KR940001208B1

KR940001208B1 - Slip sensing device slip for robot

Info

Publication number: KR940001208B1
Application number: KR1019910006334A
Authority: KR
Inventors: 성일
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1994-02-17
Also published as: KR920019494A

Abstract

A slip sensing apparatus for determining a driving state of a driving wheel driven by a motor by means of a signal of an encoder installed on the motor includes a free wheel to be parallel to the driving wheel, and a free wheel encoder attached to a predetermined portion of a support plate for determining slip amount generated between the earth's surface and the driving wheel by sensing the driving state of the free wheel, so that the slip amount of the robot is accurately sensed to not only improve overall working efficiency but also secure reliability while the safety accident liable to occur during working due to slipping is prevented beforehand.

Description

Mobile robot's slip detection device

제1도는 본 발명이 적용되는 기기의 전체적인 구조도.1 is an overall structural diagram of a device to which the present invention is applied.

제2도는 본 발명에 적용되는 장치의 제어블록도.2 is a control block diagram of an apparatus applied to the present invention.

제3도는 본 발명의 동작순서를 도시한 플로우챠트.3 is a flowchart showing an operation procedure of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

5 : 후리 휠(Free wheel) 6 : 후리휠 엔코더5: Free wheel 6: Free wheel encoder

7 : 지지 플레이트 10 : 마이크로컴퓨터7: support plate 10: microcomputer

20 : 서보제어부20: servo control unit

본 발명은, 바퀴로 이동하는 모빌 로보트 또는 산업용 무인 반송차(AGV : Automatic Guided Vehicle)에 있어서, 구동시 구동 바퀴와 지표면 사이에서 발생되는 미끄럼을 감지하는 모빌로보트의 슬립 감지장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot's slip detection device that detects a slip generated between a driving wheel and an earth surface during driving in a mobile robot or an industrial guided vehicle (AGV) moving with wheels.

종래에는, 모터의 구동상태를 감지하기 위하여 구동 모터축에 부착된 엔코더를 이용해서 감지 기능을 수행하였다.Conventionally, a sensing function is performed by using an encoder attached to a driving motor shaft to detect a driving state of a motor.

즉, 상기 엔코더의 감지 신호를 마이크로컴퓨터에서 판별하여 모터의 구동 상태를 양호 또는 불량으로 판정하고, 만일 불량으로 판정되었을 경우에는 지표면 및 바퀴의 구동 조건에 따른 실험치로 이를 보상하거나 로보트의 전체적인 동작에 별 다른 영향을 끼치지 않을 때는 스립량을 무시하였던 것이다.That is, the microcomputer detects the detection signal of the encoder and determines whether the driving state of the motor is good or bad.If it is determined to be bad, the experimental value according to the driving conditions of the ground surface and the wheel is compensated for this, or the overall operation of the robot is determined. The amount of slip was ignored when there was no significant effect.

그러나 상기와 같은 종래의 슬립 보상 방법에 있어서는, 구동 모터축에 부착된 엔코더를 통해서 로보트 이동량이 마이크로컴퓨터 또는 서보제어부로 피드백 되기 때문에 바퀴와 지표면 사이에서 발생되는 슬립량을 정확하게 판별할 수 없었을 뿐만 아니라, 설혹 지표면이나 바퀴의 상태에 따라 슬립량을 추정한 후 그량 만큼 보상한다 하더라도 지표면의 상태가 불균일한 경우에는 상기와 같은 슬립량 추정도 부정확하게 되어 결국, 로보트의 정확한 구동이 수행될 수 없다는 문제점이 있었다.However, in the conventional slip compensation method as described above, since the robot movement amount is fed back to the microcomputer or the servo control unit through the encoder attached to the drive motor shaft, the slip amount generated between the wheel and the ground surface could not be accurately determined. Even if the slip amount is estimated according to the surface or wheel condition and compensated by the amount of slip, if the surface condition is uneven, the slip amount estimation as described above is inaccurate and the robot cannot be driven accurately. There was this.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 후리휠 축에 부착된 후리휠 엔코더로 부터의 신호에 의하여 바퀴와 지표면 사이에서 발생되는 슬립량을 정확하게 감지하여 보상토록 하는 모밀로보트의 슬립 감지 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to accurately detect and compensate the slip amount generated between the wheel and the ground surface by a signal from a freewheel encoder attached to the freewheel shaft. The present invention provides a milbobot slip detection device.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 모빌 로보트의 슬립 감지 장치는, 모터에 의해 구동되는 구동바퀴의 구동 상태를 구동모터축에 부착된 엔코더의 신호를 이용하여 판별하는 장치에 있어서, 상기 구동 바퀴에 평행하도록 후리휠을 부착하고, 상기 후리휠의 구동 상태를 감지하여 지표면과 구동바퀴 사이에서 발생되는 슬립량을 판별하도록 지지플레이트의 일정 부위에 후리휠 엔코더가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the slip detection device of a mobile robot according to the present invention is a device for determining a driving state of a driving wheel driven by a motor by using a signal of an encoder attached to a driving motor shaft, wherein the driving wheel The rear wheel is attached to be parallel to, and the rear wheel encoder is attached to a predetermined portion of the support plate to detect the driving state of the rear wheel to determine the amount of slip generated between the ground surface and the driving wheel.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

제1도는 본 발명이 적용되는 기기의 전체적인 구조도이고, 제2도는 본 발명에 적용되는 장치의 제어블록도이다.1 is an overall structural diagram of a device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a control block diagram of a device to which the present invention is applied.

제1도에 있어서, (1)은 모빌로보트의 몸체이고, (2)는 마이크로컴퓨터(10)의 제어를 받는 서보제어부(20)의 신호를 받아서 축(A)에 의해 서로 연결된 구동 바퀴(4)를 구동시키기 위해서 작동되는 구동모터이며, (3)은 상기 구동모터(2)의 구동 상태를 감지하여 그 감지신호에 대한 펄스파형을 상기 마이크로컴퓨터(10)에 입력함으로써 로보트의 위치제어가 수행되도록 하는 모터엔코더이다.In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a body of a mobile robot, and 2 denotes a driving wheel 4 connected to each other by a shaft A in response to a signal from a servo control unit 20 controlled by a microcomputer 10. (3) detects the driving state of the drive motor (2) and inputs the pulse waveform of the detected signal to the microcomputer (10) to perform the robot position control. Is the motor encoder.

또한, (5)는 후리휠로서, 후리휠엔코더(6)가 하부일정부위에 부착되어 있는 지지플레이트(7)에 축(B)을 중심으로 상기 후리휠 엔코더(6)와 동일 축(B)상에 접속되어 있따.In addition, (5) is a freewheel, the same axis (B) with the freewheel encoder (6) around the axis (B) on the support plate (7) to which the freewheel encoder (6) is attached on the lower part of the lower part. Connected to the phase.

상기 후리휠(5)은 구동바퀴(4)의 축(A)과 동일축 상에 배치되며 상기 구동바퀴 축(A)과 후리휠축(B)은 분리해야 한다.The rear wheel 5 is disposed on the same axis as the axis A of the drive wheel 4 and the drive wheel axis A and the rear wheel axis B must be separated.

또한, 상기 후리휠(5)의 직경은 구동바퀴(4)의 직경과 동일하게 하여 똑같이 지표면을 구동토록 하며, 후리휠(5)의 폭은 구동바퀴(4)의 폭보다 충분히 작게한다. 이것은 지표면의 상태 이를테면, 장해물이 있는 경우라든가 커브면에서의 구동이 정확하고 안전하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 상기 후리휠(5)과 엔코더(6)는 동일축(B)상에 부착되도록 하여 후리휠(5)의 이동상태를 정확하게 감지하도록 한다.In addition, the diameter of the freewheel 5 is equal to the diameter of the drive wheel 4 so as to drive the ground surface, and the width of the freewheel 5 is sufficiently smaller than the width of the drive wheel 4. This is to ensure that the state of the ground surface, for example, if there is an obstacle, or the driving on the curve surface is accurate and safe. On the other hand, the freewheel 5 and the encoder 6 are attached to the same axis (B) to accurately detect the movement state of the freewheel (5).

후리휠(5)과 엔코더(6)을 축(B)을 중심으로 연결하는 방법에는 축과 축을 1 : 1로 맞물리게 하던지 또는 타임벨브 등을 이용해서 연결하는 방법등등의 여러가지 방법이 인용될 수 있으므로 이중에서 적절한 연결방법을 선정 적용하면 된다.As the method of connecting the freewheel 5 and the encoder 6 about the axis B, various methods, such as engaging the axis and the axis by 1: 1 or connecting by using a time valve, can be cited. Of these, the proper connection method can be selected and applied.

이와같이 구성 조립된 본 발명에 의한 모빌로보트의 미끄럼 감지장치는, 후리휠(5)이 구동바퀴(4)와 분리되어 구동되기 대문에 설혹 로보트의 구동 중 지표면의 상태에 따라 구동바퀴(4)는 미끄러진다 해도 후리휠(5)은 로보트의 이동량 만큼 회전하게 된다.The sliding detection device of the mobile robot according to the present invention assembled as described above, the driving wheel 4 is driven according to the state of the ground surface of the robot because the rear wheel 5 is driven separately from the driving wheel 4. Even if it slips, the freewheel 5 rotates by the movement amount of the robot.

따라서 상기 후리휠(5)의 회전량을 후리휠 엔코더(6)에서 감지하여 그 데이타를 마이크로컴퓨터(10)에 입력시키고, 마이크로컴퓨터(10)의 판별결과에 따른 제어신호를 서보제어부(20)에 입력시켜서 모터(2)를 동작시키는 것이다. 이어서, 제3도를 설명한다. 제3도는 본 발명의 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 먼저 스텝 S₁에서 전원이 인가되면 스텝 S₂에서 로보트가 구동한다. 즉, 구동모터(2)의 작동에 따라 축(A)을 중심으로 구동바퀴(4)가 연동되고, 상기 축(A)과 분리된 축(B)을 가지는 후리휠(5)이 구동되는 것이다. 그러면, 스텝 S₃에서 상기 후리휠(5)의 회전량을 후리휠엔코더(6)가 감지하여 그 감지신호를 스텝 S₄에서 마이크로컴퓨터(10)에 입력하여 슬립이 발생하였는지의 여부를 판별한다.Accordingly, the amount of rotation of the freewheel 5 is sensed by the freewheel encoder 6, the data is inputted to the microcomputer 10, and the servo control unit 20 transmits a control signal according to the determination result of the microcomputer 10. The motor 2 is operated by inputting into the. Next, FIG. 3 is explained. Article as a flow chart showing an operation procedure of the present invention turns 3, first, a robot driven in step S ₂ in step S ₁ when power is applied. That is, the driving wheel 4 is interlocked around the axis A according to the operation of the driving motor 2, and the freewheel 5 having the axis B separated from the axis A is driven. . Then, in step S ₃ , the amount of rotation of the wheel 5 is detected by the wheel wheel encoder 6, and the detected signal is input to the microcomputer 10 in step S ₄ to determine whether slip has occurred. .

그 판별결과, 슬립이 발생치 않았을 경우(No일 경우)에는 스텝 S₃로 복귀하고, 슬립이 발생하였을 경우(yes일 경우)에는 상기 후리휠엔코더(6)의 감지데이타를 토대로 슬립량을 판별한다. 물론 마이크로 컴퓨터(10)내부의 기준데이타와 비교하여 판단하는 것이다. 그러면, 스텝 S₅에서 마이크로컴퓨터(10)에 의해서 슬립량을 보상하여 스텝 S₆에서 그 보상된 슬립량을 서보제어부(20)에 입력하면 상기 서보제어부(20)에서 모터(2)에 제어신호를 인가하여 정확한 로보트 구동이 이루어지도록 한다.As a determination result, if slip did value generated (if No days), To obtain specific, and the slip is returned to the step S ₃ occurs (if yes days), determine the slip amount on the basis of the detected data of the Fourier wheel encoder 6 do. Of course, the judgment is made by comparing with the reference data inside the microcomputer 10. Then, the slip amount is compensated by the microcomputer 10 in step S ₅ , and the compensated slip amount is input to the servo controller 20 in step S ₆ , and the servo controller 20 transmits a control signal to the motor 2. Apply to ensure accurate robot drive.

이와같이 본 발명의 모빌로보트의 슬립 감지장치에 의하면, 만일 로보트가 갑작스럽게 출발 또는 정지 하는 경우라든가, 코너링 할때 발생되는 슬립량을 정확하게 감지할 수 있으므로 로보트의 전체적인 작업효율을 향상시키는 것은 물론이고, 신뢰성을 확보하고 미끄러짐으로 인해 작업 중 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지한다는 뛰어난 효과가 있다.Thus, according to the slip detection device of the mobile robot of the present invention, if the robot suddenly starts or stops, or can accurately detect the slip amount generated when cornering, as well as improving the overall work efficiency of the robot, There is an excellent effect of ensuring reliability and preventing safety accidents during work due to slipping.

Claims

A device for determining a driving state of a driving wheel driven by a motor by using an encoder signal attached to the motor, wherein a rear wheel is attached to be parallel to the driving wheel, and the driving state of the rear wheel is sensed to detect the driving state of the driving wheel. Slip detection device of the mobile robot, characterized in that the freewheel encoder is attached to a predetermined portion of the support plate to determine the amount of slip generated between the drive wheels.

The apparatus of claim 1, wherein the freewheel and the freewheel encoder are connected by the same axis.

The apparatus of claim 1, wherein the driving wheel and the rear wheel are separated by different shafts.

The apparatus of claim 1, wherein the sensing signal of the freewheel encoder is input to a microcomputer to determine a slip amount.