CN106197472B - 一种轨道式机器人距离定位和里程校准装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道式机器人距离定位和里程校准装置及方法,该装置包括:工字钢轨道、机器人、吊耳座、接近传感器、里程计算装置和电机轴编码器。在机器人上安装接近传感器,运行轨道上加装吊耳座座,当机器人在轨道上行走时,每经过一个吊耳座,接近传感器可检测到吊耳座的位置信息,通过机器人里程计算装置的计算,可计算出机器人的准确位置及里程信息。该发明利用准确、固定的吊耳座位置校准里程计算装置的里程数,利用电机轴编码器计算吊耳座之间的距离,并将二者结合起来,得到机器人的准确位置和行走距离,结构简单、定位精确。
Description
技术领域
本发明涉及轨道式机器人领域,具体说是一种轨道式机器人距离定位和里程校准装置及方法。
背景技术
吊挂式轨道机器人越来越广泛的应用于环境恶劣的工业现场,特别是对于轨道式巡检机器人,为了保证机器人信息采集的准确性,需要不断对机器人进行定位和里程校准。现有的机器人定位主要有红外定位、激光测距定位、GPS 定位、超声定位、RFID定位等,其中单纯的红外定位和激光测距定位由于受环境红外光强影响较大,并且在环境信息发生变化时(例如工作场地上出现障碍物)容易造成定位误差,而且容易受环境中灰尘、颗粒的影响;超声定位和RFID 定位精度较低;GPS 定位不适合在厂房等室内进行。因此,现有的定位系统很难实现既保证定位的准确性,同时又能保证在灰尘较多的室内环境应用中的可靠性。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种轨道式机器人距离定位和里程校准装置及方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种轨道式机器人距离定位和里程校准装置,包括:工字钢轨道(1)、机器人(2)、吊耳座(3)、接近传感器(4)、里程计算装置(5)和电机轴编码器(6)。
工字钢轨道(1)每根长6米,两根工字钢轨道(1)之间用吊耳座(3)连接,吊耳座(3)为突出的硬性连接,以方便机器人(2)检测,两个吊耳座(3)之间距离为6米;接近传感器(4)、里程计算装置(5)和电机轴编码器(6)安装在机器人(2)本体上,机器人(2)通过工字钢轨道(1)可到达指定位置。
一种基于上述装置的轨道式机器人距离定位和校准装置及方法:
步骤一:机器人(2)从起点处开始在工字钢轨道(1)上运行,里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号计算机器人(2)运行里程;
步骤二:机器人(2)在行走过程中,每经过一个吊耳座(3),接近传感器(4)检测到吊耳座(3)的位置信号。 根据吊耳座(3)的位置信号,可计算出机器人(2)走过的里程:里程=n*6m,(n为吊耳座序号,n=0,1,2,……);
步骤三:用计算出的里程信息校准(更新)机器人(2)里程计算装置(5)的里程数据,得到精确的机器人(2)运行里程信息;
步骤四:当机器人(2)运行在两个吊耳座(3)中间位置时,机器人(2)离开前一个吊耳座(3)所走过的里程由里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号得出。
步骤五:机器人(2)总的运行距离为:n*6m 加上根据电机轴编码器(6)得到的离开第n个吊耳座(3)所走过的里程。
本发明安装在机器人(2)本体上的行程检测传感器为接近传感器,抗干扰能力强,安装简单。
本发明的有益效果是:在不需要增加其他辅助设备的情况下,利用现有机器人运行轨道,准确检测机器人的位置及行走里程信息,减小单独使用电机轴编码器计算里程造成的累计误差。
附图说明
图1是本发明距离定位和里程校准方法流程图;
图2是轨道式机器人在工字钢上行走示意图;
图3为接近传感器及吊耳座安装位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1到图3所示,一种轨道式机器人距离定位和里程校准装置,包括:工字钢轨道(1)、机器人(2)、吊耳座(3)、接近传感器(4)、里程计算装置(5)和电机轴编码器(6)。
工字钢轨道(1)每根6米,两根工字钢轨道(1)之间用吊耳座(3)连接,吊耳座(3)为突出的硬性连接,方便机器人(2)检测,两个吊耳座(3)之间距离为6米;接近传感器(4)、里程计算装置(5)和电机轴编码器(6)安装在机器人(2)本体上,机器人(2)沿工字钢轨道(1)运行,可到达指定位置。
一种基于上述装置的轨道式机器人距离定位和里程校准方法:
步骤一:机器人(2)从起点处开始在工字钢轨道(1)上运行,里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号计算机器人(2)运行里程;
步骤二:机器人(2)在行走过程中,每经过一个吊耳座(3),接近传感器(4)检测到吊耳座(3)的位置信号。 根据吊耳座(3)的位置信号,可计算出机器人(2)走过的里程:里程=n*6m,(n为吊耳座序号,n=0,1,2,……);
步骤三:用计算出的里程信息校准(更新)机器人(2)里程计算装置(5)的里程数据,得到精确的机器人(2)运行里程信息;
步骤四:当机器人(2)运行在两个吊耳座(3)中间位置时,机器人(2)离开前一个吊耳座(3)所走过的里程由里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号得出。
步骤五:机器人(2)总的运行距离为:n*6m 加上根据电机轴编码器(6)得到的离开第n个吊耳座(3)所走过的里程。
本发明的工作过程是:
系统发出开始运行的命令后,机器人(2)在工字钢轨道(1)上开始运行,机器人(2)上的里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号开始计算机器人(2)运行里程。当机器人(2)经过工字钢轨道(1)连接处的吊耳座(3)时,机器人(2)上的检测传感器(3)检测到吊耳座(3)的位置信号,并发送到里程计算装置(5),里程计算装置(5)根据吊耳座(3)的位置信号计算出准确的机器人(2)的运行里程,并对机器人(2)运行里程进行更新,里程数据更新为n*6m,(n为吊耳座序号),然后继续前行。当机器人(2)在两个吊耳座(3)中间运行时,机器人(2)运行里程由里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号得出,从而保证里程数据的实时性。
该发明利用准确、固定的吊耳座位置校准里程计算装置的里程数,利用电机轴编码器计算吊耳座之间的距离,并将二者结合起来,得到机器人的准确位置和行走距离,结构简单、定位精确。
Claims (1)
1.一种轨道式机器人距离定位和里程校准方法,其特征在于:包括轨道式机器人距离定位和里程校准装置,所述轨道式机器人距离定位和里程校准装置包括工字钢轨道(1)、机器人(2)、吊耳座(3)、接近传感器(4)、里程计算装置(5)和电机轴编码器(6);工字钢轨道(1)每根长6米,两根工字钢轨道(1)之间用吊耳座(3)连接,吊耳座(3)为突出的硬性连接,以方便机器人(2)检测,两个吊耳座(3)之间距离为6米;接近传感器(4)、里程计算装置(5)和电机轴编码器(6)安装在机器人(2)本体上,机器人(2)通过工字钢轨道(1)可到达指定位置;
该距离定位和校准方法包括以下步骤:
步骤一:机器人(2)从起点处开始在工字钢轨道(1)上运行,里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号计算机器人(2)运行里程;
步骤二:机器人(2)在行走过程中,每经过一个吊耳座(3),接近传感器(4)检测到吊耳座(3)的位置信号;根据吊耳座(3)的位置信号,可计算出机器人(2)走过的里程:里程=n×6m,n为吊耳座序号,n=0,1,2,……;
步骤三:用计算出的里程信息校准更新机器人(2)里程计算装置(5)的里程数据,得到精确的机器人(2)运行里程信息;
步骤四:当机器人(2)运行在两个吊耳座(3)中间位置时,机器人(2)离开前一个吊耳座(3)所走过的里程由里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号得出;
步骤五:机器人(2)总的运行距离为:n×6m加上根据电机轴编码器(6)得到的离开第n个吊耳座(3)所走过的里程;
系统发出开始运行的命令后,机器人(2)在工字钢轨道(1)上开始运行,机器人(2)上的里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号开始计算机器人(2)运行里程,当机器人(2)经过工字钢轨道(1)连接处的吊耳座(3)时,机器人(2)上的检测传感器(3)检测到吊耳座(3)的位置信号,并发送到里程计算装置(5),里程计算装置(5)根据吊耳座(3)的位置信号计算出准确的机器人(2)的运行里程,并对机器人(2)运行里程进行更新,里程数据更新为n*6m,n为吊耳座序号,然后继续前行,当机器人(2)在两个吊耳座(3)中间运行时,机器人(2)运行里程由里程计算装置(5)根据电机轴编码器(6)反馈信号得出。
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