RU230738U1

RU230738U1 - DEVICE FOR TESTING MOBILE ROBOTS "LUK"

Info

Publication number: RU230738U1
Application number: RU2024123397U
Authority: RU
Inventors: Георгий Викторович Казанцев; Никита Павлович Коренко; Александр Витальевич Лопота; Александр Викторович Печуркин; Илья Владиславович Сеньковски
Filing date: 2024-08-14
Publication date: 2024-12-18

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для проведения игровых мероприятий и соревнований, а именно к препятствиям для передвижных механизмов - мобильных роботов.The utility model relates to devices for conducting gaming events and competitions, namely to obstacles for mobile mechanisms - mobile robots.

Сущность полезной модели заключается в том, что в препятствии для мобильного робота кубической формы на его верхней площадке размещен люк, закрывающийся двумя прямоугольными створками равного размера, занимающими не менее 70% поверхности площадки, открывающимися внутрь куба с заданной задержкой после активации роботом выключателя. Техническим результатом полезной модели является реализация ее назначения - возможность использования в качестве препятствия для мобильного робота, в ходе преодоления которого оказывается возможным продемонстрировать и оценить его технические свойства. The essence of the utility model is that in the obstacle for a cubic mobile robot on its upper platform there is a hatch closed by two rectangular flaps of equal size, occupying at least 70% of the platform surface, opening inwards into the cube with a given delay after the robot activates the switch. The technical result of the utility model is the implementation of its purpose - the possibility of using it as an obstacle for a mobile robot, during the overcoming of which it becomes possible to demonstrate and evaluate its technical properties.

Description

Полезная модель относится к устройствам для проведения мероприятий и соревнований, в частности, для проведения испытаний малогабаритных мобильных роботов, преимущественно, сверхлегкого класса. The utility model relates to devices for holding events and competitions, in particular, for testing small-sized mobile robots, primarily of the ultra-light class.

Полезная модель позволяет продемонстрировать и оценить технические свойства мобильных роботов и может быть использована в качестве самостоятельного препятствия или в качестве фрагмента полосы препятствий или ячейки испытательного полигона для роботов. The utility model allows to demonstrate and evaluate the technical properties of mobile robots and can be used as an independent obstacle or as a fragment of an obstacle course or a cell of a test site for robots.

Известны устройства, выполненные в виде конструкций, представляющих собой препятствия для мобильных роботов, которые используются отдельно или в составе полосы препятствий. Например, «Устройство для испытания мобильных роботов» по патенту RU 174070, опубл. 2017.09.28, заявка 2016112642 от 2016.04.04, МПК A63B 71/02, в состав которого входит наклонные поверхности, участки с гравием или травой, мост и другие препятствия. Помимо этого, существует устройство для развлечений «Аттракцион» по патенту RU 2130797, опубл. 27.05.1999, заявка от 22.06.1998, МПК A63G25/00, в состав которого входит участок с замкнутой трассой. Однако упомянутые препятствия являются относительно простыми для преодоления их роботом и используются в составе сформированной на общем основании искусственной трассы. There are known devices made in the form of structures representing obstacles for mobile robots, which are used separately or as part of an obstacle course. For example, the "Device for testing mobile robots" according to patent RU 174070, published 2017.09.28, application 2016112642 dated 2016.04.04, IPC A63B 71/02, which includes inclined surfaces, sections with gravel or grass, a bridge and other obstacles. In addition, there is an entertainment device "Attraction" according to patent RU 2130797, published 27.05.1999, application dated 22.06.1998, IPC A63G25/00, which includes a section with a closed track. However, the mentioned obstacles are relatively easy for a robot to overcome and are used as part of an artificial track formed on a common base.

Из уровня техники известно «Устройство для испытания мобильных роботов» по патенту RU 2610810 С1, опубл. 15.02.2017, заявка №2015141622 от 30.09.2015, МПК А63B 71/00, в состав которой входит модульный однотипный конструктивный элемент. Это препятствие представляет собой объемный элемент, выполненный в виде пустотелого куба, содержащий на верхнем основании квадратную площадку. Для прохождения данного препятствия требуется маневренность мобильного робота, однако отсутствие помех на пути робота позволяет пересечь ячейку без особого труда при точном позиционировании. The prior art includes a "Device for testing mobile robots" under patent RU 2610810 C1, published on 15.02.2017, application No. 2015141622 dated 30.09.2015, IPC A63B 71/00, which includes a modular, uniform structural element. This obstacle is a volumetric element made in the form of a hollow cube containing a square platform on the upper base. To pass this obstacle, the mobile robot must be maneuverable, but the absence of obstacles in the robot's path allows it to cross the cell without much difficulty with precise positioning.

Технической задачей, которую решает полезная модель, является создание препятствия с повышенным уровнем сложности прохождения. The technical problem solved by the utility model is the creation of an obstacle with an increased level of difficulty in passing.

Сущность полезной модели заключается в том, что в препятствии для мобильного робота, выполненного в виде пустотелого куба, на его верхней грани размещен прямоугольный люк, закрытый двумя соприкасающимися прямоугольными створками равного размера. При этом люк занимает большую часть (не менее 70%) поверхности площадки. Створки выполнены в виде плоских элементов и прикреплены с помощью петель к противоположным частям верхнего основания с возможностью открываться внутрь куба. Створки удерживаются в закрытом положении с помощью магнитного замка, при отключении которого распахиваются внутрь куба под действием силы тяжести. Если робот, двигаясь по верхней грани куба, не успевает её пересечь, он проваливается в раскрывшийся люк на нижнее основание куба. The essence of the utility model is that in the obstacle for the mobile robot, made in the form of a hollow cube, on its upper edge there is a rectangular hatch, closed by two contacting rectangular flaps of equal size. In this case, the hatch occupies most of the area (at least 70%). The flaps are made in the form of flat elements and are attached with hinges to the opposite parts of the upper base with the ability to open inward of the cube. The flaps are held in the closed position by a magnetic lock, when disconnected, they swing open inward of the cube under the action of gravity. If the robot, moving along the upper edge of the cube, does not have time to cross it, it falls into the opened hatch onto the lower base of the cube.

На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства (в закрытом положении); на фиг. 2 –общий вид заявленного устройства (в открытом положении), Fig. 1 shows a general view of the claimed device (in the closed position); Fig. 2 shows a general view of the claimed device (in the open position),

где: Where:

1, 2 – створки; 1, 2 – sashes;

3 – демпфирующая область; 3 – damping region;

4 – каркас в форме куба; 4 – cube-shaped frame;

5 – электромагнитные замки; 5 – electromagnetic locks;

6 – демпферы створок; 6 – sash dampers;

7 – бесконтактный индуктивный датчик. 7 – contactless inductive sensor.

Препятствие представляет собой опорную конструкцию, выполненную в виде каркаса в форме прямоугольного параллелепипеда, рёбра которого состоят из алюминиевого профиля или иного материала, обеспечивающего жёсткость и надёжность конструкции. Две противоположные боковые грани куба остаются открытыми, две другие – открыты частично; нижняя грань, являющаяся основанием, опирается на пол или иную поверхность, а верхняя грань (верхнее основание) включает площадку с люком, предназначенную для перемещения по ней мобильного робота. Люк закрывается соприкасающимися внахлёст створками 1 и 2, соединенными с помощью петель с нижней частью площадки. При этом створка 2 опирается на створку 1. На верхнем основании друг напротив друга размещены два электромагнитных замка 5, а на створке 1 размещены две ответные части замков. Электромагнитные замки удерживают в закрытом положении створку 1 и опирающуюся неё створку 2. В случае размыкания электрической цепи с бесконтактным индуктивным датчиком замки 5 перестают удерживать створку 1 и обе створки люка распахиваются под действием силы тяжести. На двух противоположных частично закрытых боковых гранях каркаса размещены два демпфирующих упора 7, гасящие жёсткий удар створок о каркас при раскрытии. The obstacle is a supporting structure made in the form of a frame in the shape of a rectangular parallelepiped, the ribs of which consist of an aluminum profile or other material that ensures the rigidity and reliability of the structure. Two opposite side faces of the cube remain open, the other two are partially open; the lower face, which is the base, rests on the floor or another surface, and the upper face (upper base) includes a platform with a hatch designed for the movement of a mobile robot along it. The hatch is closed by overlapping flaps 1 and 2, connected by means of hinges to the lower part of the platform. In this case, flaps 2 rests on flaps 1. Two electromagnetic locks 5 are located opposite each other on the upper base, and two mating parts of the locks are located on flaps 1. Electromagnetic locks hold the sash 1 and the sash 2 resting on it in the closed position. In the event of an electrical circuit break with the contactless inductive sensor, locks 5 stop holding the sash 1 and both hatch sashes swing open under the action of gravity. Two damping stops 7 are located on two opposite partially closed side edges of the frame, damping the hard impact of the sashes on the frame when opening.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

Препятствие устанавливается на плоском основании, в частности на полу помещения. При включении устройства на электромагнитные замки 5 подают постоянный ток и вручную приводят створки люка в исходное положение «Закрыто». Далее створки люка в закрытом положении удерживают электромагнитные замки 5. Задача робота – въехать на площадку с люком, пересечь её и активировать индуктивный датчик, после чего успеть покинуть площадку до открытия люка, которое происходит с заранее заданной задержкой после въезда робота в зону чувствительности датчика. The obstacle is installed on a flat base, in particular on the floor of the room. When the device is turned on, direct current is supplied to the electromagnetic locks 5 and the hatch flaps are manually brought to the initial "Closed" position. Then the hatch flaps are held in the closed position by the electromagnetic locks 5. The robot's task is to enter the platform with the hatch, cross it and activate the inductive sensor, after which it has time to leave the platform before the hatch opens, which occurs with a predetermined delay after the robot enters the sensor's sensitivity zone.

После размыкания электрической цепи с бесконтактным индуктивным датчиком замки открываются и створки люка распахиваются. Если при этом робот успел покинуть площадку, препятствие считается успешно пройденным. Однако, если робот не успел покинуть площадку и в момент открытия люка целиком или частично находился на поверхности створок, он проваливается сквозь люк и падает на демпфирующую область 3, предотвращающую его поломку, на нижнем основании каркаса. Во избежание падения мобильный робот вынужден быстро совершать сложные манёвры в достаточно стеснённых условиях, чтобы своевременно покинуть площадку, что и обуславливает высокую сложность прохождения препятствия, которая напрямую зависит от предустановленной величины задержки. Чем больше её значение, тем больше вероятность успешного преодоления препятствия. After the electric circuit with the contactless inductive sensor is broken, the locks open and the hatch flaps swing open. If the robot manages to leave the platform, the obstacle is considered successfully passed. However, if the robot does not manage to leave the platform and is completely or partially on the surface of the flaps at the moment of opening the hatch, it falls through the hatch and falls on the damping area 3, which prevents its breakage, on the lower base of the frame. To avoid falling, the mobile robot is forced to quickly perform complex maneuvers in fairly cramped conditions in order to leave the platform in time, which determines the high complexity of passing the obstacle, which directly depends on the preset delay value. The greater its value, the greater the probability of successfully overcoming the obstacle.

Таким образом, заявляемое устройство представляет собой сложное препятствие-ловушку, для преодоления которого требуются высокая маневренность робота и точность его управления. Thus, the claimed device is a complex obstacle-trap, overcoming which requires high maneuverability of the robot and precision of its control.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемой полезной модели, является повышение уровня сложности прохождения препятствия. The technical result achieved by implementing the claimed utility model is an increase in the level of difficulty of passing an obstacle.

В конкретной реализации препятствие представляло собой кубическую опорную конструкцию со стороной 80 см, рёбра которой были выполнены из алюминиевого профиля, ортогонально скрепленного между собой с трех сторон с помощью треугольных уголков из фанеры. Площадка и створки люка были выполнены из фанеры толщиной 10 мм, достаточно прочной, чтобы выдержать вес мобильного робота до 10 кг. В качестве электромагнитных замков использовались накладные замки Smartec ST-EL050S, а также бесконтактные индуктивные датчики модели SN04-N2. В качестве материала демпфирующей области на нижнем основании был использован поролон толщиной 30 мм. Демпфирующие упоры на боковых гранях куба были изготовлены из вспененного полиэтилена толщиной 30 мм.In the specific implementation, the obstacle was a cubic support structure with a side of 80 cm, the edges of which were made of an aluminum profile, orthogonally fastened together on three sides using triangular plywood corners. The platform and hatch flaps were made of 10 mm thick plywood, strong enough to withstand the weight of a mobile robot up to 10 kg. Smartec ST-EL050S surface-mounted locks and SN04-N2 contactless inductive sensors were used as electromagnetic locks. Foam rubber with a thickness of 30 mm was used as a material for the damping area on the lower base. Damping stops on the side faces of the cube were made of 30 mm thick foamed polyethylene.

Claims

1. An obstacle for a mobile robot, which is a hollow cube containing a square upper platform, characterized in that the platform additionally includes a hatch occupying at least 70% of the surface of the platform, containing two flat rectangular flaps of equal size secured on hinges, designed with the ability to open inward under the action of gravity, two electromagnetic locks located on opposite side faces of the cube, as well as a contactless inductive sensor that opens the flaps at a given time.

2. An obstacle according to paragraph 1, characterized in that the base is made in the form of a modular element equipped with fastening means that ensure the possibility of its connection with other modular elements, which are square platforms that are matched in size with the said base.