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FR2702552A1 - Robot for finding a target on the ground. - Google Patents

Robot for finding a target on the ground. Download PDF

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FR2702552A1
FR2702552A1 FR9113983A FR9113983A FR2702552A1 FR 2702552 A1 FR2702552 A1 FR 2702552A1 FR 9113983 A FR9113983 A FR 9113983A FR 9113983 A FR9113983 A FR 9113983A FR 2702552 A1 FR2702552 A1 FR 2702552A1
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FR
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sphere
robot according
rolling body
elements
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FR9113983A
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FR2702552B1 (en
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Gilch Helmut
Mannel Klaus-Dieter
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

L'invention concerne un robot pour la recherche d'un objectif au sol qui est composé d'un corps roulant sphérique muni d'un dispositif de propulsion qui le fait avancer de manière intermittente par étapes de déplacement indépendantes et d'un dispositif de capteurs qui est activé entre les étapes de déplacement pour localiser l'objectif. Le corps roulant (2) contient un dispositif d'appui (4) qui est rentré automatiquement à l'intérieur de la sphère pendant les étapes de déplacement et qui peut être sorti au-dessus de la surface de la sphère entre deux étapes de déplacement successives. Le dispositif d'appui (4) comporte des éléments d'appui (6) qui sont disposés chaque fois sur des diamètre différents de la sphère du corps roulant et permettent l'appui sur le sol du corps roulant dans une position de roulement définie.The invention relates to a robot for searching for an objective on the ground which is composed of a spherical rolling body provided with a propelling device which intermittently advances it in independent stages of movement and a sensor device. which is activated between movement steps to locate the objective. The rolling body (2) contains a support device (4) which is automatically retracted inside the sphere during the moving steps and which can be pulled out above the surface of the sphere between two moving steps successive. The support device (4) comprises support elements (6) which are each time arranged on different diameters of the sphere of the rolling body and allow the rolling body to rest on the ground in a defined rolling position.

Description

Robot pour la recherche d'un objectif au sol L'invention concerne un robotThe invention relates to a robot.

pour la recherche d'un objectif au sol, composé d'un corps roulant sphérique muni d'un dispositif de propulsion qui le fait avancer de manière intermittente par étapes de déplacement indépendantes et d'un dispositif de capteurs qui est activé  for finding a target on the ground, composed of a spherical rolling body provided with a propulsion device which advances it intermittently by independent displacement stages and a sensor device which is activated

entre les étapes de déplacement pour localiser l'objectif.  between movement steps to locate the target.

On connaît par les documents DE-CI-31 48 169 et DE-AI-33  We know from documents DE-CI-31 48 169 and DE-AI-33

362 des systèmes de robots autochercheurs qui, à la manière de vé-  362 auto-search robot systems which, like

hicules à roues guidés, sont maintenus dans une position donnée à l'ai-  hicles with guided wheels, are kept in a position given in the

de d'éléments d'appui roulant ou glissant sur le sol et sont déplacés par  of rolling or sliding support elements on the ground and are moved by

étapes successives par des dispositifs de propulsion à moteurs électri-  successive stages by propulsion devices with electric motors

ques ou des dispositifs de propulsion à réaction qui agissent pendant un bref instant L'utilisation des robots guidés de ce type est limitée du fait de leur aptitude tous-terrains relativement mauvaise et de leur  Ques or reaction propulsion devices which act for a short time The use of guided robots of this type is limited because of their relatively poor all-terrain ability and their

consommation en énergie élevée, notamment sur des terrains imprati-  high energy consumption, especially on unsuitable land

cables.cables.

Les robots du type revendiqué connus par exemple par le do-  Robots of the claimed type known for example from the do-

cument DE-AI-33 45 363 ou le document DE-AI-34 00 955 sont agen-  cument DE-AI-33 45 363 or the document DE-AI-34 00 955 are agen-

cés en corps sphériques roulant librement qui, du fait de leur grande mobilité et de leur aptitude tous-terrains, sont beaucoup mieux à même  created in freely rolling spherical bodies which, because of their great mobility and their all-terrain ability, are much better able

de surmonter des obstacles du terrain et de parcourir de grandes dis-  overcome obstacles on the ground and travel large distances

tances avec une faible consommation énergétique Ces robots sont mu-  tances with low energy consumption These robots are mutu

nis d'un dispositif de propulsion comportant des propulseurs à impul-  nis of a propulsion device comprising impulse thrusters

sions solidaires de la sphère, avec une direction de poussée radiale par rapport au centre de la sphère, qui sont actionnés pendant les phases de repos entre des étapes de déplacement consécutives de manière telle  sions integral with the sphere, with a direction of radial thrust with respect to the center of the sphere, which are actuated during the rest phases between consecutive displacement stages in such a way

que l'impulsion de propulsion du propulseur allumé agisse dans la di-  that the propellant pulse of the ignited propellant acts in the di-

rection de l'étape de déplacement à venir et si possible parallèlement à la surface du sol Un tel déplacement en tant que sphère non guidée a cependant pour conséquence que le robot peut s'immobiliser dans une  rection of the next displacement step and if possible parallel to the ground surface Such displacement as an unguided sphere however has the consequence that the robot can come to a stop in a

position de roulement quelconque, c'est-à-dire avec un point quelcon-  any rolling position, i.e. with any point

que de la surface de la sphère comme point d'appui sur le sol, et qu'il faut un mécanisme de commande et de propulsion compliqué, par  that from the surface of the sphere as a fulcrum on the ground, and that a complicated control and propulsion mechanism is required, for

exemple sous la forme de propulseurs de commande à action tangen-  example in the form of tangent action thrusters

2.2.

tielle indépendants, pour orienter, pendant la phase de repos, un tel ro-  independent, to guide, during the rest phase, such a ro-

bot sphérique dans une position qui est optimale pour le dispositif de capteurs afin qu'il localise l'objectif et pour le dispositif de propulsion  spherical bot in a position which is optimal for the sensor device so that it locates the objective and for the propulsion device

en vue de l'étape de déplacement suivante.  for the next move step.

L'objectif de l'invention est d'agencer un robot du type indi- qué en introduction, qui se déplace en tant que corps sphérique roulant non guidé, de manière à obtenir avec une construction simple et une faible consommation énergétique un positionnement stable du robot  The objective of the invention is to arrange a robot of the type indicated in the introduction, which moves as an unguided rolling spherical body, so as to obtain with a simple construction and a low energy consumption a stable positioning of the robot

dans une position de roulement définie entre des étapes de déplace-  in a rolling position defined between displacement steps

ment consécutives.consecutive.

Le problème est résolu selon l'invention par le fait que le  The problem is solved according to the invention by the fact that the

corps roulant contient un dispositif d'appui qui est rentré automatique-  rolling body contains a support device which is retracted automatically-

ment à l'intérieur de la sphère pendant les étapes de déplacement par roulement et qui peut être sorti au-dessus de la surface de la sphère entre deux étapes de déplacement successives, lequel dispositif d'appui comporte des éléments d'appui disposés chaque fois sur des diamètre différents de la sphère du corps roulant qui assure l'appui sur le sol du  lying inside the sphere during the rolling movement stages and which can be taken out above the surface of the sphere between two successive movement stages, which support device comprises support elements arranged each time on different diameters of the sphere of the rolling body which provides support on the ground of the

corps roulant dans une position de roulement définie.  rolling element in a defined rolling position.

Dans le robot selon l'invention, grâce à la disposition et à  In the robot according to the invention, thanks to the arrangement and

l'agencement revendiqués du dispositif d'appui, le nombre des posi-  the claimed arrangement of the support device, the number of positions

tions de repos possibles parmi lesquelles le robot prend automatique-  possible rest positions among which the robot automatically takes-

ment une position après avoir sorti son dispositif d'appui est limité à quelques unes, de préférence à deux ou quatre positions, sans que cela gêne le déplacement du corps sphérique roulant non guidé On obtient  ment a position after removing its support device is limited to a few, preferably two or four positions, without this hindering the movement of the unguided rolling spherical body.

ainsi une simplification importante de la construction et de la com-  thus a significant simplification of the construction and the

mande pour un dispositif de capteurs et un dispositif de propulsion qui sont orientés de manière optimale pendant la phase de repos, avec pour avantage supplémentaire que le dispositif d'appui fonctionne avec une  request for a sensor device and a propulsion device which are optimally oriented during the rest phase, with the additional advantage that the support device operates with a

faible consommation en énergie et assure, en position sortie, un posi-  low energy consumption and ensures, in the extended position, a

tionnement stable et précis du robot dans la position de roulement pri-  stable and precise operation of the robot in the primary rolling position

se.se.

Selon une disposition avantageuse de l'invention, le disposi-  According to an advantageous arrangement of the invention, the device

tif d'appui comporte deux éléments d'appui avec chaque fois des mas-  support structure has two support elements, each with mas-

ses de basculement qui sortent en même temps que ceux-ci et qui for-  its tipping which come out at the same time as these and which form

ment en position sortie du dispositif d'appui des poids excentrés qui font basculer le robot dans une position de repos stable, dans laquelle le robot prend appui sur le sol par l'intermédiaire des deux éléments  in the extended position of the support device for the eccentric weights which tilt the robot into a stable rest position, in which the robot is supported on the ground by means of the two elements

d'appui et d'un point d'appui de la surface de la sphère De cette ma-  of support and a fulcrum of the surface of the sphere Of this ma-

nière le nombre des positions de repos possibles est limité à deux, c'est-à-dire que la surface de la sphère comporte seulement deux  n the number of possible rest positions is limited to two, i.e. the surface of the sphere has only two

points prédéfinis qui, après actionnement du dispositif d'appui, vien-  predefined points which, after actuation of the support device, come

nent en position supérieure, et peuvent donc former le pôle nord géo-  lie in a higher position, and can therefore form the geo-polar north pole

métrique de la sphère et auxquels est associé chaque fois un plan équa-  metric of the sphere and to which is associated each time a plane equa-

torial qui est horizontal lorsque le pôle nord concerné est en position  torial which is horizontal when the north pole concerned is in position

supérieure Une telle limitation des position de roulement à deux posi-  This limitation of the rolling position to two positions

tions stables simplifie encore la construction et la commande pour ob-  stable positions further simplifies construction and ordering for

tenir un système de capteurs et de propulsion efficace.  maintain an efficient sensor and propulsion system.

Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif d'appui comporte quatre éléments d'appui disposés au niveau  According to another preferred embodiment of the invention, the support device comprises four support elements arranged at the level

des angles d'un tétraèdre régulier inscrit dans la sphère Un tel dispo-  angles of a regular tetrahedron inscribed in the sphere Such an arrangement

sitif d'appui qui donne quatre positions de repos possibles avec des pôles nord uniformément répartis à la surface de la sphère, garantit  support sive which gives four possible rest positions with north poles uniformly distributed on the surface of the sphere, guarantees

surtout en terrain découvert une orientation sûre du robot dans la posi-  especially in open ground, a safe orientation of the robot in the posi-

tion d'appui concernée et, par suite de la disposition favorable des  support concerned and, as a result of the favorable disposition of

points d'appui sur le sol, un positionnement très stable du corps rou-  support points on the ground, a very stable positioning of the rolling body

lant, la dépense pour un système de capteurs et de propulsion position-  lant, the expense for a sensor and propulsion system position-

nés efficacement étant il est vrai supérieure à celle du mode de réali-  born effectively being it is true superior to that of the mode of realization

sation avec deux éléments d'appui, mais restant néanmoins dans des li-  sation with two supporting elements, but nevertheless remaining in li-

mites raisonnables.reasonable moths.

Afin que, avec une construction simple, le dispositif d'appui à l'état rentré soit protégé contre les actions extérieures et n'engendre pas de modification de la géométrie de la sphère, les éléments d'appui sont munis d'éléments terminaux en forme de calottes qui constituent une partie de la surface de la sphère lorsque les éléments d'appui sont  So that, with a simple construction, the support device in the retracted state is protected against external actions and does not cause modification of the geometry of the sphere, the support elements are provided with end elements in shape of caps which constitute a part of the surface of the sphere when the support elements are

rentrés.returned.

Selon un autre mode de réalisation important de l'invention,  According to another important embodiment of the invention,

le dispositif d'appui est agencé de manière simple en dispositif de pro-  the support device is simply arranged as a prop device

pulsion par rotation qui, lorsque les éléments d'appui sont sortis, assu-  drive by rotation which, when the supporting elements are extended, assu

re la rotation nécessaire du robot autour d'un axe vertical passant par le pôle nord concerné pour la localisation de l'objectif et l'orientation pour l'étape de déplacement suivante Selon un perfectionnement de l'invention, les roues d'appui qui assurent la rotation présentent de préférence au niveau de leur circonférence un profil avec des nervures et, afin de simplifier encore la construction, sont formées de manière avantageuse par les éléments terminaux en forme de calottes des élé-  re the necessary rotation of the robot around a vertical axis passing through the north pole concerned for the location of the objective and the orientation for the next movement step According to an improvement of the invention, the support wheels which ensure rotation preferably have a profile with ribs at their circumference and, in order to further simplify construction, are advantageously formed by the cap-shaped end elements of the elements.

ments d'appui.supporting elements.

Selon un autre mode de réalisation particulièrement avanta-  According to another particularly advantageous embodiment

geux de l'invention, chaque élément d'appui est muni d'un capteur qui peut être sorti en même temps que l'élément d'appui de manière telle que, pendant le mouvement de roulement du robot, les capteurs se trouvent dans une position protégée à l'intérieur de la surface de la sphère et, en position de repos du robot, sont amenés avec les éléments d'appui, par des moyens mécaniques simples dans une position active  geux of the invention, each support element is provided with a sensor which can be taken out at the same time as the support element so that, during the rolling movement of the robot, the sensors are located in a protected position inside the surface of the sphere and, in the robot's rest position, are brought with the supporting elements, by simple mechanical means, into an active position

sortie au-dessus de la surface de la sphère, avec pour avantage supplé-  exit above the surface of the sphere, with the added benefit of

mentaire que, dans le cas d'une disposition suivant un tétraèdre des éléments d'appui, un capteur en position sortie se trouve chaque fois au pôle nord du corps sphérique avantageux pour la localisation de l'objectif Dans ce cas, il est particulièrement intéressant, notamment dans le cas de capteurs d'orientation qui, pour une localisation efficace  mentaire that, in the case of an arrangement following a tetrahedron of the support elements, a sensor in the extended position is each time at the north pole of the spherical body advantageous for the location of the objective In this case, it is particularly interesting , especially in the case of orientation sensors which, for efficient localization

de l'objectif, doivent tourner autour d'un axe vertical, de fixer les dif-  of the lens, must rotate around a vertical axis, to fix the diff-

férents capteurs sur la roue d'appui pour obtenir un dispositif d'entraî-  different sensors on the support wheel to obtain a driving device

nement en rotation simple et d'entraîner de manière indépendante les roues d'appui de manière telle que, pour la localisation de l'objectif, la roue d'appui située au pôle nord de la sphère lorsque le robot est en  nement in simple rotation and to independently drive the support wheels so that, for the location of the objective, the support wheel located at the north pole of the sphere when the robot is in

position d'appui soit d'abord entraînée seule avec le capteur fixé des-  support position is first driven alone with the sensor attached

sus, puis en fonction du résultat de la localisation de l'objectif les  above, then depending on the result of the location of the objective

roues d'appui posant sur le sol des autres éléments d'appui soient en-  support wheels resting on the ground other support elements are

traînées en rotation pour faire tourner l'ensemble du robot autour de  spinning trails to rotate the entire robot around

l'axe vertical jusqu'à ce qu'il soit orienté avec précision dans la direc-  the vertical axis until it is precisely oriented in the direction

tion de déplacement de l'étape suivante.  displacement of the next step.

Pour le réglage fin de la position d'appui, surtout dans le cas de surfaces du sol non planes, la longueur des éléments d'appui peut  For the fine adjustment of the support position, especially in the case of non-flat ground surfaces, the length of the support elements can

être modifiée de préférence de manière indépendante.  preferably be changed independently.

Lorsque, de manière préférentielle, il est prévu comme dispo-  Where, as a preference, it is provided for

sitif de propulsion du robot des propulseurs à impulsion solidaires du corps roulant, comme indiqué en introduction, avec une direction de poussée radiale par rapport au centre de la sphère, parmi lesquels le propulseur activé chaque fois pour l'étape de propulsion suivante doit être orienté en position de repos parallèlement à la surface du sol afin de permettre une exploitation élevée de l'impulsion de mouvement produite, on obtient avec le robot selon l'invention en combinaison avec le dispositif d'appui décrit une nouvelle simplification importante de la construction et de la commande en disposant les propulseurs dans la région des plans équatoriaux du corps roulant parallèles aux surfaces du tétraèdre ou des surfaces d'appui sur le sol formées par les éléments d'appui en position sortie Avec un agencement géométrique de ce type des propulseurs, on obtient une orientation exacte automatique des  propulsion device of the propellant propellant robot integral with the rolling body, as indicated in the introduction, with a direction of radial thrust relative to the center of the sphere, among which the propellant activated each time for the next propulsion step must be oriented in the rest position parallel to the ground surface in order to allow high exploitation of the movement impulse produced, with the robot according to the invention is obtained in combination with the support device described a new significant simplification of the construction and control by placing the thrusters in the region of the equatorial planes of the rolling body parallel to the surfaces of the tetrahedron or of the bearing surfaces on the ground formed by the bearing elements in the extended position With a geometric arrangement of this type of thrusters, we obtain an exact automatic orientation of

propulseurs groupés dans un plan équatorial lorsque le dispositif d'ap-  thrusters grouped in an equatorial plane when the propellant

pui est sorti, sans qu'il nécessaire d'avoir une commande supplémen-  then went out, without the need for an additional command

taire ou d'équiper la surface de la sphère d'une pluralité de propulseurs indépendants répartis de manière uniforme Afin d'obtenir dans ce cas une répartition favorable des éléments d'appui et des propulseurs à la surface de la sphère, il est avantageux de disposer les propulseurs en opposition par rapport à l'un des éléments d'appui et lorsqu'on utilise  to silence or to equip the surface of the sphere with a plurality of independent propellants distributed uniformly In order to obtain in this case a favorable distribution of the support elements and propellants on the surface of the sphere, it is advantageous to arrange the thrusters in opposition to one of the support elements and when using

des propulseurs à combustible solide, qui ne peuvent être utilisés cha-  solid fuel thrusters, which cannot be used each

cun que pour une étape de déplacement, de subdiviser chaque disposi-  each for a displacement step, to subdivide each arrangement

tif de propulsion en groupe de propulseurs indépendants disposés géo-  propulsion in group of independent propellers arranged geo-

métriquement côte à côte avec essentiellement la même direction de  metrically side by side with essentially the same direction of

poussée, de manière telle que, dans la position d'appui, le positionne-  thrust, so that, in the support position, position it

ment en rotation du robot autour de l'axe vertical nécessaire pour l'orientation de la poussée en vue de l'étape de déplacement suivante,  ment in rotation of the robot around the vertical axis necessary for the orientation of the thrust for the next movement step,

peut être exécuté avec une faible dépense de commande, à savoir indé-  can be executed with a low order expense, i.e.

pendarnment de quel propulseur parmi les différents propulseurs situés dans le plan équatorial parallèle au sol a déjà été utilisé lors de l'étape  pendarnment of which propellant among the different propellants located in the equatorial plane parallel to the ground was already used during the step

de déplacement précédente ou est disponible pour la propulsion.  or is available for propulsion.

L'invention est décrite ci-après dans le détail à l'aide de deux  The invention is described below in detail using two

exemples de réalisation en se référant aux dessins Ceux-ci représen-  examples of construction with reference to the drawings These represent

tent de manière schématique:schematically try:

Figure 1, un système de robot avec son dispositif d'appui sor-  Figure 1, a robot system with its support device

ti et avec des éléments d'appui disposé en tétraèdre; Figure 2, un système de robot avec deux éléments d'appui pendant le mouvement de roulement (figure 2 a) et en position de repos  ti and with supporting elements arranged in tetrahedron; Figure 2, a robot system with two supporting elements during the rolling movement (Figure 2 a) and in the rest position

et d'appui avec ses éléments d'appui sortis (figure 2 b).  and support with its support elements out (Figure 2 b).

La figure 1 montre un robot 2 qui se présente sous la forme d'un corps sphérique qui, pendant les différentes étapes de déplace- ment, roule non guidé sur le sol et qui comporte un dispositif d'appui 4 rentré pendant le mouvement de roulement, dispositif qui est formé de  Figure 1 shows a robot 2 which is in the form of a spherical body which, during the various stages of movement, rolls unguided on the ground and which comprises a support device 4 retracted during the rolling movement , device which is formed of

quatre éléments d'appui 6 disposés dans les angles d'un tétraèdre in-  four support elements 6 arranged in the corners of a tetrahedron

scrit dans la sphère Chaque élément d'appui se compose d'une tige d'appui 8 télescopique qui peut être sortie par exemple par un moteur électrique dans la direction d'un diamètre de la sphère, laquelle tige  written in the sphere Each support element consists of a telescopic support rod 8 which can be taken out for example by an electric motor in the direction of a diameter of the sphere, which rod

peut être entraînée en rotation autour de son axe par exemple égale-  can be rotated around its axis for example also

ment au moyen d'un entraînement à moteur électrique (non représen-  by means of an electric motor drive (not shown

té) A l'extrémité extérieure de la tige d'appui 8 est fixée une roue d'appui 10 dont la circonférence est munie de profil en nervures et qui, lorsque le dispositif d'appui 4 est rentré, se présente sous la forme  A support wheel 10 is attached to the outer end of the support rod 8, the circumference of which is provided with a rib profile and which, when the support device 4 is retracted, is in the form

d'un élément d'obturation en forme de calotte qui fait partie de la sur-  a cap-shaped sealing element which forms part of the over-

face de la sphère La longueur de sortie et l'entraînement en rotation de chacun des éléments d'appui 6 peuvent être commandés de manière individuelle Sur la face inférieure de chaque roue d'appui 10 est fixé un capteur 12, par exemple un capteur de localisation sonique, à radar,  face of the sphere The outlet length and the rotational drive of each of the support elements 6 can be controlled individually. On the underside of each support wheel 10 is fixed a sensor 12, for example a sensor of sonic, radar location,

à infrarouge ou sensible au rayonnement laser.  infrared or sensitive to laser radiation.

Les quatre surfaces qui délimitent le tétraèdre déterminant la disposition géométrique des éléments d'appui 6 par rapport au corps roulant 2 définissent quatre plans équatoriaux ou cercles équatoriaux différents à la surface de la sphère, parallèles chaque fois à l'une des surfaces du tétraèdre, qui sont représentés en pointillés et sont repérés de A à D sur la figure 1 Sur chaque cercle équatorial A D, une unité de propulsion 14 1-14 4 est disposée en opposition chaque fois avec l'un des éléments d'appui 6, c'est-à-dire qu'elle est située en un point du cercle équatorial qui est éloigné d'une longueur d'arc représentant  The four surfaces which delimit the tetrahedron determining the geometric arrangement of the support elements 6 with respect to the rolling body 2 define four different equatorial planes or equatorial circles on the surface of the sphere, each time parallel to one of the surfaces of the tetrahedron, which are shown in dotted lines and are marked from A to D in FIG. 1 On each equatorial circle AD, a propulsion unit 14 1-14 4 is arranged in opposition each time with one of the support elements 6, c ' that is, it is located at a point on the equatorial circle which is distant by an arc length representing

-, environ 0,34 fois le rayon de la sphère par rapport à un point de la sur-  -, approximately 0.34 times the radius of the sphere with respect to a point on the surface

face de la sphère opposé chaque fois à l'un des éléments d'appui 6, comnme on le voit clairement sur la figure 1 pour l'unité de propulsion 14 1 L'unité de propulsion est située sur le cercle équatorial A, en opposition avec l'élément d'appui 6 gauche sur la figure, c'est-à-dire est éloignée de la longueur d'arc S par rapport au point de la surface X  face of the sphere opposite each time to one of the support elements 6, as seen clearly in FIG. 1 for the propulsion unit 14 1 The propulsion unit is located on the equatorial circle A, in opposition with the support element 6 left in the figure, that is to say is distant from the arc length S relative to the point of the surface X

diamétralement opposé audit élément d'appui 6.  diametrically opposite to said support element 6.

Chaque unité de propulsion 14 est formée d'un groupe serré  Each propulsion unit 14 is formed of a tight group

de propulseurs indépendants 16 avec une direction de poussée essen-  of independent thrusters 16 with an essential thrust direction

tiellement identique, orientée radialement vers le centre de la sphère.  identical, oriented radially towards the center of the sphere.

Parmi les propulseurs indépendants 16 qui se présentent sous la forme  Among the independent propellants 16 which are in the form

de propulseurs à combustible solide, on allume chaque fois un propul-  solid fuel thrusters, each time a propellant is ignited

O O seur pour exécuter une étape de déplacement du corps sphérique 2.  O O sor to execute a step of moving the spherical body 2.

Lorsque le robot sphérique 2 s'est immobilisé à la fin d'une étape de déplacement, les éléments d'appui 6 sont tout d'abord sortis  When the spherical robot 2 has come to a stop at the end of a displacement step, the support elements 6 are first removed

simultanément tous les quatre, l'un des plans équatoriaux sur la figu-  simultaneously all four, one of the equatorial planes on the fig-

re 1, le plan équatorial A étant alors parallèle à la surface d'appui sur le sol et l'élément d'appui 6 dont l'axe de tige est perpendiculaire audit  re 1, the equatorial plane A then being parallel to the support surface on the ground and the support element 6 whose rod axis is perpendicular to said

plan équatorial étant en position supérieure, puis le mécanisme d'en-  equatorial plane being in the upper position, then the mechanism of

traînement en rotation associé à cet élément d'appui 6 est actionné et le capteur 12 monté sur la roue d'appui 10 qui tourne alors autour de l'axe de la tige est activé En fonction du résultat de mesure du capteur  rotational drag associated with this support element 6 is actuated and the sensor 12 mounted on the support wheel 10 which then rotates around the axis of the rod is activated Depending on the measurement result of the sensor

12, les mécanismes d'entraînement en rotation des trois autres élé-  12, the rotational drive mechanisms of the other three elements

ments d'appui 6 reposant sur le sol sont commandés simultanément, de sorte que leurs roues d'appui 10 provoquent une rotation de l'ensemble du robot sphérique 2 autour de l'axe de la tige de l'élément d'appui 6 qui se trouve dans la position supérieure jusqu'à ce que la direction de poussée de l'unité de propulsion 14 1 disposée dans le plan équatorial A parallèle au sol coïncide avec la direction de roulement souhaitée de  support elements 6 resting on the ground are controlled simultaneously, so that their support wheels 10 cause a rotation of the assembly of the spherical robot 2 around the axis of the rod of the support element 6 which is in the upper position until the thrust direction of the propulsion unit 14 1 arranged in the equatorial plane A parallel to the ground coincides with the desired rolling direction of

l'étape de déplacement suivante Après avoir rentré les éléments d'ap-  the next displacement step After having brought in the elements of

pui 6, le robot sphérique 2 est mis en mouvement sous l'action de l'im-  then 6, the spherical robot 2 is set in motion under the action of the im

pulsion de propulsion de courte durée, qui est produite par allumage  short-lived propulsion pulse, which is produced by ignition

d'un propulseur indépendant 16 non encore utilisé de l'unité de propul-  an independent propellant 16 not yet used from the propulsion unit

sion 14 1 et roule pendant l'étape de déplacement suivante Ce proces-  sion 14 1 and rolls during the next movement step This process

sus se répète jusqu'à ce que l'objectif soit atteint ou qu'il n'y ait plus  sus repeats until the goal is reached or there are no more

de propulseur indépendant 16 utilisable.  of independent propellant 16 usable.

Lorsque le robot sphérique doit se rendre par lui-même dans une zone d'objectif donnée, la direction de roulement est maintenue constante pour un certain nombre d'étapes de déplacement successives,  When the spherical robot has to go by itself to a given objective zone, the rolling direction is kept constant for a certain number of successive movement stages,

par exemple à l'aide d'un compas Lorsque la zone d'objectif est attein-  for example using a compass When the target area is reached

te, la direction de roulement jusqu'à la localisation de l'objectif est dé-  te, the rolling direction until the target is located is

terminée soit en fonction d'un modèle de recherche prédéterminé, soit de manière aléatoire, par exemple en suprimant le positionnement par rotation décrit précédemment du robot sphérique 2 à l'aide des roues  completed either according to a predetermined research model, or randomly, for example by suppressing the previously described rotation positioning of the spherical robot 2 using the wheels

d'appui 10 Les ordres de commande nécessaires aux différentes pha-  support 10 The control orders necessary for the different phases

ses sont produits par une unité de traitement de signal non représentée, disposée à l'intérieur de la sphère, à laquelle peuvent être également associés le compas en tant que capteur de direction et des capteurs supplémentaires, approximativement sous la forme de contacteurs à mercure pour la détermination du plan équatorial qui est chaque fois  its are produced by a signal processing unit, not shown, arranged inside the sphere, with which the compass can also be associated as a direction sensor and additional sensors, approximately in the form of mercury contactors for determining the equatorial plane which is each time

parallèle au sol.parallel to the ground.

Le robot sphérique selon la figure 2, sur laquelle les élé-  The spherical robot according to FIG. 2, on which the elements

ments qui correspondent à ceux du premier exemple de réalisation sont désignés par une référence augmentée de 100, diffère du premier exemple de réalisation essentiellement par le fait que le dispositif d'appui 104 ne comporte que deux éléments d'appui 106 au lieu de  elements which correspond to those of the first embodiment are designated by a reference increased by 100, differs from the first embodiment essentially by the fact that the support device 104 only comprises two support elements 106 instead of

quatre, dont les tiges 108 avec leurs axes sont disposées sur des dia-  four, whose rods 108 with their axes are arranged on diameters

mètres différents et peuvent être sorties de manière individuelle En conséquence, lorsque le dispositif d'appui 104 est sorti, il n'y a que deux positions d'appui possibles, dans lesquelles le corps roulant 102 est maintenu dans une position de roulement définie par les éléments d'appui 106, la surface d'appui correspondante sur le sol étant située dans un plan qui est tangentiel à la surface de la sphère et touche les roues d'appui 110 sorties au niveau de leur circonférence A chacune  different meters and can be removed individually As a result, when the support device 104 is extended, there are only two possible support positions, in which the rolling body 102 is maintained in a rolling position defined by the support elements 106, the corresponding support surface on the ground being located in a plane which is tangential to the surface of the sphere and touches the support wheels 110 exited at their circumference At each

des deux surfaces d'appui sur le sol possibles est associé un plan équa-  of the two possible bearing surfaces on the ground is associated with an equal plane

torial A ou B parallèle à celle-ci dans lequel, à nouveau, une unité de  torial A or B parallel to it in which, again, a unit of

propulsion 114 1 ou 114 2 composée de plusieurs propulseurs indépen-  propulsion 114 1 or 114 2 composed of several independent propellers

dants 116 est disposée en opposition par rapport aux éléments d'appui  dants 116 is arranged in opposition to the support elements

106 Sur la demi sphère opposée aux éléments d'appui 106, des cap-  106 On the half sphere opposite the support elements 106, caps

teurs d'orientation 112 sont disposés en un point de la surface de la sphère qui est situé sur un rayon de la sphère perpendiculaire au plan équatorial A ou B, lesquels capteurs, dans la position d'appui du corps roulant 102, peuvent être sortis au-dessus de la surface de la sphère et,  orientation sensors 112 are arranged at a point on the surface of the sphere which is situated on a radius of the sphere perpendicular to the equatorial plane A or B, which sensors, in the bearing position of the rolling body 102, can be removed above the surface of the sphere and,

en position sortie, peuvent tourner par un entraînement à moteur élec-  in the extended position, can be rotated by an electric motor drive

trique propre ou par rotation de l'ensemble du corps roulant 102 à l'ai-  clean body or by rotation of the entire rolling body 102 in the

de des roues d'appui 110 autour du rayon de la sphère mentionné ser-  of supporting wheels 110 around the radius of the mentioned sphere serve

vant d'axe de rotation.front of axis of rotation.

Pour que le corps roulant 102 parvienne toujours dans l'une des deux positions définies même lorsque les éléments d'appui 106 se trouvent dans une position éloignée du sol à la fin du mouvement de roulement, les éléments dappui 106 ne sont pas sortis simultanément mais l'un après l'autre, les roues d'appui 110 agissant par leur propre  So that the rolling body 102 always reaches one of the two defined positions even when the support elements 106 are in a position remote from the ground at the end of the rolling movement, the support elements 106 are not pulled out simultaneously but one after the other, the support wheels 110 acting by their own

poids comme masses faisant basculer le corps roulant 102 dans la posi-  weights as masses tilting the rolling body 102 in the posi-

tion de roulement définie, dans laquelle l'un des cercles équatoriaux -  defined rolling tion, in which one of the equatorial circles -

le cercle équatorial A sur la figure 2 b est parallèle au sol et le cap-  the equatorial circle A in Figure 2 b is parallel to the ground and the cap-

teur associé 112 se trouve dans la position supérieure et peut ainsi être  associated tor 112 is in the upper position and can therefore be

sorti et activé Pour le reste, la conception et le principe de fonction-  output and activated For the rest, the design and the operating principle-

nement du robot sphérique 102 sont sensiblement identiques à ceux du  of the spherical robot 102 are substantially identical to those of the

premier exemple de réalisation.first example of implementation.

Au lieu de disposer les capteurs d'orientation 12 ou 112 dans  Instead of placing the orientation sensors 12 or 112 in

la position supérieure ou la position du pôle nord, il peut être avanta-  the top position or the position of the north pole, it can be favored

geux avec certains types de capteurs d'orientation de disposer chaque fois deux capteurs diamétralement opposés sur un cercle parallèle de latitude situé entre les différents pôles nords de la sphère et le plan équatorial associé, le mouvement orbital des capteurs autour de l'axe vertical dans la position d'appui du robot sphérique étant obtenu par  geux with certain types of orientation sensors to have each time two diametrically opposed sensors on a parallel circle of latitude located between the different north poles of the sphere and the associated equatorial plane, the orbital movement of the sensors around the vertical axis in the support position of the spherical robot being obtained by

l'entraînement des roues d'appui.the support wheel drive.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1 Robot pour la recherche d'un objectif au sol, composé d'un corps roulant sphérique muni d'un dispositif de propulsion qui le fait  1 robot for finding a target on the ground, composed of a spherical rolling body provided with a propulsion device which does so avancer de manière intermittente par étapes de déplacement indépen-  advance intermittently in stages of independent movement dantes et d'un dispositif de capteurs qui est activé entre les étapes de déplacement pour localiser l'objectif, caractérisé en ce que le corps roulant ( 2; 102) contient un dispositif d'appui ( 4; 104) qui est rentré  dantes and a sensor device which is activated between the movement steps to locate the objective, characterized in that the rolling body (2; 102) contains a support device (4; 104) which is retracted automatiquement à l'intérieur de la sphère pendant les étapes de dépla-  automatically inside the sphere during the moving steps cement par roulement et qui peut être sorti au-dessus de la surface de  cement by rolling and which can be taken out above the surface of la sphère entre deux étapes de déplacement successives, lequel dispo-  the sphere between two successive displacement stages, which has sitif d'appui comporte des éléments d'appui ( 6; 106) disposés chaque  support element comprises support elements (6; 106) arranged each fois sur des diamètre différents de la sphère du corps roulant permet-  times on different diameters of the sphere of the rolling body allows tant l'appui sur le sol du corps roulant dans une position de roulement définie. 2 Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'appui ( 104) comporte deux éléments d'appui ( 106) avec chaque fois des masses de basculement qui sont sorties avec ceux-ci  both the support on the ground of the rolling body in a defined rolling position. 2 robot according to claim 1, characterized in that the support device (104) comprises two support elements (106) with each time tilting masses which have come out with them pour faire basculer le corps roulant ( 102) dans une position de roule-  to tilt the rolling body (102) in a roll position ment donnée.given. 3 Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'appui ( 4) comporte quatre éléments d'appui ( 6) disposés chaque fois au niveau des angles d'un tétraèdre régulier inscrit dans la sphère.  3 Robot according to claim 1, characterized in that the support device (4) comprises four support elements (6) disposed each time at the angles of a regular tetrahedron inscribed in the sphere. 4 Robot selon l'une quelconque des revendications précéden-  4 Robot according to any one of the preceding claims. tes, caractérisé en ce que les éléments d'appui ( 6; 106) sont équipés d'éléments terminaux en forme de calottes qui constituent une partie  tes, characterized in that the support elements (6; 106) are equipped with terminal elements in the form of caps which constitute a part de la surface de la sphère lorsque les les éléments d'appui sont rentrés.  from the surface of the sphere when the support elements are retracted. Robot selon l'une quelconque des revendications précéden-  Robot according to any one of the preceding claims. tes, caractérisé en ce que les éléments d'appui ( 6; 106) sont équipés de  tes, characterized in that the support elements (6; 106) are equipped with roues d'appui ( 10; 110) qui, en position sortie, sont entraînées en rota-  support wheels (10; 110) which, in the extended position, are rotated tion pour faire tourner le corps roulant ( 2; 102) autour d'un axe verti-  tion to rotate the rolling body (2; 102) about a vertical axis cal. 6 Robot selon la revendication 5, caractérisé en ce que les roues d'appui ( 10; 110) sont munies siur leur circonférence de profils  cal. 6 Robot according to claim 5, characterized in that the support wheels (10; 110) are provided on their circumference with profiles en forme de nervures.in the form of ribs. 7 Robot selon l'une quelconque des revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que les éléments terminaux sont agencés en roues d'appui ( 10; 110).  7 Robot according to any one of claims 4, 5 or 6, characterized in that the terminal elements are arranged in support wheels (10; 110). 8 Robot selon l'une quelconque des revendication précéden-  8 Robot according to any one of the preceding claims. tes, caractérisé en ce que chaque élément d'appui ( 6) est équipé d'un  tes, characterized in that each support element (6) is equipped with a capteur ( 12) qui peut être sorti avec lui.  sensor (12) which can be taken out with it. 9 Robot selon la revendication 8, caractérisé en ce que le  9 Robot according to claim 8, characterized in that the capteur ( 12) est solidaire en rotation de la roue d'appui ( 10) de l'élé-  sensor (12) is integral in rotation with the support wheel (10) of the element ment d'appui ( 6) et les roues d'appui peuvent être entraînées en rota-  support (6) and the support wheels can be rotated tion de manière indépendante.tion independently. Robot selon l'une quelconque des revendication précéden-  Robot according to any one of the preceding claims. tes, caractérisé en ce que la longueur de sortie des éléments d'appui  tes, characterized in that the outlet length of the supporting elements ( 6; 106) est variable et peut être commandée de manière indépendante.  (6; 106) is variable and can be controlled independently. 11 Robot selon l'une quelconque des revendication précéden-  11 Robot according to any one of the preceding claims. tes dans lequel il est prévu comme dispositif de propulsion des unités  in which it is intended as a propulsion unit de propulsion à impulsion solidaires du corps roulant avec une direc-  of propulsion to impulse integral with the rolling body with a direction tion de poussée radiale par rapport au centre de la sphère, caractérisé  radial thrust with respect to the center of the sphere, characterized en ce que les unités de propulsion ( 14 1 à 14 4; 114 1, 114 2) sont dis-  in that the propulsion units (14 1 to 14 4; 114 1, 114 2) are available posées dans la région des cercles équatoriaux (A-D) du corps roulant ( 2; 102) parallèles aux surfaces du tétraèdre ou aux surfaces d'appui  placed in the region of the equatorial circles (A-D) of the rolling body (2; 102) parallel to the surfaces of the tetrahedron or to the bearing surfaces sur le sol formées lorsque le dispositif ( 4; 104) est en position sortie.  on the ground formed when the device (4; 104) is in the extended position. 12 Robot selon la revendication 11, caractérisé en ce que les unités de propulsion ( 14) sont disposées chaque fois en opposition par  12 Robot according to claim 11, characterized in that the propulsion units (14) are arranged in opposition each time rapport à l'un des éléments d'appui ( 6).  relative to one of the support elements (6). 13 Robot selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que chaque unité de propulsion ( 14; 114) est composée d'un groupe de propulseurs indépendants ( 16; 116) avec des directions de poussée  13 Robot according to claim 10 or 11, characterized in that each propulsion unit (14; 114) is composed of a group of independent propellers (16; 116) with thrust directions sensiblement identiques.substantially identical. :-: -
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