ВИБРОРОБОТ С ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам.
Известно транспортное средство (патент РФ №69010 U1 МПК В62D 57/00, 2007 г.), характеризующееся тем, что движитель транспортного средства представляет собой реверсивный двигатель постоянного тока с реечной передачей, преобразующей угловое перемещение вала реверсивного двигателя постоянного тока в линейное поступательное движение свободно закрепленного на конце рейки инерционного элемента, представляющего собой полый металлический цилиндр с возможностью свободного качения по поверхности плоской платформы-корпуса. Рейка и вал-шестерня реверсивного двигателя постоянного тока образуют реечную передачу электропривода. Регулирование угловой скорости вала-шестерни реверсивного двигателя постоянного тока, а также возможность реверсивного вращения вала-шестерни, позволяет изменять значение линейного перемещения свободно закрепленного инерционного элемента транспортного средства относительно его платформы-корпуса с заданной скоростью, посредством чего между платформой-корпусом транспортного средства и поверхностью перемещения возникают ассиметричные силы трения, что позволяет транспортному средству устойчиво двигаться по поверхности.
Недостатками данного транспортного средства являются возможность перемещения только по прямой и отсутствие средства фиксации транспортного средства в необходимом положении для предупреждения возможного смещения конструкции транспортного средства на плоской поверхности.
Задача полезной модели - усовершенствование транспортного средства с целью обеспечения возможности задания любого необходимого направления движения транспортного средства на плоской поверхности, а также с целью обеспечения возможности фиксации транспортного средства на магнитной плоской поверхности движения.
Задача решается тем, что транспортное средство содержит: движитель в виде электропривода, инерционный элемент. Электропривод виброробота представляет собой реверсивный двигатель постоянного тока с реечной передачей, преобразующей угловое перемещение вала реверсивного двигателя постоянного тока в линейное поступательное движение свободно закрепленного на конце рейки инерционного элемента, представляющего собой металлический цилиндр с возможностью свободного качения по плоской поверхности. Рейка и вал-шестерня реверсивного двигателя постоянного тока образуют реечную передачу электропривода. Регулирование угловой скорости вала-шестерни реверсивного двигателя постоянного тока, а также возможность реверсивного вращения вала-шестерни позволяет изменять значение линейного перемещения свободно закрепленного инерционного элемента виброробота относительно его корпуса с заданной скоростью. Все элементы конструкции виброробота установлены таким образом, чтобы обеспечить симметричное распределение их общей массы относительно продольной оси корпуса виброробота. При этом масса инерционного элемента должна быть больше массы остальной части конструкции виброробота. Шаговый двигатель, как устройство поворота инерционного элемента относительно продольной оси корпуса виброробота для задания направления движения конструкции робота по плоской поверхности, и установка электромагнита на магнитную платформу-корпус виброробота для фиксации на магнитной поверхности, позволят вибророботу двигаться в любом заданном направлении по магнитной плоской поверхности с возможностью надежной фиксации в необходимом положении.
На фиг.1 изображен виброробот с электромагнитом. На фиг.2 представлен внешний вид виброробота. На фиг.3-4 изображены временные диаграммы подачи напряжения на электропривод виброробота для обеспечения одного цикла движения виброробота вперед и назад соответственно.
Виброробот с электромагнитом (фиг.1) содержит: верхнюю круглую немагнитную платформу 1, закрепленный на ней электропривод, состоящий из реверсивного двигателя постоянного тока 2 и рейки реечной передачи 3, свободно закрепленный инерционный элемент 4, направляющие 5 рейки реечной передачи, крепление двигателя 6 к верхней немагнитной платформе 1, шаговый двигатель 7 установленный на нижней круглой немагнитной платформе 8, вал которого закреплен в центре верхней немагнитной платформы 1 с возможностью поворота верхней платформы 1 относительно продольной оси корпуса виброробота, электромагнит 9, жестко соединяющий нижнюю немагнитную платформу 8 и круглую магнитную платформу-корпус 10, защитный кожух 11, закрывающий конструкцию виброробота.
Виброробот работает следующим образом.
При подаче напряжения на реверсивный двигатель постоянного тока 2 электропривода виброробота его вал-шестерня начинает вращаться, перемещая вперед рейку реечной передачи 3. Перемещаясь, рейка 3 изменяет положение свободно закрепленного инерционного элемента 4 относительно верхней немагнитной платформы 1 виброробота. Для хода рейки 3 реечной передачи электродвигателя в обратную сторону напряжение, поступающее на реверсивный двигатель постоянного тока 2, меняет полярность, и вал-шестерня электродвигателя вращается в противоположную сторону, перемещая рейку 3 назад вместе со свободно закрепленным инерционным элементом 4. Шаговый двигатель 7 осуществляет поворот верхней немагнитной платформы 1 относительно продольной оси корпуса робота на требуемый для разворота инерционного элемента 4 угол. Таким образом, достигается возможность задать любое необходимое направление для движения виброробота. С помощью электромагнита 9, магнитной платформы-корпуса 10 и магнитной плоской поверхности 12 с постоянной шероховатостью осуществляется фиксация конструкции виброробота в любой необходимой области магнитной поверхности 12. При подаче напряжения на обмотку электромагнита возникает магнитное поле, которое заставляет надежно прилипать магнитную платформу-корпус 10 к магнитной поверхности 12.
i
p
Для обеспечения одного цикла движения виброробота вперед (фиг.3) вначале происходит подача инверсного напряжения (соответствующего направлению движения рейки реечной передачи 3 со свободно закрепленным инерционным элементом 4 в сторону, обратную необходимому направлению движения инерционного элемента 4) на реверсивный двигатель постоянного тока виброробота за промежуток времени T, затем - синхронная подача положительного напряжения (соответствующего направлению движения рейки реечной передачи 3 со свободно закрепленным инерционным элементом 4 в сторону необходимого направления движения инерционного элемента 4) на реверсивный двигатель постоянного тока за промежуток времени T.
i,
p
Для обеспечения одного цикла движения виброробота назад (фиг.4) полярность управляющего напряжения U меняется, промежутки времени T T остаются постоянными.
p
d
p
i
p
i
d
При этом значение T определяется значением времени, необходимого для хода рейки реечной передачи 3, обеспечивающего линейное перемещение свободно закрепленного инерционного элемента 4 относительно верхней немагнитной платформы 1 при подаче на двигатель постоянного тока 2 напряжения величиной U. Значение T должно быть больше T, величины T и T определяются экспериментальным путем. Уровень поступающего на электропривод напряжения U постоянен и одинаков. При последовательном многократном повторении этих циклов движения виброробота между круглой магнитной платформой-корпусом виброробота и поверхностью перемещения возникают ассиметричные силы трения, что позволяет вибророботу устойчиво двигаться по поверхности.
Использование виброробота с электромагнитом в качестве транспортного средства позволит с высокой точностью позиционирования транспортировать полезный груз по магнитным плоским поверхностям и даст возможность фиксации в необходимом положении для предупреждения возможного смещения конструкции виброробота на плоской поверхности.