Захват крокуючого робота

Реферат: Захват крокуючого робота містить еластичну камеру, гофровані оболонки, джерела вакууму й надлишкового тиску. Захват оснащений гострими зачепами, установленими зі спіральною пружиною на останній ланці кожного гофрованого трубопроводу, причому порожнини вакууму й надлишкового тиску зв'язані сильфоном зі зворотним клапаном. UA 117979 U (12) UA 117979 U UA 117979 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі робототехніки, а саме до створення захоплюючих пристроїв мобільних роботів для пересування по довільних поверхнях будь-якої орієнтації в просторі, й може бути використана для виконання транспортних та вантажних операцій. Відомий вакуумний захват [1], що містить сопло із плоским торцем і опори, висота кожної з яких і їх діаметри зв'язані певними чисельними значеннями, завдяки яким захват має підвищену вантажопідйомність. Однак необхідність підтримки певного співвідношення зазору між пласким торцем захвата й поверхнею контакту з його діаметром не забезпечує належної надійності при зчепленні захвата з поверхнею довільної топології, що і є його суттєвим недоліком. Відомий пристрій для фіксації об'єкта на опорній поверхні [2], що містить фіксуючий елемент (точніше, вакуумний захват), з'єднаний з корпусом, у якому розміщені спеціальний штир і його пневматичний привод. Зазначеним штирем здійснюється відрив фіксуючого елемента від поверхні контакту й, тим самим, здійснюється контроль надійності фіксації транспортного засобу. Даний пристрій, маючи здатність контролю, не забезпечує у разі необхідності збільшення сили зчеплення з поверхнею переміщення будь-якого транспортного засобу, у тому числі й мобільного робота, що обмежує його застосування з урахуванням надійності втримання транспортного засобу при переміщенні по довільно орієнтованих у просторі поверхнях. Відомий захоплюючий пристрій [3], що містить фіксуючий елемент у вигляді кінематично зв'язаних між собою вакуумних присосів і механічних захватів, оснащених відповідними пневматичними приводами. Зазначені механічні захвати виконані у вигляді підпружних “… накладок” зубчастої форми, що попереджають проковзування транспортного засобу на зволожених поверхнях з нерівностями. Оскільки усунення тільки проковзування фіксуючих елементів транспортного засобу не достатньо для його надійного втримання на поверхні переміщення, а необхідно ще й посилення власне зчеплення захватів з поверхнею, то даний пристрій не забезпечує належної надійності втримання транспортних засобів при їхнім переміщенні по довільно орієнтованих поверхнях (у тому числі й по вертикальних). Крім цього вакуумні присоси даного захоплюючого пристрою не забезпечують адаптацію до топології поверхні переміщення, що в сукупності і є його суттєвими недоліками. У відомому вакуумному захоплюючому органі [4], що містить еластичну капілярну структуру, з'єднану із джерелом стисненого повітря, мембрану, герметичні канали з рідиною й диференціальний вимірювач тиску, усунутий останній недолік попереднього пристрою [3]. Даний захоплюючий орган за рахунок еластичної капілярної структури дозволяє здійснювати його адаптацію до різної топології поверхні переміщення. Адаптація до нерівностей поверхні переміщення сприяє зменшенню підтоку повітря у вакуумний захоплюючий орган. Однак дане технічне рішення не здатне радикально збільшувати зусилля зчеплення при виникненні аварійних ситуацій - коли глибини вакууму в захваті вже не досить для втримання мобільного робота (або іншого транспортного засобу) на поверхні переміщення довільної орієнтації (вертикальної або з великим ухилом). Відсутність зазначеної якості й становить його суттєвий недолік. Найближчим аналогом до пристрою, що заявляється, є комбінований захват [5 (рис. 4.7, е)], що містить гофровану оболонку, еластичну камеру вакуумного захвату, що деформується та охоплює криволінійну поверхню виробу. У даному пристрої використовується одночасно й нагнітання повітря й розрідження. Завдяки такому технічному рішенню вакуумний захват адаптується до криволінійної поверхні (у цьому випадку циліндричної). Загальними ознаками із пристроєм-найближчим аналогом є наявність гофрованої оболонки, еластичної камери вакуумного захвату, джерел вакууму й надлишкового тиску. Однак у випадку підтоку повітря з атмосфери в еластичну камеру даний захват втрачає здатність утримувати об'єкт маніпулювання або транспортний засіб на поверхні переміщення. Зазначений негативний ефект має місце при контакті захвата з поверхнею з більшими перепадами нерівностей, наприклад відмінної від циліндричної поверхні. Відсутність можливості збільшити силу зчеплення при аварійних ситуаціях є суттєвим недоліком наведеного технічного рішення, тому що не забезпечує належної надійності його роботи. Крім цього у даному пристрої відсутній взаємозв'язок станів порожнин вакууму й надлишкового тиску, що також знижує надійність його роботи. Задачею корисної моделі є підвищення надійності зчеплення захвата крокуючого робота з довільною як по топології, так і по орієнтації поверхнею його переміщення. Задача вирішується тим, що пристрій, який заявляється, - захват крокуючого робота, що містить гофровані оболонки, еластичну камеру захвата, джерела вакууму й надлишкового тиску, згідно з корисною моделлю, оснащений гострими зачепами, установленими зі спіральною пружиною на останній ланці кожного гофрованого трубопроводу, причому порожнини вакууму й надлишкового тиску зв'язані сильфоном зі зворотним клапаном. Крім цього самі трубопроводи 1 UA 117979 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 мають гофри на їхній зовнішній поверхні, а поверхня їх контакту із присосом виконана пласкою, що облягає по лінії, утворюючій конус присосу. Кількість гофрованих трубопроводів становить, як мінімум, чотири, розташовані по два в кожній із взаємно перпендикулярних площинах поперечного перерізу присосу. Приведені ознаки корисної моделі є суттєвими, бо в сукупності достатні для рішення поставленої задачі - підвищення надійності функціонування захвата за рахунок оснащення його додатковими механічними зачепами й зв'язком між порожнинами вакууму й надлишкового тиску за допомогою сильфона зі зворотним клапаном. Кожна із наведених ознак нарізно необхідна для ідентифікації і відмінностей пристрою, що заявляється, від відомих в техніці аналогічних технічних рішень. Таким чином, нова сукупність загальних (відомих) і відмітних (нових) від найближчого аналога суттєвих ознак, якими характеризується нове технічне рішення, є достатньою у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм правового захисту, оскільки вирішує поставлені задачі. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак і результатом, що досягається полягає в наступному. Завдяки тому, що захват крокуючого робота оснащений гострими зачепами, установленими на останній ланці кожного гофрованого трубопроводу, а порожнини вакууму й надлишкового тиску зв'язані сильфоном зі зворотним клапаном, представляється можливим при підтоку повітря в присос із атмосфери, у випадку більших нерівностей на поверхні переміщення робота, здійснювати не тільки посилений притиск присосу до зазначеної поверхні, але й додаткове зчеплення захвата з поверхнею переміщення довільної орієнтації й топології. Сукупність перерахованих конструктивних відмінностей сприяє посиленню зчеплення захвата крокуючого робота з поверхнею переміщення, а значить збільшенню надійності його роботи. Пристрій пояснюється наступними кресленнями: на фіг. 1 показано 3D модель захвата крокуючого робота в перерізі 1/4 обсягу; на фіг. 2-2D переріз по А-А на фіг. 1; на фіг. 3 положення присосу при різних станах контакту з поверхнею переміщення (із зображенням "переріз-вид"). Захват крокуючого робота містить вакуумний присос 1 (фіг. 1), на якому по лінії, утворюючій конус, встановлені гофровані трубопроводи 2 з гострими зачепами 3, розміщеними на осях 4 зі спіральними пружинами 5. Присос 1 закріплено на корпусі 6, усередині якого встановлений сильфон 7, лівий торець якого прикріплений втулкою 8 до корпуса 6, а правий за допомогою штока 9 пов'язаний з кулькою 10 і пружиною 11, що утворюють зворотний клапан. Через канал 12 сильфон 7 пов'язаний із внутрішньою (вакуумною) порожниною присосу 1, яка, у свою чергу, за допомогою каналів 13 і трубопроводів 14 з'єднана із джерелом розрядження (вакууму) ежектором 15. Внутрішні порожнини гофрованих трубопроводів 2 через трубопроводи 16 з'єднано з порожниною 17 (фіг. 2) зворотного клапана. Ежектор 15 містить сопло 18, через яке подається стиснене повітря від компресора (на фіг. 2 не показаний) у канал 19 через трубопровід 20 і одночасно в колектор 21, що має, як показано на кресленні, змінний переріз. Пристрій працює наступним чином. На фіг. 1 і фіг. 3 (а) зображене вихідне положення захвата, коли присос 1 щільно облягає свою дільницю поверхні, по якій переміщається крокуючий робот. При цьому відсутній підтік повітря з атмосфери, тобто захват працює в режимі стандартного вакуумного захвата. А саме: стиснене повітря від компресора подається в сопло 18 і внаслідок змінного перерізу колектора 21, в останньому створюється зона розрядження, яка будучи з'єднана трубопроводом 14 через канал 13 з присосом 1, створює під ним зону вакууму. Оскільки сильфон 7 через канал 12 з'єднаний з областю вакууму, то при значенні вакууму p