DISPOSITIVO DE TRACCION PARA ROBOT QUE COMPRENDE AL MENOS UNA RUEDA MOTRIZ Y UN ODOMETRO.

Dispositivo de tracción para robot que comprende al menos una rueda motriz y un odómetro.

Dispositivo de tracción (1) para robot que comprende al menos una rueda motriz (RM1) y un odómetro provisto de al menos una rueda (RO1) contigua a la rueda motriz (RM1) y montada libre sobre su propio eje (dO1), que es paralelo al eje (dM) de la rueda motriz (RM1), y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda montada libre (RO1), que comprende medios de guiado del eje (dO1) de la rueda montada libre (RO1) en un plano que contiene a ambos ejes (dO1, dM), de modo que en funcionamiento dicho plano queda vertical y la rueda libre (RO1) puede permanecer en contacto sin deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura de la rueda libre (RO1) y la rueda motriz (RM1) cuando el robot se desplaza

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031533.

Solicitante: PAL ROBOTICS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: BARCELONA.

Inventor/es: FALCONTI,DAVIDE.

Fecha de Solicitud: 18 de Octubre de 2010.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 26 de Octubre de 2011.

Clasificación PCT:

  • A47L9/00 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A47 MOBILIARIO; ARTICULOS O APARATOS DE USO DOMESTICO; MOLINILLOS DE CAFE; MOLINILLOS DE ESPECIAS; ASPIRADORES EN GENERAL.A47L LAVADO O LIMPIEZA DOMESTICA (cepillos A46B; limpieza de grandes cantidades de botellas o de otros objetos huecos de una sola especie B08B 9/00; lavado de la ropa D06F ); ASPIRADORES EN GENERAL (limpieza en general B08). › Partes constitutivas o accesorios de aspiradores, p. ej. medios mecánicos para controlar la aspiración o para producir una acción de batido; Dispositivos para la conservación ordenada de los aspiradores o de sus piezas; Vehículos portadores especialmente concebidos para los aspiradores.
  • B25J5/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B25 HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES; MANGOS PARA UTENSILIOS MANUALES; UTILLAJE DE TALLER; MANIPULADORES.B25J MANIPULADORES; RECINTOS CON DISPOSITIVOS DE MANIPULACION INTEGRADOS (dispositivos robóticos para recolección individual de frutas, hortalizas, lúpulo y similares A01D 46/30; manipuladores de agujas para cirugía A61B 17/062; manipuladores asociados a las laminadoras B21B 39/20; manipuladores asociados a las máquinas de forja B21J 13/10; medios para mantener las ruedas o sus elementos B60B 30/00; grúas B66C; disposiciones para la manipulación del combustible o de otros materiales utilizados en el interior de reactores nucleares G21C 19/00; combinación estructural de manipuladores con celdas o recintos protegidos contra la radiación G21F 7/06). › Manipuladores montados sobre ruedas o sobre soportes móviles (B25J 1/00 tiene prioridad; manipuladores de control programado B25J 9/00).
  • B62D61/12 B […] › B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES.B62D VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado de máquinas o instrumentos agrícolas según un recorrido determinado A01B 69/00; ruedas, ruedecillas pivotantes, mejora de la adherencia de ruedas B60B; neumáticos para vehículos, inflado de neumáticos, cambio o reparación de neumáticos B60C; conexiones entre vehículos de un mismo tren o de un conjunto similar B60D; vehículos raíl-carretera, vehículos anfibios o transformables B60F; disposiciones de suspensión B60G; calefacción, refrigeración, ventilación u otros dispositivos de tratamiento del aire B60H; ventanas, parabrisas, techos descapotables, puertas o dispositivos similares, cubiertas de protección para vehículos fuera de servicio B60J; disposiciones de conjuntos de propulsión, accionamientos auxiliares, transmisiones, disposición de instrumentos o tableros de a bordo B60K; equipo eléctrico o propulsión de vehículos de tracción eléctrica B60L; alimentación de energía eléctrica para vehículos de tracción eléctrica B60M; disposiciones para pasajeros no previstas en otro lugar B60N; vehículos adaptados al transporte de cargas o para llevar cargas u objetos especiales B60P; adaptación de los dispositivos de señalización o de iluminación, su montaje o soporte, circuitos a este efecto, para vehículos en general B60Q; vehículos, equipos o partes de vehículos, no previstos en otro lugar B60R; servicio,limpieza, reparación, elevación o maniobra, no previstos en otro lugar B60S; frenos, sistemas de control de frenos o partes de estos sistemas B60T; vehículos de colchón de aire B60V; ciclos de motor, sus accesorios B62J, B62K; ensayo de vehículos G01M). › B62D 61/00 Vehículos a motor o remolques caracterizados por la disposición o el número de ruedas no previendo otro distinto, p. ej. cuatro ruedas dispuestas en rombo. › con un número variable de ruedas en contacto con el suelo, p. ej. con ciertas ruedas dispuestas más altas que las otras o con ruedas retráctiles (para las necesidades de la maniobra solamente B60S).
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Descripción:

Dispositivo de tracción para robot que comprende al menos una rueda motriz y un odómetro.

La presente invención se refiere a un dispositivo de tracción para robot provisto de una rueda motriz y un odómetro, que permite evitar los errores de predicción de la posición causados por el deslizamiento o la pérdida de contacto de la rueda libre del odómetro.

Antecedentes de la invención

Son conocidos los dispositivos de tracción para robot que comprenden al menos una rueda motriz y un odómetro.

En general, el odómetro se implementa mediante al menos una rueda contigua a la rueda motriz, o a proximidad de esta, y montada libre sobre su propio eje, que es paralelo al eje de la rueda motriz, y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda montada libre. De este modo, la lectura del codificador, o de dos codificadores si se trata de las ruedas de un diferencial, permite estimar la posición de la rueda, del diferencial o bien del robot, sin necesidad de recurrir a señales externas.

En los documentos KR20060032333 y KR20050054766 se describen dispositivos con las características del preámbulo de la primera reivindicación de la presente solicitud.

Concretamente, en KR20060032333 se describe un detector de deslizamiento de un robot de limpieza y su procedimiento asociado, dispuesto para verificar si el robot patina en el suelo por comparación de las velocidades de rotación de las ruedas motrices y las ruedas libres.

Ahora bien, debido a la distancia horizontal entre los ejes de las ruedas motrices y las ruedas del odómetro, se pueden producir errores, en especial cuando el dispositivo gira, que impiden obtener una predicción precisa de la precisión de la posición obtenida.

En KR20050054766, considerado como el antecedente más cercano, se describe un dispositivo que comprende las características del preámbulo de la presente solicitud, y en el cual las ruedas libres comparten eje con las ruedas motrices, tanto geométricamente, como físicamente, esto último debido a que se prevé un encaje del eje de la rueda libre en el propio eje de la rueda motriz, tal como se ilustra en la figura 1.

Ahora bien, esta solución presenta notables inconvenientes, entre los que cabe citar:

- prever que la rueda motriz sea de eje hueco, obligando a que el fabricante emplee medios de transmisión entre el motor y la rueda, lo cual impide la conexión mecánica directa entre ambos y un incremento del número y complejidad de las piezas;

- prever que las dos ruedas tengan el mismo diámetro y

- tal como se aprecia en las figuras 2 y 3, en las situaciones representadas, en las que el robot se desplaza por un suelo rugoso, o bien se produce una falta de tracción, o bien la rueda libre pierde el contacto y ya no se recibe señal de rotación por parte del codificador rotatorio.

Por lo tanto, es evidente la necesidad de disponer de un dispositivo que dé solución a los mencionados inconvenientes del estado de la técnica, es decir que permita una predicción correcta tanto en suelos planos como rugosos, y que permita un bajo coste de realización.

Descripción de la invención

Para ello, la presente invención propone un dispositivo de tracción para robot que comprende al menos una rueda motriz y un odómetro provisto de al menos una rueda contigua a la rueda motriz y montada libre sobre su propio eje, que es paralelo al eje de la rueda motriz, y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda montada libre, que se caracteriza por el hecho de que comprende medios de guiado del eje de la rueda montada libre en un plano que contiene a ambos ejes de modo que en funcionamiento dicho plano queda vertical y la rueda libre puede permanecer en contacto sin deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura de la rueda libre y la rueda motriz cuando el robot se desplaza.

De este modo, la independencia entre el movimiento vertical de ambas ruedas permite evitar cualquiera de las dos situaciones descritas en las figuras 2 y 3 y comentadas más arriba.

Además, no se recurre a una rueda motriz de eje hueco como en el estado de la técnica, lo cual permite el acoplamiento directo rueda motriz motor, evita la utilización de engranajes como los que se describen en KR20050054766 y la necesidad de emplear ruedas de mismo diámetro, con el ahorro de costes que ello implica.

Asimismo, la independencia física entre ambas ruedas, que no cinemática, permite sustituir y/o montar independientemente la rueda motriz y la rueda del odómetro.

Preferentemente, el dispositivo según la invención comprende una segunda rueda motriz coaxial con la primera y una segunda rueda montada libre sobre su propio eje, y contigua a la segunda rueda motriz, y provista de medios de guiado del eje en el plano.

Ventajosamente, las dos ruedas están enlazadas mediante un diferencial.

Ventajosamente, la o las ruedas montadas libres sobre sus propios ejes comprenden un elemento precomprimido destinado a garantizar el contacto de la rueda con el suelo.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a titulo de ejemplo no limitativo, se representa un dispositivo según el estado de la técnica y otro según una realización práctica de invención.

La figura 1 es una sección por un plano axial de un dispositivo según el estado de la técnica en el que las ruedas motriz y libre son coaxiales y de mismo diámetro.

Las figuras 2 y 3 representan dos situaciones en las que el odómetro del dispositivo de la figura 1 proporciona lecturas erróneas.

La figura 4 representa esquemáticamente la disposición de las ruedas según la invención.

La figura 5 representa un diferencial provisto de un dispositivo según la invención.

Las figuras 6 y 7 son unas vistas en planta y en alzado respectivamente de las ruedas motriz y libre según la invención.

Descripción de una realización preferida

Tal como se ilustra en las figuras 4 a 7, la invención se refiere a un dispositivo de tracción 1 para robot que comprende al menos una rueda motriz RM1 y un odómetro provisto de al menos una rueda RO1 contigua a la rueda motriz RM1 y montada libre sobre su propio eje dO1, que es paralelo al eje dM de la rueda motriz RM1, y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda montada libre RO1.

Concretamente, según la invención, el dispositivo comprende medios de guiado del eje dO1 de la rueda montada libre RO1 en un plano que contiene a ambos ejes dO1, dM.

De este modo, en funcionamiento, este plano queda vertical y la rueda libre RO1 puede permanecer en contacto sin deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura de la rueda libre RO1 y la rueda motriz RM1 cuando el robot se desplaza, obteniéndose una lectura fiable del codificador rotatorio asociado a la rueda.

Según una realización preferida, el dispositivo de la invención comprende una segunda rueda motriz coaxial con la primera y una segunda rueda montada libre sobre su propio eje, y contigua a la segunda rueda motriz, y provista de medios de guiado del eje en el plano.

Las dos ruedas pueden estar enlazadas mediante un diferencial, o bien ser accionadas cada una por un motor distinto.

De este modo, se obtiene un dispositivo D como el descrito en la figura 5, cuyas lecturas de los codificadores de las dos ruedas libres permiten por integración estimar con precisión la posición y/o la orientación del dispositivo.

Tal como se ilustra en la figura 4, la o las ruedas RO1, RO2 montadas libres sobre sus propios ejes comprenden un elemento precomprimido M destinado a presionar la rueda con el suelo, garantizando en funcionamiento una rápida adaptación del nivel de la rueda libre a los desniveles del suelo, y minimizando asimismo la posibilidad de deslizamiento de la rueda montada libre.


 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de tracción (1) para robot que comprende al menos una rueda motriz (RM1) y un odómetro provisto de al menos una rueda (RO1) contigua a la rueda motriz (RM1) y montada libre sobre su propio eje (dO1), que es paralelo al eje (dM) de la rueda motriz (RM1), y un codificador rotatorio asociado a dicha rueda montada libre (RO1), caracterizado por el hecho de que comprende medios de guiado del eje (dO1) de la rueda montada libre (RO1) en un plano que contiene a ambos ejes (dO1, dM), de modo que en funcionamiento dicho plano queda vertical y la rueda libre (RO1) puede permanecer en contacto sin deslizamiento aunque haya desniveles entre las zonas de rodadura de la rueda libre (RO1) y la rueda motriz (RM1) cuando el robot se desplaza.

2. Dispositivo según la reivindicación anterior, que comprende una segunda rueda motriz (RM2) coaxial con la primera y una segunda rueda (RO2) montada libre sobre su propio eje (dO2), y contigua a la segunda rueda motriz (RM2), y provista de medios de guiado del eje (dO2) en dicho plano.

3. Dispositivo según la reivindicación anterior, en el que las dos ruedas están enlazadas mediante un diferencial (D).

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la o las ruedas (RO1, RO2) montadas libres sobre sus propios ejes comprenden un elemento precomprimido (M) destinado a garantizar el contacto de la rueda con el suelo.


 

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