RU2801332C1

RU2801332C1 - Reconfigurable modular robot and method for organizing movements and intermodular interaction of reconfigurable modular robot

Info

Publication number: RU2801332C1
Application number: RU2022118691A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Саяпин
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2023-08-07

Abstract

FIELD: robotics.

SUBSTANCE: invention relates to reconfigurable modular robots containing adaptive mobile flat modules capable of functioning both autonomously and collectively as part of swarm robotic systems and can be used for individual and collective operation in ground, underground, underwater, aerospace technology and engineering structures. An adaptive mobile flat module with its own control system with sensors and a power source is an active triangle, the sides of which are made in the form of combined pairs of oppositely directed coaxial linear drives with intermodular docking/undocking assemblies in the form of coaxial hollow cones rigidly installed at the free ends of the linear drives.

EFFECT: improving reliability and reducing overall weight characteristics by reducing the number of drives, simplifying the design, expanding the functionality of the device by organizing self-movement and collective interaction of adaptive mobile flat modules and creating several autonomous reconfigurable modular robots from separate autonomous adaptive mobile flat modules

6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к робототехнике, а именно к адаптивным мобильным плоским робототехническим модулям, способным функционировать как автономно, так и коллективно в составе роевых робототехнических систем (swarm systems), включая реконфигурируемые модульные роботы, и может быть использовано для индивидуальной и коллективной эксплуатации в наземной, подземной, подводной, авиационно-космической технике и инженерных сооружениях.The invention relates to robotics, namely to adaptive mobile flat robotic modules capable of functioning both autonomously and collectively as part of swarm robotic systems (swarm systems), including reconfigurable modular robots, and can be used for individual and collective operation in ground, underground , underwater, aerospace technology and engineering structures.

Известен универсальный трансформирующийся модульный робот, состоящий из унифицированных модулей, выполненных в виде однотипных телескопических трубок с механизмами изменения их длины, плоских или объемных элементов (например, в форме тетраэдра) постоянной длины или их комбинаций. Модули на концах или в вершинах снабжены разъемными сцепными устройствами, обеспечивающими возможность перестройки структуры трансформирующегося модульного робота непосредственно в процессе работы путем их соединения и разъединения. Трансформирующийся модульный робот снабжен также кабиной оператора с управляющим компьютером и электрическим генератором. Внутри модулей или в предусмотренных для их соединения отдельных блоках смонтированы двигательные устройства (А.В. Кожевников. Универсальный трансформирующийся модульный робот // Патент на изобретение РФ №2166427, МПК B25J 9/08, заявл. 15.12.1998; опубл. 10.05.2001, Бюл. №13. - прототип).A universal transforming modular robot is known, consisting of unified modules made in the form of telescopic tubes of the same type with mechanisms for changing their length, flat or volumetric elements (for example, in the form of a tetrahedron) of constant length, or combinations thereof. The modules at the ends or at the tops are equipped with detachable coupling devices, which provide the possibility of restructuring the transforming modular robot directly in the process of operation by connecting and disconnecting them. The transforming modular robot is also equipped with an operator's cabin with a control computer and an electric generator. Propulsion devices are mounted inside the modules or in separate blocks provided for their connection (A.V. Kozhevnikov. Universal transforming modular robot // Patent for the invention of the Russian Federation No. , Bulletin No. 13. - prototype).

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

• Отсутствует индивидуальная мобильность модулей, т.е. возможность их самоперемещения по поверхности, что снижает функциональные возможности устройства в целом.• There is no individual mobility of modules, ie. the possibility of their self-movement on the surface, which reduces the functionality of the device as a whole.

• Возможно только групповое самоперемещение роботов, вследствие чего в нерабочем положении все модули, входящие в группу должны быть соединены между собой хотя бы одним сцепным устройством. При этом к одному из свободных сцепных устройств должна быть подключена кабина оператора с управляющим компьютером и электрическим генератором. Таким образом, для объединения нескольких подобных групп из модулей требуется сначала организовать мобильность группы, подключенной к кабине оператора с управляющим компьютером и электрическим генератором, путем перераспределения модулей внутри данной группы до момента принятия заданной формы и структуры. Для этого требуется дополнительное время. Затем приблизиться и организовать электромеханический контакт со следующей группой и осуществить реконфигурацию новой структуры и т.д., пока не будут объединены все группы в единую активную структуру, что также требует дополнительного времени. В случае выхода из строя каких-либо модулей группы вся группа может оказаться неработоспособной.• Only group self-movement of robots is possible, as a result of which, in the non-working position, all modules included in the group must be connected to each other by at least one coupling device. At the same time, an operator's cabin with a control computer and an electric generator must be connected to one of the free coupling devices. Thus, in order to combine several similar groups of modules, it is first necessary to organize the mobility of the group connected to the operator's cabin with a control computer and an electric generator by redistributing the modules within this group until the given form and structure is adopted. This requires additional time. Then approach and establish electromechanical contact with the next group and reconfigure the new structure, etc., until all groups are combined into a single active structure, which also requires additional time. In the event of failure of any modules of the group, the entire group may be inoperable.

• Огромное количество сцепных устройств модулей снижает надежность работы системы в целом.• A huge number of coupling devices of modules reduces the reliability of the system as a whole.

• Отсутствует возможность организации самоперемещения группы из трех модулей в виде телескопических трубок с механизмами изменения их длины, объединенных, например, в активный треугольник, т.к. в этом случае их движения будут возвратно-поступательными без продвижения группы по поверхности.• There is no possibility of organizing self-movement of a group of three modules in the form of telescopic tubes with mechanisms for changing their length, united, for example, in an active triangle, because in this case, their movements will be reciprocating without the group moving along the surface.

• Т.к. модуль в виде телескопических трубок с механизмом изменения его длины содержит по крайней мере 7 приводов, то для активизации каждой из треугольных ячеек в составе универсального трансформирующегося модульного робота потребуется одновременная и согласованная работа 21 привода, что существенно снижает надежность работы и габаритно-массовые характеристики всего устройства в целом.• Because the module in the form of telescopic tubes with a mechanism for changing its length contains at least 7 drives, then to activate each of the triangular cells as part of a universal transforming modular robot, simultaneous and coordinated operation of 21 drives will be required, which significantly reduces the reliability of operation and overall weight characteristics of the entire device generally.

• Отсутствует возможность организации самоперемещения модульного робота в узком пространстве, например в прохожее между стоящими рядом строениями.• There is no possibility of organizing self-movement of a modular robot in a narrow space, for example, in a walkway between adjacent buildings.

Техническим результатом предлагаемого реконфигурируемого модульного робота является повышение надежности и снижение габаритно-массовых характеристик за счет уменьшения количества приводов, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей устройства за счет организации самоперемещения и коллективного взаимодействия адаптивных мобильных плоских модулей и создания нескольких автономных реконфигурируемых модульных роботов из отдельных автономных адаптивных мобильных плоских модулей.The technical result of the proposed reconfigurable modular robot is to increase reliability and reduce overall weight characteristics by reducing the number of drives, simplifying the design, expanding the functionality of the device by organizing self-movement and collective interaction of adaptive mobile flat modules and creating several autonomous reconfigurable modular robots from separate autonomous adaptive robots. mobile flat modules.

Это достигается тем, что в реконфигурируемом модульном роботе, содержащих группу адаптивных мобильных плоских модулей, содержащих линейный привод, узлы межмодульной стыковки/расстыковки и систему управления, электрически связанную с комплектом датчиков, адаптивный мобильный плоский модуль выполнен в виде активного треугольника, стороны которого выполнены в виде стержней, концы которых шарнирно соединены в вершинах активного треугольника, при этом каждый стержень выполнен в виде объединенной в плоскости активного треугольника парой противоположно направленных однотипных линейных приводов с соосными концами штоков, снабженных датчиками силы, относительного перемещения и относительной скорости, а также однотипными узлами межмодульной стыковки/расстыковки в виде пары жестко установленных на концах штоков линейных приводов стержня в плоскости активного треугольника соосных полых конусов с сопрягаемыми наружной и внутренней поверхностями, ось которых параллельна осям штоков объединенных линейных приводов, а основания направлены друг к другу, при этом каждая из вершин активного треугольника снабжена совмещенным датчиком пространственного положения и ускорений, выполненным в виде трехосного блока гироскопов-акселерометров, при этом выходы аналого-цифровых преобразователей, датчиков силы, относительного перемещения, относительной скорости, а также пространственного положения и ускорений электрически связаны со входами системы управления в виде нейрокомпьютера с соответствующим программно-алгоритмическим обеспечением, при этом выходы системы управления через шину выходных данных цифро-аналогового преобразователя подключены к входам последовательно соединенных усилителя мощности и линейных приводов, при этом адаптивный мобильный плоский модуль снабжен системой беспроводной связи с навигационной спутниковой системой и остальными адаптивными мобильными плоскими модулями, входящими в состав реконфигурируемого модульного робота.This is achieved by the fact that in a reconfigurable modular robot containing a group of adaptive mobile flat modules containing a linear drive, intermodular docking / undocking units and a control system electrically connected to a set of sensors, the adaptive mobile flat module is made in the form of an active triangle, the sides of which are made in in the form of rods, the ends of which are pivotally connected at the vertices of the active triangle, with each rod made in the form of a pair of oppositely directed similar linear actuators with coaxial ends of the rods, combined in the plane of the active triangle, equipped with force sensors, relative displacement and relative speed, as well as the same type of intermodular docking / undocking in the form of a pair of rigidly mounted on the ends of the rods of linear actuators of the rod in the plane of the active triangle of coaxial hollow cones with mating outer and inner surfaces, the axis of which is parallel to the axes of the rods of the combined linear actuators, and the bases are directed towards each other, with each of the vertices of the active triangle is equipped with a combined sensor of spatial position and accelerations, made in the form of a three-axis block of gyroscopes-accelerometers, while the outputs of analog-to-digital converters, force sensors, relative displacement, relative speed, as well as spatial position and accelerations are electrically connected to the inputs of the control system in the form of a neurocomputer with the appropriate software and algorithmic support, while the outputs of the control system through the output data bus of the digital-to-analog converter are connected to the inputs of the series-connected power amplifier and linear drives, while the adaptive mobile flat module is equipped with a wireless communication system with a navigation satellite system and other adaptive mobile flat modules included in the reconfigurable modular robot.

Это достигается тем, что в способе организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота, заключающемся в том, что производят опрос компьютером базового адаптивного мобильного плоского модуля всех адаптивных мобильных плоских модулей группы и на его основе создают виртуальную модель реконфигурируемого модульного робота, по которой изменяют длины стержней и получают реальный реконфигурируемый модульный робот заданной формы, предварительно перед решением поставленной задачи с помощью спутниковой системы связи устанавливают все адаптивные мобильные плоские модули, находящиеся в заданном районе, из адаптивных мобильных плоских модулей расположенных ближе других к местоположению целевой задачи отбирают требуемое количество и формируют из них группу, в которой базовым адаптивным мобильным плоским модулем назначают адаптивный мобильный плоский модуль наиболее близко расположенный к местоположению целевой задачи, после этого базовый адаптивный мобильный плоский модуль передает свои координаты остальным адаптивным мобильным плоским модулям группы, назначает каждому из них место стыковки со смежными адаптивными мобильными плоскими модулями согласно виртуальной модели реконфигурируемого модульного робота в зависимости от их удаления от базового адаптивного мобильного плоского модуля и отдает команду адаптивным мобильным плоским модулям группы на самоперемещение к месту своей стыковки со смежными адаптивными мобильными плоскими модулями, при этом для самоперемещения каждого из адаптивных мобильных плоских модулей поочередно изменяют силу трения между контактными поверхностями опор вершин активного треугольника и поверхностью перемещения и организуют поочередное перемещение вершин путем согласованного изменения длин линейных приводов активного треугольника, при этом выполняют условие, при котором сила трения перемещаемой вершины должна быть меньше силы трения неподвижной вершины, для этого синхронно выдвигают шток одного из соосных линейных приводов объединенной пары и втягивают другой, после этого изменяют длину штока, связанного с перемещаемой вершиной активного треугольника, движение адаптивного мобильного плоского модуля прекращают после соосного расположения полых конусов сопрягаемых адаптивных мобильных плоских модулей, при котором устанавливают одну пару полых конусов между другой, затем увеличивают длину объединенного линейного привода с внутренней парой полых конусов до момента их полного сопряжения с наружной парой полых конусов, далее по показаниям датчиков силы и команде от системы управления адаптивного мобильного плоского модуля производят остановку объединенного линейного привода и образуют единый линейный привод из двух объединенных линейных приводов смежных активных треугольников, после стыковки всех смежных адаптивных мобильных плоских модулей группы образуют реконфигурируемый модульный робот, в случае выхода из строя какого-либо из адаптивных мобильных плоских модулей, его место в структуре реконфигурируемого модульного робота передают одному из приближающихся адаптивных мобильных плоских модулей и к месту группировки вызывают резервный адаптивный мобильный плоский модуль, находящийся в данном районе.This is achieved by the fact that in the method for organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot, which consists in the fact that the computer polls the basic adaptive mobile flat module of all adaptive mobile flat modules of the group and, on its basis, creates a virtual model of the reconfigurable modular robot, according to which the lengths are changed rods and get a real reconfigurable modular robot of a given shape, before solving the task, using a satellite communication system, all adaptive mobile flat modules located in a given area are installed, from adaptive mobile flat modules located closer than others to the location of the target task, the required number is selected and formed from of them, a group in which the adaptive mobile flat module closest to the location of the target is assigned as the basic adaptive mobile flat module, after which the basic adaptive mobile flat module transmits its coordinates to the rest of the adaptive mobile flat modules of the group, assigns each of them a docking point with adjacent adaptive mobile flat modules according to the virtual model of the reconfigurable modular robot, depending on their distance from the base adaptive mobile flat module, and commands the adaptive mobile flat modules of the group to self-travel to the place of their docking with adjacent adaptive mobile flat modules, while for self-travel of each of the adaptive mobile flat modules alternately change the friction force between the contact surfaces of the supports of the active triangle vertices and the displacement surface and organize the alternate movement of the vertices by a coordinated change in the lengths of the linear actuators of the active triangle, while fulfilling the condition under which the friction force of the moved vertex must be less than the friction force of the fixed vertex, for this synchronously the rod of one of the coaxial linear drives of the combined pair is extended and the other is retracted, after that the length of the rod connected with the moving vertex of the active triangle is changed, the movement of the adaptive mobile flat module is stopped after the coaxial arrangement of the hollow cones of the mating adaptive mobile flat modules, in which one pair of hollow cones is installed between the other, then increase the length of the combined linear drive with the inner pair of hollow cones until they are fully mated with the outer pair of hollow cones, then, according to the readings of the force sensors and the command from the control system of the adaptive mobile flat module, the combined linear drive is stopped and form a single linear drive from two combined linear drives of adjacent active triangles, after joining all adjacent adaptive mobile flat modules, the groups form a reconfigurable modular robot, in the event of failure of any of the adaptive mobile flat modules, its place in the structure of the reconfigurable modular robot is transferred to one of the approaching adaptive mobile flat modules and a backup adaptive mobile flat module located in the area is called to the place of grouping.

Это достигается тем, что в способе организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов, адаптивный мобильный плоский модуль устанавливают вертикально на вершины одной из сторон активного треугольника и организуют его перекатывающееся движение, при котором увеличивают длину тыльного вертикального стержня и смещают проекцию центра тяжести вертикального активного треугольника за пределы фронтальной опорной вершины и осуществляют плавный поворот активного треугольника до контакта его вертикальной вершины с поверхностью, после этого длину выдвинутого стержня уменьшают до первоначального состояния и линейный привод выключают, далее алгоритм перекатывающегося движения повторяют.This is achieved by the fact that in the method of organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot for moving an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions, the adaptive mobile flat module is installed vertically on the tops of one of the sides of the active triangle and its rolling movement is organized, with which the length of the rear vertical rod is increased and the projection of the center of gravity of the vertical active triangle is shifted beyond the frontal reference vertex and the active triangle is smoothly rotated until its vertical vertex contacts the surface, after which the length of the extended rod is reduced to its original state and the linear drive is turned off, then the algorithm of the rolling movements are repeated.

Это достигается тем, что в способе организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов и недостаточным рабочим ходом линейных приводов организуют его перекатывающееся движение с использованием сил инерции, при котором длину тыльного вертикального стержня увеличивают с заданной величиной ускорения и выключают его линейный привод в заданный момент времени, который определяют с помощью датчиков относительного перемещения, относительной скорости, совмещенных датчиков пространственного положения и ускорений, при этом на активный треугольник действуют силы инерции, которые поворачивают его относительно фронтальной опорной вершины до контакта вертикальной вершины с поверхностью, после этого длину выдвинутого стержня уменьшают до первоначального состояния и линейный привод выключают, далее алгоритм перекатывающегося движения повторяют.This is achieved by the fact that in the method of organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot to move an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions and insufficient working stroke of linear drives, its rolling motion is organized using inertia forces, in which the length of the rear vertical rod increase with a given value of acceleration and turn off its linear drive at a given time, which is determined using sensors of relative displacement, relative speed, combined spatial position and acceleration sensors, while the active triangle is affected by inertia forces that rotate it relative to the frontal reference vertex up to contact of the vertical top with the surface, after that the length of the extended rod is reduced to its original state and the linear drive is turned off, then the algorithm of the rolling motion is repeated.

Это достигается тем, что в способе организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов и недостаточным рабочим ходом линейных приводов организуют его движение ползком, при котором длину фронтального стержня увеличивают и смещают проекцию центра тяжести вертикального активного треугольника к тыльной опорной вершине и линейный привод выключают, затем увеличивают длину стержня, вершины которого контактируют с поверхностью и перемещают фронтальную вершину относительно неподвижной тыльной на заданный шаг и линейный привод выключают, далее длину фронтального стержня уменьшают, а длину тыльного стержня увеличивают и смещают проекцию центра тяжести вертикального активного треугольника к фронтальной опорной вершине и их линейные приводы выключают, после этого уменьшают длину стержня, вершины которого контактируют с поверхностью и перемещают тыльную вершину к неподвижной фронтальной на заданный шаг и линейный привод выключают, далее алгоритм движения ползком повторяют.This is achieved by the fact that in the method of organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot to move an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions and insufficient working stroke of linear actuators, its crawling movement is organized, in which the length of the front rod is increased and the projection of the center is shifted gravity of the vertical active triangle to the rear support vertex and the linear drive is turned off, then the length of the rod is increased, the vertices of which are in contact with the surface and the front vertex is moved relative to the fixed rear one by a given step and the linear drive is turned off, then the length of the front rod is reduced, and the length of the rear rod is increased and the projection of the center of gravity of the vertical active triangle is shifted to the frontal reference vertex and their linear drives are turned off, after that the length of the rod is reduced, the vertices of which are in contact with the surface and the rear vertex is moved to the fixed frontal one by a given step and the linear drive is turned off, then the crawling movement algorithm is repeated.

Это достигается тем, что в способе организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов с препятствиями на пути перемещения организуют его прыгающее движение с использованием сил инерции, при котором перед прыжком вертикальные стержни ориентируют в сторону прыжка и их длину согласованно увеличивают с заданной величиной ускорения и выключают соответствующие линейные приводы в заданный момент времени, которые определяют с помощью датчиков относительного перемещения, относительной скорости, совмещенных датчиков пространственного положения и ускорений, при этом на активный треугольник действуют силы инерции, которые отрывают его от поверхности и перемещают в заданном направлении, после окончания прыжка и преодоления препятствия длины стержней уменьшают до первоначального состояния и соответствующие приводы выключают, далее продолжают движение адаптивного мобильного плоского модуля по выбранному алгоритму.This is achieved by the fact that in the method of organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot to move an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions with obstacles in the path of movement, its jumping movement is organized using inertia forces, in which, before jumping, the vertical rods orient in the direction of the jump and their length are consistently increased with a given acceleration value and the corresponding linear drives are turned off at a given time, which are determined using sensors of relative displacement, relative speed, combined spatial position and acceleration sensors, while the active triangle is affected by inertia forces that it is torn off the surface and moved in a given direction, after the end of the jump and overcoming the obstacle, the lengths of the rods are reduced to the initial state and the corresponding drives are turned off, then the adaptive mobile flat module continues to move according to the selected algorithm.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема адаптивного мобильного плоского модуля (АМПМ) реконфигурируемого мобильного робота (РМР).In FIG. 1 shows a kinematic diagram of an adaptive mobile flat module (AMPM) of a reconfigurable mobile robot (RMR).

На фиг. 2 изображена структурная схема АМПМ и его взаимодействие с навигационной спутниковой системой и остальными АМПМ, входящими в состав РМР.In FIG. Figure 2 shows the block diagram of the AMPS and its interaction with the navigation satellite system and other AMPS that are part of the RMR.

На фиг. 3 показана циклограмма перемещения АМПМ по поверхности методом «по-пластунски».In FIG. 3 shows the cyclogram of the movement of the AMPM along the surface using the "plastunsky" method.

На фиг. 4 изображена схема стыковки смежных АМПМ, входящих в состав РМР.In FIG. 4 shows a diagram of the docking of adjacent AMPMs that are part of the RMR.

На фиг. 5 показана циклограмма перемещения по поверхности вертикально установленного АМПМ методом перекатывания.In FIG. 5 shows a sequence diagram of moving along the surface of a vertically installed AMPM by the rolling method.

На фиг. 6 показана циклограмма перемещения ползком вертикально установленной физической модели АМПМ по горизонтальной поверхности.In FIG. 6 shows a cyclogram of crawling of a vertically installed AMPM physical model on a horizontal surface.

АМПМ, входящий в состав РМР, выполнен в виде активного треугольника ABC, стороны которого АВ, ВС и СА выполнены в виде однотипных стержней, концы которых попарно шарнирно соединены в вершинах 1 активного треугольника ABC. При этом каждый стержень снабжен объединенной в плоскости активного треугольника ABC парой противоположно направленных однотипных линейных приводов 2 с соосными концами штоков 3 и 4, снабженных датчиками силы (ДС) 5, относительного перемещения (ДОП) 6 и относительной скорости (ДОС) 7, а также однотипными узлами межмодульной стыковки/расстыковки (УМСР). Каждый из УМСР выполнен в виде пары жестко установленных на концах штоков 3 и 4 соосных полых конусов 8 с сопрягаемыми наружной и внутренней поверхностями, ось которых параллельна осям штоков 3 и 4. При этом основания конусов 8 каждого из стержней активного треугольника ABC направлены навстречу друг другу. Каждая из вершин 1 активного треугольника ABC снабжена совмещенным датчиком пространственного положения и ускорений (ДППУ) 9, выполненным в виде трехосного блока гироскопов-акселерометров, который служит для оперативного контроля пространственного положения вершины 1 и виброускорений вдоль соответствующих стержней активного треугольника ABC с линейными приводами 2. Выходы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 10, 11, 12 и 13, входящих в состав ДС 5, ДОП 6, ДОС 7 и ДППУ 9 соответственно электрически связаны со входами системы управления (СУ) 14 в виде нейрокомпьютера 15 с соответствующим программно-алгоритмическим обеспечением (ПАО) 16. При этом выходы СУ 14 через шину выходных данных цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 17 подключены к входам последовательно соединенных усилителя мощности 18 и линейных приводов 2. При этом СУ 14 и система энергопитания (на фигурах условно не показана) выполнены автономными с возможностью обеспечения оперативного контроля и управления в реальном режиме времени. АМПМ снабжен системой беспроводной связи с навигационной спутниковой системой 19, например, типа GPS-ГЛОНАСС и остальными АМПМ, входящими в состав РМР через нейрокомпьютер 15. При необходимости вершины 1 могут быть выполнены с возможностью установки дополнительных мониторинговых и манипуляционных устройств (на фигурах условно не показаны). АМПМ работает следующим образом.AMPM, which is part of the RMP, is made in the form of an active triangle ABC, the sides of which AB, BC and CA are made in the form of rods of the same type, the ends of which are hinged in pairs at the vertices 1 of the active triangle ABC. Moreover, each rod is equipped with a pair of oppositely directed linear actuators of the same type 2 with coaxial ends of rods 3 and 4, united in the plane of the active triangle ABC, equipped with force sensors (DS) 5, relative displacement (DOP) 6 and relative velocity (DOS) 7, as well as single-type nodes of intermodular docking / undocking (UMSR). Each of the UMSR is made in the form of a pair of coaxial hollow cones 8 rigidly installed at the ends of the rods 3 and 4 with mating outer and inner surfaces, the axis of which is parallel to the axes of the rods 3 and 4. At the same time, the bases of the cones 8 of each of the rods of the active triangle ABC are directed towards each other . Each of the vertices 1 of the active triangle ABC is equipped with a combined spatial position and acceleration sensor (DPPU) 9, made in the form of a three-axis unit of gyroscopes-accelerometers, which serves for operational control of the spatial position of the vertex 1 and vibration accelerations along the corresponding rods of the active triangle ABC with linear drives 2. The outputs of analog-to-digital converters (ADC) 10, 11, 12 and 13, which are part of DC 5, DOP 6, DOS 7 and DPPU 9, respectively, are electrically connected to the inputs of the control system (CS) 14 in the form of a neurocomputer 15 with the corresponding software-algorithmic software (PAO) 16. At the same time, the outputs of the control system 14 through the output data bus of the digital-to-analog converter (DAC) 17 are connected to the inputs of the series-connected power amplifier 18 and linear actuators 2. In this case, the control system 14 and the power supply system (not shown in the figures conventionally) made autonomous with the ability to provide operational monitoring and control in real time. AMPM is equipped with a wireless communication system with a navigation satellite system 19, for example, of the GPS-GLONASS type and other AMPMs that are part of the RMP via a neurocomputer 15. If necessary, the tops 1 can be configured to install additional monitoring and manipulation devices (not shown in the figures conventionally). ). AMPM works as follows.

Предварительно перед решением поставленной задачи с помощью навигационной спутниковой системы 19 устанавливают местоположение всех АМПМ, находящиеся в заданном районе. Затем из АМПМ наиболее близко расположенных к местоположению целевой задачи отбирают требуемое количество АМПМ и формируют из них группу, в которой назначают базовый АМПМ, наиболее близко расположенный к местоположению целевой задачи. После этого базовый АМПМ с помощью системы беспроводной связи производит опрос всех АМПМ сформированной группы, в результате которого все АМПМ, входящие в группу обмениваются своими координатами. На основании полученных данных формируется виртуальная модель РМР, по которой по командам от СУ 14 всех АМПМ изменяют длины их стержней и, после стыковки со смежными АМПМ в назначенном базовым АМПМ порядке, получают реальный РМР заданной формы. При этом самоперемещение АМПМ на прямолинейном участке к месту своей стыковки со смежными модулями осуществляется путем ползания по-пластунски (фиг. 3) в следующей последовательности. В исходном положении все стержни АМПМ имеют минимальную длину (фиг. 3, I), а центры тяжести стержней АВ, СВ и АС будут расположены посредине. Далее по команде от СУ 14 подаются сигналы на включение линейных приводов 2 стержней, шарнирно соединенных в перемещаемой вершине 1 АМПМ, например В, и штоки 3 и 4 этих стержней выдвигаются. После их выдвижения на заданную длину, по команде СУ 14 линейные привода 2 выключаются. Контроль перемещения штоков 3, 4 линейных приводов 2 и их скоростей осуществляется с помощью соответствующих ДОП 6 и ДОС 7. Очевидно, что суммарная сила трения в местах контакта вершин А и С с поверхностью будет выше силы трения в месте контакта вершины В с поверхностью. В результате одновременного увеличения длин стержней АВ и СВ на одинаковую величину и с одинаковыми скоростями происходит прямолинейное перемещение вершины В перпендикулярно стержню АС (фиг. 3, II). При этом в процессе перемещения вершины В вершины А и С будут оставаться неподвижными, а центры тяжести стержней АВ, СВ и АС также будут расположены посредине. Далее осуществляют смещение центра тяжести стержня АВ ближе к вершине В, а центра тяжести стержня ВС - ближе к вершине С (фиг. 3, III). При этом осуществляют одновременные и с одинаковыми скоростями максимальные выдвижения штоков 3 внешних линейных приводов 2 и втягивания штоков 4 внутренних линейных приводов 2 стержней АВ и СВ. Далее сначала осуществляют максимальные втягивание штока 3 внешнего линейного привода 2 стержня АВ (фиг. 3, III и IV), а затем втягивание штока 3 внешнего линейного привода 2 стержня СВ (фиг. 3, IV и V). После этого АМПМ занимает новое исходное положение (фиг. 3, V) подобное прежнему (фиг. 3, I), но уже переместившись относительно него в направлении, перпендикулярном стержню АС. Аналогично можно организовать прямолинейные перемещения АМПМ в направлениях, перпендикулярных стержням АВ и СВ. Для организации поворота, например вершин А и В относительно вершины С, АМПМ переводят из исходного положения I в положение и IV (фиг. 3, I-IV) затем втягивают шток 3 внешнего линейного привода 2 стержня СВ. В результате произойдет поворот АМПМ относительно вершины С по часовой стрелке.Prior to solving the problem, using the navigation satellite system 19 establish the location of all AMPM located in a given area. Then, the required number of AMPMs are selected from the AMPMs closest to the location of the target task and a group is formed from them, in which the base AMPM is assigned, which is closest to the location of the target task. After that, the base AMPM, using a wireless communication system, polls all AMPMs of the formed group, as a result of which all AMPMs included in the group exchange their coordinates. Based on the data obtained, a virtual RMR model is formed, according to which, by commands from the control system 14 of all AMPMs, the lengths of their rods are changed and, after docking with adjacent AMPMs in the order assigned by the base AMPM, a real RMP of a given shape is obtained. At the same time, the self-movement of the AMPM in a straight section to the place of its docking with adjacent modules is carried out by crawling in a plastunsky way (Fig. 3) in the following sequence. In the initial position, all AMPM rods have a minimum length (Fig. 3, I), and the centers of gravity of the rods AB, CB, and AC will be located in the middle. Further, on command from SU 14, signals are given to turn on the linear actuators 2 of the rods, pivotally connected in the movable top 1 AMPM, for example B, and the rods 3 and 4 of these rods are extended. After they are extended to a predetermined length, at the command of SU 14, linear drives 2 are turned off. Control of the movement of rods 3, 4 of linear drives 2 and their speeds is carried out using the corresponding DOP 6 and DOS 7. It is obvious that the total friction force at the points of contact of vertices A and C with the surface will be higher than the friction force at the point of contact of vertex B with the surface. As a result of the simultaneous increase in the lengths of the rods AB and CB by the same value and with the same speeds, the rectilinear movement of the vertex B occurs perpendicular to the rod AC (Fig. 3, II). In this case, in the process of moving the vertex B, the vertices A and C will remain motionless, and the centers of gravity of the rods AB, CB and AC will also be located in the middle. Next, the center of gravity of the rod AB is shifted closer to the top B, and the center of gravity of the rod BC is closer to the top C (Fig. 3, III). At the same time, simultaneous and at the same speeds, the maximum extension of the rods 3 of the external linear actuators 2 and the retraction of the rods 4 of the internal linear actuators 2 of the rods AB and CB are carried out. Then, first, the maximum retraction of the rod 3 of the external linear drive 2 of the rod AB (Fig. 3, III and IV), and then the retraction of the rod 3 of the external linear drive 2 of the rod CB (Fig. 3, IV and V). After that, the ARMM occupies a new initial position (Fig. 3, V) similar to the previous one (Fig. 3, I), but having already moved relative to it in the direction perpendicular to the AC rod. Similarly, it is possible to organize rectilinear movements of the AMPM in directions perpendicular to the rods AB and CB. To organize the rotation, for example, vertices A and B relative to vertex C, AMPM is transferred from the initial position I to position IV (Fig. 3, I-IV), then the rod 3 of the external linear drive 2 of the rod CB is retracted. As a result, the AMPM will rotate relative to the top C in a clockwise direction.

Стыковку смежных АМПМ осуществляют следующим образом. После приближения указанным выше способом стыкуемого АМПМ (А'В'С) к стыковочному АМПМ (ABC) до заданного расстояния между сторонами ВС и С'В' (фиг. 4, I), линейные привода стыкуемого АМПМ (А'В'С') выключаются. При этом стыкуемый и стыковочный АМПМ занимают положение подобное, изображенному на фиг. 1. Затем включаются линейные привода 2 стержня С'В' на втягивание штоков 3 и 4 и, после получения расстояния между вершинами его полых конусов 8 меньшего на заданную величину расстояния между основаниями полых конусов 8 стержня ВС, линейные привода 2 стержня С'В' выключаются. Далее по алгоритму, описанному выше центры тяжести стержней С'А' и В'А' смещаются к вершине А' и после этого увеличивают длины стержней С'А' и В'А' до тех пор, пока полые конусы 8 стержней С'В' и ВС не займут соосное положение, и линейные приводы 2 выключают. Затем включают линейные приводы 2 стержня С'В' и выдвигают их штоки 3 и 4 до сопряжения стыкуемых полых конусов 8 с заданным усилием, которое определяется по показаниям ДС5 стержней После выключения линейных приводов стержня С'В', стыковка смежных АМПМ произведена. Аналогично осуществляется стыковка с остальными АМПМ. Наращивание АМПМ осуществляется до получения заданной структуры РМР. В случае выхода из строя какого-либо из АМПМ, его место в структуре РМР передают одному из приближающихся АМПМ и к месту группировки вызывают резервный АМПМ, находящийся в данном районе.Docking adjacent AMPM is carried out as follows. After approaching the docking AMPM (A'B'C) in the above way to the docking AMPM (ABC) to a predetermined distance between the sides BC and C'B' (Fig. 4, I), the linear actuators of the docking AMPM (A'B'C' ) are turned off. In this case, the docking and docking AMPM occupy a position similar to that shown in Fig. 1. Then the linear drives 2 of the rod C'B' are turned on to retract the rods 3 and 4 and, after obtaining the distance between the tops of its hollow cones 8, which is less than the distance between the bases of the hollow cones 8 of the rod BC by a given value, the linear drives 2 of the rod C'B' turn off. Further, according to the algorithm described above, the centers of gravity of the rods C'A' and B'A' are shifted to the top A' and after that the lengths of the rods C'A' and B'A' are increased until the hollow cones 8 of the rods C'B ' and BC will not take a coaxial position, and the linear actuators 2 are turned off. Then the linear actuators 2 of the C'B' rod are turned on and their rods 3 and 4 are extended until the joined hollow cones 8 are mated with a given force, which is determined from the readings of the DS5 rods. Similarly, docking with the rest of the AMPM is carried out. The growth of AMPM is carried out until a given RMP structure is obtained. In the event of failure of any of the AMPMs, its place in the RMP structure is transferred to one of the approaching AMPMs and a reserve AMPM located in the area is called to the place of grouping.

В случае необходимости организации перемещения АМПМ в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов, АМПМ устанавливают вертикально на вершины одной из сторон активного треугольника ABC, например, А и С (фиг. 5, I). Проекция центра тяжести (ЦТ) активного треугольника (точка пересечения его медиан) расположена посредине между вершинами А и С. Для организации поворота активного треугольника ABC с опрокидыванием относительно вершины С необходимо организовать согласованное увеличение длин стержней АВ и СВ до момента начала выполнения условия СВ'>АС и остановку соответствующих линейных приводов этих стержней (фиг. 5, II). Здесь В' - проекция вершины В на горизонтальную поверхность. В этом случае проекция ЦТ активного треугольника ABC на горизонтальную поверхность, совпадающая с линией действия силы тяжести, сместится в сторону направления заданного движения (вправо). Результирующий момент от силы тяжести активного треугольника ABC, приложенной к ЦТ, относительно контактирующей с поверхностью вершины С будет направлен по часовой стрелке и произойдет плавный поворот активного треугольника ABC в вертикальной плоскости относительно опорной вершины С (фиг. 5, III). Угол α выбирается исходя из конструктивных параметров активного треугольника ABC. После этого длины стержней АВ и СВ укорачивают до первоначальной длины и повернутый на 120° активный треугольник ABC вновь занимает исходное положение, но уже с опорными вершинами С и В и переместившись вправо на величину исходной длины своей стороны. Далее алгоритм перекатывающегося движения повторяют. При необходимости полые конусы 8 могут быть демонтированы.If it is necessary to organize the movement of the AMPM in a narrow space with a width less than its minimum dimensions, the ARMM is installed vertically on the vertices of one of the sides of the active triangle ABC, for example, A and C (Fig. 5, I). The projection of the center of gravity (CG) of the active triangle (the point of intersection of its medians) is located in the middle between the vertices A and C. To organize the rotation of the active triangle ABC with overturning relative to the vertex C, it is necessary to organize a consistent increase in the lengths of the rods AB and CB until the condition CB'> is met. AC and stop the corresponding linear drives of these rods (Fig. 5, II). Here B' is the projection of vertex B onto a horizontal surface. In this case, the projection of the CG of the active triangle ABC on the horizontal surface, which coincides with the line of action of the gravity force, will shift towards the direction of the specified movement (to the right). The resulting moment from the gravity of the active triangle ABC applied to the CG relative to the vertex C in contact with the surface will be directed clockwise and the active triangle ABC will smoothly rotate in the vertical plane relative to the reference vertex C (Fig. 5, III). The angle α is chosen based on the design parameters of the active triangle ABC. After that, the lengths of the rods AB and CB are shortened to the original length, and the active triangle ABC, rotated by 120°, again occupies its original position, but already with the reference vertices C and B and moving to the right by the value of the initial length of its side. Next, the rolling motion algorithm is repeated. If necessary, the hollow cones 8 can be dismantled.

В случае недостаточного рабочего хода линейных приводов стержней активного треугольника ABC организуют его перекатывающееся движение с использованием сил инерции (на фиг. 5 не показано). Для этого увеличение длины стержня АВ (фиг. 5, I) осуществляют с максимальной заданной скоростью и, после достижения максимальной длины, его линейный привод выключают. В результате возникает сила инерции, создающая дополнительный момент, который позволит получить результирующий момент (момент от силы тяжести и силы инерции), направленный в сторону запланированного поворота относительно опорной вершины С.После поворота активного треугольника ABC, длину выдвинутого стержня уменьшают до исходного значения и линейный привод выключают. Далее алгоритм перекатывающегося движения повторяют.In case of insufficient working stroke of the linear actuators of the rods of the active triangle ABC, its rolling motion is organized using inertia forces (not shown in Fig. 5). To do this, the increase in the length of the rod AB (Fig. 5, I) is carried out at the maximum specified speed and, after reaching the maximum length, its linear drive is turned off. As a result, an inertia force arises that creates an additional moment that will allow obtaining the resulting moment (the moment from gravity and inertia forces) directed towards the planned rotation relative to the reference vertex C. After the rotation of the active triangle ABC, the length of the extended rod is reduced to its original value and linear the drive is turned off. Next, the rolling motion algorithm is repeated.

При отсутствии возможности организовать перекатывающееся движение активного треугольника ABC, например, в случае наклонной поверхности, может быть организовано его движение ползком. Для этого АМПМ устанавливают вертикально на вершины одной из сторон активного треугольника ABC, например, А и С (фиг. 6, I) и увеличивают длину стержня ВС. При этом проекция ЦТ активного треугольника ABC смещается к опорной вершине А и линейный привод выключают. В результате сила трения между опорной вершиной А и контактируемой поверхностью оказывается выше, чем сила трения в опорной вершине С (фиг. 6, II). Затем увеличивают длину стержня АС (фиг. 6, III). При этом благодаря разнице в величинах сил трения, опорная вершина А остается на месте, а перемещается лишь опорная вершина С. Далее одновременно уменьшают длину стержня ВС до исходного положения и увеличивают длину стержня АВ. При этом проекция ЦТ активного треугольника ABC смещается к опорной вершине С и линейный привод выключают. В результате сила трения между опорной вершиной С и контактируемой поверхностью оказывается выше, чем сила трения в опорной вершине А (фиг. 6, IV). Затем уменьшают длину стержня АС до исходного положения, и линейный привод выключают (фиг. 6, V). При этом благодаря разнице в величинах сил трения, опорная вершина С остается на месте, а перемещается лишь опорная вершина А. После уменьшения длину стержня АВ активный треугольник ABC оказывается в исходном положении, но уже переместившись на величину рабочего хода линейного привода. Далее алгоритм движения ползком повторяют.If it is not possible to organize the rolling movement of the active triangle ABC, for example, in the case of an inclined surface, its crawling movement can be organized. To do this, the AMPM is installed vertically on the vertices of one of the sides of the active triangle ABC, for example, A and C (Fig. 6, I) and the length of the rod BC is increased. In this case, the projection of the CG of the active triangle ABC is shifted to the reference vertex A and the linear drive is turned off. As a result, the friction force between the support vertex A and the contact surface is higher than the friction force in the support vertex C (Fig. 6, II). Then the length of the AC rod is increased (Fig. 6, III). In this case, due to the difference in the values of friction forces, the reference vertex A remains in place, and only the reference vertex C moves. Then, the length of the rod BC is simultaneously reduced to its original position and the length of the rod AB is increased. In this case, the projection of the CG of the active triangle ABC is shifted to the reference vertex C and the linear drive is turned off. As a result, the friction force between the support vertex C and the contact surface is higher than the friction force in the support vertex A (Fig. 6, IV). Then the length of the AC rod is reduced to its original position, and the linear drive is turned off (Fig. 6, V). In this case, due to the difference in the values of the friction forces, the reference vertex C remains in place, and only the reference vertex A moves. After reducing the length of the rod AB, the active triangle ABC is in its original position, but has already moved by the value of the working stroke of the linear drive. Further, the crawling algorithm is repeated.

Также для перемещения АМПМ в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов и при наличии препятствий на пути перемещения, может быть организовано его прыгающее движение с использованием сил инерции. При этом, перед прыжком вертикальные стержни активного треугольника ABC ориентируют в сторону прыжка и их длину согласованно увеличивают с заданной величиной ускорения и выключают соответствующие линейные приводы 2 в заданный момент времени, которые определяют с помощью ДОП 6, ДОП 7 и ДППУ 9 (фиг. 1). При этом на активный треугольник ABC действуют силы инерции, которые отрывают его от поверхности и перемещают в заданном направлении. После окончания прыжка и преодоления препятствия длины стержней уменьшают до первоначального состояния и соответствующие линейные приводы выключают. Далее продолжают движение АМПМ по выбранному алгоритму.Also, to move the AMPM in a narrow space with a width less than its minimum dimensions and in the presence of obstacles in the path of movement, its jumping movement can be organized using inertia forces. At the same time, before the jump, the vertical rods of the active triangle ABC are oriented in the direction of the jump and their length is consistently increased with a given acceleration value and the corresponding linear drives 2 are turned off at a given time, which is determined using DOP 6, DOP 7 and DPPU 9 (Fig. 1 ). At the same time, inertial forces act on the active triangle ABC, which tear it off the surface and move it in a given direction. After the end of the jump and overcoming the obstacle, the lengths of the rods are reduced to their original state and the corresponding linear drives are turned off. Then continue the movement of AMPM according to the selected algorithm.

Приведенные АМПМ и РМР могут быть реализованы на базе, имеющихся на сегодняшний день, разработок и функционирующих мехатронных устройств.The above AMPM and RMR can be implemented on the basis of currently available developments and functioning mechatronic devices.

В качестве линейных приводов могут быть использованы широко применяемые в машиностроении электромеханические, гидравлические и пневматические линейные приводы.Electromechanical, hydraulic and pneumatic linear drives widely used in mechanical engineering can be used as linear drives.

Использование данного изобретения позволит повысить надежность и снизить габаритно-массовые характеристики АМПМ и РМР в целом, упростить конструкцию, расширить функциональные возможности АМПМ за счет организации самоперемещения и коллективного взаимодействия АМПМ и создания нескольких автономных РМР из отдельных АМПМ.The use of this invention will improve the reliability and reduce the overall weight characteristics of the AMPM and RMP as a whole, simplify the design, expand the functionality of the AMPM by organizing self-movement and collective interaction of the AMPM and creating several autonomous RMP from individual AMPM.

Claims

1. Реконфигурируемый модульный робот, содержащий группу адаптивных мобильных плоских модулей, содержащих линейный привод, узлы межмодульной стыковки/расстыковки и систему управления, электрически связанную с комплектом датчиков, отличающийся тем, что адаптивный мобильный плоский модуль выполнен в виде активного треугольника, стороны которого выполнены в виде стержней, концы которых шарнирно соединены в вершинах активного треугольника, при этом каждый стержень выполнен в виде объединенной в плоскости активного треугольника парой противоположно направленных однотипных линейных приводов с соосными концами штоков, снабженных датчиками силы, относительного перемещения и относительной скорости, а также однотипными узлами межмодульной стыковки/расстыковки в виде пары жестко установленных на концах штоков линейных приводов стержня в плоскости активного треугольника соосных полых конусов с сопрягаемыми наружной и внутренней поверхностями, ось которых параллельна осям штоков объединенных линейных приводов, а основания направлены друг к другу, при этом каждая из вершин активного треугольника снабжена совмещенным датчиком пространственного положения и ускорений, выполненным в виде трехосного блока гироскопов-акселерометров, при этом выходы аналого-цифровых преобразователей, датчиков силы, относительного перемещения, относительной скорости, а также пространственного положения и ускорений электрически связаны со входами системы управления в виде нейрокомпьютера с соответствующим программно-алгоритмическим обеспечением, при этом выходы системы управления через шину выходных данных цифроаналогового преобразователя подключены к входам последовательно соединенных усилителя мощности и линейных приводов, при этом адаптивный мобильный плоский модуль снабжен системой беспроводной связи с навигационной спутниковой системой и остальными адаптивными мобильными плоскими модулями, входящими в состав реконфигурируемого модульного робота.1. A reconfigurable modular robot containing a group of adaptive mobile flat modules containing a linear drive, intermodular docking / undocking nodes and a control system electrically connected to a set of sensors, characterized in that the adaptive mobile flat module is made in the form of an active triangle, the sides of which are made in in the form of rods, the ends of which are pivotally connected at the vertices of the active triangle, with each rod made in the form of a pair of oppositely directed similar linear actuators with coaxial ends of the rods, combined in the plane of the active triangle, equipped with force sensors, relative displacement and relative speed, as well as the same type of intermodular docking / undocking in the form of a pair of rigidly mounted on the ends of the rods of linear actuators of the rod in the plane of the active triangle of coaxial hollow cones with mating outer and inner surfaces, the axis of which is parallel to the axes of the rods of the combined linear actuators, and the bases are directed towards each other, with each of the vertices of the active triangle is equipped with a combined sensor of spatial position and accelerations, made in the form of a three-axis block of gyroscopes-accelerometers, while the outputs of analog-to-digital converters, force sensors, relative displacement, relative speed, as well as spatial position and accelerations are electrically connected to the inputs of the control system in the form of a neurocomputer with the appropriate software and algorithmic support, while the outputs of the control system are connected via the output data bus of the digital-to-analog converter to the inputs of the series-connected power amplifier and linear drives, while the adaptive mobile flat module is equipped with a wireless communication system with a navigation satellite system and other adaptive mobile flat modules, included in the reconfigurable modular robot.

2. Способ организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота, заключающийся в том, что производят опрос компьютером базового адаптивного мобильного плоского модуля всех адаптивных мобильных плоских модулей группы и на его основе создают виртуальную модель реконфигурируемого модульного робота, по которой изменяют длины стержней и получают реальный реконфигурируемый модульный робот заданной формы, отличающийся тем, что предварительно перед решением поставленной задачи с помощью спутниковой системы связи устанавливают все адаптивные мобильные плоские модули, находящиеся в заданном районе, из адаптивных мобильных плоских модулей, расположенных ближе других к местоположению целевой задачи, отбирают требуемое количество и формируют из них группу, в которой базовым адаптивным мобильным плоским модулем назначают адаптивный мобильный плоский модуль, наиболее близко расположенный к местоположению целевой задачи, после этого базовый адаптивный мобильный плоский модуль передает свои координаты остальным адаптивным мобильным плоским модулям группы, назначает каждому из них место стыковки со смежными адаптивными мобильными плоскими модулями согласно виртуальной модели реконфигурируемого модульного робота в зависимости от их удаления от базового адаптивного мобильного плоского модуля и отдает команду адаптивным мобильным плоским модулям группы на самоперемещение к месту своей стыковки со смежными адаптивными мобильными плоскими модулями, при этом для самоперемещения каждого из адаптивных мобильных плоских модулей поочередно изменяют силу трения между контактными поверхностями опор вершин активного треугольника и поверхностью перемещения и организуют поочередное перемещение вершин путем согласованного изменения длин линейных приводов активного треугольника, при этом выполняют условие, при котором сила трения перемещаемой вершины должна быть меньше силы трения неподвижной вершины, для этого синхронно выдвигают шток одного из соосных линейных приводов объединенной пары и втягивают другой, после этого изменяют длину штока, связанного с перемещаемой вершиной активного треугольника, движение модуля прекращают после соосного расположения полых конусов сопрягаемых модулей, при котором устанавливают одну пару полых конусов между другой, затем увеличивают длину объединенного линейного привода с внутренней парой полых конусов до момента их полного сопряжения с наружной парой полых конусов, далее по показаниям датчиков силы и команде от системы управления адаптивного мобильного плоского модуля производят остановку объединенного линейного привода и образуют единый линейный привод из двух объединенных линейных приводов смежных активных треугольников, после стыковки всех смежных адаптивных мобильных плоских модулей группы образуют реконфигурируемый модульный робот, в случае выхода из строя какого-либо из адаптивных мобильных плоских модулей, его место в структуре реконфигурируемого модульного робота передают одному из приближающихся адаптивных мобильных плоских модулей и к месту группировки вызывают резервный адаптивный мобильный плоский модуль, находящийся в данном районе.2. A method for organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot, which consists in the fact that the computer polls the basic adaptive mobile flat module of all adaptive mobile flat modules of the group and, on its basis, creates a virtual model of the reconfigurable modular robot, according to which the lengths of the rods are changed and a real one is obtained a reconfigurable modular robot of a given shape, characterized in that, before solving the task, all adaptive mobile flat modules located in a given area are installed using a satellite communication system, from the adaptive mobile flat modules located closer than others to the location of the target task, the required number is selected and a group is formed from them, in which the adaptive mobile flat module closest to the location of the target is assigned as the basic adaptive mobile flat module, after which the basic adaptive mobile flat module transmits its coordinates to the rest of the adaptive mobile flat modules of the group, assigns each of them a docking point with adjacent adaptive mobile flat modules according to the virtual model of the reconfigurable modular robot, depending on their distance from the base adaptive mobile flat module, and commands the adaptive mobile flat modules of the group to self-move to the place of their docking with adjacent adaptive mobile flat modules, while for self-movement of each of the adaptive of mobile flat modules alternately change the friction force between the contact surfaces of the supports of the vertices of the active triangle and the moving surface and organize the alternate movement of the vertices by a consistent change in the lengths of the linear actuators of the active triangle, while fulfilling the condition under which the friction force of the moved vertex must be less than the friction force of the fixed vertex, for this, the rod of one of the coaxial linear drives of the combined pair is synchronously extended and the other is retracted, after that the length of the rod associated with the moving vertex of the active triangle is changed, the movement of the module is stopped after the coaxial arrangement of the hollow cones of the mating modules, in which one pair of hollow cones is installed between the other, then the length of the combined linear drive with the inner pair of hollow cones is increased until they are fully mated with the outer pair of hollow cones, then, according to the readings of the force sensors and the command from the control system of the adaptive mobile flat module, the combined linear drive is stopped and a single linear drive is formed from two combined linear drives. drives of adjacent active triangles, after joining all adjacent adaptive mobile flat modules, the groups form a reconfigurable modular robot, in case of failure of any of the adaptive mobile flat modules, its place in the structure of the reconfigurable modular robot is transferred to one of the approaching adaptive mobile flat modules and to to the place of grouping, a backup adaptive mobile flat module located in the area is called.

3. Способ организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота по п. 2, отличающийся тем, что для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов, адаптивный мобильный плоский модуль устанавливают вертикально на вершины одной из сторон активного треугольника и организуют его перекатывающееся движение, при котором увеличивают длину тыльного вертикального стержня и смещают проекцию центра тяжести вертикального активного треугольника за пределы фронтальной опорной вершины и осуществляют плавный поворот активного треугольника до контакта его вертикальной вершины с поверхностью, после этого длину выдвинутого стержня уменьшают до первоначального состояния и линейный привод выключают, далее алгоритм перекатывающегося движения повторяют.3. A method for organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot according to claim 2, characterized in that in order to move the adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions, the adaptive mobile flat module is installed vertically on the tops of one of the sides of the active triangle and organized its rolling movement, in which the length of the rear vertical rod is increased and the projection of the center of gravity of the vertical active triangle is shifted beyond the frontal support vertex and the active triangle is smoothly rotated until its vertical vertex contacts the surface, after which the length of the extended rod is reduced to its original state and the linear drive turn off, then the algorithm of the rolling motion is repeated.

4. Способ организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота по п. 2, отличающийся тем, что для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов и недостаточным рабочим ходом линейных приводов организуют его перекатывающееся движение с использованием сил инерции, при котором длину тыльного вертикального стержня увеличивают с заданной величиной ускорения и выключают его линейный привод в заданный момент времени, который определяют с помощью датчиков относительного перемещения, относительной скорости, совмещенных датчиков пространственного положения и ускорений, при этом на активный треугольник действуют силы инерции, которые поворачивают его относительно фронтальной опорной вершины до контакта вертикальной вершины с поверхностью, после этого длину выдвинутого стержня уменьшают до первоначального состояния и линейный привод выключают, далее алгоритм перекатывающегося движения повторяют.4. A method for organizing movements and inter-module interaction of a reconfigurable modular robot according to claim 2, characterized in that in order to move an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions and insufficient stroke of linear drives, its rolling motion is organized using inertia forces, with in which the length of the rear vertical rod is increased with a given acceleration value and its linear drive is turned off at a given time, which is determined using sensors of relative displacement, relative speed, combined spatial position and acceleration sensors, while inertia forces act on the active triangle, which rotate it relative to the frontal reference vertex until the vertical vertex contacts the surface, after that the length of the extended rod is reduced to its original state and the linear drive is turned off, then the rolling motion algorithm is repeated.

5. Способ организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота по п. 2, отличающийся тем, что для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов и недостаточным рабочим ходом линейных приводов организуют его движение ползком, при котором длину фронтального стержня увеличивают и смещают проекцию центра тяжести вертикального активного треугольника к тыльной опорной вершине и линейный привод выключают, затем увеличивают длину стержня, вершины которого контактируют с поверхностью и перемещают фронтальную вершину относительно неподвижной тыльной на заданный шаг и линейный привод выключают, далее длину фронтального стержня уменьшают, а длину тыльного стержня увеличивают и смещают проекцию центра тяжести вертикального активного треугольника к фронтальной опорной вершине и их линейные приводы выключают, после этого уменьшают длину стержня, вершины которого контактируют с поверхностью и перемещают тыльную вершину к неподвижной фронтальной на заданный шаг и линейный привод выключают, далее алгоритм движения ползком повторяют.5. A method for organizing movements and intermodular interaction of a reconfigurable modular robot according to claim 2, characterized in that in order to move an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions and insufficient working stroke of linear actuators, its crawling movement is organized, in which the length of the frontal rod increase and shift the projection of the center of gravity of the vertical active triangle to the rear reference vertex and turn off the linear drive, then increase the length of the rod, the vertices of which are in contact with the surface and move the front vertex relative to the fixed rear one by a given step and turn off the linear drive, then reduce the length of the front rod, and the length of the rear rod is increased and the projection of the center of gravity of the vertical active triangle is shifted to the frontal reference vertex and their linear drives are turned off, then the length of the rod is reduced, the vertices of which are in contact with the surface and the rear vertex is moved to the fixed front one by a given step and the linear drive is turned off, then the algorithm crawling movements are repeated.

6. Способ организации движений и межмодульного взаимодействия реконфигурируемого модульного робота по п. 2, отличающийся тем, что для перемещения адаптивного мобильного плоского модуля в узком пространстве шириной меньше его минимальных габаритов с препятствиями на пути перемещения организуют его прыгающее движение с использованием сил инерции, при котором перед прыжком вертикальные стержни ориентируют в сторону прыжка и их длину согласованно увеличивают с заданной величиной ускорения и выключают соответствующие линейные приводы в заданный момент времени, которые определяют с помощью датчиков относительного перемещения, относительной скорости, совмещенных датчиков пространственного положения и ускорений, при этом на активный треугольник действуют силы инерции, которые отрывают его от поверхности и перемещают в заданном направлении, после окончания прыжка и преодоления препятствия длины стержней уменьшают до первоначального состояния и соответствующие приводы выключают, далее продолжают движение адаптивного мобильного плоского модуля по выбранному алгоритму.6. A method for organizing movements and inter-module interaction of a reconfigurable modular robot according to claim 2, characterized in that in order to move an adaptive mobile flat module in a narrow space with a width less than its minimum dimensions with obstacles in the path of movement, its jumping movement is organized using inertia forces, in which before the jump, the vertical rods are oriented in the direction of the jump and their length is consistently increased with a given acceleration value and the corresponding linear drives are turned off at a given time, which are determined using relative displacement sensors, relative velocity sensors, combined spatial position and acceleration sensors, while on the active triangle there are inertial forces that tear it off the surface and move it in a given direction, after the end of the jump and overcoming the obstacle, the lengths of the rods are reduced to their original state and the corresponding drives are turned off, then the adaptive mobile flat module continues to move according to the selected algorithm.