RU2454314C2 - Транспортный робот с бортовой локационной системой (варианты) - Google Patents
Транспортный робот с бортовой локационной системой (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454314C2 RU2454314C2 RU2010116011/02A RU2010116011A RU2454314C2 RU 2454314 C2 RU2454314 C2 RU 2454314C2 RU 2010116011/02 A RU2010116011/02 A RU 2010116011/02A RU 2010116011 A RU2010116011 A RU 2010116011A RU 2454314 C2 RU2454314 C2 RU 2454314C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheels
- wheel
- platform
- shafts
- transceivers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к робототехнике. Транспортный робот с бортовой локационной системой содержит платформу 1, колеса 2, 3 и 4, поворотные электродвигатели 15, 24 и 25, маршевые электродвигатели, датчики угла поворота и скорости вращения первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 и бортовую вычислительную сеть. В качестве навигационных маркерных элементов в роботе используют по первому варианту светоизлучающие маяки 87, а по второму варианту светоконтрастную полосу. Бортовая локационная система робота по первому варианту содержит площадку 74 и стойки 91, посредством которых площадка 74 смонтирована на платформе 1 параллельно ей, а бортовая локационная система содержит установленные на площадке 74 светоотражающий конус 75 и фотообъектив 76 с установленной в фокусной плоскости фотообъектива 76 фотоприемной матрицей 77. Бортовая локационная система робота по второму варианту содержит оптронную линейку и второй контроллер бортовой локационной системы, причем оптронная линейка смонтирована на кронштейне параллельно опорной плоскости и параллельно оси вращения первого колеса. Изобретение направлено на повышение маневренности транспортного робота и расширение функциональных возможностей робота. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.
Description
Изобретение относится к робототехнике и может найти применение в качестве мобильного робота и самодвижущейся транспортной тележки.
Известен транспортный робот, содержащий платформу со смонтированными на ней колесами, датчиками параметров движения и бортовой компьютер (патент RU №2303240, 2006 г.).
Данный робот обладает ограниченной маневренностью.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами, платформу, первое, второе и третье колеса, первый, второй и третий вал, со смонтированными на соответствующих валах первым, вторым и третьим колесами, установленные на платформе вилки первого, второго и третьего колеса со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей вилок валами первого, второго и третьего колес соответственно, причем вилка первого колеса установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси первой вилки, поворотный электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом вилки первого колеса, и датчик угла поворота первого колеса, установленные на платформе маршевый электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом первого колеса, датчик скорости вращения первого колеса и источник питания, а также бортовую вычислительную сеть. При этом в качестве навигационных маркерных элементов используют источники электромагнитного поля, размещенные над опорной плоскостью (патент RU №2130618, 1994 г.).
Конструктивные особенности данного робота не позволяют ему разворачиваться на месте и осуществлять движение в произвольном направлении без предварительной ориентации робота, что ограничивает его маневренность в целом. Кроме того, робот не может определять направление на навигационные маркерные элементы в цехах промышленных предприятий в присутствии сильных электромагнитных полей от работающего оборудования.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по первому варианту, является повышение маневренности транспортного робота и расширение функциональных возможностей робота за счет обеспечения возможности определять направление и осуществлять движение на навигационные маркерные элементы в цехах промышленных предприятий в присутствии сильных электромагнитных полей от работающего оборудования.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по второму варианту, является повышение маневренности транспортного робота и расширение функциональных возможностей робота за счет обеспечения возможности определять свое положение относительно навигационных маркерных элементов в цехах промышленных предприятий в присутствии сильных электромагнитных полей от работающего оборудования и осуществлять движение по светоконтрастной полосе на полу в цехах промышленных предприятий в присутствии сильных электромагнитных полей от работающего оборудования.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами, платформу, первое, второе и третье колеса, первый, второй и третий вал, со смонтированными на соответствующих валах первым, вторым и третьим колесами, установленные на платформе вилки первого, второго и третьего колеса со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей вилок валами первого, второго и третьего колес соответственно, причем вилка первого колеса установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси первой вилки, поворотный электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом вилки первого колеса, и датчик угла поворота первого колеса, установленные на платформе маршевый электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом первого колеса, датчик скорости вращения первого колеса и источник питания, а также бортовую вычислительную сеть, дополнительно введены поворотные электродвигатели второго и третьего колеса, маршевые электродвигатели второго и третьего колеса, датчики угла поворота второго и третьего колеса, датчики скорости вращения второго и третьего колеса и беспроводной канал обмена данными, при этом вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси соответствующей вилки на произвольный угол и, кроме того, вилка первого колеса, вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания на вал соответствующей вилки, при этом проекции точек пересечения вертикальных осей валов вилок и горизонтальных осей валов соответствующих колес на горизонтальную плоскость расположены в вершинах равностороннего треугольника, при этом поворотные электродвигатели второго и третьего колес и датчики угла поворота второго и третьего колес установлены на платформе, а выходные валы поворотных электродвигателей второго и третьего колес кинематически связаны с валами вилок второго и третьего колес соответственно, при этом маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колеса и датчики скорости вращения первого, второго и третьего колес кинематически связаны с валами первого, второго и третьего колес соответственно, бортовая вычислительная сеть выполнена распределенной и с возможностью сбора и обработки данных с датчиков угла поворота, датчиков скорости вращения первого, второго и третьего колеса и бортовой локационной системы и формирования и передачи управляющих сигналов на поворотные и маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колеса, при этом первая часть элементов бортовой вычислительной сети установлена на платформе, а оставшаяся вторая часть - на вилках колес, при этом первая и вторая части элементов бортовой вычислительной сети соединены беспроводным каналом обмена данными, при этом в качестве навигационных маркерных элементов используют светоизлучающие маяки, установленные на опорной плоскости, а бортовая локационная система выполнена с возможностью определения направлений на светоизлучающие маяки.
Кроме того, беспроводной канал обмена данными содержит первую, вторую и третью пары приемопередатчиков, при этом первые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на платформе, а вторые приемопередатчики из первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на валах вилок первого, второго и третьего колес соответственно, с возможностью взаимодействия с первыми приемопередатчиками соответствующей пары приемопередатчиков.
Кроме того, первая часть элементов бортовой вычислительной сети содержит головной контроллер, контроллеры управления поворотными электродвигателями первого, второго и третьего колес и первый контроллер бортовой локационной системы, а вторая часть элементов бортовой вычислительной сети содержит контроллеры управления маршевыми электродвигателями первого, второго и третьего колес.
Кроме того, выходные валы второго и третьего маршевых электродвигателей кинематически связаны с валами второго и третьего колес соответственно, управляющие входы первого, второго и третьего маршевых электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам скорости вращения первого, второго и третьего колеса соответственно, а управляющие входы первого, второго и третьего поворотных электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам угла поворота первого, второго и третьего колеса соответственно.
Кроме того, в качестве приемопередатчиков использованы приемопередатчики инфракрасного излучения.
Кроме того, установленные на платформе с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания на вал вилки, вилки каждого из колес оснащены соответствующими узлами передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение, при этом каждый узел передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение содержит смонтированный на платформе подшипник с установленным в нем валом вилки, опору и токоподводящие щетки, установленные на соответствующем валу с возможностью электрического контакта с соответствующей опорой, электрически соединенной с источником питания.
Кроме того, он содержит площадку и стойки, посредством которых площадка смонтирована на платформе параллельно ей, а бортовая локационная система содержит установленные на площадке светоотражающий конус и фотообъектив с установленной в фокусной плоскости фотообъектива фотоприемной матрицей, а вход первого контроллера бортовой локационной системы подключен к выходу фотоприемной матрицы.
Кроме того, выход фотоприемной матрицы подключен ко входу первого контроллера бортовой локационной системы.
Кроме того, ось вращения светоотражающего конуса совпадает с оптической осью фотообъектива и проходит через центр фотоприемной матрицы и центр платформы, а одна из осей фотоприемной матрицы располагается параллельно горизонтальной оси, проходящей из центра платформы через ось вала вилки первого колеса.
Кроме того, угол раскрыва светоотражающего конуса выбран равным 90°.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами, включающий платформу, первое, второе и третье колеса, первый, второй и третий вал, со смонтированными на соответствующих валах первым, вторым и третьим колесами, установленные на платформе вилки первого, второго и третьего колеса со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей вилок валами первого, второго и третьего колес соответственно, причем вилка первого колеса установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси первой вилки, поворотный электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом вилки первого колеса, и датчик угла поворота первого колеса, установленные на платформе маршевый электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом первого колеса, датчик скорости вращения первого колеса и источник питания, а также бортовую вычислительную сеть, дополнительно введены поворотные электродвигатели второго и третьего колеса, маршевые электродвигатели второго и третьего колеса, датчики угла поворота второго и третьего колеса, датчики скорости вращения второго и третьего колеса и беспроводной канал обмена данными, при этом вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси соответствующей вилки на произвольный угол и, кроме того, вилка первого колеса, вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания на вал соответствующей вилки, при этом проекции точек пересечения вертикальных осей валов вилок и горизонтальных осей валов соответствующих колес на горизонтальную плоскость расположены в вершинах равностороннего треугольника, при этом поворотные электродвигатели второго и третьего колес и датчики угла поворота второго и третьего колес установлены на платформе, а выходные валы поворотных электродвигателей второго и третьего колес кинематически связаны с валами вилок второго и третьего колес соответственно, при этом маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колеса и датчики скорости вращения первого, второго и третьего колес кинематически связаны с валами первого, второго и третьего колес соответственно, бортовая вычислительная сеть выполнена распределенной и с возможностью сбора и обработки данных с датчиков угла поворота, датчиков скорости вращения первого, второго и третьего колеса бортовой локационной системы и формирования и передачи управляющих сигналов на поворотные и маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колеса, при этом первая часть элементов бортовой вычислительной сети установлена на платформе, а оставшаяся вторая часть - на вилках колес, при этом первая и вторая части элементов бортовой вычислительной сети соединены беспроводным каналом обмена данными, при этом в качестве навигационных маркерных элементов используют светоконтрастную полосу, нанесенную на опорной плоскости, а бортовая локационная система выполнена с возможностью определения величины отклонения точки касания первым колесом робота опорной плоскости от средней линии светоконтрастной полосы и угла отклонения проекции продольной оси первого колеса робота на опорную плоскость от касательной к средней линии светоконтрастной полосы.
Кроме того, беспроводной канал обмена данными может содержать первую, вторую и третью пары приемопередатчиков, при этом первые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на платформе, а вторые приемопередатчики из первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на валах вилок первого, второго и третьего колес соответственно, с возможностью взаимодействия с первыми приемопередатчиками соответствующей пары приемопередатчиков.
Кроме того, первая часть элементов бортовой вычислительной сети содержит головной контроллер, контроллеры управления поворотными электродвигателями первого, второго и третьего колес и первый контроллер бортовой локационной системы, а вторая часть элементов бортовой вычислительной сети содержит контроллеры управления маршевыми электродвигателями первого, второго и третьего колес.
Кроме того, выходные валы второго и третьего маршевых электродвигателей кинематически связаны с валами второго и третьего колес соответственно, управляющие входы первого, второго и третьего маршевых электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам скорости вращения первого, второго и третьего колеса соответственно, а управляющие входы первого, второго и третьего поворотных электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам угла поворота первого, второго и третьего колеса соответственно.
Кроме того, в качестве приемопередатчиков использованы приемопередатчики инфракрасного излучения.
Кроме того, установленные на платформе с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания на вал вилки, вилки каждого из колес оснащены соответствующими узлами передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение, при этом каждый узел передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение содержит смонтированный на платформе подшипник с установленным в нем валом вилки, опору и токоподводящие щетки, установленные на соответствующем валу с возможностью электрического контакта с соответствующей опорой, электрически соединенной с источником питания.
Кроме того, в него дополнительно введен кронштейн, жестко закрепленный на валу вилки первого колеса таким образом, что вертикальная плоскость симметрии кронштейна совпадает с расположенной перпендикулярно оси вращения первого колеса вертикальной плоскостью симметрии первого колеса, а бортовая локационная система содержит оптронную линейку, лампу подсветки и второй контроллер бортовой локационной системы, причем оптронная линейка и лампа подсветки смонтированы на кронштейне параллельно опорной плоскости и параллельно оси вращения первого колеса.
Кроме того, выходы оптронной линейки подключены к соответствующим входам второго контроллера бортовой локационной системы, подключенного к соответствующему входу контроллера управления маршевым электродвигателем первого колеса.
На фиг.1 изображен внешний вид транспортного робота с бортовой локационной системой по первому варианту, на фиг.2 - кинематическая схема транспортного робота, на фиг.3 - вид сверху на платформу робота с установленными на ней элементами, на фиг.4 - вид снизу на платформу робота с установленными на ней элементами.
На фиг.5 приведена функциональная схема распределенной бортовой вычислительной сети с подключенными к ней датчиками и электродвигателями для первого варианта, на фиг.6 - фрагмент фиг.3, а на фиг.7 - вариант конструктивного исполнения узла передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение.
На фиг.8 изображен внешний вид транспортного робота с бортовой локационной системой по второму варианту, а на фиг.9 - функциональная схема распределенной бортовой вычислительной сети с подключенными к ней датчиками и электродвигателями для второго варианта.
На фиг.10 изображена платформа транспортного робота со схематическим размещением на ней фотоприемной матрицы и размещение самой платформы на опорной плоскости для первого варианта.
На фиг.11 изображена платформа 1 транспортного робота со схематическим размещением на ней оптронной линейки 84 и размещение самой платформы 1 на опорной плоскости XOY для второго варианта.
На фиг.1-11 обозначены: 1 - платформа в виде равностороннего треугольника; 2, 3 и 4 - соответственно первое, второе и третье колесо; 5, 6 и 7 - соответственно первый, второй и третий вал; 8, 9 и 10 - вилка первого, второго и третьего колеса соответственно; 11, 12 и 13 - горизонтальные оси вилок первого, второго и третьего колеса; 14 - вертикальная ось вилки первого колеса; 15 - поворотный электродвигатель первого колеса; 16 - выходной вал поворотного электродвигателя первого колеса; 17 - вал вилки первого колеса; 18 - датчик угла поворота первого колеса; 19 - маршевый электродвигатель первого колеса; 20 - выходной вал маршевого электродвигателя первого колеса; 21 - датчик скорости вращения первого колеса; 22 - источник питания; 23 - бортовая вычислительная сеть; 24 и 25 - поворотные электродвигатели второго и третьего колеса соответственно; 26 и 27 - маршевые электродвигатели второго и третьего колеса соответственно; 28 и 29 - датчики угла поворота второго и третьего колеса соответственно; 30 и 31 - датчики скорости вращения второго и третьего колеса соответственно; 32 - беспроводной канал обмена данными; 33 и 34 - вертикальная ось вилки второго и третьего колеса соответственно; 35 и 36 - вал вилки второго и третьего колеса соответственно; 37 и 38 - выходные валы поворотных электродвигателей второго и третьего колеса соответственно; 39 и 40 - первая и соответственно вторая части элементов бортовой вычислительной сети; 41, 42 и 43 - соответственно первая, вторая и третья пара приемопередатчиков; 45, 45 и 46 - первые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков 41, 42 и 43 соответственно; 47, 48 и 49 - вторые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков 41, 42 и 43 соответственно; 50 - головной контроллер; 51, 52 и 53 - контроллеры управления поворотными электродвигателями первого, второго и третьего колеса соответственно; 54, 55 и 56 - контроллеры управления маршевыми электродвигателями первого, второго и третьего колеса соответственно; 57 и 58 - выходные валы второго и третьего маршевых электродвигателей; 59, 60 и 61 - первый, второй и третий узлы передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение; 62, 63 и 64 - подшипник вала вилки первого, второго и третьего колеса соответственно; 65, 66 и 67 - опора подшипника вала вилки первого, второго и третьего колеса соответственно; 68 и 69, 70 и 71 и 72 и 73 - первая, вторая и третья пара токоподводящих щеток вала вилки первого, второго и третьего колеса соответственно; 74 - площадка; 75 - светоотражающий конус; 76 - фотообъектив; 77 - фотоприемная матрица; 78 - первый контроллер бортовой локационной системы; 79 - ось вращения светоотражающего конуса; 80 - оптическая ось фотообъектива; 81 - одна из осей фотоприемной матрицы; 82 - горизонтальная ось, проходящая из центра платформы через ось вала вилки первого колеса; 83 - кронштейн; 84 - оптронная линейка; 85 - лампа подсветки; 86 - второй контроллер бортовой локационной системы; 87 - светоизлучающие маяки; 88 - светоконтрастная полоса; 89 - средняя линия светоконтрастной полосы; 90 - горизонтальная продольная ось первого колеса; 91 - стойки; 92 - проекция горизонтальной продольной оси первого колеса на опорную плоскость; 93 - вертикальная ось первого колеса; 94 - проекция на опорную плоскость горизонтальной оси, проходящей из центра платформы через ось вала вилки первого колеса; 95 - ось симметрии верхней плоскости кронштейна.
Кроме того, на фиг.10-16 обозначены: точка С - центр платформы 1; точки С1, С2 и С3 - точки на платформе 1, через которые проходят оси 14, 33 и 34 валов 17, 35 и 36 вилок 8, 9 и 10 соответственно первого 2, второго 3 и третьего 4 колеса; точка Р - мгновенный центр скоростей платформы, то есть точка, в которой сходятся оси 11, 12 и 13 валов 5, 6 и 7 колес 2, 3 и 4; x1 - проекция горизонтальной продольной оси 90 первого колеса 2 на опорную плоскость XOY; x2 и x3 - горизонтальные продольные оси второго 3 и третьего 4 колес соответственно; C1P, C2P и C3P - прямые линии, на которых лежат оси 11, 12 и 13 валов 5, 6 и 7 первого 2, второго 3 и третьего 4 колес соответственно; x' - проекция 94 на опорную плоскость XOY горизонтальной оси 82, проходящей из центра С платформы 1 через ось 14 вала 17 вилки 8 первого колеса 2 перпендикулярно этой оси 14; βi (i=1, 2, 3) - угол поворота вала 17 (35, 36) вилки 8 (9, 10) первого 2, второго 3 и третьего 4 колеса относительно оси x' (для угла β1 - он же угол между двумя перпендикулярными опорной плоскости XOY плоскостями: плоскостью, проходящей через оси 92, 90 и 95, и плоскостью, проходящей через оси 94 и 82); φi (i=1, 2, 3) - угол поворота вала 5, 6 и 7 соответственно первого 2, второго 3 и третьего 4 колеса.
Транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами по первому варианту, включает платформу 1, первое, второе и третье колеса 2, 3 и 4, первый, второй и третий вал 5, 6 и 7, со смонтированными на соответствующих валах 5, 6 и 7 первым, вторым и третьим колесами 2. 3 и 4, установленные на платформе 1 вилки первого, второго и третьего колеса 8, 9 и 10 со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей 11, 12 и 13 вилок 8, 9 и 10 валами 5, 6 и 7 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 соответственно, причем вилка 8 первого колеса 2 установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 14 первой вилки 8, поворотный электродвигатель 15 первого колеса 2, выходной вал 16 которого кинематически связан с валом 17 вилки 8 первого колеса 2, и датчик 18 угла поворота первого колеса 2, установленные на платформе 1 маршевый электродвигатель 19 первого колеса 2, выходной вал 20 которого кинематически связан с валом 5 первого колеса 2, датчик 21 скорости вращения первого колеса 2 и источник питания 22, а также бортовую вычислительную сеть 23.
Кроме того, транспортный робот по первому варианту содержит поворотные электродвигатели 24 и 25 второго и третьего колеса 3 и 4, маршевые электродвигатели 26 и 27 второго и третьего колеса 3 и 4, датчики 28 и 29 угла поворота второго и третьего колеса 3 и 4, датчики 30 и 31 скорости вращения второго и третьего колеса 3 и 4 и беспроводной канал 32 обмена данными, при этом вилка 8 первого колеса 2, вилка 9 второго колеса 3 и вилка 10 третьего колеса 4 установлены на платформе 1 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 14, 33 и 34 на произвольный угол и с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания 22 на вал 17, 35 и 36 соответствующей вилки 8, 9 и 10, при этом проекции точек пересечения вертикальных осей 14, 33 и 34 валов 5, 6 и 7 вилок 8, 9 и 10 и горизонтальных осей 11, 12 и 13 валов 5, 6 и 7 соответствующих колес 2, 3 и 4 на горизонтальную плоскость расположены в вершинах равностороннего треугольника, при этом поворотные электродвигатели 24 и 25 второго и третьего колес 3 и 4 и датчики 28 и 29 угла поворота второго и третьего колес 3 и 4 установлены на платформе 1, а выходные валы 37 и 38 поворотных электродвигателей 24 и 25 второго и третьего колес 3 и 4 кинематически связаны с валами 35 и 36 вилок 9 и 10 второго и третьего колес 3 и 4 соответственно, при этом маршевые электродвигатели 19, 26 и 27 первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 и датчики 21, 30 и 31 скорости вращения первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 кинематически связаны с валами 5, 6 и 7 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 соответственно, бортовая вычислительная сеть 23 выполнена распределенной и с возможностью сбора и обработки данных с датчиков 18, 28 и 29 угла поворота, датчиков 21, 30 и 31 скорости вращения первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 и бортовой локационной системы и формирования и передачи управляющих сигналов на поворотные 15, 24 и 25 и маршевые 19, 26 и 27 электродвигатели первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4, при этом первая часть 39 элементов бортовой вычислительной сети 23 установлена на платформе 1, а оставшаяся вторая часть 40 - на вилках 8, 9 и 10 колес 2, 3 и 4, при этом первая и вторая части 39 и 40 элементов бортовой вычислительной сети 23 соединены беспроводным каналом 32 обмена данными, при этом в качестве навигационных маркерных элементов используют светоизлучающие маяки 87, установленные на опорной плоскости, а бортовая локационная система выполнена с возможностью определения направлений на светоизлучающие маяки 87.
Кроме того, беспроводной канал 32 обмена данными может содержать первую, вторую и третью пары приемопередатчиков 41, 42 и 43, при этом первые приемопередатчики 44, 45 и 46 первой, второй и третьей пар 41, 42 и 43 приемопередатчиков могут быть смонтированы на платформе 1, а вторые приемопередатчики 47, 48 и 49 из первой, второй и третьей пар 41, 42 и 43 приемопередатчиков могут быть смонтированы на валах 17, 35 и 36 вилок 8, 9 и 10 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 соответственно, с возможностью взаимодействия с первыми 44, 45 и 46 приемопередатчиками соответствующей пары приемопередатчиков.
Кроме того, первая часть 39 элементов бортовой вычислительной сети 23 может содержать головной контроллер 50, контроллеры 51, 52 и 53 управления поворотными электродвигателями 15, 24 и 25 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 и первый контроллер 78 бортовой локационной системы, а вторая часть 40 элементов бортовой вычислительной сети 23 может содержать контроллеры 54, 55 и 56 управления маршевыми электродвигателями 19, 26 и 27 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4.
Кроме того, выходные валы 57 и 58 второго и третьего маршевых электродвигателей 26 и 27 могут быть кинематически связаны с валами 6 и 7 второго и третьего колес 3 и 4 соответственно, управляющие входы первого, второго и третьего маршевых электродвигателей 19, 26 и 27 могут быть подключены к управляющим выходам контроллеров 54, 55 и 56, подключенных также к датчикам 21, 30 и 31 скорости вращения первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 соответственно, а управляющие входы первого, второго и третьего поворотных электродвигателей 15, 24 и 25 могут быть подключены к управляющим выходам контроллеров 51, 52 и 53, подключенных также к датчикам 18, 28 и 29 угла поворота первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 соответственно.
Кроме того, в качестве приемопередатчиков 44-49 могут быть использованы приемопередатчики инфракрасного излучения.
Кроме того, установленные на платформе 1 с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания 22 на вал 17, 35 и 36 вилки 8, 9 и 10, вилки 8, 9 и 10 каждого колеса могут быть оснащены соответствующими узлами 59, 60 и 61 передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение, при этом каждый узел 59, 60 и 61 передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение может содержать смонтированный на платформе 1 подшипник 62, 63 и 64 с установленным в нем валом 17, 35 и 36 вилки 8, 9 и 10, опору 65, 66 и 67 и токоподводящие щетки 68 и 69, 70 и 71 и 72 и 73, установленные на соответствующем валу 17, 35 и 36 с возможностью электрического контакта с соответствующей опорой 65, 66 и 67, электрически соединенной с источником питания 22.
Кроме того, транспортный робот по первому варианту может содержать площадку 74 и стойки 91, посредством которых площадка 74 смонтирована на платформе 1 параллельно ей, а бортовая локационная система может содержать установленные на площадке 74 светоотражающий конус 75 и фотообъектив 76 с установленной в фокусной плоскости фотообъектива 76 фотоприемной матрицей 77.
Кроме того, выход фотоприемной матрицы 77 может быть подключен к входу первого контроллера 78 бортовой локационной системы.
Кроме того, в транспортном роботе по первому варианту ось 79 вращения светоотражающего конуса 75 может совпадать с оптической осью 80 фотообъектива 76 и проходить через центр фотоприемной матрицы 77 и центр платформы 1, а одна из осей 81 фотоприемной матрицы 77 может располагаться параллельно горизонтальной оси 82, проходящей из центра платформы 1 через ось 14 вала 17 вилки 8 первого колеса 2.
Кроме того, в транспортном роботе по первому варианту угол раскрыва светоотражающего конуса 75 может быть выбран равным 90°.
Транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами по первому варианту, работает следующим образом.
Оптический сигнал от светоизлучающего маяка 87 попадает на поверхность светоотражающего конуса 75, отражается от нее и, пройдя через фотообъектив 76, попадает на фотоприемную матрицу 77, установленную в фокальной плоскости фотообъектива 76.
По выходному сигналу фотоприемной матрицы 77, зная координаты xm, ym точки М в плоскости фотоприемной матрицы 77 в соответствии с выражением
первый контроллер 78 вычисляет угол α, на который необходимо повернуть платформу 1 относительно ее центра С. После поворота платформы 1 на угол α, ось yфм фотоприемной матрицы 77 будет совпадать с горизонтальной осью 82, проходящей из центра платформы 1 через ось 14 вала 17 вилки 8 первого колеса 2.
Развернув теперь первое колесо 2 в положение β1=0, выставив второе и третье колеса 3 и 4 параллельно первому колесу 2 и задав одинаковую скорость вращения всех трех колес 2, 3 и 4, мы обеспечим движение транспортного робота на светоизлучающий маяк 87.
Головной контроллер 50 задает сигналы требуемых углов поворота и скоростей вращения колес 2, 3 и 4. Эти сигналы преобразуются контроллерами 51, 52 и 53 управления поворотными электродвигателями и контроллерами 54, 55 и 56 управления маршевыми электродвигателями в управляющие сигналы поворотных электродвигателей 15, 24 и 25 и маршевых электродвигателей 19, 26 и 27 соответственно.
Текущие значения углов поворота колес 2, 3 и 4 измеряются датчиками 18, 28 и 29 углов поворота колес и передаются в контроллеры 51, 52 и 53, где сравниваются с требуемыми значениями. Аналогично, текущие значения скоростей вращения колес 2, 3 и 4 измеряются датчиками скорости вращения 21, 30 и 31 и передаются в контроллеры 54, 55 и 56, где сравниваются с заданными значениями скоростей.
Контроллеры 54, 55 и 56, управляющие маршевыми двигателями 19, 26 и 27 колес 2, 3 и 4, установлены непосредственно на вилках 8, 9 и 10 колес 2, 3 и 4, а их связь с контроллерами 51, 52 и 53 первой части 39 элементов бортовой вычислительной сети 23, размещенными на платформе 1, осуществляется посредством инфракрасных каналов 41, 42 и 43, образованных парами ПК-приемопередатчиков 44 и 47, 45 и 48, 46 и 49.
Передача питания от источника питания 22 на маршевые электродвигатели 19, 26 и 27 осуществляется с помощью соответствующих пар токоподводящих скользящих щеток 68 и 69, 70 и 71 и 72 и 73, размещаемых на вертикальном валу 17, 35 и 36 вилки 8, 9 и 10.
Таким образом, благодаря размещению осей 14, 33 и 34 вилок 8, 9 и 10 в вершинах равностороннего треугольника, обеспечению передачи питания на маршевые электродвигатели 19, 26 и 27 через узлы 59, 60 и 61 передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение и осуществлению обмена информацией между контроллерами 50-56 бортовой вычислительной сети 23 по беспроводному каналу 32 обмена данными, удается обеспечить транспортному роботу расширенные кинематические возможности по сравнению с транспортным роботом, выбранным в качестве прототипа.
Для данного транспортного робота движение центра платформы 1 и ее угловое движение можно сделать независимыми, например заставить перемещаться платформу 1 поступательно, не меняя ее ориентации, вращаться на месте и т.д.
Таким образом, указанные отличительные особенности транспортного робота по первому варианту повышают его маневренность и обеспечивают возможность его движения по навигационным маркерным элементам независимо от уровня электромагнитных полей.
Транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами по второму варианту, включает платформу 1, первое, второе и третье колеса 2, 3 и 4, первый, второй и третий вал 5, 6 и 7, со смонтированными на соответствующих валах 5, 6 и 7 первым, вторым и третьим колесами 2, 3 и 4, установленные на платформе 1 вилки первого, второго и третьего колеса 8, 9 и 10 со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей 11, 12 и 13 вилок 8, 9 и 10 валами 5, 6 и 7 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 соответственно, причем вилка 8 первого колеса 2 установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 14 первой вилки 8, поворотный электродвигатель 15 первого колеса 2, выходной вал 16 которого кинематически связан с валом 17 вилки 8 первого колеса 2, и датчик 18 угла поворота первого колеса 2, установленные на платформе 1 маршевый электродвигатель 19 первого колеса 2, выходной вал 20 которого кинематически связан с валом 5 первого колеса 2, датчик 21 скорости вращения первого колеса 2 и источник питания 22, а также бортовую вычислительную сеть 23.
Кроме того, беспроводной канал 32 обмена данными может содержать первую, вторую и третью пары приемопередатчиков 41, 42 и 43, при этом первые приемопередатчики 44, 45 и 46 первой, второй и третьей пар 41, 42 и 43 приемопередатчиков могут быть смонтированы на платформе 1, а вторые приемопередатчики 47, 48 и 49 из первой, второй и третьей пар 41, 42 и 43 приемопередатчиков могут быть смонтированы на валах 17, 35 и 36 вилок 8, 9 и 10 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 соответственно, с возможностью взаимодействия с первыми 44, 45 и 46 приемопередатчиками соответствующей пары приемопередатчиков.
Кроме того, первая часть 39 элементов бортовой вычислительной сети 23 может содержать головной контроллер 50, контроллеры 51, 52 и 53 управления поворотными электродвигателями 15, 24 и 25 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4 и первый контроллер 78 бортовой локационной системы, а вторая часть 40 элементов бортовой вычислительной сети 23 может содержать контроллеры 54, 55 и 56 управления маршевыми электродвигателями 19, 26 и 27 первого, второго и третьего колес 2, 3 и 4.
Кроме того, выходные валы 57 и 58 второго и третьего маршевых электродвигателей 26 и 27 могут быть кинематически связаны с валами 6 и 7 второго и третьего колес 3 и 4 соответственно, управляющие входы первого, второго и третьего маршевых электродвигателей 19, 26 и 27 могут быть подключены к управляющим выходам контроллеров 54, 55 и 56, подключенных также к датчикам 21, 30 и 31 скорости вращения первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 соответственно, а управляющие входы первого, второго и третьего поворотных электродвигателей 15, 24 и 25 могут быть подключены к управляющим выходам контроллеров 51, 52 и 53, подключенных также к датчикам 18, 28 и 29 угла поворота первого, второго и третьего колеса 2, 3 и 4 соответственно.
Кроме того, в качестве приемопередатчиков 44-49 могут быть использованы приемопередатчики инфракрасного излучения.
Кроме того, установленные на платформе 1 с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания 22 на вал 17, 35 и 36 вилки 8, 9 и 10, вилки 8, 9 и 10 каждого колеса могут быть оснащены соответствующими узлами 59, 60 и 61 передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение, при этом каждый узел 59, 60 и 61 передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение может содержать смонтированный на платформе 1 подшипник 62, 63 и 64 с установленным в нем валом 17, 35 и 36 вилки 8, 9 и 10, опору 65, 66 и 67 и токоподводящие щетки 68 и 69, 70 и 71 и 72 и 73, установленные на соответствующем валу 17, 35 и 36 с возможностью электрического контакта с соответствующей опорой 65, 66 и 67, электрически соединенной с источником питания 22.
Кроме того, в транспортном роботе по второму варианту может быть дополнительно введен кронштейн 83, жестко закрепленный на валу 17 вилки 8 первого колеса 2 таким образом, что вертикальная плоскость симметрии кронштейна 83 совпадает с расположенной перпендикулярно оси 11 вращения первого колеса 2 вертикальной плоскостью симметрии первого колеса 2, а бортовая локационная система может содержать оптронную линейку 84, лампу подсветки 85 и второй контроллер 86 бортовой локационной системы, причем оптронная линейка 84 и лампа подсветки 85 могут быть смонтированы на кронштейне 83 параллельно опорной плоскости и параллельно оси 11 вращения первого колеса 2.
Кроме того, для транспортного робота по второму варианту выходы оптронной линейки 84 могут быть подключены к соответствующим входам второго контроллера 86 бортовой локационной системы, подключенного к соответствующему входу контроллера 54 управления маршевым электродвигателем 19 первого колеса 2.
Транспортный робот с бортовой локационной системой для перемещения в среде, снабженной навигационными маркерными элементами по второму варианту, работает следующим образом.
С оптронной линейки 84 снимается сигнал А, пропорциональный расстоянию LB от центра оптронной линейки 84 (точка L), до точки В на средней линии 89 светоконтрастной полосы 88 (фиг.11).
В исходном положении (фиг.11, 12) транспортный робот неподвижен. Его колеса 2, 3 и 4 находятся в положении, при котором оси 11, 12 и 13 вращения валов 5, 6 и 7 колес 2, 3 и 4 пересекаются в одной точке Р, называемой точкой мгновенных скоростей. При этом углы поворота колес 2, 3 и 4 относительно оси x' 94 равны соответственно β1, β2 и β3.
На поворотные электродвигатели 24 и 25 с контроллеров 52 и 53 подаем сигналы, устанавливающие колеса 3 и 4 в положение β2=60° и β3=120°. Сигналом с контроллера 51 устанавливаем первое колесо 2 в положение β2=0°. Платформа 1 после этого принимает положение и ориентацию, показанные на фиг.13.
Подавая с контроллеров 55 и 56 одинаковые по напряжению сигналы на второй и третий маршевые электродвигатели 26 и 27, осуществляем поворот платформы 1 вокруг точки C1. Эти сигналы подаются до достижения сигналом А минимального значения Δmin. Из фиг.14 очевидно, что Δ=Δmin, когда оптронная линейка 84 установлена перпендикулярно светоконтрастной полосе 88.
На поворотные электродвигатели 24 и 25 с контроллеров 51, 52 и 53 подаем сигналы, устанавливающие колеса 2, 3 и 4 в положение β1=β2=β3=90°. Платформа 1 после этого принимает положение и ориентацию, показанные на фиг.15.
Подавая с контроллеров 51, 55 и 56 одинаковые по напряжению сигналы на первый, второй и третий маршевые электродвигатели 19, 26 и 27, осуществляем движение платформы 1 перпендикулярно оси ОХ. Эти сигналы подаются до достижения сигналом Δmin значения 0. Из фиг.16 очевидно, что Δmin=0, когда платформа 1 принимает положение, показанное на фиг.16. Установив теперь колеса робота в положение β1=β2=β3=0° и подавая после этого с контроллеров 51, 55 и 56 одинаковые по напряжению сигналы на первый, второй и третий маршевые электродвигатели 19, 26 и 27, осуществляем движение платформы 1 вдоль светоконтрастной полосы 88.
Таким образом, благодаря размещению осей 14, 33 и 34 вилок 8, 9 и 10 в вершинах равностороннего треугольника, обеспечению передачи питания на маршевые электродвигатели 19, 26 и 27 через узлы 59, 60 и 61 передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение и осуществлению обмена информацией между контроллерами 50-56 бортовой вычислительной сети 23 по беспроводному каналу 32 обмена данными, удается обеспечить транспортному роботу расширенные кинематические возможности по сравнению с транспортным роботом, выбранным в качестве прототипа.
Как было показано выше, для данного транспортного робота движение центра платформы 1 и ее угловое движение можно сделать независимыми, например заставить перемещаться платформу 1 поступательно, не меняя ее ориентации, вращаться на месте и т.д.
Все это в целом повышает маневренность транспортного робота.
Построение бортовой локационной системы на принципах оптической локации и использование в качестве датчиков локационной системы фотоприемных элементов в виде фотоприемных матриц и оптронных линеек делает ее нечувствительной к электромагнитным полям от работающего в цехах промышленных предприятий оборудования.
Таким образом, описанные выше существенные отличия повышают маневренность и расширяют функциональные возможности транспортного робота за счет обеспечения возможности определять направление и осуществлять движение на навигационные маркерные элементы и осуществлять движение по светоконтрастной полосе на полу в цехах промышленных предприятий в присутствии сильных электромагнитных полей от работающего оборудования.
Проведенные заявителем патентные исследования показали, что аналогов приведенным существенным отличиям нет.
Claims (18)
1. Транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами, платформу, первое, второе и третье колеса, первый, второй и третий валы со смонтированными на соответствующих валах первым, вторым и третьим колесами, установленные на платформе вилки первого, второго и третьего колес с смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей вилок валами первого, второго и третьего колес соответственно, причем вилка первого колеса установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси первой вилки, поворотный электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом вилки первого колеса, и датчик угла поворота первого колеса, установленные на платформе маршевый электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом первого колеса, датчик скорости вращения первого колеса и источник питания, а также бортовую вычислительную сеть, отличающийся тем, что он содержит поворотные электродвигатели второго и третьего колес, маршевые электродвигатели второго и третьего колес, датчики угла поворота второго и третьего колес, датчики скорости вращения второго и третьего колес и беспроводной канал обмена данными, при этом вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси соответствующей вилки на произвольный угол и вилка первого колеса, вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания на вал соответствующей вилки, при этом проекции точек пересечения вертикальных осей валов вилок и горизонтальных осей валов соответствующих колес на горизонтальную плоскость расположены в вершинах равностороннего треугольника, при этом поворотные электродвигатели второго и третьего колес и датчики угла поворота второго и третьего колес установлены на платформе, а выходные валы поворотных электродвигателей второго и третьего колес кинематически связаны с валами вилок второго и третьего колес соответственно, при этом маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колес и датчики скорости вращения первого, второго и третьего колес кинематически связаны с валами первого, второго и третьего колес соответственно, при этом бортовая вычислительная сеть выполнена распределенной, состоящей из двух частей, с возможностью сбора и обработки данных с датчиков угла поворота, датчиков скорости вращения первого, второго и третьего колес и бортовой локационной системы и формирования и передачи управляющих сигналов на поворотные и маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колес, при этом первая часть бортовой вычислительной сети установлена на платформе, а вторая часть - на вилках колес, при этом первая и вторая части бортовой вычислительной сети соединены упомянутым беспроводным каналом обмена данными, причем при использовании навигационных маркерных элементов в виде светоизлучающих маяков, установленных на опорной плоскости, бортовая локационная система выполнена с возможностью определения направлений на светоизлучающие маяки.
2. Транспортный робот по п.1, отличающийся тем, что беспроводной канал обмена данными содержит первую, вторую и третью пары приемопередатчиков, при этом первые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на платформе, а вторые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на валах вилок первого, второго и третьего колес соответственно с возможностью взаимодействия с первыми приемопередатчиками соответствующей пары приемопередатчиков.
3. Транспортный робот по п.1, отличающийся тем, что первая часть бортовой вычислительной сети содержит головной контроллер, контроллеры управления поворотными электродвигателями первого, второго и третьего колес и первый контроллер бортовой локационной системы, а вторая часть бортовой вычислительной сети содержит контроллеры управления маршевыми электродвигателями первого, второго и третьего колес.
4. Транспортный робот по п.1, отличающийся тем, что выходные валы второго и третьего маршевых электродвигателей кинематически связаны с валами второго и третьего колес соответственно, управляющие входы первого, второго и третьего маршевых электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам скорости вращения первого, второго и третьего колес соответственно, а управляющие входы первого, второго и третьего поворотных электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам угла поворота первого, второго и третьего колес соответственно.
5. Транспортный робот по п.2, отличающийся тем, что в качестве приемопередатчиков использованы приемопередатчики инфракрасного излучения.
6. Транспортный робот по п.1, отличающийся тем, что вилки каждого из колес снабжены соответствующими узлами передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение, при этом каждый узел передачи электрического сигнала содержит смонтированный на платформе подшипник с установленным в нем валом вилки и опору, и токоподводящие щетки, установленные на соответствующем валу с возможностью электрического контакта с соответствующей опорой, электрически соединенной с источником питания.
7. Транспортный робот по п.3, отличающийся тем, что он содержит площадку и стойки, посредством которых площадка смонтирована на платформе параллельно ей, а бортовая локационная система содержит установленные на площадке светоотражающий конус и фотообъектив с установленной в фокусной плоскости фотообъектива фотоприемной матрицей, а вход первого контроллера бортовой локационной системы подключен к выходу фотоприемной матрицы.
8. Транспортный робот по п.7, отличающийся тем, что выход фотоприемной матрицы подключен ко входу первого контроллера бортовой локационной системы.
9. Транспортный робот по п.7, отличающийся тем, что ось вращения светоотражающего конуса совпадает с оптической осью фотообъектива и проходит через центр фотоприемной матрицы и центр платформы, а одна из осей фотоприемной матрицы расположена параллельно горизонтальной оси, проходящей из центра платформы через ось вала вилки первого колеса.
10. Транспортный робот по п.7, отличающийся тем, что угол раскрыва светоотражающего конуса выбран равным 90°.
11. Транспортный робот, содержащий бортовую локационную систему для перемещения в среде с навигационными маркерными элементами, платформу, первое, второе и третье колеса, первый, второй и третий валы со смонтированными на соответствующих валах первым, вторым и третьим колесами, установленные на платформе вилки первого, второго и третьего колес со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей вилок валами первого, второго и третьего колес соответственно, причем вилка первого колеса установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси первой вилки, поворотный электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом вилки первого колеса, и датчик угла поворота первого колеса, установленные на платформе маршевый электродвигатель первого колеса, выходной вал которого кинематически связан с валом первого колеса, датчик скорости вращения первого колеса и источник питания, а также бортовую вычислительную сеть, отличающийся тем, что он содержит поворотные электродвигатели второго и третьего колес, маршевые электродвигатели второго и третьего колес, датчики угла поворота второго и третьего колес, датчики скорости вращения второго и третьего колес и беспроводной канал обмена данными, при этом вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси соответствующей вилки на произвольный угол и вилка первого колеса, вилка второго колеса и вилка третьего колеса установлены на платформе с возможностью передачи питающего напряжения от источника питания на вал соответствующей вилки, при этом проекции точек пересечения вертикальных осей валов вилок и горизонтальных осей валов соответствующих колес на горизонтальную плоскость расположены в вершинах равностороннего треугольника, при этом поворотные электродвигатели второго и третьего колес и датчики угла поворота второго и третьего колес установлены на платформе, а выходные валы поворотных электродвигателей второго и третьего колес кинематически связаны с валами вилок второго и третьего колес соответственно, при этом маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колес и датчики скорости вращения первого, второго и третьего колес кинематически связаны с валами первого, второго и третьего колес соответственно, при этом бортовая вычислительная сеть выполнена распределенной, состоящей из двух частей, с возможностью сбора и обработки данных с датчиков угла поворота, датчиков скорости вращения первого, второго и третьего колес бортовой локационной системы и формирования и передачи управляющих сигналов на поворотные и маршевые электродвигатели первого, второго и третьего колес, при этом первая часть бортовой вычислительной сети установлена на платформе, а вторая часть - на вилках колес, при этом первая и вторая части бортовой вычислительной сети соединены упомянутым беспроводным каналом обмена данными, причем при использовании навигационных маркерных элементов в виде светоконтрастной полосы, нанесенной на опорную плоскость, бортовая локационная система выполнена с возможностью определения величины отклонения точки касания первым колесом робота опорной плоскости от средней линии светоконтрастной полосы и угла отклонения проекции продольной оси первого колеса робота на опорную плоскость от касательной к средней линии светоконтрастной полосы.
12. Транспортный робот по п.11, отличающийся тем, что беспроводной канал обмена данными содержит первую, вторую и третью пары приемопередатчиков, при этом первые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на платформе, а вторые приемопередатчики первой, второй и третьей пар приемопередатчиков смонтированы на валах вилок первого, второго и третьего колес соответственно с возможностью взаимодействия с первыми приемопередатчиками соответствующей пары приемопередатчиков.
13. Транспортный робот по п.11, отличающийся тем, что первая часть бортовой вычислительной сети содержит головной контроллер, контроллеры управления поворотными электродвигателями первого, второго и третьего колес и первый контроллер бортовой локационной системы, а вторая часть бортовой вычислительной сети содержит контроллеры управления маршевыми электродвигателями первого, второго и третьего колес.
14. Транспортный робот по п.11, отличающийся тем, что выходные валы второго и третьего маршевых электродвигателей кинематически связаны с валами второго и третьего колес соответственно, управляющие входы первого, второго и третьего маршевых электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам скорости вращения первого, второго и третьего колеса соответственно, а управляющие входы первого, второго и третьего поворотных электродвигателей подключены к управляющим выходам контроллеров, подключенных также к датчикам угла поворота первого, второго и третьего колес соответственно.
15. Транспортный робот по п.12, отличающийся тем, что в качестве приемопередатчиков использованы приемопередатчики инфракрасного излучения.
16. Транспортный робот по п.11, отличающийся тем, что вилки каждого из колес снабжены соответствующими узлами передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение, при этом каждый узел передачи электрического сигнала содержит смонтированный на платформе подшипник с установленным в нем валом вилки и опору, и токоподводящие щетки, установленные на соответствующем валу с возможностью электрического контакта с соответствующей опорой, электрически соединенной с источником питания.
17. Транспортный робот по п.13, отличающийся тем, что в него дополнительно введен кронштейн, жестко закрепленный на валу вилки первого колеса таким образом, что вертикальная плоскость симметрии кронштейна совпадает с расположенной перпендикулярно оси вращения первого колеса вертикальной плоскости симметрии первого колеса, а бортовая локационная система содержит первую и вторую оптронные линейки и второй контроллер бортовой локационной системы, причем оптронные линейки смонтированы на кронштейне параллельно опорной плоскости и параллельно оси вращения первого колеса.
18. Транспортный робот по п.17, отличающийся тем, что выходы первой и второй оптронных линеек подключены к соответствующим входам второго контроллера бортовой локационной системы, подключенного к соответствующему входу контроллера управления маршевым электродвигателем первого колеса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116011/02A RU2454314C2 (ru) | 2010-04-23 | 2010-04-23 | Транспортный робот с бортовой локационной системой (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116011/02A RU2454314C2 (ru) | 2010-04-23 | 2010-04-23 | Транспортный робот с бортовой локационной системой (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010116011A RU2010116011A (ru) | 2011-10-27 |
RU2454314C2 true RU2454314C2 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=44997819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010116011/02A RU2454314C2 (ru) | 2010-04-23 | 2010-04-23 | Транспортный робот с бортовой локационной системой (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454314C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506157C1 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Роботизированная транспортная платформа |
RU2557085C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Подводгазэнергосервис" | Устройство управления роботизированным транспортным средством |
RU2556693C1 (ru) * | 2014-06-04 | 2015-07-20 | Открытое акционерное общество "Горьковский завод аппаратуры связи им. А.С. Попова" | Мобильный наземный приводной комплекс (варианты) |
CN105690362A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 林飞飞 | 一种基于Stewart并联平台的多功能码垛机器人 |
CN113119065A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-07-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种多自由度机械臂、移动平台及救援机器人 |
RU2798652C1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр "КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК" (КБНЦ РАН) | Высокомобильный транспортный робот для перемещения палетированных грузов |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10051414B1 (en) * | 2017-08-30 | 2018-08-14 | Cognitive Systems Corp. | Detecting motion based on decompositions of channel response variations |
US10754349B2 (en) | 2018-05-31 | 2020-08-25 | Toyota Research Institute, Inc. | Robot systems providing bump detection and robots incorporating the same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5219264A (en) * | 1986-09-19 | 1993-06-15 | Texas Instruments Incorporated | Mobile robot on-board vision system |
US5534762A (en) * | 1993-09-27 | 1996-07-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Self-propelled cleaning robot operable in a cordless mode and a cord mode |
RU2130618C1 (ru) * | 1994-03-28 | 1999-05-20 | Джервис Б.Уэбб Интернэшнл Компани Уолд Хедкватерс | Устройство для определения положения транспортного средства и используемый в нем сенсорный блок |
RU2210492C2 (ru) * | 2000-11-17 | 2003-08-20 | Самсунг Кванджу Электроникс Ко., Лтд. | Мобильный робот и способ корректировки его курса |
RU2303240C1 (ru) * | 2006-03-02 | 2007-07-20 | ГОУ ВПО Московский государственный университет инженерной экологии | Способ определения пространственного положения и угловой ориентации тележки транспортного средства |
-
2010
- 2010-04-23 RU RU2010116011/02A patent/RU2454314C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5219264A (en) * | 1986-09-19 | 1993-06-15 | Texas Instruments Incorporated | Mobile robot on-board vision system |
US5534762A (en) * | 1993-09-27 | 1996-07-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Self-propelled cleaning robot operable in a cordless mode and a cord mode |
RU2130618C1 (ru) * | 1994-03-28 | 1999-05-20 | Джервис Б.Уэбб Интернэшнл Компани Уолд Хедкватерс | Устройство для определения положения транспортного средства и используемый в нем сенсорный блок |
RU2210492C2 (ru) * | 2000-11-17 | 2003-08-20 | Самсунг Кванджу Электроникс Ко., Лтд. | Мобильный робот и способ корректировки его курса |
RU2303240C1 (ru) * | 2006-03-02 | 2007-07-20 | ГОУ ВПО Московский государственный университет инженерной экологии | Способ определения пространственного положения и угловой ориентации тележки транспортного средства |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506157C1 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Роботизированная транспортная платформа |
RU2557085C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Подводгазэнергосервис" | Устройство управления роботизированным транспортным средством |
RU2556693C1 (ru) * | 2014-06-04 | 2015-07-20 | Открытое акционерное общество "Горьковский завод аппаратуры связи им. А.С. Попова" | Мобильный наземный приводной комплекс (варианты) |
RU2556693C9 (ru) * | 2014-06-04 | 2015-10-10 | Открытое акционерное общество "Горьковский завод аппаратуры связи им. А.С. Попова" | Мобильный наземный приводной комплекс (варианты) |
CN105690362A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 林飞飞 | 一种基于Stewart并联平台的多功能码垛机器人 |
CN113119065A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-07-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种多自由度机械臂、移动平台及救援机器人 |
RU2798652C1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр "КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК" (КБНЦ РАН) | Высокомобильный транспортный робот для перемещения палетированных грузов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010116011A (ru) | 2011-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2454314C2 (ru) | Транспортный робот с бортовой локационной системой (варианты) | |
JP6813639B2 (ja) | 多重無線リンクとの回転ジョイントのための装置および方法 | |
CN110073238A (zh) | 具有多个接收器的光检测和测距(lidar)设备 | |
WO2014068406A2 (en) | Device for optically scanning and measuring an environment | |
CN108496300A (zh) | 电机位置感测 | |
CN108398696A (zh) | 多线旋转式激光雷达装置 | |
JP6448071B2 (ja) | ドローン | |
CN104808675A (zh) | 基于智能终端的体感飞行操控***及终端设备 | |
US11194341B2 (en) | Automated vehicle | |
CN104503339A (zh) | 基于激光雷达和四轴飞行器的多分辨室内三维场景重构装置及方法 | |
US10870391B2 (en) | Devices and methods for optical communication in a rotary platform | |
RU2454313C2 (ru) | Мобильный робот с автономной навигационной системой (варианты) | |
CN107830832A (zh) | 工件轮廓扫描***及方法 | |
CN105874349A (zh) | 探测装置、探测***、探测方法,以及可移动设备 | |
WO2018110516A1 (ja) | 壁面移動ロボット | |
CN103777630A (zh) | 定位导航***及其控制方法 | |
CN111251271B (zh) | 一种旋转激光雷达及室内地图构建和定位的slam机器人 | |
Piemngam et al. | Development of autonomous mobile robot platform with mecanum wheels | |
EP3904205A1 (en) | A method for controlling a motor and a system | |
US11909263B1 (en) | Planar rotary transformer | |
RU2424891C1 (ru) | Транспортный робот | |
CN208156197U (zh) | 多线旋转式激光雷达装置 | |
CN106382916A (zh) | 自建参考系的双六足机器人复杂地形三维立体测绘***与方法 | |
Tan et al. | Research on Omnidirectional Indoor Mobile Robot System Based on Multi-sensor Fusion | |
Tian et al. | Sensor Fusion for Octagon–an Indoor and Outdoor Autonomous Mobile Robot |