SE419583B - AUTOMATIC WAGON - Google Patents

Description

'7900993-2 kansbeskrivning noteras att vagnen är försedd med en körsträckedetek- tor, som är anordnad att mäta fordonets tillryggalagda sträcka. Detek~ torn består av ett kugghjul, som är fast monterat vid ett av fordons- hjulen, jämte en avkännare, ej närmare beskriven, vilken uvkünner kug- garnas förbipassage under färd, varvid den tillryggalagda sträckan är proportionell mot antalet förbipasserade kuggar. '7900993-2 chance description it is noted that the wagon is equipped with a mileage detector, which is arranged to measure the distance traveled by the vehicle. The detector consists of a gear, which is fixedly mounted on one of the vehicle wheels, together with a sensor, not described in more detail, which detects the passing of the teeth during travel, the distance traveled being proportional to the number of passed teeth.

Erfarenheten i praktisk drift av fordon såsom gaffeltruckar och olika slag av vagnar, som följer spår av elektrisk slingtyp, har varit myc- ket goda. Mycket sofistikerade system har kunnat byggas upp, med vilka tid och arbete sparas. Det är emellertid naturligt att dessa system i första hand och hittills fått sin tillämpning där förhållandena varit uppenbart tacksamma, i form av lätthet att anordna elektriska slingba- nor och förefintlighet av arbetsuppgifter som sällan ändras. Dylika förhållanden finns emellertid ej alltid, det är i många fall både svårt och dyrt att lägga ned de banorna bestämmande kablarna, och man kan ha behov av ett flexibelt system eller många olika rörelseprogram för_vagnarna, vilket skulle medföra ett synnerligen vidlyftigt system av slingor, medförande inte minst svårigheter för vagnarna att hålla reda på de olika signalerna från golvet utan att förväxla dem.The experience in practical operation of vehicles such as forklifts and various types of trailers, which follow tracks of the electric loop type, has been very good. Very sophisticated systems have been built, which save time and effort. It is natural, however, that these systems have primarily and hitherto been applied where the conditions have been manifestly grateful, in the form of ease of arranging electric loop paths and the presence of tasks which seldom change. However, such conditions do not always exist, it is in many cases both difficult and expensive to lay the cables determining the paths, and one may need a flexible system or many different movement programs for the carriages, which would entail an extremely extensive system of loops, not least difficulties for the carriages to keep track of the various signals from the floor without confusing them.

En självgående vagn av inledningsvis nämnt slag är beskriven i ameri- kanska patentskriften 3 715 572, vari avrullningen av två fasta hjul mäts och jämförs, så att det är möjligt att bestämma fordonets-rörelse på entydigt sätt samt att genom inverkan på styrhjul med ledning av mätdata bringa fordonet att följa en förutbestämd bana. Det är därmed möjligt att låta fordonet styras efter en bestämd kurva i ett xy-plan.A self-propelled carriage of the kind mentioned in the introduction is described in U.S. Pat. No. 3,715,572, in which the unrolling of two fixed wheels is measured and compared, so that it is possible to determine the movement of the vehicle unambiguously and that by influencing steering wheels guided by measurement data cause the vehicle to follow a predetermined trajectory. It is thus possible to let the vehicle be steered according to a certain curve in an xy plane.

Genom en dylik konstruktion är det i princip möjligt att ersätta styr- ningen av gaffeltruckar och liknande utefter materialiserade spår (slingor etc.) mot en styrning i förhållande till "icke-materiella” spår, dvs en anvisning som kan ligga i själva fordonet, angivande den bana som skall följas.By such a construction it is in principle possible to replace the steering of forklift trucks and the like along materialized tracks (loops, etc.) against a steering in relation to "non-material" tracks, ie an instruction that may be in the vehicle itself, indicating the path to be followed.

En analys ger emellertid vid handen, att det erbjuder särskilda svå- righeter att uppnå en stabil styrning av detta slag, som förmâr hålla fordonet styrt till en förutbestämd bana eller trajektoria. Dessa prob- lem accentueras, när fordonets hastighet ökar. Det är ett syfte med uppfinningen att åstadkomma en god lösning på de styrproblem som före-' ligger, när fordon av det inledningsvis nämnda slaget skall styras.However, an analysis suggests that it offers particular difficulties in achieving a stable steering of this kind, which is able to keep the vehicle steered to a predetermined path or trajectory. These problems are accentuated as the vehicle's speed increases. It is an object of the invention to provide a good solution to the steering problems which exist when vehicles of the type mentioned in the introduction are to be steered.

Detta och andra syften uppnås enligt uppfinningen därigenom att en 7900993-2 självgående vagn av inledningsvis nämnt slag förses med medel för be- stämning av avrullningsmätningarna av vagnens avvikelse i förhållande till den bestämda banan i sidled och dess attitydfel i förhållande därtill vid successiva samplingstillfällen, jämte medel för att bestäm- ma skillnaden vid tvâ på varandra följande samplingstillfällen mellan uppmätta sídfel, utgörande ett mått på en sidorörelschastighet, samt mellan uppmätta attitydfel, utgörande ett mått på en vridhastighet i förhållande till banan, medel för beräkning av en viktad summa av se- naste bestämda sidfel, attitydfel, vridhastighet och sidorörelsehastig- het, samt medel för att i beroende av denna viktade summa inställa vag- nens styrmedel, så att följning uppnås av den bestämda banan.This and other objects are achieved according to the invention in that a self-propelled wagon of the kind mentioned in the introduction is provided with means for determining the unrolling measurements of the deviation of the wagon in relation to the determined lateral path and its attitude error in relation thereto at successive sampling occasions, together with means for determining the difference at two consecutive sampling times between measured page errors, constituting a measure of a lateral movement speed, and between measured attitude errors, constituting a measure of a rotational speed relative to the web, means for calculating a weighted sum of next determined lateral defects, attitude errors, rotational speed and lateral movement speed, as well as means for adjusting the vehicle's control means in dependence on this weighted sum, so that tracking of the determined trajectory is achieved.

Särskilt lämpligt är det därvid om vagnen är försedd med medel för för- höjning av viktningstalet för attitydfelet då sidfelet och attitydfe- let båda är riktade ät samma håll.It is particularly suitable in this case if the trolley is provided with means for increasing the weighting number for the attitude error when the side error and the attitude error are both directed in the same direction.

Uppfinningen utesluter ej nödvändigheten att åtminstone någon gång ibland avkänna vagnens verkliga läge, vilket kan ske genom någon av de kända metoderna. Det går nämligen ej att räkna med en perfekt precision vid körning under "död räkning", utan en då och då utförd uppdatering är nödvändig. Man kan även tänka sig att vagnen under vissa stycken av en bana följer ett "spår" och för övrigt arbetar med "död räkning".The invention does not exclude the need to at least occasionally sense the actual position of the carriage, which can be done by any of the known methods. Namely, it is not possible to count on perfect precision when driving under "dead count", but an occasional update is necessary. It is also conceivable that the carriage follows a "track" during certain sections of a track and otherwise works with a "dead count".

Principen för vagnens funktion kan utan begränsande syfte och i korthet förklaras på följande sätt.The principle of the carriage's function can be explained without limitation and in brief in the following way.

Vagnen, som har styrhjul och drivande hjul, är försedd med tvâ mot un- derlaget rullande, frilöpande hjul, företrädesvis anordnade på i rym-I den sammanfallande axlar och placerade på var sin sida av fordonet.The trolley, which has steering wheels and driving wheels, is provided with two free-rolling wheels, preferably arranged on the ground, which are arranged on the axles which coincide in space and are placed on opposite sides of the vehicle.

Dessa mäthjul, som kan men ej behöver vara lastbärande är försedda med var sin anordning, som mäter avrullad sträcka. Om vagnen rullar rakt fram, kommer de mätta sträckorna i det enklaste fallet att bli lika stora, men om vagnen rör sig efter en krökt bana, så kommer mät- värdena att bli olika. Det är möjligt att med dessa mätvärden faststäl- la vagnens faktiska läge, åtminstone om kontinuerligt upptagna data föreligger. I praktiken kommer man att mäta de avrullade sträckorna med bestämda och någorlunda korta intervall, tillräckligt korta för att den under varje intervall tillryggalagda sträckan skall kunna med god approximation beskrivas som en cirkelbâge. Den döda räkningen ut- gör då i princip en beskrivning av tillryggalagd trajektoria bestämd 7900993-2 av en summering av dylika cirkelbågar med olika-krökningsradier, var- igenom läget i varje ögonblick är beräkningsbart.These measuring wheels, which can but do not have to be load-bearing, are each provided with a separate device which measures unrolled distance. If the trolley rolls straight ahead, the measured distances will in the simplest case be the same size, but if the trolley moves along a curved path, the measured values will be different. It is possible with these measured values to determine the actual position of the trolley, at least if there is continuously recorded data. In practice, the unrolled distances will be measured at fixed and reasonably short intervals, short enough for the distance traveled during each interval to be described with good approximation as an arc of a circle. The dead count then constitutes in principle a description of the trajectory traveled, determined 7900993-2 by a summation of such arcs of circles with different radii of curvature, whereby the position at any given moment is calculable.

Om vi sålunda antar att under rörelse efter en cirkelbåge vagnens mä- tande vänsterhjul rullar sträckan Axv och högerhjulet Axh samt att av- ståndet mellan hjulen är a, så inses genom elementära geometriska över- väganden att längden av den tillryggalagda cirkelbågen med radien r och från krökningscentrum upptagande vinkeln u, kan skrivas: Ax + Ax m :JTJ <1! medan krökningsradien erhålles av uttrycket r : É Axh + Axv (2) 2 Axh - Axv När det gäller att styra vagnen efter en bestämd trajektoria med hjälp av död räkning, kan man tänka sig flera möjligheter att åstadkomma detta. I och med att koordinaterna för vagnen är kända i något koordi- natsystem, kan dess läge och riktning genom koordinattransformation fastställas i varje annat koordinatsystem. Man kunde för en enkel styr- princip taga fasta på en i förhållande till vagnens egna koordinater fast punkt, belägen framför densamma i åkriktningen, samt beräkna dess avvikelse från en tänkt börtrajektoria i rummet och låta avståndet mellan den så bestämda punkten och börtrajektorian bestämma utslaget för ett styrhjul. Denna styrprincip är känd vid anläggningar med "spår" bestående av slingor i golvet, och styrprincipen brukar familjärt kal- las "tummen i spåret". Styrekvationen kan då göras utomordentligt en- kel, och vinkeln för vagnens styrande hjul kan göras direkt proportio- nell mot den fastställda avvikelsen mellan den beräknade, vagnfasta punkten och den trajektoria som man vill följa.If we thus assume that during movement after an arc of the circle measuring the left wheel of the carriage, the distance Axv rolls and the right wheel Axh and that the distance between the wheels is a, it is realized by elementary geometric considerations that the length of the arc traveled with radius r and from center of curvature occupying the angle u, can be written: Ax + Ax m: JTJ <1! while the radius of curvature is obtained by the expression r: É Axh + Axv (2) 2 Axh - Axv When it comes to steering the carriage according to a certain trajectory with the help of a dead count, one can imagine several possibilities to achieve this. Since the coordinates of the carriage are known in any coordinate system, its position and direction can be determined by coordinate transformation in any other coordinate system. One could, for a simple guiding principle, take a fixed point in relation to the carriage's own coordinates, located in front of it in the direction of travel, and calculate its deviation from an imaginary set point in the room and let the distance between the set point and the set point determine the result. a steering wheel. This guiding principle is known in facilities with "tracks" consisting of loops in the floor, and the guiding principle is usually known as the "thumb in the track". The steering equation can then be made extremely simple, and the angle of the car's steering wheel can be made directly proportional to the determined deviation between the calculated, car - fixed point and the trajectory that you want to follow.

Enligt uppfinningen har vi emellertid velat bättre utnyttja de mätvär- den som föreligger från de två mäthjulen, och särskilt vagnens vinkel- ställning eller attityd i förhållande till börtrajektorian. Om vi så- lunda antar att attityden vid början av ett mätintervall av det nämn- da, kortvariga slaget, där rörelsen kan approximeras med en cirkelbåge, är @1 och vid dess slut är ez och avståndet mellan börtrajektorian och mittpunkten mellan mäthjulen före intervallet är s1 och efter detta är w sz, samt börtrajektorían med hänsyn till dess radie motsvaras av ett grundvärde för styrhjulsvinkeln ög, så kan vi vid intervallets slut 7900993-2 beräkna ett nytt, lämpligt värde 6 för styrhjulsvinkeln genom uttryc- ket $ ' $ S ~ S Ö=a.$2+b-å-:A1f1+C.S2+d~_2-ÄÉ-l* + $ e e = 1 om sz och oz har samma tecken 2 e = 0 i annat fall + f . (ög - Ga) (3) där a, b, c, d, e, f är konstanter i styrekvationen, At är längden för tidsintervallet och da är det faktiskt föreliggande värdet på styrhjulsvinkeln.According to the invention, however, we have wished to make better use of the measured values present from the two measuring wheels, and in particular the angular position or attitude of the carriage in relation to the set-top trajectory. Thus, if we assume that the attitude at the beginning of a measuring interval of the mentioned, short-lived kind, where the motion can be approximated by an arc of a circle, is @ 1 and at its end is ez and the distance between the setpoint trajectory and the center point between the measuring wheels before the interval is s1 and after this is w sz, and the setpoint projection with respect to its radius corresponds to a fundamental value for the steering wheel angle and so, at the end of the interval 7900993-2 we can calculate a new, suitable value 6 for the steering wheel angle by the expression $ '$ S ~ S Ö = a. $ 2 + b-å-: A1f1 + C.S2 + d ~ _2-ÄÉ-l * + $ ee = 1 if sz and oz have the same sign 2 e = 0 otherwise + f. (eye - Ga) (3) where a, b, c, d, e, f are constants in the steering equation, At is the length of the time interval and then is the actual present value of the steering wheel angle.

Om nu konstanterna i denna styrekvation är lämpligt avpassade, så er- hålles en stabil och välavvägd följning av normalt förekommande tra- jektorior.If the constants in this control equation are now appropriately adjusted, a stable and well-balanced follow-up of normally occurring trajectories is obtained.

Den föredragna variationen i konstanten e har samband med det förhål- landet, att om sz och oz har samma tecken, dvs så att vagnens styr- riktning är riktad utåt från banan samtidigt som vagnen ligger fel åt samma håll, så bör den korrigerande styrinsatsen vara väsenligt stör- re än om vagnattityden är felaktig åt ena hållet men sidfelet är rik- tat åt andra hållet, vilket ju faktiskt kan betyda att ingen styrin- sats alls bör genomföras, eftersom vagnen då är på rätt väg att korri- geras till trajektorian.The preferred variation in the constant e is related to the fact that if sz and oz have the same sign, ie so that the steering direction of the carriage is directed outwards from the track at the same time as the carriage is wrong in the same direction, then the corrective steering effort should be significantly larger than if the wagon attitude is incorrect in one direction but the lateral error is directed in the other direction, which may in fact mean that no steering action should be carried out at all, since the wagon is then on the right path to be corrected to the trajectory.

Normalt är börvärdestrajektorian upplagd som en serie efter varandra följande segment bestående av räta linjer och cirkelbâgar som skall 'följas av den självgående vagnen, och genom den successivt framkom- -w mande informationen från de bâoa mäthjulen kan vagnen styra in sig där- emot. Om banan är sluten, är det lämpligt att på något parti därav, företrädesvis på en raksträcka, anordna en markering i golvet av tidi- gare känt slag, varigenom uppdatering av koordinaterna sker.Normally, the setpoint trajectory is laid out as a series of successive segments consisting of straight lines and circular arcs to be followed by the self-propelled carriage, and through the successively emerging information from the two measuring wheels, the carriage can steer towards it. If the path is closed, it is suitable to arrange on some part thereof, preferably on a straight line, a marking in the floor of a previously known type, whereby the coordinates are updated.

Vid fastställande av banan kan det vara lämpligt, särskilt vid rela- tivt små krökningsradier, att banan ej direkt tillåtes övergå från exempelvis ett rätlinjigt avsnitt till en viss krökningsradie. Detta följer bland annat av den plötsligt uppträdande accelorationen i sid- led som en dylik ändring skulle medföra, med åtföljande pâkänningar på vagnen och dess eventuella last. Ett motsvarande problem har mött järnvägskonstruktörerna, och den där funna lösningen kan lämpligen 7900993-2 användas även för spârlösa vagnar; Man använder därvid en s.k. över- gângskurva, där krökningens derivata är konstant, och lösningen på detta ortsproblem är i ett rätvinkligt koordinatsystem en ekvation av tredje graden. Se uppslagsordet "Krümmungsverhältnisse der Eisen- bahnen" i Lueger: "Lexicon der gesamten Technik", andra upplagan (1904).When determining the path, it may be appropriate, especially with relatively small radii of curvature, that the web is not directly allowed to transition from, for example, a rectilinear section to a certain radius of curvature. This follows, among other things, from the sudden lateral acceleration that such a change would entail, with attendant stresses on the wagon and its possible load. A similar problem has been encountered by the railway designers, and the solution found there can suitably also be used for trackless wagons; A so-called transition curve, where the derivatives of the curvature are constant, and the solution to this local problem is in a right-angled coordinate system an equation of the third degree. See the entry "Krümmungsverhältnisse der Eisenbahnen" in Lueger: "Lexicon der gesamten Technik", second edition (1904).

Enligt ett för närvarande föredraget utföringsexempel utgöres den självgående vagnen av en gaffeltruck med två mäthjul och ett styr- hjulsmedel, fungerande i princip som ett tredje, enda styrhjul men sammansatt av två med en parallellstagsanordning sammankopplade hjul, utgörande vagnens drivhjul. Dessa båda hjul är tillika drivhjul samt är svängbara medelst en styrinrättning. På grund av att två styrande hjul föreligger, är det därvid lämpligt att vid beräkningarna använ- da, ej de båda hjulens faktiska styrvinkel, utan en teoretisk styr- vinkel för ett tänkt, enkelt hjul med samma placering på vagnen.According to a presently preferred embodiment, the self-propelled trolley consists of a forklift truck with two measuring wheels and a steering wheel means, functioning in principle as a third, single steering wheel but composed of two wheels connected to a parallel stay device, constituting the trolley drive wheels. These two wheels are also drive wheels and can be swiveled by means of a steering device. Due to the fact that there are two steering wheels, it is suitable to use, in the calculations, not the actual steering angle of the two wheels, but a theoretical steering angle for an imaginary, simple wheel with the same location on the trolley.

Eftersom varje dylik teoretisk styrvinkel motsvaras av ett bestämt faktiskt styrvinkelläge, är det då lämpligt att anordna en enkel va- riabel transformation, som vid det provade exemplet utföres medelst en i en styrdator inmatad funktionstabell men som i och för sig kan åstadkommas genom mekaniska nomogrammedel eller på annat dylikt sätt.Since each such theoretical control angle corresponds to a certain actual control angle position, it is then convenient to arrange a simple variable transformation, which in the tested example is performed by means of a function table entered in a control computer but which can in itself be achieved by mechanical nomogram means or in another such manner.

Det kan noteras att det ej är nödvändigt att låta mäthjulen vara bä- rande, utan dekan även vara frilöpande helt självständigt. Likaså be- höver de ej nödvändigtvis ha sammanfallande rotationsaxlar utan kan ha förskjutet läge i förhållande till vagnens huvudsakliga framâtrikt- ning. I själva verket är det inte ens nödvändigt att mäthjulens axlar är parallella, om de är så anordnade, att en rörelse vinkelrätt mot resp. axel leder till släpning utan rotation. Det kan då vara lämp- ligt att förse hjulperiferierna med rullar eller liknande, med axlar riktade i omkretsens lokala riktning, vilket underlättar dylik släp- ning. Att mäthjul släpar i en riktning och roterar i en däremot vin- kelrät riktning är för övrigt känt vid planimetrar.It can be noted that it is not necessary to let the measuring wheels be load-bearing, but the dean can also be free-running completely independently. Likewise, they do not necessarily have to coincide axes of rotation but may have an offset position in relation to the main forward direction of the carriage. In fact, it is not even necessary that the axes of the measuring wheels be parallel, if they are so arranged that a movement perpendicular to resp. shaft leads to towing without rotation. It may then be appropriate to provide the wheel peripheries with rollers or the like, with axles directed in the local direction of the circumference, which facilitates such towing. It is also known that measuring wheels drag in one direction and rotate in a perpendicular direction.

Ett utföringsexempel kommer nu att beskrivas i anslutning till rit- ningarna. Fig. 1 visar en gaffeltruck av det slag som kommit till an- vändning. Fig. 2 visar, delvis i blockschemaform, en trehjulig själv- gående vagn, fungerande enligt uppfinningnns principer. Pig. 3 visar ett alternativt utföringsexempel. 7900993-2 I fig. 1 visas en gaffeltruck av till stor del konventionellt slag, som därför ej behöver beskrivas i detalj. I princip fungerar vagnen som en trehjuling, även om det styrande hjulet i själva verket består av tvâ nära varandra anordnade, parallellstagskopplade hjul (ej visat).An embodiment will now be described in connection with the drawings. Fig. 1 shows a forklift truck of the type that has been used. Fig. 2 shows, partly in block diagram form, a three-wheeled self-propelled carriage, operating according to the principles of the invention. Pig. 3 shows an alternative embodiment. Fig. 1 shows a forklift truck of a largely conventional type, which therefore does not need to be described in detail. In principle, the trolley functions as a tricycle, even though the steering wheel in fact consists of two closely arranged, parallel bracket-connected wheels (not shown).

Två parallella, icke drivande hjul 2, 3, med massiva gummiringar bär tillsammans med hjulet 1 vagnen.Two parallel, non-driving wheels 2, 3, with solid rubber rings together with the wheel 1 carry the trolley.

Hjulen 2 och 3 är försedda med tandkransar, som ej är synliga i denna figur och avkännes av avkännare 4. Av figuren framgår vidare att styr- ningen av styrhjulet 1 sker via styrdon med ett kugghjul 5 och en det- ta pâverkande styrmotor 6.The wheels 2 and 3 are provided with ring gear, which are not visible in this figure and are sensed by sensor 4. The figure further shows that the steering of the steering wheel 1 takes place via steering gear with a gear wheel 5 and this actuating steering motor 6.

Styrinrättningen framgår tydligare av den schematiska figuren 2. Vi ser att hjulen 2 och 3 har tandkransar 20 och 30, vilka roterar soli- dariskt med dessa hjul. Till varje tandkrans hör en i vagnen monterad avkännare 4, 1 detta fall av nngmwiskt slag. Givetvis kan även optis- ka avkännare användas.The steering device is clearer from the schematic figure 2. We see that the wheels 2 and 3 have toothed rings 20 and 30, which rotate in solidarity with these wheels. To each ring of teeth belongs a sensor 4, 1 mounted in the carriage, in this case of a nngmwish kind. Of course, optical sensors can also be used.

Signaler från avkännarna motsvarande riktning och storlek av förflytt- ningar gár via ledarpar 40 resp. 41 till räknare för höger och vänster hjul, som sitter i en centralenhet 8 och är betecknade 9 och 10. En beräkningsenhet 11 utför beräkningar enligt uttrycken (1), (2) och (3) ovan och framräknar därigenom med ledning av en inlåst trajektoria vad styrhjulsvinkel som bör inställas. Informationen, som hittills be- räknats digitalt, omvandlas i en D/A-omvandlare 12 och överföres via en ledning 80 till ett DC-servo 14, som avger drivström till en motor 6, som vrider styrhjulet 1 till lämpligt vinkelläge. Hjulet 1 är även försett med drivkraft för fordonets framdrivande, vilket ej är visat i figuren.Signals from the sensors corresponding to the direction and magnitude of movements go via conductor pairs 40 resp. 41 to the right and left wheel counters, which are located in a central unit 8 and are designated 9 and 10. A calculation unit 11 performs calculations according to the expressions (1), (2) and (3) above and thereby calculates with the aid of a locked trajectory. what steering wheel angle should be set. The information, which has hitherto been calculated digitally, is converted into a D / A converter 12 and transmitted via a line 80 to a DC servo 14, which delivers drive current to a motor 6, which turns the steering wheel 1 to a suitable angular position. The wheel 1 is also provided with driving force for the propulsion of the vehicle, which is not shown in the figure.

Styrhjulens faktiska vinkelläge avkännes av en digitalt verkande av- kännare 7, som i och för sig kan vara av samma allmänna typ som den kombination som används för mäthjulen.The actual angular position of the steering wheels is sensed by a digitally acting sensor 7, which in itself can be of the same general type as the combination used for the measuring wheels.

Funktionen av anordningen i fig. 2 kan förklaras på följande sätt.The operation of the device in Fig. 2 can be explained as follows.

När vagnen flyttas rör sig framhjulen. Varje hjul har en givare 4 som genererar ett pulståg som indikerar förflyttningens riktning och stor- lek. Pulstâget omvandlas till en 8 bitars räknare 9 eller 10, som räk- nas upp vid rörelse framât och ner vid rörelse bakåt.When the trolley is moved, the front wheels move. Each wheel has a sensor 4 that generates a pulse train that indicates the direction and size of the movement. The pulse train is converted into an 8-bit counter 9 or 10, which is counted up when moving forwards and down when moving backwards.

Räknarna täcker med sina 8 bitar talomrâdet O-255 (decimalt). Vid fram- 7900993-2 8 âtrörelse erhålles då overflow när räknaren överstiger 255. Räknaren börjar då om igen frân O. Motsvarande sker bakåt, när räknaren kommer till 0 blir nästa värde 255 vid fortsatt rörelse bakåt.The calculators cover with their 8 bits the number range O-255 (decimal). During forward movement, overflow is then obtained when the counter exceeds 255. The counter then starts again from O. The same happens backwards, when the counter reaches 0, the next value becomes 255 with continued backward movement.

Räknarna är kopplade till datorn via en 8 bitars parallellingång (per räknare) eller pâ annat lämpligt sätt. Datorn kan då med hjälp av suc- cessiva avläsningar avgöra hjulens rörelser.The counters are connected to the computer via an 8-bit parallel input (per counter) or in another suitable way. The computer can then, with the help of successive readings, determine the movements of the wheels.

Svagheten med detta system är att datorn inte säkert kan säga åt vil- ket håll hjulet rört sig. Antag t.ex. att en räknare vid en avläsning har värdet 0. Vid nästa avläsning är värdet 100. Har hjulet i detta fall rört sig framåt, så att räknaren har antagit värdena 0, 1, 2... 99, 100 eller bakåt med värdena O, 255, 254...101, 100? Detta problem löses genom att välja en upplösning hos räknaren och en avläsningsfre- kvens i datorn så att man i valet mellan de två möjliga fallen alltid med säkerhet väljer rätt. En lösning som tillämpas i det aktuella fal- let är att avläsningarna göres så tätt att man alltid vet att hjulet inte rört sig mer än motsvarande räknares halva talområde.The weakness of this system is that the computer cannot say for sure which direction the wheel is moving. Suppose e.g. that a counter at one reading has the value 0. At the next reading the value is 100. Has the wheel in this case moved forward, so that the counter has assumed the values 0, 1, 2 ... 99, 100 or backwards with the values 0, 255 , 254 ... 101, 100? This problem is solved by choosing a resolution of the calculator and a reading frequency in the computer so that in the choice between the two possible cases you always choose correctly with certainty. A solution that is applied in the current case is that the readings are made so close that you always know that the wheel does not move more than the corresponding numerator's half number range.

Följande beräkningsmetod användes: x = räknarens värde vid avläsning 1 xz = dito avläsning 2 Ax = hjulets förflyttning (pos framåt,_neg bakåt) om x2-x1 2 0 l6x| > 128 sätt Ax = xz-X1-256 lax) < 128 sätt AX = x2-x1 om x2-x1 < O |Ax] 2 128 sätt Ax = +(x2-x1 + 256) |Ax| < 128 sätt Ax = xz-xï Nedan följer en kortfattad och principiell beskrivning av datorprog- rammets uppbyggnad avseende beräkning av styrhjulsvinkel från fram- hjulsräknaren.The following calculation method was used: x = value of the calculator when reading 1 xz = ditto reading 2 Ax = the movement of the wheel (pos forward, _neg backwards) if x2-x1 2 0 l6x | > 128 ways Ax = xz-X1-256 salmon) <128 ways AX = x2-x1 if x2-x1 <O | Ax] 2 128 ways Ax = + (x2-x1 + 256) | Ax | <128 method Ax = xz-xï The following is a brief and principled description of the structure of the computer program regarding the calculation of the steering wheel angle from the front-wheel counter.

Initiering: æ1= 5 c= 1 Axh = GOOD 6 = arctan (d/R) At = 0 Loop: avläs hjulräknare och klocka ackumulera Axh, Axv, At' beräkna K = (Axh + Axv)/2 7900993-2 beräkna a (Axh - Axv)/a K/R beräkna 8 om K ) beräkningsintervall: beräkna dz = $1 + a - 8 beräkna S2 = S1 + K (m1/2 + oz/2) beräkna oz = (oz -$1)/At beräkna S2 = (S2 - S1)/At beräkna 6 = ... ställ ut beräknat sätt m1 = oz S1 = S2 u = 0 B = 0 Axh - Ax- = At = 0 slut loop.Initialization: æ1 = 5 c = 1 Axh = GOOD 6 = arctan (d / R) At = 0 Loop: read wheel counter and clock accumulate Axh, Axv, At 'calculate K = (Axh + Axv) / 2 7900993-2 calculate a (Axh - Axv) / a K / R calculate 8 if K) calculation interval: calculate dz = $ 1 + a - 8 calculate S2 = S1 + K (m1 / 2 + oz / 2) calculate oz = (oz - $ 1) / At calculate S2 = (S2 - S1) / At calculate 6 = ... set calculated way m1 = oz S1 = S2 u = 0 B = 0 Axh - Ax- = At = 0 end loop.

Som framgår av ovanstående är det lämpligt att givaren 4 kan indike- ra både antalet kuggar pâ kugghjulen 20 och 30 och den riktning som mäthjulen tillryggalägger. Givare med dylik funktion är kända, vilka fungerar genom att det föreligger två givarenheter, som detekterar kug- garna med viss fasförskjutning, varav man utan vidare kan fâ fram rikt- ningen. I det beskrivna exemplet har använts en kommersiellt tillgäng- lig givartyp beräknad Airpax 14-0002.As can be seen from the above, it is suitable that the sensor 4 can indicate both the number of teeth on the gears 20 and 30 and the direction which the measuring wheels travel. Sensors with such a function are known, which function in that there are two sensor units which detect the teeth with a certain phase shift, from which the direction can be obtained without further ado. In the example described, a commercially available sensor type calculated Airpax 14-0002 has been used.

Ett annat utföringsexempel visas i fig. 3, där i stället för konstruk- tionen med tvâ fasta bärhjul och ett styrhjul, drivning och styrning sker samtidigt genom två hjul 103 och 104 med var sin motor 105, 106.Another embodiment is shown in Fig. 3, where instead of the construction with two fixed support wheels and a steering wheel, driving and steering takes place simultaneously through two wheels 103 and 104, each with its own motor 105, 106.

De båda hjulen tjänar samtidigt som mäthjul och är försedda med tand- kransar och avkännare som i det förra exemplet. I vagnen 100 ingår vidare tvâ hjul 101, 102, placerade vid ändarna, vilka är enbart med- rullande och fritt svängbara länkhjul. Exemplet är 1 första hand visat för att demonstrera att uppfinningen även är tillämpbar när styrningen sker genom differentiell drivning av tvâ hjul på sammanfallande axlar, och i många praktiska fall kan det kanske vara lämpligt att separera mätning och drivning till olika hjul, med hänsyn till risken för fel genom slirning av ett drivande hjul. '7900993-2 10 Beräkningsfunktionen är i det i fig. 3 visade exemplet ganska analog med den föregående, i det att död räkning genomföres genom sampling av till mäthjul kopplade räknare, ingående i en beräkningsenhet 107.The two wheels serve at the same time as measuring wheels and are equipped with toothed rings and sensors as in the previous example. The carriage 100 further includes two wheels 101, 102, located at the ends, which are only co-rolling and freely pivoting castors. The example is primarily shown to demonstrate that the invention is also applicable when the steering takes place by differential drive of two wheels on coincident axles, and in many practical cases it may be appropriate to separate measurement and drive into different wheels, taking into account the risk. for errors by slipping a driving wheel. In the example shown in Fig. 3, the calculation function is quite analogous to the previous one, in that dead counting is performed by sampling counters connected to measuring wheels, included in a calculation unit 107.

För detta speciella Fall måste styrningen ske genom differontiell styr- ning av motorerna 105 och 106, vilket medför behov av differentialen- heten 108, som ger ifrån sig två utsignaler, som mottas av var sin mo- tordrivenhet 109, 110. Svängning sker då genom olika matning till de båda motorerna, och om dessa erhåller lika matning med omvända förtec- ken, så kommer vagnen 100 tydligen att svänga kring en punkt belägen mitt emellan hjulen 103, 104. _Uppfinningen skall alltså ses som innefattande en mätning av minst två hjuls avrullning, beräkning med jämna mellanrum, under användning av död räkning, av vagnens läge och attityd och påverkan av vagnens styr- ning i beroende därav, varför den valda styrmekanismen ej skall upp- fattas som begränsande, då ju en mängd olika slags styrorgan kan an- passas till denna uppfinningstanke. vid den förstnämnda utföringsformen var avståndet mellan hjulen 2 och 3 1,129 m och avståndet mellan en linje förenande dessa å ena sidan och styrhjulet 1 å den andra var 1,435 m. Genom simulering i en ana- log datamaskin bestämdes lämpliga konstanter för styrekvationen (3).For this particular case, the control must take place by differential control of the motors 105 and 106, which entails a need for the differential unit 108, which emits two output signals, which are each received by the motor drive unit 109, 110. Oscillation then takes place by different feeds to the two motors, and if these are given equal feed to the inverted ants, the carriage 100 will apparently pivot about a point located midway between the wheels 103, 104. The invention will thus be seen as comprising a measurement of at least two wheels unrolling , calculation at regular intervals, using dead count, of the carriage's position and attitude and the influence of the carriage's steering in dependence thereon, so that the chosen steering mechanism should not be construed as limiting, since a number of different types of steering means can be used. adapted to this inventive concept. in the former embodiment the distance between the wheels 2 and 3 was 1,129 m and the distance between a line joining them on one side and the steering wheel 1 on the other was 1.435 m. By simulation in an analog computer, suitable constants for the steering equation (3) were determined.

De därvid valda konstanterna är a = 2,4; b = 0,7; c = 1,4; d = 0,6; e = 1,0 och f = 0,6, uttryckt i rationella metriska enheter.The constants chosen thereby are a = 2.4; b = 0.7; c = 1.4; d = 0.6; e = 1.0 and f = 0.6, expressed in rational metric units.

Genom försök har âdagalagts att det genom uppfinningen är möjligt att uppnå en praktiskt tillräcklig styrpreeision. En sluten bana med fle- ra svängar har använts, som hade banlängden ungeför 100 m. Pâ ett ställe i banan fanns en märklinje inritad, som detekterades under varje varv för att uppdatera anläggningen. Felet i förhållande till det med död räkning fastställda, beräknade läget för vagnen var maxi- malt av storleksordningen 30 cm, trots den långa banlängden, utlagd på ett industrigolv av föga idealt slag.Experiments have shown that it is possible by the invention to achieve a practically sufficient control precision. A closed track with several turns has been used, which had a track length of approximately 100 m. At one point in the track, a marking line was drawn, which was detected during each lap to update the facility. The error in relation to the calculated position of the trolley determined with dead count was a maximum of the order of 30 cm, despite the long track length, laid out on an industrial floor of a non-ideal type.

Claims (2)

7900993-2 ll Patentkrav7900993-2 ll Patent Claim 1. Självgående vagn, försedd med hjul för drivning och styr- ning, motormedel och styrmedel för följning av en bestämd bana, och ett mätdon, anordnat att genom avrullning mot underlaget samtidigt mäta vagnens förflyttning i två koordinater i rummet, k ä n n e t e c k n a d av medel för bestämning ur avrull- níngsmätningarna av vagnens avvikelse i förhållande till den bestämdabanæi i sidled och dess attitydfel i förhållande där- till vid successiva samplingstillfällen, jämte medel för att bestämma skillnaden vid två på varandra följande samplingstill- fällen mellan uppmätta sídfel, utgörande ett mått på en sido- rörelsehastighet, samt mellan uppmätta attitydfel, utgörande ett mått på en vridhastighet í förhållande till banan, medel för beräkning av en viktad summa av samste bestämda sidfel, attitydfel, vridhastighet och sidorörelsehastighet, samt me- del för att i beroende av denna víktade summa inställa vag- nens styrmedel, så att följning uppnås av den bestämda banan.Self-propelled trolley, equipped with wheels for driving and steering, motor means and steering means for following a specific path, and a measuring device, arranged to measure the movement of the trolley in two coordinates in space simultaneously by rolling against the ground, characterized by means for determining from the unrolling measurements of the deviation of the wagon in relation to the lateral determination path and its attitude error in relation thereto at successive sampling occasions, together with means for determining the difference at two consecutive sampling occasions between measured page errors, constituting a measure of a lateral movement speed, and between measured attitude errors, constituting a measure of a rotational speed in relation to the web, means for calculating a weighted sum of the same determined side errors, attitude errors, rotational speed and lateral movement speed, and means for depending on this weighted sum set the carriage's control means, so that tracking is achieved by the determined track. 2. Självgående vagn enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av medel för förhöjning av viktningstalet för attitydfelet då sid-_ felet och attitydfelet båda är riktade åt samma håll.Self-propelled trolley according to claim 1, characterized by means for increasing the weighting number of the attitude error when the side error and the attitude error are both directed in the same direction.