用于移动物体的系统和方法_3

文档序号:8543090阅读:来源:国知局

[0047]由此,控制系统50控制全向车辆20,例如,以连通所限定的行进路径,和/或命令全向车辆20的不同移动。例如,与全向车辆20组合的主控制器52限定一网络,其中,命令和/或数据(如反馈数据)在主控制器52与全向车辆20之间传送。应注意到,命令和数据可以连续或不连续地传送,如按确定间隔或者基于特定动作或反馈。然而,命令和数据可以按不同时间和在希望或需要时传送,例如,基于通过全向车辆20移动的物体的控制需求。
[0048]在一些实施方式中,控制系统50可以实现混和控制方法,其中,通过主控制器52和其它控制操作来控制总体控制方案,例如,通过各个全向车辆20来执行传感器计算补偿,并且所有运动的组合或加和导致物体在不平坦表面上的受控总体运动,使得保持机翼22的相对全向车辆20的方位和取向。例如,如果主控制器52接收到用于执行总体向前移动的指令,则传递并执行针对这种移动的信息。另外,当该移动在地面上执行时,通过全向车辆20执行针对X、Y、Z调节的补偿,以将总体系统保持在轨道上,S卩,保持受控的总体向前移动。由此,总体移动系统通过主控制器52与全向车辆20之间的协调和通信来限定。在一些实施方式中,各个组件的多个不同因素和特性或状态被监测和/或分析为总体控制的一部分,其可以总体上通过主控制器52或者单个地通过全向车辆20来执行。例如,每一个全向车辆20都可以执行单个检查,以确保适当的移动和与机翼的对准。
[0049]图4例示了根据各个实施方式的全向车辆20的受控移动。应注意到,在一些实施方式中,一个或更多个全向车辆20的移动可以在执行总体运动操作期间在一个或更多个方向上固定。例如,一个或更多个全向车辆20可以具有在执行总体运动操作期间禁用的一个或更多个运动方向或轴,以使针对该方向或运动或旋转的初始设置在执行总体运动操作期间不改变。用于设置和固定或锁定移动方向或旋转方位的确定,可以被确定为要通过全向车辆20行进的总体运动路线的一部分。例如,基于针对全向车辆20的行进路径的开始点和结束点,一个或更多个全向车辆20可以具有针对从开始点至结束点的总体运动操作的全部持续时间而设置并固定的特定操作。例如,全向车辆20a可以在所有方向上固定,全向车辆20b在一个方向上固定,而全向车辆20c在两个方向上固定(其中,在这个示例中,这些方向是X、Y以及Z方向,并如图2所示地枢转或旋转)。在这个示例中,其它全向车辆20可以被控制并且可以在所有方向上操作。由此,例如,全向车辆20可以从旋转固定,但允许改变方向,或者可以不允许改变方向,但可以旋转。
[0050]在所描述示例中,可以控制操作,以使一个或更多个全向车辆20针对其它全向车辆20保持相同的相对位置。例如,在机翼22的一个侧上的全向车辆20之间的距离被如距离Χ1、Χ2、Χ3、Χ4以及Χ5所示地保持。如可以看出的,不同全向车辆20之间的距离不相同。然而,在一些实施方式中,该距离相同。另外,全向车辆20之间的其它相对距离可以诸如在Y方向上确定和保持,由距离Yl和Υ2所示。
[0051]由此,在各个实施方式中,确定所有全向车辆20相对于机翼22的物理位置(如利用一个或更多个传感器64 (图3所示)),并且确定全向车辆20彼此相对的相对位置。在一个实施方式中,每一个全向车辆20都被表示为具有相对于原点82 (其是机翼22上的虚拟限定点,如中间)的方向矢量(箭头80所示)的Χ、Υ平面上的点。该信息被接收并且输入到主控制器52(图3所示)中,并且主控制器52预先计算或预先确定每一个全向车辆20应当怎样根据运动类型来移动。例如,主控制器52可以使用不同的数学结构或模型来确定全向车辆20的移动。应注意到,确定每一个全向车辆20的移动是基于被移动的物体(在这种情况下,是机翼22)。在各个实施方式中,确定物体的自由度和该物体怎样附接至全向车辆20,以使该物体不被过约束,而是允许浮动,如在此更详细所述。
[0052]如应清楚的,全向车辆20可以被单独地控制或者作为一组或子集来控制。例如,在各个实施方式中,全向车辆20中的一个或更多个可以半独立于其它全向车辆20中的一个或更多个来操作。例如,为了沿一运动移动,可以类似地移动一个或更多个全向车辆20,使得转动相同程度,并且以相同速度移动。然而,全向车辆20中的一个或更多个可以进行不同程度的转动或改变方向,并且可以以不同速度移动至其它全向车辆20。例如,当沿计算的运动路径移动机翼22时,机翼22可能必须沿运动路径在特定位置转动或旋转。在转动操作期间,利用全向车辆20之间的相对位置信息和用于在全向车辆20之间通信以及与主控制器52通信的能力(图3所示),全向车辆20中的一个或更多个与其它全向车辆20中的一个或更多个相比,按不同速度移动或者按不同角转动,以例如执行机翼22沿运动路径的转动。例如,在机翼22的端部中的一个处的全向车辆22中的一个或更多个,将针对在机翼22的中间或其它端部处的全向车辆20中的一个或更多个增加相对速度(在一些实例中,全向车辆20中的一些可以是静止的)。另外,全向车辆20中的一个或更多个可以比其它全向车辆20中的一个或更多个更多或更少地改变或调节转动方向或角,以提供不同的相对速度或调节转角(例如,与多个车辆中的其它车辆相比,按不同速度移动或不同调节转角来移动至少一个)。速度和/或转角的差异如在此所述地协调,并且例如允许机翼22沿非线性运动路径移动。全向车辆20之间的协调可以利用全向车辆20之间的通信以及与主控制器52的通信来提供,如在此所述。
[0053]如在此讨论的,全向车辆20可以被单独地控制或者作为一组或子集来控制。图5例示了根据一个实施方式的控制流程90,其中,提供了操作的单一模式和操作的活动组模式。该流程90在92处开始,其中,全向车辆20的电动机被启用或接通。可以在94处进行有关是否对任何电动机进行紧急停止的确定。在各个实施方式中,如果启用紧急停止(如通过操作者),则暂停所有全向车辆20的移动并且不重新开始,直到重置紧急停止命令为止。
[0054]接着,流程90包括在96处确定是否连接全向车辆20。例如,进行有关全向车辆20中的一个或更多个是否以通信方式与其它全向车辆20中的一个或更多个链接(如经由通信链路54(图3所示))的确定。如果确定全向车辆20中的一个或更多个被连接,则在98处进行是否选择组模式的确定。例如,操作者输入可以设置操作的组模式或者操作的单一模式。应注意到,选择组模式可以包括选择全部活动全向车辆20或者全向车辆20的子集。
[0055]如果启用或选择组模式,则在100处进行所选择组模式是否为活动组的确定。如果该选择是活动组选择,则在102处,全向车辆20的虚拟轴运动在102处同步。例如,如在此所述,提供全向车辆20的协调移动。然而,如果全向车辆20的组不是活动组,则在104处不允许移动。例如,全向车辆20可以继续保持在暂停模式。
[0056]下面,将对在单一模式下的操作导致的流程90进行描述。具体来说,如果在96处,确定全向车辆20不连接,则在106处,进行有关全向车辆20 (其可以包括一个或更多个全向车辆辆20)是否按组模式关闭的确定。如果全向车辆20在组模式下关闭,则在108处,不允许运动,除非提供了超驰(override)。如果全向车辆20在组模式下不关闭,或者如果在98处不选择组模式,则在110处,进行有关是否接通局部人机接口(HMI)的确定。如果接通局部HMI,则在112处,提供HMI控制。应注意到,HMI可以是任何类型的接口,并且操作者可以利用一个或更多个输入控制(如用户输入装置60(图3所示))与HMI相互作用。例如,HMI可以接收一个或更多个用户输入。
[0057]如果局部HMI为接通,则在114处,提供吊挂控制。应注意到,当在112处提供HMI控制时,另外可以在116处提供吊挂控制。例如,吊挂控制可以包括利用具有多个按钮的吊挂控制台,以控制全向车辆20中的一个或更多个的操作。
[0058]由此,每一个全向车辆辆20都可以按操作的不同模式来控制。例如,使用操作的单一模式,以单独地控制全向车辆20中的一个或更多个。在操作的这种模式下,全向车辆20操作为单个和独立单元(例如,移动或控制其它全向车辆20不影响所述一个全向车辆20)。操作的组模式包括按协调方式来控制全向车辆20,以使全向车辆20中的一个或更多个的操作影响全向车辆20中的其它全向车辆的操作。在操作的这种组模式下,主控制器52(图3所示)如在此所述地协调移动。例如,协调全向车辆20的运动以影响总体运动。
[0059]图6例示了当如在此描述地控制时,可以通过全向车辆20中的一个或更多个来执行的低水平运动120 (或局部运动或操作)。该低水平运动120可以按操作的单一模式或者操作的组模式来执行。在操作中,各个实施方式利用低水平运动120按局部水平来提供控制运动。低水平运动120被划分成不同的运动类型,其在各个实施方式中被同时控制。低水平运动120的组合利用限定总体运动的多个全向车辆20的运动操作,来限定针对单个全向车辆20的运动操作。
[0060]针对低水平运动120,这些运动包括全向运动122,其控制针对全向车辆20的车轮(如车轮装配件32(图2所示))的速度,以创建希望运动方向。低水平运动120还包括Z调平(leveling) 124,Z调平124控制全向车辆20的Z高度,其在一些实施方式中,基于通过一个或更多个载荷传感器(或其它载荷测量装置,该其它载荷测量装置可以被具体实施为如图3所示的全向车辆20的传感器64中的一个,其被设置为载荷传感器)测量的载荷。在操作中,基于该载荷,可以改变全向车辆20的Z高度(垂直高度),以针对改变表面条件(如改变地面条件)来主动或动态地补偿或调节。低水平运动120还包括X、Y定位126,其在各个实施方式中,包括滑移平面感测或力反馈补偿(例如,在两个轴中的旋转滑移平面)。由此,可以使用或组合不同类型的局部运动,以影响每一个全向车辆20的希望移动,其可以考虑到不同的测量力或载荷。
[0061]由此,在各个实施方式中,通过按协调方式控制全向车辆20的操作来控制物体的总体运动。图7的图表130例示了根据各个实施方式的总体控制方案。具体来说,主控制器52接收所有全向车辆20的物理几何结构和布局(方位)(例如,物理几何结构信息和布局信息)作为输入132,并且接收输入的行进的方向和距离作为输入143。例如,操作者可以选择所使用的全向车辆20的类型,其限定全向车辆20的物理几何结构。然而,在一些实施方式中,可以输入物理尺寸,或者输入模型。全向车辆20的布局可以根据如在此所述的位置信息来确定。针对输入134,针对行进的方向和距离限定全向车辆20的路径(例如,运动路径)。输入132例如可以包括:选择装配设施(如利用HMI)的虚拟图上的点,或者输入坐标或地理方位。
[0062]主控制器52使用输入132和输入134,来确定针对每一个全向车辆20的计算的运动,以导致诸如机翼22这样的物体的总体运动。如应清楚的,计算的运动可以包括针对每一个全向车辆20的不同的低水平运动120。应注意到,用于确定运动的计算可以导致传送至每一个全向车辆20并且按时
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