Устройство подъема и опускания торса робота

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для построения колесных андроидных роботов. Устройство для подъема и пускания торса андроидного робота содержит основание, на котором закреплен двигатель, и гайку, навинченную на винт, опирающийся на подшипник. Гайка соединена с пластиной, на которой закреплены два ограничительных уголка, предотвращающие поворот гайки и соединенные с трубой прямоугольного сечения. К трубе присоединен торс и к каждой из четырех ее сторон прикреплены подвижные части четырех телескопических шариковых направляющих, неподвижные части которых закреплены на двух несущих уголках, прикрепленных к основанию. На винт и ось двигателя насажены шкивы, соединенные ремнем, а труба прямоугольного сечения и несущие уголки расположена коллинеарно с винтом. Изобретение обеспечивает повышение жесткости, технологичности и упрощение конструкции. 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для построения колесных андроидных роботов.

Уровень техники

Андроидный робот должен обладать способностью поднимать вещи с пола и класть их на стол. Для этого используют шарнирные соединения в области талии робота, при которых робот может наклонять туловище, доставая руками до пола, а также ползунковые конструкции или конструкции, основанные на серии подвижных параллелограммов, когда торс робота движется поступательно вверх-вниз. Типовой вес андроидных роботов составляет 40-60 кг, поэтому конструкция для подъема торса должна быть достаточно прочной. Некоторые конструкции, использующие вертикальный подъем торса, используют стандартные направляющие от станков с ЧПУ, вследствие чего за спиной робота остается неподвижный подъемный механизм (см., например, http://www.hizook.com/blog/2010/08/01/volksbot-omni-holonomic-robot-base-using-only-robotis-dynamixel-servos, http://walyou.com/meka-robot/meka-robot-1/), ухудшающий дизайн робота.

Известно устройство подъема торса робота [Патент CN 101612730 В], в котором наклон торса выполняется с помощью шарнирного соединения. Недостатком такой конструкции является снижение устойчивости при наклоне торса, поскольку наклон связан со смещением центра тяжести относительно колес робота.

Известна также широко используемая в мебельной промышленности стандартная телескопическая шариковая направляющая для мебельных ящиков (см., например, http://logatask.ru/t945035z-sharikovye-napravljajuschie-polnogo-vydvizhenija-armstrong-p-2493.html), состоящая из параллельно расположенных П-образных планок, вложенных одна в другую, между которыми расположены стальные шарики для уменьшения сил трения. Несмотря на ее другое назначение, эта направляющая используется для построения недорогих станков с ЧПУ и может быть использована в робототехнике. Недостатком этого устройства является отсутствие механизма автоматического раздвижения устройства и недостаточная жесткость.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сути (прототипом) является устройство подъема торса робота (патент US 2012/0061155 A1, fig.3J), в котором используется неподвижная планка, вдоль которой движется направляющая с помощью пары винт-гайка, в которой винт вращается электродвигателем. Недостатком такой конструкции является недостаточная жесткость, плохая технологичность (отсутствие стандартных деталей) и высокая сложность.

Сущность изобретения

В предлагаемом изобретении движение торса робота осуществляется поступательно вверх или вниз (фиг. 1 и 2) с помощью телескопического подъемного устройства, состоящего из подвижной 4 и неподвижной 3 части, прикрепленной к основанию 1. Раздвижение устройства осуществляется, как у прототипа, парой винт-гайка, состоящей из винта (фиг. 3, поз. 8), опирающегося на подшипник 9, и гайки 15 (фиг. 5). Гайка 15 прикреплена к пластине 11, на которую опирается труба прямоугольного сечения 7 (фиг. 3), движение которой в горизонтальном направлении ограничено двумя ограничительными уголками 10 (фиг. 5), прикрепленными к пластине 11. Вращение винта осуществляется с помощью двигателя 2 (фиг. 4), через ременную передачу, состоящую из шкивов 12 и 13 и ремня 14. Жесткость и прочность конструкции обеспечивают два прочных неподвижных несущих уголка 5 (фиг. 3) и труба прямоугольного сечения 7. Движение трубы 7 внутри несущих уголков 5 обеспечивается благодаря четырем стандартным телескопическим шариковым направляющим 6, которые располагаются между трубой прямоугольного сечения и несущими уголками 5, по одной направляющей с каждой из четырех сторон трубы прямоугольного сечения 7.

Техническим результатом описанной конструкции является повышение жесткости конструкции, обеспеченной применением трубы прямоугольного сечения 7 и двух несущих уголков 5, а также повышение технологичности сборки, связанной с применением стандартных телескопических шариковых направляющих. Описанная конструкция также более проста, чем у прототипа.

Перечень фигур чертежей и иных материалов

Фиг. 1 - общий вид устройства в составе андроидного робота. Здесь 1 - основание; 2 - двигатель; 3 - неподвижная часть телескопического устройства подъема торса робота; 4 - подвижная часть.

Фиг. 2 - устройство подъема торса робота в сборе. Здесь 1 - основание; 2 - двигатель; 3 - неподвижная часть телескопического устройства подъема торса робота; 4 - подвижная часть; 5 - два несущих уголка; 6 - стандартные телескопические шариковые направляющие.

Фиг. 3 - устройство подъема торса робота в частично разобранном виде. Здесь 1 - основание; 2 - двигатель; 5 - два несущих уголка; 6 - стандартные телескопические шариковые направляющие; 7 - труба прямоугольного сечения; 8 - винт; 9 - подшипник.

Фиг. 4 - вид снизу на устройство подъема торса робота. Здесь 1 - основание; 2 - двигатель; 5 - несущий уголок; 12 и 13 - шкивы; 14 - ремень.

Фиг. 5 - узел винт-гайка. Здесь 5 - несущий уголок; 6 - стандартные шариковые телескопические направляющие; 8 - винт; 10 - ограничительные уголки; 11- пластина; 15 - гайка.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Предлагаемое изобретение является телескопическим подъемным устройством, состоящим из (фиг. 1 и 2) подвижной 4 и неподвижной 3 части, прикрепленной к основанию 1. Винт (фиг. 3, поз. 8) опирается на подшипник 9. Гайка 15 (фиг. 5) прикреплена к пластине 11, на которую опирается труба прямоугольного сечения 7 (фиг. 3), движение которой в горизонтальном направлении ограничено двумя ограничительными уголками 10 (фиг. 5), прикрепленными к пластине 11. Снизу винта закреплен шкив 12 (фиг. 4), соединенный ремнем 14 со шкивом 13, который насажен на ось двигателя 2, закрепленного на основании 1. К каждой из четырех сторон трубы прямоугольного сечения 7 (фиг. 3) прикреплены подвижные части стандартных шариковых телескопических направляющих 6 (фиг. 3), неподвижные части которых прикреплены к двум несущим уголкам 5, которые закреплены на несущей пластине 1.

Работа устройства состоит в следующем. Для подъема торса робота включают двигатель 2. Вращение вала двигателя передается через ременную передачу, состоящую из двух шкивов 12 и 13 и ремня 14, на винт 8. Винт, вращаясь, продвигает вдоль себя гайку 15, которая защищена от проворачивания уголками 10, закрепленными на пластине 11, прикрепленной к гайке 15. Поэтому пластина 11, двигаясь вместе с гайкой, приподнимает опирающуюся на нее трубу прямоугольного сечения 7. Труба движется вверх, поднимая вместе с собой прикрепленный к ней торс робота. Для опускания торса двигатель вращают в противоположном направлении.

По мнению автора, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку существующие патенты на аналогичные устройства не содержат описанной конструкции и в то же время не обладают качествами, свойственными предлагаемому изобретению (жесткость конструкции, технологичность, простота).

Предложенная конструкция испытана экспериментально, достаточно проста, технологична и в настоящее время готовится технологическая оснастка для ее серийного производства. Видеоклип, подтверждающий осуществимость изобретения, можно увидеть в интернете по адресу http://vvww.youtube.com/watch?v=3hwDe11SzjI.

Устройство для подъема и опускания торса андроидного робота, содержащее основание, на котором закреплен двигатель, и гайку, навинченную на винт, опирающийся на подшипник, отличающееся тем, что гайка соединена с пластиной, на которой закреплены два ограничительных уголка, предотвращающие поворот гайки и соединенные с трубой прямоугольного сечения, к которой присоединен торс и к каждой из четырех сторон которой прикреплены подвижные части четырех телескопических шариковых направляющих, неподвижные части которых закреплены на двух несущих уголках, прикрепленных к основанию, при этом на винт и ось двигателя насажены шкивы, соединенные ремнем, а труба прямоугольного сечения и несущие уголки расположена коллинеарно с винтом.



 

Похожие патенты:

Робототехнический комплекс содержит самоходное управляемое транспортное средство, пульт дистанционного управления, систему управления движением, систему навигации, систему связи и передачи данных, комплект специального оборудования, систему технического зрения, исполнительные механизмы.

Изобретение относится к робототехнике и может найти применение в качестве мобильного робота и самодвижущейся транспортной тележки для использования в цехах промышленных предприятий с высокими градиентами окружающей температуры.

Изобретение относится к сканирующей зондовой микроскопии, микромеханике, робототехнике и нанотехнологии. Шагающий робот-нанопозиционер предназначен для прецизионного перемещения зонда микроскопа или исследуемого под микроскопом образца и содержит перемещаемую платформу, более трех опор и несущую поверхность, его конструктивные элементы изготовлены из материалов с малыми коэффициентами теплового расширения.

Изобретение относится к военной технике, а именно к способам применения многофункциональных робототехнических комплексов, предназначенных для дистанционной работы, и может быть использовано для решения задач обеспечения боевых действий сухопутных войск.

Изобретение относится к военной и специальной технике а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в условиях боевых действий, а также в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах.
В способе перед началом выполнения работ устанавливают значения параметров для управления машиной. Далее оператор указывает направление на объект с одновременным измерением, по меньшей мере, одного угла направления на объект относительно базового направления, с последующим автоматизированным управлением движениями машины и/или ее подвижных частей.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в роботах, предназначенных для ликвидации чрезвычайных ситуаций, например, для обнаружения и уничтожения взрывоопасных устройств.

Изобретение относится к робототехнике. .

Изобретение относится к робототехнике. .

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для построения колесных андроидных роботов, используемых внутри помещений. Шасси колесного робота содержит прямоугольную раму, два ведущих колеса, выполненные большего диаметра и с жестко закрепленными осями, два пассивных колеса, выполненные меньшего диаметра и свободно вращающимися вокруг вертикальной оси, и пятое пассивное колесо, выполненное большего диаметра и с жестко закрепленной осью. При этом ведущие колеса расположены по углам впереди рамы, два пассивных колеса меньшего диаметра - по углам сзади рамы, а пятое пассивное колесо расположено посредине между пассивными колесами меньшего диаметра. Причем расстояние от нижней точки пятого колеса до пола меньше половины диаметра пассивных колес меньшего диаметра. Изобретение обеспечивает возможность переезда через пороги дверных проемов при сохранении устойчивости. 3 ил.

Изобретение относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах. Мобильный робототехнический комплекс содержит мобильный робот, который представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства. Мобильный робототехнический комплекс снабжен системой видеонаблюдения с беспроводным устройством передачи сигнала оператору, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа, связанной с постом дистанционного наблюдения. Изобретение обеспечивает возможность получения непрерывной визуальной информации о месте работы с необходимых ракурсов и оперативно менять ракурс, увеличивает эффективность использования и срок службы мобильного робота при его использовании в зонах высокого риска разрушения, повышает точность дистанционных манипуляций с предметами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области робототехники, а именно к робототехническим средствам, предназначенным для работы в дистанционном режиме в особо опасных условиях без участия человека. Способ автоматического управления наземным робототехническим комплексом включает радиообмен между пультом управления и объектом управления, обеспечение ввода и обработки входной информации, поступающей от бортовых датчиков, осуществление вычисления текущей ориентации и местоположения робототехнического комплекса. При этом осуществляют автоматический возврат робототехнического комплекса в точку старта или в зону уверенного радиообмена при потере радиосвязи между пультом и объектом управления по ранее пройденной траектории с корректировкой этой траектории в обход обнаруженных препятствий. Для этого производится реализация на борту робототехнического комплекса базовых алгоритмов движения в заранее неизвестной обстановке. Предлагаемое техническое решение позволит решить задачу трехмерной визуализации робототехнического комплекса в окружающей обстановке с наложением опасных факторов аварийной ситуации и задачу автономных движений по скорректированным при необходимости траекториям. 1 ил.

Для реализации задачи обнаружения препятствий, возникающих на пути движения мобильного робототехнического комплекса, используют ультразвуковые датчики, установленные по периметру комплекса. Перед началом движения в системе управления задают предельную дальность обнаружения препятствия и вводят зону гистерезиса, когда расстояние до препятствия находится на границе зоны обнаружения. После выбора основного направления движения и начала движения осуществляют непрерывную обработку данных с ультразвуковых датчиков. После обнаружения препятствия определяют угол поворота комплекса для выполнения маневра по объезду препятствия, для чего в состав комплекса введен аналоговый датчик угловой скорости - микромеханический гироскоп. Для исключения влияния на точность вычисления угла поворота перед использованием комплекса проводят калибровочные работы, складывающиеся из двух частей. Первая - калибровка «нуля» датчика и принятие постоянной поправки X к значению угловой скорости. Вторая - нахождение масштабных коэффициентов К1, К2 для вычисления значений угла поворота. Для получения требуемой точности выполняют предварительную фильтрацию оцифрованного сигнала угловой скорости по методу скользящего среднего. Для получения значения угла - численное интегрирование значения угловой скорости с учетом коэффициента К. Достигается определение с высокой точностью угла поворота для выбора дальнейшего направления движения. 5 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для транспортировки и заливки воды в баки на фермы. Технический результат - повышение скорости доставки воды на фермы. Электроробот-водовоз содержит цистерну, двигатель, люк с автоматическим люкозатворным механизмом, насос, датчик уровня воды в баке, электрифицированную платформу, кабину. Также он содержит пантограф для питания электроробота-водовоза по контактной сети постоянного тока, манипулятор со шлангом для слива воды в бак, две веб-камеры внешнего вида с адаптером, две веб-камеры для контроля работы манипулятора, wi-fi передатчик для связи с центром управления и систему управления. Система управления содержит микроконтроллер, блок синхронизации для контроля места остановки электроробота-водовоза, регулятор скорости и блок диагностики электрических и механических узлов. 2 ил.

Изобретение относится к модулю обнаружения препятствий и роботу-уборщику, включающему упомянутый модуль. Робот-уборщик содержит корпус, приводное устройство для приведения в движение корпуса, модуль обнаружения препятствий для обнаружения препятствий вокруг корпуса и устройство управления для управления приводным устройством на основании результатов, полученных модулем обнаружения препятствий. Модуль обнаружения препятствий содержит по меньшей мере один излучатель света и приемник света. Излучатель света включает в себя источник света и широкоугольную линзу для преломления или отражения света от источника света для рассеивания падающего света в виде плоского света. Приемник света содержит отражающее зеркало для повторного отражения отраженного света, отражаемого препятствием, для генерации отраженного света, оптическую линзу, отнесенную от отражающего зеркала на заданное расстояние, чтобы позволить отраженному свету проходить через оптическую линзу, и датчик изображений и схему обработки изображений. Изобретение позволяет повысить точность обнаружения препятствий без использования множества датчиков или отдельного сервомеханизма. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 52 ил.

Изобретение относится к использованию роботизированных устройств для обработки объемных объектов и может найти применение в области сельского хозяйства, в промышленности, строительстве, а также в дефектоскопии. Способ включает использование роботизированного устройства для обработки, манипулятор которого удерживает съемный рабочий инструмент. Способ характеризуется тем, что включает этапы, на которых: а) последовательно перемещают роботизированное устройство для обработки на заранее рассчитанные или произвольно выбранные дискретные рабочие места в непосредственной близости от объемного объекта, б) на каждом занятом роботизированным устройством для обработки рабочем месте с помощью системы позиционирования определяют реальные координаты и ориентацию роботизированного устройства для обработки, в) для каждого занятого рабочего места с учетом размеров рабочего инструмента и мобильного шасси и определенных на этапе б) реальных координат и ориентации определяют возможность достижения рабочим инструментом из данного занятого рабочего места по крайней мере части области обработки объемного объекта. При отсутствии такой области перемещают роботизированное устройство для обработки в новое рабочее место, этапы а)-в) повторяют для нового рабочего места, рассчитывают траекторию движения рабочего инструмента для части области обработки объемного объекта, достижимой из занятого рабочего места, и осуществляют обработку части области обработки объемного объекта. При определении возможности достижения рабочим инструментом по крайней мере части области обработки из данного занятого рабочего места и расчете траектории движения рабочего инструмента исключают ранее обработанные части области обработки. Способ обеспечивает точную и полную автоматизированную обработку объемных объектов сложной формы в реальных условиях на месте их расположения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к орбитальной заправке космических аппаратов (КА), например искусственных спутников. Система дозаправки содержит обслуживаемый (14) и обслуживающий (12) КА со средствами транспортировки топлива из баков КА (12) в баки КА (14). Она также содержит клапанный инструмент (30) для соединения и отсоединения заправочного трубопровода (25) с отверстием (23) для горючего и с отверстием (27) для окислителя на соответствующих баках КА (12). Имеется механизм (16) позиционирования инструмента (рука-манипулятор, например, с двумя степенями свободы) с концевым исполнительным элементом (18). С помощью матрицы (26) датчиков определяются смещения между инструментом и отверстиями (23) и (27). Механизм (16) может захватывать, кроме (30), и другие инструменты, которые хранятся в контейнере (20). Система может быть автономной и/или дистанционно управляться оператором, находящимся в космосе или на Земле. Техническим результатом группы изобретений является обеспечение роботизированной (дистанционно контролируемой) дозаправки заранее не подготовленных спутников. 4 н. и 86 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к робототехнике, а именно к устройствам, с помощью которых осуществляют испытания мобильных роботов, в том числе, в рамках игровых мероприятий и соревнований. Конструктивные узлы, выполняющие роль препятствий для прохождения роботов, установлены на общем основании и соединены между собой с образованием единой сборно-разборной конструкции. Конструктивные узлы включают соединенные друг с другом платформу, выполненную в виде объемного элемента с плоским верхним основанием, пандус, выполненный в виде объемного элемента, имеющего наклонную верхнюю поверхность, башню, предназначенную для перемещения внутри нее робота. Башня включает полую трубчатую конструкцию с входным проемом, внутри которой смонтирована винтообразная лестница, содержащая лестничные марши, выполненные в виде настилов. Техническим результатом изобретения является повышение уровня сложности перемещений робота для оценки характеристик его работы. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к герметизации трещины в стенке бассейна атомной электростанции, а именно способу герметизации шва и мобильному роботу, оснащенному размотчиком клейкой ленты, который содержит головку, прижимающую клейкую ленту к стенке. Для осуществления герметизации шва управляют множеством отсасывающих систем робота, содержащих присоски, причем указанное множество отсасывающих систем содержит первую отсасывающую систему и по меньшей мере вторую отсасывающую систему. При этом размотчик механически интегрирован с первой отсасывающей системой, выполненной с возможностью перемещения относительно второй отсасывающей системы для регулирования положения головки размотчика и клейкой ленты, которую наносят на шов. И управляют перемещением первой отсасывающей системы относительно второй отсасывающей системы. При этом клейкую ленту размотчика наносят на шов при перемещении первой отсасывающей системы относительно второй отсасывающей системы. Изобретение позволяет наклеивать ленту в труднодоступных местах, на острых краях и при этом на протяженных участках. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для построения колесных андроидных роботов. Устройство для подъема и пускания торса андроидного робота содержит основание, на котором закреплен двигатель, и гайку, навинченную на винт, опирающийся на подшипник. Гайка соединена с пластиной, на которой закреплены два ограничительных уголка, предотвращающие поворот гайки и соединенные с трубой прямоугольного сечения. К трубе присоединен торс и к каждой из четырех ее сторон прикреплены подвижные части четырех телескопических шариковых направляющих, неподвижные части которых закреплены на двух несущих уголках, прикрепленных к основанию. На винт и ось двигателя насажены шкивы, соединенные ремнем, а труба прямоугольного сечения и несущие уголки расположена коллинеарно с винтом. Изобретение обеспечивает повышение жесткости, технологичности и упрощение конструкции. 5 ил.

Наверх