RU2554270C1 - Device to overcome obstacles - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: high cross-country capacity walker with legs-propulsors comprises pipe to carry three platforms. Two platforms are fixed at said pipe while third platform can displace there over. Every said platform is equipped with four mechanical legs with automatic drive and visual and tactile sensors of leg joint position to allow a stable position of legs on uneven surface, adaptation and variation of said position by step-over. Legs are required for stability. With one leg lifted for search of fulcrum three other legs should be located so that system gravity centre projection stays in the stability triangle.

EFFECT: higher stability, higher load carrying capacity.

2 cl, 2 dwg

Description

Решение представляет собой шагающее транспортное средство повышенной проходимости с движителями-ногами. Может быть использовано для преодоления препятствий на сильно пересеченной местности, в условиях чрезвычайных ситуаций.The solution is an off-road walking vehicle with propulsion legs. It can be used to overcome obstacles in rugged terrain, in emergency situations.

Преодоление препятствий - важная задача, которую необходимо решать при перемещении по пересеченной местности, по зонам разрушений и бедствий.Overcoming obstacles is an important task that must be addressed when moving across rough terrain, in zones of destruction and disaster.

Существующие транспортные средства - автомобили, гусеничные машины, обычные шагающие машины имеют серьезные ограничения возможностей в преодолении препятствий (см. книгу - М.Б. Игнатьев «Кибернетическая картина мира», Санкт-Петербург, 2010, 150 стр.). При этом использование самолетов и вертолетов не всегда возможно и целесообразно. Предлагаемое устройство существенно пополняет арсенал систем для преодоления препятствий.Existing vehicles - cars, tracked vehicles, ordinary walking cars have serious limitations on the ability to overcome obstacles (see the book - MB Ignatiev “Cybernetic picture of the world”, St. Petersburg, 2010, 150 pages). Moreover, the use of airplanes and helicopters is not always possible and advisable. The proposed device significantly replenishes the arsenal of systems to overcome obstacles.

Известен патент РФ на изобретение №2489293 [1].Known RF patent for the invention No. 2489293 [1].

Изобретение относится к преобразуемому транспортирующему устройству, приспосабливаемому к различным типам местности и к преодолению различных препятствий. Преобразуемое транспортирующее устройство содержит колесо и систему рычагов с роликами на конце. Система рычагов выполнена в виде кривошипно-ползунного механизма ломающегося подкоса. В кривошипно-ползунном механизме ломающегося подкоса звенья-рычаги с несущими роликами на конце вращаются вокруг осей, шарнирно связанных с валом колеса. Шток поршня имеет свободу осевого перемещения по валу колеса, обеспечивая при необходимости положение роликов в контакте с периферией колеса.The invention relates to a convertible conveying device, adaptable to various types of terrain and to overcome various obstacles. The convertible conveying device comprises a wheel and a system of levers with rollers at the end. The lever system is made in the form of a crank-slide mechanism of a breaking strut. In the crank-slider mechanism of a breaking brace, the link-arms with bearing rollers at the end rotate around axes pivotally connected to the wheel shaft. The piston rod has freedom of axial movement along the wheel shaft, providing, if necessary, the position of the rollers in contact with the periphery of the wheel.

Упомянутое изобретение имеет ограничение по проходимости, не обеспечивает достаточной адаптивности к неровной поверхности грунта.The aforementioned invention has a limited cross-country ability, does not provide sufficient adaptability to the uneven surface of the soil.

Известен патент РФ на изобретение №2368529 [2].Known RF patent for the invention No. 2368529 [2].

Изобретение относится к шагающим транспортным средствам повышенной проходимости. Шагающая опора содержит корпус с побортно установленными на нем шагающими движителями курсового движения. Шагающие движители курсового движения выполнены в виде плоских шарнирных четырехзвенников лямбдаобразного типа и содержат криволинейные опоры, которые снабжены лыжеобразными башмаками. Силовой привод курсового движения кинематически связан с шагающими движителями и содержит систему преодоления локальных препятствий, которая включает в себя передние шагающие движители курсового движения циклового типа и механизм смены направления движения шагающей опоры. Последний содержит поворотную платформу, установленную в горизонтальной плоскости под корпусом шагающей опоры и оборудованную поворотным реверсивным силовым приводом. Побортно установлены шагающие движители ортогонального типа, выполненные в виде попарно сгруппированных ног в виде гидроцилиндров с независимым гидроприводом. Концы сгруппированных ног с одной стороны соединены непосредственно с поворотной платформой, один жестко, второй шарнирно, а с другой стороны шарнирно связаны с проушинами общего для каждой пары ног дополнительного башмака лыжеобразной формы. Достигается возможность маневрирования и преодоления локальных препятствий с минимальными энергозатратами.The invention relates to walking vehicles terrain. The walking support comprises a housing with the walking propellers installed on it. Walking course propulsors are made in the form of flat hinged four-link lambda-type and contain curvilinear supports, which are equipped with ski-shaped shoes. The power drive of directional movement is kinematically connected with walking propulsors and contains a system of overcoming local obstacles, which includes front walking propulsors of course movement of a cyclic type and a mechanism for changing the direction of movement of the walking support. The latter contains a rotary platform installed in a horizontal plane under the body of the walking support and equipped with a rotary reversible power drive. Walking propulsors of the orthogonal type, made in the form of pairwise grouped legs in the form of hydraulic cylinders with an independent hydraulic drive, are installed on-board. The ends of the grouped legs on one side are connected directly to the turntable, one is rigidly, the second is pivotally, and on the other hand pivotally connected to the eyes of the additional ski-shaped shoe common to each pair of legs. The ability to maneuver and overcome local obstacles with minimal energy consumption is achieved.

Изобретение по патенту №2368529 является наиболее близким решением относительно заявляемого, так как представляет собой шагающее транспортное средство повышенной проходимости с движителями-ногами.The invention according to patent No. 2368529 is the closest solution relative to the claimed, as it is a walking terrain vehicle with propulsion legs.

Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение адаптивности к неровной поверхности грунта за счет того, что если одна из ног поднята для поиска точки опоры, то три других должны быть расположены так, чтобы проекция центра тяжести системы находилась в треугольнике устойчивости.The technical result of the proposed device is to ensure adaptability to an uneven ground surface due to the fact that if one of the legs is raised to find a fulcrum, the other three should be located so that the projection of the center of gravity of the system is in the stability triangle.

Предлагается устройство для преодоления препятствий, представляющее собой шагающее транспортное средство повышенной проходимости, характеризующееся тем, что содержит трубу, на которой смонтированы три платформы, две платформы неподвижно закреплены на трубе, одна может перемещаться по трубе, каждая из платформ снабжена четырьмя механическими ногами с автоматическим приводом и датчиками - визуальными и тактильными и датчиками положения суставов ног для обеспечения устойчивого положения ног на неровной поверхности с возможностью адаптации и изменения положения ног путем переступания, причем ноги необходимы для обеспечения устойчивости, и если одна из ног поднята для поиска точки опоры, то три других должны быть расположены так, чтобы проекция центра тяжести системы находилась в треугольнике устойчивости.A device for overcoming obstacles is proposed, which is a walking cross-country vehicle, characterized in that it contains a pipe on which three platforms are mounted, two platforms are fixedly mounted on the pipe, one can move along the pipe, each of the platforms is equipped with four mechanical legs with automatic drive and sensors - visual and tactile and sensors of the position of the joints of the legs to ensure a stable position of the legs on an uneven surface with the ability to adapt tations and changes in the position of the legs by stepping, moreover, the legs are necessary to ensure stability, and if one of the legs is raised to find a point of support, the other three should be located so that the projection of the center of gravity of the system is in the triangle of stability.

Устройство характеризуется также тем, что каждая из ног имеет три степени свободы с возможностью поворота суставов на углы а1, а2, а3 посредством приводов, управляемых от бортового вычислительного устройства, которое обрабатывает информацию от датчиков, расположенных на опорных ногах, и визуальную информацию с видеокамер, которые следят за преодолеваемым препятствием и окружающей местностью.The device is also characterized in that each of the legs has three degrees of freedom with the ability to rotate the joints at angles a1, a2, a3 by means of drives controlled by an on-board computing device that processes information from sensors located on supporting legs and visual information from cameras, who watch over obstacles and the surrounding area.

Устройство иллюстрируется на фигурах: фиг.1 - схема перемещения, фиг.2 - вид сбоку (А) и вид сверху опорных ног (Б).The device is illustrated in the figures: figure 1 is a diagram of the movement, figure 2 is a side view (A) and a top view of the support legs (B).

Датчики и бортовое вычислительное устройство не показаны на фигурах.Sensors and on-board computing device are not shown in the figures.

Устройство содержит трубу 4, на которой смонтированы три платформы (фиг.1). Платформы 1 и 2 неподвижно закреплены на трубе, платформа 3 может перемещаться по трубе. Каждая из платформ снабжена четырьмя механическими ногами 5 с автоматическим приводом (привод может быть электромеханическим, гидравлическим или иным) и датчиками - визуальными и тактильными и датчиками положения суставов ног для обеспечения устойчивого положения ног на неровной поверхности с возможностью адаптации и изменения положения ног путем переступания. Четыре ноги 5 необходимы для обеспечения устойчивости - если одна из ног поднята для поиска точки опоры, то три других должны быть расположены так, чтобы проекция центра тяжести системы находилась в треугольнике устойчивости.The device comprises a pipe 4 on which three platforms are mounted (Fig. 1). Platforms 1 and 2 are fixedly mounted on the pipe, platform 3 can move along the pipe. Each platform is equipped with four mechanical legs 5 with an automatic drive (the drive can be electromechanical, hydraulic or otherwise) and sensors - visual and tactile and position sensors of the joints of the legs to ensure a stable position of the legs on an uneven surface with the ability to adapt and change the position of the legs by crossing. Four legs 5 are necessary to ensure stability - if one of the legs is raised to find a fulcrum, the other three should be located so that the projection of the center of gravity of the system is in the triangle of stability.

Устройство действует следующим образом (фиг.1).The device operates as follows (figure 1).

Устройство в положении А находится около препятствия, например рва, при этом крайние платформы опираются на грунт, ноги подвижной платформы подогнуты. Второе положение Б - подвижная платформа переместилась в краю препятствия, ее ноги 5 оперлись на грунт, а ноги 5 крайних платформ подогнуты - в этом положении осуществляется перемещение трубы через подвижную платформу, делается шаг через препятствие. Третье положение - ноги 5 первой и третьей платформ опираются на грунт, ноги подвижной платформы подгибаются, и подвижная платформа перемещается по трубе в положение В. Далее в положении Г ноги 5 подвижной платформы опираются на грунт, а ноги 5 платформ 1 и 3 поджаты, и система готова сделать следующий шаг и т.д.The device in position A is near an obstacle, such as a ditch, while the extreme platforms rest on the ground, the legs of the movable platform are bent. The second position B - the movable platform moved to the edge of the obstacle, its legs 5 rested on the ground, and the legs 5 of the extreme platforms are bent - in this position the pipe is moved through the movable platform, a step is made through the obstacle. The third position is that the legs 5 of the first and third platforms rest on the ground, the legs of the movable platform are bent, and the movable platform moves along the pipe to position B. Then, in position D, the legs 5 of the movable platform rest on the ground, and the legs 5 of platforms 1 and 3 are tightened, and the system is ready to take the next step, etc.

Весо-габаритные характеристики устройства подбираются в зависимости от размеров преодолеваемых препятствий и характеристик перемещаемого груза, который размещается на подвижной платформе.Weight and overall characteristics of the device are selected depending on the size of the obstacles to be overcome and the characteristics of the transported load, which is placed on a movable platform.

На фиг.2 показана платформа 1 с четырьмя ногами 5, каждая из которых имеет три степени свободы - возможность поворота суставов на углы а1, а2, а3, что обеспечивается с помощью приводов, управляемых от бортового вычислительного устройства, которое обрабатывает информацию от датчиков, расположенных на ногах, и визуальную информацию с видеокамер, которые следят за преодолеваемым препятствием и окружающей местностью. Положение каждой ноги характеризуется тремя углами: а1 - верхний угол, а2 - нижний угол, а3 - угол поворота плоскости ноги 5.Figure 2 shows a platform 1 with four legs 5, each of which has three degrees of freedom - the ability to rotate the joints at angles a1, a2, a3, which is ensured by drives controlled by an on-board computing device that processes information from sensors located on their feet, and visual information from video cameras that monitor the obstacle to be overcome and the surrounding area. The position of each leg is characterized by three angles: a1 is the upper angle, a2 is the lower angle, a3 is the angle of rotation of the plane of the leg 5.

Аналогичным образом оборудованы ногами 5 платформы 2 и 3, что обеспечивает адаптивность к неровной поверхности грунта.Similarly, 5 platforms 2 and 3 are equipped with legs 5, which ensures adaptability to the uneven ground surface.

Преимуществом предлагаемого устройства является повышенная устойчивость транспортного средства наряду с переносом значительных грузов.The advantage of the proposed device is the increased stability of the vehicle along with the transfer of significant loads.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2489293, ПРЕОБРАЗУЕМОЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, МПК В62В 9/02, B62D 55/075, заявл. 11.05.2012.1. RF patent No. 2489293, CONVERTABLE TRANSPORT DEVICE, IPC B62V 9/02, B62D 55/075, decl. 05/11/2012.

2. Патент РФ №2368529, ШАГАЮЩАЯ ОПОРА ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ, МПК B62D 57/032, заявл. 20.05.2008.2. RF patent No. 2368529, STEPING BRACKET FOR VEHICLE VEHICLES, IPC B62D 57/032, decl. 05/20/2008.

Claims (2)

1. Устройство для преодоления препятствий, представляющее собой шагающее транспортное средство повышенной проходимости с движителями-ногами, отличающееся тем, что содержит трубу, на которой смонтированы три платформы, две платформы неподвижно закреплены на трубе, одна может перемещаться по трубе, каждая из платформ снабжена четырьмя механическими ногами с автоматическим приводом и датчиками - визуальными и тактильными и датчиками положения суставов ног для обеспечения устойчивого положения ног на неровной поверхности с возможностью адаптации и изменения положения ног путем переступания, причем ноги необходимы для обеспечения устойчивости, и если одна из ног поднята для поиска точки опоры, то три других должны быть расположены так, чтобы проекция центра тяжести системы находилась в треугольнике устойчивости.1. Device for overcoming obstacles, which is a walking cross-country vehicle with movers-legs, characterized in that it contains a pipe on which three platforms are mounted, two platforms are fixedly mounted on the pipe, one can move along the pipe, each of the platforms is equipped with four mechanical legs with automatic drive and sensors - visual and tactile and position sensors of the joints of the legs to ensure a stable position of the legs on an uneven surface with the possibility ustomize and change feet position by overstep, and legs are needed to ensure the sustainability, and if one of the legs raised to find the fulcrum, the other three must be positioned so that the center of gravity of the projection was in the triangle of stability. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая из ног имеет три степени свободы с возможностью поворота суставов на углы а1, а2, а3 посредством приводов, управляемых от бортового вычислительного устройства, которое обрабатывает информацию от датчиков, расположенных на ногах, и визуальную информацию с видеокамер. 2. The device according to claim 1, characterized in that each of the legs has three degrees of freedom with the ability to rotate the joints at angles a1, a2, a3 by means of drives controlled by an on-board computing device that processes information from sensors located on the legs, and visual information from video cameras.

Images