ITMI20131252A1

ITMI20131252A1 - Apparecchiatura di lavorazione di un¿area limitata

Info

Publication number: ITMI20131252A1
Application number: IT001252A
Authority: IT
Inventors: Fabrizio Bernini
Original assignee: Fabrizio Bernini
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-01-26
Also published as: EP2829937A1; ES2552085T3; US9081386B2; EP2829937B1; US20150032320A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Apparecchiatura di lavorazione di un’area limitata”

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione riguarda in generale il settore dei robot semoventi. Più in particolare, la presente invenzione riguarda una apparecchiatura di lavorazione di un’area limitata.

Tecnica nota

Sono noti dei robot semoventi, come ad esempio tagliaerba, robot per la pulizia di piscine, robot per aspirare la polvere o per lavare un pavimento. Detti robot sono in grado di muoversi autonomamente per mezzo di una batteria ricaricabile, che ha il compito di alimentare i dispositivi elettrici ed elettro-meccanici presenti all’interno del robot, come ad esempio motori di movimentazione delle ruote e delle lame, sensori e unità di elaborazione dati.

Quando il livello di carica della batteria è troppo basso, il robot si muove automaticamente fino a raggiungere una stazione base di ricarica, in cui la batteria può essere ricaricata.

Analogamente, quando il robot ha completato il ciclo di lavoro (ad esempio, il taglio dell’erba, la pulizia della piscina, l’aspirazione della polvere o il lavaggio del pavimento), il robot si muove automaticamente fino a raggiungere la stazione base, come ad esempio un punto di scarico del filtro.

La domanda di brevetto internazionale WO 2003/104909 a nome Aktiebolaget Electrolux descrive un sistema elettronico di controllo della navigazione per un tagliaerba. Il sistema comprende un anello conduttivo interno 3 più piccolo ed un anello conduttivo esterno 2 più grande collegati ad un generatore 1 di corrente alternata (si veda la Fig.1), in cui la superficie definita dall’anello esterno 2 corrisponde all’area di lavoro del dispositivo semovente. In questo modo l’anello interno 3 e l’anello esterno 2 generano rispettivi campi magnetici. Il tagliaerba include un ricevitore 14 dei campi magnetici (ad esempio, una o più spire conduttive avvolte attorno ad un nucleo magnetico) ed utilizza il campo magnetico ricevuto dall’anello esterno 2 e dall’anello interno 3 per ritornare ad una stazione di ricarica 3.

La Richiedente ha osservato che detto sistema elettronico di controllo della navigazione per il tagliaerba ha i seguenti svantaggi:

- è troppo complesso, perché richiede l’utilizzo di due anelli conduttivi di corrente;

- il tempo impiegato dal tagliaerba per ritornare alla stazione di ricarica 3 è troppo elevato;

- il processo di ritorno alla stazione di ricarica 3 è poco affidabile;

- il tagliaerba può raggiungere la base solo seguendo una direzione preferenziale, in particolare seguendo la direzione in cui il campo magnetico è nullo (si veda la linea 55 in Fig.12);

- è troppo costoso.

Breve sommario dell’invenzione

La presente invenzione riguarda una apparecchiatura di lavorazione di un’area limitata come definita nella annessa rivendicazione 1 e da sue forme di realizzazione preferite descritte nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 9.

La Richiedente ha percepito che l’apparecchiatura di lavorazione in accordo con la presente invenzione ha i seguenti vantaggi:

- riduce il tempo impiegato dal robot semovente per ritornare alla stazione base o ad un punto prestabilito e, di conseguenza, riduce l’energia consumata per ritornare alla stazione base;

- aumenta l’affidabilità del processo di ritorno alla stazione base;

- è semplice da realizzare;

- è meno costoso.

Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per controllare il rientro in una stazione base di un robot semovente come definito nella annessa rivendicazione 10.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione che segue di una forma di realizzazione preferita e di sue varianti fornita a titolo esemplificativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la Fig.1 mostra schematicamente una apparecchiatura di lavorazione di un’area limitata secondo una forma di realizzazione dell’invenzione; la Fig.2 mostra schematicamente una vista in prospettiva di un robot semovente facente parte dell’apparecchiatura di lavorazione secondo la forma di realizzazione dell’invenzione;

la Fig.3 mostra uno schema a blocchi della stazione base facente parte dell’apparecchiatura di lavorazione secondo la forma di realizzazione dell’invenzione;

la Fig.4 mostra schematicamente un possibile andamento del campo magnetico generato dalla stazione base;

la Fig.5A mostra uno schema a blocchi del robot semovente;

- la Fig.5B mostra più in dettaglio l’unità di elaborazione dello schema a blocchi di Fig.5A;

le Fig.6A-6B mostrano rispettivamente il percorso di ricerca ed il percorso di inseguimento eseguiti dal robot semovente durante una modalità di ritorno in base;

le Fig.7A-7B mostrano rispettivamente i diagramma di flusso di una fase di ricerca campo magnetico e di una fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base eseguite dall’unità di elaborazione del robot semovente.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Con riferimento alla Fig.1 , viene mostrata una apparecchiatura di lavorazione 100 di un’area limitata S secondo una forma di realizzazione dell’invenzione.

L’apparecchiatura di lavorazione 100 comprende una stazione base 80 ed un robot semovente 1.

Il robot semovente 1 è tale da avere una modalità di normale funzionamento, una modalità di ritorno in base ed una modalità di attesa.

Nella modalità di normale funzionamento il robot semovente 1 è tale da effettuare un ciclo di lavoro nell’area S, indicata in Figura 1 con una linea tratteggiata. Il robot semovente 1 è ad esempio un tagliaerba, un robot per la pulizia di piscine, un robot per aspirare la polvere o per lavare un pavimento. Nell’ipotesi in cui il robot semovente 1 sia un tagliaerba, l’area di lavoro S è un giardino delimitato da una recinzione. Nell’ipotesi in cui il robot semovente 1 sia un robot pulitore di una piscina, l’area di lavoro S è la piscina stessa e quindi è delimitata dalle pareti verticali della piscina. Si osservi che l’area di lavoro S non è necessariamente delimitata da un ostacolo fisico, ma può essere anche delimitata in altri modi, come ad esempio da un filo conduttore di corrente elettrica.

Nella modalità di ritorno in base il robot semovente 1 è tale da ritornare automaticamente alla stazione base 80: questo si verifica quando la batteria 70 del robot semovente 1 è quasi scarica, oppure quando il robot semovente 1 ha completato un ciclo di lavoro oppure quando è terminato l’orario di lavoro (ad esempio, dopo le ore 18:00). Per esempio, la modalità di ritorno in base viene attivata alla scadenza di un contatore indicativo della durata temporale di un ciclo di lavoro (per esempio, quindici minuti) oppure quando il livello di carica della batteria 70 all’interno del robot semovente 1 è minore di una soglia predeterminata.

Nella modalità di attesa il robot semovente 1 è fermo all’interno della stazione base 80; durante questa modalità il robot semovente 1 può essere ricaricato oppure può essere effettuata manutenzione (ad esempio, viene scaricato un filtro).

La stazione base 80 ha la funzione di alloggiare il robot semovente 1 quando questo ha terminato il ciclo di lavoro. La stazione base 80 è posizionata in un punto prestabilito, in particolare lungo il perimetro dell’area di lavoro S; per esempio, la Figura 1 mostra che la stazione base 80 è posizionata circa a metà del lato S1 del perimetro dell’area di lavoro S. La stazione base 80 può essere ad esempio:

- una stazione di ricarica, avente la funzione di ricaricare la batteria 70 del robot semovente 1 ;

- un punto di scarico di un filtro.

Con riferimento alla Fig.3, vengono mostrati i componenti elettronici all’interno della stazione base 80. La stazione base 80 comprende:

- una unità di elaborazione 85;

- un circuito di pilotaggio 87;

- un generatore 86 di un campo magnetico B.

L’unità di elaborazione 85 ha la funzione di controllare il valore del campo magnetico B.

II circuito di pilotaggio 87 ha la funzione di fornire opportuni segnali per comandare il generatore di campo magnetico 86, in funzione dei segnali generati dalla unità di elaborazione 85.

Il generatore di campo magnetico 86 ha la funzione di generare un campo magnetico B che si estende almeno in parte nell’area di lavoro S. Vantaggiosamente, il campo magnetico B si estende su una parte dell’area di lavoro S: in altre parole, l’intensità del campo magnetico B non è sufficiente da poter essere rilevata da un sensore di campo magnetico 76 posizionato all’interno del robot semovente 1. In questo modo l’intensità del campo magnetico B generato dalla stazione base 80 è ridotta.

II campo magnetico B ha un andamento delle linee di forza come mostrato schematicamente in Fig.4. E’ possibile osservare che le linee di forza del campo magnetico B si estendono su almeno una parte dell’area di lavoro S. Inoltre tutte le linee di forza si dispongono in direzioni che convergono verso la stazione base 80, come mostrato ad esempio dalla linea di forza 91 ; in altre parole, tutte le linee di forza del campo magnetico B passano per il centro della stazione base 80. Questo andamento delle linee di forza del campo magnetico B viene utilizzato dal robot semovente 1 per ritornare alla stazione base 80, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito. Si osservi che il numero finito di linee di forza mostrate in Fig.4 sono solo una rappresentazione schematica che ha lo scopo di mostrare la direzione del campo magnetico B, ma in realtà sono presenti infinite linee di forza; per esempio, la linea di forza 91 può essere formata da un insieme di linee di forza contigue.

Preferibilmente, il generatore di campo magnetico 86 è realizzato con una bobina lineare 88 di lughezza finita (ad esempio, 10 cm), ovvero con un filo elettricamente conduttore avvolto attorno ad un nucleo ferromagnetico in modo da formare una pluralità di spire concentriche, in cui una corrente alternata I scorre attraverso detto filo conduttore. La lunghezza della bobina 88 (e quindi del nucleo ferromagnetico) è perpendicolare al lato S1 (del perimetro dell’area di lavoro S) lungo il quale è posizionata la stazione base 80, come mostrato dalla freccia di Fig.4.

Alternativamente, la lunghezza della bobina 88 (e quindi del nucleo ferromagnetico) è parallela al lato S1.

Con riferimento alle Fig.2 e 5A-5B, vengono mostrati i componenti elettrici ed elettronici del robot semovente 1. Il robot semovente 1 è tale da ritornare automaticamente alla stazione base 80 quando la batteria 70 del robot semovente 1 è quasi scarica o quando esso ha completato un ciclo di lavoro o quando è terminato l’orario di lavoro (ad esempio, dopo le ore 18:00) oppure per altre funzioni che dipendono dall’applicazione.

Il robot semovente 1 comprende:

- un telaio 10;

- mezzi di movimentazione 20;

- mezzi di lavoro 30;

- una unità di elaborazione 75;

- una batteria 70;

- un giroscopio 45;

- un sensore di campo magnetico 76.

I mezzi di movimentazione 20 sono montati sul telaio 10 ed hanno la funzione di movimentare il robot semovente 1 nell’area di lavoro S durante la modalità di normale funzionamento e durante quella di ritorno in base. I mezzi di movimentazione 20 comprendono ad esempio uno o più motori elettrici e quattro ruote 20a (si veda la Fig.2) collegate ai motori elettrici; alternativamente, può essere utilizzata una coppia di cingoli al posto delle ruote 20a oppure una combinazione di ruote e cingoli. I motori elettrici sono collegati alle ruote 20a (e/o alla coppia di cingoli) per mezzo di gruppi di trasmissione, in modo da mettere in rotazione le quattro ruote 20a (e/o la coppia di cingoli) e quindi muovere il robot semovente 1 nell’area di lavoro S.

I mezzi di lavoro 30 hanno la funzione di effettuare un determinato tipo di lavorazione nell’area di lavoro S durante la modalità di normale funzionamento. Nell’ipotesi in cui il robot semovente 1 sia un tagliaerba, i mezzi di lavoro 30 comprendono una o più lame aventi la funzione di tagliare l’erba presente nell’area di taglio S. Nell’ipotesi in cui il robot semovente 1 sia un robot pulitore di una piscina, i mezzi di lavoro 30 comprendono bocche di aspirazione dei detriti posizionati sulla superficie S che costituisce il fondo della piscina.

Il giroscopio 45 ha la funzione di misurare la velocità angolare del robot semovente 1 intorno ad un asse verticale rispetto al robot semovente 1 (ovvero verticale rispetto al piano definito dall’area di lavoro S in cui si muove il robot semovente 1). In particolare, il giroscopio 45 è tale da generare un segnale velocità angolare S_u) indicativo della velocità angolare ω del robot semovente 1 intorno ad un asse verticale rispetto al robot semovente 1 (per esempio, un asse verticale che passa per il baricentro del robot semovente 1).

Il sensore di campo magnetico 76 ha la funzione di rilevare un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B generato dalla stazione base 80. Con il termine “insieme di linee di forza contigue” si intendono le linee di forza del campo magnetico B che sono tali da generare un flusso magnetico concatenato con il sensore di campo magnetico 76. Più in particolare, il sensore di campo magnetico 76 è tale da rilevare la variazione del flusso magnetico concatenato con il sensore 76 causata da un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B ed è tale generare, in funzione di detta variazione del flusso magnetico concatenato, un segnale di rilevamento S_ril indicativo della posizione del robot semovente 1 rispetto all’insieme delle linee di forza contigue del campo magnetico B o indicativo dell’assenza di campo magnetico B. Con posizione si intende se il robot semovente 1 si trova a destra o a sinistra dell’insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B.

Preferibilmente, il robot semovente 1 comprende un accelerometro che ha la funzione di misurare l’accelerazione del robot semovente 1. In questo modo l’unità di elaborazione 75 del robot semovente 1 è in grado di rilevare se il robot semovente 1 ha raggiunto la stazione base 80; inoltre l’accelerazione misurata può essere utilizzata per rilevare se il robot semovente 1 ha urtato un ostacolo.

L’unità di elaborazione 75 ha la funzione di controllare il movimento del robot semovente 1 nell’area di lavoro S, per mezzo della esecuzione di algoritmi realizzati con porzioni di codice software. Detti algoritmi eseguono la modalità di normale funzionamento, la modalità di ritorno in base e la modalità di attesa.

L’unità di elaborazione 75 è ad esempio un micro-processore, in particolare Renesas M32C. Alternativamente, l’unità di elaborazione 75 è un dispositivo elettronico programmabile (ad esempio, una FPGA) o un circuito integrato specifico per l’applicazione (ASIC).

Più in particolare, nella modalità di normale funzionamento l’unità di elaborazione 75 è tale da generare un segnale di azionamento movimentazione S_amm in modo da comandare i mezzi di movimentazione 20, i quali effettuano lo spostamento del robot semovente 1 nell’area di lavoro S; inoltre l'unità di elaborazione 75 è tale da generare un segnale di azionamento lavorazione S_aml in modo da comandare i mezzi di lavorazione 30, i quali effettuano un determinato tipo di lavorazione nell’area di lavoro S.

Nella modalità di ritorno in base l’unità di elaborazione 75 è tale da ricevere in ingresso il segnale di rilevamento S_ril ed il segnale velocità angolare S_w ed è tale da generare, in funzione di essi, il segnale di azionamento movimentazione S_amm in modo da comandare i mezzi di movimentazione 20 per effettuare il ritorno del robot semovente 1 alla stazione base 80, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito.

La modalità di ritorno in base comprende due fasi:

- una fase di ricerca campo magnetico;

- una successiva fase di inseguimento campo magnetico.

Nella fase di ricerca campo magnetico il robot semovente 1 ricerca un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B seguendo un percorso di ricerca definito 94, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito.

Nella fase di inseguimento campo magnetico il robot semovente 1 si sposta inseguendo l’insieme di linee di forza contigue (precedentemente trovate nella fase di ricerca campo magnetico) per mezzo di una pluralità di manovre di attraversamento delle linee di forza contigue, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito, fino a raggiungere la stazione base 80. Pertanto al termine della modalità di ritorno in base il robot semovente 1 ha raggiunto la stazione base 80.

Con riferimento alla Fig.5B, l’unità di elaborazione 75 comprende: - una memoria 75-1;

- un modulo di misurazione distanza percorsa 75-2;

- un modulo di gestione imbardata 75-3;

- un modulo di ricerca campo magnetico 75-4;

- un modulo di inseguimento campo magnetico 75-5.

II modulo di misurazione distanza percorsa 75-2 effettua una stima della distanza percorsa dal robot semovente 1 lungo la direzione di avanzamento. In particolare, il modulo di misurazione distanza è tale da generare, in funzione di valori di parametri associati ai mezzi di movimentazione 20, un segnale distanza percorsa S_d indicativo di una stima della distanza percorsa dal robot semovente 1 lungo la direzione di avanzamento. I parametri associati ai mezzi di movimentazione 20 sono ad esempio il diametro delle ruote 20a del robot semovente 1 (letto dalla memoria 75-1) ed il numero di giri effettuati dalle ruote 20a.

Il modulo di gestione imbardata 75-3 effettua il calcolo dell’angolo di imbardata, ovvero l’angolo percorso dal robot semovente 1 intorno ad un asse verticale rispetto al robot semovente 1 (per esempio, un asse verticale che passa per il baricentro del robot semovente 1), cioè verticale rispetto al piano definito dall’area di lavoro S in cui si muove il robot semovente 1. Preferibilmente, detto angolo viene calcolato per mezzo di una operazione di integrazione dei valori del segnale velocità angolare S_u). In particolare, il modulo di gestione imbardata 75-3 è tale da generare un segnale di imbardata S_i indicativo del valore attuale dell’angolo di imbardata del robot semovente 1.

La memoria 75-1 è tale da memorizzare i valori di una lunghezza DS di un tratto rettilineo e di un lato DM che verranno spiegati più in dettaglio in seguito.

Inoltre la memoria 75-1 è tale da memorizzare un valore di imbardata iniziale SJ-in indicativo dell’angolo di imbardata all'inizio della fase di inseguimento campo magnetico, cioè uguale al valore del segnale di imbardata SJ all'inizio della fase di inseguimento campo magnetico. Inoltre la memoria 75-1 è tale da memorizzare un valore di differenza minima di angolo di imbardata ASJ-min uguale alla differenza minima dell’angolo di imbardata attesa in un determinato intervallo di tempo alla fine di una manovra di attraversamento dell’insieme di linee di forza contigue durante la fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base. Per esempio, ASJ-min è uguale a 3 gradi in 10 secondi.

Il modulo di gestione imbardata 75-3 effettua inoltre il calcolo della differenza attuale dell’angolo di imbardata AS_i uguale alla differenza fra il valore dell’angolo di imbardata finale ed il valore dell’angolo di imbardata iniziale, in cui per angolo di imbardata iniziale si intende il valore dell’angolo di imbardata all’inizio della manovra di attraversamento dell’insieme di linee di forza contigue ed in cui per angolo di imbardata finale si intende il valore dell’angolo di imbardata alla fine di detta manovra di attraversamento.

Il modulo di ricerca campo magnetico 75-4 esegue un algoritmo (realizzato con porzioni di codice software) per generare, in funzione dei valori del segnale di rilevamento S_ril e del segnale distanza percorsa S_d, il segnale di azionamento movimentazione S_amm per muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro S per ricercare un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B all’interno dell’area di lavoro S secondo un percorso di ricerca definito 94, come verrà descritto più in dettaglio in seguito nella descrizione relativa al diagramma di flusso 200 di Fig.7A.

Il modulo di inseguimento campo magnetico 75-5 esegue un algoritmo (realizzato con porzioni di codice software) per generare, in funzione dei valori del segnale di rilevamento S_ril, del segnale velocità angolare S_u) e del segnale distanza percorsa S_d, il segnale di azionamento movimentazione S_amm per muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro S per inseguire l’insieme di linee di forza contigue precedentemente trovate per mezzo di una pluralità di manovre di attraversamento dell’insieme delle linee di forza contigue trovate fino a raggiungere la stazione base 80, come verrà descritto più in dettaglio in seguito nella descrizione relativa al diagramma di flusso 250 di Fig.7B.

Vantaggiosamente, il sensore di campo magnetico 76 è realizzato con due bobine 76-1, 76-2, ciascuna composta da un filo elettricamente conduttore avvolto attorno ad un materiale ferromagnetico in modo da formare una pluralità di spire concentriche, in cui l'orientamento reciproco delle bobine 76-1, 76-2 è uguale a 90 gradi (cioè le due bobine 76-1, 76-2 sono posizionate fisicamente a 90 gradi fra di loro) e la posizione delle bobine è orizzontale rispetto al piano definito dall’area di lavoro S. Quando il robot semovente 1 si trova nel campo magnetico B generato dalla stazione base 80, il campo magnetico B ha un flusso concatenato con la superficie delle due bobine 76-1, 76-2, in cui la superficie è la sezione trasversale di ciascuna bobina 76-1, 76-2. Il movimento del robot semovente 1 nel campo magnetico B è causa di una variazione del flusso concatenato con le bobine 76-1, 76-2, il quale produce (per mutua induzione) rispettive forze elettromotrici indotte ai capi delle due bobine 76-1, 76-2, in cui dette forze elettromotrici indotte hanno una ampiezza ed una fase che dipende dalla posizione delle due bobine 76-1, 76-2 rispetto all'insieme delle linee di forza contigue del campo magnetico B. Per mezzo della misura della differenza di fase e ampiezza fra le forze elettromotrici indotte ai capi delle due bobine 76-1, 76-2, è possibile discriminare la posizione del robot semovente 1 rispetto all’insieme delle linee di forza contigue del campo magnetico B (cioè se posizione destra o sinistra).

Pertanto, nell’ipotesi in cui il sensore di campo magnetico 76 sia realizzato con due bobine 76-1, 76-2, il segnale di rilevamento S_ril è la differenza di fase e ampiezza fra le forze elettromotrici indotte ai capi delle due bobine 76-1, 76-2.

Con riferimento alla Fig.6A, viene mostrato un percorso di ricerca 94 eseguito dal robot semovente 1 nella fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base, in cui il robot semovente 1 ricerca un insieme 91 di linee di forza contigue del campo magnetico B.

E’ possibile osservare che il robot semovente 1 è tale da effettuare almeno una parte del percorso di ricerca 94 che si trova all’interno in un’area di manovra AM, la quale è un quadrato di lato 2* DM. Il lato DM ha un valore molto minore del valore del lato S1 del perimetro dell’area di lavoro S; ad esempio, il lato DM ha un valore uguale a 1 metro.

In particolare, il percorso di ricerca 94 comprende:

- una porzione compresa fra i punti PO e P1 (P1 escluso) che è sostanzialmente rettilinea con lunghezza 2*DM;

- un punto P1 in cui il robot semovente 1 effettua una rotazione di 180 gradi;

- una porzione compresa fra i punti P1 e P2 (P2 escluso) che è sostanzialmente rettilinea con lunghezza DM;

- un punto P2 in cui il robot semovente 1 effettua una rotazione di 90 gradi verso sinistra;

- una porzione compresa fra i punti P2 e P3 (P3 escluso) che è sostanzialmente rettilinea con lunghezza DM;

- un punto P3 in cui il robot semovente 1 effettua una rotazione di 180 gradi in modo da invertire il senso di marcia;

- una porzione compresa fra i punti P3 e P4 che è sostanzialmente rettilinea con lunghezza 2*DM.

Si osservi che la combinazione del percorso di ricerca 94 insieme alla attivazione della modilità di normale funzionamento (passo 225 di Fig.7A) consentono di guidare il robot semovente 1 verso la zona circostante alla stazione base 80 nella quale è presente il campo magnetico B, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito con riferimento alla descrizione della Fig.7A.

Con riferimento alla Fig.6B, viene mostrato il percorso di inseguimento 92 effettuato dal robot semovente 1 per inseguire un insieme di linee di forza contigue 91-1 nella fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base e quindi raggiungere la stazione base 80. Si osservi che l'insieme di linee di forza contigue 91-1 è una porzione della linea di forza 91 mostrata in Fig.4. Infatti dopo aver trovato l’insieme di linee di forza contigue 91-1, il robot semovente 1 resta agganciato a detto insieme di linee di forza contigue e lo insegue nella direzione che converge verso la stazione base 80, fino a raggiungerla. Poiché il robot semovente 1 si muove inseguendo un insieme di linee di forza contigue nella direzione convergente verso la stazione base 80, questo implica che esso si muova verso una intensità maggiore del campo magnetico B.

E' possibile osservare che il robot semovente 1 è tale da effettuare un percorso di inseguimento 92 a zig-zag attorno ad un insieme di linee di forza contigue 91-1 del campo magnetico B, per mezzo di una pluralità di manovre di attraversamento dell'insieme di linee di forza contigue 91-1. In particolare, il percorso di inseguimento 92 comprende:

- porzioni 92-1, 92-4 di lunghezza DS in cui il robot semovente 1 si muove in una direzione sostanzialmente parallela all'insieme di linee di forza contigue 91-1 del campo magnetico B;

- porzioni 92-2, 92-5 in cui il robot semovente 1 effettua una rotazione verso l’insieme di linee di forza contigue 91-1;

- porzioni 92-3, 92-6 in cui il robot semovente 1 si muove in una direzione sostanzialmente perpendicolare all’insieme di linee di forza contigue 91-1, in modo da attraversare l’insieme di linee di forza contigue 91-1.

L’insieme delle porzioni 92-2 e 92-3 costituisce la manovra di attraversamento dell’insieme di linee di forza contigue 91-1.

Analogamente, l'insieme delle porzioni 92-5 e 92-6 costituisce un’altra manovra di attraversamento dell’insieme di linee di forza contigue 91-1.

Il valore della lunghezza DS è determinato sperimentalmente ed è ad esempio uguale a 4 cm.

Si osservi che il percorso di inseguimento 92 effettuato dal robot semovente 1 è particolarmente vantaggioso perché consente al robot semovente 1 di ritornare alla stazione base 80 in tempi ridotti ed in modo affidabile a partire da un qualunque punto dell’area di lavoro S in cui è presente il campo magnetico B, senza seguire una direzione preferenziale.

La Fig.7A mostra il diagramma di flusso 200 della fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base e la Fig.7B mostra il diagramma di flusso 250 della fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base. I passi 201-226 del diagramma di flusso 200 ed i passi 227-253 del diagramma di flusso 250 sono eseguiti dalla unità di elaborazione 75, per mezzo di rispettivi algoritmi realizzati con porzioni di codice software. Il linguaggio di programmazione utilizzato è ad esempio il linguaggio C.

Il diagramma di flusso 200 riceve in ingresso il valore del lato DM, il segnale di rilevamento S_ril generato dal sensore di campo magnetico 76 ed il segnale distanza percorsa S_d calcolato dalla unità di elaborazione 75 e genera in uscita il segnale di azionamento movimentazione S_amm per comandare i mezzi di movimentazione 20 e quindi muovere il robot semovente 1 per effettuare il percorso di ricerca 94 mostrato in Fig.6A.

II diagramma di flusso 250 riceve in ingresso i seguenti segnali: - la lunghezza DS;

- il segnale di rilevamento S_ril;

- la differenza minima di angolo di imbardata AS_i_min;

- il valore di imbardata iniziale SJ-in;

- il segnale distanza percorsa S_d;

- il segnale di imbardata S_i.

Nel diagramma di flusso 250 viene generato in uscita, in funzione dei valori dei segnali d’ingresso sopra indicati, il segnale di azionamento movimentazione S_amm per comandare i mezzi di movimentazione 20 e quindi muovere il robot semovente 1 per inseguire l'insieme delle linee di forza contigue precedentemente trovate (per mezzo del diagramma di flusso 200) in base al percorso di inseguimento 92 mostrato in Fig.6B, fino a raggiungere la stazione base 80.

La fase di ricerca campo magnetico viene attivata per esempio quando il livello di carica della batteria 70 all’interno del robot semovente 1 è minore di una soglia predeterminata, oppure alla scadenza di un contatore indicativo della durata temporale di un ciclo di lavoro (per esempio, quindici minuti) oppure quando è terminato l’orario di lavoro (ad esempio, dopo le ore 18:00).

Con riferimento al diagramma di flusso 200 della Fig.7A, la fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base inizia con il passo 201.

Nel passo 202 il robot semovente 1 si muove in avanti dritto, cioè lungo una traiettoria sostanzialmente rettilinea, come mostrato nella porzione del percorso di ricerca 94 di Fig. 6A compresa fra PO e P1 (P1 escluso).

Nel passo 203 viene letto il valore del segnale di rilevamento S_ril. Nel passo 204 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che il robot semovente 1 si trova a sinistra o a destra di un insieme di linee di forza contigue:

- in caso negativo (cioè non è stato rilevato il campo magnetico B), si procede con il passo 205;

- in caso positivo, si procede con il passo 226 in cui viene attivata la fase di inseguimento campo magnetico, perché il robot semovente 1 ha già rilevato la presenza del campo magnetico B per mezzo di un insieme di linee di forza contigue.

Nel passo 205 viene letto il valore del segnale distanza percorsa S_d indicativo della distanza percorsa dal robot semovente 1.

Nel passo 206 viene verificato se il valore del segnale distanza percorsa S_d è maggiore o uguale a 2*DM:

- in caso negativo, si ritorna nel passo 202 ed il robot semovente 1 continua a procedere avanti dritto;

- in caso positivo, si procede con il passo 207.

Pertanto l’anello costituito dai passi 202, 203, 204, 205, 206 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non trova un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B oppure fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso una distanza uguale a 2*DM (cioè la porzione del percorso di ricerca 94 di Fig.6A compresa fra i punti PO e P1).

Nel passo 207 il robot semovente 1 ruota di 180 gradi su sé stesso, come mostrato nel punto P1 di Fig.6A.

Nel passo 208 il robot semovente 1 si muove in avanti dritto, come mostrato nella porzione del percorso di ricerca 94 di Fig.6A compresa fra P1 e P2.

Nel passo 209 viene letto il valore del segnale di rilevamento S_ril. Nel passo 210 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che il robot semovente 1 si trova a sinistra o a destra di un insieme di linee di forza contigue:

- in caso negativo (cioè non è stato rilevato il campo magnetico B), si procede con il passo 211 ;

Nel passo 211 viene letto il valore del segnale distanza percorsa S_d indicativo della distanza percorsa dal robot semovente 1.

Nel passo 212 viene verificato se il valore del segnale distanza percorsa S_d è maggiore o uguale a DM:

- in caso negativo, si ritorna nel passo 208 ed il robot semovente 1 continua a procedere avanti dritto;

- in caso positivo, si procede con il passo 213.

Pertanto l’anello costituito dai passi 208, 209, 210, 211, 212 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non trova un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B oppure fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso una distanza uguale a DM (cioè la porzione del percorso di ricerca 94 di Fig.6A compresa fra i punti P1 e P2).

Nel passo 213 il robot semovente 1 ruota di 90 gradi verso sinistra, come mostrato nel punto P2 di Fig.6A.

Nel passo 214 il robot semovente 1 si muove in avanti dritto, come mostrato nella porzione del percorso di ricerca 94 di Fig.6A compresa fra P2 e P3.

Nel passo 215 viene letto il valore del segnale di rilevamento S_ril. Nel passo 216 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che il robot semovente 1 si trova a sinistra o a destra di un insieme di linee di forza contigue:

- in caso negativo (cioè non è stato rilevato il campo magnetico B), si procede con il passo 217;

Nel passo 217 viene letto il valore del segnale distanza percorsa S_d indicativo della distanza percorsa dal robot semovente 1.

Nel passo 218 viene verificato se il valore del segnale distanza percorsa S_d è maggiore o uguale a DM:

- in caso negativo, si ritorna nel passo 214 ed il robot semovente 1 continua a procedere avanti dritto;

- in caso positivo, si procede con il passo 219.

Pertanto l’anello costituito dai passi 214, 215, 216, 217, 218 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non trova un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B oppure fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso una distanza uguale a DM (cioè la porzione del percorso di ricerca 94 di Fig.6A compresa fra i punti P2 e P3).

Nel passo 219 il robot semovente 1 ruota di 180 gradi su sé stesso, come mostrato nel punto P3 di Fig.6A.

Nel passo 220 il robot semovente 1 si muove in avanti dritto, come mostrato nella porzione del percorso di ricerca 94 di Fig.6A compresa fra P3 e P4.

Nel passo 221 viene letto il valore del segnale di rilevamento S_ril. Nel passo 222 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che il robot semovente 1 si trova a sinistra o a destra di un insieme di linee di forza contigue:

- in caso negativo (cioè non è stato rilevato il campo magnetico B), si procede con il passo 223;

Nel passo 223 viene letto il valore del segnale distanza percorsa S_d indicativo della distanza percorsa dal robot semovente 1.

Nel passo 224 viene verificato se il valore del segnale distanza percorsa S_d è maggiore o uguale a 2*DM:

- in caso negativo, si ritorna nel passo 220 ed il robot semovente 1 continua a procedere avanti dritto;

- in caso positivo, si procede con il passo 225.

Nel passo 225 viene attivata la modalità di normale funzionamento. Pertanto se il robot semovente 1 ha effettuato tutto il percorso di ricerca 94 e non ha trovato l'insieme di linee di forza contigue del campo magnetico B, il robot semovente 1 esce dalla modalità di ritorno in base e ritorna alla modalità di normale funzionamento, in cui effettua i movimenti analogamente a quando effettua un ciclo di lavoro dell’area di lavoro S. Successivamente, il robot semovente 1 effettuerà di nuovo una transizione dalla modalità di normale funzionamento alla fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base, effettuando di nuovo il percorso di ricerca 94, ma partendo da una posizione iniziale diversa all’interno dell’area di lavoro S: in questo modo il robot semovente 1 seguirà una traiettoria diversa (rispetto a quella della precedente fase di ricerca campo magnetico) all’interno dell’area di lavoro S e quindi aumenta la probabilità che il robot semovente 1 si trovi (durante il percorso di ricerca 94) in una posizione dell’area di lavoro S in cui è presente il campo magnetico B, in seguito ad attivazioni successive della fase di ricerca campo magnetico.

Secondo una variante della fase di ricerca campo magnetico, il lato DM del percorso di ricerca 94 ha un valore maggiore che è proporzionale al lato S1 del perimetro dell’area di lavoro S (per esempio, il valore del lato DM è la metà del valore del lato S1). Ad esempio, il lato DM ha un valore uguale a 50 metri. In questo modo quando viene attivata la fase di ricerca al termine del ciclo di lavoro, il robot semovente 1 effettua i movimenti in base al percorso di ricerca 94 ed è in grado di coprire la maggior parte dell’area di lavoro S. In questo modo aumenta la probabilità che il sensore 76 rilevi il campo magnetico B la prima volta che il robot semovente 1 effettua il percorso di ricerca 94, riducendo così la probabilità di attivare la modalità di normale funzionamento (passo 225) ed una successiva seconda fase di ricerca.

Con riferimento al diagramma di flusso 250 della Fig.7B, la fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base inizia con il passo 227.

Nel passo 228 viene letto il valore del segnale di rilevamento S_ril.

Nel passo 229 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che il robot semovente 1 si trova a sinistra di un insieme di linee di forza contigue:

- in caso positivo (cioè il robot semovente 1 si trova a sinistra dell’insieme di linee di forza contigue), si procede con il passo 230; - in caso negativo (cioè il robot semovente 1 si trova a destra dell’insieme di linee di forza contigue), si procede con il passo 240. Nel passo 230 il robot semovente 1 si muove in avanti dritto, come mostrato nella porzione 92-1 del percorso di inseguimento 92 di Fig.6B.

Nel passo 231 viene verificato se il robot semovente 1 ha raggiunto la stazione base 80:

- in caso positivo, si procede con il passo 252 in cui si conclude la fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base perché il robot semovente 1 ha raggiunto la stazione base 80 e quindi viene attivata la modalità di attesa;

- in caso negativo, si procede con il passo 232.

Nel passo 232 viene letto il valore del segnale distanza percorsa S_d indicativo della distanza percorsa dal robot semovente 1.

Nel passo 233 viene verificato se il valore del segnale distanza percorsa S_d è maggiore o uguale al valore della lunghezza DS:

- in caso negativo, si ritorna nel passo 230 ed il robot semovente 1 continua a procedere avanti dritto;

- in caso positivo, si procede con il passo 234.

Pertanto l’anello costituito dai passi 230, 231, 232, 233 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso una distanza uguale a DS, cioè tutta la porzione 92-1 di Fig.6B.

Nel passo 234 il robot semovente 1 curva a destra, iniziando quindi a percorrere la porzione 92-2 del percorso di inseguimento 92.

Nel passo 235 viene verificato se il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata AS_i è maggiore del valore della differenza minima di angolo di imbardata ASJ-min:

- in caso negativo, si procede con il passo 239;

- in caso positivo, si procede con il passo 236.

Nel passo 236 viene letto il valore del segnale di rilevamento S_ril. Nel passo 237 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che non è presente il campo magnetico B:

- in caso positivo, si procede con il passo 249;

- in caso negativo, si procede con il passo 238.

Nel passo 238 viene verificato se il valore del segnale di rilevamento S_ril indica che il robot semovente 1 si trova a destra di un insieme di linee di forza contigue:

- in caso negativo (cioè il robot semovente 1 si trova ancora a sinistra dell'insieme di linee di forza contigue), si ritorna nel passo 234 ed il robot semovente 1 continua a curvare a destra;

- in caso positivo (cioè il robot semovente 1 si trova a destra dell'insieme di linee di forza contigue), si procede con il passo 240. Pertanto l’anello costituito dai passi 234, 235, 236, 237, 238 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso tutta la porzione 92-3 del percorso di inseguimento 92 e si trova a destra dell’insieme di linee di forza contigue.

Nel passo 240 si ha un funzionamento analogo a quello descritto in precedenza a partire dal passo 230, con la differenza che il robot semovente 1 si trova a destra dell’insieme di linee di forza contigue. In particolare:

- l’anello costituito dai passi 240, 241, 242, 243 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso una distanza uguale a DS, cioè tutta la porzione 92-4 di Fig.6B;

- l’anello costituito dai passi 244, 245, 246, 247, 248 viene eseguito fino a quando il robot semovente 1 non ha percorso tutta la porzione 92-6 del percorso di inseguimento 92 e si trova a sinistra dell'insieme di linee di forza contigue.

Dai passi 237 e 247 si prosegue al passo 249 nel caso in cui viene rilevato che non è presente il campo magnetico B. Questo si verifica nel caso in cui il robot semovente 1 si è spostato in una direzione opposta a quella in cui si trova la stazione base 80.

Nel passo 249 il robot semovente 1 effettua quindi una rotazione di 180 gradi su sé stesso: in questo modo il robot semovente 1 si posiziona nuovamente nella direzione verso la stazione base 80 e viene di nuovo attivata la fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base (passo 200-1) in viene eseguito nuovamente il diagramma di flusso 200.

Dai passi 235 e 245 si prosegue al passo 239 nel caso in cui il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata AS_i sia minore del valore della differenza minima di angolo di imbardata ASJ-min. Questo si verifica nel caso in cui il robot semovente 1 ha raggiunto un ostacolo oppure nel caso in cui il robot semovente 1 si trovi in prossimità della stazione base 80, in particolare nel caso in cui ha raggiunto una parete laterale della stazione base 80: in queste condizioni infatti non aumenta il valore dell’angolo di imbardata (segnale S_i), nonostante il robot semovente 1 effettui la rotazione verso destra nel passo 234 (o verso sinistra nel passo 244).

Nel passo 239 si verifica se il valore attuale dell’angolo di imbardata (segnale S_i) è maggiore del valore di imbardata iniziale SJ-in:

- in caso positivo, si prosegue con il passo 250;

- in caso negativo, si prosegue con il passo 251.

Nel passo 250 il robot semovente 1 effettua una rotazione indietro verso destra di 90 gradi (in altre parole, il robot semovente 1 percorre verso destra un arco di cerchio che forma un angolo di 90 gradi), mentre nel passo 252 il robot semovente 1 effettua una rotazione indietro verso sinistra di 90 gradi (in altre parole, il robot semovente 1 percorre verso sinistra un arco di cerchio che forma un angolo di 90 gradi): in questo modo il robot semovente 1 si posiziona frontalmente alla stazione base 80 e viene di nuovo attivata la fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base (passo 200-1) in cui viene eseguito nuovamente il diagramma di flusso 200.

Vantaggiosamente, quando il robot semovente 1 è posizionato all’interno della stazione base 80, la batteria 70 viene ricaricata per mezzo di un accoppiamento induttivo fra il generatore 86 del campo magnetico B all’interno della stazione base 80 ed il sensore 76 del campo magnetico B all’interno del robot semovente 1, come descritto più in dettaglio nella domanda di brevetto Europeo n. 12160183.5 depositata il 19 marzo 2012 a nome dello stesso Richiedente.

Sarà ora descritto il funzionamento dell’apparecchiatura di lavorazione 100, facendo anche riferimento alle Figure 6A, 6B, 7A, 7B.

Si suppone per semplicità che il robot semovente 1 sia un tagliaerba, che i mezzi di lavoro 30 siamo delle lame e che l’area di lavoro S sia un prato in cui è necessario tagliare l’erba.

All’istante iniziale tO il tagliaerba 1 si trova nella modalità di normale funzionamento in cui effettua un ciclo di taglio dell’erba nel prato S.

Negli istanti compresi fra tO e t1 (t1 escluso) il tagliaerba 1 effettua il taglio dell’erba di almeno una parte del prato S.

All’istante t1 (successivo a tO) l’unità di elaborazione 75 all’interno del tagliaerba 1 rileva che la batteria 70 si sta scaricando ed attiva la modalità di ritorno in base; in particolare, l’unità di elaborazione 75 attiva la fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base.

Negli istanti compresi fra t1 e t2 (t2 escluso) il tagliaerba 1 esegue il percorso di ricerca 94 mostrato in Fig.6Afino al punto P3 e quindi esegue i passi 201-215 del metodo 200 di Fig.7A, come descritto in precedenza.

All’istante t2 (successivo a t1) il sensore 76 genera il segnale di rilevamento S_ril che indica che il tagliaerba 1 si trova a sinistra di un insieme di linee di forza contigue e quindi l’unità di elaborazione 75 attiva la fase di inseguimento (passi 216 e 226 del metodo 200 di Fig.7A).

All’istante t3 (successivo a t2) il tagliaerba inizia ad effettuare il percorso di inseguimento 92 a zig-zag attorno all’insieme di linee di forza trovate all’istante t2, eseguendo i passi 228, 229 del metodo 250 di Fig.7B.

Negli istanti compresi fra t3 e t4 il tagliaerba 1 effettua il percorso di inseguimento 92 a zig-zag attorno all’insieme di linee di forza trovate all’istante t2, eseguendo i passi del metodo 250 di Fig.7B (eccetto il passo 200-1), come descritto in precedenza.

All’istante t4 (successivo a t3) il tagliaerba 1 rileva che ha raggiunto la stazione base 80 ed attiva la modalità di attesa.

Secondo una prima variante del funzionamento, negli istanti compresi fra t1 e t2 (t2 escluso) il tagliaerba 1 esegue tutto il percorso di ricerca 94 mostrato in Fig.6A fino al punto P4 senza rilevare la presenza del campo magnetico B e quindi esegue i passi del metodo 200 di Fig.7A fino ad arrivare al passo 224.

All’istante t1 ’ l’unità di elaborazione 75 attiva una prima volta la modalità di normale funzionamento (passo 225) ed il tagliaerba 1 riprende il ciclo di lavoro.

All’istante t1” (successivo a t1 ’, ad esempio di un intervallo di tempo definito) l’unità di elaborazione 75 attiva una seconda volta la fase di ricerca campo magnetico.

Negli istanti compresi fra t1” e t1’” (t1 ’” escluso) il tagliaerba 1 esegue una parte del percorso di ricerca 94 mostrato in Fig.6A.

All’istante t2 (successivo a t1 ’”) il sensore 76 genera il segnale di rilevamento S_ril che indica che il tagliaerba 1 si trova a sinistra di un insieme di linee di forza contigue e quindi l’unità di elaborazione 75 attiva la fase di inseguimento (passo 226 del metodo 200 di Fig.7A) e quindi il funzionamento continua analogamente a quanto descritto in precedenza all’istante t2.

Secondo una seconda variante del funzionamento, negli istanti compresi fra t1 e t2 (t2 escluso) il tagliaerba 1 esegue una prima volta tutto il percorso di ricerca 94 nella fase di ricerca, esegue una prima volta la modalità di normale funzionamento, esegue una seconda volta tutto il percorso di ricerca 94 nella fase di ricerca, esegue una seconda volta la modalità di normale funzionamento, esegue una terza volta una parte del percorso di ricerca 94 ed infine esegue la fase di inseguimento.

Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per controllare il rientro in una stazione base di un robot semovente. Il metodo comprende il passo a) di generare un campo magnetico che si estende almeno in parte su un’area di lavoro limitata, il passo b) di attivare una modalità di ritorno in base, il passo c) di muovere il robot semovente all'interno dell’area di lavoro per ricercare un insieme di linee di forza contigue del campo magnetico all’interno dell’area di lavoro secondo un percorso di ricerca definito, ed il passo d) di muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro per inseguire almeno una porzione dell’insieme delle linee di forza contigue trovate per mezzo di una pluralità di manovre di attraversamento dell’insieme delle linee di forza contigue trovate fino a raggiungere la stazione base

Forma oggetto della presente invenzione anche un programma per elaboratore elettronico comprendente porzioni di codice software atte ad eseguire i passi b), c), d) del metodo di controllo del rientro nella stazione base del robot semovente, quando detto programma è eseguito su un elaboratore elettronico.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di lavorazione (100) di un’area di lavoro limitata (S), l’apparecchiatura comprendente: - una stazione base (80) configurata per generare un campo magnetico (B) che si estende almeno in parte sull’area di lavoro; - un robot semovente (1) avente una modalità di normale funzionamento in cui effettua un ciclo di lavoro nell’area di lavoro ed una modalità di ritorno in base in cui ritorna automaticamente alla stazione base, il robot semovente comprendente: • mezzi di movimentazione (20, 20a) del robot semovente nell’area di lavoro, in funzione di un segnale di azionamento movimentazione (S_amm); • un giroscopio (45) configurato per generare un segnale velocità angolare (β_ω) indicativo della misura della velocità angolare del robot semovente intorno ad un asse sostanzialmente verticale rispetto al piano dell’area di lavoro; • un sensore di campo magnetico (76) configurato per generare un segnale di rilevamento (S_ril) indicativo di una posizione destra o sinistra del robot semovente rispetto ad un insieme di linee di forza contigue (91) del campo magnetico; • una unità di elaborazione (75) configurata per controllare il movimento del robot semovente all’interno dell’area di lavoro, l’unità di elaborazione comprendente: <■>un modulo di ricerca campo magnetico (75-4) configurato, durante una fase di ricerca campo magnetico della modalità di ritorno in base, per generare, in funzione dei valori del segnale di rilevamento e di un segnale distanza percorsa (S_d) indicativo della stima della distanza percorsa dal robot semovente, il segnale di azionamento movimentazione per muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro per ricercare l’insieme di linee di forza contigue (91) del campo magnetico all’interno dell’area di lavoro secondo un percorso (94) di ricerca definito; ■ un modulo di inseguimento campo magnetico (75-5) configurato, durante una fase di inseguimento campo magnetico della modalità di ritorno in base successiva alla fase di ricerca campo magnetico, per generare, in funzione dei valori del segnale di rilevamento, del segnale velocità angolare e del segnale distanza percorsa (S_d), il segnale di azionamento movimentazione per muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro per inseguire (91-1) almeno una porzione dell’insieme delle linee di forza contigue trovate per mezzo di una pluralità di manovre (92-2, 92-3) di attraversamento dell'insieme delle linee di forza contigue trovate fino a raggiungere la stazione base.
2. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui l’unità di elaborazione comprende ulteriormente un modulo (75-2) di misurazione distanza percorsa configurato per generare, in funzione di valori di parametri associati ai mezzi di movimentazione, il segnale distanza percorsa (S_d) indicativo della stima della distanza percorsa dal robot semovente, in cui il modulo di ricerca campo magnetico è configurato per: - generare il segnale di azionamento movimentazione per muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro secondo il percorso (94) di ricerca definito; - ricevere (204, 210, 216) il segnale di rilevamento indicativo della posizione destra o sinistra del robot semovente rispetto all’insieme di linee di forza contigue del campo magnetico ed attivare (226) la fase di inseguimento; - ricevere (222, 223) il segnale di rilevamento indicativo dell’assenza del campo magnetico ed il segnale distanza percorso indicativo (224) del completamento del percorso di ricerca ed attivare (225) la modalità di normale funzionamento e successivamente (226) attivare la fase di ricerca.
3. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui l’unità di elaborazione comprende ulteriormente: - un modulo (75-3) di gestione imbardata configurato per: • generare, in funzione del valore del segnale velocità angolare, un segnale di imbardata (S_i) indicativo del valore attuale dell’angolo di imbardata del robot semovente; • calcolare una differenza (AS_i) dell’angolo di imbardata uguale alla differenza fra il valore dell’angolo di imbardata finale ed il valore dell’angolo di imbardata iniziale; - una memoria (75-1) configurata per memorizzare: • un valore di imbardata iniziale (SJ-in) indicativo dell’angolo di imbardata all'inizio della fase di inseguimento campo magnetico; · un valore di differenza minima di angolo di imbardata (ASJ-min) uguale alla differenza minima dell’angolo di imbardata attesa alla fine di una manovra di attraversamento dell’insieme delle linee di forza contigue; in cui il modulo di inseguimento campo magnetico è configurato per: - ricevere (229) il segnale di rilevamento indicativo della posizione sinistra del robot semovente rispetto all’insieme di linee di forza contigue trovate; - generare (230, 231, 232) il segnale di azionamento movimentazione per muovere il robot semovente lungo un tratto rettilineo definito (DS); - ricevere (233) il segnale distanza percorsa (S_d) indicativo del valore del tratto rettilineo definito e generare (234) il segnale di azionamento movimentazione per effettuare una curva a destra del robot semovente; - rilevare (235) che il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata (AS_i) è maggiore del valore della differenza minima di angolo di imbardata (ASJ-min), ricevere (238) il segnale di rilevamento indicativo della posizione sinistra del robot semovente rispetto all’insieme di linee di forza contigue trovate e generare (234) il segnale di azionamento movimentazione per continuare ad effettuare la curva a destra del robot semovente; - rilevare (235) che il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata (AS_i) è maggiore del valore della differenza minima di angolo di imbardata (ASJ-min), ricevere (238) il segnale di rilevamento indicativo della posizione destra del robot semovente rispetto all'insieme di linee di forza contigue trovate e generare (240) il segnale di azionamento movimentazione per muovere il robot semovente lungo il tratto rettilineo definito (DS).
4. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo la rivendicazione 3, in cui il modulo di inseguimento campo magnetico è configurato per rilevare (235) che il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata (AS_i) è maggiore del valore della differenza minima di angolo di imbardata (AS_imin), ricevere (237) il segnale di rilevamento indicativo dell’assenza del campo magnetico e generare (249) il segnale di azionamento movimentazione per effettuare una rotazione di 180 gradi del robot semovente, ed attivare (200-1) la fase di ricerca campo magnetico.
5. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo la rivendicazione 3, in cui il modulo di inseguimento campo magnetico è configurato per: - rilevare (235) che il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata (AS_i) è minore del valore della differenza minima di angolo di imbardata (ASJ-min), rilevare (239) che il valore attuale dell’angolo di imbardata (S_i) è maggiore del valore di imbardata iniziale (SJ-in), generare (250) il segnale di azionamento movimentazione per effettuare una rotazione del robot semovente indietro verso destra di 90 gradi ed attivare (200-1) la fase di ricerca campo magnetico; - rilevare (235) che il valore della differenza attuale dell’angolo di imbardata (AS_i) è minore del valore della differenza minima di angolo di imbardata (ASJ-min), rilevare (239) che il valore attuale dell’angolo di imbardata (S_i) è minore del valore di imbardata iniziale (SJ-in), generare (251) il segnale di azionamento movimentazione per effettuare una rotazione del robot semovente indietro verso sinistra di 90 gradi ed attivare (200-1) la fase di ricerca campo magnetico.
6. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui il sensore di campo magnetico è realizzato con due bobine aventi un orientamento reciproco a circa 90 gradi ed aventi una posizione orizzontale rispetto al piano definito dall’area di lavoro, in cui il segnale di rilevamento è la differenza di fase e ampiezza fra le forze elettromotrici indotte ai capi delle due bobine.
7. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui la stazione base è configurata per generare il campo magnetico su una parte dell’area di lavoro.
8. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui il robot semovente è, alternativamente: - un tagliaerba; - un robot per la pulizia di una piscina; - un robot per aspirare la polvere; - un robot per lavare un pavimento.
9. Apparecchiatura di lavorazione (100) secondo almeno una delle rivendicazioni da 3 a 8, in cui il robot semovente comprende una batteria ricaricabile ed in cui la batteria viene ricaricata per mezzo di un accoppiamento induttivo fra un generatore del campo magnetico ed il sensore di campo magnetico, quando il robot semovente si trova all’interno della stazione base in una modalità di riposo.
10. Metodo per controllare il rientro in una stazione base (80) di un robot semovente (1), comprendente i passi di: - generare un campo magnetico (B) che si estende almeno in parte su un’area di lavoro limitata; - attivare una modalità di ritorno in base; - muovere il robot semovente all’interno dell’area di lavoro per ricercare un insieme di linee di forza contigue (91) del campo magnetico all’interno dell’area di lavoro secondo un percorso (94) di ricerca definito; muovere il robot semovente all'interno dell’area di lavoro per inseguire (91-1) almeno una porzione dell’insieme delle linee di forza contigue trovate per mezzo di una pluralità di manovre (92-2, 92-3) di attraversamento dell’insieme delle linee di forza contigue trovate fino a raggiungere la stazione base.