МОБИЛЬНЫЙ РОБОТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО И ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к роботизированным технологическим устройствам, в частности для перемещения в горизонтальной плоскости и вертикального перемещения по стенам.
Известно шагающее транспортное средство (Патент на полезную модель РФ 53648, МПК B62D 57/00, опубл. 27.05.2006), состоящее из двух, связанных подвижным соединением модулей, выполненных в виде платформ, продольной и поперечной с закрепленными на них захватными устройствами, при этом, каждый модуль оснащен парой механизмов шагового перемещения, расположенных с обеих концевых сторон продольных платформ, захватные устройства закреплены на платформах с помощью гибкой связи, а для соединения и перемещения модулей, между ними установлен активный двухкоординатный шарнир, состоящий из вертикального и горизонтального поворотных приводов.
Недостаток устройства заключается в том, что при вертикальном перемещении по стенам, поверхность стен должна быть гладкой и непористой. Также недостатком устройства является то, что при перемещении в горизонтальной плоскости использование механизмов шагового перемещения является медленным и более энергозатратным по сравнению с колесными роботами. Данные недостатки ограничивают область применения устройства, а также снижают его функциональные возможности.
Наиболее близко к настоящей полезной модели транспортное устройство для вертикальных перемещений (Патент на полезную модель РФ 97979, МПК B62D 57/00, опубл. 27.09.2010), содержащее вибрационные приводы, установленные в корпусе и состоящие из двух дебалансных вибровозбудителей, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, и вентилятора.
Недостаток данного устройства заключается в ограниченности функциональных возможностей, а именно, устройство не может самостоятельно перемещаться по горизонтальной поверхности, то есть для вертикального перемещения по стене необходима установка робота непосредственно у стены.
Задачей, для решения которой предназначена предлагаемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей и повышение маневренности.
Поставленная задача достигается тем, что в мобильном роботе горизонтального и вертикального перемещения, содержащем корпус и вентилятор, новым является то, что корпус выполнен в виде ребер тетраэдра, к двум вершинам которого прикреплены колеса, соединенные с блоком управления колесами, к остальным двум вершинам прикреплены шариковые опоры, а вентилятор содержит коаксиальные пропеллеры и соединен с блоком управления вентилятором, который, в свою очередь жестко соединен с корпусом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображен вид сбоку заявляемой полезной модели,
на фиг. 2 изображен вид сверху заявляемой полезной модели.
Мобильный робот горизонтального и вертикального перемещения содержит корпус 1 в форме ребер тетраэдра, к двум вершинам которого прикреплены колеса 2, соединенные с их блоком управления 3. К двум остальным вершинам корпуса 1 прикреплены шариковые опоры 4. Внутри корпуса 1 расположен вентилятор 5 с коаксиальными пропеллерами 6, который соединен с его блоком управления 7. Блок управления 7, в свою очередь, жестко соединен с корпусом 1 посредством балок 8.
Блок управления 3 может быть представлен в виде одного двигателя, приводящего в движение оба колеса 2, либо в виде двух двигателей, приводящих в движение колеса 2 по отдельности.
Блок управления 7 может быть представлен в виде одного двигателя, обеспечивающего вращение вентилятора 5 в вертикальной плоскости, либо в виде двух двигателей, оси вращения валов которых взаимно перпендикулярны, и обеспечивающих вращение вентилятора 5 в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Устройство работает следующим образом.
Для обеспечения движения робота по горизонтальной (вертикальной) плоскости блок управления 3 приводит в движение колеса 2. При этом блок управления 7 фиксирует вентилятор в вертикальном (горизонтальном) положении таким образом, чтобы вентилятор создавал дополнительную прижимную силу во избежание проскальзывания колес.
Вращение коаксиальных пропеллеров 6 вентилятора 5 компенсирует реактивные моменты силы, создаваемые каждым из них, для осуществления прямолинейного движения.
При смене движения робота с горизонтальной плоскости на движение по вертикальной плоскости робот подъезжает вплотную к стене, после чего блок управления 7 устанавливает вентилятор 5 таким образом, чтобы вентилятор создал отталкивающую от горизонтальной плоскости силу и робот перевернулся относительно оси между колесами 2 на стену. При этом шариковая опора 4, которая была не опорной, становится опорной, и наоборот. После этого блок управления 7 устанавливает вентилятор 5 в горизонтальном положении, чтобы вентилятор создавал дополнительную прижимную силу, после чего блок управления 3 приводит в движение колеса 2, и робот начинает движение по стене.
Для осуществления поворотов робота могут использоваться блоки управления 3 и 7 как по отдельности, так и совместно, если они состоят из двух двигателей. Для поворота робота с использованием блока управления 3, два двигателя, входящих в него, приводят в движение колеса 2 в противоположных направлениях, и робот поворачивается вокруг своей оси. Для поворота робота с использованием блока управления 7, двигатель,
обеспечивающий вращение вентилятора 5 в горизонтальной плоскости, поворачивает вентилятор в горизонтальной плоскости, и робот осуществляет поворот за счет тяги вентилятора.
Совместное использование блоков управления 3 и 7 для поворотов робота позволяют повысить маневренность и скорость осуществления поворотов.
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить маневренность устройства, за счет повышения его управляемости, а именно, за счет появления возможности осуществлять повороты и перемещаться по горизонтальной плоскости.