專利名稱：一種可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種循跡的傳感裝置，尤其是一種可用于機(jī)器人循跡的高精度循 跡傳感裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)器人軌跡控制作為機(jī)器人控制的一個難點(diǎn)，通常有兩種解決方案無軌控制和 有軌控制，前者大多采用室內(nèi)GPS傳感器、視覺傳感器等高端傳感設(shè)備，存在造價昂 貴的缺點(diǎn)，其成本隨著對定位精度要求的提高，呈指數(shù)倍增加；傳統(tǒng)的有軌控制多采 用光耦、磁條等傳感裝置使機(jī)器人按既定的軌跡運(yùn)行，如工業(yè)AGV (自動導(dǎo)航小車) 控制，多采用循跡的方式，完成對AGV的控制。
傳統(tǒng)的循跡傳感裝置大多采用多個光耦傳感器組成，各個傳感器之間以直線的方 式排列，因此其最高定位精度取決于每個光耦的精度，大大限制了循跡傳感裝置的精 度，并且任意一個光耦損壞，將會影響整個傳感裝置，不具備系統(tǒng)冗余的特點(diǎn)，降低 了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出了一種可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感 裝置，其特征在于，包括光耦傳感器陣列，由M行XN列個光耦傳感器組成，用于 發(fā)出并采集當(dāng)前軌跡信息；信息采集單元，用于將所述循跡信息進(jìn)行編碼；信息處理 單元，用于根據(jù)接收到的所述編碼，判斷所述當(dāng)前軌跡信息與期望軌跡之間的位置狀 態(tài)，并將調(diào)整返回至期望軌跡；其中M二5/x， ^y/((l+行數(shù))Xx)， x為所述光耦傳 感器的精度，y為設(shè)定的循跡寬度，當(dāng)M和N為小數(shù)時，則按照"取整+l"進(jìn)行選取。
比較好的是，所述信息采集單元由可編程邏輯器件組成。
比較好的是，所述信息采集單元采用二進(jìn)制編碼。
比較好的是，所述傳感器的精度指所述同一行中所述光耦傳感器兩兩之間的安裝 間距。
采用上述方案的循跡傳感裝置采用冗余的方式排列，當(dāng)任意一個傳感器損壞時， 對系統(tǒng)檢測精度的影響也有所降低，增大了系統(tǒng)的可靠性；以二進(jìn)制編碼的形式提取 本傳感裝置信息，方便了對機(jī)器人當(dāng)前位置的檢測。


下面，參照附圖，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對本實(shí)用新型的詳細(xì)描述 中，本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。 圖1是本實(shí)用新型的光耦傳感器的排列組成圖； 圖2是本實(shí)用新型的組成框圖。
具體實(shí)施方式
請參見附圖l所示，本實(shí)用新型的循跡傳感裝置包括光耦傳感器陣列100、信息 采集單元101和信息處理單元102。
如果循跡條件設(shè)定為精度為x mm，循跡寬度為y mm，其中x為同一行中兩兩 傳感器之間的間隔寬度，y為可循跡的最大寬度。
則循跡傳感器需要排列的行數(shù)為
行數(shù)=5/x (1)
則循跡傳感器需要排列的列數(shù)為
列數(shù)=y/((l+行數(shù))Xx) (2)
若上述公式(1)和(2)計算得到的行數(shù)和列數(shù)為小數(shù)，則行數(shù)和列數(shù)按照"取 整+l"進(jìn)行選??；
需要的傳感器數(shù)為-
傳感器個數(shù)=行數(shù)X列數(shù) (3) 即循跡傳感器設(shè)置為公式(3)的傳感器陣列。
其中，精度即為每個光耦傳感器之間的安裝間距為xmm，編碼方式則為N位二進(jìn) 制編碼，N為傳感器的個數(shù)，大于等于2的自然數(shù)。
以圖2所示的本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例為例，其中對傳感器的精度要求為 1.67mm，循跡寬度為33.4mm。由此，
循跡傳感器的行數(shù)為
5/1. 67二2. 99
經(jīng)取整后為2，加1為3，即傳感器排列為3行。
列數(shù)=33.4/ (4X 1.67) =5
因此，圖2所示的實(shí)施例采用3X5個反射式光耦傳感器陣列組成。
該3X5的傳感器陣列以15位二進(jìn)制(一個十五進(jìn)制數(shù))方式編碼，l號傳感器 采集的信息對應(yīng)于十五進(jìn)制數(shù)的第l位，2號傳感器采集的信息對應(yīng)于十五進(jìn)制數(shù)的 第2位，依此類推，每個傳感器檢測到反射信息后，相應(yīng)位為"1"，否則為"0"。
如圖中的15個光耦傳感器排列為3排，每相鄰兩光耦傳感器之間的距離為5/3mm， 則將軌跡分為A T20個軌跡段，任意一個軌跡段都有唯一的編碼，如軌跡段A的編 碼為0b0000000000000011 (0x0002) ， B的編碼為0b0000000000000111 (0x0003)。其 精度為單個光耦測量精度的三分之一，即測量精度為1.67mm,測量寬度為1.67X 20=33. 4mm。若將16個光耦排成4行，則每相鄰兩個光耦之間的距離為5/4mm，其測 量精度為單個光耦測量精度的四分之一，即1.25mm，測量寬度為1. 67 X 15=25mm。
上述3X 5的傳感器陣列100將二進(jìn)制編碼信息交信息采集單元101，該單元主要 由可編程邏輯器件組成，輸入為15個光耦傳感器陣列IOO的信息，將該15個數(shù)字量 信息進(jìn)行編碼后，通過并行總線輸出至信息處理單元102，該信息處理單元102主要 由數(shù)字處理芯片組成，根據(jù)接收到15位二進(jìn)制信息，判斷當(dāng)前機(jī)器人與期望軌跡之 間的位置狀態(tài)，如機(jī)器人向左側(cè)偏離了軌跡3個軌跡段，則輸出機(jī)器人的運(yùn)動控制信 息，使機(jī)器人回到期望軌跡。
本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例將15個傳感器以互補(bǔ)、冗余的方式排列，其檢測寬度 為33.4mm，整個傳感裝置的檢測精度提高到1.67mm;采用冗余的方式排列，當(dāng)任意 一個傳感器損壞時，對系統(tǒng)檢測精度的影響也有所降低，增大了系統(tǒng)的可靠性；以二 進(jìn)制編碼的形式提取本傳感裝置信息，方便了對機(jī)器人當(dāng)前位置的檢測；采用本裝置， 提高了檢測精度，降低了成本。
本實(shí)用新型的高精度循跡傳感裝置可廣泛應(yīng)用于機(jī)器人循跡信息采集，同時，也 可應(yīng)用于工業(yè)有軌AGV的位置信息采集。
以上諸實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或 變化，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇?wèi)?yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1、一種可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感裝置，其特征在于，包括光耦傳感器陣列，由M行×N列個光耦傳感器組成，用于發(fā)出并采集當(dāng)前軌跡信息；信息采集單元，用于將所述循跡信息進(jìn)行編碼；信息處理單元，用于根據(jù)接收到的所述編碼，判斷所述當(dāng)前軌跡信息與期望軌跡之間的位置狀態(tài)，并將調(diào)整返回至期望軌跡；其中M＝5/x，N＝y(tǒng)/((1+行數(shù))×x)，x為所述光耦傳感器的精度，y為設(shè)定的循跡寬度，當(dāng)M和N為小數(shù)時，則按照“取整+1”進(jìn)行選取。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感裝置，其特征 在于，所述信息采集單元由可編程邏輯器件組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感裝置，其特 征在于，所述信息采集單元采用二進(jìn)制編碼。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感裝置，其特征在于，所述傳感器的精度指所述同一行中所述光耦傳感器兩兩之間的安裝間距。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可用于機(jī)器人循跡的高精度循跡傳感裝置包括光耦傳感器陣列，由M行×N列個光耦傳感器組成，用于發(fā)出并采集當(dāng)前軌跡信息；信息采集單元，用于將所述循跡信息進(jìn)行編碼；信息處理單元，用于根據(jù)接收到的所述編碼，判斷所述當(dāng)前軌跡信息與期望軌跡之間的位置狀態(tài)，并將調(diào)整返回至期望軌跡；其中M＝5/x，N＝y(tǒng)/((1+行數(shù))×x)，x為所述光耦傳感器的精度，y為設(shè)定的循跡寬度，當(dāng)M和N為小數(shù)時，則按照“取整+1”進(jìn)行選取。本實(shí)用新型采用冗余的方式排列，當(dāng)任意一個傳感器損壞時，對系統(tǒng)檢測精度的影響也有所降低，增大了系統(tǒng)的可靠性；以二進(jìn)制編碼的形式提取本傳感裝置信息，方便了對機(jī)器人當(dāng)前位置的檢測。
文檔編號G01D5/26GK201210254SQ20082005826
公開日2009年3月18日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者王洪榮, 偉 趙, 邰春茹 申請人:上海英集斯自動化技術(shù)有限公司