运输设备存放和充电的制作方法

随着人口的增长和城市化进程的加快，城市的人口正在不断增加。越来越多的用户乘坐公共交通系统，然后从公共交通站步行到最终目的地。此外，许多郊区居民现在将车停在市中心的停车场，然后步行到最终目的地，以避免市中心交通拥堵。改进的运输设备和用于此类改进的运输设备的改进的基础设施可以支持这些趋势。

附图说明

图1是示例性运输设备的透视图。

图2是图1的设备的透视俯视图。

图3是图1的设备的透视仰视图。

图4是具有悬架部件的示例性运输设备的透视图。

图5a是图4的设备的侧视图。

图5b是图4的设备在小物体上移动的侧视图。

图6a是图1的设备向前移动并运输用户的侧视图。

图6b是图1的设备向后移动并运输用户的侧视图。

图6c是图1的设备左转并运输用户的后视图。

图7是图1的设备承载负载并跟随用户的透视图。

图8是图1的设备的透视图，示出了安装的显示器和投影的显示器中的每一者。

图9是存放在车辆行李厢中的图1的设备的透视图。

图10是示出设备的电子部件和移动计算设备的框图。

图11是用于图1的设备的跟随模式的方法的流程图。

图12是用于图1的设备的存放系统的透视图。

图13是图12的存放系统的详细透视图。

图14是图12的存放系统的一部分的透视图。

图15是示出图12的存放系统的电子部件的框图。

图16是用于图12的存放系统的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在多个视图中表示相同的部件，参考图1至图11，示例性设备10包括：平台构件12，所述平台构件12具有顶部14和底部16；多个轮18、20、22、24，所述轮中的每个轮可旋转地安装在平台构件12的底部16上；以及马达26、28，所述马达26、28安装在平台构件12的底部16上；以及驱动轴30、32，所述驱动轴30、32从马达延伸并可驱动地联接到轮18、20、22、24中的至少一者。

设备10可以由用户使用作为移动设备。当用户站在设备10的顶部14上时，设备10可以承载用户。因此，设备10可以为用户提供便利，例如当用户需要在用户本来应步行的拥挤城市区域中行进长距离时。另外，设备10可以用于承载负载34，例如购物袋或其他货物。设备10可以承载负载34并在用户行走时跟随用户。

在图1和图2中示出了可旋转地安装到设备10的底部16的右轮18、左轮20和前轮22。当轮18、20、22、24旋转时，设备10可以在地面上移动。可以通过可驱动地联接到所述轮中的一个或多个轮的马达来提供使设备10移动的力。设备10通常能够在不同方向上移动，例如向前和向后移动。

前轮22可以围绕横向于平台构件12的轴线a1枢转，如图6b所示，或者前轮22可以是全向的，即能够横向滑动的“全向(omni)”轮，如图4所示。众所周知，全向轮可以在例如设备10转向或通过弯道时有利地提供横向滑动移动。例如，全向轮构造为这样的轮，所述轮具有围绕轮周安装的小轮盘，同时这些小轮盘的旋转轴线横向于全向轮的旋转轴线。因此，全向轮可以在向前或向后方向上提供移动，但也可以容易地横向滑动，即通过小轮盘的旋转而横向滑动。或者，全向轮可以以任何其他合适的方式构建以在横向方向上提供滑动移动。另外地或替代地，轮18、20、22、24中的一个或多个轮可以是可枢转的轮、全向轮，或可枢转的全向轮。

作为图3和图6b中所示的另一示例，设备10具有可旋转地安装到平台构件12的底部16的后轮24。另外，后轮24可以是可绕轴线a2枢转的轮、全向轮，或可绕轴线a2枢转的全向轮。

如图所示，平台构件12具有大致圆形的形状。或者，平台构件12可以具有任何其他合适的形状。平台构件12可以包括底盘13，如图4所示。底盘13可以包括固定(例如焊接)在一起的梁、板等。底盘13可以由金属、硬塑料或任何其他合适的材料形成。顶部14可以例如用螺钉附接到底盘13。

设备10可以包括一个或多个悬架部件45，所述一个或多个悬架部件45安装到平台构件12，例如底盘13，如图4和图5所示，以例如使在粗糙表面或物体上的骑行平稳。悬架部件45可以具有安装到底盘13的第一端部46和(例如，经由轮附接构件47)安装到轮18、20、22、24的第二端部46。当例如地面是平坦的时，悬架部件45可以处于稳定状态，如图5a所示，即，轮22、24不相对于底盘13移动。然而，当例如设备在物体或粗糙表面上骑行时，悬架部件45可以允许悬架部件45的第二端部46相对于第一端部46沿着横向于底盘13的轴线移动，如在图5b中所示。悬架部件45可以是板簧，例如由柔性钢制成的板簧，所述板簧可以如图5b所示弯曲。

马达26、28可以是电动马达。操作电动马达所需的电能可以来自安装在平台构件12上的多个电池36，如图3所示。作为一个示例，为了最佳地使用空间，可以在设备10的底部16处安装四个电池36。另外，设备10可以包括第二电动马达28和从所述第二电动马达28延伸的第二轴32，第二电动马达28安装到平台构件12的底部16，其中驱动轴30可驱动地联接到右轮18，并且第二轴32可驱动地联接到左轮20。

如图3所示，设备10可以具有安装到平台构件12的底部16或其他地方的电子控制器38，所述电子控制器38具有处理器40和存储器，所述存储器存储可由处理器40执行以控制设备10的转向、速度、加速和/或减速的指令。此外，设备10可以具有安装到平台构件12的底部16的一个或多个电池36，所述一个或多个电池36为电动马达26、28提供电能。

电子控制器38可以包括如图11所示的用于控制电动马达26、28的速度的马达驱动电路42，例如脉冲宽度调制电路。马达驱动电路42可以致动马达26、28以使设备10进行加速、减速或转向。

设备10可以包括安装到例如平台构件12的输入元件84，例如按钮或拨动开关，以选择设备10的操作模式，如图1和图10所示。操作模式可以例如包括正常模式和经济模式。与正常模式相比，设备10在经济模式下操作可以降低电动马达26、28的能量消耗。例如，为了降低能量消耗，在经济模式下的设备10的最大速度可以小于在正常模式下的设备10的最大速度。作为一个示例，处理器40可被编程为从输入元件84接收信号并根据接收的信号选择操作模式，例如通过根据所选择的操作模式调整最大速度阈值。处理器40还可被编程为致动马达以不超过根据操作模式确定的最大速度的速度驱动。另选地或另外地，处理器40可以从移动计算设备52或任何其他设备接收信号，并且根据接收的信号选择操作模式。另外，设备10可以包括可通过输入元件84选择的任何其他操作模式。或者，输入元件84可以安装到设备10的任何其他合适的部分。

如图所示，设备10可以包括安装到例如平台构件12的顶部14的一个或多个负载测量传感器44。负载测量传感器44可以是测力传感器，例如应变计测力传感器。用户可以在骑行期间站立在平台构件12的顶部14上，即在负载测量传感器44上施加重量。负载测量传感器44可以用于使得用户能够在地面上骑行时请求加速、减速、向右转、向左转。作为一个示例，使用负载测量传感器44控制设备10可以基于平台构件12的顶部14上的负载分布来完成。例如，负载测量传感器44可以包括右前区域、左前区域、右后区域和左后区域。或者，负载测量传感器44可以是测力传感器阵列，如图1和图2所示，其中负载分布可以基于在测力传感器阵列中的每个测力传感器元件处测量的力数据比对所述测力传感器元件的位置比对平台构件12的顶部14上的参考点来计算。

参考图6a至图6c，用户可以向前或向后倾斜以加速或减速，并且可以向左或向右倾斜以便转向左方向或右方向。处理器40可以被编程为从负载测量传感器44接收指示在所述区域中的一个或多个区域处检测到的力的数据，并且基于所接收的力数据致动马达26、28以向某一方向移动。例如，当使用具有不同区域的负载测量传感器44的设备10在前部区域中测量的力f前部大于在后部区域中的力f后部时，这可以指示请求在如图6a所示的方向d向前上加速，或者在负载测量传感器44的左侧区域中测量的力f左侧大于在右侧区域中的力f右侧可以指示请求转向到如图6c所示的左方向t左。或者，用户可以将设备10作为滑板(未示出)骑行，即，用户可以在设备的顶部14上朝向右方向或向左方向站立。换句话说，用户可以面向在右轮18和左轮20之间延伸的方向。在该示例中，可以以如关于图6a至图6c所描述的类似方式对设备10进行加速、减速或转向。

参考图3所示的示例，设备10可以使用可驱动连接的轮18、20转向，例如，右轮18和左轮20分别可驱动地连接到电动马达26和第二电动马达28。处理器40可以被编程为致动马达驱动电路42以在电动马达26与第二电动马达28中施加不同的速度和/或不同的旋转方向，以便使设备10进行转向。作为另一示例，当右轮18和左轮20都可驱动地连接到电动马达26时，设备10可以包括右离合器和左离合器，右离合器调节从电动马达传递到右轮18的扭矩，并且左离合器调节从电动马达传递到左轮20的扭矩。处理器40可被编程为致动右离合器和左离合器以将不同量的扭矩传递到右轮18与左轮20，这可以使设备10改变移动的方向。另外地或替代地，轮22、24横向于由处理器40控制的平台构件12绕轴线a1或a2旋转可以使设备10转向。

作为一个示例，在具有全向轮22、24的设备10中，在右方向或左方向上的转向可以使全向轮横向地滑动。这可以有利地为设备10提供更平滑的转向。替代地或另外地，前轮22和/或后轮24可以横向于平台构件12绕轴线a1、a2枢转。

包括多个电线的电线束可以使电池36，电动马达26、28，电子控制器38和负载测量传感器44互连。另外，设备10可以包括电连接到电线束的充电插头48。充电插头48可以允许对设备10的电池36进行充电。设备10的电池36可以是可再充电的，并且电子控制器38可以包括电池充电电路50以控制对电池36进行充电所需的电能的流动。或者，电池36可以通过以下方式进行无线充电：使用充电耦合器代替有线充电插头48，将电池充电电路50配置为用于支持感应充电，以及使感应充电端口连接到电源，例如车辆电池。无线地对电池36进行充电可以为用户提供便利。电子控制器38的处理器40可以被编程为当设备10通过充电插头48连接到电源时控制电池36的充电，例如当如图9所示存放在车辆的行李厢中的备用轮胎位置保持器中时。替代地或另外地，设备10可以在城市地区周围的专用充电站中、家中或任何其他合适的地方进行充电。另外，设备可以包括安装到平台构件12的显示器以显示电池36的充电电平，例如具有四个区段的分段环形显示器82可以安装到平台构件12的周边。可以打开和关闭四个区段中的每一个区段以分别通过照亮零个、一个、二个、三个或所有区段来示出电池36的充电电平处于0％、25％、50％、75％和100％充电的五个不同电平。

为了避免设备10与路上的物体碰撞，能够迅速减速是有利的。电子控制器38可以被编程为当用户请求快速减速时以发电机模式操作电动马达，例如当用户的重量主要施加在负载测量传感器44的后部区域上时。在发电机模式下的电动马达抵抗电动马达的转子的旋转，由此可使设备10减速。这具有以下额外益处：如果电池充电电路50和电子控制器程序支持能量回流到电池36，即从混合动力车辆已知的所谓的再生操作模式，则可以在减速期间对电池36进行充电。另外地或替代地，设备10可以包括一个或多个制动器80。例如，当用户的减速请求超过某个减速阈值时，可以由处理器40来致动制动器80。

作为如图7所示在“跟随”模式下使用设备10的另一示例，用户可以将负载34(例如购物袋)放置在平台构件12上，并且在用户没有骑乘设备10时，设备10可以在用户旁边、前面或后面的地面上移动。如图10所示，设备10可以具有第一位置传感器54(例如，确定设备10的坐标的全球定位传感器或位置传感器)和无线通信电路58，并且移动计算设备52可以由用户携带，所述移动计算设备52具有第二位置传感器56(例如，确定移动计算设备52的全球坐标的全球定位传感器)和第二无线通信电路60(例如，蓝牙)，并且处理器40被编程为执行如图11中所示的后续过程。简而言之，用户设备10的移动计算设备52可以与所述设备的电子控制器38通信以致动设备10的马达26、28，从而使设备10在用户的旁边、后面或前面移动。

参考图11，后续过程包括以下步骤：检测设备10是否处于跟随模式下；接收设备10的第一位置(例如，使用已知的纬度坐标和经度坐标的地理位置)；建立到移动计算设备52的无线数据链路62；接收移动计算设备52的第二位置；计算从第一位置到第二位置的路径；以及使设备10沿着路径从第一位置移动到第二位置。为控制设备10沿着路径的移动，电子控制器38可以实施各种控制方法，例如比例积分微分控制、级联控制、模糊控制或任何其他合适的控制方法。为了沿着路径移动设备10，电子控制器38可能需要致动设备10以如上所述转向，从而使设备10跟随用户的行走路径。

用户可能偏好设备10在跟随模式下在用户前面或旁边移动。在此情况下，处理器40可以被编程为从移动计算设备52接收导航信息并从移动计算设备52接收加速、减速和朝向预定目的地转向的命令。另外地或替代地，设备可以在自主模式下在导航路径上移动，而无需用户在设备10上或在设备10附近。在这种情况下，设备10的加速、减速和转向由处理器40和/或移动计算设备52或云服务器控制。这可用于创建在城市区域中的预定路线上移动的设备10的队列，从而为用户创建所谓的随上随下运输机制。另外，用户可以使用移动计算设备52将设备10自主地发送到特定目的地。

在跟随模式下在用户后面移动的设备10可以另外地或替代地包括传感器64、66，例如相机，以用于检测例如设备10附近的物体、安装到设备10的周边的物体、通过电线束与电子控制器38连接的物体。传感器64、66具有水平视野fovh和竖直视野fovv，所述水平视野fovh和竖直视野fovv覆盖设备10的周围的至少一部分。替代地或另外地，传感器64、66可以包括雷达、激光雷达或超声传感器，以用于检测设备10附近的物体。传感器64、66中的第二处理器或电子控制器38中的处理器40可以被编程为检测用户并计算设备10相对于用户的位置，例如地理坐标。可以使用像用户的衣服或配饰上的qr码的特定图形图案或使相机传感器64、66能够区分用户与设备10周围的其他人的任何其他特征来实现对用户的检测。

如图11所示的用于跟随模式的方法包括：如框120所示，检测设备10是否处于跟随位置；如框122所示，定位设备10的第一位置；如框124所示，建立到移动计算设备52的无线数据链路62；如框126所示，接收移动计算设备52的第二位置；如框128所示，计算从第一位置到第二位置的路径；以及如框130所示，使设备10沿着路径从第一位置移动到第二位置。

电子控制器38的处理器40可以被编程为检测传感器64、66的视野中的物体，致动马达26、28以使设备10在朝向物体或远离物体的方向上移动。由设备10检测的物体可以是传感器64、66的视野中的图案。

作为另一示例，为了避免设备10和用户之间的碰撞，在跟随用户时，处理器40可以在设备10达到预定的最小接近度(即，距离)阈值时发送停止请求。设备10可以在用户向前行走且设备10与用户之间的距离超过预定的最小距离时再次移动。如图11所示，方法可以包括：如框132所示，计算路径上的中间位置，所述中间位置与第二位置的距离至少等于最小接近度阈值；以及如框134所示，使设备10在第二位置处停止。

如图8所示，设备10可以包括安装到平台构件12的一个或多个显示器元件68。显示器元件68可以向用户提供信息，例如，当设备10在自主模式下移动并且用户站在设备10上时，显示器可以向用户指示移动方向的下一个改变。替代地或另外地，设备10可以包括投影仪70，所述投影仪70具有从平台构件12延伸的投影轴线，所述投影仪70以视觉形式72将信息投影在表面上，例如如图6所示投影在地面上。

为了更好的可见性，设备10可以包括安装到设备10的周边的多个光元件，例如前灯74和/或尾灯76。

如图8所示，设备10可以在平台构件12的顶部14上具有孔78，以提供支撑用户的伞等的可能性。这可以提供改善的用户稳定感。这也可以用于保持由用户用作步行辅助的手杖。另外地或替代地，杆可以安装到平台构件12的顶部14或底盘13上，其可以由用户握住以获得更好的稳定性。

为了例如在拥挤的市区区域中存放设备10和/或对设备10进行充电，可以提供具有充电能力的存放系统。参考图12至图16，可以存放多个设备10的系统85包括存放设备86，所述存放设备86包括充电端口88、处理设备92和处理器110。处理器110被编程为向处理设备92输出信号以为运输设备10选择存放装置86，将运输设备10放置在所述存放装置86中，以及然后激活充电端口88以对运输设备10进行充电。

在本文中根据示例描述了存放和充电系统85，其中上述一个或多个示例性运输设备10可以被存放和/或连接以进行充电。然而，应该理解，存放和充电系统85可以包括适用于存放其他运输设备和/或对其他运输设备进行充电的原理和/或结构。

在图12所示的一个示例中，存放系统85可以从用户接收设备10以进行存放和/或充电，输出一个或多个存放设备10的状态，和/或将存放的设备10返回给用户。存放系统85还可以包括盖114，例如塑料盖、玻璃盖或金属盖；用户接口112，例如触摸屏；以及开口116。设备10可以通过开口116进入或离开存放系统85。用户可以经由用户接口112与存放系统85通信。替代地或另外地，存放系统85可以包括无线通信接口118以与例如用户的移动计算设备52通信。此种存放系统85可以放置在路边、购物中心内等。

为了存放多个设备10，存放系统85可以包括多个存放装置86。设备10可以存放在每个存放装置85中。存放装置可以是以竖直堆叠布置的搁架，例如以节省拥挤的城市中心中的空间。

如图13所示，存放装置86包括充电端口88。充电端口88可以例如经由插座电连接和机械连接到设备10以对电池36进行充电。或者，充电端口88可以包括无线充电部件，诸如感应线圈，以经由磁感应对设备10的电池36充电。存放装置86内部的区域被称为充电位置，在所述区域中存放装置86的充电端口88之间的有线或无线连接被设置在例如感应线圈的感应范围内。

处理设备92可以包括基部94，由基部94支撑的导向件90，可滑动地安装到导向件90的升降装置96，以及安装到升降装置96的保持器设备100。

基部94可以包括连接(例如焊接)在一起的金属板、金属梁等。基部94可以成形为使得通过开口116进入/离开存放系统85的设备10可以在基部上移动到处理设备92可接近的区域(例如，保持器设备100)。

导向件90可以包括轨道或其他机构，从而允许升降装置96在与导向件90机械接合的同时沿着导向件90滑动。当存放装置86竖直地堆叠时，导向件90可以与存放装置86的竖直堆叠平行。

如图13所示，导向件90可以安装到基部94。或者，导向件90可以相对于基部94移动。例如，存放装置86可以堆叠成多个竖直堆叠或水平地堆叠。因此，导向件90可以例如经由第二导向件而安装到与基部94可移动地接合的水平移动致动器。此种水平移动致动器可以从处理器110接收信号以使导向件90相对于基部移动。

升降装置96可以是经由套筒、线性轴承等与导向件90接合的实心矩形。升降装置96可以由金属或其他硬质材料形成。或者，升降装置96可以具有由基部94支撑并且适于升降设备10的其他形状或结构。

处理设备92可以包括机械地联接到升降装置96的升降致动器98，例如电动驱动器或气动驱动器，所述升降致动器98与导向件90接合。存放系统85的处理器110可以向升降致动器98输出信号以使升降装置96沿着导向件90滑动。升降致动器98可以根据接收的信号移动升降装置96。例如，存放装置86可以编号为1到20，并且接收的信号可以指示第五存放装置86。升降装置96可以基于接收的信号而移动到第五存放装置86前面的位置。或者，接收的信号可以指示移动到拾取或存放位置，例如以拾取通过开口116插入并搁置在基部94上的设备10。

如图13至图14所示，保持器设备100可以包括安装到升降装置96的附接件104，以及可移动地安装到附接件104的载体106。

载体106可以经成形以便拾取、承载和释放设备10，例如，载体106可以具有叉形物的形状。叉形载体106的叉齿108之间的距离可以小于运输设备的直径。也就是说，设备10的底部16可以由叉齿108支撑，而设备由载体106承载。

载体106可以由升降装置96支撑，例如经由附接件104。为了将设备10放入存放装置86/从存放装置86移出，载体106可以例如经由滑动件而相对于附接件104移动。另外，保持器设备100可以包括保持器致动器102，例如电动线性致动器，以使载体106相对于附接件104移动。保持器致动器102可以将载体106联接到附接件104。当载体106邻近附接件104时，例如，载体106触碰附接件104或最靠近附接件104时，载体106可以处于缩回位置。当载体106与附接件104间隔开时，载体106可以处于伸展位置，例如线性保持器致动器102的端部位置，例如完全伸展的致动器102，或者存放装置86中的充电位置，以允许由载体106支撑的设备10可连接到存放装置86的充电端口88。

存放系统85的处理器110还可被编程为控制保持器致动器102以使载体106在缩回位置和伸出位置之间移动。例如，当载体106处于缩回位置时，升降致动器98基于来自处理器110的信号在存放装置86的前面竖直移动载体106。然后，处理器110可以向保持器致动器102输出信号以将载体106移动到伸展位置，从而将设备10放置在存放装置86中。另外地或替代地，处理器110可被编程为将设备10放置在存放装置86的充电位置处。

如图15的框图所示，处理器110可以例如经由以太网或过程现场总线(profibus)与用户接口112、升降致动器98、保持器致动器102、无线通信接口118和充电端口88电通信。

图16的过程1600始于框1605，其中处理器110从例如用户接口112或移动计算设备52接收请求。

接下来，在判定框1610处，处理器110基于接收的请求确定接收的请求是否是存放请求，即，将设备10存放在存放系统85中的请求。如果是，则接下来执行框1615；否则，过程1600前进到框1630。

在框1615中，处理器110可以基于接收的数据来选择空存放装置86，例如，基于接收的请求中提供的设备10的大小。

接下来，在框1620中，处理器向升降致动器98输出信号以将设备10从基部94提起并放置于在框1615处选择的存放装置86中。例如，处理器110可被编程为向升降致动器98输出信号以将升降装置86移动到基部94，例如以诸如-10m/s的方向速度值向下移动升降装置96。处理器还可被编程为然后向保持器致动器102输出信号，例如1，以将载体106伸出到伸展位置，例如放置在设备10下方的叉齿108，然后向保持器致动器102输出信号，例如-1，以将承载设备10的载体106移动到缩回位置，然后向升降致动器98输出信号，例如10m/s，以使升降装置86在框1615处选择的存放装置86的前面向上移动，并且然后向保持器致动器98输出信号，例如1，以将载体106移动到伸展位置，从而将设备放置在所选择的存放装置中。另外，处理器110可被编程为将设备10与所选择的存放装置86的相应的充电端口88联接，例如通过将设备10放置在存放装置86中的充电区域处。例如，充电区域可以是存放装置86的特定位置，所述充电区域可以为感应充电提供最佳感应。处理器110可以从安装在存放系统85中的传感器(诸如相机)接收数据，以将设备10放置在预期的充电区域中。

接下来，在框1625中，处理器110可以激活所选择的存放装置86的充电端口，例如打开向充电端口88提供电力的继电器。

在可以跟随在框1610之后的判定框1630中，处理器110确定接收的请求是否是拾取请求，即，请求拾取存放的设备10。如果是，则接下来执行框1635。否则，过程1600前进到框1650。

在框1635中，处理器110选择存放装置86，所述存放装置86保持待提供给用户的设备10。处理器110可以基于接收的请求数据(例如，特定设备10的标识)来选择存放装置86。

接下来，在框1640中，处理器110可以停用所选择的存放装置86的充电端口88，例如关闭向充电端口88提供电力的继电器。

接下来，在框1645中，处理器110可以从所选择的存放装置86取出设备10并将设备10放置在基部94上，即，如上面关于框1620所描述的。

在可以跟随在框1630之后的框1650中，处理器110基于接收的请求数据识别设备10的充电状态。例如，请求数据可以包括所存放的设备10的标识。处理器110可以辨识保持特定设备10的存放装置86，例如，处理器110的存储器可以包含关于存放设备10到存放装置86的分配的历史信息。

在框1655处，处理器110可以输出在框1650处辨识的状态。输出状态可以显示在用户接口112或移动计算设备52上。

在框1625、1645或1655之后，过程1600结束。

已经以说明性方式描述了本公开，并且将理解，已经使用的术语旨在本质上是描述性的而不是限制性的字词。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的其他方式实践。