SISTEMA DE SEGUIMIENTO PERIMETRAL.

La presente invención se refiere a un sistema de seguimiento perimetral, especialmente del tipo en condiciones de discriminar la posición interna de la externa de un cuerpo con respecto a un perímetro de una determinada área. Aplicaciones típicas de tal sistema conciernen a la automatización de operaciones repetitivas dentro de un área predeterminada, por ejemplo, cortar el césped de un jardín, limpiar el piso u otras tareas similares. Actualmente se conocen varios sistemas que se emplean para mantener un robot operativo dentro de una determinada área guiándolo apropiadamente de modo que el mismo cubra toda la extensión del área en cuestión. Muchos de los sistemas conocidos explotan peculiares efectos debidos a los fenómenos electromagnéticos provocados por las señales eléctricas que circulan por cables extendidos con anterioridad a lo largo del perímetro del área en cuestión. En particular, ya se conocen dispositivos que utilizan la variación del campo magnético en función de la distancia con respecto al cable perimetral. Tales sistemas, sin embargo, presentan el inconveniente que el robot no está en condiciones de distinguir la parte interna de la parte externa y, por lo tanto, podría seguir alejándose sin ningún control cuando accidentalmente tuviera que quedar fuera del área demarcada por el perímetro. Otro tipo de los sistemas conocidos contempla que el cable eléctrico perimetral sea alimentado con una señal de control predeterminada compuesta por dos o más componentes armónicas. El dispositivo que funciona en el robot está en condiciones, extrayendo las componentes recibidas de la señal de control y procesándolas adecuadamente, de seguir la posición externa o interna del mismo robot en base a las diferencias con respecto a la señal original y, de esta manera, proporcionarle al actuador conductor los mandos que correspondan. En el documento WO 03/065140 se da a conocer un sistema de la técnica conocida que presenta un método de seguimiento en el cual se mide repetidamente la amplitud de las señales transmitidas por el cable limitador y se almacena en memorias independientes, y en el cual un microprocesador debe realizar un análisis numérico para interpretar la cantidad de muestras necesarias para alcanzar un valor umbral, que representa una determinada distancia con respecto al cable limitador. El documento US 6.300.737 muestra un método de seguimiento en el cual se proporciona un generador de señales para alimentar un cable limitador con una corriente que incluye al menos dos componentes de corriente alternada de diferentes frecuencias y las componentes se hallan en una relación temporal recíproca conocida. Sin embargo, los sistemas de este tipo presentan el inconveniente de ser notablemente complejos, tanto en términos de generación y de suministro de la señal de control como en términos de recepción y elaboración de las componentes de la señal. En efecto, es imperioso observar estrictamente la relación de tiempo y frecuencia de las componentes de la señal para impedir falsos seguimientos, desplazamientos de fase no deseados u otros malfuncionamientos. Además, del lado de recepción, es necesario extraer las diferentes componentes, para efectuar medidas en esas componentes y elaborar los resultados para obtener el efecto deseado. El objetivo de la presente invención es el de resolver los problemas antes mencionados proporcionando, en primer lugar, un método para el seguimiento de la posición del cuerpo con respecto al perímetro de un área determinada, según lo expuesto en la reivindicación independiente número 1. Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo de seguimiento en condiciones de detectar un campo magnético y generar una correspondiente señal eléctrica periódica, según lo expuesto en la reivindicación independiente número 8. La presente invención también se refiere a un sistema para el seguimiento de la posición de un cuerpo con respecto a un perímetro de un área determinada, según lo expuesto en la reivindicación independiente número 14. Las reivindicaciones dependientes definen aspectos adicionales de la presente invención. La ventaja principal de la presente invención está dada por el hecho que el cable eléctrico perimetral utiliza una señal que se compone de una armónica, eliminando así todas las dificultades iniciales concernientes a la generación y la transmisión de distintas componentes relacionadas entre sí por rígidas relaciones temporales. Una segunda ventaja del sistema según la presente invención reside en el hecho que la señal eléctrica individual empleada para alimentar el cable eléctrico perimetral no debe satisfacer apremiantes y rígidos requisitos y, por consiguiente, obviamente también su generación es una operación más sencilla y económica. Una tercera ventaja es que, del lado de recepción, no es necesario extraer ninguna componente de la señal de 2   control recibida, puesto que es posible usar directamente toda la señal para la evaluación de la posición del robot con respecto al cable perimetral. Otras ventajas, características y modalidades de uso de la presente invención se aclararán en la descripción detallada que sigue de una ejecución preferente de la misma invención, dada a título ejemplificador y no limitativo, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales: - la figura 1 es un diagrama ejemplificador de un sistema según la presente invención; - la figura 2 es un gráfico de una señal de control para un sistema según la presente invención; - la figura 3 es un diagrama de bloques de la sección de seguimiento de posición de un sistema según la presente invención; - las figuras 4 y 5 son esquemas eléctricos del dispositivo de seguimiento de posición según la presente invención; - la figura 6 es un gráfico de una señal de control recibida del dispositivo de la figura 3 cuando el mismo dispositivo está en la parte interna del perímetro del área en cuestión; y - la figura 7 es un gráfico de una señal de control recibida del dispositivo de la figura 3 cuando el mismo dispositivo está en la parte externa del perímetro del área en cuestión. Haciendo referencia a la figura 1, esta última muestra un diagrama esquemático de un sistema según la presente invención. En particular, el área (4) a controlar está delimitada por un cable eléctrico perimetral (2). Dentro de dicha área (4) hay un cuerpo (6), por ejemplo, una herramienta de trabajo, un robot u otro dispositivo, que debe moverse dentro de dicha área (4) sin alejarse yendo a la región externa (5). En la descripción que sigue se hará referencia a un robot, término mediante el cual se indica un dispositivo motorizado en condiciones de moverse autónomamente dentro del área en cuestión (4). El cable perimetral (2) está conectado a un generador de señales (1) en condiciones de alimentar el mismo cable perimetral con una señal eléctrica de control (SC), generando así, como se sabe, un campo magnético alrededor del mismo cable, cuyas características dependen de la forma de onda de la señal eléctrica (SC). El robot (6) comprende un dispositivo de detección (4) en condiciones de detectar el campo magnético y a partir de él sacar conclusiones, como se describirá en detalles, concernientes a la posición del mismo robot con respecto al perímetro del área en cuestión (4). En la figura 2 está representado un gráfico de una señal de control (SC) producida por el generador (1) y alimentada al cable perimetral (2). La señal de control (SC) es una señal sinusoidal periódica y substancialmente pura, es decir que consta solamente de una componente armónica con una frecuencia predeterminada. El generador (1) es un dispositivo electrónico provisto de un microprocesador que hace correr un software para generar la señal sinusoidal. Ventajosamente, es posible elegir el ciclo de la señal (T) en función de la aplicación específica. Preferentemente, el ciclo (T) para la señal viene elegido igual a aproximadamente 7,8125 kHz. La señal generada de esta manera viene alimentada al cable perimetral conectado con el dispositivo. El microprocesador incluye un reloj de cuarzo para establecer la estabilidad del reloj de sistema dentro de determinadas tolerancias y, por consiguiente, la estabilidad de la frecuencia de la señal generada. Cabe resaltar que tal valor de frecuencia no debe ser considerado limitativo. En efecto, es posible utilizar señales que exhiben valores diferentes, obteniendo igualmente el resultado propuesto. Esta característica es de notable importancia especialmente en el caso de funcionamiento de más de un dispositivo en áreas adyacentes o cercanas entre sí. En tal caso, en efecto, es posible establecer que las distintas máquinas funcionen a frecuencias diferentes, impidiendo así toda interferencia recíproca. La única... [Seguir leyendo]

1.- Método de seguimiento de la posición de un cuerpo móvil (6) con respecto al perímetro de un área (4), que comprende las siguientes etapas: - alimentación de un cable eléctrico perimetral (2), dispuesto a lo largo de dicho perímetro, con una señal eléctrica de control (SC) generando así un campo magnético, dicha señal eléctrica de control (SC) siendo una señal sinusoidal substancialmente pura y teniendo un ciclo (T) determinado; - detección de dicho campo magnético en una posición; - generación de una señal eléctrica (SC) correspondiente a dicho campo magnético detectado; - generación de una señal eléctrica de referencia (Sref) inicialmente estando en fase con dicha señal eléctrica (SC); y - posteriormente medición de la diferencia de fase entre dicha señal eléctrica (SC) y dicha señal eléctrica de referencia (Sref), la relación de fase entre dichas señales dependiendo de la posición del cuerpo (6) con respecto a dicho perímetro, caracterizado por el hecho que dicha etapa de medición de la diferencia de fase entre dicha señal eléctrica (SC) y dicha señal eléctrica de referencia (Sref) viene efectuada por comparación de uno o varios frentes ascendentes de dicha señal eléctrica (SC) con uno o varios frentes ascendentes de dicha señal eléctrica de referencia (Sref). 2.- Método según la reivindicación 1, donde la frecuencia de dicha señal eléctrica sinusoidal de control (SC) es constante y predeterminada. 3.- Método según la reivindicación 2, donde dicha frecuencia es igual a 7,8125 kHz. 4.- Método según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 1 a 3, donde dicha señal eléctrica de referencia (Sref) es una señal impulsiva periódica, cuyo ciclo (T) es igual al de dicha señal eléctrica de control (SC). 5.- Método según la reivindicación 4, que además comprende la etapa de generación de una señal de seguimiento (SR) en condiciones de asumir diferentes valores en función de dicha diferencia de fase. 6.- Método según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, que además comprende la etapa de medición de la amplitud de la señal de entrada (SC), obteniendo así una señal (A) proporcional a la distancia de dicho cuerpo (6) con respecto al cable perimetral (2). 7.- Dispositivo de seguimiento (3) de la posición de un cuerpo móvil (6) con respecto al perímetro de un área (4), el dispositivo de seguimiento comprendiendo un detector de campo magnético (11) para detectar el campo magnético generado por una señal eléctrica de control (SC) alimentada a un cable eléctrico perimetral (2) dispuesto a lo largo de dicho perímetro, dicha señal eléctrica de control (SC) siendo una señal sinusoidal substancialmente pura y con un determinado ciclo (T), un generador de una señal eléctrica (SC') correspondiente al campo magnético que se está detectando, y una unidad de microprocesador (16) en condiciones de recibir en su entrada dicha señal eléctrica (SC), generando una señal eléctrica de referencia (Sref), la cual inicialmente está en fase con dicha señal eléctrica (SC), midiendo posteriormente la diferencia de fase entre dicha señal eléctrica (SC) y dicha señal eléctrica de referencia (Sref), la relación de fase entre dichas señales dependiendo de la posición del cuerpo (6) con respecto a dicho perímetro, y proporcionando una señal de seguimiento de salida (SR) capaz de asumir valores diferentes en función de dicha diferencia de fase, caracterizado por el hecho que la medición de la diferencia de fase entre dicha señal eléctrica (SC) y dicha señal eléctrica de referencia (Ref) viene efectuada comparando uno o varios frentes ascendentes de dicha señal eléctrica (SC) con uno o varios frentes ascendentes de dicha señal eléctrica de referencia (Sref). 8.- Dispositivo de seguimiento según la reivindicación 7, donde dicha señal eléctrica (SC) es una señal sinusoidal pura de frecuencia constante con un ciclo (T) determinado. 9.- Dispositivo de seguimiento según la reivindicación 8, donde dicha frecuencia es igual a 7,8125 kHz. 10.- Dispositivo de seguimiento (3) según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 7 a 9, donde dicha señal eléctrica de referencia (Sref) es una señal impulsiva periódica que exhibe un ciclo (T) igual al de dicha señal (SC). 11.- Dispositivo de seguimiento (3) según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 7 a 10, que además comprende un sensor de amplitud (15) en condiciones de medir la amplitud de la señal de entrada (SC), proporcionando una señal de salida (A) proporcional a la distancia de dicho cuerpo (6) con respecto al cable eléctrico perimetral (2). 12.- Sistema para el seguimiento de la posición de un cuerpo (6) que se mueve con respecto al perímetro de un área (4), que comprende: 6   - un cable eléctrico perimetral (2) dispuesto a lo largo de dicho perímetro; - un generador de señales (1) en condiciones de alimentar dicho cable con una señal eléctrica de control (SC) sinusoidal pura, generando así un correspondiente campo magnético; y - un dispositivo de seguimiento (3) según una cualquiera de las reivindicaciones de 7 a 11 colocado en dicho cuerpo (6). 7