Шасси робокара

В заявке предлагается шасси робокара, содержащее горизонтальную платформу, два передних и два задних мотор-колеса, каждое из которых закреплено на поворотной вилке, вал которой установлен на платформе перпендикулярно ее плоскости и снабжен соосным с ним зубчатым колесом, и электродвигатель, на выходном конце вала которого установлено зубчатое колесо. Отличительной особенностью предложения является то, что на хвостовике вала электродвигателя установлено дополнительное зубчатое колесо, платформа снабжена первой зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами, установленными на валах вилок, на которых закреплены передние мотор-колеса, второй зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на выходном конце вала электродвигателя, третьей зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами, установленными на валах вилок, на которых закреплены задние мотор-колеса, четвертой зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с дополнительным зубчатым колесом, установленным на хвостовике вала электродвигателя. При этом вторая рейка установлена под зубчатым колесом, с которым она находится в зацеплении, и жестко соединена с первой рейкой, а четвертая рейка установлена над дополнительным зубчатым колесом и жестко соединена с третьей рейкой. Технический результат предложения состоит в том, что разработанная конструкция шасси благодаря кинематической связи электродвигателя с передними и задними мотор-колесами и мотор-колес между собой обеспечивает высокую точность согласования поворота мотор-колес электродвигателем и высокую точность параллельного переноса робокара в требуемую точку производственного помещения, где он эксплуатируется.

Предлагаемая полезная модель относится к транспортирующим машинам и может быть использована в робокарах, оснащенных промышленным роботом, выполняющим технологические операции в опасных для человека средах.

В настоящее время шасси робокаров, аналогичные предлагаемому известны. К ним относятся, в частности, описанные в работе Л.И. Волчкевич, Б.А. Усов. Транспортно-накопительные системы ГПС/ Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Высш. шк., 1989. - с. 74-76. Эти шасси обычно содержат горизонтальную платформу с четырьмя колесами, привод вращения колес, выполненный в виде электродвигателя, установленного на платформе и кинематически связанного с колесами, и механизм рулевого управления, соединенный с датчиками слежения за светоотражающей полосой, нанесенной на пол помещения, в котором эксплуатируется робокар, или за электрическим кабелем, проложенным под полом помещения. Указанные шасси имеют достаточно простую конструкцию, обладают практически приемлемой надежностью, но способны двигаться только по строго определенным траекториям, задаваемым упомянутой полосой или кабелем. Это ограничивает их функциональные возможности и не позволяет их применять для перемещения установленного на них робота в любую точку производственного помещения, что является их существенным недостатком.

Отмеченного недостатка лишено шасси робокара Curiosity, разработанного в Лаборатории реактивного движения NASA и описанного в журнале Plm news. Инновации в промышленности, Октябрь 2012, стр. 2. Данное шасси, принятое нами за прототип, содержит горизонтальную платформу, мотор-колеса, из которых два - передние и два - задние. Мотор-колеса закреплены на поворотных вилках, валы которых перпендикулярны плоскости платформы и снабжены соосными с ними зубчатыми колесами. Каждая вилка снабжена своим, размещенным на платформе, электродвигателем, на выходном конце вала которого установлено зубчатое колесо, связанное с валом вилки через зубчатое колесо, установленное на валу вилки.

Платформа-прототип может перемещаться в любую точку производственного помещения. Для этого ее мотор-колеса через вилки поворачиваются электродвигателями в те или иные угловые положения, а затем мотор-колеса включаются. Производя их включение на то или иное время, можно обеспечивать перемещение шасси на нужные расстояния по той или иной траектории.

Вместе с тем, шасси-прототип имеет и недостаток. Истоки его в том, что для выполнения определенных технологических операций роботом, устанавливаемым на шасси, в определенных точках обслуживаемого пространства, необходимо точное перемещение шасси в нужную точку производственного помещения. Если шасси при движении совершает повороты, то перед выполнением технологической операции роботом в точке обслуживаемого пространства, заданной программой работы робота, нужно производить коррекцию программы на совершенные углы поворота. Но коррекция не может осуществляться без погрешностей, поэтому для повышения точности перемещения робокара в любую нужную точку производственного помещения целесообразно перемещение шасси производить без поворотов, т.е. в виде параллельного переноса (Яглом И.М. Параллельный перенос // Геометрические преобразования. - М.: ГИТТЛ, 1955. - Т.1. Движения и преобразования подобия. - с. 19-25). Для движения шасси робокара в виде параллельного переноса необходимо, чтобы все его мотор-колеса перед движением повернулись на одинаковые углы. Но каждое мотор-колесо шасси-прототипа имеет свой электродвигатель поворота вилки, управляется автономно и поворачивается независимо от других мотор-колес. А это влечет за собой некоторое их рассогласование по углу. В результате появляется погрешность движения шасси и погрешность перемещения робокара в нужную точку помещения. Это и обусловливает недостаток прототипа, который упоминается выше. Суть его -невозможность достаточно точного перемещения шасси робокара в требуемую точку производственного помещения.

В связи с изложенным, задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение точности перемещения шасси робокара в требуемую точку. Технически решение задачи достигается за счет того, что шасси робокара, содержащее горизонтальную платформу, два передних и два задних мотор-колеса, каждое из которых закреплено на поворотной вилке, вал которой установлен на платформе перпендикулярно ее плоскости и снабжен соосным с ним зубчатым колесом, и электродвигатель, на выходном конце вала которого установлено зубчатое колесо, отличается от прототипа тем, что на хвостовике вала электродвигателя установлено дополнительное зубчатое колесо, платформа снабжена первой зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами, установленными на валах вилок, на которых закреплены передние мотор-колеса, второй зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на выходном конце вала электродвигателя, третьей зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами, установленными на валах вилок, на которых закреплены задние мотор-колеса, четвертой зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с дополнительным зубчатым колесом, установленным на хвостовике вала электродвигателя, причем вторая рейка установлена под зубчатым колесом, с которым она находится в зацеплении, и жестко соединена с первой рейкой, а четвертая рейка установлена над дополнительным зубчатым колесом и жестко соединена с третьей рейкой.

На фиг. 1. показан вид предлагаемого шасси сбоку со снятым боковым ограждением, на фиг. 2 - поперечный разрез шасси A-A, на фиг. 3 - увеличенный вид B на зацепление третьей и четвертой реек с соответствующими зубчатыми колесами.

Шасси робокара, содержит горизонтальную платформу 1, два передних 2 и два задних 3 мотор-колеса, каждое из которых закреплено на поворотной вилке 4, вал 5 которой установлен на платформе 1 перпендикулярно ее плоскости и снабжен соосным с ним зубчатым колесом 6, и электродвигатель 7, на выходном конце 8 вала которого установлено зубчатое колесо 9. На хвостовике 10 вала электродвигателя 7 установлено дополнительное зубчатое колесо 11. Платформа 1 снабжена первой зубчатой рейкой 12, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами 6, установленными на валах вилок 4, на которых закреплены передние мотор-колеса 2, второй зубчатой рейкой 13, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 9, установленным на выходном конце 8 вала электродвигателя 7, третьей зубчатой рейкой 14, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами 6, установленными на валах вилок 4, на которых закреплены задние мотор-колеса 3, четвертой зубчатой рейкой 15, находящейся в зацеплении с дополнительным зубчатым колесом 11, установленным на хвостовике 10 вала электродвигателя 7. При этом вторая рейка 13 установлена под зубчатым колесом 9, с которым она находится в зацеплении, и жестко соединена с первой рейкой 12 (конструкция соединения условно не показана), а четвертая рейка 15 установлена над дополнительным зубчатым колесом 11 и жестко соединена с третьей рейкой 14 (конструкция соединения также условно не показана).

При использовании шасси робокара с помощью электродвигателя 7 мотор-колеса 2 и 3 шасси поворачивают на требуемый угол. Поскольку все валы 5 вилок 4 кинематически связаны между собой (эта связь обеспечивается зацеплением зубчатых колес 9 и 11 с рейками 13 и 15, а их, в свою очередь, через рейки 12 и 14 - с зубчатыми колесами 6), мотор-колеса 2 и 3 повернутся на одинаковый угол в одном направлении с высокой точностью (выбрав степень точности зубчатых зацеплений, например, третью, можно обеспечить пренебрежимо малое рассогласование угловых положений мотор-колес). Включив далее вращение мотор-колес 2 и 3, можно осуществить практически точное перемещение робокара в требуемую точку производственного помещения путем параллельного переноса. Такое повышение точности перемещения по сравнению с прототипом является техническим результатом разработки описанного шасси робокара и, соответственно, техническим результатом предлагаемой полезной модели.

Шасси робокара, содержащее горизонтальную платформу, два передних и два задних мотор-колеса, каждое из которых закреплено на поворотной вилке, вал которой установлен на платформе перпендикулярно её плоскости и снабжён соосным с ним зубчатым колесом, и электродвигатель, на выходном конце вала которого установлено зубчатое колесо, отличающееся тем, что на хвостовике вала электродвигателя установлено дополнительное зубчатое колесо, платформа снабжена первой зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатыми колёсами, установленными на валах вилок, на которых закреплены передние мотор-колёса, второй зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на выходном конце вала электродвигателя, третьей зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с зубчатыми колёсами, установленными на валах вилок, на которых закреплены задние мотор-колёса, четвёртой зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с дополнительным зубчатым колесом, установленным на хвостовике вала электродвигателя, причём вторая рейка установлена под зубчатым колесом, с которым она находится в зацеплении, и жёстко соединена с первой рейкой, а четвёртая рейка установлена над дополнительным зубчатым колесом и жёстко соединена с третьей рейкой.

РИСУНКИ