发明名称 自走作业机械及其运动控制方法
摘要 一种自走作业机械能在一作业区域内参考该作业区域边界之一导引线作反方向转折而往复行走以完成该区域内之特定作业。该机械含有两独立驱动轮分设于机体之左、右侧,可接受驱动控制装置之驱动及回馈控制,个别执行包含零速之正、反转无限变速驱动,以带动机体作所需之直线前进及反向转折平移运动,机体前方或驱动轮轴线之二侧设有感测装置以感测导引线之位置,并可判断机体与导引线之角度关系,据以控制机体之转折运动;机体之运动由两驱动轮之转数回馈控制,于直线前进时,使两轮之总转数趋向相等;于转折运动时,使两轮各以一适当之转速及转向(正转或逆转)定速驱动,使机体旋转移动;以至机体前端之指向与原前进方向相反或与导引线方向呈垂直,并且平移一预定之间隔。
申请公布号 TW149488 申请公布日期 1991.01.11
申请号 TW078109406 申请日期 1989.12.01
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 张志立
分类号 B23P23/00 主分类号 B23P23/00
代理机构 代理人
主权项 1﹒一种自走作业机械,能在一件业区城内参考该作业区域边界之一导引线或于行走固定距离后作反方向转折而往复行走以完成该区城内之特定作业,其组成包括:机体具前后端及左右侧,于适当位置设有作业用装置;两独立驱动轮及至少一被动自由轮,用以支撑机体成可运动状态,其中该两独立驱动轮分设于机体之左、右侧,可个别﹒执行包含零速及正、反转无限变速转动,以带动机体作所需之运动;导引线感测装置,设置于机体前端,以感测横向导引之位置及决定机身的方向,作为机体折运动之依据;以及驱动控制装置,用以驱动及回馈控制上述两独立驱动轮之转速状况,达成机体需求之运动,其中,机体之运动主要包括直线前进及反向转折两部分,该直线前进之方向系大体与导引线之方向呈垂直;该反向转折为使机体之前进方向在指向导引线和离开导引线两者之间转换,并且平移一预定之间隔。2﹒如申请专利范围第1项所述之机械其中驱动控制装置含有两转数计,分别检测两独立驱动轮之转数以供回馈控制。3﹒如申请专利范围第2项所述之机械,其中导引线感测装置含左、右两感测器设置于成且左、右侧,以个别感测导引线之位置,供驱动控制装置判断机体前进方向与导引线间之角度关系,作为反向转折控制之依据。4﹒如申请专利范围第3项所述之机械,其中驱动控制装置控制机体反向转折之程序包括:(1)机体直线前进至两导引线感测器均感测到导引线位置时停止;当两感测器非同时感测到导引线时,以其间机体之前进距离1及两感测器之间距L求算机体前进方向与导引线垂直方向上之差角:=tan─1,(1/L)于上式,当较后感测导引线之该感测器所在之方向与机体将转折平移之方向相同时取正;反之取负;(2)二驱动轮各以不同的特定速度行走以产生旋转运动,共中一驱动轮以(w-s)为半径値行走一距离X,另一驱动轮以(W+S)为半径値行走一距离Y,使机体旋转移动以至机体前端朝向远离导引线之垂直方向,且机体所在位置较在机身旋转前位置约平移一预定间隔S以便继续前进,对于相距为W之两驱动轮,距离X及Y由下式决定:为(1)项该差角上二式中,当机体旋转为逆时针方向取一,反之取+5﹒如申请专利范围第1或4项所述机械,其中驱动控制装置控制机体直线前进之方法为检测左、右两独立轮个别之总转数,依据其差値补偿两轮之转速控制,使总转数之差値趋向于零。6﹒如申请专利范围第5项所述之机械,其中驱动控制装置可产生一控制指令,在机体直线前进一预定距离后反向转折,使机体之前进方向与原方向相反并且平移一预定之间隔S;其方法为:上二驱动轮各以不同的特定速度行走以产生旋转运动,其中一驱动軜以(w-s)为半径値行走距离x,另一驱动轮以w+S为半径値行走距离Y,距离X及Y由下式决定:7﹒申请专利范围第3项所述之机械,其中驱动控制装置控制机械反向转折之程序包括机械前进至二导引线感测器均感测到导引线时,(1)当二导引线感测器位于横向导引线之同侧且感应信号强度相同时,驱动二独立轮以不同的特定速度行走,使机体旋转,二导引线感测器之感应信号强度产生差异,当信号强度再度相同时,则机体之方向与原方向相反,并且平移一预定之间隔S。(2)当二导引线感测器之感应信号强度不相同时,驱动二独立轮以不同的特定速度行走,使机体产生旋转运动,其中一驱动轮以W+S为半径大小行走,当该驱动轮行走距离超过(W+S)后,二导引线感测器之感应信号强度趋于相等时,则机身之方向与导引线呈垂直且位置约平移一预定间隔S。图示简单说明第一图为本发明之构成配置图。第二图为本发明一实施例,其感测器位于轮轴线上时机体反转及平移运动说明示意图。第三图为本发明另一实施例系感测器位于轮轴线前方时,机体反转及平移运动说明示意图。第四图为二边均与行走路径垂直配置之横向导引线及机体行走路径轨迹示意图。第五图为一边与行走路径垂直另一边不必与行走路径垂直配置之横向导引线及机体行走路径轨迹示意图。第五图为一边与行走路径垂直另一边不必与行走路径垂直配置之横向导引线及机体行走路径轨迹示意图。第六图为与行走路径垂直之单边横向导引线配置及机体行走路径轨迹示意图。第七图为机身旋转中心位于二轮外时机体反转、平移之行走路径轨迹示意图。第八图为机身旋转中心位于二轮间时,机体反转、平移之行走路径轨迹示意图。第九图为机身偏向正角状况下,机体反转并修正偏向角平移前进之行走路径轨迹示意图。第十图为机身偏向负角状况下,机体反转并修正偏向角,平移前进之行走路径轨迹示意图。
地址 新竹县竹东镇中兴路四段一九五号