RU144165U1 - TRANSPORT TROLLEY - Google Patents

Abstract

1. Транспортировочная тележка, выполненная с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, содержащая корпус со сцепным устройством, источник питания, блок управления, соединенный с электродвигателями ведущих колес, и с ультразвуковыми датчиками, расположенными в передней части корпуса.2. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве источника питания используется аккумулятор.3. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что ультразвуковые датчики расположены с, по крайней мере, частичным перекрытием зон действия соседних ультразвуковых датчиков.4. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что используются электродвигатели постоянного тока, соединенные через редукторы с ведущими колесами.5. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что оснащена магнитным датчиком, работающим с использованием эффекта Холла, соединенным с блоком управления.6. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что блок управления включает блок питания, процессор, цифровые и аналоговые входы-выходы, модули связи, индикатор отображения информации.7. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что оснащена панелью управления, соединенной с блоком управления.8. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что сцепное устройство выполнено в виде выдвигающегося штока.9. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что ультразвуковой датчик выполнен в виде, пъезоэлементов, являющихся приемниками и передатчиками ультразвукового сигнала.1. A transport trolley made with the possibility of autonomous movement along magnetic floor strips or marks, comprising a housing with a coupling device, a power source, a control unit connected to electric motors of the drive wheels, and with ultrasonic sensors located in front of the housing. 2. The transport trolley according to claim 1, characterized in that a battery is used as a power source. 3. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensors are located with at least partial overlap of the zones of action of adjacent ultrasonic sensors. The transport trolley according to claim 1, characterized in that DC electric motors are used, connected through gearboxes to the drive wheels. 5. The transport trolley according to claim 1, characterized in that it is equipped with a magnetic sensor operating using the Hall effect, connected to the control unit. 6. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the control unit includes a power supply unit, a processor, digital and analog inputs / outputs, communication modules, an information display indicator. The transport trolley according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control panel connected to the control unit. 8. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the hitch is made in the form of a retractable rod. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensor is made in the form of piezoelectric elements, which are receivers and transmitters of an ultrasonic signal.

Description

Полезная модель относится к области механических транспортных средств на колесном ходу, а более конкретно к конструкциям транспортировочных (логистических) тележек и предназначена для использования в качестве мобильного робота для перемещения различных грузов в цехах промышленных предприятий.The utility model relates to the field of mechanical vehicles on wheels, and more specifically to the construction of transport (logistics) carts and is intended for use as a mobile robot for moving various goods in the shops of industrial enterprises.

Известна транспортировочная тележка (по заявке US 2002074172), содержащая корпус, состоящий из двух, подвижных друг относительно друга, частей, с бампером и балансировочными грузами, ведущие колеса, выполненная с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, снабженная зацепным устройством, выполненным в виде зацепных крюков, оснащенным гидроцилиндром. При контакте бампера с препятствием, происходит остановка транспортировочной тележки.A transportation trolley is known (according to the application US 2002074172), comprising a housing consisting of two parts, movable relative to each other, with a bumper and balancing weights, drive wheels made with the possibility of autonomous movement along magnetic floor strips or marks, equipped with a hook device made in the form of hook hooks equipped with a hydraulic cylinder. When the bumper contacts an obstacle, the transport trolley stops.

Ее недостатками являются сложность конструкции. Наличие бампера увеличивает габариты и массу тележки. Использование гидроцилиндра в качестве привода зацепного устройства снижает надежность и ремонтопригодность.Its disadvantages are the complexity of the design. The presence of a bumper increases the dimensions and weight of the trolley. The use of a hydraulic cylinder as a drive of a hooking device reduces reliability and maintainability.

Известна транспортировочная тележка (по патенту CN 201895937 U), выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, ведущие колеса, выполненная с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, снабженная сканирующим устройством для обнаружения препятствий. Сканирующее устройство защищено бампером. Сцепное устройство оснащено ручным приводом.A transportation trolley is known (according to the patent CN 201895937 U), selected as a prototype, comprising a housing, driving wheels, made with the possibility of autonomous movement along the floor magnetic strips or marks, equipped with a scanning device for detecting obstacles. The scanning device is protected by a bumper. The hitch is equipped with a manual drive.

Недостатком известной транспортировочной тележки является использование сканирующего датчика, являющегося сложным, дорогостоящим элементом, требующим, в том числе, применение бампера для защиты от повреждений. Использование бампера приводит к увеличению габаритов и массы. Использование сцепного устройства с ручным приводом снижает автономность транспортировочной тележки и снижает надежность, поскольку вносит риск ошибки оператора (человеческий фактор) при осуществлении операций.A disadvantage of the known transport trolley is the use of a scanning sensor, which is a complex, expensive element, requiring, inter alia, the use of a bumper to protect against damage. The use of a bumper leads to an increase in size and weight. Using a coupling device with a manual drive reduces the autonomy of the transport trolley and reduces reliability, since it introduces the risk of operator error (human factor) during operations.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности транспортировочной тележки за счет упрощения конструкции и повышения автономности. Кроме того, снижаются габариты и масса транспортировочной тележки.The technical result of the utility model is to increase the reliability of the transport trolley by simplifying the design and increasing autonomy. In addition, the dimensions and weight of the transport trolley are reduced.

Технический результат достигается в транспортировочной тележке (далее - тележка), выполненной с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, содержащей корпус со сцепным устройством, источник питания, блок управления, соединенный с электродвигателями ведущих колес, и с ультразвуковыми датчиками, расположенными в передней части корпуса. В качестве источника питания используется аккумулятор. Ультразвуковые датчики выполнены в виде пъезоэлементов, являющихся приемниками и передатчиками ультразвукового сигнала, и расположены с, по крайней мере, частичным перекрытием зон действия соседних ультразвуковых датчиков. Используются электродвигатели постоянного тока, соединенные через редукторы с ведущими колесами. Транспортировочная тележка оснащена магнитным датчиком, работающим с использованием эффекта Холла, соединенным с блоком управления. Блок управления включает блок питания, процессор, цифровые и аналоговые входы-выходы, модули связи, индикатор отображения информации. Транспортировочная тележка оснащена панелью управления, соединенной с блоком управления. Сцепное устройство выполнено в виде выдвигающегося штока.The technical result is achieved in a transport trolley (hereinafter referred to as the trolley), made with the possibility of autonomous movement along floor magnetic strips or marks, comprising a housing with a coupling device, a power source, a control unit connected to electric motors of the drive wheels, and with ultrasonic sensors located in the front body parts. A battery is used as a power source. Ultrasonic sensors are made in the form of piezoelectric elements, which are receivers and transmitters of an ultrasonic signal, and are located with at least a partial overlap of the zones of action of neighboring ultrasonic sensors. Used DC motors connected via gears to the drive wheels. The transport trolley is equipped with a Hall effect magnetic sensor connected to the control unit. The control unit includes a power supply, a processor, digital and analog inputs / outputs, communication modules, an information display indicator. The transport trolley is equipped with a control panel connected to the control unit. The coupling device is made in the form of a retractable rod.

Полезная модель поясняется рисунками: фиг. 1 - транспортировочная тележка; фиг. 2 - транспортировочная тележка, вид сверху;The utility model is illustrated by drawings: FIG. 1 - transportation trolley; FIG. 2 - transportation trolley, top view;

Тележка содержит корпус 1 со сцепным устройством 2, источник питания, блок управления 7, соединенный с электродвигателями 8 ведущих колес 3, и с ультразвуковыми датчиками 4, расположенными в передней части корпуса 1.The truck contains a housing 1 with a coupling device 2, a power source, a control unit 7 connected to electric motors 8 of the driving wheels 3, and with ultrasonic sensors 4 located in front of the housing 1.

Ультразвуковые датчики 4 предназначены для контроля наличия препятствий в передней зоне (защита от столкновений) и выполнены в виде пъезоэлементов, являющихся приемниками и передатчиками ультразвукового сигнала и расположены с, по крайней мере, частичным перекрытием зон действия соседних ультразвуковых датчиков (как показано на фиг. 2). Могут использоваться ультразвуковые датчики 4 с расположенными на одной плате приемником и передатчиком ультразвукового сигнала: один из пьезоэлементов излучает ультразвуковую волну при подаче импульса определенной длительности, а другой пьезоэлемент принимает эту же отраженную волну от препятствия. Замеряется время задержки от передачи до приема волны, вычисляется расстояние и полученная информация передается блок управления. В зависимости от расстояния до объекта корректируется скорость движения транспортировочной тележки вплоть до полной остановки.Ultrasonic sensors 4 are designed to monitor the presence of obstacles in the front zone (collision protection) and are made in the form of piezoelectric elements, which are receivers and transmitters of an ultrasonic signal and are located with at least partial overlap of the action areas of adjacent ultrasonic sensors (as shown in Fig. 2 ) Ultrasonic sensors 4 with an ultrasonic signal transmitter and receiver located on the same board can be used: one of the piezoelectric elements emits an ultrasonic wave when a pulse of a certain duration is applied, and the other piezoelectric element receives the same reflected wave from an obstacle. The delay time from transmission to reception of the wave is measured, the distance is calculated, and the received information is transmitted to the control unit. Depending on the distance to the object, the speed of the transport trolley is adjusted up to a complete stop.

Ультразвуковые датчики 4 могут располагаться по левой и правой стороне передней части корпуса 1. Подобное расположение ультразвуковых датчиков 4 позволяет перекрыть области действия (дублировать) в случае выхода из строя одного из них. Применение ультразвуковых датчиков не требует наличия дополнительных конструктивных элементов (в виде бампера), позволяет упростить конструкцию при сохранении высокой степени безопасности и защиты от столкновений и снизить ее габариты и массу.Ultrasonic sensors 4 can be located on the left and right side of the front of the housing 1. A similar arrangement of ultrasonic sensors 4 allows you to overlap the scope (duplicate) in the event of failure of one of them. The use of ultrasonic sensors does not require additional structural elements (in the form of a bumper), it allows to simplify the design while maintaining a high degree of safety and protection against collisions and reduce its dimensions and weight.

Для приведения тележки в движение используются электродвигатели 8 постоянного тока, соединенные через редукторы с ведущими колесами 3.To bring the trolley in motion, DC electric motors 8 are used, connected through gearboxes to the drive wheels 3.

Блок управления 7 предназначен для управления тележкой и состоит из: блока питания, процессора, цифровых и аналоговых входов-выходов, модуля WI-FI, модуля связи по различным портам, индикатора для отображения информации. Например, индикатор может быть выполнен трехцветным, со звуковой сигнализацией. Он предназначен для информирования персонала о состоянии работы транспортировочной тележки: красный - авария (перегрузка двигателя, сход с трассы и т.д.) - генерируется управляющий сигнал для остановки тележки; желтый - предупреждение (сработал защитный контур), впереди препятствие, низкий заряд аккумулятора и т.д. - снижение скорости/приостановка движения; зеленый - все нормально - движение. Модуль WI-FI может использоваться для удаленного программирования и контроля.The control unit 7 is designed to control the cart and consists of: a power supply, a processor, digital and analog inputs / outputs, a WI-FI module, a communication module for various ports, an indicator for displaying information. For example, the indicator may be tri-color, with an audible alarm. It is designed to inform personnel about the operation status of the transport trolley: red - accident (engine overload, descent from the highway, etc.) - a control signal is generated to stop the trolley; yellow - warning (protective circuit has tripped), an obstacle ahead, low battery, etc. - speed reduction / suspension of movement; green - everything is fine - movement. The WI-FI module can be used for remote programming and control.

В качестве источника питания используется аккумулятор, расположенный в аккумуляторном отсеке 5, например, гелиевая тяговая аккумуляторная батарея, предназначенная для питания силовых линий и линий управления.A battery located in the battery compartment 5 is used as a power source, for example, a helium traction battery intended for power lines and control lines.

Транспортировочная тележка выполнена с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток. Для этого, она оснащена магнитным датчиком, работающим с использованием эффекта Холла, расположенным на нижней поверхности корпуса 1, соединенным с блоком управления 7.The transport trolley is made with the possibility of autonomous movement along the floor magnetic strips or marks. For this, it is equipped with a magnetic sensor operating using the Hall effect, located on the lower surface of the housing 1, connected to the control unit 7.

Транспортировочная тележка оснащена панелью управления 6, соединенной с блоком управления 7. Панель управления 6 предназначена для выбора режима работы автоматический/ручной, управления в ручном режиме и экстренной остановки тележки. Панель управления содержит кнопки, галетные переключатели и лампочки, может быть выполнена в виде отдельной панели, встроенной в корпус 1 или является неотъемлемой частью других элементов, расположенных под корпусом 1 (в корпусе 1 выполнены отверстия для упомянутых элементов управления/сигнализации), например, блока управления 7.The transport trolley is equipped with a control panel 6 connected to the control unit 7. The control panel 6 is designed to select the automatic / manual operation mode, manual control and emergency stop of the trolley. The control panel contains buttons, wired switches and light bulbs, can be made in the form of a separate panel integrated into the housing 1 or is an integral part of other elements located under the housing 1 (openings for the said control / alarm elements are made in the housing 1), for example, a unit management 7.

Сцепное устройство выполнено в виде выдвигающегося штока 2 (штока 2), преимущественно цилиндрического. Шток 2 выполнен с возможностью выдвигаться и полностью уходить в корпус 1. Привод штока 2 выполнен в виде электромагнита (не показан), являющегося простым и надежным элементом конструкции, он представляет собой катушку, расположенную в тонкостенном каркасе из меди или стали, что обеспечивает механическую прочность катушке. Шток 2 является сердечником катушки. При прохождении электрического тока по катушке создается магнитное поле, которое приводит к втягиванию штока (сердечника) внутрь катушки. Во время движения транспортной тележки и прохождения ею специальной магнитной метки, обозначающей склад (зона загрузки) или рабочий пост (зона разгрузки), дополнительные магнитные датчики, расположенные в передней части корпуса, передают импульс на блок управления 1, который в свою очередь генерирует сигнал электромагниту на выдвижение (зона загрузки) или втягивание (зона разгрузки) штока 2. Применение подобной конструкции позволяет избежать соприкосновения сцепного элемента с комплектующими изделиями, размещаемыми на грузовой тележке и избежать их деформации или повреждения. Кроме этого использование одного конструктивного элемента упрощает конструкцию, снижает риск поломки/отказа и повышает надежность всей системы.The coupling device is made in the form of a retractable rod 2 (rod 2), mainly cylindrical. The rod 2 is made with the ability to extend and go completely into the housing 1. The actuator of the rod 2 is made in the form of an electromagnet (not shown), which is a simple and reliable structural element, it is a coil located in a thin-walled frame made of copper or steel, which provides mechanical strength reel. Stem 2 is the core of the coil. With the passage of electric current through the coil, a magnetic field is created, which leads to the retraction of the rod (core) inside the coil. During the movement of the transport trolley and the passage of a special magnetic marking it indicating the warehouse (loading zone) or workstation (unloading zone), additional magnetic sensors located in the front of the case transmit a pulse to the control unit 1, which in turn generates a signal to the electromagnet for extension (loading zone) or retraction (unloading zone) of the rod 2. The use of such a design avoids the contact of the coupling element with components placed on a cargo trolley avoid their deformation or damage. In addition, the use of one structural element simplifies the design, reduces the risk of breakdown / failure and increases the reliability of the entire system.

Тележка работает следующим образом.The trolley operates as follows.

На пол наносится магнитная лента, обозначая траекторию движения тележки, а также специальные магнитные метки для обозначения конечных и промежуточных точек маршрута, зарядной станции, склада, поворота и т.д. Движение тележки осуществляется по магнитной ленте (расположенной на полу) при помощи магнитного датчика. Датчик считывает магнитное поле и передает сигнал в блок управления для последующей обработки. Магнитные метки считываются дополнительными магнитными датчиками, расположенными по бокам в передней части корпуса. При поступлении информации от дополнительных магнитных датчиков о наличии магнитной метки, блок управления, в зависимости от полученной информации может выдавать сигнал, например, на снижение скорости или остановку (зарядная станция, склад, пост), на поворот ведущих колес (при повороте по траектории маршрута), на выдвижение или втягивание штока 2.A magnetic tape is applied to the floor, indicating the trajectory of the trolley, as well as special magnetic marks to indicate the end and intermediate points of the route, charging station, warehouse, turning, etc. The movement of the cart is carried out on a magnetic tape (located on the floor) using a magnetic sensor. The sensor reads the magnetic field and transmits a signal to the control unit for further processing. Magnetic marks are read by additional magnetic sensors located on the sides in front of the housing. Upon receipt of information from additional magnetic sensors about the presence of a magnetic mark, the control unit, depending on the information received, can give a signal, for example, to reduce speed or stop (charging station, warehouse, post), to turn the drive wheels (when turning along the route ), to extend or retract the stem 2.

Управление скоростью движения тележки осуществляется следующим образом.The speed control of the cart is as follows.

1. На старте проходя нулевую метку (склад) происходит обнуление данных времени, скорости и пройденного пути. В процессе движения все параметры (время, скорость) отслеживаются при помощи блока управления, что позволяет всегда знать местоположение тележки относительно нулевой метки. Программным путем, на маршруте движения задается точка для снижения скорости тележки и остановки по сигналу магнитного датчика.1. At the start, passing the zero mark (warehouse), the data of time, speed and distance traveled are reset. During movement, all parameters (time, speed) are monitored using the control unit, which allows you to always know the location of the cart relative to the zero mark. Programmatically, a point is set on the route of movement to reduce the speed of the cart and stop by the signal of the magnetic sensor.

2. Скорость движения тележки также корректируется по ультразвуковым датчикам 4: при появлении препятствия, в зависимости от расстояния, ультразвуковой датчик 4 выдает аналоговый сигнал, поступающий в блок управления, который в свою очередь дает команду на электродвигатели ведущих колес 3 и тележка замедляется вплоть до полной остановки. В случае отсутствия препятствий на пути движения - тележка идет с заданной скоростью.2. The speed of the trolley is also adjusted by ultrasonic sensors 4: when an obstacle occurs, depending on the distance, the ultrasonic sensor 4 gives an analog signal to the control unit, which in turn gives a command to the electric motors of the drive wheels 3 and the trolley slows down to full stop. In the absence of obstacles in the way of movement - the trolley goes at a given speed.

3. Экстренная остановка тележки осуществляется при помощи аварийной кнопки, расположенной на панели управления 6, либо автоматически в случае потери сигнала от магнитного датчика.3. An emergency stop of the trolley is carried out using the emergency button located on the control panel 6, or automatically in case of loss of signal from the magnetic sensor.

При понижении уровня зарядки аккумулятора, тележка сначала полностью завершает цикл действий, согласно заданной программы, а затем автоматически ищет специальную метку, обозначающую место зарядной станции. После осуществления дозарядки, тележка автоматически продолжает движение по заданной программе.When the battery charge level decreases, the trolley first completely completes the cycle of actions, according to the specified program, and then automatically searches for a special mark that indicates the location of the charging station. After recharging, the trolley automatically continues to move according to a given program.

Claims (9)

1. Транспортировочная тележка, выполненная с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, содержащая корпус со сцепным устройством, источник питания, блок управления, соединенный с электродвигателями ведущих колес, и с ультразвуковыми датчиками, расположенными в передней части корпуса.1. Transport trolley, made with the possibility of autonomous movement along floor magnetic strips or marks, comprising a housing with a coupling device, a power source, a control unit connected to electric motors of the drive wheels, and with ultrasonic sensors located in front of the housing. 2. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве источника питания используется аккумулятор.2. The transport trolley according to claim 1, characterized in that a battery is used as a power source. 3. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что ультразвуковые датчики расположены с, по крайней мере, частичным перекрытием зон действия соседних ультразвуковых датчиков.3. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensors are located with at least partial overlap of the zones of action of adjacent ultrasonic sensors. 4. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что используются электродвигатели постоянного тока, соединенные через редукторы с ведущими колесами.4. The transport trolley according to claim 1, characterized in that DC motors are used, connected through gearboxes to the drive wheels. 5. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что оснащена магнитным датчиком, работающим с использованием эффекта Холла, соединенным с блоком управления.5. The transport trolley according to claim 1, characterized in that it is equipped with a magnetic sensor operating using the Hall effect, connected to the control unit. 6. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что блок управления включает блок питания, процессор, цифровые и аналоговые входы-выходы, модули связи, индикатор отображения информации. 6. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the control unit includes a power supply, a processor, digital and analog inputs / outputs, communication modules, an information display indicator. 7. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что оснащена панелью управления, соединенной с блоком управления.7. The transport trolley according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control panel connected to the control unit. 8. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что сцепное устройство выполнено в виде выдвигающегося штока.8. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the coupling device is made in the form of a retractable rod. 9. Транспортировочная тележка по п. 1, характеризующаяся тем, что ультразвуковой датчик выполнен в виде, пъезоэлементов, являющихся приемниками и передатчиками ультразвукового сигнала.

9. The transport trolley according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensor is made in the form of piezoelectric elements, which are receivers and transmitters of an ultrasonic signal.