СПОСОБ ЭВАКУАЦИИ ОБЪЕКТОВ ПОДВИЖНОЙ ТЕХНИКИ ГРУППОЙ МАЛОГАБАРИТНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ Российский патент 2024 года по МПК B60P3/12 B62D63/02 B25J5/00 

Изобретение относится к способам эвакуации объектов подвижной техники.

Известен способ эвакуации объектов подвижной техники группой малогабаритных робототехнических средств (РТС) Spotmini компании Boston Dynamics. Способ предполагает синхронное натяжение буксировочного троса группой малогабаритных робототехнических средств для создания тягового усилия при буксировке. В подтверждающем видеоматериале компании демонстрируется буксировка группой из 10 роботов двухосного грузового транспортного средства. Недостатком способа является отсутствие автоматизированных сцепных устройств у робототехнических средств, что не предполагает проведение эвакуации без участия технических средств других типов и уровней технической оснащенности или использования ручного труда оператора для сцепки с эвакуируемым подвижным объектом вооружения и военной техники.

Известен способ эвакуации колесной автомобильной техники группой малогабаритных робототехнических средств (проект iCARTII) [1], в основу которого положено использование малогабаритных робототехнических средств-тележек, осуществляющих стыковку с колесами автомобиля и последующий его подъем за колеса, из расчета «одно РТС на одно колесо». Способ предполагает предварительное визуальное наведение РТС оператором с последующим уточнением ориентации РТС с помощью лазерного датчика позиционирования. Недостатком способа является отсутствие бортовых средств технического зрения, позволяющих РТС произвести стыковку с колесами РТС без помощи оператора. Кроме того, механизм подъема колес РТС-тележками по способу позволяет осуществлять эвакуацию колесной техники, но не предназначен для использования при эвакуации гусеничной техники.

Известен также способ эвакуации колесной автомобильной техники группой малогабаритных робототехнических средств (проект AVERT) [2], в основе которого также лежит использование малогабаритных робототехнических средств-тележек по принципу «одно РТС на одно колесо». Способ предполагает использование специального модуля развертывания системы, который является носителем РТС-тележек до момента развертывания, осуществляет осмотр площадки эвакуации средствами технического зрения и намечает путь эвакуации, следуя по которому РТС-тележки буксируют затем автомобиль. Таким образом, недостатками способа является наличие единственного модуля с приданными функциями, которые критически важны для успешного осуществления эвакуации, и выход которого из строя, заключающийся, например, в невозможности проведения третьей фазы эвакуации по способу - развертывания (например, по причине нерасстыковки РТС-тележек с модулем развертывания) сделает дальнейшую эвакуацию по способу неосуществимой.

Целью изобретения является создание надежного способа эвакуации объектов подвижной техники с использованием группы робототехнических средств, в том числе в темное время суток.

Это достигается тем, что эвакуацию объектов подвижной техники осуществляют группой не менее, чем из двух малогабаритных робототехнических средств-эвакуаторов, использующих тандемную схему сцепления между собой. Не менее чем одно из не менее чем двух, имеющих бортовые программные и аппаратные возможности ведущего робототехнического средства, робототехнических средств группы является ведущим и осуществляет автоматизированную сцепку с эвакуируемым объектом подвижной техники, и не менее чем одно из не менее чем двух, имеющих бортовые программные и аппаратные возможности управляющего робототехнического средства, робототехнических средств группы является управляющим и подает команды системы управления на осуществление движения группой робототехнических средств при эвакуации объектов подвижной техники, причем команды системы управления подаются на все остальные робототехнические средства группы одновременно. Для создания тягового усилия при эвакуации робототехнические средства используют электродвижение и осуществляют автоматизированную сцепку между собой. При этом взаимное позиционирование робототехнических средств для осуществления сцепки между собой производится с использованием бортовых средств видеорегистрации широкого спектрального диапазона чувствительности, совмещенных с источником оптического излучения коротковолнового диапазона, и расположенных на корпусе робототехнических средств ответных маркерных меток, обладающих свойством флуоресценции.

Заявленные признаки являются существенными:

Модульность робототехнического комплекса, включающего в себя набор РТС и осуществляющего эвакуацию объектов подвижной техники, позволяет не только создавать запас суммарной мощности РТС, обеспечивающих тяговое усилие, соответствующее классу эвакуируемого объекта подвижной техники с учетом дополнительных условий (рельеф местности, состояние дорожного полотна / почвы), который составляется как из запаса мощности отдельных РТС, так и из присутствия избыточных РТС в группе, но и производить его динамическую дискретную корректировку: наращиванием группы запасными РТС либо выводом избыточных РТС в резерв.

Малые габариты и масса РТС способствуют упрощению процесса доставки РТС в район выполнения задач по эвакуации: облегчению процесса погрузки/разгрузки, возможности перевозки РТС на платформах меньшей грузоподъемности. Низкий профиль РТС улучшит проходимость транспорта с РТС на платформе под дорожными мостовыми конструкциями. В процессе эвакуации малая масса отдельных РТС будет способствовать лучшей проходимости группы на неплотных грунтах, повышая тем самым вероятность успешной эвакуации.

Распределение группы РТС на площади не только на маршруте до объекта эвакуации, но и в момент самой эвакуации, по сравнению с одиночным эвакуатором, усложнит полный выход из строя эвакуационной группы из РТС в результате влияния неблагоприятных воздействующих факторов природного или техногенного характера за счет возможности переконфигурации для продолжения процесса эвакуации теми РТС, которые останутся исправными / сохранят возможность продолжить движение.

Тандемная схема сцепления РТС между собой предполагает осуществление тяги цугом либо смешанной тяги с достижением максимальной эффективности, обеспеченной наибольшей равнодействующей сил тяги отдельных РТС (по сравнению с параллельной тягой). При этом для группы РТС более трех смешанная тяга является более предпочтительной ввиду того, что ее использование позволяет сузить диапазон тяговых усилий, которые должно выдержать сцепное приспособление РТС, которое целесообразнее выполнять универсальным для обеспечения взаимозаменяемости РТС.

Использование электродвижения для создания тягового усилия РТС обеспечивает снижение уровня шума, создаваемого группой РТС и уменьшение нагрева корпуса РТС, который, учитывая компактность размещения электроники в малом объеме корпуса, может сказываться на долговечности электронных компонентов.

Задача ведущего РТС - осуществление сцепки: либо себя с эвакуируемым объектом подвижной техники, либо любого другого РТС (в этом случае ведущее РТС занимает произвольное место в порядке РТС-эвакуаторов. Например, ведущее РТС может осуществлять автоматизированную сцепку с эвакуируемым объектом подвижной техники собственного тягово-сцепного устройства или тягово-сцепного устройства другого робототехнического средства группы.

Одновременная подача сигналов от управляющего на все остальные РТС группы обеспечивает как синхронность их действий при эвакуации, снижающую потери полезной мощности, так и отсутствие накопления временной задержки, повышающей со временем вероятность возникновения ошибок, ведущих к аварийности.

РТС, обладающих возможностями ведущего (например, манипуляторы автоматизированной сцепки, расширенные возможности системы технического зрения) и управляющего (например, расширенный набор средств связи, управления) в группе должно быть не менее двух каждого типа. Ведущее РТС также может являться и управляющим.

При этом управляющее РТС может не находиться в голове группы, а освещение дорожной обстановки может осуществляться головным РТС, которое м.б. заменено в случае выбытия любым другим РТС.

Дублирование возможностей различных РТС группы снизит риск возникновения ситуации, при которой по причине выхода из строя одного из РТС, наделенного критически важными функциями, дальнейшая эвакуация объекта подвижной техники могла бы оказаться неосуществимой.

Использование средств видеорегистрации и ответных маркерных меток (которые м.б. выполнены с использованием контрастных цветовых сочетаний для удобства обнаружения) способствуют упрощению процесса сцепки в автоматизированном режиме. В то же время использование маркерных меток с флуоресцентными свойствами на корпусе РТС и подсветка их коротковолновым источником излучения обеспечивают скрытность подсветки маркерных меток в темное время суток. Выбор диапазона коротких длин волн источника излучения для осуществления подсветки маркерных меток объясняется более высоким их преломлением атмосферой и, как следствие, меньшей видимостью для удаленного наблюдателя подсветки в момент осуществления сцепки (что может потребоваться для уменьшения внимания со стороны местных жителей либо снижения беспокойства представителей фауны от наблюдения процесса эвакуации), а также меньшей вероятностью эффективной подсветки маркерных меток РТС светотехнической аппаратурой, не вовлеченной в процесс эвакуации с больших дистанций - для уменьшения возможности возникновения нежелательных информационных поводов.

Следует отметить, что запасные РТС, не участвующие в данный момент непосредственно в процессе эвакуации (как рядовые, так и имеющие расширенные возможности), готовые заменить РТС, выбывающие из строя, могут находиться в стороне от группы РТС, ресурсов которой достаточно для эвакуации, в момент ее осуществления, например, для сохранения емкости аккумуляторов, ускорения начала эвакуации за счет меньшего числа операций сцепки. Запасные РТС также могут быть как заранее распределены для выполнения одной из групп РТС конкретной задачи (например, следовать параллельно ее курсу), так и быть незадействованными, с возможностью оперативной отправки для пополнения состава различных эвакуационных групп.

Источники информации:

1) Kashiwazaki, K., Yonezawa, N., Endo, М., Kosuge, K., Sugahara, Y., Hirata, Y., Nakamura, K. (2011). A car transportation system using multiple mobile robots: iCART II. 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. doi:10.1109/iros.2011.6094889.

2) Amanatiadis, Angelos & Charalampous, Konstantinos & Kostavelis, Ioannis & Birkicht, Bernd & Andel, Benjamin & Meiser, Vincent & Henschel, Chris & Baugh, Stephen & Paul, Martin & May, Richard & Gasteratos, Antonios. (2015). Autonomous Vehicle Emergency Recovery Tool: A Cooperative Robotic System for Car Extraction. Journal of Field Robotics. 33.10.1002/rob.21593.

Изобретение относится к способам эвакуации объектов подвижной техники. Способ эвакуации объектов подвижной техники группой малогабаритных робототехнических средств (РТС), при котором группа состоит не менее чем из двух малогабаритных РТС-эвакуаторов, использующих тандемную схему сцепления между собой. Не менее чем одно из не менее чем двух, имеющих бортовые программные и аппаратные возможности ведущего робототехнического средства, РТС группы является ведущим и осуществляет автоматизированную сцепку с эвакуируемым объектом подвижной техники, и не менее чем одно из не менее чем двух, имеющих бортовые программные и аппаратные возможности управляющего робототехнического средства, робототехнических средств группы является управляющим и подает команды системы управления на осуществление движения группой РТС при эвакуации объектов подвижной техники, причем команды системы управления подаются на все остальные РТС группы одновременно. Для создания тягового усилия при эвакуации РТС используют электродвижение и осуществляют автоматизированную сцепку между собой. Достигается возможность эвакуации объектов подвижной техники с использованием группы робототехнических средств. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ эвакуации объектов подвижной техники группой малогабаритных робототехнических средств, характеризующийся тем, что группа состоит не менее чем из двух малогабаритных робототехнических средств-эвакуаторов, использующих тандемную схему сцепления между собой, при этом не менее чем одно из не менее чем двух, имеющих бортовые программные и аппаратные возможности ведущего робототехнического средства, робототехнических средств группы является ведущим и осуществляет автоматизированную сцепку с эвакуируемым объектом подвижной техники, не менее чем одно из не менее чем двух, имеющих бортовые программные и аппаратные возможности управляющего робототехнического средства, робототехнических средств группы является управляющим и подает команды системы управления на осуществление движения группой робототехнических средств при эвакуации объектов подвижной техники, причем команды системы управления подаются на все остальные робототехнические средства группы одновременно, при этом робототехнические средства используют электродвижение для создания тягового усилия и осуществляют автоматизированную сцепку между собой, а взаимное позиционирование робототехнических средств для осуществления сцепки между собой производится с использованием бортовых средств видеорегистрации широкого спектрального диапазона чувствительности, совмещенных с источником оптического излучения коротковолнового диапазона, и расположенных на корпусе робототехнических средств ответных маркерных меток, обладающих свойством флуоресценции.

2. Способ эвакуации объектов подвижной техники группой малогабаритных робототехнических средств по п.1, отличающийся тем, что ведущее робототехническое средство осуществляет автоматизированную сцепку с эвакуируемым объектом подвижной техники собственного тягово-сцепного устройства.

3. Способ эвакуации объектов подвижной техники группой малогабаритных робототехнических средств по п.1, отличающийся тем, что ведущее робототехническое средство осуществляет автоматизированную сцепку с эвакуируемым объектом подвижной техники тягово-сцепного устройства другого робототехнического средства группы.