SE463526B - Saett och anordning foer styrning av ett automatiskt styrt fordon - Google Patents

Description

15 20 30 35 526 2 Ett sådant styrsätt har nackdelen att om något hinder som liknar en räknemarkering finns i närheten av någon av banans punkter eller om någon av räkne- markeringarna CM är smutsig, så kan en viss avvikelse förekomma i det numeriska värdet vid uppräkning till en avsedd punkt. Om ett fel uppstår vid summeringen av räknemarkeringarna CM som en följd av att det auto- matiskt styrda fordonet 30 slingrar eller liknande på sin väg till den avsedda punkten, kan det automatiskt styrda fordonet 30 på samma sätt stanna vid en annan punkt än den avsedda punkten. Med samlade fel kommer en sådan avvikelse naturligtvis att öka när gångsträckan ökar. Vidare kräver räknemarkeringarnas utläggning ett avsevärt arbete eftersom ett stort antal räknemarkeringar ingår.

Ett första ändamål hos uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en anordning för styrning av rörelsen hos ett automatiskt styrt fordon, vilket sätt och vilken anordning bringar det automatiskt styrda fordonet att anlända och stoppa noggrannt vid varje avsedd punkt.

Ett andra ändamål hos uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en anordning för styrning av rörelsen hos ett automatiskt styrt fordon, vilket sätt och vilken anordning kan begränsa stoppunktavvikelser på grund av referensmarkeringsdetekteringsfel så mycket som möjligt.

Ett tredje ändamål hos uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en anordning för styrning av rörelsen hos ett automatiskt styrt fordon, vilket sätt och vilken anordning bringar det automatiskt styrda fordonet att stoppa noggrannt vid varje avsedd punkt utan samlat fel, även om det automatiskt styrda fordonet rör sig en lång sträcka.

Ett fjärde ändamål hos uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en anordning för styrning av rörelsen hos ett automatiskt styrt fordon, vilket sätt och vilken anordning ej påverkas av nâgra som helst hinder på banan eller av någon som helst smuts eller skada på referens- 10 15 20 25 30 35 .{\. (_, \ L-.l Q1 Pâ) (J \ markeringar för styrning.

Dessa och andra ändamål och särdrag hos uppfinningen skall beskrivas närmare i följande beskrivning och därtill hörande ritningar.

Fig l är en schematisk planvy som åskådliggör ett konventionellt sätt att styra rörelsen hos ett automatiskt styrt fordon. schematisk planvy som åskådliggör en vid tillämpning av det uppfinningsenliga Fig 2 är en utföringsvariant sättet.

Fig 3 är en schematisk planvy som åskådliggör upp- byggnaden av ett automatiskt styrt fordon för användning i samband med tillämpning av det uppfinningsenliga sättet.

Fig 4 är ett blockschema som visar ett därtill hörande styrsystem.

Fig 5, 6 och 7 är flödesschema som åskådliggör styrförfarandet.

Sättet och anordningen enligt uppfinningen skall nu beskrivas i detalj under hänvisning till medföljande ritningar, vilka förutom fig 1 åskådliggör en utförings- form av uppfinningen. Fig 2 är en schematisk planvy som åskådliggör ett vid utnyttjande av uppfinningen använt markarrangemang. I figuren betecknar R en optiskt reflekterande remsa som bildar en bana. SMa-SMe betecknar stationsmarkeringar, vilka är belägna vid förutbestämda punkter eller stationer A-E, och hänvisningsnummer 1 betecknar ett automatiskt styrt fordon (i det följande benämnt ASF). Banan àstadkommes genom att en optiskt reflekterande remsa R lägges ut på och fästes vid golvet i ett slingmönster, så att en startpunkt O förbindes med på varandra följande, förutbestämda punkter A-E.

Det bör i detta sammanhang observeras att optiskt reflek- terande remsor ej utgör de enda tillgängliga medlen för åstadkommande av en bana. Andra kända material, såsom magnetremsor och liknande, kan med fördel också utnyttjas. Naturligtvis är banans utförande ej begränsat till ett slingmönster. Banan kan ha ett sådant utförande att 10 15 20 25 30 35 65» 526 4 . startpunkten förbindes med de förutbestämda punkterna i ett linjärt mönster.

Stationsmarkeringarna SMa-SMe och SMo är också tillverkade av en optiskt reflekterande remsa, varvid längden hos varje markering är lika med eller större än bredden hos ASF l. Markeringarna är fast anbringade på golvet vid de förutbestämda punkterna A-E resp start- punkten O på ett sådant sätt, att varje markering skär banan vid halva sin längd. Det bör observeras att stations- markeringarna SMa-SMe är placerade var för sig över och tvärs den reflekterande banremsan R, så att den senare förhindras att lossna. ASF l rör sig från start- punkten O i pilens riktning utmed banan, stannar därefter selektivt vid de förutbestämda punkterna A-E och återgår till startpunkten O, varvid detta förfarande upprepas cykliskt.

Fig 3 är en schematisk planvy av ASF l och fig 4 är ett blockschema som visar den uppfinningsenliga anordningen.

Hänvisningsnummer ll avser en fordonsstomme som uppbär ett framhjul 12 och bakhjul l3v, l3h. Framhjulet 12 är roterbart upphängt i en svängbart monterad hjulhàllare för vridning kring en vertikal axel, som är placerad centralt på stommens ll främre botten. Bakhjulen l3v, l3h är belägna vid den bakre delen av stommens ll botten och intill båda sidor därav, varvid bakhjulen uppbäres av lager l3a, l3a.

Tandade remskivor l3b, l3b är anordnade integrerat och koaxiellt med bakhjulen l3v, l3h och är var för sig via tandade remmar l3c, l3c förbundna med tandade remskivor l4a, l4a, vilka är anordnade pá utgàngsaxlar hos motorer l4v, l4h med reduktionsväxlar. Hänvisningsnummer 16 avser en styrenhet för motorerna l4v, l4h, hänvisnings- nummer 17 avser aritmetikstyrenheten 17 för ASF 1 och hänvisningsnummer 18 betecknar batterier.

En styrningsavkännare S1 är placerad på stommens ll undersida framför framhjulet 12 och är avsedd att följa den optiskt reflekterande banremsan R. På stommens ll undersida är också följande avkännare placerade: 10 15 20 30 35 Åf. '7 ÉÖ- 'TUJ di. (Ä 5 en avkännare S2 för detektering av stationsmarkèringarna SMa-SMe och för retardationsstyrning, vilken avkännare är placerad mellan den främre och den bakre änden; av- kännare S3v, S3h för detektering av stationsmarkeringarna SMa-SMe och för stoppande av ASP l, vilka avkännare är placerade tätt intill stommens ll sidokanter och mitt för respektive axelände hos bakhjulen l3v, l3h; och stötdämpareavkännare S4f, S4b för stoppande av ASF l, när detta kolliderar med ett hinder, vilka avkännare är placerade vid stommens ll främre resp bakre ände.

Styrningsavkännaren S1 består av ett optiskt element, vilket är placerat i sidled mitt på stommen ll intill dennas främre bottenände och är avsett att detektera från den optiskt reflekterande remsan R reflekterat ljus, och är inrättad att avge en mot intensiteten hos reflekterat ljus från den optiskt reflekterande remsan R svarande signal till motorstyrenheten 16 för att däri- genom bringa enheten 16 att styra rotationshastigheten hos motorerna l4v resp l4h för eliminering av eventuellt förekommande mittavvikelser i breddled hos stommen ll i förhållande till den optiskt reflekterande remsans R mittlinje.

Avkännaren S2 för retardationsstyrning utgöres också av optiska element. När avkännaren S2 detekterar än stationsmarkering, avger den en signal till aritmetik- styrenheten 17, varigenom aritmetikstyrenheten 17 verksam- göres till att via styrenheten 16 mata en retardations- styrsignal till motorerna l4v, l4h. Avkännarna S3v, S3h, vilka utgöres av optiska element, avger detekterings- signaler till aritmetikstyrenheten 17, när de detekterar någon av stationsmarkeringarna SMa, SMb, etc, för att därigenom via styrenheten 16 bryta strömtillförseln till de båda motorerna l4v, l4h. Aritmetikstyrenheten 17 avger samtidigt en signal till bromsarna l9v, l9h för att stoppa bakhjulens l3v, l3h rotation. Stötdämpare- avkännarna S4f, S4b, vilka utgöres av strömkällare, är fästade vid stötdämpare lla, llb, som är anordnade 10 15 20 30 35 -p. ß! 6 C71 Paf) 6 6 . på stommens ll främre och bakre ände. De intar normalt ett frånslaget läge, men, när ASF 1 stöter mot något föremål, slås de till för att avge signaler till aritmetik- styrenheten l7, varigenom aritmetikstyrenheten 17 via - styrenheten 16 bryter strömtillförseln till de båda motorerna l4v, l4h och avger en styrsignal direkt till ; bromsarna l9v, l9h för bromsverkan.

Hänvisningsnummer 20 betecknar en manuell styrenhet för omställning av rörelsesättet hos ASF l från automatiskt till manuellt eller omvänt. Styrenheten 16 kan också utnyttjas vid inställning av det antal stationsmarkeringar SMa, SMb, etc som ASF l skall passera på sin väg från startpunkten O till var och en av de förutbestämda punkterna A, B, C, etc. Om ASF l exempelvis rör sig till den förut- bestämda punkten A är antalet inblandade stationsmarkeringar ett, utöver startpunktsstationsmarkeringen SMO, och om ASF l rör sig till den förutbesämda punkten C är antalet inblandade stationsmarkeringar tre. På detta sätt räknade numeriska värden ställes i räknare N1, S v N2 och N3, vilka är anslutna till avkännarna S 3 h! 3 Ett dylikt rörelsestyrförfarande av ASF l skall 2! resp S nu beskrivas i det följande under hänvisning till de i fig 5-7 visade flödesscheman. Det antal stationsmark- eringar som ASF l skall passera på sin väg till exempelvis den förutbestämda punkten C (tre i fallet i fig 2) inmatas först via den manuella styrenheten 20, och med ASF l anbringat så vid startpunkten O att det är redo att röra sig på banan i framátriktningen inställes en ej visad tillstàndsströmställare vid den manuella styrenheten 20 i ett läge för automatiskt arbetssätt, varefter en startknapp verksamgöres. Därigenom börjar motorerna 2 E l4v, l4h att rotera med låg hastighet och följdaktligen börjar ASF 1 att röra sig med låg hastighet (steg 1). , Sedan en förutbestämd tid (T sek) har förflutit efter 2, S3v och S3h till sitt verksamgjorda tillstànd (steg 2'). rörelsens början (steg 2), bringas avkännarna S 10 15 20 25 30 35 46' U (fl 7 så att de kan åstadkomma ett avbrott. Därefter är en i fig 7 visad avbrottsrutin möjlig. Aritmetikstyrenheten 17 avger sedan styrsignaler till styrenheten 16 för accelerering av motorerna l4v, l4h, varigenom ASF l bringas att börja röra sig med en konstant, förutbestämd hastighet (steg 3). Om en detekteringsflagga har ställts som en följd av den i fig 7 visade avbrottsrutinen, efter genomgång av steg 4 till steg 5, eller om en i fig 6 visad subrutin följes, avgöres det huruvida en ankomstflagga har ställts (steg 6). Om resultatet är "JA", dvs om en ankomstflagga har ställts, bringas ASF 1 att stoppa, varigenom styrcykeln är fullbordad. Om resultatet är "NEJ", dvs om en ankomstflagga ej har ställts, inväntas en fullbordan av den i fig 7 visade avbrottsrutinen.

Det skall med hänvisning till avbrottsrutinen i fig 7 observeras att nämnda avbrottssubrutin utföres om avkännarna S3v, S3h detekterar stationsmarkeringar SMa, etc, dvs om, i fallet i fig 2, där ASF 1 vid sin rörelse från starpunkten O till den förutbestämda punkten C utöver stationsmarkeringen SMO måste passera tre stations- markeringar (vid steg 2 fördröjes drifttagning av av- kännarna S3v, S3h i T sek i närheten av startpunkten O), vilken som helst av avkännarna S2, S3v, S3h detekterar en stationsmarkering.

Det skall vidare i detta sammanhang observeras att om ASF l bibehåller normalt rörelsetillstånd så detekterar först avkännaren S2 en stationsmarkering, varefter avkännarna Szv, S3h detekterar stationsmarkeringen nästan samtidigt. Om exempelvis läget hos ASF l emeller- tid ej är parallellt med banan eller om ASF l har fallit ur läge på banan eller om en stationsmarkering är delvis nedsmutsad, så kan avkännarna S3v och S3h detektera stationsmarkeringen samtidigt före avkännaren S2 eller så kan endast en av avkännarna S3v, S3h detektera stations- markeringen. Den i fig 7 avbrottssubrutinen här anordnad att förekomma dylika situationer.

I denna subrutin avgöres först huruvida retardations- 4» Cm LN* 10 15 20 25 30 35 of ¿.O CT1 8 avkännaren S2 har detekterat en stationsmarkering steg (ll). Vid "NEJ" i steg ll avgöres huruvida stoppstyr- avkännaren S3v har detekterat stationsmarkeringen (steg 12). avkännaren S3h har detekterat stationsmarkeringen (steg Vid "NEJ" i steg 12 avgöres huruvida den andra 13). Om avkännaren S2 har detekterat stationsmarkeringen, dvs vid "JA" i steg ll, nedräknas det i räknaren N1, som är ansluten till avkännaren S ställda värdet n 2' 1 (som är tre i det fall den förutbestämda punkten är C) med l (steg lla), och därefter avgöres huruvida nl 0 (steg llb). Vid "NEJ" i steg llb återgår styrför- farandet till huvudprogrammet. Vid "JA" avger aritmetik- styrenheten 17 en styrsígnal till styrenheten 16 för retardationsstyrning av motorerna l4v, 14h, varigenom ASF 1 retarderas (steg llc). Därefter återgår styrför- farandet till huvudprorgammet. Om stoppstyravkännaren S3v detekterar stationsmarkeringen, såsom även är fallet vilket är tre med avkännaren S nedräknas värdet n , , då den förutbestämda punkten är C och3vilket är ställt i den till avkännaren S3v anslutna räknaren N3, med 1 (steg l2a), varefter en detekteringsflagga ställes 3h detekterar 4, vilket är ställt anslutna räknaren N4, med (steg l2b). Om den andra stoppstyravkännaren S stationsmarkeringen nedräknas värdet n i den till avkännaren S3h l (steg 13a), varefter en (l3b) och styrförfarandet Om åtminstone två av detekteringsflagga ställes återgår till huvudprogrammet. avkännarna S2, S3v och S3h i steg 5 har detekterat samma antal stationsmarkeringar, anses detta antal vara det korrekta antalet stationsmark- eringar, dvs referensvärdet, och om det antal stationsmark- eringar som den återstående avkännaren har detekterat skiljer sig från nämnda referensvärde korrigeras det antal som har detekterats av denna avkännare i enlighet därmed. Såsom visas i fig 6 upprepas detta förfarande varje gång endera av avkännarna S3v, S3h detekterar en stationsmarkering. Detta innebär att om stoppstyr- avkännarna S3v, S3h detekterar en stationsmarkering 10 15 20 25 30 35 463 526 9 . (steg l2b eller steg 13b) så avgöres först huruvida en detekteringsflagga har blivit ställd (steg 4). Vid "JA" avgöres huruvida det antal nl som har ställts i avkännarens S2 räknare N1 är lika med det antal n3 som har ställts i avkännaren S3h räknare N3 (steg 5b). Vid "JA" i steg Sb avgöres, efter en tidsfördröjning på ungefär 0,2-0,3 sek (steg 5c), huruvida det antal n3 som har ställts i avkännarens S3v räknare N3 är lika med det antal n4 som har ställts i avkännarens S3h räknare N4 (steg 5d). Vid "JA" återställes en detekteringsflagga (steg 5f). Vid "NEJ" korrigeras det i räknaren N4 ställda antalet n4 till det i räknaren N1 ställda antalet nl (steg 5e), varefter återställning av detekteringsflagga utföres (steg 5f).

Tidsfördröjningen i ovannämnda steg Sc har fast- ställts i beaktande av följande fall. Om ASF l exempelvis är snedställt i förhållande till banan kan en viss tids- skillnad föreligga mellan detektering av en stationsmarkering med den ena av avkännarna S3v, S3h och detektering av markeringen med den andra avkännaren. Denna tidsfördröjning åstadkommer ett nödvändigt tidsspelrum för detektering medelst nämnda andra avkännare. En dylik tidsskillnad kan upptagas effektivt genom inrättande av nämnda tidsför- dröjning.

När beslut fattas huruvida de i räknarna Nl och N3 ställda antalen nl resp n3 är lika (steg 5b), avgöres vid "NEJ" huruvida de i räknarna Nl och N4 ställda antalen nl resp n4 är lika (steg 5g), och om resultatet av steg 5g är "JA" avgöres det efter en tidsfördröjning på 0,2 - 0,3 sek (steg 5h) huruvida det antal n3 som har ställts i avkännarens S3v räknare N3 är lika med det antal n4 som har ställts i avkännarens S3h räknare N4 (steg 51).

Om avgörandet i steg 5i är "JA" återställes en detekterings- flagga (steg 5f) och vid "NEJ" korrigeras det i räknaren N3 ställda antalet n3 till det i räknaren N1 ställda antalet nl (steg 5j), varefter en detekteringsflagga återställes (steg 5f). Om avgörandet i ovannämnda steg 5g 10 20 30 35 w W 26 10 _ är "NEJ", dvs om antalet detekterade stationsmarkeringar är olika för avkännaren S2 och avkännarna S3v, S3h, avgöres det efter en tidsfördröjning på ungefär 0,2- 0,3 sek (steg Sk) huruvida de i räknarna N3 och N4 ställda antalen n3 resp n4 är lika (steg Sf). Vid "JA" avgöres huruvida det i räknaren N3 ställda antalet n3 är 0 (steg Sm). Vid "JA" i steg Sm återställes en detekteringsflagga (steg Sf) och vid "NEJ" avgöres huruvida det i räknaren Nl ställda antalet nl är 0 (steg Sn). Vid "NEJ" i steg ställda antalet nl till det i räknaren N3 ställda antalet n3 (steg Sp), varefter Sn korrigeras det i räknaren N1 en detekteringsflagga återställes (steg Sf). Vid "JA" till det i räknaren N3 ställda antalet n3 (steg Sp) efter korrigeras det i räknaren NI ställda antalet nl återställning till rörelse med konstant hastighet (steg So), varefter en detekteringsflagga àterställes (steg Sf).

Sedan en detekteringsflagga har återställts i steg Sf avgöres huruvida det i räknaren N3 ställda antalet n3 är O (steg Sq). Vid "NEJ" återgår styrförfarandet till huvudprogrammet. Vid "JA" matar aritmetikstyrenheten 17 en styrsignal till styrenheten 16 för brytning av strömtillförseln till de båda motorerna l4v, l4h och sänder aritmetikstyrenheten även bromssignaler till bromsarna l9v, l9h för stoppstyrning (steg l5r), varefter en ankomstflagga ställes (steg Ss). Därefter återgår styrförfarandet till det i fig 5 visade huvudprogrammet för att fortsätta till steg 6.

Om det i steg 5! fastställes att de i räknarna N3 och N4 ställda antalen n3 resp n4 ej är lika, dvs Jm det antal stationsmarkeringar som var och en av av- kännarna S2, S3v och S3h har detekterat är inbördes olika, vidtages särskilda åtgärder (steg St), såsom exempelvis ett stopp av ASF 1, varefter en särskild flagga ställes (steg Su). Därefter återgår styrförfarandet till huvudprogrammet för att fortsätta till steg 6.

Varje gång en stationsmarkering detekteras av endera av de två avkännarna S3v, S3h, kommer enligt vad som 10 15 20 1 l . ,{7 , dïfid n fi. , .f 'Ü L ll beskrivits ovan det antal stationsmarkeringar som har detekterats av de enskilda avkännarna S2, S3v och S3h vid denna tidpunkt att jämföras, och ett detekterat antal som svarar mot en majoritet av de antal som har detekterats av de tre avkännarna S2, S3v och S3h väljes som referensvärde enligt majoritetslogik. Vidare upprepas korrektionsförfarandet av ej samstämmiga antal, om sådana finns, till referensvärdet varje gång ASP 1 passerar varje enskild stationsmarkering. När referensvärdet när ett förinställt värde, bringas ASF 1 således att stoppa.

Om det antal stationsmarkeringar som avkännarna S S v och S3h har detekterat alla är olika betraktas 2 3 detta som ett fel och bringas ASF 1 automatiskt till ett nödstopp, varigenom fordonet förhindras att skena.

I det ovan beskrivna utförandet är avkännarna tre till antalet, men det inses att detta antal ej utgör någon som helst begränsning och att avkännarna kan före- ligga i vilket antal som helst, förutsatt att de minst är tre till antalet.

Claims (5)

10 15 20 25 30 12 PATENTKRAV

1. Sätt vid styrning av rörelsen hos ett automatiskt styrt fordon (1), vilket är avsett att röra sig utmed en bana (R) från en startpunkt (O), att passera ett flertal punkter (A-E) i följd och att stoppa vid en förutbestämd punkt, k ä n n e t e c k n a t av att vid nämnda punkter (0, A-E) belägna markeringar (SMO, SMa-SMe) detekteras av åtminstone tre avkännare (S2, S3 styrda fordonet (1), samt att antalet (nl, n3, n4) mar- keringar, som detekteras av var och en av avkännarna v, S3h), som är anordnade på det automatiskt (S2, S3v, S3h), summeras, att ett antal, som representerar en majoritet bland de summerade antalen (nl, n3, n4) markeringar från var och en av avkännarna, införes som ett referensvärde i enlighet med majoritetslogik, att sådana antal bland de summerade antalen (nl, n3, n4) som ej är lika med referensvärdet korrigeras och att det automatiskt styrda fordonet (1) bringas att stoppa, när referensvärdet når ett förutbestämt värde.

2. Anordning för styrning av rörelsen hos ett auto- matiskt styrt fordon (1) för att bringa det automatiskt styrda fordonet att röra sig utmed en bana (R) från en startpunkt (O), att passera ett flertal punkter (A-E) i följd och att stoppa vid en förutbestämd punkt, k ä n - n e t e c k n a d av åtminstone tre avkännare (S2, S3v, S3h) för detek- tering av vid nämnda punkter (O, A-E) anbringade mar- keringar (SMo, SMa-SMe), räkneorgan (Nl, N3, N4) för summering av antalet (nl, n3, n4) markeringar som detekteras av var och en av avkännarna (S2, S3v, S3h), aritmetikorgan (17) för införande av ett referens- 10 15 20 25 30 35 A63 526 13 värde, vilket utgör ett antal, som uppträder flest gånger bland nämnda summerade antal (nl, n3, n4), i enlighet med majoritetslogik, organ (17) för korrigering av sådana antal bland nämnda summerade antal (nl, n3, n4) som ej är lika med referensvärdet, och komparatororgan (17) för jämförelse av referensvärdet med ett förutbestämt värde och för alstring av en signal, när ett sådant referensvärde är lika med nämnda förut- bestämda värde, varvid det automatiskt styrda fordonet (l) bringas att stoppa, när komparatorsignalen avges.

3. Anordning för styrning av rörelsen hos ett auto- matiskt styrt fordon (1) enligt kravet 2, k ä n n e - t e c k n a d av att bland nämnda avkännare är en första (S2) av- kännare placerad på fordonet (1) framför en andra (S3v) och en tredje (S3h) avkännare, att den andra och den tredje avkännaren (S3v, S3h) är placerade på fordonet (1) symmetriskt med avseende på en mittlinje hos fordonet (1), och att den första avkännaren (S2) är placerad närmare mittlinjen än den andra och den tredje avkännaren (S3v, S3h).

4. Anordning för styrning av rörelsen hos ett auto- matiskt styrt fordon (1) enligt kravet 3, k ä n n e - t e c k n a d av att de summerade antalen (nl, n3, n4) markeringar som har summerats av nämnda räkneorgan (N1, N3, N4) korrigeras till referensvärdet, när endera av den andra och den tredje avkännaren (S3v, S3h) detek- terar någon av markeringarna (SMO, SMa-SMe).

5. Anordning för styrning av rörelsen hos ett auto- matiskt styrt fordon (1) enligt kravet 3, k ä n n e - t e c k n a d av att den första avkännaren (S2) är en avkännare för retardation av det automatiskt styrda fordonet (1) och att den andra och den tredje avkännaren (S3v, S3h) är avkännare som är avsedda att bringa det automatiskt styrda fordonet (1) att stoppa.