Виброробот с двумя подвижными массами

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам. Сущность полезной модели состоит в том, что синхронное движение инерционных элементов в вертикальной и горизонтальной секциях виброробота и движение в вертикальной секции инерционного элемента в вертикальной плоскости, позволяющее кратковременно менять силу нормальной реакции поверхности движения, приложенной к корпусу виброробота, позволяют полностью устранить проскальзывание при перемещении виброробота и повысить его среднюю скорость.

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам.

Известно транспортное средство (патент РФ 69010 U1 МПК В62D 57/00, 2007 г.), характеризующееся тем, что движитель транспортного средства представляет собой реверсивный двигатель постоянного тока с реечной передачей, преобразующей угловое перемещение вала реверсивного двигателя постоянного тока в линейное поступательное движение свободно закрепленного на конце рейки инерционного элемента, представляющего собой полый металлический цилиндр с возможностью свободного качения по поверхности плоской платформы-корпуса. Рейка и вал-шестерня реверсивного двигателя постоянного тока образуют реечную передачу электропривода. Регулирование угловой скорости вала-шестерни реверсивного двигателя постоянного тока, а также возможность реверсивного вращения вала-шестерни, позволяет изменять значение линейного перемещения свободно закрепленного инерционного элемента транспортного средства относительно его платформы-корпуса с заданной скоростью, посредством чего между платформой-корпусом транспортного средства и поверхностью перемещения возникают ассиметричные силы трения, что позволяет транспортному средству устойчиво двигаться по поверхности.

Недостатком данного транспортного средства является невысокая скорость передвижения, а также наличие проскальзывания платформы-корпуса транспортного средства относительно поверхности перемещения.

Задача полезной модели - устранить проскальзывание платформы-корпуса транспортного средства и увеличить его среднюю скорость.

Задача решается тем, что транспортное средство содержит вертикальную и горизонтальную секции, в каждой из которых одинаково размещены: движитель в виде электропривода, инерционный элемент.

Электропривод каждой секции виброробота представляет собой реверсивный двигатель постоянного тока с реечной передачей, преобразующей угловое перемещение вала реверсивного двигателя постоянного тока в линейное поступательное движение свободно закрепленного на конце рейки инерционного элемента, представляющего собой металлический цилиндр с возможностью свободного качения по одной из плоских поверхностей корпуса-секции. Рейка и вал-шестерня реверсивного двигателя постоянного тока образуют реечную передачу электропривода. Регулирование угловой скорости вала-шестерни реверсивного двигателя постоянного тока, а также возможность реверсивного вращения вала-шестерни позволяет изменять значение линейного перемещения свободно закрепленного инерционного элемента виброробота относительно его корпуса-секции с заданной скоростью. Вертикальная секция виброробота установлена сверху горизонтальной под углом 90° так, чтобы инерционный элемент вертикальной секции двигался в вертикальной плоскости. Электропривод со свободно закрепленным инерционным элементом установлены в корпусах-секциях виброробота таким образом, чтобы обеспечить симметричное распределение их общей массы относительно продольной оси всего корпуса виброробота.

На фиг.1 изображен виброробот с двумя подвижными массами. На фиг.2-3 и фиг.4-5 изображены временные диаграммы подачи напряжения на электроприводы виброробота для обеспечения одного цикла движения виброробота вперед и назад соответственно.

Виброробот (фиг.1) состоит из двух одинаковых секций, каждая из которых содержит: корпус-секцию 1, установленный в корпус-секцию электропривод, состоящий из реверсивного двигателя постоянного тока 2 и рейки реечной передачи 3, свободно закрепленный инерционный элемент 4, направляющие 5 рейки реечной передачи, крепление двигателя 6 к корпусу-секции.

Виброробот работает следующим образом.

При подаче напряжения на реверсивный двигатель постоянного тока 2 электропривода каждой секции виброробота его вал-шестерня начинает вращаться, перемещая вперед рейку реечной передачи 3. Перемещаясь, рейка 3 изменяет положение свободно закрепленного инерционного элемента 4 относительно корпуса-секции 1 виброробота. Для хода рейки 3 реечной передачи электродвигателя в обратную сторону напряжение, поступающее на реверсивный двигатель постоянного тока 2, меняет полярность, и вал-шестерня электродвигателя вращается в противоположную сторону, перемещая рейку 3 назад вместе со свободно закрепленным инерционным элементом 4. Движение инерционного элемента 4 в вертикальной секции позволяет устранить проскальзывание при движении и повысить среднюю скорость виброробота путем кратковременного изменения силы нормальной реакции поверхности движения, приложенной к корпусу виброробота. Двигатели в обеих секциях работают синхронно.

Для обеспечения одного цикла движения виброробота вперед (фиг.2-3) вначале происходит синхронная подача инверсного напряжения (соответствующего направлению движения рейки реечной передачи 3 со свободно закрепленным инерционным элементом 4 в сторону, обратную необходимому направлению движения инерционного элемента 4) на реверсивные двигатели постоянного тока виброробота за промежуток времени T_i затем - синхронная подача положительного напряжения (соответствующего направлению движения рейки реечной передачи 3 со свободно закрепленным инерционным элементом 4 в сторону необходимого направления движения инерционного элемента 4) на реверсивные двигатели постоянного тока за промежуток времени T_p (диаграмма управляющего напряжения U₁ - для двигателя горизонтальной секции, диаграмма управляющего напряжения U₂ - для двигателя вертикальной секции).

Для обеспечения одного цикла движения виброробота назад (фиг.4-5) полярность управляющего напряжения U₁ меняется, промежутки времени T_i , T_p остаются постоянными.

При этом значение T_p определяется значением времени, необходимого для хода рейки реечной передачи 3, обеспечивающего линейное перемещение свободно закрепленного инерционного элемента 4 относительно корпуса-секции 1 при подаче на двигатель постоянного тока 2 напряжения величиной U_d. Значение T_p должно быть больше T _i, величины T_p и T_i определяются экспериментальным путем. Уровень поступающего на электроприводы напряжения U_d постоянен и одинаков. При последовательном многократном повторении этих циклов движения виброробота между корпусом всего виброробота и поверхностью перемещения возникают ассиметричные силы трения, что позволяет вибророботу устойчиво двигаться по поверхности.

Использование виброробота в качестве транспортного средства позволит с высокой точностью позиционирования транспортировать полезный груз по различного рода поверхностям.

Виброробот с двумя подвижными массами, состоящий из горизонтальной секции, внутри которой установлены электропривод для управления движением инерционного элемента и инерционный элемент, перемещающийся в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что сверху горизонтальной секции под углом 90° дополнительно установлена вертикальная секция, внутри которой размещены электропривод для управления движением инерционного элемента и инерционный элемент, движущийся в вертикальной плоскости посредством электропривода вертикальной секции синхронно с движением инерционного элемента горизонтальной секции.