ПРЕПЯТСТВИЕ ДЛЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА "ПРОВАЛЫ"

Полезная модель относится к устройствам для проведения игровых мероприятий и соревнований, а именно к препятствиям для передвижных механизмов - мобильных роботов (робототехнических платформ), преимущественно малогабаритных сверхлегкого и легкого классов.
Полезная модель позволяет продемонстрировать и оценить технические свойства мобильных роботов и может быть использована в качестве самостоятельного препятствия или в качестве фрагмента трассы полосы препятствий испытательного полигона для роботов, описанного в патенте на изобретение RU 2610810.
Известны препятствия различного вида для мобильных роботов, выполненные в виде объемных элементов [см., например, RU 189966].
Препятствие содержит центральную горизонтальную площадку, в качестве которой использован горизонтально ориентированный протяженный пластинчатый элемент, в котором имеется ориентированное вдоль его продольной оси протяженное центральное сквозное отверстие, выполненное с образованием двух боковых дорожек для перемещения робота, расстояние между которыми согласовано с шириной его колеи, и двух торцевых маневренных площадок для робота.
Для преодоления указанного препятствия требуется высокая маневренность робота, точность его позиционирования и устойчивость, но для прохождения данного препятствия робот может быть не оснащен ничем, кроме подвески для осуществления движения по поверхности, что можно рассматривать в качестве недостатка прототипа, так как в данном случае раскрываются не все возможности робота.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является препятствие для мобильного робота «траншея», описанное в регламенте соревнований Кубок РТК [см. https://cup.rtc.ru/images/reglament/2021/CupRtc-1-Poligon-25_02_2021.pdf].
Прототип содержит объемное тело, выполненное в виде плоской площадки с двумя длинными прямоугольными выемками, расположенными параллельно друг другу и заполненными сферическими телами.
Сферические тела требуется переложить из одной прямоугольной выемки в другую с помощью манипулятора, закрепленного на корпусе робота, что требует наличия манипулятора, а также высокой мощности приводов манипулятора и хорошего сцепления его схвата с объектами. Для выполнения указанного задания достаточно всего двух степеней свободы манипулятора, что является достаточно простой в исполнении конструкцией, что, в свою очередь, можно рассматривать в качестве недостатка прототипа. Помимо этого, форма препятствия требует хорошей маневренности робота для преодоления прямоугольных выемок, но глубина их достаточно мала, поэтому высокой мощности двигателей для прохождения препятствия не требуется, а их расположение позволяет пересечь площадку в одном из направлений, не наезжая на прямоугольные выемки, что можно рассматривать в качестве недостатка прототипа.
Технической проблемой, которую решает заявляемая полезная модель, является повышение сложности препятствия, а также увеличение сложности задания, выполняемого в его препятствия.
Заявляемая полезная модель представляет собой препятствие - «провалы», имитирующее возвышенность с ямами и ухабами.
Сущность полезной модели заключается в том, что в препятствии для мобильного робота, включающем основание, предназначенное для перемещения по нему робота, согласно полезной модели, основание содержит объемное тело, выполненное в виде скрепленного с основанием коробчатого корпуса в форме усеченной пирамиды с призматическими выемками в верхней плоской части, внутри которых расположены объекты различных форм и размеров (например, шары, пирамиды, параллелепипеды, конусы и т.п.).
В частном случае полезной модели основание имеет квадратную форму и выполнено в виде модульного элемента, снабженного средствами крепления, обеспечивающими возможность его соединения с другими модульными элементами, в качестве которых использованы квадратные площадки, согласованные по размерам с указанным основанием, соединяемые с образованием единого основания испытательного полигона для роботов.
Заявляемое устройство является сложным для преодоления, поскольку робот должен осуществить заезд на верхнюю точку конструкции под наклоном.
Это требует хорошей проходимости робота, высокой мощности двигателей, маневренности при перемещении в ограниченном пространстве.
Помимо этого, робот должен извлечь объекты разных форм и размеров из призматических выемок, расположенных на верхней плоской части препятствия, что требует не менее 3 степеней подвижности манипулятора, а также высокой мощности приводов манипулятора и хорошего сцепления его схвата с объектами.
Скрепление элементов коробчатого корпуса с поверхностью основания может осуществляться с помощью крепежных средств и/или клеевых соединений. В частности, объемные элементы соединяются с поверхностью основания и друг с другом с помощью шипов, устанавливаемых в ответных пазах, сформированных в деталях конструкции, и дополнительно с помощью клея.
В качестве плоского основания может быть использована пластина, панель, плита, каркасная конструкция, снабженная пластинчатыми верхним и нижним основаниями и прочее.
Для изготовления площадки и элементов коробчатого корпуса может быть использован твердый материал, в частности, фанера и дерево.
В качестве объектов для заполнения выемок могут быть использованы теннисные мячи, пластиковые кубики и подобные объекты соответствующего размера.
Тем самым заявляемая полезная модель обеспечивает расширение арсенала препятствий для робота, обеспечивающих возможность демонстрации и оценки его технических свойств.
Заявляемое устройство может быть использовано в качестве самостоятельного препятствия, а также в качестве фрагмента трассы полосы препятствий испытательного полигона для робота.
Целесообразным является, чтобы основание имело квадратную форму и было выполнено в виде модульного элемента, снабженного средствами крепления, обеспечивающими возможность его соединения с другими модульными элементами, в качестве которых использованы площадки, согласованные по размерам с указанным основанием, соединяемые с образованием единого настила испытательного полигона для роботов.
В указанном случае данное препятствие хорошо приспособлено для использования его в качестве фрагмента трассы полосы препятствий испытательного полигона для роботов, сформированной на едином основании, собранном из описанных выше модульных элементов.
Указанный фактор положительно сказывается на функциональных возможностях использования полезной модели в качестве препятствия для робота.
В качестве средств крепления модульных элементов друг с другом могут быть использованы болты, крепежные планки, уголковые соединители, ответные элементы соединения паз - выступ, элементы клеевого соединения и прочее.
На фигуре 1 (вид сверху), фигуре 2 (вид сбоку) и фигуре 3 (изометрия) представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит плоское основание 1, имеющее, в частности, квадратную форму. На поверхности основание 1 расположен скрепленный с ней коробчатый корпус 2. Указанный элемент 2 выполнен в виде объемного геометрического тела в виде усеченной пирамиды.
На верхней плоской части препятствия расположены призматические выемки 3 с треугольным и квадратным сечениями, внутри которых свободно расположены объекты различных форм и размеров 4.
В частности, основание 1 выполнено в виде модульного элемента, снабженного средствами крепления (на фигурах не обозначены), обеспечивающими возможность его соединения с другими модульными элементами, в качестве которых использованы площадки, согласованные по размерам с указанным основанием, соединяемые с образованием единого основания испытательного полигона для роботов.
Устройство работает следующим образом.
Устанавливают устройство в качестве самостоятельного препятствия на трассе роботов или в качестве фрагмента трассы полосы препятствий испытательного полигона для роботов, встраивая основание 1 в общее основание полигона, собранное из аналогичных модульных элементов.
Робот должен, маневрируя по поверхности основания 1, пересечь верхнюю поверхность коробчатого корпуса 2, попутно извлекая из призматических выемок 3, расположенных на верхней плоской части коробчатого корпуса 2, объекты различных форм и размеров 4.
В результате применения предлагаемого технического решения достигаются следующие преимущества: повышение сложности препятствия, увеличение сложности задания, выполняемого на нем, и расширение арсенала препятствий для мобильных роботов.
Техническим результатом является возможность продемонстрировать и оценить маневренность робота и его проходимость на участке «провалы», а также продемонстрировать особенности конструкции робота.