CN102968121A - 一种沿轨道行驶精确定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沿轨道行驶精确定位装置，包括有一段两端设置成箭头形状的轨道，在移动机构的下方设置有两个对称排列的安装块，两安装块之间的距离以能在轨道上滑行为准，两安装块沿着滑行方向的前端设置有便于卡入轨道的八字形开口，在安装块八字形开口两侧面设置有两排的滑轮，在两安装块上朝向轨道的面上装有一个红外对射管，在轨道上需要定位的位置的两侧面开设有长度为3mm±0.5mm的与红外对射管相对应的缝隙。本发明提供了一种简单、稳定、成本低廉的方式完成移动机构高精度的定位。此机构继承了轨道式定位机构垂直于行驶路径上定位精度高的优点，同时克服了行驶方向上无法准确定位的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种行驶时定位装置，特别是一种沿轨道行驶精确定位装置。
背景技术
现有的机器人及小型车辆的定位手段主要有轨道定位、激光定位、RFID定位、GPS定位等。
轨道定位具有垂直于行驶方向定位精度高，结构简单等优势，但是行驶方向上的定位无法保证。
激光定位是采用了激光发射的原理，激光发射器发出发散的激光，通过接受发射回来的激光来判断与周边环境的距离，从而实现定位。该方法定位精度较高，搭载便捷，但是只能运用在周围有固定特征的环境，有一定的局限性，同时定位精度只能达到厘米级。
RFID定位方式是通过在需要停止的地方预埋RFID标签的方法给机器人一个停止信号，该方法定位精度和机器人的移动速度及响应时间有密切关系，精度也不高，但原理简单适用于不要求严格定位精度的场合。
GPS定位方式被广泛的采用在汽车上，该方式通过卫星，具有覆盖面广，定位快捷方便，同时定位精度受很多方面影响，如周围环境，在遮挡较少的情况下，能搜索到的卫星数多，定位稳定且精度较高，反之则精度降低，信号也会不稳定。不同的GPS采用不同的运算方法，如差分，RTK等定位精度比一般车载GPS高可达厘米级，但是价格较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种结构简单、运行稳定、成本低廉的即能保证垂直于行驶方向精确定位的、又能保证行驶方向定位的轨道行驶精确定位装置。
一种沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：包括有一段轨道，轨道的首端或两端设置成箭头形状，在移动机构的下方设置有两个对称排列的安装块，两安装块之间的距离以能在轨道上滑行为准，两安装块沿着滑行方向的前端设置有便于卡入轨道的八字形开口，在安装块八字形开口两侧面设置有两排的滑轮，在两安装块上朝向轨道的面上装有一个红外对射管，在轨道上需要定位的位置的两侧面开设有长度为3mm±0.5mm的与红外对射管相对应的缝隙，或者是在两安装块上朝向轨道的两侧面上装有红外接收管、在轨道上需要定位的位置设置有红外发射管。
在需要精确定位的地方铺设一段长轨道，轨道两端为箭头状，在移动机构下方安装有两个安装块，此安装块的间距略大于轨道宽度，安装块与轨道接触的地方有两排小滑轮，两安装块前部开口呈“八”字形，安装块沿轨道的面上装有红外对射管。在轨道上需要定位的位置装有与红外对射管相对应的缝隙。车辆在接近轨道时会减速并初步对准轨道，误差可在±10cm，机器人进入轨道时，若定位不够精确，但在误差范围以内时，车体在向前行进的过程中，车体导轨上的滑轮组将与地面导轨接触，并沿着地面导轨箭头的形状，纠正其位置，最终使车体完全处于导轨上，达到定位精度的要求。当机器人即将到达指定位置时红外接收管将接收到来自轨道的红外发射管的信息，认为定位完成。
在安装块上朝向轨道的两侧面上还装有RFID标签接收器，其安装于安装块沿着滑行方向的红外对射管或红外接收管的前端，在轨道上缝隙或红外发射管的前方设置有RFID标签。
在安装块带动移动机构运行时，移动机构即将到达指定指定位置时RFID接受器将首先接收RFID标签的信息并减速，之后红外接收管将接收到来自轨道的红外发射管的信息实现定位。
所述的安装块上的RFID标签接收器与红外接收管或红外对射管之间的距离为9～11cm。
在轨道上需要定位的位置处的缝隙的前方与后方还设置有两个规格相同的缝隙，各缝隙之间的距离为3mm。
在轨道上需要定位的位置设置有红外发射管的前方与后方还设置有两个红外发射管，各红外发射管之间的距离为3mm。
在前后方加设缝隙或红外发射管起到预定位的作用。
所述的一段的轨道可以由几小段的分轨道构成，两分轨道之间采用采用连接块进行连接。
综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：
本发明提供了一种简单、稳定、成本低廉的方式完成移动机构高精度的定位。此机构继承了轨道式定位机构垂直于行驶路径上定位精度高的优点，同时克服了行驶方向上无法准确定位的缺点。本发明将两安装块在轨道滑行方向的前端开口设置成“八”字形结构，内侧滚轮布置，对上轨的定位误差有较大的容错能力；采用红外对射管来完成定位成本低，结构简单，相较GPS有价格优势，同时这种结合定位的方式在精度上胜过原有的各种常用的定位方式。
附图说明
图1是沿轨道行驶精确定位装置的安装块将步入轨道的示意图。
图2为红外对射定位逻辑流程图。
标号说明 1 安装块2小滑轮3轨道4 RFID标签接收器5红外接收管6RFID标签7红外发射管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1
一种如图1-2所示的沿轨道行驶精确定位装置包括有两个固定于移动机构底部的安装块1、两排安装在安装块沿轨道滑行方向前端设置的八字开口两侧的小滑轮2、首尾两端设置成箭头状的轨道3、轨道连接块组成。
在安装块1上设置有RFID标签接收器4、红外接收管5和安装在轨道上的RFID标签6、三组红外发射管7组成。RFID标签接收器安装于红外接收管前约10cm，起粗定位及减速预警作用，轨道上的三组红外发射管8间隔3mm均布，其中中间的红外发射管正对着需要定位的点。
轨道间的连接及与地面的安装通过连接块4实现，连接块4上通过四个地脚螺栓与地面连接，各通过两个螺栓将两条轨道连接起来。
定位逻辑为小车进入轨道后，首先检测到RFID标签的信息，小车开始减速，继续前进将检测到1号红外发射管，小车继续小幅前进，检测到对准2号红外管后停止。若前进幅度过大直接越过了2号红外管，对上3号红外，则控制小车向后一段很小的距离，若向后距离过大，对上1号红外，则再发送向前指令，如此循环直至对准2号红外。
本实施例未述部分与现有技术相同。
实施例2
沿轨道行驶精确定位装置包括有两个固定于移动机构底部的安装块1、两排安装在安装块沿轨道滑行方向前端设置的八字开口两侧的小滑轮2、首端设置成箭头状的轨道3、轨道连接块4组成。
在安装块上安装有红外对射管，在轨道需要定位的个位置处的两侧面开设有3mm±0.5mm的缝隙。
本实施例未述部分与实施例1相同。
Claims (6)
1.一种沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：包括有一段轨道，轨道的首端或两端设置成箭头形状，在移动机构的下方设置有两个对称排列的安装块，两安装块之间的距离以能在轨道上滑行为准，两安装块沿着滑行方向的前端设置有便于卡入轨道的八字形开口，在安装块八字形开口两侧面设置有两排的滑轮，在两安装块上朝向轨道的面上装有一个红外对射管，在轨道上需要定位的位置的两侧面开设有长度为3mm±0.5mm的与红外对射管相对应的缝隙，或者是在两安装块上朝向轨道的两侧面上装有红外接收管、在轨道上需要定位的位置设置有红外发射管。
2.根据权利要求1所述的沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：在安装块上朝向轨道的两侧面上还装有RFID标签接收器，其安装于安装块沿着滑行方向的红外对射管或红外接收管的前端，在轨道上缝隙或红外发射管的前方设置有RFID标签。
3.根据权利要求2所述的沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：所述的安装块上的RFID标签接收器与红外接收管或红外对射管之间的距离为9～11cm。
4.根据权利要求3所述的沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：在轨道上需要定位的位置处的缝隙的前方与后方还设置有两个规格相同的缝隙，各缝隙之间的距离为3mm。
5.根据权利要求4所述的沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：在轨道上需要定位的位置设置有红外发射管的前方与后方还设置有两个红外发射管，各红外发射管之间的距离为3mm。
6.根据权利要求5所述的沿轨道行驶精确定位装置，其特征在于：所述的一段的轨道可以由几小段的分轨道构成，两分轨道之间采用采用连接块进行连接。
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