о т л и ч а ю -35щ и й с я тем, что направляющие, вью"полненные из упругого материала, имеют возможность взаимодействия с соот"ветствующими замкнутыми гибкими элементами.Редактор С. Лисина ктор И Эрдеиц Подписное оизводственно в ида.ьгкин комбинат "Патент", г л, Гагарин, 101 ород Заказ 3151 ВНИИПИ ГосуТираж 4 твенного комитета 11303) 11 осква, по изобретениям и открытиям прп гЕН 1 СССРЯ, Раушская наб., д, 4/5