[实用新型]一种可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种循迹的传感装置，尤其是一种可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置。

背景技术

机器人轨迹控制作为机器人控制的一个难点，通常有两种解决方案：无轨控制和有轨控制，前者大多采用室内GPS传感器、视觉传感器等高端传感设备，存在造价昂贵的缺点，其成本随着对定位精度要求的提高，呈指数倍增加；传统的有轨控制多采用光耦、磁条等传感装置使机器人按既定的轨迹运行，如工业AGV(自动导航小车)控制，多采用循迹的方式，完成对AGV的控制。

传统的循迹传感装置大多采用多个光耦传感器组成，各个传感器之间以直线的方式排列，因此其最高定位精度取决于每个光耦的精度，大大限制了循迹传感装置的精度，并且任意一个光耦损坏，将会影响整个传感装置，不具备系统冗余的特点，降低了系统的稳定性、可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置，其特征在于，包括：光耦传感器阵列，由M行×N列个光耦传感器组成，用于发出并采集当前轨迹信息；信息采集单元，用于将所述循迹信息进行编码；信息处理单元，用于根据接收到的所述编码，判断所述当前轨迹信息与期望轨迹之间的位置状态，并将调整返回至期望轨迹；其中M＝5/x，N＝y/((1+行数)×x)，x为所述光耦传感器的精度，y为设定的循迹宽度，当M和N为小数时，则按照“取整+1”进行选取。

比较好的是，所述信息采集单元由可编程逻辑器件组成。

比较好的是，所述信息采集单元采用二进制编码。

比较好的是，所述传感器的精度指所述同一行中所述光耦传感器两两之间的安装间距。

采用上述方案的循迹传感装置采用冗余的方式排列，当任意一个传感器损坏时，对系统检测精度的影响也有所降低，增大了系统的可靠性；以二进制编码的形式提取本传感装置信息，方便了对机器人当前位置的检测。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本实用新型的光耦传感器的排列组成图；

图2是本实用新型的组成框图。

具体实施方式

请参见附图1所示，本实用新型的循迹传感装置包括光耦传感器阵列100、信息采集单元101和信息处理单元102。

如果循迹条件设定为：精度为x mm，循迹宽度为y mm，其中x为同一行中两两传感器之间的间隔宽度，y为可循迹的最大宽度。

则循迹传感器需要排列的行数为：

行数＝5/x                 (1)

则循迹传感器需要排列的列数为：

列数＝y/((1+行数)×x)                 (2)

若上述公式(1)和(2)计算得到的行数和列数为小数，则行数和列数按照“取整+1”进行选取；

需要的传感器数为：

传感器个数＝行数×列数           (3)

即循迹传感器设置为公式(3)的传感器阵列。

其中，精度即为每个光耦传感器之间的安装间距为x mm，编码方式则为N位二进制编码，N为传感器的个数，大于等于2的自然数。

以图2所示的本实用新型的一较佳实施例为例，其中对传感器的精度要求为1.67mm，循迹宽度为33.4mm。由此，

循迹传感器的行数为：

5/1.67＝2.99

经取整后为2，加1为3，即传感器排列为3行。

列数＝33.4/(4×1.67)＝5

因此，图2所示的实施例采用3×5个反射式光耦传感器阵列组成。

该3×5的传感器阵列以15位二进制(一个十五进制数)方式编码，1号传感器采集的信息对应于十五进制数的第1位，2号传感器采集的信息对应于十五进制数的第2位，依此类推，每个传感器检测到反射信息后，相应位为“1”，否则为“0”。

如图中的15个光耦传感器排列为3排，每相邻两光耦传感器之间的距离为5/3mm，则将轨迹分为A～T 20个轨迹段，任意一个轨迹段都有唯一的编码，如轨迹段A的编码为0b0000000000000011(0x0002)，B的编码为0b0000000000000111(0x0003)。其精度为单个光耦测量精度的三分之一，即测量精度为1.67mm，测量宽度为1.67×20＝33.4mm。若将16个光耦排成4行，则每相邻两个光耦之间的距离为5/4mm，其测量精度为单个光耦测量精度的四分之一，即1.25mm，测量宽度为1.67×15＝25mm。