专利名称：一种可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置的制作方法
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XN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二5/x， ^y/((l+行数)Xx)， 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+l"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。


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l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/((l+行数)Xx) (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+l"进行选取；
需要的传感器数为-
传感器个数=行数X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xmm，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. 67二2. 99
经取整后为2，加1为3，即传感器排列为3行。
列数=33.4/ (4X 1.67) =5
因此，图2所示的实施例采用3X5个反射式光耦传感器阵列组成。
该3X5的传感器阵列以15位二进制(一个十五进制数)方式编码，l号传感器 采集的信息对应于十五进制数的第l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 T20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1.67X 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 X 15=25mm。
上述3X 5的传感器阵列100将二进制编码信息交信息采集单元101，该单元主要 由可编程逻辑器件组成，输入为15个光耦传感器阵列IOO的信息，将该15个数字量 信息进行编码后，通过并行总线输出至信息处理单元102，该信息处理单元102主要 由数字处理芯片组成，根据接收到15位二进制信息，判断当前机器人与期望轨迹之 间的位置状态，如机器人向左侧偏离了轨迹3个轨迹段，则输出机器人的运动控制信 息，使机器人回到期望轨迹。
本实用新型的较佳实施例将15个传感器以互补、冗余的方式排列，其检测宽度 为33.4mm，整个传感装置的检测精度提高到1.67mm;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；采用本装置， 提高了检测精度，降低了成本。
本实用新型的高精度循迹传感装置可广泛应用于机器人循迹信息采集，同时，也 可应用于工业有轨AGV的位置信息采集。
以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领 域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或 变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。
权利要求1、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。
2、 根据权利要求1所述的可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置，其特征 在于，所述信息采集单元由可编程逻辑器件组成。
3、 根据权利要求l或2所述的可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置，其特 征在于，所述信息采集单元采用二进制编码。
4、 根据权利要求3所述的可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置，其特征在于，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。
专利摘要本实用新型公开了一种可用于机器人循迹的高精度循迹传感装置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。本实用新型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。
文档编号G01D5/26GK201210254SQ20082005826
公开日2009年3月18日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者王洪荣, 伟 赵, 邰春茹 申请人:上海英集斯自动化技术有限公司