МОБИЛЬНЫЙ ШАГАЮЩИЙ РОБОТ Российский патент 1996 года по МПК B62D57/32 

Изобретение относится к созданию шагающих механизмов и может быть использовано для переноса технологического оборудования вдоль вертикальных поверхностей.

Известен мобильный шагающий робот, содержащий механизм шагового перемещения, выполненный в виде четырех попарно соединенных и горизонтально установленных относительно платформы двухсторонних пневмоцилиндров, на концах штоков которых установлены стойки ходовых опор с приводами их подъема и опускания, при этом пневмоцилиндры первой пары закреплены по краям платформы, а пневмоцилиндры второй пары жестко соединены между собой и связаны через узел поворота с платформой [1]
Это устройство не обладает высокой скоростью движения из-за необходимости перемещения поршней приводов подъема-опускания при каждом шаге.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости движения робота при упрощении конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в мобильном шагающем роботе, содержащем механизм шагового перемещения, выполненный в виде четырех попарно соединенных и горизонтально установленных относительно платформы двухсторонних пневмоцилиндров, на концах штоков которых установлены стойки ходовых опор с приводами их подъема-опускания, при этом пневмоцилиндры первой пары закреплены по краям платформы, а пневмоцилиндры второй пары жестко соединены между собой и связаны через узел поворота с платформой, привод подъема-опускания каждой ходовой опоры выполнен в виде копира, закрепленного на торце пневмоцилиндра и имеющего профиль полупараболы с вершиной, направленной по ходу движения робота, и взаимодействующего с верхним концом стойки ходовой опоры, установленной в отверстии на конце штока пневмоцилиндра и подпружиненной относительно штока с усилием, направленным вверх. Кроме того, верхний конец стойки ходовой опоры снабжен шаровой опорой, взаимодействующей с копиром.

Новое расположение пневмоцилиндров с введением узла поворота между платформой и связанной парой пневмоцилиндров упрощает реализацию поворота, а предложенное выполнение привода подъема-опускания позволяет повысить скорость перемещения робота за счет исключения времени подъема-опускания поршня в статическом состоянии и совмещения его со временем транспортного перемещения платформы.

На фиг.1 представлена схема робота с расположением пневмоцилиндров и узла поворота, вид спереди; на фиг.2 схема расположения ходовых опор с направляющими на одном пневмоцилиндре в двух возможных положениях, вид сбоку.

Робот состоит из платформы 1 (фиг.1), по краям которой установлены цилиндры 2 и 3, штоки которых связаны со стойками ходовых опор с захватами 4, а торцы с направляющими 5. Цилиндры 6 и 7 связаны между собой консолью 8, по центру которой закреплен узел поворота 9. Входное звено узла 9 связано с центром платформы 1. Длина цилиндров 6 и 7 выполнена с возможностью разворота между цилиндрами 2 и 3 относительно центра платформы 1. Цилиндры 6 и 7 на концах штоков имеют стойки с захватами 10, а на торцах направляющие 11. На концах штоков каждого цилиндра имеются пазы 12 и 13 (фиг.2), в которые вставлены стержни 14 и 15. На нижних концах стержней закреплены вакуумные захваты, а на верхних концах смонтированы шаровые опоры 16 и 17, подпружиненные соответственно пружинами 18 и 19. Форма направляющих 5 и 11 выполнена полупараболической с вершиной, направленной по ходу движения робота, и с возможностью перемещения вдоль нее шаровых опор 16 и 17 по всей длине хода штока.

Устройство функционирует следующим образом.

При прямолинейном перемещении робота производится поочередное перемещение штоков пар пневмоцилиндров 2, 3 и 6, 7. При выдвинутых вперед штоках цилиндров 2 и 3 опоры 16 и 17 находятся в нижнем положении на направляющих 5 и, преодолевая усилия пружин 18 и 19, прижимают захваты 4 к поверхности перемещения. В захватах создается вакуум (эжектором или насосом), и робот удерживается на вертикальной поверхности. В этом положении штоки цилиндров 6 и 7 не выдвинуты и пружины 18 и 19 отжимают захваты 10 в верхнее положение. После этого в передние части цилиндров 2 и 3 подается давление и их корпуса вместе с платформой передвигаются на один шаг вперед. При этом захваты 4 продолжают работать, несмотря на то, что их штоки оказываются невыдвинутыми. Затем подается давление в задние полости цилиндров 6 и 7 и захваты 10 плавно, не задевая поверхности на конечном участке благодаря параболической форме направляющих 11, приводятся в положение контакта с поверхностью перемещения и фиксируются на ней. После этого снимается вакуум с захватов 4, которые пружинами 18 и 19 поднимаются в верхнее положение.

Далее производится второй шаг платформы 1 путем подачи давления в передние полости цилиндров 6 и 7, последовательность действий повторяется.

Поворот робота осуществляется при поднятых захватах 10 и зафиксированных захватах 4 разворотом пневмоцилиндров 6 и 7 на требуемый угол узлом поворота 9. Затем описанным выше способом фиксируются захваты 10 и поднимаются захваты 4, и узел поворота 9 разворачивает платформу 1 с пневмоцилиндрами 2 и 3 по новому направлению движения, совмещая оси всех цилиндров.

Таким образом достигается повышенная мобильность робота, а также уменьшение его веса и стоимости из-за исключения пневмоцилиндров подъема-опускания и необходимых для их управления электропневмоклапанов.

Использование: изобретение относится к созданию шагающих механизмов и может быть использовано для переноса технологического оборудования вдоль вертикальных поверхностей. Сущность изобретения: при прямолинейном перемещении робота производится поочередное перемещение штоков пар пневмоцилиндров 2,3 и 6,7. При выдвинутых вперед штоках цилиндров 2 и 3 шаровые опоры находятся в нижнем положении на направляющих 5 и, преодолевая усилие пружин, прижимают захваты 4 к поверхности перемещения. В этом положении штоки цилиндров 6 и 7 не выдвинуты и указанные пружины отжимают захваты 10 в верхнее положение. После этого в передние части цилиндров 2 и 3 подается давление, и их корпуса вместе с платформой передвигаются на один шаг вперед. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. МОБИЛЬНЫЙ ШАГАЮЩИЙ РОБОТ, содержащий механизм шагового перемещения, выполненный в виде четырех попарно соединенных и горизонтально установленных относительно платформы двусторонних пневмоцилиндров, на концах штоков которых установлены стойки ходовых опор с приводами их подъема и опускания, при этом пневмоцилиндры первой пары закреплены по краям платформы, а пневмоцилиндры второй пары жестко соединены между собой и связаны через узел поворота с платформой, отличающийся тем, что привод подъема-опускания каждой ходовой опоры выполнен в виде копира, закрепленного на торце пневмоцилиндра и имеющего профиль полупараболы с вершиной, направленной по ходу движения робота, и взаимодействующего с верхним концом стойки ходовой опоры, установленной в отверстии на конце штока пневмоцилиндра и подпружиненной относительно штока с усилием, направленным вверх. 2. Робот по п.1, отличающийся тем, что верхний конец стойки ходовой опоры снабжен шаровой опорой, взаимодействующей с копиром.