RU2800784C1 - Robotic modular boggy - Google Patents
Robotic modular boggy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800784C1 RU2800784C1 RU2023103135A RU2023103135A RU2800784C1 RU 2800784 C1 RU2800784 C1 RU 2800784C1 RU 2023103135 A RU2023103135 A RU 2023103135A RU 2023103135 A RU2023103135 A RU 2023103135A RU 2800784 C1 RU2800784 C1 RU 2800784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cart
- trolley
- main controller
- bogie
- carts
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к самоходным транспортным средствам, а именно к роботизированным мобильным самоходным платформам с поддержкой модульного сопряжения между собой и с дополнительным оборудованием [B25J5/00, B25J9/00, B62D61/00, B62D63/00, B62D63/02, B62D63/04, B62D63/08].The invention relates to self-propelled vehicles, namely to robotic mobile self-propelled platforms with support for modular interfacing with each other and with additional equipment /08].
Из уровня техники известно МОБИЛЬНОЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО [RU195456 (U1), опубликовано: 29.01.2020], содержащее платформу, установленную на четырех колесах для перемещения по опорной поверхности, два из которых выполнены ведущими и оснащены каждый отдельным электроприводом на базе электродвигателя постоянного тока, а два других колеса выполнены ведомыми рояльного типа с возможностью вращения на 360°, диаметр ведущих колес превышает диаметр ведомых колес, а также размещенные и закрепленные на платформе блок автономного питания с аккумуляторной батареей, блок управления движением платформы на базе компьютеризированных средств, включающих в себя датчики фиксирования препятствий, средство фотовидеофиксации, размещенное на опорной стойке, закрепленной на платформе, и связанное с блоком беспроводной связи, отличающееся тем, что платформа выполнена в виде горизонтально располагаемой пластины, диаметр ведущих колес выполнен больше расстояния от опорной поверхности до платформы и расположены по бокам платформы, электродвигатели постоянного тока закреплены под платформой, ведомые колеса расположены под платформой и на расстоянии друг от друга, меньшем расстояния между ведущими колесами, блок управления дополнительно включает блок контроля линии перемещения с аналоговыми датчиками, выполненными с функцией определения изменения черного цвета на белый.A MOBILE ROBOTIC DEVICE [RU195456 (U1), published: 01/29/2020] is known from the prior art, containing a platform mounted on four wheels for moving along the supporting surface, two of which are made leading and each are equipped with a separate electric drive based on a DC electric motor, and the other two wheels are driven by a piano type with the possibility of rotation through 360°, the diameter of the driving wheels exceeds the diameter of the driven wheels, as well as an autonomous power supply unit with a battery placed and fixed on the platform, a platform movement control unit based on computerized means, including fixation sensors obstacles, a means of photo-video recording placed on a support post fixed on the platform and connected to the wireless communication unit, characterized in that the platform is made in the form of a horizontally placed plate, the diameter of the driving wheels is made greater than the distance from the support surface to the platform and are located on the sides of the platform, DC electric motors are fixed under the platform, the driven wheels are located under the platform and at a distance from each other less than the distance between the driving wheels, the control unit additionally includes a travel line control unit with analog sensors configured to detect black to white color change.
Недостатком аналога является выполнение аналога без средств зацепления с дополнительным оборудованием, позволяющим расширить функциональность устройства.The disadvantage of the analog is the implementation of the analog without means of engagement with additional equipment that allows you to expand the functionality of the device.
Также известен СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РОБОТОВ [CN111845924 (A), опубликовано: 30.10.2020], отличающийся тем, что он включает этапы распознавания положения поддона, первой транспортной тележки и второй транспортной тележки, для чего на торцах поддона предусмотрены первая соединительная пластина на одном торце поддона и вторая соединительная пластина на другом торце поддона, первая транспортная тележка содержит в верхней ее части первый фиксирующий механизм, соответствующий первой соединительной пластине, а на второй транспортной тележке расположен второй фиксирующий механизм, соответствующий второй соединительной пластине, средства распознавания положения идентифицируют соединительные пластины первой транспортной тележкой и второй транспортной тележкой с помощью радиочастотной идентификационной метки на одной стороне первой соединительной пластины и второй соединительной пластины и радиочастотного идентификатора на первой транспортной тележке и второй транспортной тележке, когда первая транспортная тележка и вторая транспортная тележка перемещаются к поддону их положение будет идентифицировано радиочастотным идентификатором относительно поддона первой соединительной пластины и второй соединительной пластины, после завершения идентификации первая транспортная тележка и вторая транспортная тележка будет двигаться к обоим сторонам поддона по заданной траектории;Also known is the METHOD AND DEVICE OF ROBOT INTERACTION [CN111845924 (A), published: 10/30/2020], characterized in that it includes the stages of recognizing the position of the pallet, the first transport trolley and the second transport trolley, for which the first connecting plate is provided on the ends of the pallet on one the end of the pallet and the second connecting plate at the other end of the pallet, the first transport trolley contains in its upper part the first locking mechanism corresponding to the first connecting plate, and on the second transport trolley there is a second locking mechanism corresponding to the second connecting plate, the position recognition means identify the connecting plates of the first by the transport cart and the second transport cart with an RFID tag on one side of the first link plate and the second link plate and an RFID on the first transfer cart and the second transport cart, when the first transfer cart and the second transport cart move towards the pallet, their position will be identified by the RFID relative to the pallet of the first connecting plate and the second connecting plate, after the identification is completed, the first transport cart and the second transport cart will move towards both sides of the pallet along a predetermined path;
фиксация поддона после определения правильного положения первой транспортной тележки и второй транспортной тележки при подходе к обозначенным позициям первой соединительной пластиной и второй соединительной пластиной через фиксирующий механизм, смонтированным на первой транспортной тележке и второй транспортной тележке, при этом для удобства перемещения поддона по высоте в конструкции поддона предусмотрен электрический домкрат;fixing the pallet after determining the correct position of the first transport trolley and the second transport trolley when approaching the designated positions by the first connecting plate and the second connecting plate through the locking mechanism mounted on the first transport trolley and the second transport trolley, while for the convenience of moving the pallet along the height in the pallet structure an electric jack is provided;
когда вторая транспортная тележка и вторая соединительная пластина зафиксированы, то подается сигнал по беспроводному каналу связи на первую транспортную тележку и главный контроллер от которого получают пункт назначения транспорта, первая транспортная тележка посылает сигнал запуска второй транспортной тележке, вторая транспортная тележка запускается и толкает поддон и вторую транспортную тележку, первая транспортная тележка движется, и в течение всего процесса транспортировки, поскольку вторая транспортная тележка больше по размеру и может перевозить аккумулятор большей емкости, вторая транспортная тележка выполняет функцию основного источника питания, первая транспортная тележка подключена к главному контроллеру через беспроводную сеть для управления, когда транспортировка завершена, вторая транспортная тележка и первая транспортная тележка автоматически возвращаются в зону разгрузки где находится поддон.when the second transfer cart and the second connecting plate are fixed, then the signal is sent wirelessly to the first transfer cart and the main controller from which the destination of the transport is received, the first transfer cart sends a start signal to the second transport cart, the second transport cart starts and pushes the pallet and the second transport cart, the first transport cart moves, and during the whole transportation process, since the second transport cart is larger and can carry a larger battery, the second transport cart acts as the main power source, the first transport cart is connected to the main controller via a wireless network to control when the transport is completed, the second transport trolley and the first transport trolley automatically return to the unloading area where the pallet is located.
Недостатком аналога является низкая функциональность тележки, обусловленная возможностью зацепления с первой тележкой только поддона и второй тележки, при этом зацепление второй тележки возможно исключительно через поддон.The disadvantage of analogue is the low functionality of the truck, due to the possibility of engagement with the first truck only pallet and the second truck, while the engagement of the second truck is possible only through the pallet.
Наиболее близкой по технической сущности является ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ТЕЛЕЖКА-МАНИПУЛЯТОР И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЕЮ [CN108436907 (A), опубликовано: 24.08.2018], отличающаяся тем, что она содержит механизм захвата, механизм подъема и умную тележку, механизм захвата расположен над механизмом подъема, а между ними расположена верхняя панель, а механизм подъема установлен над умной тележкой и между ними смонтирована нижняя плита, механизм захвата включает пневматический захват, манипулятор, ящик для материала и инфракрасный сканер, ящик для материала размещен на верхней плите, манипулятор установлен на переднем конце ящика с материалом, пневматический захват соединен с манипулятором, а инфракрасный сканер установлен на монтажном отверстии пневматического захвата с помощью винтового крепления, умная тележка включает в себя систему управления, монтажную пластину, сигнальную лампу, передатчик сигнала, полосу предотвращения столкновений, зуммер, зарядный порт, лазерный датчик, монтажную пластину лазерного датчика, модуль планирования пути, монтажная пластина устанавливается на одной стороне платформы тележки с помощью винтового крепления, сигнальная лампа устанавливается на монтажное отверстие монтажной пластины, передатчик сигнала устанавливается на другое монтажное отверстие монтажной пластины, а полоса предотвращения столкновений наклеивается на край тележки.The closest in technical essence is the INTELLIGENT CART-MANIPULATOR AND METHOD FOR ITS CONTROL [CN108436907 (A), published: 08/24/2018], characterized in that it contains a gripping mechanism, a lifting mechanism and a smart cart, the gripping mechanism is located above the lifting mechanism, and the top panel is located between them, and the lifting mechanism is installed above the smart cart and the bottom plate is mounted between them, the gripping mechanism includes a pneumatic gripper, a manipulator, a material box and an infrared scanner, the material box is placed on the top plate, the manipulator is installed at the front end of the box with material, the pneumatic gripper is connected to the manipulator, and the infrared scanner is installed on the mounting hole of the pneumatic gripper with a screw fastening, the smart cart includes a control system, a mounting plate, a signal lamp, a signal transmitter, an anti-collision strip, a buzzer, a charging port, a laser sensor , laser sensor mounting plate, path planning module, the mounting plate is installed on one side of the trolley platform with a screw fixing, the signal lamp is installed on the mounting hole of the mounting plate, the signal transmitter is installed on the other mounting hole of the mounting plate, and the anti-collision strip is pasted on the edge of the trolley .
Основной технической проблемой прототипа является его низкая функциональность, обусловленная ограниченными возможностями тележки из-за особенности конструкции, где предусмотрен лишь манипулятор и контейнер для перевозимого материала. Кроме того, алгоритм управления тележкой прототипом сложен из-за применяемых для управления узлов.The main technical problem of the prototype is its low functionality, due to the limited capabilities of the trolley due to the design features, where only a manipulator and a container for the transported material are provided. In addition, the prototype trolley control algorithm is complicated due to the nodes used for control.
Задача изобретения состоит в устранении недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of the prototype.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания модульной роботизированной тележки, позволяющей расширить функциональные возможности тележки и автоматизировать производственные и логистические процессы.The technical result of the invention is to provide the possibility of creating a modular robotic trolley, which allows expanding the functionality of the trolley and automating production and logistics processes.
Указанный технический результат достигается за счет того, что роботизированная модульная тележка, содержащая кузов на самоходном электрическом колесном шасси, навесное оборудование, смонтированное на тележке, тягово-сцепное устройство тележки, главный контроллер, модуль связи и модуль технического зрения с возможностью контроля окружающей обстановки и корректировки траектории движения,The specified technical result is achieved due to the fact that a robotic modular trolley containing a body on a self-propelled electric wheeled chassis, attachments mounted on a trolley, a trolley towing device, a main controller, a communication module and a technical vision module with the ability to control the environment and adjust movement trajectory,
отличающийся тем, что колесное шасси выполнено в виде независимых приводных колес, расположенных по противоположным бортам тележки каждое из которых снабжено сервомотором, питание сервомотора выполнено от блока аккумуляторных батарей, смонтированном внутри кузова тележки, при этом блок аккумуляторных батарей подключен к контроллеру питания, а управление сервомоторами приводных колес, в том числе для их раздельного включения, обеспечения вращения в разные стороны или вращения с разными угловыми скоростями для поворота роботизированной модульной тележки осуществляется с помощью главного контроллера, к которому также подключен контроллер питания, к главному контроллеру подключен интерфейсный модуль, выполненный с возможностью взаимодействия с человеком, при этом интерфейсный модуль включает в себя входные регистры и интерфейсы для подключения периферийных устройств, тягово-сцепные устройства выполнены жесткими и смонтированными в передней и задней частях тележки, при этом в одной части тележки смонтирован корпус тягово-сцепного устройства, а в противоположной части смонтирован кронштейн тягово-сцепного устройства с возможностью взаимозацепления двух роботизированных модульных тележек или зацепления тележки с дополнительным навесным и/или транспортируемым оборудованием, таким как прицепы, стеллажи, грузоподъемное оборудование, снабженные ответными элементами тягово-сцепных устройств, в передней и задней частях тележки смонтированы разъемы для электрического подключения стыкующихся роботизированных модульных тележек между собой и электрического подключения к тележке дополнительного оборудования, при этом при объединении двух и более тележек, главный контроллер одной из тележек становится основным главным контроллером для всего ряда подключенных тележек, главные контроллеры остальных тележек переходят в ждущий режим, к главному контроллеру подключен коммутационный модуль расширения для подключения через упомянутый модуль сервоприводов дополнительного оборудования.characterized in that the wheeled chassis is made in the form of independent drive wheels located on opposite sides of the bogie, each of which is equipped with a servomotor, the servomotor is powered from a battery pack mounted inside the bogie body, while the battery pack is connected to the power controller, and the control of the servomotors drive wheels, including for their separate activation, rotation in different directions or rotation at different angular speeds to rotate the robotic modular cart is carried out using the main controller, to which the power controller is also connected, an interface module is connected to the main controller, configured to interaction with a person, while the interface module includes input registers and interfaces for connecting peripheral devices, the towing devices are made rigid and mounted in the front and rear parts of the bogie, while in one part of the bogie the body of the towing device is mounted, and in on the opposite side, a bracket for the towing device is mounted with the possibility of interlocking two robotic modular carts or engaging the cart with additional attachments and / or transportable equipment, such as trailers, racks, lifting equipment, equipped with mating elements of towing devices, in the front and rear parts of the cart connectors for electrical connection of mating robotic modular carts to each other and electrical connection of additional equipment to the cart are mounted, while when two or more carts are combined, the main controller of one of the carts becomes the main master controller for the entire number of connected carts, the main controllers of the remaining carts go into standby mode, a switching expansion module is connected to the main controller for connecting additional equipment through the mentioned servo drive module.
В частности, кузов тележки выполнен рамным.In particular, the bogie body is made of a frame.
В частности, шасси тележки может содержать поддерживающие опорные колеса, смонтированные в противоположной приводным колесам части тележки, обеспечивающие устойчивое положение тележки на плоскости.In particular, the chassis of the bogie may include supporting support wheels mounted in the part of the bogie opposite the drive wheels, which ensures a stable position of the bogie on the plane.
В частности, опорные колеса могут быть выполнены поворотными для обеспечения поворота тележки при движении, для чего упомянутые опорные колеса смонтированы на единой платформе, которая шарнирно смонтирована в нижней части кузова тележки, а поворот упомянутой платформы обеспечивается отдельным сервомотором.In particular, the support wheels can be made swivel to ensure the rotation of the bogie during movement, for which the said support wheels are mounted on a single platform, which is pivotally mounted in the lower part of the bogie body, and the rotation of the said platform is provided by a separate servomotor.
В частности, блок аккумуляторных батарей расположен в нижней части тележки по центру с возможностью обеспечения устойчивости тележки.In particular, the battery pack is located in the lower part of the cart in the center with the possibility of ensuring the stability of the cart.
В частности, к главному контроллеру может быть подключен модуль связи, выполненный с возможностью удаленного управления главным контроллером, приема и передачи информации.In particular, a communication module can be connected to the main controller, configured to remotely control the main controller, receive and transmit information.
В частности, к главному контроллеру подключен акселерометр для определения скорости движения тележки.In particular, an accelerometer is connected to the main controller to determine the speed of the trolley.
В частности, к главному контроллеру подключен гироскоп для определения положения тележки в пространстве.In particular, a gyroscope is connected to the main controller to determine the position of the cart in space.
В частности, модуль технического зрения может быть выполнен в виде лидара или фото/видео камеры.In particular, the vision module can be made in the form of a lidar or a photo/video camera.
В частности, тягово-сцепные устройства выполнены в виде европетли, автосцепки.In particular, the towing devices are made in the form of a euroloop, an automatic coupler.
В частности, элементы тягово-сцепного устройства в передней и задней частях тележки могут быть снабжены датчиками взаимного распознавания, подключенные к главному контроллеру для быстрого и точного зацепления тягово-сцепных устройств двух тележек между собой или тележки и дополнительного оборудования, стыкуемого к тележке в автоматическом режиме.In particular, the elements of the towing device in the front and rear parts of the bogie can be equipped with mutual recognition sensors connected to the main controller for quick and accurate engagement of the towing devices of two bogies between themselves or the bogie and additional equipment docked to the bogie in automatic mode .
В частности, датчики взаимного распознавания выполнены индуктивными, фотоэлектрическими, емкостными, инфразвуковыми или в виде радиодатчиков.In particular, mutual recognition sensors are made inductive, photoelectric, capacitive, infrasonic or in the form of radio sensors.
В частности, ответные элементы тягово-сцепного устройства дополнительного оборудование снабжены датчиками взаимного распознавания.In particular, the mating elements of the towing device of the additional equipment are equipped with mutual recognition sensors.
В частности, дополнительные элементы, подключаемые к главному контроллеру через коммутационный модуль расширения выполнены для измерения параметров окружающей среды и наблюдения за окружающей обстановкой, обнаружения препятствий.In particular, additional elements connected to the main controller through the expansion switching module are designed to measure environmental parameters and monitor the environment, detect obstacles.
В частности, дополнительное навесное оборудование выполнено в виде манипулятора, выполненного в виде механической руки из шарнирно соединенных между собой элементов и снабженных сервоприводами, в виде ленточного или роликового конвейера с приводами от сервоприводов для обеспечения забора/выгрузки продукции с конвейерных линий или с возможностью образования гибкой конвейерной линии при соединении нескольких роботизированных модульных тележек между собой, в виде вил, снабженных сервоприводами, для транспортировки поддонов, в виде контейнера или стеллажей для перевозки груза.In particular, additional attachments are made in the form of a manipulator, made in the form of a mechanical arm from elements hinged to each other and equipped with servo drives, in the form of a belt or roller conveyor driven by servo drives to ensure the intake / unloading of products from conveyor lines or with the possibility of forming a flexible conveyor line when connecting several robotic modular carts to each other, in the form of forks equipped with servo drives, for transporting pallets, in the form of a container or racks for transporting cargo.
В частности, дополнительное транспортируемое оборудование выполнено в виде прицепа или стеллажей для перевозки груза.In particular, additional transportable equipment is made in the form of a trailer or racks for cargo transportation.
В частности, снаружи кузов тележки снабжен пассивными или активными буферными антиударными элементами.In particular, the outside of the bogie body is provided with passive or active buffer shock absorbers.
В частности, снаружи кузов оборудован световыми приборами, выполненными с возможностью сигнализации о работе и движении тележки и приборами освещения.In particular, on the outside the body is equipped with lighting devices configured to signal the operation and movement of the bogie and lighting devices.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг.1 показана блок-схема роботизированной модульной тележки.Figure 1 shows a block diagram of a robotic modular cart.
На фиг.2 показаны две роботизированные модульные тележки, соединенные между собой.Figure 2 shows two robotic modular carts connected to each other.
На фиг.3 показаны две соединенные между собой роботизированные модульные тележки с манипулятором.Figure 3 shows two interconnected robotic modular carts with a manipulator.
На фиг.4 показаны две соединенные между собой роботизированные модульные тележки с манипулятором и стеллажом.Figure 4 shows two interconnected robotic modular carts with a manipulator and a rack.
На фиг.5 показана роботизированная модульная тележка с манипулятором и прицепом.Figure 5 shows a robotic modular cart with a manipulator and a trailer.
На фиг.6 показана роботизированная модульная тележка со стеллажом.Figure 6 shows a robotic modular cart with a rack.
На фиг.7 показана роботизированная модульная тележка, оборудованная вилами для транспортировки поддонов.7 shows a robotic modular cart equipped with pallet forks.
На фиг.8 показаны две соединенные между собой роботизированные модульные тележки, оборудованные конвейером.Figure 8 shows two interconnected robotic modular carts equipped with a conveyor.
На фигурах обозначено: 1 - кузов, 2 - приводные колеса, 3 - сервомоторы, 4 - блок аккумуляторных батарей, 5 - блок зарядки, 6 - контроллер питания, 7 - главный контроллер, 8 - интерфейсный модуль, 9 - модуль связи, 10 - акселерометр, 11 - гироскоп, 12 - модуль технического зрения, 13 - датчики взаимного распознавания, 14 - коммутационный модуль расширения, 15 - блок реле.The figures indicate: 1 - body, 2 - drive wheels, 3 - servomotors, 4 - battery pack, 5 - charging unit, 6 - power controller, 7 - main controller, 8 - interface module, 9 - communication module, 10 - accelerometer, 11 - gyroscope, 12 - vision module, 13 - mutual recognition sensors, 14 - switching expansion module, 15 - relay unit.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
Роботизированная модульная тележка содержит кузов 1 (см.Фиг.2-8), снабженный колесным шасси. Кузов может быть выполнен рамным. Шасси модульной тележки содержит, по крайней мере, пару независимых приводных колес 2, расположенных по противоположным бортам тележки в передней или задней ее части и поддерживающие опорные колеса (на фигурах не показаны), смонтированные в противоположной приводным колесам 2 части тележки, обеспечивающие устойчивое положение тележки на плоскости. Каждое из приводных колес 2 снабжено своим сервомотором 3 (см.Фиг.1), питание которого выполнено от блока аккумуляторных батарей 4, смонтированном внутри кузова 1 тележки в ее нижней части по центру с возможностью обеспечения устойчивости тележки. Блок аккумуляторных батарей 4 снабжен блоком зарядки 5. Блок аккумуляторных батарей 4 и блок зарядки 5 подключены к контроллеру питания 6.Robotic modular cart contains a body 1 (see Fig.2-8), equipped with a wheeled chassis. The body can be made frame. The chassis of the modular bogie contains at least a pair of independent drive wheels 2 located on opposite sides of the bogie in its front or rear part and supporting support wheels (not shown in the figures) mounted in the bogie part opposite to the drive wheels 2, ensuring a stable position of the bogie on surface. Each of the drive wheels 2 is equipped with its own servomotor 3 (see Figure 1), which is powered by a battery pack 4 mounted inside the body 1 of the truck in its lower part in the center with the possibility of ensuring the stability of the truck. The battery pack 4 is equipped with a charging unit 5. The battery pack 4 and the charging unit 5 are connected to the power controller 6.
В одном из вариантов реализации опорные колеса могут быть выполнены поворотными для обеспечения поворота тележки при движении, при этом для чего упомянутые опорные колеса смонтированы на единой платформе (на фигурах не показана), которая шарнирно смонтирована в нижней части кузова тележки 1, а поворот упомянутой платформы обеспечивается отдельным сервомотором (на фигурах не показан).In one of the implementation options, the support wheels can be made swivel to ensure the rotation of the bogie during movement, for which the mentioned support wheels are mounted on a single platform (not shown in the figures), which is pivotally mounted in the lower part of the bogie body 1, and the rotation of the mentioned platform provided by a separate servomotor (not shown in the figures).
Управление сервомоторами 3 приводных колес 2, в том числе для их раздельного включения, обеспечения вращения в разные стороны или вращения с разными угловыми скоростями для поворота роботизированной модульной тележки осуществляется с помощью главного контроллера 7, к которому также подключен контроллер питания 6. К главному контроллеру 7 подключен интерфейсный модуль 8, выполненный с возможностью взаимодействия с человеком и / или внешними устройствами. Интерфейсный модуль 8 включает в себя входные регистры, интерфейсы для подключения различных цифровых приборов, стандартных периферийных устройств (клавиатуры, монитора, сенсорных дисплеев, накопителей, джойстика и т.п.). К главному контроллеру 7 также может быть подключен модуль связи 9, выполненный с возможностью удаленного управления главным контроллером 7, приема и передачи информации.The control of the servomotors 3 of the drive wheels 2, including for their separate activation, rotation in different directions or rotation at different angular speeds to rotate the robotic modular cart is carried out using the main controller 7, to which the power controller 6 is also connected. To the main controller 7 an interface module 8 is connected, configured to interact with a person and / or external devices. Interface module 8 includes input registers, interfaces for connecting various digital devices, standard peripheral devices (keyboards, monitors, touch screens, drives, joystick, etc.). A communication module 9 can also be connected to the main controller 7, which is configured to remotely control the main controller 7, receive and transmit information.
Роботизированная модульная тележка снабжена акселерометром 10, гироскопом 11 и другими устройствами (блок GSM, лидар и т.д.), подключенными к главному контроллеру 7 для определения скорости движения и положения тележки в пространстве.The robotic modular cart is equipped with an accelerometer 10, a gyroscope 11 and other devices (GSM unit, lidar, etc.) connected to the main controller 7 to determine the speed and position of the cart in space.
Снаружи в передней части кузова на роботизированной модульной тележке смонтирован модуль технического зрения 12, выполненный, например, в виде лидара или видео камеры. Модуль технического зрения 12 выполнен с возможностью контроля окружающей обстановки и корректировки траектории движения тележки.Outside, in the front part of the body on a robotic modular trolley, a vision module 12 is mounted, made, for example, in the form of a lidar or a video camera. The vision module 12 is configured to control the environment and adjust the trajectory of the trolley.
Роботизированная модульная тележка снабжена жесткими тягово-сцепными устройствами, смонтированными в передней и задней частях тележки. Тягово-сцепные устройства выполнены, например, в виде европетли, автосцепки и т.д., при этом в одной части тележки, например, передней, смонтирован корпус тягово-сцепного устройства (замок), а с противоположной стороны тележки, в данном случае, задней, смонтирован кронштейн тягово-сцепного устройства (головка) с возможностью взаимозацепления двух роботизированных модульных тележек тягово-сцепными устройствами друг к другу. Кроме того, тягово-сцепное устройство выполнено с возможностью зацепления к тележке дополнительного оборудования, такого как, тележек, стеллажей и т.д.The robotic modular cart is equipped with rigid towing devices mounted in the front and rear parts of the cart. The towing devices are made, for example, in the form of a euroloop, automatic coupler, etc., while in one part of the bogie, for example, the front, the body of the towing device (lock) is mounted, and on the opposite side of the bogie, in this case, at the rear, a towing device bracket (head) is mounted with the possibility of interlocking two robotic modular carts with towing devices to each other. In addition, the towing device is designed to engage additional equipment, such as trolleys, racks, etc., to the cart.
Элементы тягово-сцепного устройства в передней и задней частях тележки могут быть снабжены датчиками взаимного распознавания 13, подключенные к главному контроллеру 7 для быстрого и точного зацепления тягово-сцепных устройств двух тележек между собой или тележки и дополнительного оборудования, стыкуемого к тележке в автоматическом режиме. Датчики взаимного распознавания могут быть выполнены индуктивными, фотоэлектрическими, емкостными, инфразвуковыми или в виде радиодатчиков. Аналогичные датчики смонтированы и на дополнительном оборудовании, которое может стыковаться к роботизированной модульной тележке.Elements of the towing device in the front and rear parts of the bogie can be equipped with mutual recognition sensors 13 connected to the main controller 7 for quick and accurate engagement of the towing devices of two bogies between themselves or the bogie and additional equipment docked to the bogie in automatic mode. Mutual recognition sensors can be made inductive, photoelectric, capacitive, infrasonic or in the form of radio sensors. Similar sensors are also mounted on additional equipment that can be docked to the robotic modular cart.
В передней и задней частях роботизированной модульной тележки смонтированы разъемы для электрического подключения стыкующихся роботизированных модульных тележек между собой или подключения к тележке дополнительного оборудования, при этом при объединении двух и более тележек главный контроллер 7 одной из тележек, преимущественно первой или последней, становится основным главным контроллером для всего ряда подключенных роботизированных модульных тележек, а главные контроллеры 7 остальных тележек переходят в ждущий режим.Connectors are mounted in the front and rear parts of the robotic modular cart for electrically connecting the mating robotic modular carts to each other or connecting additional equipment to the cart, while when two or more carts are combined, the main controller 7 of one of the carts, mainly the first or last one, becomes the main main controller for the whole range of connected robotic modular carts, and the main controllers of the 7 remaining carts go into standby mode.
К главному контроллеру 7 подключен коммутационный модуль расширения 14 для подключения через упомянутый модуль 14 дополнительных элементов, таких как, датчиков газа/дыма, температуры, видеокамер, микрофонов, парктроников и т.д., выполненных с возможностью измерения параметров окружающей среды, а также наблюдения за окружающей роботизированную модульную тележку обстановкой, а также обнаружения препятствий и передачи полученной с помощью упомянутых дополнительных элементов информации от главного контроллера 7 через модуль связи 9 в центр управления.A switching expansion module 14 is connected to the main controller 7 for connecting additional elements through the said module 14, such as gas / smoke sensors, temperature sensors, video cameras, microphones, parking sensors, etc., made with the ability to measure environmental parameters, as well as surveillance for the environment surrounding the robotic modular cart, as well as detecting obstacles and transmitting the information obtained using the mentioned additional elements from the main controller 7 through the communication module 9 to the control center.
Роботизированная модульная тележка может быть снабжена различным навесным и/или транспортируемым оборудованием, а также их сочетанием:The robotic modular cart can be equipped with various attachments and / or transportable equipment, as well as their combination:
манипулятором, выполненным в виде механической руки из шарнирно соединенных между собой элементов и снабженных сервоприводами (см. Фиг.3-5);a manipulator made in the form of a mechanical arm of hinged elements and equipped with servos (see Fig.3-5);
ленточным или роликовым конвейером с приводами от сервоприводов для обеспечения забора/выгрузки продукции с конвейерных линий или с возможностью образования гибкой конвейерной линии при соединении нескольких платформ между собой (см.Фиг.8);a belt or roller conveyor driven by servo drives to ensure the intake / unloading of products from conveyor lines or with the possibility of forming a flexible conveyor line when connecting several platforms to each other (see Fig. 8);
вилами, снабженных сервоприводами, для транспортировки стандартных поддонов (см.Фиг.7);forks equipped with servo drives for transporting standard pallets (see Fig. 7);
контейнером для перевозки, кузовом, стеллажами и т.д., в том числе выполненными отдельно и стыкующимися с роботизированной модульной ячейкой (см.Фиг.3-6).a container for transportation, a body, racks, etc., including those made separately and docking with a robotic modular cell (see Fig.3-6).
Манипулятор смонтирован, преимущественно, на самой роботизированной тележке и может применяться в дополнении со второй роботизированной тележкой, соединенной с первой, при этом на второй роботизированной тележке может быть смонтирован контейнер для перевозки материалов, которые загружаются в контейнер и выгружаются из него манипулятором.The manipulator is mounted mainly on the robotic cart itself and can be used in addition to a second robotic cart connected to the first one, while a container for transporting materials can be mounted on the second robotic cart, which are loaded into and unloaded from the container by the manipulator.
Для снабжения роботизированной тележки ленточным или роликовым конвейером между двумя роботизированными тележками, при их совместном использовании, может быть установлена дополнительная платформа, как показано на фиг.8.To supply the robotic cart with a belt or roller conveyor, an additional platform can be installed between two robotic carts, when they are used together, as shown in Fig.8.
Сервоприводы дополнительного оборудования подключаются к главному контролеру 7 через коммутационный модуль расширения 14.Servo drives of additional equipment are connected to the main controller 7 via the expansion switch module 14.
Снаружи кузов 1 роботизированной модульной тележки снабжен пассивными или активными буферными антиударными элементами (на фигурах не показаны).Outside, the body 1 of the robotic modular cart is equipped with passive or active buffer anti-shock elements (not shown in the figures).
Кузов 1 роботизированной модульной тележки оборудован световыми приборами, выполненными с возможностью сигнализации о работе и движении тележки, например, ходовыми огнями, стоп-сигналами, указателями направления движения (поворота) и приборами освещения (фарами). Монтаж световых приборов в кузове 1 тележки выполнен заподлицо с возможностью их защиты при ударе об окружающие предметы. Световые приборы подключены к главному контроллеру 7 через блок реле 15.The body 1 of the robotic modular cart is equipped with lighting devices configured to signal the operation and movement of the cart, such as running lights, brake lights, direction indicators (turn) and lighting devices (headlights). Installation of lighting devices in the body 1 of the truck is made flush with the possibility of their protection when they hit the surrounding objects. Lighting devices are connected to the main controller 7 through the relay block 15.
Модульность роботизированной тележки заключается в возможности построения системы, состоящей из нескольких роботизированных тележек или, по крайней мере, одной тележки и одного или нескольких вариантов дополнительного оборудования, обеспечивающих выполнение различных задач. Модульность тележки позволяет изменять ее функциональные возможности и применять комплект, состоящий из одной тележки и дополнительного навесного и/или транспортировочного оборудования для решения широкого круга задач с привлечением или без привлечения оператора, что в свою очередь обеспечивает автоматизацию процессов на производстве и в логистике, снижает трудозатраты и трудоемкость выполняемых задач. Комплект поставки модульной роботизированной тележки зависит от круга решаемых задач.The modularity of a robotic cart is the ability to build a system consisting of several robotic carts or at least one cart and one or more options for additional equipment to perform various tasks. Modularity of the trolley allows you to change its functionality and use a set consisting of one trolley and additional attachments and / or transportation equipment to solve a wide range of tasks with or without the involvement of an operator, which in turn ensures the automation of processes in production and logistics, reduces labor costs and the complexity of the tasks performed. The scope of delivery of the modular robotic cart depends on the range of tasks to be solved.
Роботизированная модульная тележка используется следующим образом.The robotic modular cart is used as follows.
Роботизированная модульная тележка может работать как автономно, по предварительно записанному в память главного контроллера 7 с помощью интерфейсного модуля 8 или через центр управления, заданию, так и вручную, по командам, поступающих от оператора на главный контроллер 7 через интерфейсный модуль 8 или через модуль связи 9 от центра управления. Кроме того, управление роботизированной модульной ячейкой может быть реализовано на уровне системы промышленного интернета вещей.The robotic modular cart can work both autonomously, according to a task previously recorded in the memory of the main controller 7 using the interface module 8 or through the control center, as well as manually, according to commands received from the operator to the main controller 7 through the interface module 8 or through the communication module 9 from the control center. In addition, the control of a robotic modular cell can be implemented at the level of the Industrial Internet of Things system.
Оператор включает главный контроллер 7 роботизированной модульной тележки. После включения главный контроллер 7 осуществляет самодиагностику подключенного оборудования и определяет с помощью контроллера питания 6 уровень заряда блока аккумуляторных батарей 4. Зарядка блока аккумуляторных батарей 4 роботизированной модульной тележки осуществляется на зарядной станции подключением с помощью блока зарядки 5 при критично низком заряде или для превентивной подзарядки.The operator turns on the main controller 7 of the robotic modular cart. After switching on, the main controller 7 performs self-diagnosis of the connected equipment and determines the level of charge of the battery pack 4 using the power controller 6. The battery pack 4 of the robotic modular cart is charged at the charging station by connecting using the charger 5 at a critically low charge or for preventive recharging.
Тактический уровень управления роботизированной модульной ячейкой реализуют на уровне цехового транспорта с помощью главного контроллера 7 и подключенного к нему модуля технического зрения 12, а также акселерометра 10 и гироскопа 11 для чего оператор создает карты цеха (цехов), загружает их в память главного контроллера 7, на которых указывает точки маршрутов, остановок, поворотов по которым осуществляется навигация и последовательность прохождения этих точек, а также запасные маршруты (отрезки маршрута), в том числе из каждой точки и зарядные станции и маршруты движения к ним. Также оператор заблаговременно или после запроса главного контроллера 7 задает задание на актуальный маршрут.The tactical level of control of a robotic modular cell is implemented at the level of shop transport using the main controller 7 and the vision module 12 connected to it, as well as the accelerometer 10 and the gyroscope 11, for which the operator creates maps of the shop (shops), loads them into the memory of the main controller 7, which indicate points of routes, stops, turns along which navigation is carried out and the sequence of passing these points, as well as alternate routes (route segments), including from each point and charging stations and routes to them. Also, the operator in advance or after the request of the main controller 7 sets the task for the current route.
После включения роботизированной модульной ячейки и проведения главным контроллером 7 самодиагностики главный контроллер по последним сохраненным телеметрическим данным, полученным от модуля технического зрения 12, акселерометра 10 и гироскопа 11 определяет место своего положения. Далее, главный контроллер 7 проверяет наличие загруженного задания на актуальный маршрут, а в случае отсутствия его в памяти главного контроллера 7 запрашивает его у оператора путем формирования запроса с помощью интерфейсного модуля 8 или в центр управления.After turning on the robotic module cell and conducting self-diagnosis by the main controller 7, the main controller determines its position based on the last saved telemetry data received from the vision module 12, the accelerometer 10 and the gyroscope 11. Further, the main controller 7 checks for the presence of a loaded task for the current route, and if it is not in the memory of the main controller 7, it requests it from the operator by generating a request using the interface module 8 or to the control center.
Далее, роботизированная модульная тележка, согласно полученному заданию, перемещается в начальную точку маршрута, выполняет указанные в задании действия, например, загрузку, выгрузку, стыковку, отстыковку и т.д., зависящие от варианта реализации роботизированной модульной ячейки.Further, the robotic modular cart, according to the received task, moves to the starting point of the route, performs the actions specified in the task, for example, loading, unloading, docking, undocking, etc., depending on the embodiment of the robotic modular cell.
При стыковке роботизированной модульной тележки с аналогичной тележкой или с дополнительным оборудованием, выполненным с возможностью стыковки с упомянутой тележкой с помощью взаимных элементов тягово-сцепного устройства, которым снабжена тележка/тележки и дополнительное оборудование, при их приближении с помощью датчиков взаимного распознавания 13, подключенных к главному контроллеру 7 движущейся тележки и аналогичных датчиков 13, смонтированных на стыкуемом оборудовании (аналогичной тележке), контроллер 7 корректирует положение тележки до полного соединения элементов тягово-сцепных устройств.When docking a robotic modular cart with a similar cart or with additional equipment made with the possibility of docking with the mentioned cart using mutual elements of the traction coupling device with which the cart / carts and additional equipment are equipped, when they approach using mutual recognition sensors 13 connected to to the main controller 7 of the moving cart and similar sensors 13 mounted on the docking equipment (similar cart), the controller 7 corrects the position of the cart until the elements of the towing devices are fully connected.
В варианте реализации роботизированной модульной тележки с манипулятором или вилами при наличии соответствующего задания осуществляют с помощью этого манипулятора или вилами загрузку/выгрузку или перемещение груза, при этом могут осуществлять в контейнер, кузов, на стеллаж, аналогичную тележку, в том числе на указанное дополнительное оборудование, соединенное с описываемой роботизированной модульной тележкой.In the embodiment of a robotic modular cart with a manipulator or forks, if there is an appropriate task, loading / unloading or moving cargo is carried out using this manipulator or forks, while they can be carried out into a container, a body, onto a rack, a similar cart, including the specified additional equipment connected to the described robotic modular cart.
В варианте реализации роботизированной модульной тележки с ленточным или роликовым конвейером при наличии соответствующего задания тележка может составлять конвейерную линию в ряду с аналогичными тележками, или стационарной конвейерной линией, или индивидуально.In the embodiment of a robotic modular cart with a belt or roller conveyor, if there is an appropriate task, the cart can be a conveyor line in a row with similar carts, or a stationary conveyor line, or individually.
Роботизированная модульная тележка проходит заданный маршрут по указанным на нем точкам, осуществляет повороты, развороты, остановки, непрерывно контролируя окружающую обстановку на предмет возможности проезда и выполнения маневров движения на маршруте и уточняя свое положение в пространстве с помощью органа технического зрения 12 с использованием данных, полученных от акселерометра 10 и гироскопа 11. Маршрут может содержать серию промежуточных точек, на которых тележка следовать через эти точки или выполнять действия, предусмотренные заданием.The robotic modular trolley passes a given route at the points indicated on it, makes turns, turns, stops, continuously monitoring the environment for the possibility of passing and performing maneuvers on the route and refining its position in space using the technical vision body 12 using the data obtained from the accelerometer 10 and the gyroscope 11. The route may contain a series of intermediate points on which the trolley should follow these points or perform the actions provided by the task.
Для упрощения реализации ориентирования и определения положения роботизированной модульной тележкой точки маршрута движения могут быть снабжены специальными метками с возможностью считывания их органом технического зрения 12.To simplify the implementation of orientation and determining the position of the robotic modular cart, the points of the route of movement can be provided with special marks that can be read by the technical vision body 12.
при возникновении на маршруте движения роботизированной модульной тележки препятствия, определенного органом технического зрения 12, тележка останавливается и главный контроллер 7 при превышении незапланированной остановки времени задержки, запрограммированной в главном контролере 7, по заранее заданному алгоритму осуществляет объезд этого препятствия. Этот алгоритм может быть реализован различными способами, например, роботизированная модульная тележка возвращается в последнюю пройденную точку маршрута и объезжает препятствие по запасному маршруту (отрезку) или роботизированная модульная ячейка с помощью модуля технического зрения определяет размеры препятствия и ширину свободной от препятствия проезжей части и в случае наличия возможности объезда препятствия главный контроллер 7 принимает решение на проезд по свободной от препятствия проезжей части. В случае невозможности объезда препятствия, в том числе из-за отсутствия запасного маршрута, главный контроллер 7 посылает оповещает об этом оператора посредством интерфейсного модуля 8 или через модуль связи 9 в центр управления.if an obstacle defined by the technical vision body 12 occurs on the route of movement of the robotic modular cart, the cart stops and the main controller 7 exceeds the unplanned stop of the delay time programmed in the main controller 7, bypasses this obstacle according to a predetermined algorithm. This algorithm can be implemented in various ways, for example, a robotic modular cart returns to the last passed point of the route and bypasses an obstacle along an alternate route (section) or a robotic modular cell using a vision module determines the size of the obstacle and the width of the roadway free from the obstacle, and in the case the presence of the possibility of avoiding obstacles, the main controller 7 makes a decision to travel on a roadway free of obstacles. If it is impossible to bypass the obstacle, including due to the lack of a backup route, the main controller 7 sends a notification to the operator through the interface module 8 or through the communication module 9 to the control center.
При достижении конечной точки маршрута роботизированная модульная ячейка завершает выполнение задания и переходит в режим ожидания в случае достаточного уровня заряда блока аккумуляторных батарей 4 или перемещается к ближайшей зарядной станции.Upon reaching the end point of the route, the robotic modular cell completes the task and goes into standby mode if the battery pack 4 is sufficiently charged or moves to the nearest charging station.
В варианте реализации управления вручную оператор в режиме реального времени управляет с помощью интерфейсного модуля 8 или через центр управления роботизированной модульной ячейкой, проходя каждую точку спланированного маршрута и осуществляя операции погрузки/выгрузки, перемещения, стыковки, отстыковки и т.д.In the manual control option, the operator controls the robotic module cell in real time using the interface module 8 or through the control center, passing each point of the planned route and performing loading / unloading, moving, docking, undocking, etc. operations.
Claims (18)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2800784C1 true RU2800784C1 (en) | 2023-07-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA103147C2 (en) * | 2013-05-17 | 2013-09-10 | Алексей Петрович Григорьев | Land fighting modular robotic machine for enemy combat robotics countermeasures |
| CN106239471A (en) * | 2016-08-29 | 2016-12-21 | 上海电机学院 | A kind of transport robot |
| CN107297744A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 江苏科技大学 | A kind of multifunctional household mobile device and its paths planning method |
| CN108436907A (en) * | 2018-02-28 | 2018-08-24 | 佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院 | A kind of Intelligent transfer robot trolley and its management method |
| RU195456U1 (en) * | 2019-09-09 | 2020-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Цифровые технологии ритейла" | Mobile robotic device |
| CN111845924A (en) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 马鞍山迈若斯机器人科技有限公司 | Robot interactive collaboration method and device |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA103147C2 (en) * | 2013-05-17 | 2013-09-10 | Алексей Петрович Григорьев | Land fighting modular robotic machine for enemy combat robotics countermeasures |
| CN106239471A (en) * | 2016-08-29 | 2016-12-21 | 上海电机学院 | A kind of transport robot |
| CN107297744A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 江苏科技大学 | A kind of multifunctional household mobile device and its paths planning method |
| CN108436907A (en) * | 2018-02-28 | 2018-08-24 | 佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院 | A kind of Intelligent transfer robot trolley and its management method |
| RU195456U1 (en) * | 2019-09-09 | 2020-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Цифровые технологии ритейла" | Mobile robotic device |
| CN111845924A (en) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 马鞍山迈若斯机器人科技有限公司 | Robot interactive collaboration method and device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101884825B1 (en) | Automatic Storage System Using Unmanned Transport | |
| US11524374B2 (en) | Conveying system for simultaneously transporting workpieces and workers | |
| JP6172293B2 (en) | Automatic truck unloader for unloading / unloading products from trailers and containers | |
| US7066291B2 (en) | Robot system | |
| EP2945895B1 (en) | Automatic tire loader/unloader for stacking/unstacking tires in a trailer | |
| US9870002B1 (en) | Velocity control of position-controlled motor controllers | |
| CN101795923A (en) | Automatic transport loading system and method | |
| CN109895825B (en) | Automatic conveyer | |
| CN104442452A (en) | Unmanned electric trackless three-direction stacking forklift truck | |
| CN112158499B (en) | Distributed logistics system | |
| CN113443585A (en) | Stacking robot | |
| US20230271657A1 (en) | An Autonomous Mobile System, For Use In An Industrial Plant As A Reconfigurable Operating System | |
| CN111619525A (en) | Vehicle transport device | |
| CN112140121A (en) | Express delivery robot and operation method thereof | |
| RU2800784C1 (en) | Robotic modular boggy | |
| US20210354924A1 (en) | Navigator for Intralogistics | |
| CN116692320A (en) | Intelligent goods shelf sorting robot and control method | |
| EP3647896A1 (en) | Virtual coupling | |
| WO2022149285A1 (en) | Transport system and transport control method | |
| WO2023084637A1 (en) | Transport system and transport control method | |
| CN111924755B (en) | Automatic transfer robot system, control method and storage equipment | |
| US11460845B2 (en) | Logistics facility management system | |
| CN114771670A (en) | Unmanned aerial vehicle delivery is with express delivery intelligent vehicle of plugging into | |
| CN114296464A (en) | AGV control system and method based on two-dimensional code navigation | |
| CN221138389U (en) | Automatic guide vehicle for warehouse transportation |