RU2667593C1 - Foot of walking cosmic micromechanism - Google Patents
Foot of walking cosmic micromechanism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667593C1 RU2667593C1 RU2017140061A RU2017140061A RU2667593C1 RU 2667593 C1 RU2667593 C1 RU 2667593C1 RU 2017140061 A RU2017140061 A RU 2017140061A RU 2017140061 A RU2017140061 A RU 2017140061A RU 2667593 C1 RU2667593 C1 RU 2667593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foot
- heel
- toe
- rigid elements
- plate
- Prior art date
Links
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 94
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 4
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001503987 Clematis vitalba Species 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- -1 polycor Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J7/00—Micromanipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к робототехнике, а именно к шагающим мобильным роботам, и предназначено для осуществления работ в экстремальных ситуациях, преимущественно в условиях открытого космоса и выполнения задач напланетных миссий.The invention relates to robotics, namely to walking mobile robots, and is intended to carry out work in extreme situations, mainly in open space and to perform tasks of planetary missions.
Известен робот-альпинист, конструкция которого предусматривает использование адгезивных элементов для закрепления на поверхности перемещения (US 2012181096 [1]). В качестве адгезивных элементов в преимущественном варианте реализации предлагается использовать вакуумные присоски, закрепленные на снабженной соответствующим приводом движущейся ленте, охватывающей опору.Known robot climber, the design of which provides for the use of adhesive elements for fixing on the surface of the movement (US 2012181096 [1]). As adhesive elements in a preferred embodiment, it is proposed to use vacuum suction cups mounted on a moving belt provided with an appropriate drive, covering the support.
Недостатком известной конструкции является ее сложность и значительные массогабаритные характеристики, что ограничивает их применение для выполнения задач напланетных миссий.A disadvantage of the known design is its complexity and significant weight and size characteristics, which limits their use for the implementation of tasks of planetary missions.
Известна конструкция ноги для многоногого шагающего робота, содержащая гибкую ступню с выполненными в ней отверстиями для подачи жидкого адгезива на нижнюю, контактную поверхность (CN 201784730 [2]). Над ступней размещается резервуар с жидким адгезивом со средством создания в нем избыточного давления, обеспечивающим подачу адгезива на контактную поверхность ступни.A known leg structure for a multi-legged walking robot, comprising a flexible foot with holes made therein for supplying liquid adhesive to the lower contact surface (CN 201784730 [2]). Above the foot is a reservoir with a liquid adhesive with a means of creating excess pressure in it, which supplies adhesive to the contact surface of the foot.
Недостатком известной конструкции является ее сложность и значительные массогабаритные характеристики, что ограничивает их применение для выполнения задач напланетных миссий.A disadvantage of the known design is its complexity and significant weight and size characteristics, which limits their use for the implementation of tasks of planetary missions.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по своей технической сущности является шагающий робот, предназначенный для выполнения работ в открытом космосе, в частности для инспекции поверхности аппаратов (US 2007173973 [3]). Ступня робота выполнена в виде пластины, закрепленной на стержне (голеностопе) по ее центру, а на поверхность контакта с поверхностью перемещения нанесен слой адгезива.Closest to the claimed invention in its technical essence is a walking robot designed to perform work in outer space, in particular for inspection of the surface of devices (US 2007173973 [3]). The foot of the robot is made in the form of a plate fixed to the rod (ankle) in its center, and an adhesive layer is applied to the contact surface with the displacement surface.
Недостатком известной конструкции ступни является ее невозможность адаптации к неровностям поверхности перемещения при высоте неровностей, превышающей толщину адгезива, что приводит к уменьшению поверхности контакта и снижает надежность фиксации робота к поверхности перемещения. Кроме того, ступня робота выполнена в виде пластины, что также снижает надежность фиксации робота к поверхности перемещения. Известно также, что усилие отрыва зачастую превосходит усилие прижатия, при этом известная конструкция не позволяет уменьшить усилие отрыва из-за изотропной жесткости пластины.A disadvantage of the known design of the foot is its inability to adapt to irregularities of the displacement surface at a height of irregularities exceeding the thickness of the adhesive, which leads to a decrease in the contact surface and reduces the reliability of fixing the robot to the displacement surface. In addition, the foot of the robot is made in the form of a plate, which also reduces the reliability of fixing the robot to the movement surface. It is also known that the separation force often exceeds the pressing force, while the known design does not allow to reduce the separation force due to the isotropic stiffness of the plate.
Заявляемая конструкция ступни ноги шагающего космического микромеханизма направлена на повышение надежности фиксации на поверхности перемещения.The inventive design of the foot of the foot of the walking space micromechanism is aimed at improving the reliability of fixation on the displacement surface.
Указанный результат достигается тем, что ступня ноги шагающего космического микромеханизма выполнена в виде пластины с нанесенным на площадь ее контакта с поверхностью перемещения адгезивом. При этом ступня соединена пяткой с ногой с помощью шарнира с одной степенью свободы, пластина выполнена гибкой с размещенными на ней с промежутками между собой жесткими элементами, при этом их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку.The specified result is achieved by the fact that the foot of the walking space micromechanism is made in the form of a plate with an adhesive applied to the area of its contact with the moving surface. In this case, the foot is connected with the heel to the foot with a hinge with one degree of freedom, the plate is flexible with rigid elements placed on it with gaps between them, while their total area per unit surface of the plate monotonously decreases from heel to toe.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку.The specified result is also achieved by the fact that the rigid elements are made of the same area, and the gaps between them increase from heel to toe.
Указанный результат достигается также тем что жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носкуThe indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made with different areas, decreasing from heel to toe
Указанный результат достигается также тем, что суммарная площадь жестких элементов на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку.The indicated result is also achieved by the fact that the total area of the rigid elements per unit surface of the plate monotonically decreases from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку.The indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made of the same area, and the gaps between them increase from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe.
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку.The indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made with different sizes, decreasing from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the heels to the toe.
Указанный результат достигается также тем, что между гибкой пластиной и адгезивом размещена пленка из поляризованного пьезоэлектрического материала, подсоединенной к источнику переменного напряжения.The indicated result is also achieved by the fact that between the flexible plate and the adhesive there is a film of polarized piezoelectric material connected to an AC voltage source.
Указанный результат достигается также тем, что источник переменного напряжения выполнен с рабочей частотой выше 2 кГц (http://www.piceramic.de [5]).The indicated result is also achieved by the fact that the AC voltage source is made with an operating frequency above 2 kHz (http://www.piceramic.de [5]).
Указанный результат достигается также тем, что жесткие элементы выполнены из пластин пьезоэлектрика и подсоединены к источнику переменного напряжения.The indicated result is also achieved by the fact that the rigid elements are made of piezoelectric plates and are connected to an AC voltage source.
Указанный результат достигается также тем, что источник переменного напряжения выполнен с рабочей частотой выше 2 кГц.The specified result is also achieved by the fact that the AC voltage source is made with an operating frequency above 2 kHz.
Указанный результат достигается также тем, что адгезив размещен на гибкой пластине в виде отдельных площадок на поверхности контакта ступни с поверхностью перемещения, при этом площадки адгезива размещены под жесткими элементами.The indicated result is also achieved by the fact that the adhesive is placed on a flexible plate in the form of separate pads on the contact surface of the foot with the moving surface, while the adhesive pads are placed under the rigid elements.
Указанный результат достигается также тем, что площадки адгезива совпадают по форме и размеру с жесткими элементами, размещенными на гибкой пластине.The indicated result is also achieved by the fact that the adhesive areas coincide in shape and size with rigid elements placed on a flexible plate.
Указанный результат достигается также тем, что используют адгезив с многократным циклом «прилипание-отлипание».The specified result is also achieved by the fact that they use adhesive with a multiple cycle "adhesion-detachment".
Отличительными признаками заявляемого устройства являются:Distinctive features of the claimed device are:
- ступня соединена пяткой с ногой с помощью шарнира с одной степенью свободы;- the foot is connected with the heel to the foot with a hinge with one degree of freedom;
- пластина выполнена гибкой с размещенными на ней с промежутками между собой жесткими элементами;- the plate is made flexible with rigid elements placed on it at intervals with each other;
- суммарная площадь жестких элементов на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку;- the total area of the rigid elements on the unit surface of the plate monotonically decreases from heel to toe;
- жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку.- rigid elements are made of the same area, and the gaps between them increase from heel to toe.
- жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку;- rigid elements are made with different sizes, decreasing from heel to toe;
- суммарная площадь жестких элементов на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку;- the total area of the rigid elements on the unit surface of the plate monotonously decreases from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe;
- жесткие элементы выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку;- rigid elements are made of the same area, and the spaces between them increase from heel to toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from heel to toe;
- жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку;- rigid elements are made with a different area, decreasing from the heel to the toe and towards the periphery from the axis of symmetry passing through the heels to the toe;
- между гибкой пластиной и адгезивом размещена пленка из поляризованного пьезоэлектрического материала, подсоединенной к источнику переменного напряжения;- a film of polarized piezoelectric material connected to an AC voltage source is placed between the flexible plate and the adhesive;
- источник переменного напряжения выполнен с рабочей частотой выше 2 кГц,- the AC voltage source is made with an operating frequency above 2 kHz,
- жесткие элементы выполнены из пластин пьезоэлектрика и подсоединены к источнику переменного напряжения;- rigid elements are made of piezoelectric plates and connected to an AC voltage source;
- источник переменного напряжения выполнен с рабочей частотой выше 2 кГц;- the AC voltage source is made with an operating frequency above 2 kHz;
- адгезив размещен на гибкой пластине в виде отдельных площадок на поверхности контакта ступни с поверхностью перемещения, при этом площадки адгезива размещены под жесткими элементами;- the adhesive is placed on a flexible plate in the form of separate pads on the contact surface of the foot with the movement surface, while the adhesive pads are placed under the rigid elements;
- площадки адгезива совпадают по форме и размеру с жесткими элементами, размещенными на гибкой пластине;- adhesive pads coincide in shape and size with rigid elements placed on a flexible plate;
- используют адгезив с многократным циклом «прилипание-отлипание». Выполнение пластины гибкой обеспечивает адаптацию ступни по неровной поверхности перемещения и этим обеспечивает увеличение площади контакта между ступней и поверхностью перемещения.- use an adhesive with a multiple cycle "adhesion-detachment". The implementation of the flexible plate provides the adaptation of the foot on an uneven surface of movement and this ensures an increase in the contact area between the foot and the surface of movement.
Размещение жестких элементов на пластине с промежутками между собой не влияет на адаптацию ступни к поверхности перемещения, но предотвращает ее скручивание, т.к. жесткие элементы выполняют роль грузиков и обеспечивают прижим ступни к поверхности перемещения.The placement of rigid elements on the plate with gaps between them does not affect the adaptation of the foot to the displacement surface, but prevents its twisting, because rigid elements play the role of weights and provide a foot clamp to the displacement surface.
Соединение ступни пяткой с ногой с помощью шарнира с одной степенью свободы и размещение жестких элементов на пластине так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку необходимо для того, чтобы преодолеть силу сцепления ступни с поверхностью перемещения, обусловленную наличием адгезива и обеспечить отрыв ступни от поверхности перемещения. Таким образом механика процесса «прилипание-отлипание» заключается в последовательном прикреплении пятки ступни с помощью адгезива, образовании узкой трещины, образуемой между поверхностью и пяткой ступни, увеличении поверхности контакта, с уменьшением величины трещины и в результате прикрепления ступни к поверхности с незначительным усилием по сравнению с со ступней, выполненной из жесткой пластинки. Отлипание ступни от поверхности начинается от пятки ступни к носку с последовательным увеличением трещины за счет ослабления сил сцепления при условии переменной жесткости, монотонно убывающей от пятки к носку.The connection of the foot with the heel and foot using a hinge with one degree of freedom and the placement of rigid elements on the plate so that their total area on the unit surface of the plate monotonically decreases from heel to toe is necessary in order to overcome the adhesion force of the foot to the displacement surface due to the presence of adhesive and ensure separation of the foot from the surface of movement. Thus, the mechanics of the adhesion-detachment process consist in sequentially attaching the heel of the foot with an adhesive, forming a narrow crack formed between the surface and the heel of the foot, increasing the contact surface, decreasing the size of the crack, and as a result of attaching the foot to the surface with little effort compared with a foot made of a rigid plate. The detachment of the foot from the surface begins from the heel of the foot to the toe with a successive increase in the crack due to the weakening of the adhesion forces under the condition of variable stiffness, monotonously decreasing from the heel to the toe.
Для того, чтобы обеспечить выполнение условия монотонного убывания от пятки к носку суммарной площади жестких элементов на единице поверхности пластины можно использовать в частных случаях различные варианты реализации устройства. Можно жесткие элементы выполнять одинаковой площади, а промежутки между ними увеличивать от пятки к носку. А можно выполнять жесткие элементы с разной площадью, убывающей от пятки к носку.In order to ensure the fulfillment of the condition of monotonous decrease from heel to toe of the total area of rigid elements per unit surface of the plate, in various cases, various embodiments of the device can be used. Rigid elements can be made of the same area, and the gaps between them can be increased from heel to toe. And you can perform hard elements with different sizes, decreasing from heel to toe.
Кроме того, в частных случаях реализации целесообразно изменять жесткость ступни не только от пятки к носку, но и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. Это обеспечит полный контакт ступни с поверхностью при условии неоднородностей поверхности по двум осям.In addition, in special cases of implementation, it is advisable to change the stiffness of the foot not only from the heel to the toe, but also towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe. This will ensure full contact of the foot with the surface, provided that the surface is not uniform along two axes.
При этом также возможны варианты реализации для выполнения этого условия. Можно жесткие элементы выполнять одинаковой площади и изменять промежутки между ними по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку, а можно выполнять жесткие элементы с разной площадью, уменьшающейся по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку.In this case, implementation options are also possible to fulfill this condition. You can perform rigid elements with the same area and change the gaps between them towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to the toe, or you can perform rigid elements with different areas decreasing towards the periphery from the axis of symmetry passing through the foot from the heel to wear.
В частных случаях реализации целесообразно между гибкой пластиной и адгезивом размещать пленку из поляризованного пьезоэлектрического материала, подсоединенную к источнику переменного напряжения. При подаче напряжения ступня будет вибрировать и может обеспечить выполнение двух функций - облегчить отрыв ступни от поверхности перемещения чтобы преодолеть силу сцепления ступни с поверхностью перемещения, обусловленную наличием адгезива (напряжение следует подавать с момент совершения шага) и обеспечить очистку адгезива от загрязнений. В этом случае необходимо подавать переменное напряжение с частотой выше 2 кГц.In particular cases of implementation, it is advisable to place a film of polarized piezoelectric material between a flexible plate and adhesive connected to an AC voltage source. When voltage is applied, the foot will vibrate and can provide two functions - to facilitate the separation of the foot from the moving surface in order to overcome the adhesion force of the foot to the moving surface due to the presence of adhesive (voltage should be applied from the moment the step is taken) and to ensure that the adhesive is cleaned of dirt. In this case, it is necessary to apply alternating voltage with a frequency above 2 kHz.
В частных случаях целесообразно выполнять жесткие элементы в виде пластин пьезоэлектрика и подсоединять к источнику переменного напряжения. В этом случае жесткие элементы будут выполнять несколько функций - выполнять роль грузиков, обеспечивая прижим ступни к поверхности перемещения и являться источником колебаний, облегчая отрыв ступни от поверхности перемещения, чтобы преодолеть силу сцепления ступни с поверхностью перемещения, обусловленную наличием адгезива (напряжение следует подавать с момент совершения шага) и обеспечивать очистку адгезива от загрязнений. Адгезив в этом случае целесообразно размещать на гибкой пластине в виде отдельных площадок на поверхности контакта ступни с поверхностью перемещения и площадки адгезива размещать под жесткими элементами. Это позволит существенно снизить массу конструкции. Представляется оптимальным для функционирования шагающего робота использовать адгезив с многократным циклом «прилипание-отлипание». В частности, такой «сухой» адгезив описан, например, в (CN 103333495 [4], www.membrana.ru/particle/17615 [6]).In special cases, it is advisable to perform rigid elements in the form of piezoelectric plates and connect to an AC voltage source. In this case, the rigid elements will perform several functions - to fulfill the role of weights, providing the foot pressure to the displacement surface and be a source of oscillations, facilitating the separation of the foot from the displacement surface in order to overcome the adhesion force of the foot to the displacement surface due to the presence of adhesive (voltage should be applied from the moment step) and ensure that the adhesive is cleaned of contaminants. In this case, it is advisable to place the adhesive on a flexible plate in the form of separate pads on the contact surface of the foot with the moving surface and the adhesive pads under the rigid elements. This will significantly reduce the weight of the structure. It seems optimal for the walking robot to use adhesive with a multiple “stick-to-stick” cycle. In particular, such a “dry” adhesive is described, for example, in (CN 103333495 [4], www.membrana.ru/particle/17615 [6]).
Сущность заявляемого устройства поясняется примерами реализации и чертежами. На фиг.1 показан схематично вид сбоку на ступню, реализованную в наиболее общем виде. На фиг.2 показан схематично вид сверху на ступню. На фиг.3 представлены варианты реализации ступни (вид сверху) когда жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку. На фиг. 4 представлен вариант реализации ступни с использованием между гибкой пластиной и адгезивом пленки из поляризованного пьезоэлектрического материала, подсоединенную к источнику переменного напряжения. На фиг. 5 представлен вариант реализации ступни с использованием жестких элементов, выполненных из пьезоэлектрического материала, подсоединенных к источнику переменного напряжения. На фиг. 6 схематично показана адаптация ступни к поверхности перемещения.The essence of the claimed device is illustrated by examples of implementation and drawings. Figure 1 shows a schematic side view of the foot, implemented in the most general form. Figure 2 shows a schematic top view of the foot. Figure 3 presents the options for the implementation of the foot (top view) when the rigid elements are made with different areas, decreasing towards the periphery from the axis of symmetry passing through the heels to the toe. In FIG. 4 illustrates an embodiment of the foot using, between a flexible plate and an adhesive, a film of polarized piezoelectric material connected to an AC voltage source. In FIG. 5 shows an embodiment of the foot using rigid elements made of piezoelectric material connected to an AC voltage source. In FIG. 6 schematically shows the adaptation of the foot to the displacement surface.
Пример 1. Ступня в самом общем случае представляет собой гибкую пластину 1 на которой размещены с промежутками между собой жесткие элементы 2 так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку. Ступня соединена пяткой с ногой 3 с помощью шарнира 4 с одной степенью свободы. На поверхность контакта пластины 1 с поверхностью перемещения нанесен слой адгезива 5. В качестве материала пластины может использоваться полиимид, полиэфирамид, полисульфон или подобный полимер, формируемый из раствора с последующей полимеризацией. В качестве материала жестких элементов может выступать монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, поликор, металлы или пьезоэлектрические жесткие материалы -кварц, ниобат лития и пр.Example 1. The foot in the most general case is a
Устройство функционирует следующим образом. При прилипании ступни (фиг 1) к поверхности последовательно прикрепляется пятка ступни возле шарнира 4 с помощью адгезива 5 с постепенным увеличением площади контакта между ступней и поверхностью за счет адгезионных сил с уменьшением трещины между ступней и поверхностью и за счет переменной жесткости ступни (фиг. 3), обеспечиваемой суммарной площадью жестких элементов 2 (фиг. 3) на единице поверхности пластины монотонно убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. При этом жесткие элементы 2 (фиг. 3) выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку, жесткие элементы могут быть выполнены с разной площадью (2, фиг. 3), убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку. Отлипание ступни (фиг.1 - 5) от поверхности начинается от пятки ступни к носку с последовательным увеличением трещины за счет ослабления сил сцепления при условии переменной жесткости ступни, монотонно убывающей от пятки к носку за счет уменьшения площади жестких элементов 2.The device operates as follows. When the foot sticks (Fig. 1), the heel of the foot near the
Пример 2. Ступня представляет собой гибкую пластину 1 на которой размещены с промежутками между собой жесткие элементы 2 так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку. Ступня соединена пяткой с ногой 3 с помощью шарнира 4 с одной степенью свободы, пластина выполнена гибкой с размещенными на ней с промежутками между собой жесткими элементами, при этом их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку. На поверхность контакта пластины 1 с поверхностью перемещения нанесен слой адгезива 5. Между гибкой пластиной 1 и слоем адгезива размещена пленка 6 из поляризованного пьезоэлектрического материала, подсоединенной к источнику переменного напряжения (на чертеже не показано).Example 2. The foot is a
Устройство функционирует следующим образом. При прилипании ступни (фиг 4.) к поверхности последовательно прикрепляется пятки ступни возле шарнира 4 помощью адгезива 5 с постепенным увеличением площади контакта между ступней и поверхностью за счет адгезионных сил и деформации ступни за счет пьезоэлектрической пленки 6, активированной напряжением с последовательным уменьшением трещины между ступней и поверхностью и за счет переменной жесткости ступни (фиг. 3), обеспечиваемой суммарной площадью жестких элементов 2 (фиг. 3) на единице поверхности пластины, монотонно убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. При этом жесткие элементы 2 (фиг. 3) выполнены одинаковой площади, а промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку, а жесткие элементы выполнены с разной площадью, убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку. После образования контакта пятки с поверхностью активацию напряжением пленки 6 отключают. Отлипание ступни (фиг. 4) от поверхности начинается от пятки ступни к носку при одновременной активации пьезоэлектрической пленки 6 с последовательным увеличением трещины за счет ослабления сил сцепления при условии переменной жесткости ступни, монотонно убывающей от пятки к носку за счет уменьшения площади жестких элементов 2.The device operates as follows. When the foot sticks (Fig. 4), the heels of the foot near the
Пример 3. Ступня представляет собой гибкую пластину 1 на которой размещены с промежутками между собой жесткие элементы 2 так, что их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку. Ступня соединена пяткой с ногой 3 с помощью шарнира 4 с одной степенью свободы, пластина выполнена гибкой с размещенными на ней с промежутками между собой жесткими элементами, при этом их суммарная площадь на единице поверхности пластины монотонно убывает от пятки к носку. Под жесткими элементами на гибкой пластине размещен адгезив в виде отдельных площадок на поверхности контакта ступни с поверхностью перемещения. Жесткие элементы 2 выполнены из пьезоэлектрического материала и подсоединены к источнику переменного напряжения (на чертеже не показано). В качестве пьезоэлектрического материала может выступать монокристаллический кварц, спеченная пьезокерамика типа ЦТС, ниобат лития и пр.Example 3. The foot is a
Устройство функционирует следующим образом. При прилипании ступни (фиг 5.) к поверхности последовательно прикрепляется пятка ступни, расположенная возле шарнира 4 с помощью адгезива 5 с постепенным увеличением площади контакта между ступней и поверхностью за счет адгезионных сил и деформации ступни с последовательным уменьшением трещины между ступней и поверхностью и за счет переменной жесткости ступни (фиг. 2 и 3), обеспечиваемой суммарной площадью жестких элементов 2 (фиг. 5) на единице поверхности пластины монотонно убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. При этом жесткие элементы 2 (фиг. 5) выполнены из пьезоэлектрика, промежутки между ними возрастают от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через ступню от пятки к носку. Жесткие элементы могут быть выполнены с разной площадью (2, фиг. 3), убывающей от пятки к носку и по направлению к периферии от оси симметрии, проходящей через пятки к носку. Перед образованием контакта между ступней и поверхностью пьезоэлектрические жесткие вставки активируются напряжением для удаления пыли, частиц и т.п. Затем активацию напряжением жестких элементов 2 отключают. Отлипание ступни (фиг. 5) от поверхности начинается от пятки ступни к носку с последовательным увеличением трещины за счет ослабления сил сцепления при условии переменной жесткости ступни, монотонно убывающей от пятки к носку.The device operates as follows. When the foot sticks (Fig. 5), the heel of the foot is sequentially attached to the surface, located near the
ЛитератураLiterature
1. US 2012181096.1. US 2012181096.
2. CN 201784730.2. CN 201784730.
3. US 2007173973.3. US 2007173973.
4. CN 103333495.4. CN 103333495.
5. http://www.piceramic.de5.http: //www.piceramic.de
6. www.membrana.ru/particle/176156. www.membrana.ru/particle/17615
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140061A RU2667593C1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Foot of walking cosmic micromechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140061A RU2667593C1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Foot of walking cosmic micromechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667593C1 true RU2667593C1 (en) | 2018-09-21 |
Family
ID=63668843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140061A RU2667593C1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Foot of walking cosmic micromechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667593C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6992455B2 (en) * | 2002-02-15 | 2006-01-31 | Sony Corporation | Leg device for leg type movable robot, and method of controlling leg type movable robot |
| US20070173973A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-26 | Wagner Richard J | Sticky-footed space walking robot & gaiting method |
| WO2008051289A2 (en) * | 2006-04-17 | 2008-05-02 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Controllable and directional dry adhesive structure |
| CN201784730U (en) * | 2010-01-20 | 2011-04-06 | 南京航空航天大学 | Adhesive type wall-climbing multi-legged robot |
| RU2566454C2 (en) * | 2014-03-11 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Microsystem space inspector robot (versions) |
| US20170106924A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | The Boeing Company | Walking Robot |
-
2017
- 2017-11-17 RU RU2017140061A patent/RU2667593C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6992455B2 (en) * | 2002-02-15 | 2006-01-31 | Sony Corporation | Leg device for leg type movable robot, and method of controlling leg type movable robot |
| US20070173973A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-26 | Wagner Richard J | Sticky-footed space walking robot & gaiting method |
| WO2008051289A2 (en) * | 2006-04-17 | 2008-05-02 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Controllable and directional dry adhesive structure |
| CN201784730U (en) * | 2010-01-20 | 2011-04-06 | 南京航空航天大学 | Adhesive type wall-climbing multi-legged robot |
| RU2566454C2 (en) * | 2014-03-11 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Microsystem space inspector robot (versions) |
| US20170106924A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | The Boeing Company | Walking Robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101754327B1 (en) | Method for separating a layer system comprising a wafer | |
| TW200816363A (en) | Semiconductor wafer holding method, semiconductor wafer holding apparatus and semiconductor wafer holding structure | |
| US20070089758A1 (en) | Pumice foot mat | |
| TW201241954A (en) | Flexible carrier mount, device and method for detaching a carrier substrate | |
| TWI720315B (en) | Apparatus, system and method for buffing a footwear part | |
| RU2667593C1 (en) | Foot of walking cosmic micromechanism | |
| TW201207915A (en) | Device and method for stripping a product substrate off a carrier substrate | |
| BR102012019556B1 (en) | ultrasonic motor and lens apparatus including motor | |
| JP2009530838A (en) | Adhering contact device with plate surface and plate gripping system provided with the device | |
| RU2667594C1 (en) | Foot of walking cosmic microbot | |
| JP2016522015A5 (en) | ||
| EP3451318B1 (en) | Apparatus and method for tiled display removal | |
| EP1042968A1 (en) | Insole and shoe stretcher, and method of manufacturing shoes | |
| JP2015521514A5 (en) | ||
| JPH05139554A (en) | Sucking cup for separating laminated plate members | |
| EP4056317A3 (en) | Backing pad for a hand-guided polishing or sanding power tool | |
| JP2014220990A5 (en) | ||
| JP5008150B2 (en) | Gold leaf laminate for face pack and gold leaf face pack method | |
| RU2675327C1 (en) | Leg foot for the walking space micro robot | |
| JP2001061894A (en) | Aid for sticking patch | |
| WO1999007518A1 (en) | Continuously variable planarization and polishing pad system | |
| US9181974B1 (en) | Suction cup attachment device | |
| JP2009132165A5 (en) | ||
| KR102347223B1 (en) | Dry Attatchable Pad | |
| US9682818B1 (en) | Trash container anchor system |