УНИВЕРСАЛЬНАЯ РОБОТИЗИРОВАННАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ПЛАТФОРМА

Полезная модель относится к транспортным средствам с автоматизированным управлением, в частности к транспортным роботам, применяемым в составе организованных групп роботов, функционирующих на выделенной территории цехов (складов) промышленных предприятий.
Из существующего уровня техники известна Универсальная модульная безбортовая транспортная платформа (RU 151143 U1, опубл. 20.03.2015), состоящая из: рамы, мотор-колёс, каждое из которых снабжено подвеской, системы силовой установки, которая включает собственно силовую установку, силовые приводные батареи и накопители энергии, и блоков управления и охлаждения, рама выполнена в виде рамы-сэндвич, система силовой установки и блоки управления и охлаждения выполнены из отдельных функциональных модулей, каждый из которых размещен в собственном корпусе и установлен на раме-сэндвич, рама-сэндвич снабжена силовыми элементами крепления для модулей силовой установки и блоков управления и охлаждения, при этом каждый модуль снабжен ответными элементами крепления, размещенными на корпусе модуля, а каждый модуль мотор-колес снабжен независимой подвеской и размещен на силовой раме на элементе крепления, закрепленном на наружной боковой поверхности рамы, непосредственно за внутренней поверхностью мотор-колеса.
Недостатками данного технического решения являются низкая манёвренность, отсутствие  средств автоматизации (датчики, контроллер), которые должны обеспечивать возможность автоматического движения по заложенной в контроллер траектории и безопасность движения при наличии различных помех движению.
Наиболее близким к заявленному техническому решению, выбранным в качестве прототипа, является Автоматизированный логистический робот (RU 170172 U1, опубл. 18.04.2017), содержащий несущий корпус с блоком аккумуляторных батарей, соединенным с контроллером навигации и с запоминающим устройством, пассивное и приводное активное шасси, при этом контроллер навигации выполнен в виде микропроцессора, соединенного с широкополосным датчиком измерения магнитного поля Земли, при этом микропроцессор выполнен с возможностью сравнения текущего значения магнитного поля с записанным в запоминающем устройстве, определения отклонения текущего значения магнитного поля от записанного в запоминающем устройстве и управления автоматизированным логистическим роботом на основании определенного отклонения.
Недостатками ближайшего аналога (прототипа) являются отсутствие средств цифровой радиосвязи, позволяющих вести информационный обмен с другими робототехническими системами и пунктом управления, дистанционно получать команды с пункта управления и изменять маршрут движения, прототип не обладает возможностью совершения объездов, возникающих препятствий.  Также данное техническое решение не обладает достаточной манёвренностью для работы в ограниченном пространстве с препятствиями. Как следствие, данное техническое решение не может использоваться в составе организованных групп транспортных роботов функционирующих на выделенной территории цехов (складов) промышленных предприятий со спонтанно возникающими помехами движению.
Задачей полезной модели является обеспечение работы универсальной роботизированной транспортной платформы в составе организованных групп транспортных роботов, функционирующих на выделенной территории цехов (складов) промышленных предприятий со спонтанно возникающими помехами движению, работы в условиях ограниченного пространства и возможности дистанционного получения новых команд задающих новый маршрут движения роботизированной транспортной платформы.
Данная задача решается за счет того, что Универсальная роботизированная транспортная платформа, содержащая несущий корпус, блок аккумуляторных батарей, пассивное и приводное активное шасси, управляющий контролер выполненный в виде микропроцессора с запоминающим устройством, камеру машинного зрения, датчик ориентации обеспечивающий измерение магнитного поля Земли и лазерную систему безопасности, которые через полевую шину соединены с управляющим контроллером, отличающаяся тем, что содержит одометрический датчик, который через полевую шину соединен с управляющим контроллером, узел цифровой радиосвязи который по последовательному интерфейсу подключён к управляющему контроллеру и выполнен с возможностью обмена сообщениями по фиксированному протоколу с другими роботизированными системами и пунктом управления; управляющий контроллер выполнен с возможностью изменения маршрута движения при получении команды по каналу цифровой радиосвязи и расчёта оптимального маршрута до точки назначения, а также  коррекции движения универсальной роботизированной транспортной платформы по отклонениям показаний одометрического датчика и датчика ориентации от значений, хранящихся в запоминающем устройстве для текущей точки маршрута. Универсальная роботизированная транспортная платформа дополнительно характеризуется тем, что приводное активное шасси выполнено в виде двух независимых мотор-колес, которые установлены в центре несущего корпуса и получают раздельные управляющие сигналы от управляющего контролера, что обеспечивает возможность вращения мотор-колёс в разных направлениях, чем обеспечивается разворот платформы на месте или вращение мотор-колёс с разными скоростями, чем обеспечивается движение по дуговой траектории. Также Универсальная роботизированная транспортная платформа дополнительно характеризуется тем, что несущий корпус собран  из пространственной рамы, выполненной в виде сборной конструкции из труб и металлических гнутых профилей,  боковых облицовочных панелей и верхних откидных панелей грузовой платформы, выполненных из алюминиевого штампованного листа с резиновым противоскользящим покрытием, а также блоком аккумуляторных батарей, который выполнен в виде двух отсеков расположенных в передней и задней частях несущего корпуса для повышения устойчивости и маневренности конструкции за счёт распределения массы аккумуляторных батарей по несущему корпусу.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение маневренности универсальной роботизированной транспортной платформы и достижение точности позиционирования и навигации достаточной для работы в организованной группе роботов, в частности реализуется возможность разъездов с другими транспортными роботами, совершение разворотов на месте на 360 градусов, выбор наиболее эффективного маршрута движения с учётом загруженности транспортных коридоров.
Сущность предлагаемого устройства поясняется фигурой, на которой схематично изображена его конструкция. Оно содержит несущий корпус (1), в центральной части которого установлены активное приводное шасси (2) выполненное в виде двух мотор-колёс, пассивное шасси (3) выполненное в виде четырёх опорных роликовых колёс расположенных по углам несущего корпуса, блока аккумуляторных батарей (4), выполненного  виде двух отсеков (переднего и заднего), управляющего контроллера с запоминающим устройством (5) с системой сенсоров (на фигуре не показана) и узлом цифровой радиосвязи (6).
Устройство работает следующим образом:
В запоминающем устройстве управляющего контроллера сохранены данные о множестве опорных точек области функционирования роботизированной платформы. Для каждой такой опорной точки хранятся ее координаты и ссылки на набор других опорных точек, в которые может перейти роботизированная платформа, находясь в данной опорной точке. Движение роботизированной платформы осуществляется по прямолинейным участкам, соединяющим опорные точки, изменение направления движения осуществляется в опорной точке по средствам поворота платформы на месте.  Управляющий контроллер, получив по цифровому радиоканалу координаты точки назначения, прокладывает маршрут движения по опорным точкам.
Движение по маршруту осуществляется следующим образом:  находясь в первой опорной точке управляющий контроллер выбирает следующую опорную точку, далее исходя из текущей ориентации платформы, измеренной с помощью датчика ориентации (по магнитному полю Земли), управляющий контроллер рассчитывает угол поворота платформы  на новую опорную точку и формируя управляющие сигналы на мотор-колёса, поворачивает платформу на месте до того момента пока датчик ориентации не покажет, что платформа развёрнута в направлении движения на новую опорную точку. Поворот платформы на месте реализуется с помощью вращения мотор-колёс в разных направлениях. После выполнения ориентации платформы, управляющий контроллер выполняет расчёт расстояния до новой опорной точки и  осуществляет прямолинейное движение до выбранной опорной точки с контролем пройденного расстояния с помощью одометрического датчика. Дополнительно в опорных точках могут быть размещены графические метки, которые считываются камерой машинного зрения для выполнения верификации показаний датчиков. По достижению очередной опорной точки цикл работы повторяется, вплоть до достижения точки являющейся конечной в маршруте. При появлении препятствий движению (например других платформ) происходит срабатывание лазерной системы безопасности и следует экстренное торможение платформы, после чего запускается процедура объезда с использованием лазерной системы безопасности и камеры машинного зрения.
Источники информации
1. Патент RU 151143 U1, кл. B62D 21/00,  опубл. 20.03.2015.
2. Патент RU 170172 U1, кл. E21F 13/00,  G05D 1/00,  опубл. 18.04.2017 (прототип).