ROBOT ESFERICO.

Robot esférico. Sector de la técnica La presente invención se refiere a un robot esférico, capaz de desplazarse en diferentes sentidos y según trayectorias distintas, que está constituido por una carcasa esférica en la que se alojan medios de accionamiento que actúan sobre la superficie interna de dicha carcasa para provocar su desplazamiento. Estado de la técnica Ya son conocidos robot esféricos, capaces de desplazarse según diferentes trayectorias. Por la US 508558 es conocido un vehículo esférico movido a través del desequilibrio de una masa interna, la cual es desplazable por la acción de un muelle elástico, al cual se le da cuerda o enrolla manualmente. El mismo sistema, basado en el desequilibrio de una masa interna, es utilizado en las US 676297, US 3798835, US 4501569, US 6227933 y US 2008/0097644, donde la energía para mover el contrapeso puede ser elástica, como en el caso anterior, o mediante uno o varios motores eléctricos. En todos estos sistemas se necesita un control de la posición relativa del contrapeso para ajustar el par aplicado en el eje de rotación de la esfera. Además, el par aplicado depende directamente de la masa del contrapeso, del brazo de palanca y de la posición relativa de éste. Es por lo tanto el requerimiento de par necesario mayor que si empleáramos sistemas basados en el movimiento de un hámster dentro de una bola. En las US 1263262, US 3722134, US 4471567, US 4541814 y US 5692946 se describen sistemas basados en el movimiento de un hámster, en las que el par es aplicado a una o varias ruedas que están en contacto con la superficie interna de la esfera, moviendo una estructura o vehículo interno que hace también de contrapeso. En este tipo de sistemas, el par necesario en el motor o muelle mecánico que mueve la rueda que está en contacto con la esfera, es inferior al que se tiene que aplicar en los sistemas con un contrapeso. En cambio se necesita que la superficie interior de la esfera se lo mas precisa posible, encareciendo la construcción de ésta. Otros tipos de robots esféricos, cuyos métodos para conseguir el movimiento varían de los mencionados anteriormente, se describen por ejemplo en la US 6289263, donde varios pesos dispuestos en distintos ejes de la esfera y que pueden variar su posición, consiguen variar el centro de gravedad del robot y producir el movimiento deseado. En la US 6414457 se montan distintos motores en ejes diametrales de la esfera, y estos motores ejercen un movimiento en cada respectivo eje, produciendo el movimiento de la esfera en diferentes direcciones. Descripción detallada de la invención La presente invención tiene por objeto un robot esférico, del tipo inicialmente indicado, en el que los medios de accionamiento son de constitución y funcionamiento sencillo, con un número reducido de componentes que además permiten un desplazamiento tanto rectilíneo como curvilíneo del robot. Otro objeto de la invención es asegurar una actuación correcta de los medios de accionamiento, aunque la superficie interna de la carcasa esférica presente irregularidades, lo cual permite reducir los costes de fabricación de la carcasa. De acuerdo con la invención, los medios de accio- 2 ES 2 351 457 A1 2 namiento alojados en la carcasa están constituidos por una base portante y un mecanismo de actuación que va montado sobre dicha base portante. La base portante apoya sobre la superficie interna de la carcasa esférica a través de elementos de rodadura, los cuales pueden consistir en al menos tres bolas que están montadas en la base portante con facultad de giro libre y en posiciones no alineadas. Estas bolas sobresalen parcialmente de la superficie de la base portante y apoyan sobre la superficie interna de la carcasa. Según otra característica de la invención, la base portante dispone de medios de la impulsan hacia una posición de equilibrio estable dentro de la carcasa, en la cual el centro de gravedad de dicha base portante queda situado por debajo del centro de la carcasa esférica. Los medios citados que impulsan a la base portante hacia la posición de equilibrio estable pueden consistir en un contrapeso que va montado en dicha base y que esta situado por debajo del centro de la carcasa esférica, en la posición de equilibrio estable de la base portante. En cuanto al mecanismo de actuación está constituido por dos ruedas, montadas sobre ejes independientes, y por dos motores de accionamiento, asociado uno a cada rueda. Las ruedas apoyan sobre la superficie interna de la carcasa en puntos en los que los ejes perpendiculares a sus planos de rodadura se cortan en el centro de la carcasa esférica, lo cual permitirá conseguir el movimiento de la carcasa en cualquier dirección, sin generar esfuerzo en las ruedas, que podrían bloquearlas. Según una forma de realización, el mecanismo de accionamiento descrito queda situado por encima de la base portante, estando el contrapeso de la base portante constituido por una masa que va dispuesta en la parte inferior de dicha base portante. La disposición de este contrapeso permite bajar el centro de gravedad de la base portante, de modo que en la posición de equilibro estable quede situado por debajo del centro geométrico de la carcasa esférica. Según una variante de ejecución, el mecanismo de accionamiento puede ir situado por debajo de la base portante, sirviendo entonces dicho mecanismo como contrapeso para impulsar a la base portante hacia la posición de equilibrio estable. Cada rueda y motor del mecanismo de accionamiento van montados en un soporte que queda relacionado con la base portante mediante elementos que impulsan de forma elástica a las ruedas hacia la superficie interna de la carcasa esférica, con lo cual que asegura un contacto permanente de las ruedas sobre dicha superficie interna, lo cual permite superar posible imperfecciones en la superficie interna de la carcasa. Según una forma de realización, el soporte en el que va montada cada rueda y motor va relacionado con la base portante mediante un eje de articulación perpendicular al eje de dicha rueda y mediante un resorte que impulsa al conjunto en el sentido de apoyo de la rueda sobre la superficie interna de la carcasa esférica. Según una variante de ejecución, el soporte en el que va montada cada rueda y motor va relacionado con la base portante a través de un acoplamiento telescópico, paralelo al sentido de apoyo de dicha rueda sobre la superficie interna de la carcasa, incluyendo 3 este acoplamiento un resorte que impulsa al soporte y rueda en el sentido de apoyo de la misma sobre la superficie interna de la carcasa. Con la constitución descrita, los medios de accionamiento alojados en la carcasa esférica, constituidos por la base portante y el mecanismo de actuación, apoyan sobre la superficie interna de la carcasa a través de los elementos de rodadura de la base portante y de las ruedas del mecanismo de actuación, de modo que el conjunto de los medios de accionamiento pueden girar libremente sobre la superficie interna de la carcasa, por la acción de los motores del mecanismo de actuación. Descripción de los dibujos En los dibujos adjuntos se muestran posibles formas de ejecución del robot esférico de la invención, dadas a título de ejemplo no limitativo. En los dibujos: La figura 1 es un alzado frontal de un robot constituido de acuerdo con la invención, con la carcasa esférica seccionada a 180º, para mostrar los medios de accionamiento alojados en su interior. La figura 2 es una vista en planta del mismo robot, con la carcasa seccionada también a 180º. La figura 3 es una perspectiva del robot, con un cuadrante de la carcasa seccionado. La figura 4 es una vista similar a la figura 1, mostrando de forma esquemática los medios de accionamiento. Las figuras 5 y 6, muestran, en alzado lateral a 180º respecto de la figura 4, posiciones de los medios de accionamiento en el movimiento rectilíneo del robot. Las figuras 7 y 8 muestran, en alzado y planta, actuaciones de los medios de accionamiento en el movimiento curvilíneo del robot. La figura 9 es una vista similar a la figura 4, mostrando una primera variante de ejecución. La figura 10 es una vista similar a la figura 9, mostrando una segunda variante de ejecución. La figura 11 es una vista similar a la figura 10, mostrando una tercera variante de ejecución. Modos de realización de la invención La constitución y características del robot de la invención, así como el funcionamiento del mismo, podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción de las diferentes variantes de ejecución mostradas en los dibujos antes relacionados. El robot esférico mostrado en las figuras 1 a 3 está constituido por una carcasa 1, de forma esférica y hueca, en las que se alojan los medios de accionamiento, los cuales comprenden una base portante 2 y un mecanismo de actuación que se indica en general con la referencia 3....

1. Robot esférico, que comprende una carcasa esférica en cuyo interior se alojan medios de accionamiento que actúan sobre la superficie interna de dicha carcasa, caracterizado porque los medios de accionamiento citados comprenden una base portante (2) y un mecanismo de actuación (3) montado sobre dicha base portante; cuya base portante (2) apoya sobre la superficie interna de la carcasa esférica (1) a través de elementos de rodadura (4) que la impulsan hacia una posición de equilibrio estable dentro de la carcasa, en la cual el centro de gravedad (7) de dicha base portante queda situado por debajo del centro geométrico (8) de la carcasa esférica; y cuyo mecanismo de actuación (3) esta constituido por dos ruedas (9), montadas sobre ejes independientes (10), y por dos motores (11) de accionamiento, asociado uno a cada rueda; cuyas ruedas apoyan sobre la superficie interna de la carcasa (1) en puntos en los que los ejes (16) perpendiculares a sus planos de rodadura se cortan en el centro (8) de la carcasa esférica. 2. Robot según la reivindicación 1, caracterizado porque la base portante (2) adopta forma de zona esférica y va alojada en una de las semiesferas de la carcasa esférica, concéntrica con la superficie interna de dicha carcasa, estando los elementos de rodadura (4) situados en la superficie curva de dicha base portante. 3. Robot según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios que impulsan a la base portante (2) hacia una posición de equilibrio estable consisten en un contrapeso (6) que va montado en dicha base y esta situado por debajo del centro geométrico (8) de la carcasa esférica, en la posición de equilibrio estable de dicha base portante. 4. Robot según la reivindicación 3, caracterizado porque el mecanismo de accionamiento (3) esta si- ES 2 351 457 A1 8 tuado por encima de la base portante y el contrapeso consiste en una masa (6) que va dispuesta en la parte inferior de dicha base portante. 5. Robot según la reivindicación 3, caracterizado porque el mecanismo de accionamiento (3) esta situado por debajo de la base portante (2) y sirve como contrapeso para impulsar a dicha base hacia la posición de equilibrio estable. 6. Robot según las reivindicaciones 1 y 4 ó 5, caracterizado porque cada rueda y motor del mecanismo de accionamiento van montados en un soporte (17) que queda relacionado con la base portante (2) mediante elementos que impulsan de forma elástica a las ruedas (9) hacia la superficie interna de la carcasa esférica. 7. Robot según la reivindicación 6, caracterizado porque el soporte (17) en el que va montada cada rueda (9) y motor (11) va relacionado con la base portante (2) mediante un eje de articulación (14) perpendicular al eje (10) de dicha rueda y mediante un resorte (15) que impulsa al conjunto en el sentido de apoyo de la rueda (9) sobre la superficie interna de la carcasa esférica (1), 8. Robot según la reivindicación 6, caracterizado porque el soporte (17) va relacionado con la base portante (2) a través de un acoplamiento telescópico (18), que es paralelo al sentido de apoyo de dicha rueda sobre la superficie interna de la carcasa esférica e incluye un resorte (19) que impulsa al soporte y rueda en dicho sentido de apoyo. 9. Robot según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de rodadura 4 consisten en al menos tres bolas que están montadas en la base portante 2 con facultad de giro libre, en posiciones no alineadas, cuyas bolas sobresalen parcialmente de dicha base portante y apoyan sobre la superficie interna de la carcasa esférica (1). 6 ES 2 351 457 A1 ES 2 351 457 A1 7 8 ES 2 351 457 A1 ES 2 351 457 A1 9 ES 2 351 457 A1 ES 2 351 457 A1 11 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA