ТРАНСПОРТИРОВОЧНАЯ ТЕЛЕЖКА

Полезная модель относится к области механических транспортных средств на колесном ходу, а более конкретно к конструкциям транспортировочных (логистических) тележек и предназначена для использования в качестве мобильного робота для перемещения различных грузов в цехах промышленных предприятий.
Известна транспортировочная тележка (по заявке US 2002074172), содержащая корпус, состоящий из двух, подвижных друг относительно друга, частей, с бампером и балансировочными грузами, ведущие колеса, выполненная с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, снабженная зацепным устройством, выполненным в виде зацепных крюков, оснащенным гидроцилиндром. При контакте бампера с препятствием, происходит остановка транспортировочной тележки.
Ее недостатками являются сложность конструкции. Наличие бампера увеличивает габариты и массу тележки. Использование гидроцилиндра в качестве привода зацепного устройства снижает надежность и ремонтопригодность.
Известна транспортировочная тележка (по патенту CN 201895937 U), выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, ведущие колеса, выполненная с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, снабженная сканирующим устройством для обнаружения препятствий. Сканирующее устройство защищено бампером. Сцепное устройство оснащено ручным приводом.
Недостатком известной транспортировочной тележки является использование сканирующего датчика, являющегося сложным, дорогостоящим элементом, требующим, в том числе, применение бампера для защиты от повреждений. Использование бампера приводит к увеличению габаритов и массы. Использование сцепного устройства с ручным приводом снижает автономность транспортировочной тележки и снижает надежность, поскольку вносит риск ошибки оператора (человеческий фактор) при осуществлении операций.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности транспортировочной тележки за счет упрощения конструкции и повышения автономности. Кроме того, снижаются габариты и масса транспортировочной тележки.
Технический результат достигается в транспортировочной тележке (далее - тележка), выполненной с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток, содержащей корпус со сцепным устройством, источник питания, блок управления, соединенный с электродвигателями ведущих колес, и с ультразвуковыми датчиками, расположенными в передней части корпуса. В качестве источника питания используется аккумулятор. Ультразвуковые датчики выполнены в виде пъезоэлементов, являющихся приемниками и передатчиками ультразвукового сигнала, и расположены с, по крайней мере, частичным перекрытием зон действия соседних ультразвуковых датчиков. Используются электродвигатели постоянного тока, соединенные через редукторы с ведущими колесами. Транспортировочная тележка оснащена магнитным датчиком, работающим с использованием эффекта Холла, соединенным с блоком управления. Блок управления включает блок питания, процессор, цифровые и аналоговые входы-выходы, модули связи, индикатор отображения информации. Транспортировочная тележка оснащена панелью управления, соединенной с блоком управления. Сцепное устройство выполнено в виде выдвигающегося штока.
Полезная модель поясняется рисунками: фиг. 1 - транспортировочная тележка; фиг. 2 - транспортировочная тележка, вид сверху;
Тележка содержит корпус 1 со сцепным устройством 2, источник питания, блок управления 7, соединенный с электродвигателями 8 ведущих колес 3, и с ультразвуковыми датчиками 4, расположенными в передней части корпуса 1.
Ультразвуковые датчики 4 предназначены для контроля наличия препятствий в передней зоне (защита от столкновений) и выполнены в виде пъезоэлементов, являющихся приемниками и передатчиками ультразвукового сигнала и расположены с, по крайней мере, частичным перекрытием зон действия соседних ультразвуковых датчиков (как показано на фиг. 2). Могут использоваться ультразвуковые датчики 4 с расположенными на одной плате приемником и передатчиком ультразвукового сигнала: один из пьезоэлементов излучает ультразвуковую волну при подаче импульса определенной длительности, а другой пьезоэлемент принимает эту же отраженную волну от препятствия. Замеряется время задержки от передачи до приема волны, вычисляется расстояние и полученная информация передается блок управления. В зависимости от расстояния до объекта корректируется скорость движения транспортировочной тележки вплоть до полной остановки.
Ультразвуковые датчики 4 могут располагаться по левой и правой стороне передней части корпуса 1. Подобное расположение ультразвуковых датчиков 4 позволяет перекрыть области действия (дублировать) в случае выхода из строя одного из них. Применение ультразвуковых датчиков не требует наличия дополнительных конструктивных элементов (в виде бампера), позволяет упростить конструкцию при сохранении высокой степени безопасности и защиты от столкновений и снизить ее габариты и массу.
Для приведения тележки в движение используются электродвигатели 8 постоянного тока, соединенные через редукторы с ведущими колесами 3.
Блок управления 7 предназначен для управления тележкой и состоит из: блока питания, процессора, цифровых и аналоговых входов-выходов, модуля WI-FI, модуля связи по различным портам, индикатора для отображения информации. Например, индикатор может быть выполнен трехцветным, со звуковой сигнализацией. Он предназначен для информирования персонала о состоянии работы транспортировочной тележки: красный - авария (перегрузка двигателя, сход с трассы и т.д.) - генерируется управляющий сигнал для остановки тележки; желтый - предупреждение (сработал защитный контур), впереди препятствие, низкий заряд аккумулятора и т.д. - снижение скорости/приостановка движения; зеленый - все нормально - движение. Модуль WI-FI может использоваться для удаленного программирования и контроля.
В качестве источника питания используется аккумулятор, расположенный в аккумуляторном отсеке 5, например, гелиевая тяговая аккумуляторная батарея, предназначенная для питания силовых линий и линий управления.
Транспортировочная тележка выполнена с возможностью автономного движения вдоль напольных магнитных полос или меток. Для этого, она оснащена магнитным датчиком, работающим с использованием эффекта Холла, расположенным на нижней поверхности корпуса 1, соединенным с блоком управления 7.
Транспортировочная тележка оснащена панелью управления 6, соединенной с блоком управления 7. Панель управления 6 предназначена для выбора режима работы автоматический/ручной, управления в ручном режиме и экстренной остановки тележки. Панель управления содержит кнопки, галетные переключатели и лампочки, может быть выполнена в виде отдельной панели, встроенной в корпус 1 или является неотъемлемой частью других элементов, расположенных под корпусом 1 (в корпусе 1 выполнены отверстия для упомянутых элементов управления/сигнализации), например, блока управления 7.
Сцепное устройство выполнено в виде выдвигающегося штока 2 (штока 2), преимущественно цилиндрического. Шток 2 выполнен с возможностью выдвигаться и полностью уходить в корпус 1. Привод штока 2 выполнен в виде электромагнита (не показан), являющегося простым и надежным элементом конструкции, он представляет собой катушку, расположенную в тонкостенном каркасе из меди или стали, что обеспечивает механическую прочность катушке. Шток 2 является сердечником катушки. При прохождении электрического тока по катушке создается магнитное поле, которое приводит к втягиванию штока (сердечника) внутрь катушки. Во время движения транспортной тележки и прохождения ею специальной магнитной метки, обозначающей склад (зона загрузки) или рабочий пост (зона разгрузки), дополнительные магнитные датчики, расположенные в передней части корпуса, передают импульс на блок управления 1, который в свою очередь генерирует сигнал электромагниту на выдвижение (зона загрузки) или втягивание (зона разгрузки) штока 2. Применение подобной конструкции позволяет избежать соприкосновения сцепного элемента с комплектующими изделиями, размещаемыми на грузовой тележке и избежать их деформации или повреждения. Кроме этого использование одного конструктивного элемента упрощает конструкцию, снижает риск поломки/отказа и повышает надежность всей системы.
Тележка работает следующим образом.
На пол наносится магнитная лента, обозначая траекторию движения тележки, а также специальные магнитные метки для обозначения конечных и промежуточных точек маршрута, зарядной станции, склада, поворота и т.д. Движение тележки осуществляется по магнитной ленте (расположенной на полу) при помощи магнитного датчика. Датчик считывает магнитное поле и передает сигнал в блок управления для последующей обработки. Магнитные метки считываются дополнительными магнитными датчиками, расположенными по бокам в передней части корпуса. При поступлении информации от дополнительных магнитных датчиков о наличии магнитной метки, блок управления, в зависимости от полученной информации может выдавать сигнал, например, на снижение скорости или остановку (зарядная станция, склад, пост), на поворот ведущих колес (при повороте по траектории маршрута), на выдвижение или втягивание штока 2.
Управление скоростью движения тележки осуществляется следующим образом.
1. На старте проходя нулевую метку (склад) происходит обнуление данных времени, скорости и пройденного пути. В процессе движения все параметры (время, скорость) отслеживаются при помощи блока управления, что позволяет всегда знать местоположение тележки относительно нулевой метки. Программным путем, на маршруте движения задается точка для снижения скорости тележки и остановки по сигналу магнитного датчика.
2. Скорость движения тележки также корректируется по ультразвуковым датчикам 4: при появлении препятствия, в зависимости от расстояния, ультразвуковой датчик 4 выдает аналоговый сигнал, поступающий в блок управления, который в свою очередь дает команду на электродвигатели ведущих колес 3 и тележка замедляется вплоть до полной остановки. В случае отсутствия препятствий на пути движения - тележка идет с заданной скоростью.
3. Экстренная остановка тележки осуществляется при помощи аварийной кнопки, расположенной на панели управления 6, либо автоматически в случае потери сигнала от магнитного датчика.
При понижении уровня зарядки аккумулятора, тележка сначала полностью завершает цикл действий, согласно заданной программы, а затем автоматически ищет специальную метку, обозначающую место зарядной станции. После осуществления дозарядки, тележка автоматически продолжает движение по заданной программе.