Система управления движением транспортного средства

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая дорожку задания траектории, установленные на транспортном средстве блок слежения за дорожкой задания траектории и блок управления, а также датчики-ориентиры, расположенные в местах ответвления дорожки задания траектории, отличающаяс я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности системы, дорожка задания траектории выполнена в виде полосы, на которой сформирована последовательность прямоугольных чередующихся намагниченных и ненамагниченных участков, щирина которых равна ширине полосы, в местах ответвления дорожки задания траектории размещен переходный участок, представляющий собой криволинейный отрезок указанной полосы, параллельный линии сопряжения ветвей дорожки и. удаленный от них на расстояние, равное ширине полосы, а на транспортном средстве установлены два блока слежения за переход, ным участком, коммутатор, два блока увеличения длительности импульса и два датчика поворота, причем выходы блока слежения . за дорожкой задания траектории, первого и второго блоков слежения за переходным участком соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами коммутатора, выход (Л которого соединен с входом блока управления , а выходы первого и второго датчиков поворота соединены соответственно с входами первого и второго блоков увеличения длительности импульса, выходы которьрс соединены соответственно с четвертым и пятым входами коммутатора. sl 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (l I) (51)4 G 05 0 1 02 (21.) 3730178/22 — 02 (22) 03,01.84 (46) 07.09.85. Бюл. No 33 (72) Б. 3, Михлин и М. Б. Михлин (53) 65 — 25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Н 708313, кл. G 05 D1/03,,1980.

Авторское свидетельство СССР Р 697980, кл. G 05 D 1/02, 1979. (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая дорожку задания траектории, установленные на транспортном средстве блок слежения за дорожкой задания траектории и блок управления, а также датчики- ориентиры, расположенные в местах ответвления дорожки задания траектории, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности системы, дорожка задания траектории выполнена в виде полосы, на которой сформирована последовательность прямоугольных чередующихся намагниченных и ненамагниченных участков, ширина которых равна ширине полосы, в местах ответвления дорожки задания траектории размещен переходный участок, представляющий собой криволинейный отрезок указанной полосы, параллельный линии сопряжения ветвей дорожки. и удаленный от них на расстояние, равное ширине полосы, а на транспортном средстве установлены два блока слежения за переходным участком, коммутатор, два блока увеличения длительности импульса и два датчика поворота, причем выходы блока слежения за дорожкой задания траектории, первого и второго блоков слежения за переходным учас- тком соединены соответственно с первым, вто- Я рым и третьим входамй коммутатора, выход которого соединен с входом блока управления, а выходы первого и второго датчиков поворота соединены соответственно с входами первого и второго блоков увеличения длительности импульса, выходы которых соединены соответственно с четвертым и пятым входами коммутатора.

1177800 (1ри отсутствии сигналов с датчиков 9 и

10 поворота коммутатор 8 подключает блок 5 слежения к блоку 13 управления.

Если ТС движется точно вдоль ветви 1 дорожки задания траектории, то сигнал на выходе блока 5 слежения отсутствует и блок 13 управления не изменяет направления движения ТС. При поперечном смещении ТС относительно в тви 1 дорожки задания траектории на выходе блока 5 слежения появляется

Изобретение относится к области управления транспортными средствами, в частности для перевозки деталей в автоматизированных цехах.

Целью изобретения является повышения экономичности и надежности системы.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы управления движением транспортных средств (ТС); на фиг. 2 — фрагмент полосы; на фиг. 3 — структурная схема блока слежения;10 на фиг. 4 — график, изменения составляющей напряженности магнитного поля полосы,воспринимаемой датчиком блока, слежения при движении ТС вдоль полосы без поперечного смещения; на фиг. 5 — график зависимости 15 амплитуды колебаний составляющей напряженности магнитного поля полосы, восприни маемый датчиком блока слежения при движении

ТС, от поперечного смещения ТС относительно полосы; на фиг. 6 — график зависимос- 20 ти разности амплитуд колебаний составляющей напряженности магнитного поля полосы, вос-. принимаемой датчиками блока слежения при движении ТС, от поперечного смещения ТС отно сительно полосы. 25

Система управления движением ТС содержит(фиг. 1) дорожку задания траектории, представленную ветвями 1 и 2, переходный участок 3 с одной ветви на другую, датчикориентир 4, блок 5 слежения эа дорожкой 30 задания траектории, блоки 6 и 7 слежения эа переходным участком, коммутатор 8, датчики 9 и 10, поворота, блоки 11 и 12 увеличения длительности импульса, блок 13 управления.

Между дорожкой задания траектории, переходными участками и блоками слежения связь Магнитная. Аналогичная связь между датчиками-ориентирами и датчиками поворота.

Выходы блоков 5 — 7 слежения подключены 40 соответственно к первому, второму и третьему входам коммутатора 8, выход которого соединен с входом блока 13 управления, Управляющие входы коммутатора 8 подключены к выходам соответствующих блоков 11 и 12 увеличения длительности импульса, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков 9 и 10 поворота. сигнал, величина и знак которого соответствует величине и направлению смещения (фиг. 6). Этот сигнал поступает на блок

13 управления, который изменяет направление дыижения ТС таким образом, чтобы ликвиди, ровать смещение.

Для того, чтобы указать ТС на необходимость перехода на ветвь 2 дорожки задания траектории, датчик-ориентир 4, расположенный в месте ответвления дорожки, устанавливается так, чтобы воздействовать на датчик 9 поворота. Как только датчик 9 поворота оказывается над датчиком-ориентиром, он вырабатывает сигнал в виде импульса, поступающий на блок 11 увеличения длительности импульса, увеличивающий длительность последнего до 2-4с и подающий его на управляющий вход коммутатора 8, который по этому сигналу подключает блок 6 слежения за переходным участком к блоку 13 управления.

К моменту срабатывания коммутатора 8 блок

6 слежения уже находится над переходным участком 3, т. е. дальше движение продолжается вдоль переходного участка 3 в течение 2—

4с, так как длина переходного участка не превышает 1 — 2 м. По истечении указанного времени импульс на выходе блока 11 увеличения длительности импульса пропадает и коммутатор 8 вновь подключает к блоку 13 управления блок 5 слежения, который уже находится над ветвью 2 дорожки задания траектории, следовательно, дальше движение проходит вдоль ветви 2 дорожки задания траектории.

Блок 7 слежения за переходным участком

1 датчик 10 поворота и блок 12 увеличения длительности импульса предназначены для перехода на ветвь дорожки задания траектории, симметричную ветви 2 относительно ветви 1.

На фиг. 2 представлен фрагмент полосы 1, на которой сформирована последовательность прямоугольных чередующихся намагниченных

14 — 16 и ненамагниченных 17 и 18 участков, ширина которых равна ширине полосы. Основанием полосы может быть участок пола цеха (если пол сделан из неферромагнитного материала) или лента иэ неферромагнитного материала, укрепленная на полу. В качестве ферромагнитного материала для намагниченных участков можно использовать смесь порошка феррита бария (ВаО ° 6Fe) и литопонных белил, Эта смесь обладает свойствами белил, т. е. легко может быть нанесена вручную или распылителем через трафарет, и хорошими магнитными свойствами феррита бария. Смесь можно, например, наносить участками шириной

d = 20 см, длиной = 1 см и толщиной

= 0,2 см. Расстояние между центрами намагниченных участков L = 3 см, т. е. длина

10 15

25

35

3 11 ненамагниченного участка L1= 2 см. Для получения намагниченных участков нанесенную смесь нужно намагнитить вдоль оси У воздействием сильного постоянного магнитного поля, источником которого может быть электромагнит, установленный на специальной тележке.

Расчет напряженности магнитного поля над полосой, обусловленного ее намагниченными участками, дает возможность (для высоты подвеса датчиков блока слежения, равной

2 см) построить графики зависимостей, которые иллюстрируют работоспособность системы (фиг. 4 — 6).

В качестве датчика-ориентира можно использовать постоянный магнит, установленный так, чтобы его магнитная ось могла быть направлена либо по оси Z (нужен переход на другую ветвь), либо по оси Х (переход не нужен).

Все блоки слежения одинаковы и имеют структурную схему, представленную на фиг. 3.

Блок слежения состоит из четырех датчиков

19 — 22 проекции напряженности магнитного поля на ось У; трех разностных элементов

23 — 25 и двух выпрямителей 26 и 27. Расстояние между датчиками 19 и 21, 20 и 22 равно ширине полосы (20 см). Датчики 20 и

22 введены для наиболее полного исключения влияния магнитного поля Земли и увеличения помехозащищенности системы. Расстояние меж-. ду датчиками 19 и 20, 21 и 22. выбирается из условия максимальной амплитуды сигналов на выходах разностных элементов 23 и 24 и равно половине расстояния между центрами намагниченных участков полосы (1,5 см).

Датчики 19 и 20 подключены к входам разностного элемента 23, датчики 21 и 22— к входам разностного элемента 6, выходы разностных элементов 23 и 24 подключены соответственно к входам выпрямителей 26 и

27, выходные сигналы которых, равные амплитудам входных, подаются на входы разностного элемента 25. Выходной сигнал разностного элемента 25 является выходным сигналом блока слежения.

На фиг. 3 представлено также относительное положение датчиков 19 — 22 блока слежения и. намагниченных участков полосы 14 и 15.

Магниточувствительные элементы датчиков блока слежения можно выполнить в виде катушек с ферритовыми сердечниками, которые реагируют только на изменение магнитного поля при движении TC относительно намагниченных участков полосы и нечувствительны, в частности, к загрузке ТС ферромагнитными массами, не изменяющими свое положение относительно датчиков блока сле77800 4 жения. Магниточувствительные элементы датчиков блоков слежения должны быть ориентированы так, чтобы иметь наибольшую чувствительность вдоль оси У.

В качестве разностных элементов блока слежения можно испольэовать полупроводниковые дифференциальные усилители. Выпрямителем может быть амплитудный детектор, построенный на основе полупроводникового диода.

Если блок слежения ориентирован относительно полосы (фиг. 3), за которой он осуществляет слежение, то его выходной сигнал

0 равен нулю. При поперечном смещении

ТС (по оси Х), за счет изменения магнитного поля, действующего на датчики блока слежения (фиг. 5), амплитуды сигналов датчиков 19 и 20, 21 и 22 а следовательно, и разностных элементов 23 и 24 увеличиваются, тогда как амплитуды сигналов другой пары датчиков 21 и 22 19 и 20 и.разностных элементов 24 и 23 уменьшаются, что приводит к появлению на выходе блока слежения сигнала, пропорционального разности амплитуд напряженности магнитного поля, действующего на датчики 19 и 21, 20 и 22 (фиг. 6), величина и знак которого соответствуют величине и знаку поперечного сМещения ТС.

Из графика видно (фиг. 5), что в предлагаемой системе значительные поперечные смеш> ния ТС (20 см) не нарушают ее работоспособности. Возможность надежной работы при таких смещениях необходима, так как в связи с инерционностью системьг возможны колебательные смешения ТС относительно полосы на 10—

15 см.

Для того, чтобы при таких смещениях магнитное поле переходных участков не влияло на блок слежения за дорожкой задания траектории, переходные участки располагаются на расстоянии ширины полосы от дорожки задания траектории.

Коммутатор можно, например, построить на двух электромагнитных реле (например, P3C — 10) причем обмотка первого реле соединяется с выходом блока 11 увеличеМИя длительности импульса (фиг. 1), а второго — с выходом блока 12 увеличения длительности импульса.

Нормально замкнутый контакт первого реле, соединенный последовательно с нормал но замкнутым контактом второго реле, образует цепь, через которую блок 5 слежения подключается к блоку 13 управления. Нормально разомкнутый контакт первого реле подключает блок 6 слежения за переходным участком к блоку 13 управления, в нормально разомкнутый контакт второго реле подключает блок 7 слежения за переходным участком к блоку 13 управления.

1177800

Фиг 1

Блоки увеличения длительности импульса представляют собой транзисторные ждущие . мультивибраторы с эмиттерной связью.

Датчики поворота аналогичны датчикам бло-. ка слежения, но ориентированы так, что обладают наибольшей чувствительностью по оси Z (фиг. 2), чтобы реагировать на датчики-ориентиры, магнитная ось которых направлена по оси 2, и небольшой чувствительностью по осям

Х и У, так как не должны реагировать на намагниченные по оси У участки полосы и на датчики-ориентиры, магнитная ось которых .направлена по оси Х.

Блок управления может быть, например, электронным дифференциальным усилителем, нагруженным на двигатель рулевого привода ТС.

Анализ магнитных помех показывает, что они не превышают 1,6 А/м. Для надежной идентификации поперечного смещения необходимо, чтобы полезный сигнал не менее чем в три раза превышал сигнал помехи, т. е. минимальное поперечное смешение, которое может быть надежно обнаружено предлагаемой системой, должно вызвать полезный сигнал

11А — 3-1,6 А/м — 4,8 А/м. Из графика (фиг. 6) находим, что это смешение составляет 0,4 см.

Дорожка задания траектории в предлагаемой системе не требует расхода электроэнергии, что повышает экономичность системы, а также увеличивает ее надежность, так как . функционирование дорожки не зависит от подачи энергии.

1177800

Фиг. 2

1177800

1177800

Фиг б

Составитель М. Аксенов

Техред А. Бабинед Корректор И. Эрдейн

Редактор Л..Гратилло

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5553/48

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4