Система управления транспортным средством

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления внутрицеховыми безрельсовыми транспортными средствами в гибких автоматизированных производствах . Целью изобретения является распшрение области применения системы управления за счет осуществления программируемого движения транспортного средства вдоль светоотражающей полосы, имеющей разветвления , а также его останова в заданных точках трассы. Система содержит датчик слежения за светоотражакицей полосой , позволяющий по сигналам управления переключаться с режима слежения за центром пол осы на режим слежения за одним из ее краев, а также формировать сигнал точной остановки транспортного средства в заданных точках трассы, датчик пройденного пути, блок сравнения, счетчик команд, блок памяти команд и уставок , блок режимов движения, привод и рулевой привод. 4 ил. W |С 4ib to UD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 05 D 1 02

ЗСЕГО п q

13 „"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙИЙЯЯЯ Яц 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3743157/24-24 (22) 08.05.84 (46) 07.07.86. Бюл..М 25 (71) Минский радиотехнический институт (72) А.Я. Красовский и Г.Ф. Нестеров (53) 62-50(088.8) (56) Патент Японии У 54-32117, кл. С 05 D 1/02, 1980.

Патент Японии У 54-29676, кл. G 05 D i/02, 1980. (54) CHCTEMA УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ

СРЕДСТВОМ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в сис-. темах управления внутрицеховыми безрельсовыми транспортными средствами в гибких автоматизированных производствах. Целью изобретения явля„„SU„„1242919 A 1 ется расширение области применения системы управления за счет осуществления программируемого движения транспортного средства вдоль светоотражающей полосы, имеющей разветвления, а также его останова в заданных точках трассы. Система содержит датчик слежения за светоотражающей полосой, позволяющий по сигналам управления переключаться с режима слежения за центром полосы на режим слежения за одним из ее краев, а также формировать сигнал точной остановки транспортного средства в заданных точках трассы, датчик пройденного пути, блок сравнения, счетчик команд, блок памяти команд и уставок, блок режимов движения, привод и рулевой привод. 4 ил.

1242919

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления внутрицеховыми безрельсовыми транспортными средствами (автокарами) в гибких автомати-зированных производствах.

Цель изобретения — расширение области применения системы за счет обеспечения возможности перемещения транспортного средства по светоотражающей полосе, имеющей разветвления, а также его останов в заданных точках трассы.

Для осуществления программного движения транспортного средства по светоотражательной полосе, имеющей разветвления, необходимо, чтобы система управления обеспечивала возможность слежения как за центром полосы, так и за ее краями. При этом в режиме слежейия за правым краем полосы при наличии ответвления вправо система управления осуществит поворо":. вправо, а при слежении за левым краем полосы на таком разветвлении транспортное средство будет продолжать прямолинейное движение. Аналогично при слежении за левым краем полосы и наличии ответвления влево будет осуществляться левый поворот, а при слежении за правым краем— продолжаться прямолинейное движение.

На двухсторонних разветвлениях повороты направо и налево будут осуществляться при слежении соответствен но за правым и левым краем полосы, а при слежении за центром полосы будет осуществляться прямолинейное движение. В местах остановок транспортного средства на светоотражающей полосе выполняется метка в виде темного прямоугольника на. белом фоне или в виде разрыва трассы.

На фиг. 1 изображена структурная схема системы управления транспортным средством, .на фиг. 2 — структурная схема датчика слежения за светоотражающей полосой, на фиг. 3— расположение фотоприемников относительно светоотражающей полосы и пеленгационные характеристики датчика слежения для различных точек схемы, изображенной на фиг. 2, на фиг. 4 характерные фрагменты трассы движения.

Система управления транспортным средством состоит из датчика 1 слежения за светоотражающей полосой, рулевого привода 2, привода 3, дат5

1О

ЗО

4О

55 чика 4 пройденного пути, олока 5 сравнения, счетчика 6 команд, блока

7 памяти уставок и команд и блока 8 режимов движения (фиг. 1).

Датчик слежения содержит фотоприемники 9-12, усилители 13-16, блоки 17-19 выделения разностного сигнала, блоки 20 и 21 с переменным знаком коэффициента передачи и сумматор 22 (фиг. 2) .

Система работает следующим образом.

По сигналу "Пуск", поступающему на систему от внешнего устройства, например, с системы управления автоматизированной транспортно-складской системы цеха, происходит сброс в ноль датчика пройденного пути и счетчика команд. При этом из нулевой ячейки памяти считывается первое значение уставки и команды. Уставка представляет из себя код, соответствующий пути, который должен пройти автокар цо смены команды. Команда представляет из себя четырехразрядный код, два разряда которого определяют режим слежения за полосой (01 — слежение за правым краем, 10— слежение за левым краем, 00 †. слежение за центром полосы) и два разряда — режим движения (малая скорость— единица в третьем разряде, номинальная скорость — в третьем разряде О, "Стоп" — единица в четвертом разряде). В первой команде, как правило, записано движение с номинальной скоростью со слежением за центром полосы. Значение первой уставки выбирается равным значению расстояния до первого разветвления. В момент равенства кода уставки и кода с датчика пройденного пути на выходе блока памяти появляется следующая команда и уставка. Допустим, что в этой команде записан поворот направо (код 01). По этому коду датчик слежения за светоотражающей полосой переключается в режим слежения за правым краем полосы, при этом транспортное средство осуществляет правый поворот, После окончания поворота транспортное средство двигается в режиме слежения за правым краем полосы до тех пор, пока значение пройденного пути не сравняется с новым значением уставки. При этом импульс с выхода блока сравнения снова увеличивает значение счетчика команд, приводя к выборке из блоха памяти з 12ц2 нового значения кода команды и новой уставки. Таким образом, программа движения транспортного средства по сложной трассе с разветвлениями представляет собой последовательную выборку из блока памяти уставок и команд и их отработку. При этом не предъявляется высоких требований к точности датчика пройденного пути и его дискретности, так как не важ- 10 но на каком расстоянии от разветвления начинает отрабатываться определенный режим слежения, важно чтобы он начался перед разветвлением и закончился после него. 15

Подход к точке остановки осуществляется в режиме слежения за центром полосы. На некотором расстоянии до места останова из блока памяти выбирается очередная команда — движение малой скоростью. По этой команде на вход управления привода 3 подается постоянное напряжение, соответствующее требуемой пониженной скорости. Когда транспортное сред- 25 ство приближается к точке останова на расстояние меньшее, чем зона захвата датчика слежения, из. блока памяти выбирается команда "Останов", по которой блок режимов движения подключает на вход управления привода 3. второй выход датчика слежения за светоотражающей полосой. В этом режиме привод отрабатывает останов по сигналу рассогласования с датчика слежения, после чего на ведущие ко35 леса накладываются механические тормоза.

Датчик слежения за светоотражающей полосой работает следующим образом (фиг. 2) .

Сигналы с фотоприемников 9-12 через усилители 13-16 подаются на входы блоков 17-19 выделения разностного сигнала. С выходов блоков 17

45 и 19 разностные сигналы через блоки

20 и 21 с переменным знаком коэффициента передачи поступают на вход сумматора 22, выходной сигнал которого управляет рулевым приводом.

Разностный сигнал с выхода блока

19 осуществляет управление приводом в режиме останова.

Для, пояснения принципа формирования управляющего сигнала на рулевой 55 ,привод на фиг. 3 приведены пеленгационные характеристики для различных точек схемы фиг. 2, представляю919 щие собой зависимость сигнала в данной точке схемы от смещения центра датчика относительно оси симметрии светоотражающей полосы или, в случае использования объектива, ее проекции на плоскость расположения чувствительных площадок фотоприемников (фотодиодов). При указанной на фиг. За конфигурации фотоприемников и ширине светоотражающей полосы, равной расстоянию между центра-. ми пар фотоприемников, от которых формируются разностные сигналы,,пеленгационные характеристики в точках и и Ь (фиг. 2) имеют вид, изображенный на фиг. 3 g и соответственно. При слежении за центром светоотражающей полосы блоки 20 и

2i включаются в неинвертирующий режим с единичными коэффициентами передачи. При этом сигнал на выходе сумматора 22 такой, как показано на фиг. 3 g. с нулем, совпадающим с осью симметрии светоотражающей полосы. При отклонении центра датчика вправо от оси симметрии полосы на входе рулевого привода 2 появляется положительный сигнал. При этом привод разворачивает транспортное средство влево. Соответственно при смещении центра датчика влево от оси симметрии полосы на входе рулевого привода имеется отрицательный сигнал и привод поворачивает транспортное средство вправо. Таким образом, обеспечивается слежение за центром светоотражающей полосы.

Если блок 20 включить в неинвертирующий режим, а блок 21 в инвертирующий, то на выходе сумлатора 22 формируется сигнал U, равный разности U -Ug. При этом пеленгационная характеристика на выходе сумматора 22 имеет вид, изображенный на фиг. 3 0 . Эта характеристика имеет два нуля, расположенные вблизи левого и правого краев светоотражающей полосы.. Левый ноль является устойчивым, а правый — неустойчивым, так как при положительном сигнале на входе рулевого привода он поворачивает транспортное средство влево, а при отрицательном вправо. При этом обеспечивается слежение за левым краем светоотражающей полосы. Если в этом режиме работы убрать правый край полосы, т.е. расширить полосу вправо, то в пеленгационной характеристике

1242919 исчезает неустойчивый ноль и ана принимает вид, изображенный пунктиром на фиг. Зд. При этом устойчивый ноль находитс»» немного. правее и совпадает с границей полосы.

Если блок 20 включить в инвертирующий режим, а блок 21 — в неинвертирующий, то на выходе сумматора формируется сигнал Ug = Ug-Ua, инверсный сигналу предыдущего режима.

Пеленгационная характеристика для этого режима имеет вид, изображенный на фиг. Зе . При этом обеспечивается слежение эа правым краем све- 15 тоотражающей полосы. Для обеспечения точной остановки транспортного средства в заданной точке трассы необходимо, чтобы, не доходя до заданной точки, сигнал управления на вхо-- 20 де привода 3 был положительным, а за ней — отрицательным и равнялся нулю в заданной точке. Такой фигнал формируется блоком 19, напряжение на выходе которого равно разности 25 сигналов с фотодатчиков 11 и 12, расположенных по линии вдоль трассы.

Если светоотражающая полоса в точке остановки имеет вид, изображенный на фиг. 4, пеленгацианная

ЗО характеристика на выходе блока 19 . аналогична характеристике, изображенной на фиг. 3, но развернута вдоль трассы с нулем в центре разрыва трассы, т.е. в заданной точке

35 остановки. При этом .до точки осталова сигнал положительный, а эа ней — отрицательный.

Датчик пройденного пути может бьггь реализован любым иэ известных способов, например, в виде многоразрядного кодового датчика или в ниде унитарно-кодового датчика, формирукщего определенное число импульсов за один оборот колеса и счетчика этих импульсов, Блок режима движения может быть реализован в виде аналогового комму- татора, подключающего на вход управления привода 3 задающие напряжения, 50 соответствующие требуемым скоростям, кли второй выход датчика слежения.

Формула из о б р е т е ни я

Система управления транспортным средством, содержащая датчик слежения за светоотражающей полосой, подключаемь1й первым выходом к входу рулевого привода и включающий в себя первый и второй фотоприемники; выходы которых соединены через первый и второй усилители соответственна первым и вторым входами первого блока вьщеления разностного скгнала, причем фотоприемники установлены на линии,, перпендикулярной направлению движения транспортного средства, а также привод, о т л и ч а ющ а я с я тем,, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения вазможности перемещения транспортного средства по светоотражаю»»»ей полосе, она содержит последовательно соединенные датчик пройденного пути, блок сравнения, счетчик команд, блок памяти уставок и ко- . манд ги бпок режимов движения, а датчик слежения за светаотражающей полосой дополнительно включает в себя третий и четвертый фотоприемники, установленные по линии, совпадающей с направлением движения транспортного средства, симметрично относительно первой пары фотоприемников, второй и третий блоки выделения разностного сигнала, два блока с переменным знаком коэффициента передачи и сумматор, второй . выход блока памяти уставок и команд подключен к второму входу блока сравнения, а третий и четвертый выходы — к первому и второму входам датчика слежения за светоотражающей полосой соответственна, второй вход блока режимов движения связан с вторым выходом датчика слежения за светаотражающей полосой„ а выход — c

:входом привода, причем первые входы второго и третьего блоков вьщеления разнастного сигнала подключены к Bbl— ходу второго усилителя, а вторые входы — к выходам третьего и четвертого усилителей соответственно, связанных входами с выходами третьего и четвертого фотоприемников соответственно, выходы первого и второго блоков выделения разнастнаго сигнала соединены с первыми входами соответствующих блоков с переменным знакам коэффициента передачи, вторые входы которых связаны с третьим и четвертым входами датчика слежения за светоотражающей полосой соответственна,, а выходы — с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с первым выходом датчи1242919 ка слежения за. светоотражающей полосой, связанного вторым выходом с выходом третьего блока выделения пазностного сигнала.

1242919

Составитель Л. Цаллагова

Редактор Е. Папп Техред М. Ходаиич Корректор С.Шекмар

Заказ 3704/46

Тираж 836 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Производственно-полиграфическсе предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4