МОБИЛЬНЫЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Название	МОБИЛЬНЫЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Разработчик (Авторы)	Гречушкин Игорь Васильевич, Матушкин Валерий Леонидович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2709074
Дата регистрации	13.12.2019
Правообладатель	Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева"
Область применения (класс МПК)	B25J 5/00 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к робототехнике, в частности к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах. Работа включает следующие оперативно-тактические действия: разведка территории, наблюдение за потенциально опасными объектами, обезвреживание этих объектов путем эвакуации или дезактивации, а также решение других подобных задач.

Из предшествующего уровня развития техники известен мобильный робототехнический комплекс по патенту RU 2364500, МПК В251 5/00 от 31.10.2007 г., который включает в свой состав мобильный робот, пост дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, причем мобильный робот представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях манипулятора и на корпусе транспортного средства, в состав каждого видеоблока входитвидеокамера, заключенная в защитный кожух с источниками подсветки, по меньшей мере, один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, располагается на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, на транспортном средстве также укреплены приводы многостепенного манипулятора и сам манипулятор с захватным устройством, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации; комплекс снабжен выносной системой видеонаблюдения, а мобильный робот комплекса снабжен устройством доставки системы видеонаблюдения в заданную точку местности и ее оперативного развертывания, в комплект же дополнительного оборудования введена раздвижная телескопическая штанга-удлинитель, снабженная на одном конце узлом вертикального крепления ее в кормовой части транспортного средства мобильного робота и на другом конце снабженная узлом крепления привода наведения видеоблока, выполняющего обзорные функции. Недостатком устройства является отсутствие возможности получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с любого ракурса.

Кроме того, использование выносной системы видеонаблюдения, устанавливаемой самим роботом, значительно увеличивает время подготовки робота к работе. Дополнительная камера позволяет наблюдать объект с еще одного ракурса, но не позволяет оперативно получать непрерывную визуальную информацию о месте работы с разных ракурсов, что снижает эффективность использования комплекса.

Наиболее близким к полезной модели по совокупности существенных; признаков является мобильный робототехнический комплекс по патенту RU№ 2574547, МПК В251 5/00 от 10.02. 2016 - прототип полезной модели, включающий в свой состав мобильный робот, пост дистанционного управления, беспилотный летательный аппарат винтового типа, содержащий систему видеонаблюдения с собственной системой управления и дистанционной связи с постом дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, содержащий транспортнуюприцепную тележку, автомобильный аккумулятор, комплект губок схвата различной конфигурации, кронштейны - держатели разрушителей взрывоопасных предметов, причем мобильный робот представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства, причем каждый видеоблок содержитвидеокамеру, заключенную в защитный кожух с источниками подсветки, и, по меньшей мере, один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, расположен на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом на транспортном средстве укреплены манипулятор с захватным устройством и его приводы, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации.

При несомненных достоинствах комплекса он не позволяет получать точную непрерывную визуальную информацию о позиционировании и месте работы мобильного робота с разных ракурсов из-за недостаточно четкого изображения места работы на посту дистанционного управления, например, из-за плохих погодных условий (туман, сильная облачность), что в конечном итоге приводит к снижению эффективности использования комплекса.

Кроме того, низкая точность непрерывной визуальной информации о месте работы может привести к созданию аварийных ситуаций, связанных, например, с поломками мобильного робота, столкновениями беспилотного летательного аппарата с мобильным роботом при сильном ветре, что снижает надежность работы комплекса.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей, повышении эффективности использования и надежности работы мобильного робототехнического комплекса за счет достижения следующих полезных технических результатов:

1. Обеспечивается возможность получать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов в любых условиях обстановки и оперативно менять освещенность места работы.

2. Повышается точность дистанционных манипуляций с предметами.

3. Увеличивается срок службы мобильного робототехнического комплекса.

4. Снижается психоэмоциональное напряжение операторов при работе с взрывоопасными предметами.

Сущность изобретения, обеспечивающая достижение совокупности указанных технических результатов, заключается в следующем.

Мобильный робототехнический комплекс, содержащий мобильный робот, пост дистанционного управления, беспилотный летательный аппарат винтового типа, содержащий систему видеонаблюдения с собственной системой управления и дистанционной связи с постом дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, содержащий транспортную прицепную тележку, автомобильный. аккумулятор, комплект губок схвата различной конфигурации, кронштейны - держатели разрушителей взрывоопасных предметов, причем мобильный робот представляет собой самоходное транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства, причем каждый видеоблок содержит видеокамеру, заключенную в защитный кожух с источниками подсветки, и, по меньшей мере, один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, расположен на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом на транспортном средстве укреплены манипулятор с захватным устройством и его приводы, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации, дополнительно снабжен устройством подсветки, смонтированном на беспилотном летательном аппарате винтового типа и связанным с постом дистанционного управления через систему управления и дистанционной связи системы видеонаблюдения.

Обозначенная сущность изобретения связана с достижением каждого заявленного технического результата и всей их совокупности следующим образом соответственно.

1. Введение в комплекс устройства подсветки, смонтированном на беспилотном летательном аппарате винтового типа и связанным с постом дистанционного управления через систему управления и дистанционной связи системы видеонаблюдения позволит при необходимости, например, при плохой естественной освещенностиполучать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с разных ракурсов путем включения устройства подсветки с поста дистанционного управления. Таким образом, будут обеспечены возможность получать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов в любых условиях обстановки и оперативно менять освещенность места работы.

2. Повышение точности позиционирования самого мобильного робота и точности дистанционных манипуляций с удаленными предметами обеспечивается возможностью оперативно получать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов в любых условиях обстановки и оперативно менять освещенность места работы (см. п. 1)

3. Мобильный робототехнический комплекс является дорогостоящим высокотехнологичным изделием, срок службы которого во многом зависит от возможности оперативно получать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов в любых условиях обстановки и оперативно менять освещенность места работы (см. п. 1).

4. Снижение психоэмоционального напряжения операторов при работе с взрывоопасными предметами обеспечивается возможностью оперативно получать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов в любых условиях обстановки и оперативно менять освещенность места работы (см. п. 1).

На рисунке изображена структурная схема полезной модели.

Мобильный робототехнический комплекс включает в свой состав мобильный робот (1), интегрированный пост дистанционного управления (2), систему двусторонней связи (не показана) между постом (2) и роботом (1), обеспечивающую канал связи (3) и комплект дополнительного оборудования. В базовый комплект дополнительного оборудования входят различные 1 устройства и механизмы, которыми оснащается робот, применительно к конкретной оперативной задаче. В этот комплект входят транспортная прицепная тележка, автомобильный эвакуатор, комплект губок схвата различной конфигурации, кронштейны-держатели разрушителей взрывоопасных предметов и другие элементы (не показаны). Собственно мобильный робот (1) представляет собой самоходное телеуправляемое транспортное средство с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной двусторонней связи с постом управления (2) и бортовая телевизионная система. Бортовая телевизионная система включает в себя отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях манипулятора и на корпусе транспортного средства, в состав каждого видеоблока, в свою очередь, входит видеокамера, заключенная в защитный кожух с источниками подсветки. Один из видеоблоков (4), выполняющий обзорные функции, располагается на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях (5). На транспортном средстве также укреплены приводы многостепенного манипулятора (не показаны) и сам манипулятор (6) с захватным устройством (7), система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации (не показаны). Кроме того, комплекс снабжен системой видеонаблюдения, смонтированной на беспилотном летательном аппарате винтового типа с собственной системой управления и связи, обеспечивающей канал (8) связи и управления системы видеонаблюдения и интегрированного поста дистанционного управления (2). Система видеонаблюдения представляет собой видеоблок (10), смонтированный на беспилотном летательном аппарате винтового типа (9). На этом же беспилотном летательном аппарате смонтирована система управления и дистанционной связи с базовым удаленным постом управления системы, в качестве которого может быть использован или пост, интегрированный в общий пост (2) дистанционного управления мобильным робототехническим комплексом, или, как вариант, отдельный пост управления беспилотным летательным аппаратом, системой видеонаблюдения и устройством подсветки (не показан).

Отличительной особенностью комплекса является то, что он дополнительно снабжен устройством подсветки (11), смонтированном на беспилотном летательном аппарате винтового типа (9) и связанным с постом дистанционного управления (2) через систему управления и дистанционной связи системы видеонаблюдения.

Устройство подсветки (11) может быть выполнено например, в виде прожектора видимого света или, как вариант, инфракрасного прожектора.

Мобильный робототехнический комплекс функционирует следующим образом. Для решения оперативной задачи, предусматривающей повышенную точность позиционирования самого мобильного робота, повышенную точность дистанционных манипуляций с удаленными предметами, во всех других случаях, когда необходимо получение точной непрерывной визуальной информации о месте работы, когда необходимо обеспечить улучшенный обзор окружающего мобильный робот пространства в условиях недостаточного естественного освещения, - в этих случаях, мобильный робототехнический комплекс оснащается устройством подсветки (11), смонтированном на беспилотном летательном аппарате винтового типа (9) и электрически подключенным к системе управления и дистанционной связи системы видеонаблюдения. В случае, когда необходимо скрытно осуществлять подсветку робота и его места работы комплекс оснащается устройством подсветки, работающим в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн. Оператор приводит в действие беспилотный тетательный аппарат и дистанционно активирует смонтированную на нем систему видеонаблюдения. Система передает на пост управления видеосигнал, позволяющий определить оптимальный маршрут движения робота, и в дальнейшем при начале работы робота передает видеосигналы с места его работы. В случае получения оператором на посту дистанционного управления (2) недостаточно четких изображений робота или его места работы он дистанционно активирует устройство подсветки (11). Управление работой мобильного робототехнического комплекса, включая управление системами и механизмами мобильного робота, системы видеонаблюдения и устройства подсветки, может осуществляться как с единого интегрированного поста дистанционного управления (2) одним оператором, так и с отдельных постов управления мобильным роботом, беспилотным летательным аппаратом, системой видеонаблюдения и устройством подсветки двумя операторами, находящимися в вербальном контакте.

Таким образом, предлагаемый мобильный робототехнический комплекс позволяет расширить функциональные возможности, повысить эффективность использования и надежность работы комплекса за счет обеспечения возможности получать точную непрерывную визуальную информацию о месте работы с необходимых ракурсов в любых условиях обстановки и оперативно менять освещенность места работы, повышения точности дистанционных манипуляций с предметами и увеличения срока службы комплекса.

Источники информации:

1. Патент 2574547, Российская Федерация, МПК В251 5/00. Мобильный роботехнический комплекс [Текст] / Залюбовский А.Ф. и др.; заявитель и патентообладательФедеральное государственное казенное военное учреждение высшего профессионального образования «Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева». - №2014124106/02; заявл. 11.06.2014; опубл. 10.02.2016.

2. Патент 2364500, Российская Федерация, МПК В251 5/00. Мобильный роботехнический комплекс [Текст] / Лебедев В.В. и др.; заявитель и патентообладатель ОАО «Ковровский электромеханический завод». - №2007140387/02; заявл. 31.10.07; опубл. 20.08.09.

Формула изобретения

Мобильный робототехнический комплекс, содержащий мобильный робот, пост дистанционного управления, беспилотный летательный аппарат винтового типа, содержащий систему видеонаблюдения с собственной системой управления и дистанционной связи с постом дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, содержащий транспортную прицепную тележку, автомобильный аккумулятор, комплект губок схвата различной конфигурации, кронштейны - держатели разрушителей взрывоопасных предметов, причем мобильный робот выполнен в виде самоходного транспортного средства с электроприводом движителя и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления, бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства, причем каждый видеоблок содержит видеокамеру, заключенную в защитный кожух с источниками подсветки, и по меньшей мере один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, расположен на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом на транспортном средстве укреплены манипулятор с захватным устройством и его приводы, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, кронштейны для укрепления бортового оборудования и бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации, отличающийся тем, что он снабжен устройством подсветки, смонтированным на беспилотном летательном аппарате винтового типа и связанным с постом дистанционного управления через систему управления и дистанционной связи системы видеонаблюдения.

Изобретение "МОБИЛЬНЫЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС" (Гречушкин Игорь Васильевич, Матушкин Валерий Леонидович ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога