Патент на изобретение №2315686

(54) РОБОТ-ШАР

(57) Реферат:

Изобретение относится к области робототехники. Робот-шар содержит полую сферу, установленные внутри сферы двигатели, зафиксированные таким образом, что их геометрические оси перпендикулярны друг другу и пересекаются в геометрическом центре сферы. Для повышения эффективности движения, подвижности, маневренности и эксплуатационной надежности один из двигателей установлен на внутренней поверхности сферы и соединен посредством каркаса, выполненного в форме четверти окружности, со вторым двигателем, установленным на свободном конце упомянутого каркаса и снабженным аналогичным каркасом, связанным с его валом. 1 ил.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для создания новых моделей роботов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является автономный катящийся робот (United States Patent №6,414,457, Jul. 2, 2002), содержащий полую сферу, имеющую гладкую наружную и внутреннюю поверхность, два набора роторов, установленных внутри сферы в диаметральном и перпендикулярном направлении друг относительно друга так, что геометрические оси каждой из пары роторов перпендикулярны друг другу и пересекаются в геометрическом центре сферы, два передаточных механизма, соединяющих каждый из вышеупомянутых наборов роторов. Движение робота управляется пультом дистанционного управления.

К недостаткам известного робота относят низкую эффективность движения и низкую маневренность.

Создание данного изобретения направленно на расширение возможностей для создания новых конструкций ШР, повышение эффективности движения, подвижности, маневренности и эксплуатационной надежности.

На чертеже изображена конструкция заявляемого робота-шара.

Робот с шаровыми движителями содержит сферу 1, которая является его оболочкой. На внутренней поверхности сферы 1 робота-шара устанавливается двигатель 2, так что геометрическая ось 3 двигателя 2 проходит через геометрический центр вышеупомянутой сферы 1. Двигатель 2 соединяется с двигателем 4, каркасом в форме четверти окружности 5 с возможностью вращения вокруг оси 3. Причем так, что двигатель 4 крепится своим основанием к каркасу 5. Каркас в форме четверти окружности 6 соединяет между собой выходной вал двигателя 4 и коробку 7 для размещения в ней источника питания робота, так что геометрическая ось коробки 7 проходит через геометрический центр сферы 1 и перпендикулярна оси 3.

Шаровой робот работает следующим образом.

Управляющий сигнал (дистанционно или непосредственно) передается на двигатели 2 и 4, которые начинают вращать через свои выходные валы каркасы 5 и 6 вокруг осей 3 и 8. При вращении каркасов 5 и 6 происходит перемещение двигателя 4 и коробки 7 внутри пространства сферы 1. Так, управляемое перемещение подвижных масс конструкции приводит шар в движение.

Сфера робота-шара составляется из двух полусфер, соединенных между собой. Вышеупомянутая сфера, полая и гладкая внутри, может быть гладкой, рифленой, с шипами, с лопостями или с выдавленными каналами с внешней стороны. Это обеспечит возможность движения робота-шара не только по твердой поверхности, но и в жидкой, вязкой, расплавленной, рыхлой средах.

Для поддержки связи с шаровым роботом можно использовать проводной и беспроводной каналы связи.

Внутри сферы робота-шара можно разместить приемники управляющих сигналов, поддерживающих радиосвязь, инфракрасное, ультразвуковое и речевое управление роботом.

Корпус робота с шаровыми движителями при использовании радиоканала связи необходимо изготавливать из радиопрозрачных материалов.

Шаровой робот может быть как автономный, с источником питания, размещенным внутри сферы, так и неавтономный, с источником питания, размещенным вне сферы.

Основным достоинством такого робота является возможность создания абсолютно герметичного корпуса, не имеющего зазоров для вывода осей и т.п. Поэтому его можно использовать, прежде всего, как робот-разведчик или робот-исследователь в экстремальных условиях. Еще одной важной особенностью ШР является его способность движения как по твердой поверхности, так и в жидкой фазе, без перехода на другой движитель (например, с колес на винт, как в амфибиях). Это делает ШР весьма перспективным для военных целей.

Преимуществом данного изобретения является то, что сферическая геометрия корпуса позволяет совершать свободное всенаправленное перемещение, обеспечивая исключительную подвижность и маневренность. Шаровой робот способен быстро изменить направление движения с нулевым радиусом разворота.

Формула изобретения

Робот-шар, содержащий полую сферу, установленные внутри сферы двигатели, зафиксированные таким образом, что их геометрические оси перпендикулярны друг другу и пересекаются в геометрическом центре сферы, отличающийся тем, что один из двигателей установлен на внутренней поверхности сферы и соединен посредством каркаса, выполненного в форме четверти окружности, со вторым двигателем, установленным на свободном конце упомянутого каркаса и снабженным аналогичным каркасом, связанным с его валом.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.08.2008

Извещение опубликовано: 10.07.2010 БИ: 19/2010