RU124622U1 - Система управления мобильным роботом - Google Patents
Система управления мобильным роботом Download PDFInfo
- Publication number
- RU124622U1 RU124622U1 RU2012134113/02U RU2012134113U RU124622U1 RU 124622 U1 RU124622 U1 RU 124622U1 RU 2012134113/02 U RU2012134113/02 U RU 2012134113/02U RU 2012134113 U RU2012134113 U RU 2012134113U RU 124622 U1 RU124622 U1 RU 124622U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control system
- platform
- robot
- control
- mobile
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
1. Система управления мобильным роботом, содержащая соединенные между собой силовыми и сигнальными кабелями стационарную часть и часть, размещенную непосредственно на подвижной платформе робота, при этом в стационарной части размещены пульт управления с блоком кнопок и четырьмя двухкоординатными джойстиками, блок питания стационарной части и питания подвижной платформы, а также промышленный компьютер для приема информации с подвижной платформы и выдачи сигналов управления платформой и управления технологическим оборудованием, а на подвижной платформе робота - соединенные между собой маршрутизатор, бортовая ЭВМ, микроконтроллерные блоки непосредственного управления технологическим оборудованием и видеокамеры, видеоизображение с которых транслируется на монитор промышленного компьютера.2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что часть, размещенная непосредственно на платформе робота, снабжена соединенным со стационарным блоком и бортовой ЭВМ маршрутизатором, к которому непосредственно либо через бортовую ЭВМ подсоединены все бортовые устройства.3. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что подвижная платформа снабжена видеокамерами, выходы которых соединены с маршрутизатором.4. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что в качестве датчиков положения элементов ходовой части использованы датчики Холла.5. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена средством экстренной остановки платформы и отключения технологического оборудования.6. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что промышленный компьютер и бортовая ЭВМ работают под управлением операционной систе�
Description
Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при разработке систем управления мобильными и микророботами, обеспечивающих их перемещения по заданной траектории и выполнение работ в труднодоступных или опасных для жизни человека местах.
Из описания к RU 2424891 [1] известен транспортный робот, который содержит платформу, колеса, поворотные электродвигатели, маршевые электродвигатели, источник питания и бортовую вычислительную сеть, включающую установленные на платформе головной контроллер и контроллеры управления поворотными электродвигателями. На вилках соответствующих колес установлены контроллеры управления маршевыми электродвигателями. Система управления содержит беспроводной канал обмена данными между контроллерами бортовой вычислительной сети и три узла передачи электрического сигнала через вращающееся сочленение от источника питания на контроллеры управления маршевыми электродвигателями. Изобретение обеспечивает повышение маневренности транспортного робота. Поскольку описанный выше транспортный робот не содержит технологического оборудования, то и известная система управления транспортным роботом не содержит блоков, позволяющих обеспечивать управление им.
Известна система управления мобильным роботом (RU 83858 U1 [2]), содержащая регулятор и набор ультразвуковых датчиков, энкодеров и электронный компас. Регулятор включает нейронную сеть-классификатор, блок нечеткой логики и блок определения текущего расстояния до цели и угла отклонения и базу правил. Выход блока определения текущего расстояния до цели и угла отклонения соединен с блоком нечеткой логики, выход блока внешних ультразвуковых датчиков соединен с входом нейронной сети-классификатора и входом блока нечеткой логики регулятора. Выход нейронной сети-классификатора соединен с входом блока нечеткой логики, выход блока нечеткой логики соединен с мобильным роботом. Система управления предполагает обеспечение перемещения робота в условиях наличия большого количества препятствий (например, в закрытых помещениях) и автономное принятие решений о 6 изменении направления движения по пути к достижению цели. Соответственно, из-за отсутствия технологического оборудования отсутствуют и блоки, обеспечивающие управление.
Похожая система для управления движением адаптивного робота, обладающего свойствами искусственного интеллекта описана в RU 2143334 [3]. Технический результат заключается в обеспечении эффективного достижения мобильным роботом цели, находящейся за пределами области дистантного восприятия блока сенсорных датчиков. Устройство содержит блок сенсорных датчиков, блок формирования модели внешней среды, m-стабильный триггер, блок исполнительных устройств, управляющую ЭВМ, блок задания координат цели и собственного положения робота, вычислительный блок, содержащий матрицу ключевых элементов размером k·m, блок дополнительных ключевых элементов, содержащий радиальный слой дополнительных ключевых элементов, дополняющий матрицу ключевых элементов размером k·m до матрицы размером (k+1)·m, боковые слои дополнительных ключевых элементов и блок формирования промежуточной цели. Блоки управления технологическим оборудованием отсутствуют.
Также к системам управления мобильными и микророботами, обеспечивающих их перемещения по заданной траектории относится и изобретение по RU 2185279 [4]. Технический результат заключается в повышении точности. Устройство содержит механическую систему робота, исполнительные устройства, блок датчиков внутренней информации, сенсорную подсистему, блок планирования перемещений в пространстве внешних координат, блок вычисления вектора нелинейных элементов, блок вычисления матрицы коэффициентов управления, блок вычисления производной вектор-столбца внешних скоростей по вектор-строке внешних координат, блок вычисления производной вектор-столбца внешних скоростей по вектор-строке внутренних координат, блок вычисления вектора внешних скоростей, три блока умножения на два, шестнадцать блоков перемножения, двенадцать блоков суммирования, блок обращения матрицы, три блока транспонирования матриц. Блоки управления технологическим оборудованием отсутствуют.
Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности является система управления мобильным роботом. (RU 2210491 [5]) Система содержит устройство для перемещения мобильного робота по помещению, устройство для обнаружения наличия препятствия на пути мобильного робота, устройство для определения местоположения мобильного робота, первый приемопередатчик, содержащий ВЧ-модуль, для передачи и приема сигнала для управления устройством для перемещения мобильного робота, устройством для обнаружения препятствий и устройством для определения местоположения, и управляющий компьютер для обработки данных о сигнале с первого приемопередатчика и передачи управляющей команды на мобильный робот. Управляющий компьютер содержит средства связи для связывания компьютера с Интернет. Управляющий компьютер содержит второй приемопередатчик, содержащий ВЧ-модуль, для передачи сигнала на первый приемопередатчик мобильного робота и приема сигнала с этого приемопередатчика, видеоплату для обработки видеоданных, полученных при помощи первого приемопередатчика от устройства обнаружения препятствия и устройства определения местоположения. Из технологического оборудования мобильный робот содержит пылесос, включающий всасывающее отверстие для всасывания мусора, пылесборник для сбора мусора и двигатель для создания всасывающей тяги и соответствующий блок управления им. Мобильный робот дополнительно содержит обзорную телекамеру наблюдения.
Недостатком известной системы управления является ограниченность функциональных возможностей и, в частности, отсутствие возможности дистанционного управления оператором перемещением робота и работой установленного на нем технологического оборудования.
Заявляемая система управления мобильным роботом направлена на расширение функциональных возможностей и обеспечение управления оператором перемещением робота и работой установленного на нем технологического оборудования.
Указанный результат достигается тем, что система управления мобильным роботом, содержит соединенные между собой силовыми и сигнальными кабелями стационарную часть и часть, размещенную непосредственно на подвижной платформе робота, при этом в стационарной части размещены пульт управления с блоком кнопок и четырьмя двухкоординатными джойстиками, блок питания стационарной части и питания подвижной платформы, а также промышленный компьютер для приема информации с подвижной платформы и выдачи сигналов управления платформой и управления технологическим оборудованием, а на подвижной платформе робота - соединенные между собой маршрутизатор, бортовая ЭВМ, микроконтроллерные блоки непосредственного управления технологическим оборудованием и видеокамеры, видеоизображение с которых транслируется на монитор промышленного компьютера.
Указанный результат достигается так же тем, что часть, размещенная непосредственно на платформе робота снабжена соединенным со стационарным блоком и бортовой ЭВМ маршрутизатором, к которому непосредственно либо через бортовую ЭВМ подсоединены все бортовые устройства.
Указанный результат достигается так же тем, что подвижная платформа снабжена видеокамерами, выходы которых соединены с маршрутизатором.
Указанный результат достигается так же тем, что в качестве датчиков положения элементов ходовой части использованы датчики Холла.
Указанный результат достигается так же тем, что система снабжена средством экстренной остановки платформы и отключения технологического оборудования. Указанный результат достигается так же тем, что промышленный компьютер и бортовая ЭВМ работают под управлением операционной системы семейства Li-nux.
Приведенная совокупность признаков обеспечивает достижение заявленного результата, функционирование мобильного робота и установленного на нем технологического оборудования.
Система управления состоит из неподвижной части, которая представляет собой пульт управления, и подвижной, размещенной на борту робота.
Пульт управления построен на базе портативного компьютера с подключенными к нему периферийными устройствами, которые необходимы для управления движениями механизма и наблюдением за ним. Список периферийных устройств, подключаемых к портативному компьютеру, включает в себя двухкоординатные шарнирные манипуляторы (джойстики). Для подключения к компьютеру нескольких устройств посредством аппаратного протокола Ethernet в состав пульта управления также входит проводной маршрутизатор.
Положение джойстиков и нажатие кнопок операторского пульта отслеживается специализированной платой, подключаемой к портативному компьютеру по интерфейсу USB.
Подвижная часть системы управления состоит из встраиваемой ЭВМ на базе встраиваемого компьютера и электронного блока управления. Электронный блок управления соединяется с встраиваемой ЭВМ также с помощью шины USB.
Сущность заявляемой системы управления мобильным роботом поясняется примером ее реализации и чертежами. На фиг.1 представлена принципиальная блок-схема стационарной части системы. На фиг.2 представлена принципиальная блок-схема части системы, размещенной непосредственно на платформе робота,
Система управления состоит из стационарной части 1, которая включает пульт управления 2 и блок 3 питания стационарной части и подвижной платформы. В состав пульта входит промышленный компьютер (ноутбук) 4 с которым соединена плата обработки сигналов джойстиков, к которой подключены джойстики:
- №5 - для управления подвижной платформой робота
- №6 - для управления технологическим оборудованием.
Для экстренной остановки платформы и всего технологического оборудования предусмотрена кнопка 7. Стационарная часть соединена набором силовых и сигнальных кабелей 8 с подвижной платформой робота. На подвижной платформе 9 мобильного робота размещены следующие элементы системы управления: видеокамеры 10, маршрутизатор 11, технологическое оборудование 12 с приводом 13, микроконтроллер 14, блок измерения угла поворота 15, драйвер мотора 16, мотор поворота платформы 17, встраиваемая ЭВМ 18, блок питания 19, соединенный силовым кабелем с блоком питания стационарной части, датчики 20 штоков (ходовых и присосок), датчики 21 вакуума в присосках, электропневмоклапаны 22.
Система управления функционирует следующим образом.
Программное обеспечение встраиваемой ЭВМ 18 производит циклический мониторинг состояний джойстиков 5 и 6. Помимо мониторинга состояния джойстиков программное обеспечение встраиваемой ЭВМ осуществляет опрос клавиатуры, для обеспечения задачи оператором дискретных команд (включение/выключение исполнительных устройств, а также переключение исполнительных устройств)
Поступившие данные о состоянии кнопок и положении джойстиков передаются на борт подвижной платформы Фиг.2 по протоколу TCP-IP на базе аппаратного протокола Ethernet.
Работа системы управления:
При установке оператором джойстика 5 в положение «вперед» либо «назад» команда передается на борт подвижной платформы Фиг.2, где происходит отработка соответствующей подпрограммы управления электропневматическими клапанами 22. В результате отработки подпрограммы платформа делает шаг в заданном оператором направлении. Контроль положения штоков пневматических цилиндров осуществляется путем считывания состояний датчиков 20. Контроль надежности присасывания соответствующих ног робота осуществляется считыванием датчиков вакуума 21 на присосках робота. При установке пользователем джойстика 5 в положение «лево» и «право», на подвижную платформу передается команда «вращение» по часовой либо против часовой стрелки соответственно (вид на платформу сверху). Вращение осуществляется до возвращения оператором джойстика 5 в исходное положение, либо до достижения платформой предельного положения вращения, которое отслеживается считыванием состояния датчиков угла поворота 15. В качестве привода вращения используется электромотор постоянного тока 17, управляемый драйвером 16. Управление электропневматическими клапанами, драйвером электромотора осуществляется микроконтроллером 14. Кроме того, микроконтроллер осуществляет непосредственное считывание датчиков 15, 20, 21. Исполнительные команды поступают на микроконтроллер от встраиваемой ЭВМ 18, которая, в свою очередь, подключена к маршрутизатору 11. Маршрутизатор 11 осуществляет прием и передачу пакетов данных от операторского пульта на платформу и от платформы на операторский пульт. Также маршрутизатор осуществляет распределение сетевых пакетов между устройствами, находящимися на борту подвижной платформы, и подключенных к маршрутизатору.
Для визуального контроля оператором окружения робота, а также для контроля хода работы технологического оборудования используются установленные на борту робота IP-видеокамеры, передающие видеосигнал по протоколу TCP-IP также подключенные к маршрутизатору 11.
Движение приводами видеокамер, а также приводами технологического оборудования осуществляется следующим образом: Манипуляторы представляют собой набор двухосевых приводов, каждый из которых обеспечивает две степени свободы. Для движения манипулятором оператор выбирает с помощью промышленного ноутбука 4 (Фиг.1) активное двухосевое сочленение. Активный (выбранный оператором) двухосевой привод схематично отображается на экране ноутбука 4. (Фиг.1) Затем, с помощью джойстика 6 (Фиг.1) осуществляется подбор требуемого положения выбранного двухосевого привода. Каждая ось двухосевого привода поворачивается на величину соответствующую положению джойстика по осям Х и Y.
Claims (6)
1. Система управления мобильным роботом, содержащая соединенные между собой силовыми и сигнальными кабелями стационарную часть и часть, размещенную непосредственно на подвижной платформе робота, при этом в стационарной части размещены пульт управления с блоком кнопок и четырьмя двухкоординатными джойстиками, блок питания стационарной части и питания подвижной платформы, а также промышленный компьютер для приема информации с подвижной платформы и выдачи сигналов управления платформой и управления технологическим оборудованием, а на подвижной платформе робота - соединенные между собой маршрутизатор, бортовая ЭВМ, микроконтроллерные блоки непосредственного управления технологическим оборудованием и видеокамеры, видеоизображение с которых транслируется на монитор промышленного компьютера.
2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что часть, размещенная непосредственно на платформе робота, снабжена соединенным со стационарным блоком и бортовой ЭВМ маршрутизатором, к которому непосредственно либо через бортовую ЭВМ подсоединены все бортовые устройства.
3. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что подвижная платформа снабжена видеокамерами, выходы которых соединены с маршрутизатором.
4. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что в качестве датчиков положения элементов ходовой части использованы датчики Холла.
5. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена средством экстренной остановки платформы и отключения технологического оборудования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134113/02U RU124622U1 (ru) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Система управления мобильным роботом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134113/02U RU124622U1 (ru) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Система управления мобильным роботом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU124622U1 true RU124622U1 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=49121777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012134113/02U RU124622U1 (ru) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Система управления мобильным роботом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU124622U1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538322C1 (ru) * | 2013-11-26 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Способ информационного обеспечения робототехнического комплекса |
RU2544740C1 (ru) * | 2013-11-26 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Система управления боевой роботизированной платформой |
RU172431U1 (ru) * | 2016-04-29 | 2017-07-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Манипулятор мр-48 для атомной промышленности |
RU2685823C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-04-23 | Евгений Владимирович Гурьянов | Оперативная Система Управления (ОСУ) |
RU192180U1 (ru) * | 2019-05-15 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Модуль системы управления мобильным роботом |
-
2012
- 2012-08-09 RU RU2012134113/02U patent/RU124622U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538322C1 (ru) * | 2013-11-26 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Способ информационного обеспечения робототехнического комплекса |
RU2544740C1 (ru) * | 2013-11-26 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Система управления боевой роботизированной платформой |
RU172431U1 (ru) * | 2016-04-29 | 2017-07-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Манипулятор мр-48 для атомной промышленности |
RU2685823C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-04-23 | Евгений Владимирович Гурьянов | Оперативная Система Управления (ОСУ) |
RU192180U1 (ru) * | 2019-05-15 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Модуль системы управления мобильным роботом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107167141B (zh) | 基于双一线激光雷达的机器人自主导航系统 | |
US10932874B2 (en) | Remote control robot system | |
RU124622U1 (ru) | Система управления мобильным роботом | |
Andaluz et al. | Adaptive unified motion control of mobile manipulators | |
CN101817182B (zh) | 一种智能移动机械臂控制系统 | |
US20160023352A1 (en) | SURROGATE: A Body-Dexterous Mobile Manipulation Robot with a Tracked Base | |
US20150301532A1 (en) | Networked multi-role robotic vehicle | |
CN105364934A (zh) | 液压机械臂遥操作控制系统和方法 | |
JP5515654B2 (ja) | ロボットシステム | |
CN111515951A (zh) | 机器人的遥操作系统及遥操作控制方法 | |
GB2598345A (en) | Remote operation of robotic systems | |
CN206123654U (zh) | 一种视觉引导的全向移动双臂机器人 | |
CN114800535B (zh) | 机器人的控制方法、机械臂控制方法、机器人及控制终端 | |
CN110666820A (zh) | 一种高性能工业机器人控制器 | |
CN113618731A (zh) | 机器人控制系统 | |
JPH01209505A (ja) | 遠隔操作ロボットの教示装置 | |
US20240033928A1 (en) | Coordinate mapping for motion control | |
US11262887B2 (en) | Methods and systems for assigning force vectors to robotic tasks | |
Olmedo et al. | Mobile robot system architecture for people tracking and following applications | |
Edlinger et al. | Intuitive hri approach with reliable and resilient wireless communication for rescue robots and first responders | |
Hentout et al. | A telerobotic human/robot interface for mobile manipulators: A study of human operator performance | |
US20220193900A1 (en) | Arm and Body Coordination | |
CN207448487U (zh) | 一种勘测机器人 | |
WO2022138724A1 (ja) | ロボットシステム及びロボット作業方法 | |
US11731278B1 (en) | Robot teleoperation using mobile device motion sensors and web standards |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130810 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20150720 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160810 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20180321 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200810 |