МОБИЛЬНЫЙ ШЕСТИКОЛЕСНЫЙ РОБОТ, ОСНАЩЕННЫЙ СИСТЕМОЙ МАНИПУЛЯТОРОВ

МОБИЛЬНЫЙ ШЕСТИКОЛЕСНЫЙ РОБОТ, ОСНАЩЕННЫЙ СИСТЕМОЙ МАНИПУЛЯТОРОВ
Полезная модель относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах.
Известен мобильный робототехнический комплекс (патент РФ №2364500 С2 МПК B25J 5/00, 2009 г.), включающий мобильный робот, пост дистанционного управления, бортовую телевизионную систему, которая включает отдельные видеоблоки, при этом, по меньшей мере, один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, расположен на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Мобильный робототехнический комплекс дополнительно снабжен выносной системой видеонаблюдения и включает устройство доставки выносной системы видеонаблюдения в заданную точку местности и ее оперативного развертывания. Мобильный робототехнический комплекс включает в себя комплект дополнительного оборудования -раздвижную телескопическую штангу-удлинитель с узлом вертикального крепления ее в кормовой части транспортного средства мобильного робота на одном конце и узлом крепления привода наведения видеоблока, выполняющего обзорные функции, на другом конце. Мобильный робототехнический комплекс позволяет обеспечить непрерывное получение визуальной информации о месте работы мобильного робота с нескольких ракурсов, увеличить эффективность использования и срок службы мобильного робота при его использовании в зонах высокого риска разрушения.
Недостатком данного мобильного робототехнического комплекса является наличие установленного на шасси мобильного робота одного манипулятора, что позволяет одновременно выполнять только одну операцию над каким-либо объектом.
Задача полезной модели: усовершенствование мобильного робота с целью обеспечения одновременного выполнения манипулятором робота двух операций над каким-либо объектом или над двумя объектами.
Задача решается тем, что мобильный шестиколесный робот, оснащенный системой манипуляторов (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) содержит прямоугольную раму 1, шесть мотор-колес 2, корпус робота 3, манипуляторы 4, моторизированную раздвижную телескопическую штангу 5, обзорную видеокамеру с инфракрасной подсветкой 6, две фронтальные видеокамеры с инфракрасной подсветкой 7, две задние видеокамеры с инфракрасной подсветкой 8, модуль бортовой информационно-управляющей системы 9.
Мобильный шестиколесный робот основывается на прямоугольной раме 1 с шестью управляемыми мотор-колесами 2, притом каждое из них состоит из реверсивного электродвигателя постоянного тока, силовой передачи и колеса, на которое одета шина с шипами противоскольжения. Каждое мотор-колесо закреплено посредством пружинной рессоры на раме, при этом размещение колес симметрично относительно продольной оси рамы: по три мотор-колеса, установленные на одинаковом расстоянии друг относительно друга на левом и правом бортах рамы мобильного робота (фиг. 1). На прямоугольной раме 1 установлен корпус робота 3, внутри которого размещены бортовая сеть электропитания мобильного шестиколесного робота. На корпусе робота 3 установлен модуль бортовой информационно-управляющей системы 9 (фиг. 1).
Бортовая сеть электропитания мобильного шестиколесного робота обеспечивает электроэнергией мотор-колеса 2, модуль бортовой информационно-управляющей системы 9, видеокамеры 6, 7, 8, моторизированную раздвижную телескопическую штангу 5, манипуляторы 4. Бортовую сеть электропитания мобильного робота составляют аккумуляторы и преобразователи постоянного тока.
Каждая из видеокамер 6, 7, 8 мобильного шестиколесного робота снабжена устройством инфракрасной подсветки и оптической системой, расширяющей угол обзора камерой до 190 градусов. Обзорная видеокамера 6 установлена на моторизированной раздвижной телескопической штанге 5, закрепленной сзади корпуса робота 3 (фиг. 1). Моторизированная раздвижная телескопическая штанга 5 позволяет видеокамере 6 увеличить дальность обзора пространства вокруг робота путем изменения высоты телескопической штанги 5 и возможности поворота видеокамеры 6 в горизонтальной плоскости на угол до 360 градусов. Две фронтальные видеокамеры с инфракрасной подсветкой 7 позволяют получить визуальную информацию о находящихся впереди препятствиях для движения робота, которые располагаются вблизи него, и обеспечить для оператора на посту управления визуальный контроль над движениями манипуляторов 4 (фиг. 2). Две задние видеокамеры с инфракрасной подсветкой 8 дают возможность получить визуальную информацию о находящихся сзади препятствиях для движения робота, которые располагаются вблизи него (фиг. 3). Видеокамеры 7 и 8 установлены спереди и сзади корпуса робота 3 так, что они симметрично закреплены относительно вертикальной оси корпуса робота (фиг. 2, фиг. 3). Использование двух видеокамер 7 и двух видеокамер 8 спереди и сзади корпуса робота 3 соответственно позволяет значительно расширить обзор окружающего робот пространства с целью своевременного обнаружения препятствий для движения робота.
Мобильный шестиколесный робот оснащен двумя одинаковыми и независимыми манипуляторами 4 с пятью степенями свободы каждый (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4), позволяющими переносить грузы, а также выполнять движения, задаваемые оператором на посту управления. Манипуляторы 4 установлены спереди корпуса робота 3 (фиг. 1, фиг. 2) таким образом, что они симметрично закреплены относительно вертикальной оси корпуса робота 3 (фиг. 2), при этом две фронтальные видеокамеры с инфракрасной подсветкой 7, установленные на корпусе робота 3 и располагающиеся над манипуляторами 4, позволяют оператору на посту управления наблюдать за движениями каждого манипулятора (фиг. 2).
Модуль бортовой информационно-управляющей системы 9 включает в себя: систему управления движением робота, систему дистанционной связи с постом управления, бортовую телевизионную систему, блок датчиков геопозиционирования.
Система управления движением робота выполняет функции регулирования величин напряжений электропитания, поступающих на каждое мотор-колесо 2, таким образом, реализуется раздельное управление угловой скоростью вращения мотор-колес, что дает возможность мобильному роботу перемещаться по поверхности вдоль требуемой траектории движения с заданной скоростью.
Система дистанционной связи с постом управления позволяет принимать команды управления движением робота и манипуляторов от оператора на посту управления, а также отправляет на пост управления информацию, полученную от всех датчиков и видеокамер робота.
Бортовая телевизионная система мобильного робота обеспечивает сбор информации со всех видеокамер робота и готовит ее отправку на пост управления роботом посредством системы дистанционной связи.
Блок датчиков геопозиционирования включает в себя: электронный компас, трехосный акселерометр и приемник сигналов ГЛОНАСС/GPS. Электронный компас определяет угол между прямой, проведенной через центр корпуса робота и Северный полюс, и прямой, проходящей вдоль корпуса робота. Трехосный акселерометр позволяет скомпенсировать ошибку при наклоне электронного компаса, а также получить значения углов крена и дифферента корпуса робота. Приемник сигналов ГЛОНАСС/GPS дает возможность получить значения текущих координат мобильного робота - широту и долготу.
Мобильный робот работает следующим образом.
Управление работой мобильного шестиколесного робота, оснащенного системой манипуляторов, может осуществляться как с единого интегрированного поста дистанционного управления одним оператором, так и с двух отдельных постов, задействовав по одному оператору на посту управления движением мобильного робота и на посту управления движением манипуляторов.
Манипуляторы 4 мобильного шестиколесного робота могут быть использованы как для перемещения объектов, так и для выполнения технологических операций над ними. Использование двух манипуляторов позволяет оператору одновременно выполнять две операции над каким-либо одним объектом или над двумя объектами.
Для решения оперативной задачи, предусматривающей непрерывное получение визуальной информации об окружающем мобильный робот пространстве, оператор с поста управления посылает команду мобильному роботу изменить положение обзорной видеокамеры 6, путем изменения высоты моторизированной раздвижной телескопической штанги 5 и поворота видеокамеры 6 в горизонтальной плоскости на требуемый угол. Используя информацию, собранную всеми видеокамерами и блоком датчиков геопозиционирования, оператор получает в режиме реального времени полную и достоверную информацию о текущем положении робота и об окружающем мобильный робот пространстве.