ПРЕПЯТСТВИЕ ДЛЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА "ГОРКА С ТРУБАМИ"

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 193010]. Так, в указанном источнике описано устройство, содержащее плоскую площадку с неровной верхней поверхностью, имитирующей рельеф пересеченной местности, на верхней поверхности площадки сформирована занимающая часть ее площади, сужающаяся в вертикальном направлении объемная фигура, имеющая наклонную боковую ребристую поверхность с горизонтально ориентированными ребрами, а также плоскую завершающую часть.
Для прохождения данного испытания требуется высокая мощность двигателей, так как движение происходит под наклоном, но множество небольших ступенчатых изгибов поверхности являются причиной хорошего сцепления колес с поверхностью и пройти данное препятствие многим устройствам не составляет труда. В данном случае раскрываются не все возможности робота.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является препятствие для мобильного робота, описанное в RU 174073. Прототип содержит объемное тело, образованное наклонными поверхностями на плоском основании, установленными встречно своими нисходящими частями друг относительно друга, при этом каждое углубление заполнено наполнителем, в качестве которого использованы тела сферической формы.
Сферические тела существенно затрудняют подъем по наклонной поверхности, что требует высокой маневренности робота, а также больших скоростей вращения колес, так как при большой скорости движения сферические тела отодвигаются за заднюю часть базы устройства, и колеса робота оказываются на ровной наклонной поверхности, подъем по которой совершить достаточно просто, что можно рассматривать в качестве недостатка прототипа.
Технической проблемой, которую решает заявляемая полезная модель, является повышение сложности препятствия.
Сущность полезной модели заключается в том, что в препятствии для мобильного робота, включающем площадку, предназначенную для перемещения по ней робота, согласно полезной модели, площадка содержит объемное тело, выполненное в виде скрепленного с площадкой ступенчатого коробчатого корпуса, состоящего из двух уровней, перед заездом робота на каждый из которых закреплено вращающееся цилиндрическое тело.
В частном случае полезной модели площадка имеет квадратную форму и выполнена 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 указанной площадкой, соединяемые с образованием единого основания испытательного полигона для роботов.
Заявляемая полезная модель представляет собой препятствие - «горку с трубами», имитирующее участок склона возвышенности, скользкий из-за наличия на нем перекатывающихся объектов (гравия, камней и подобного).
Заявляемое устройство является сложным для преодоления, поскольку робот должен осуществить заезд на верхнюю точку конструкции под существенным наклоном, преодолев вращающиеся ролики.
Это требует хорошей проходимости робота, высокой мощности двигателей, маневренности при перемещении в ограниченном пространстве, а также дополнительных вспомогательных инструментов, таких как манипулятор, для создания дополнительной точки опоры.
Скрепление элементов коробчатого корпуса с поверхностью площадки может осуществляться с помощью крепежных средств и/или клеевых соединений. В частности, объемные элементы соединяются с поверхностью площадки и друг с другом с помощью шипов, устанавливаемых в ответных пазах, сформированных в деталях конструкции, и дополнительно с помощью клея.
В качестве плоской площадки 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 цилиндрических объемных элементов могут быть использованы сантехнические полипропиленовые трубы. Для обеспечения вращения указанных элементов они могут быть нанизаны на стержневую основу через подшипниковые соединения с проставками и втулками из твердого материала, в частности, могут быть использованы проставки и втулки из PLA- или ABS-пластика, напечатанные на 3D-принтере.
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 площадка имела квадратную форму и была выполнена в виде модульного элемента, снабженного средствами крепления, обеспечивающими возможность ее соединения с другими модульными элементами, в качестве которых использованы площадки, согласованные по размерам с указанной площадкой, 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 фиг. 1 (вид сверху), фиг. 2 (вид сбоку) и фиг. 3 (изометрия) представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит площадку 1, имеющую, в частности, квадратную форму. На поверхности площадки 1 расположен скрепленный с ней коробчатый корпус 2. Указанный элемент 2 представляет собой ступенчатый коробчатый корпус, состоящий из двух уровней, выполненный в виде двух объемных геометрических тел в виде параллелепипедов с квадратным сечением, расположенных друг над другом соосно и скрепленных между собой так, что их стороны параллельны друг другу, а меньший параллелепипед расположен сверху.
На углах конструкции имеются закругленные выступы с вырезами для крепления вращающихся цилиндрических тел 3 (на фигурах позицией 3 обозначено одно вращающееся цилиндрическое тело). Перед заездом робота на каждый уровень ступенчатого коробчатого корпуса 2 с каждой из сторон закреплено одно из указанных вращающихся цилиндрических тел 3 соответствующей длины. Вращение на стержневой основе обеспечивается посредством подшипникового соединения с проставками и втулками.
В частности, площадка 1 выполнена 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 указанной площадкой, 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 площадку 1 в общее основание полигона, собранное из аналогичных модульных элементов.
Робот должен, маневрируя по поверхности площадки 1, пересечь верхнюю поверхность коробчатого корпуса 2, преодолевая вращающиеся цилиндрические элементы 3.
В результате применения предлагаемого технического решения достигаются следующие преимущества: повышение сложности препятствия, расширение арсенала препятствий для мобильных роботов.
Техническим результатом является возможность продемонстрировать и оценить маневренность робота и его проходимость на участке «горка с трубами», а также продемонстрировать особенности конструкции робота.