RU2585396C1 - Mobile robot with magnetic propulsors - Google Patents

Mobile robot with magnetic propulsors Download PDF

Info

Publication number
RU2585396C1
RU2585396C1 RU2014152387/11A RU2014152387A RU2585396C1 RU 2585396 C1 RU2585396 C1 RU 2585396C1 RU 2014152387/11 A RU2014152387/11 A RU 2014152387/11A RU 2014152387 A RU2014152387 A RU 2014152387A RU 2585396 C1 RU2585396 C1 RU 2585396C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
permeable material
magnetic
magnet
mobile robot
Prior art date
Application number
RU2014152387/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустэм Анварович Мунасыпов
Тимур Рашитович Шахмаметьев
Сергей Сергеевич Москвичев
Original Assignee
Рустэм Анварович Мунасыпов
Тимур Рашитович Шахмаметьев
Сергей Сергеевич Москвичев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рустэм Анварович Мунасыпов, Тимур Рашитович Шахмаметьев, Сергей Сергеевич Москвичев filed Critical Рустэм Анварович Мунасыпов
Priority to RU2014152387/11A priority Critical patent/RU2585396C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2585396C1 publication Critical patent/RU2585396C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to self-propelled devices adapted to move along inclined and vertical surfaces. Mobile robot with magnetic propulsors comprises body with at least one wheel and drive unit mounted on the body to drive wheels. Wheel comprises external drum with circular periphery wall and internal element of the wheel, including a fragment of magnetic permeable material and magnet, which is in contact with a magnetic permeable material. Wheel inner element comprises outer diameter smaller than inner diameter of outer drum. Wheel inner element has the shape of disc with cutouts. Permanent magnet and a fragment of magnetic permeable material are made in the form of semi-rings with cutouts fitted on drive shaft so that when the magnet at maximum distance from the point of wheel contact with working surface, most part of the magnetic field lines pass not through the working surface but through magnetic permeable material of wheel internal element.
EFFECT: higher mobility of device, possibility of movement along the horizontal, inclined and vertical ferromagnetic surfaces with complex geometry.
5 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к самоходным устройствам, приспособленным для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям, в частности к самоходным транспортным средствам для перемещения различного технологического оборудования по ферромагнитным поверхностям любой пространственной ориентации и его применения по месту назначения для выполнения различных работ.The invention relates to self-propelled devices adapted to move on inclined and vertical surfaces, in particular to self-propelled vehicles for moving various processing equipment on ferromagnetic surfaces of any spatial orientation and its application to the destination to perform various tasks.

Известен мобильный робот магнитного взаимодействия (патент РФ №2481997 от 29.09.2008, МПК B62D 57/024), который содержит раму, оснащенную колесами для перемещения по опорной поверхности с высокой магнитной проницаемостью и одним постоянным магнитом, способным магнитно взаимодействовать с указанной поверхностью для сцепления устройства с поверхностью. Магнит установлен таким образом, чтобы скользить вдоль опорной поверхности. Магнит размещен в опоре, способной свободно качаться, таким образом, что полюс магнита всегда находится в положении минимального расстояния от опорной поверхности, где каждая опора посажена таким образом, чтобы качаться на вращающемся валу колес. Достигается возможность свободного движения со скольжением по поверхности, подлежащей контролю.A mobile magnetic interaction robot is known (RF patent No. 2481997 dated 09/29/2008, IPC B62D 57/024), which contains a frame equipped with wheels for moving along a supporting surface with high magnetic permeability and one permanent magnet capable of magnetically interacting with said surface for coupling devices with a surface. The magnet is mounted so that it slides along the supporting surface. The magnet is placed in a support that is able to swing freely, so that the magnet pole is always in the position of the minimum distance from the support surface, where each support is set so as to swing on a rotating shaft of the wheels. The possibility of free movement with sliding on the surface to be controlled is achieved.

Недостатком данного устройства является невозможность перемещения по поверхностям, обладающим сложной геометрией, таким как выпуклые и вогнутые изгибы продольного профиля поверхности, радиус кривизны которых сравним с размерами устройства, внутренние и внешние поверхности труб малого диаметра, сравнимого с размерами устройства, ступенчатые участки, высота которых сравнима с размерами устройства.The disadvantage of this device is the inability to move on surfaces with complex geometry, such as convex and concave bends of the longitudinal surface profile, the radius of curvature of which is comparable to the dimensions of the device, the inner and outer surfaces of pipes of small diameter comparable to the dimensions of the device, stepped sections, the height of which is comparable with the dimensions of the device.

Также известен мобильный инспекционный робот (патент США №7958955 от 14.06.2011, МПК B62D 51/06), который содержит по меньшей мере два магнитных колеса или гусеницы или по меньшей мере две магнитных ноги для продвижения устройства вдоль инспектируемой поверхности. В соответствии с изобретением, устройство включает в себя активные вращающиеся рычаги, присоединенные к колесу, гусенице или ноге устройства. Каждый поворотный рычаг имеет длину, превышающую кратчайшее расстояние между точкой крепления поворотного рычага к устройству и поверхностью. Когда устройство находится в положении, где есть магнитный контакт с поверхностью в двух или более точках, и устройство уже не в состоянии продвинуться из-за магнитных сил, вращающиеся рычаги приводятся в немагнитный контакт с поверхностью, чтобы создать воздушный зазор между поверхностью и магнитным колесом и тем самым уменьшить магнитные силы. Таким образом, устройство способно преодолеть магнитные силы и продолжить движение вдоль поверхности.Also known is a mobile inspection robot (US patent No. 7958955 dated 06/14/2011, IPC B62D 51/06), which contains at least two magnetic wheels or tracks or at least two magnetic legs for moving the device along the inspected surface. In accordance with the invention, the device includes active rotating levers attached to a wheel, track or leg of the device. Each pivot arm has a length exceeding the shortest distance between the attachment point of the pivot arm to the device and the surface. When the device is in a position where there is magnetic contact with the surface at two or more points, and the device is no longer able to advance due to magnetic forces, the rotating arms are brought into non-magnetic contact with the surface to create an air gap between the surface and the magnetic wheel and thereby reduce magnetic forces. Thus, the device is able to overcome magnetic forces and continue to move along the surface.

Недостатком данного устройства является сложность перемещения в узких пространствах, вдоль труб малого диаметра по внутренней и внешней поверхностям, вдоль сложных поверхностей с продольными и поперечными препятствиями, вызванная шириной отрывного механизма и невозможностью его срабатывания при движении по описанным видам поверхностей.The disadvantage of this device is the difficulty of moving in narrow spaces, along pipes of small diameter along the inner and outer surfaces, along complex surfaces with longitudinal and transverse obstacles, caused by the width of the tear-off mechanism and the inability to operate when moving along the described types of surfaces.

В качестве ближайшего аналога выбран мобильный робот, приспособленный для свободного перемещения в трех измерениях и вверх по вертикальными стенкам с помощью магнитной силы (патент США №5220869 от 22.06.1993, МПК В61С 15/04), содержащий корпус с установленным на нем по крайней мере одним колесом и приводной узел, установленный на корпусе для приведения в движение по крайней мере одного из колес; где по крайней мере одно колесо содержит внешний барабан, имеющий кольцевую периферийную стенку, и внутренний элемент колеса, включающий в себя фрагмент из магнитно-проницаемого материала и магнит, находящийся в контакте с магнитно-проницаемым материалом; где внутренний элемент колеса имеет внешний диаметр меньший, чем внутренний диаметр внешнего барабана.As the closest analogue, a mobile robot is selected, adapted for free movement in three dimensions and up the vertical walls with the help of magnetic force (US patent No. 5220869 dated 06.22.1993, IPC B61C 15/04), containing a housing with at least one mounted on it one wheel and a drive unit mounted on the housing for driving at least one of the wheels; where at least one wheel comprises an outer drum having an annular peripheral wall, and an inner wheel member including a piece of magnetically permeable material and a magnet in contact with the magnetically permeable material; where the inner element of the wheel has an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer drum.

Недостатком данного устройства является невысокая мобильность в некоторых рабочих положениях, обусловленная конструкцией внутреннего элемента колеса. В верхнем положении относительно рабочей поверхности магнит создает силу сцепления, лишь незначительно меньшую, чем сила сцепления, создаваемая магнитом в нижнем положении, поскольку магнитный контур охватывает рабочую поверхность через боковые стенки колеса. Таким образом, при наличии магнитного контакта колеса с рабочей поверхностью в нескольких точках, магнитная сила сцепления в разных точках будет лишь незначительно различаться, что может затруднить отрыв колеса, когда это необходимо, и, в частности, препятствовать дальнейшему движению устройства.The disadvantage of this device is the low mobility in some working positions, due to the design of the inner element of the wheel. In the upper position relative to the working surface, the magnet creates a traction force that is only slightly less than the traction force created by the magnet in the lower position, since the magnetic contour covers the working surface through the side walls of the wheel. Thus, in the presence of magnetic contact of the wheel with the working surface at several points, the magnetic adhesion force at different points will only slightly differ, which can make it difficult to detach the wheel when necessary, and, in particular, impede further movement of the device.

Задача изобретения заключается в повышении мобильности устройства, а именно в обеспечении возможности перемещения по горизонтальным, наклонным и вертикальным ферромагнитным поверхностям, обладающим сложной геометрией, таким как выпуклые и вогнутые изгибы продольного профиля поверхности произвольного радиуса кривизны, внутренние и внешние поверхности труб малого диаметра, сравнимого с размерами устройства, ступенчатые участки произвольной высоты, а также всевозможные сочетания указанных признаков.The objective of the invention is to increase the mobility of the device, namely, to provide the ability to move along horizontal, inclined and vertical ferromagnetic surfaces with complex geometry, such as convex and concave bends of the longitudinal profile of a surface of arbitrary radius of curvature, internal and external surfaces of pipes of small diameter, comparable to the dimensions of the device, stepped sections of arbitrary height, as well as all kinds of combinations of these signs.

Техническим результатом изобретения является повышение магнитной силы сцепления колеса с рабочей поверхностью в точке касания, наиболее близкой к положению магнита, и снижение паразитных сил сцепления, возникающих в других точках касания.The technical result of the invention is to increase the magnetic force of adhesion of the wheel to the working surface at the point of contact closest to the position of the magnet, and the reduction of spurious adhesion forces that occur at other points of contact.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в мобильном роботе, содержащем корпус с установленным на нем по крайней мере одним колесом и приводной узел, установленный на корпусе для приведения в движение по крайней мере одного из колес, где по крайней мере одно колесо содержит внешний барабан, имеющий кольцевую периферийную стенку, и внутренний элемент колеса, включающий в себя фрагмент из магнитно-проницаемого материала и магнит, находящийся в контакте с магнитно-проницаемым материалом, где внутренний элемент колеса имеет внешний диаметр меньший, чем внутренний диаметр внешнего барабана, согласно изобретению внутренний элемент колеса имеет форму диска с вырезами, причем постоянный магнит и фрагмент магнитно-проницаемого материала выполнены в форме полуколец с вырезами, закрепленных на приводном валу, так что при нахождении магнита на максимальном удалении от точки контакта колеса с рабочей поверхностью, большая часть линий магнитного поля проходит не через рабочую поверхность, а через магнитно-проницаемый материал внутреннего элемента колеса.The problem is solved, and the technical result is achieved in that in a mobile robot comprising a housing with at least one wheel mounted on it and a drive unit mounted on the housing for driving at least one of the wheels, where at least one wheel contains an outer drum having an annular peripheral wall, and an inner wheel member including a fragment of magnetically permeable material and a magnet in contact with the magnetically permeable material, where the inner The center of the wheel has an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer drum, according to the invention, the inner element of the wheel is in the form of a disk with cutouts, the permanent magnet and a piece of magnetically permeable material made in the form of half rings with cutouts fixed to the drive shaft, so that when the magnet is located at the maximum distance from the point of contact of the wheel with the working surface, most of the magnetic field lines do not pass through the working surface, but through the magnetically permeable material of the inner element and wheels.

Кроме того, согласно изобретению, внутренний элемент колеса может быть расположен соосно с внешним барабаном с возможностью независимого вращения.In addition, according to the invention, the inner element of the wheel can be located coaxially with the outer drum with the possibility of independent rotation.

Кроме того, согласно изобретению, корпус устройства может представлять собой один или несколько модулей, подвижно соединенных между собой при помощи поворотных механизмов.In addition, according to the invention, the housing of the device may be one or more modules movably connected to each other by means of rotary mechanisms.

Кроме того, согласно изобретению, одна или несколько степеней свободы поворотного механизма могут быть активными.In addition, according to the invention, one or more degrees of freedom of the rotary mechanism can be active.

Кроме того, согласно изобретению, поверхности колес, соприкасающиеся с рабочей поверхностью, могут быть покрыты слоем защитного материала.In addition, according to the invention, the surfaces of the wheels in contact with the working surface can be coated with a layer of protective material.

Существо изобретения поясняется чертежамиThe invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, подготовленного к работе.In FIG. 1 shows a general view of a device prepared for operation.

На фиг. 2 показан разрез колеса с внутренним элементом, содержащим постоянный магнит и фрагмент магнитно-проницаемого материала (вид сбоку).In FIG. 2 shows a section of a wheel with an internal element containing a permanent magnet and a fragment of magnetically permeable material (side view).

На фиг. 3 показан разрез колеса с внутренним элементом, содержащим постоянный магнит и фрагмент магнитно-проницаемого материала, где магнит находится в нижнем положении (вид спереди).In FIG. Figure 3 shows a section of a wheel with an internal element containing a permanent magnet and a fragment of magnetically permeable material, where the magnet is in the lower position (front view).

На фиг. 4 показан разрез колеса с внутренним элементом, содержащим постоянный магнит и фрагмент магнитно-проницаемого материала, где магнит находится в верхнем положении (вид спереди).In FIG. 4 shows a sectional view of a wheel with an inner member comprising a permanent magnet and a piece of magnetically permeable material, where the magnet is in the upper position (front view).

На фиг. 5-10 показана схема преодоления устройством участка стыка двух ферромагнитных поверхностей, расположенных под углом 90° друг к другу.In FIG. 5-10 show a diagram of the device overcoming the junction of two ferromagnetic surfaces located at an angle of 90 ° to each other.

На фиг. 5 показано устройство в положении, при котором одно из ведущих колес находится в контакте с обеими поверхностями.In FIG. 5 shows the device in a position in which one of the drive wheels is in contact with both surfaces.

На фиг. 6 показано устройство в положении, при котором магнитная сила сцепления первого колеса с преодолеваемой поверхностью достаточна для продолжения движения.In FIG. 6 shows the device in a position in which the magnetic force of adhesion of the first wheel with the overcome surface is sufficient to continue the movement.

На фиг. 7 показано устройство, продолжающее движение по преодолеваемой поверхности.In FIG. 7 shows a device that continues to move along an overcome surface.

На фиг. 8 показано устройство в положении, при котором второе ведущее колесо находится в контакте с обеими поверхностями.In FIG. 8 shows the device in a position in which the second drive wheel is in contact with both surfaces.

На фиг. 9 показано устройство в положении, при котором магнитная сила сцепления второго колеса с преодолеваемой поверхностью достаточна для продолжения движения.In FIG. 9 shows the device in a position in which the magnetic force of adhesion of the second wheel with the overcome surface is sufficient to continue the movement.

На фиг. 10 показано устройство, продолжающее движение по преодолеваемой поверхности.In FIG. 10 shows a device that continues to move along an overcome surface.

На фиг. 11 показан общий вид предлагаемого устройства в варианте осуществления с двумя активными колесными модулями и одним пассивным модулем, не оснащенным колесами.In FIG. 11 shows a General view of the proposed device in an embodiment with two active wheel modules and one passive module, not equipped with wheels.

На фиг. 12 показан общий вид предлагаемого устройства в варианте осуществления с тремя активными колесными модулями.In FIG. 12 shows a General view of the proposed device in an embodiment with three active wheel modules.

Предложенное устройство содержит один или несколько модулей 1, подвижно соединенных между собой при помощи поворотных механизмов 2, блок управления 3, установленный на одном из модулей, одно или несколько ведущих колес 4, несколько приводных узлов 5. Приводные узлы позволяют приводить в движение внешние барабаны 6 колес, внутренние элементы 7 колес и поворотные механизмы 2.The proposed device contains one or more modules 1, movably interconnected by means of rotary mechanisms 2, a control unit 3 mounted on one of the modules, one or more drive wheels 4, several drive units 5. Drive units allow you to drive the external drums 6 wheels, internal elements of 7 wheels and rotary mechanisms 2.

Одно или несколько ведущих колес содержат внешний барабан 6, приводной вал внешнего барабана 8, внутренний элемент 7, приводной вал внутреннего элемента 9. Внешний барабан 6 и внутренний элемент 7 расположены соосно таким образом, что могут вращаться независимо друг от друга.One or more of the drive wheels comprise an outer drum 6, a drive shaft of the outer drum 8, an inner member 7, a drive shaft of the inner member 9. The outer drum 6 and the inner member 7 are aligned so that they can rotate independently of each other.

Внешний барабан 6 колеса содержит боковые стенки 10 и кольцевую периферийную стенку 11, образующие полый цилиндр.The outer drum 6 of the wheel comprises side walls 10 and an annular peripheral wall 11 forming a hollow cylinder.

Внутренний элемент 7 колеса имеет диаметр меньший, чем внутренний диаметр внешнего барабана, расположен внутри внешнего барабана, имеет форму диска с вырезами, содержит постоянный магнит 12 и фрагмент магнитно-проницаемого материала 13, закрепленные на приводном валу 9 внутреннего элемента 7.The inner element 7 of the wheel has a diameter smaller than the inner diameter of the outer drum, is located inside the outer drum, has the shape of a disk with cutouts, contains a permanent magnet 12 and a piece of magnetically permeable material 13, mounted on the drive shaft 9 of the inner element 7.

Каждый приводной узел 5 содержит электродвигатель 14 и механическую передачу 15, передающую крутящий момент от электродвигателя к приводному валу.Each drive unit 5 contains an electric motor 14 and a mechanical gear 15 transmitting torque from the electric motor to the drive shaft.

Каждый поворотный механизм содержит один или несколько шарниров 16, обеспечивающих соединяемым модулям 1 одну или несколько степеней свободы относительно друг друга. При этом одна или несколько степеней свободы могут быть активными. В этом случае поворотный механизм содержит один или несколько приводных узлов 5, установленных на соединяемых модулях.Each rotary mechanism contains one or more hinges 16, providing the connected modules 1 one or more degrees of freedom relative to each other. In this case, one or more degrees of freedom can be active. In this case, the rotary mechanism contains one or more drive units 5 mounted on the connected modules.

Поверхности колес, соприкасающиеся с рабочей поверхностью, могут быть покрыты слоем защитного материала 17, такого как, например, маслобензостойкая резина.The surfaces of the wheels in contact with the working surface may be coated with a layer of protective material 17, such as, for example, oil and petrol resistant rubber.

Перед началом работы устройство помещают на рабочую поверхность 18. С помощью кабеля 19 устройство подключают к пульту управления 20 и к источнику питания 21. Когда устройство включено, пульт управления может использоваться для управления движением устройства и для отображения, анализа и обработки информации, получаемой с датчиков 22, установленных на устройстве.Before starting work, the device is placed on the work surface 18. Using a cable 19, the device is connected to the control panel 20 and to the power source 21. When the device is turned on, the control panel can be used to control the movement of the device and to display, analyze and process information received from sensors 22 installed on the device.

Предложенное устройство работает следующим образом. Перед началом движения с пульта управления 20 подают команды приведения внутренних элементов 7 колес 4 в рабочее положение, в соответствии с которыми блок управления 3, установленный на устройстве, подает напряжение на электродвигатели 14 приводных узлов 5 внутренних элементов 7. Посредством механической передачи 15 крутящий момент электродвигателей 14 передается на приводные валы 9 внутренних элементов 7, что приводит к повороту внутренних элементов 7 вокруг оси. Когда внутренние элементы 7 установлены таким образом, что магнитная сила сцепления колес с рабочей поверхностью 18 достаточна для осуществления движения, с пульта 20 подают команды выключения электродвигателей 14.The proposed device operates as follows. Before starting the movement from the control panel 20, commands are given to bring the internal elements 7 of the wheels 4 to the operating position, according to which the control unit 3 mounted on the device supplies voltage to the electric motors 14 of the drive units 5 of the internal elements 7. By means of a mechanical transmission 15, the torque of the electric motors 14 is transmitted to the drive shafts 9 of the internal elements 7, which leads to the rotation of the internal elements 7 around the axis. When the internal elements 7 are installed in such a way that the magnetic force of adhesion of the wheels with the working surface 18 is sufficient for movement, from the remote control 20 commands are issued to turn off the electric motors 14.

Для перемещения устройства по рабочей поверхности 18 с пульта 20 подают команду движения, в соответствии с которой блок управления 3 подает напряжение на электродвигатели 14 приводных узлов 5 внешних барабанов 6 колес. Посредством механической передачи 15 крутящий момент электродвигателей 14 передается на приводные валы 8 внешних барабанов 6 колес, что приводит к вращению внешних барабанов 6 и движению устройства по рабочей поверхности 18. Чтобы прекратить движение, с пульта 20 подают команду останова, в соответствии с которой блок управления 3 отключает электродвигатели 14 приводных узлов 5 внешних барабанов 6 колес.To move the device along the working surface 18 from the remote control 20, a movement command is sent, according to which the control unit 3 supplies voltage to the electric motors 14 of the drive units 5 of the outer drums 6 of the wheels. By means of a mechanical transmission 15, the torque of the electric motors 14 is transmitted to the drive shafts 8 of the outer wheels drums 6, which leads to the rotation of the outer drums 6 and the movement of the device along the working surface 18. To stop the movement, a stop command is sent from the remote control 20, according to which the control unit 3 disables the motors 14 of the drive units 5 of the outer drums 6 of the wheels.

Для совершения устройством поворота во время движения с пульта 20 подают команду поворота на желаемый угол (в пределах заданных ограничений), в соответствии с которой блок управления 3 подает напряжение на электродвигатель 14 приводного узла 5 поворотного механизма 2. Посредством механической передачи крутящий момент электродвигателя 14 передается на шарнир 16 поворотного механизма 2, что приводит к повороту модулей 1 устройства относительно друг друга на угол, близкий к желаемому.To make the device rotate while moving from the remote control 20, a rotation command is sent to the desired angle (within the specified limits), according to which the control unit 3 supplies voltage to the electric motor 14 of the drive unit 5 of the rotary mechanism 2. Through mechanical transmission, the torque of the electric motor 14 is transmitted on the hinge 16 of the rotary mechanism 2, which leads to the rotation of the modules 1 of the device relative to each other at an angle close to the desired.

Когда возникает необходимость движения устройства по поверхностям, кривизна которых различна по направлениям желаемого перемещения, например при продольном и окружном перемещении по внутренней или внешней поверхности трубопровода, а также при движении по неровной поверхности, пассивный шарнир 16 поворотного механизма 2 позволяет модулям 1 устройства поворачиваться на произвольный угол (в пределах заданных ограничений) вокруг продольной оси относительно друг друга.When there is a need to move the device on surfaces whose curvature is different in the directions of the desired movement, for example, with longitudinal and circumferential movement along the inner or outer surface of the pipeline, as well as when moving on an uneven surface, the passive hinge 16 of the rotary mechanism 2 allows the device modules 1 to rotate to any the angle (within the specified limits) around the longitudinal axis relative to each other.

На фиг. 5-10 показана схема преодоления устройством участка стыка двух ферромагнитных поверхностей 18, расположенных под углом 90° друг к другу. Устройство приводят в такое положение, при котором одно из колес 4 находится в контакте с обеими поверхностями 18 (фиг. 5). Затем с пульта 20 подают команду поворота внутреннего элемента 7 на такой угол, при котором магнитная сила сцепления колеса 4 с преодолеваемой поверхностью 18 достаточна для продолжения движения (фиг. 6). Затем подают команды продолжения движения (фиг. 7) до тех пор, пока второе колесо 4 не окажется в контакте с обеими поверхностями 18, при этом поддерживают такое положение внутреннего элемента 7 первого колеса 4, чтобы магнитная сила сцепления первого колеса 4 с поверхностью 18 оставалась достаточной для продолжения движения (фиг. 8). Затем с пульта 20 подают команду поворота второго внутреннего элемента 7 на такой угол, при котором магнитная сила сцепления второго колеса 4 с преодолеваемой поверхностью 18 достаточна для продолжения движения (фиг. 9). Затем подают команду продолжения движения, при этом устройство продолжает движение по преодолеваемой поверхности 18 (фиг. 10).In FIG. 5-10 show a diagram of the device overcoming the junction of two ferromagnetic surfaces 18 located at an angle of 90 ° to each other. The device is brought into a position in which one of the wheels 4 is in contact with both surfaces 18 (Fig. 5). Then, from the remote control 20, a command is given to rotate the inner element 7 to an angle at which the magnetic force of adhesion of the wheel 4 with the overcome surface 18 is sufficient to continue the movement (Fig. 6). Then, commands are continued to continue driving (Fig. 7) until the second wheel 4 is in contact with both surfaces 18, while maintaining the position of the inner element 7 of the first wheel 4 so that the magnetic force of adhesion of the first wheel 4 to the surface 18 remains sufficient to continue movement (Fig. 8). Then, from the remote control 20, a command is given to rotate the second inner element 7 at an angle at which the magnetic adhesion force of the second wheel 4 with the overcome surface 18 is sufficient to continue the movement (Fig. 9). Then give the command to continue the movement, while the device continues to move along the overcome surface 18 (Fig. 10).

Итак, заявленное изобретение позволяет достичь повышенной мобильности устройства, а именно обеспечить возможность перемещения по горизонтальным, наклонным и вертикальным ферромагнитным поверхностям, обладающим сложной геометрией, таким как выпуклые и вогнутые изгибы продольного профиля поверхности произвольного радиуса кривизны, внутренние и внешние поверхности труб малого диаметра, сравнимого с размерами устройства, ступенчатые участки произвольной высоты, а также всевозможные сочетания указанных признаков.So, the claimed invention allows to achieve increased mobility of the device, namely, to provide the ability to move along horizontal, inclined and vertical ferromagnetic surfaces having complex geometry, such as convex and concave bends of the longitudinal profile of a surface of arbitrary radius of curvature, internal and external surfaces of pipes of small diameter, comparable with the dimensions of the device, stepped sections of arbitrary height, as well as all kinds of combinations of these signs.

Claims (5)

1. Мобильный робот с магнитными движителями, содержащий корпус с установленным на нем по крайней мере одним колесом и приводной узел, установленный на корпусе для приведения в движение по крайней мере одного из колес, где по крайней мере одно колесо содержит внешний барабан, имеющий кольцевую периферийную стенку, и внутренний элемент колеса, включающий в себя фрагмент из магнитно-проницаемого материала и магнит, находящийся в контакте с магнитно-проницаемым материалом, где внутренний элемент колеса имеет внешний диаметр меньший, чем внутренний диаметр внешнего барабана, отличающийся тем, что внутренний элемент колеса имеет форму диска с вырезами, причем постоянный магнит и фрагмент магнитно-проницаемого материала выполнены в форме полуколец с вырезами, закрепленных на приводном валу, так что при нахождении магнита на максимальном удалении от точки контакта колеса с рабочей поверхностью, большая часть линий магнитного поля проходит не через рабочую поверхность, а через магнитно-проницаемый материал внутреннего элемента колеса.1. A mobile robot with magnetic propulsion, comprising a housing with at least one wheel mounted on it and a drive unit mounted on the housing for driving at least one of the wheels, where at least one wheel contains an outer drum having an annular peripheral the wall and the inner element of the wheel, including a fragment of a magnetically permeable material and a magnet in contact with the magnetically permeable material, where the inner element of the wheel has an outer diameter smaller than the inner A smaller diameter of the outer drum, characterized in that the inner element of the wheel has the shape of a disk with cutouts, the permanent magnet and a fragment of magnetically permeable material made in the form of half rings with cutouts mounted on the drive shaft, so that when the magnet is located at a maximum distance from the contact point wheels with a working surface, most of the magnetic field lines do not pass through the working surface, but through the magnetically permeable material of the inner element of the wheel. 2. Мобильный робот по п. 1, отличающийся тем, что внутренний элемент колеса расположен соосно с внешним барабаном с возможностью независимого вращения.2. The mobile robot according to claim 1, characterized in that the inner element of the wheel is aligned with the outer drum with the possibility of independent rotation. 3. Мобильный робот по п. 1, отличающийся тем, что корпус устройства представляет собой один или несколько модулей, подвижно соединенных между собой при помощи поворотных механизмов.3. The mobile robot according to claim 1, characterized in that the housing of the device is one or more modules movably connected to each other by means of rotary mechanisms. 4. Мобильный робот по п. 1, отличающийся тем, что одна или несколько степеней свободы поворотного механизма являются активными.4. The mobile robot according to claim 1, characterized in that one or more degrees of freedom of the rotary mechanism are active. 5. Мобильный робот по п. 1, отличающийся тем, что поверхности колес, соприкасающиеся с рабочей поверхностью, покрыты слоем защитного материала. 5. The mobile robot according to claim 1, characterized in that the surfaces of the wheels in contact with the working surface are coated with a layer of protective material.
RU2014152387/11A 2014-12-23 2014-12-23 Mobile robot with magnetic propulsors RU2585396C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014152387/11A RU2585396C1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Mobile robot with magnetic propulsors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014152387/11A RU2585396C1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Mobile robot with magnetic propulsors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585396C1 true RU2585396C1 (en) 2016-05-27

Family

ID=56096084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014152387/11A RU2585396C1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Mobile robot with magnetic propulsors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2585396C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108317336A (en) * 2018-01-24 2018-07-24 肖香福 A kind of pipe detection device that stable structure facility carries
RU206218U1 (en) * 2021-04-27 2021-08-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Mobile robot for movement on ferromagnetic vertical and inclined surfaces
RU206977U1 (en) * 2021-07-05 2021-10-05 Владимир Валерьевич Серебренный ROBOT FOR PERFORMING TECHNOLOGICAL OPERATIONS ON FERROMAGNETIC SURFACES

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5220869A (en) * 1991-08-07 1993-06-22 Osaka Gas Company, Ltd. Vehicle adapted to freely travel three-dimensionally and up vertical walls by magnetic force and wheel for the vehicle
RU2051058C1 (en) * 1992-04-13 1995-12-27 Обнинский институт атомной энергетики Vehicle for movement along ferromagnetic surfaces
US7958955B2 (en) * 2007-06-14 2011-06-14 Alstom Technology Ltd Automotive inspection device
RU2481997C2 (en) * 2007-10-11 2013-05-20 ТЕКНОМАК С.р.л. Mobile robot of magnetic interaction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5220869A (en) * 1991-08-07 1993-06-22 Osaka Gas Company, Ltd. Vehicle adapted to freely travel three-dimensionally and up vertical walls by magnetic force and wheel for the vehicle
RU2051058C1 (en) * 1992-04-13 1995-12-27 Обнинский институт атомной энергетики Vehicle for movement along ferromagnetic surfaces
US7958955B2 (en) * 2007-06-14 2011-06-14 Alstom Technology Ltd Automotive inspection device
RU2481997C2 (en) * 2007-10-11 2013-05-20 ТЕКНОМАК С.р.л. Mobile robot of magnetic interaction

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108317336A (en) * 2018-01-24 2018-07-24 肖香福 A kind of pipe detection device that stable structure facility carries
RU206218U1 (en) * 2021-04-27 2021-08-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Mobile robot for movement on ferromagnetic vertical and inclined surfaces
RU206977U1 (en) * 2021-07-05 2021-10-05 Владимир Валерьевич Серебренный ROBOT FOR PERFORMING TECHNOLOGICAL OPERATIONS ON FERROMAGNETIC SURFACES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220397537A1 (en) System, method & apparatus for remote pipe inspection
KR101180872B1 (en) Spherical robot with a pair of pendulums
JP2019214362A (en) Hinged vehicle chassis
RU2585396C1 (en) Mobile robot with magnetic propulsors
WO2008048393A3 (en) Apparatus for controlling aircraft ground movement
KR102205572B1 (en) Inspection robot for riser
JP2018512948A5 (en) Device and system for positioning a vehicle of an amusement park attraction
CN105813568A (en) X-ray device having an adjusting apparatus
US11312435B2 (en) Motorized apparatus including articulated body
CN107161232A (en) It is a kind of that there is the mobile barrier-surpassing robot for taking turns leg converting means
KR102206418B1 (en) Robot arm
KR20180089938A (en) The variable wheel
CN106625553A (en) Intelligent movement platform with multi-degree-of-freedom mechanical arm
CN107054487A (en) A kind of ball shape robot
US7958955B2 (en) Automotive inspection device
JP2016049921A (en) Wheel driving device
JP6504749B2 (en) Mobile robot
KR20160119384A (en) Apparatus for driving inside of pipe
CN103481282B (en) A kind of two-freedom two rotation parallel connection motion device
KR101444782B1 (en) Moving object having driving unit
KR20100008586A (en) Fixing device of robot for moving on wall
KR101357599B1 (en) Device for three dimensional rigid ball actuation
RU206218U1 (en) Mobile robot for movement on ferromagnetic vertical and inclined surfaces
JP5712426B1 (en) Traveling cart
CN208760757U (en) A kind of spherical walking robot

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171224