RU51517U1 - ANTHROPOMORPHIC ROBOT MOVEMENT DEVICE - Google Patents

Abstract

Область применения: - робототехника. Полезная модель может быть использована для перемещения мобильных роботов (робот - игрушка, домашний робот - уборщик, охранник и пр.) и иных автономных устройств в помещениях. Сущность полезной модели: устройство перемещения антропоморфного робота содержит шасси 1 с двумя парами колес 2, 3. В центре шасси 1 смонтировано устройство подъема, включающее шток 4, верхняя часть которого жестко зафиксирована в двух подшипниках, а нижняя часть входит в винтовое зацепление с опорой 5, выполненной в виде втулки с нижней опорной поверхностью, вставку, расположенную внутри шасси, шестерню 19, смонтированную на верхнем конце штока 4, и несущую платформу 11 в виде шестерни с закрепленной на ней рамой 15, служащей для монтажа на ней робота. Шестерня 19, смонтированная на верхнем конце штока 4, входит в зацепление с редуктором 18 сервопривода 17, установленного на раме 15, а несущая платформа 11 входит в зацепление с редуктором 13 сервопривода 14, установленного на шасси 1.Scope: - Robotics. The utility model can be used to move mobile robots (a robot - a toy, a home robot - a cleaner, a security guard, etc.) and other autonomous devices in rooms. The essence of the utility model: the device for moving an anthropomorphic robot contains a chassis 1 with two pairs of wheels 2, 3. In the center of the chassis 1 is mounted a lifting device including a rod 4, the upper part of which is rigidly fixed in two bearings, and the lower part is in helical engagement with a support 5 made in the form of a sleeve with a lower abutment surface, an insert located inside the chassis, a gear 19 mounted on the upper end of the rod 4, and a supporting platform 11 in the form of a gear with a frame 15 mounted on it, which serves for mounting on it bot. The gear 19 mounted on the upper end of the rod 4 is meshed with the gearbox 18 of the servo drive 17 mounted on the frame 15, and the supporting platform 11 is engaged with the gearbox 13 of the servo drive 14 mounted on the chassis 1.

Description

Полезная модель относится к области робототехники и может быть использована для перемещения мобильных роботов (робот - игрушка, домашний робот - уборщик, охранник и пр.) и иных автономных устройств в помещениях.The utility model relates to the field of robotics and can be used to move mobile robots (a robot is a toy, a home robot is a cleaner, a security guard, etc.) and other autonomous devices in rooms.

Для выполнения своих функций (взятие предмета, нажатие кнопки и др.) управляемый мобильный робот должен перемещаться в пределах одного или нескольких помещений и точно останавливаться около необходимого объекта, чтобы его манипулятор(ы) мог войти в контакт с данным объектом.To perform its functions (taking an object, pressing a button, etc.), a controlled mobile robot must move within one or several rooms and precisely stop near the necessary object so that its manipulator (s) can come into contact with this object.

Известен мобильный робототехнический комплекс (МРК), содержащий устройство для перемещения в виде самоходного гусеничного шасси и смонтированный на нем антропоморфный манипулятор, управляемые дистанционно [Патент РФ №2241594, МПК B 25 J 5/00, 2003 г.].Known mobile robotic complex (RTOs) containing a device for moving in the form of a self-propelled caterpillar chassis and mounted on it an anthropomorphic manipulator, remotely controlled [RF Patent No. 2241594, IPC B 25 J 5/00, 2003].

Применение гусеничного шасси позволяет переместить робота к заданному объекту и точно расположить его относительно объекта, т.к. возможен разворот шасси на месте. Однако, конструкция гусеничного шасси очень сложна и приводит к удорожанию всего мобильного робота.The use of a caterpillar chassis allows you to move the robot to a given object and precisely position it relative to the object, because possible turn of the chassis in place. However, the design of the caterpillar chassis is very complex and leads to a rise in the cost of the entire mobile robot.

Известен робот - уборщик, принятый за прототип, включающий шасси в виде круглого корпуса и блок привода для приведения в движение совокупности 4-х колес, расположенных в нижней части корпуса [Патент РФ №2242159, МПК A 47 L 9/28, 2003 г.].A well-known robot cleaner, taken as a prototype, comprising a chassis in the form of a round casing and a drive unit for driving a set of 4 wheels located in the lower part of the casing [RF Patent No. 2242159, IPC A 47 L 9/28, 2003 ].

Однако, перемещение робота в точно заданное место помещения требует значительного времени, т.к. он имеет большой радиус разворота и требуется несколько «подходов» к объекту.However, moving the robot to a precisely specified location requires considerable time, as it has a large turning radius and requires several “approaches” to the object.

При создании полезной модели решалась задача обеспечения точного позиционирования антропоморфного робота относительно нужного объекта при одновременном уменьшении времени и упрощении конструкции устройства перемещения робота.When creating a utility model, the problem was solved of ensuring the accurate positioning of the anthropomorphic robot relative to the desired object while reducing time and simplifying the design of the robot moving device.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном устройстве перемещения, содержащем шасси с двумя парами колес, в центре шасси смонтировано устройство подъема, включающее шток, верхняя часть которого жестко зафиксирована в двух подшипниках. а нижняя часть входит в винтовое зацепление с опорой, выполненной в виде втулки с нижней опорной поверхностью, вставку, расположенную внутри шасси, шестерню, смонтированную на верхнем конце штока, и несущую платформу в виде шестерни с закрепленной на ней рамой, служащей для монтажа на ней робота, причем шестерня, смонтированная на верхнем конце штока, входит в зацепление с редуктором сервопривода, установленного на раме, а несущая платформа входит в зацепление с редуктором сервопривода, установленного на шасси.The problem is solved due to the fact that in the known displacement device containing a chassis with two pairs of wheels, a lifting device is mounted in the center of the chassis, including a rod, the upper part of which is rigidly fixed in two bearings. and the lower part is in helical engagement with a support made in the form of a sleeve with a lower supporting surface, an insert located inside the chassis, a gear mounted on the upper end of the rod, and a supporting platform in the form of a gear with a frame fixed on it, which serves for mounting on it the robot, and the gear mounted on the upper end of the rod is meshed with the servo gear mounted on the frame, and the supporting platform is meshed with the servo gear mounted on the chassis.

Такая конструкция устройства перемещения робота позволяет на одном месте разворачивать или сам робот с манипулятором или шасси, на котором смонтирован робот.This design of the robot moving device allows you to deploy in one place either the robot itself with a manipulator or chassis on which the robot is mounted.

С целью предотвращения проворачивания опоры относительно штока на вставке закреплены пластины с возможностью их вхождения в вертикальные пазы, выполненные на внешней боковой поверхности опоры.In order to prevent turning of the support relative to the rod, plates are fixed on the insert with the possibility of their entry into vertical grooves made on the outer side surface of the support.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства перемещения (в приподнятом положении), на фиг.2 - вид на устройство перемещения сверху, на фиг.3 - устройство подъема в разрезе (опора в крайнем нижнем положении), на фиг.4 - устройство подъема в разрезе (опора в крайнем верхнем положении), на фиг.5 - вид сверху на опору с пластинами.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a moving device (in a raised position), in Fig. 2 is a view of a moving device from above, in Fig. 3 is a sectional lifting device (bearing in its lowest position), 4 is a sectional view of the lifting device (support in its highest position), and FIG. 5 is a plan view of a support with plates.

Устройство перемещения робота содержит шасси 1, имеющее две пары колес 2, 3, одна из которых является ведущей и приводится в движение электродвигателем (на чертеже не показан). В центре шасси 1 смонтировано устройство подъема, выполненное в виде штока 4, на нижней половине которого выполнена винтовая резьба. На нижнем конце штока 4 размещена с возможностью перемещения по резьбе опора 5 в виде втулки с нижней опорной поверхностью, имеющая вертикальные пазы 6 на внешней боковой поверхности. Верхняя часть штока 4 зафиксирована в двух подшипниках 7, 8. Верхняя часть нижнего подшипника 7 установлена в центре шасси 1, а его нижняя часть опирается на вставку 9, жестко закрепленную на стенках шасси. На вставке 9 установлены с возможностью вхождения в пазы 6 опоры 5 две пластины 10. Верхний подшипник 8 смонтирован The robot moving device comprises a chassis 1 having two pairs of wheels 2, 3, one of which is the leading one and is driven by an electric motor (not shown in the drawing). In the center of the chassis 1, a lifting device is mounted, made in the form of a rod 4, on the lower half of which a screw thread is made. At the lower end of the rod 4 is placed with the possibility of movement along the thread of the support 5 in the form of a sleeve with a lower supporting surface having vertical grooves 6 on the outer side surface. The upper part of the rod 4 is fixed in two bearings 7, 8. The upper part of the lower bearing 7 is installed in the center of the chassis 1, and its lower part rests on the insert 9, rigidly fixed to the walls of the chassis. On the insert 9 are installed with the possibility of entering into the grooves 6 of the support 5 two plates 10. The upper bearing 8 is mounted

снизу на несущей платформе 11, выполненной в виде шестерни, и закреплен с помощью фиксатора 12. Зубцы платформы 11 входят в зацепление с редуктором 13, установленным на поверхности шасси 1 и приводимым в действие сервоприводом 14. На платформе 11 смонтирована рама 15, служащая для монтажа на ней робота (на чертеже не показан). На раме закреплен кронштейн 16, на котором установлен сервопривод 17 с редуктором 18, входящим в зацепление с шестерней 19, смонтированной на верхнем конце штока 4.bottom on the supporting platform 11, made in the form of a gear, and fixed with a latch 12. The teeth of the platform 11 are engaged with a gear 13 mounted on the surface of the chassis 1 and driven by a servo drive 14. A frame 15 is mounted on the platform 11 for mounting a robot on it (not shown in the drawing). A bracket 16 is mounted on the frame, on which a servo drive 17 is installed with a gearbox 18 that engages with a gear 19 mounted on the upper end of the rod 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении электродвигателя шасси 1 перемещается в нужное место помещения и останавливается. Для точного позиционирования робота в пространстве относительно объекта осуществляют либо разворот шасси 1 вокруг своей оси, либо разворот несущей платформы 11 с рамой 15 вокруг своей оси.When you turn on the motor chassis 1 moves to the desired location and stops. To accurately position the robot in space relative to the object, either the chassis 1 is rotated around its axis, or the carrier platform 11 is rotated with the frame 15 around its axis.

Для разворота платформы 11 включают сервопривод 14, через редуктор 13 вращающий момент передается на платформу 11 и она начинает вращаться вокруг своей оси, опора 5 при этом находится в своем крайнем верхнем положении, а пластины 10 расположены внизу в диаметрально противоположных пазах 6 опоры 5 (фиг.4).To turn the platform 11, the servo drive 14 is turned on, the torque is transmitted to the platform 11 through the gearbox 13 and it starts to rotate around its axis, the support 5 is in its highest position, and the plates 10 are located at the bottom in diametrically opposite grooves 6 of the support 5 (Fig. .four).

Для разворота шасси 1 включают сервопривод 17, через редуктор 18 и шестерню 19 вращающий момент передается на шток 4. При вращении штока 4 вследствие того, что опора 5 зафиксирована пластинами 10, предотвращающими ее проворачивание относительно штока 4, происходит движение вниз опоры 5, входящей в зацепление со штоком 4, до крайнего нижнего положения. При опускании опоры 5 пластины 10 перемещаются вверх по вертикальным пазам 6 и выходят из них (фиг.3). Шасси 1 при этом приподнимается над поверхностью пола. Затем сервопривод 17 выключают, включают сервопривод 14 и, т.к. шасси 1 находится в «подвешенном» состоянии, то оно начинает поворачиваться вокруг своей оси на необходимый угол. После этого сервопривод 14 выключают и опять включают сервопривод 17, но в другую сторону, при этом опора 5 поднимается по штоку 4 до своего крайнего верхнего положения, пластины 10 входят в другую пару пазов 6 (фиг.5), а шасси 1 в развернутом положении опускается на пол.To turn the chassis 1, the servo drive 17 is turned on, through the gearbox 18 and gear 19, the torque is transmitted to the rod 4. When the rod 4 is rotated due to the fact that the support 5 is fixed by the plates 10, preventing it from turning relative to the rod 4, the support 5, which gearing with the rod 4, to the lowest position. When lowering the support 5 of the plate 10 moves up along the vertical grooves 6 and out of them (figure 3). The chassis 1 thus rises above the floor surface. Then, the servo drive 17 is turned off, the servo drive 14 is turned on, and since the chassis 1 is in a "suspended" state, then it starts to rotate around its axis by the required angle. After that, the servo drive 14 is turned off and the servo drive 17 is turned on again, but in the other direction, while the support 5 rises along the rod 4 to its extreme upper position, the plates 10 enter another pair of slots 6 (Fig. 5), and the chassis 1 in the deployed position falls to the floor.

Claims (2)

1. Устройство перемещения антропоморфного робота, содержащее шасси с двумя парами колес, отличающееся тем, что в центре шасси смонтировано устройство подъема, включающее шток, верхняя часть которого жестко зафиксирована в двух подшипниках, а нижняя часть входит в винтовое зацепление с опорой, выполненной в виде втулки с нижней опорной поверхностью, вставку, расположенную внутри шасси, шестерню, смонтированную на верхнем конце штока, и несущую платформу в виде шестерни с закрепленной на ней рамой, служащей для монтажа на ней робота, причем шестерня, смонтированная на верхнем конце штока, входит в зацепление с редуктором сервопривода, установленного на раме, а несущая платформа входит в зацепление с редуктором сервопривода, установленного на шасси.1. A device for moving an anthropomorphic robot containing a chassis with two pairs of wheels, characterized in that a lifting device is mounted in the center of the chassis, including a rod, the upper part of which is rigidly fixed in two bearings, and the lower part is in helical engagement with a support made in the form bushings with a lower supporting surface, an insert located inside the chassis, a gear mounted on the upper end of the rod, and a supporting platform in the form of a gear with a frame mounted on it, which serves for mounting a robot on it, and esternya mounted on the upper end of the rod engages with gear actuator mounted on the frame, and the support base engages the gear actuator mounted on the chassis. 2. Устройство перемещения антропоморфного робота по п.1, отличающееся тем, что на вставке закреплены пластины с возможностью их вхождения в вертикальные пазы, выполненные на внешней боковой поверхности опоры.

2. The device for moving an anthropomorphic robot according to claim 1, characterized in that the insert is fixed to the insert with the possibility of their entry into vertical grooves made on the outer side surface of the support.