专利名称：配置为沿多个方向移动负载的移动系统的利记博彩app
技术领域：
本公开涉及配置为沿多个方向移动质量件的移动系统。
背景技术：
高架桥式起重机广泛用于提升和迁移大负载。通常，拾取和放置操作中的位移包括三个平移自由度和沿垂直轴线的旋转自由度。该组运动，称为选择顺应性装配机器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm( “SCARA”))运动或“SchOnflies”运动，在工业中广泛使用。桥式起重机允许沿两个水平轴线的运动。通过适当的关节，可以增加垂直的平移轴线和垂直的旋转轴线。沿水平轴线的第一运动是通过在固定轨道上移动桥获得，而沿第二水平轴线的运动是通过垂直于固定轨道的方向沿桥移动台车获得。沿垂直轴线的平移是利用垂直滑动关节或通过使用皮带获得。沿垂直轴线的旋转是利用相对于垂直轴线的旋转枢轴获得。存在部分机动化版本的高架桥式起重机，其通过人操作者而被手动地沿水平轴线位移且手动地沿垂直轴线旋转。但其包括机动化提升机，以便应付沿垂直方向的重力。而且，一些桥式起重机被沿所有轴线手动地位移，但是负载的重量被平衡装置补偿以便于操作者的作业。这种桥式起重机有时被称为辅助装置。平衡通常是通过加压空气系统实现的。这些系统需要压缩空气以保持压力或真空-这依赖于使用的原理-其要求可观的功率。而且，由于压缩空气气缸的摩擦，位移不是非常平滑且甚至可能会颠簸。平衡可被利用平衡重实现，其给系统增加了可观的惯性。尽管对于垂直运动是有用的且甚至是必须的，附连至桥式起重机的台车的这种系统由于移动这些系统的质量而增加了关于水平运动的可观惯性。在基于平衡重的平衡系统的情况下，增加的质量可能非常大，甚至比负载本身大。如果水平行进速度较大，增加至系统的惯性成为大缺陷。还存在完全机动化版本的这种桥式起重机，其要求强力促动器(特别是用于垂直运动轴线)，其必须支撑负载的重量。这些促动器通常被附连至台车或桥且然后处于运动中。垂直平移促动器有时被附连至桥且通过类似于塔式起重机使用的系统而被链接至台车。
发明内容
—种移动系统，其被配置用于移动负载。该移动系统包括桥式起重机、台车和移动装置。桥式起重机被配置为沿X轴线移动。台车被可移动地附连至桥式起重机且被配置为沿Y轴线移动，所述Y轴线与X轴线成垂直关系。移动装置从台车悬挂。移动装置包括附连部分、多个壳体、第一弯曲元件、第二弯曲元件、缆绳和缆绳角度传感器。壳体每个操作地从附连部分延伸。第一弯曲元件和第二弯曲元件在相应端部之间延伸。第一和第二弯曲元件的端部枢转地附连至多个壳体中的相应一个。第一和第二弯曲元件中的每个形成部分圆。第一弯曲元件限定第一槽，第二弯曲元件限定第二槽。第一弯曲元件垂直地与第二弯曲元件重叠，从而第一弯曲元件的第一槽与第二弯曲元件的第二槽成垂直关系。第一弯曲元件被配置为绕第一轴线枢转，第二弯曲元件被配置为绕第二轴线枢转，所述第二轴线与第一轴线成垂直关系延伸。缆绳从附连部分延伸且穿过第一槽和第二槽中的每个。缆绳被配置为相对于附连部分枢转，从而缆绳将第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应的第一和第二轴线角位移。缆绳角度传感器被配置为测量第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移。移动装置被配置为确定负载的意图移动方向。移动装置包括附连部分、多个壳体、第一弯曲元件、第二弯曲元件、缆绳和缆绳角度传感器。壳体中的每个操作地从附连部分延伸。第一和第二弯曲元件每个都在相应端部之间延伸。第一和第二弯曲元件的端部枢转地附连至多个壳体的相应一个。第一和第二弯曲元件的每个形成部分圆。第一弯曲元件限定第一槽，第二弯曲元件限定第二槽。第一弯曲元件垂直地与第二弯曲元件重叠，从而第一弯曲元件的第一槽与第二弯曲元件的第二槽成垂直关系。第一弯曲元件被配置为绕第一轴线枢转，第二弯曲元件被配置为绕第二轴线枢转，所述第二轴线与第一轴线成垂直关系延伸。缆绳从附连部分延伸且穿过第一和第二槽的每个。缆绳被配置为相对于附连部分枢转，从而缆绳将第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应的第一和第二轴线角位移。缆绳角度传感器被配置为测量第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移。一种沿X轴线和Y轴线中的至少一个移动一移动装置的方法包括提供缆绳角度传感器，该缆绳角度传感器被配置为测量第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应第一和第二轴线的角位移。缆绳被垂直地布置穿过限定在相应的第一和第二弯曲元件中的第一和第二槽中的每个。角度被赋予缆绳，从而缆绳导致第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应的第一和第二轴线角位移。第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应第一和第二轴线的角位移被确定。响应于第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应第一和第二轴线的角位移的确定，移动装置被沿X轴线和Y轴线中的至少一个移动，直至缆绳为垂直的。当结合附图和所附权利要求时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本公开的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
图1是包括移动装置的移动系统的示意性透视图，该移动装置被连接至支撑结构且配置为移动附连至缆绳的负载；图2是配置为测量缆绳的角位移的缆绳角度传感器的示意性透视图；图3是图2的缆绳角度传感器的轴、传感器和壳体的分解示意性透视图；图4是支撑负载的移动装置的示意性透视图；图5A-5C是移动系统的参数定义的示意性表示图；图6是可与图1中所示的控制器一起使用的高频振荡方案的示意性方块图；图7是可与图1中所示的控制器一起使用的控制方案的示意性方块图8是通过融合方法的加速度估计的示意性方块图；图9是浮动模式控制方案的示意性方块图；以及图10是浮动模式的控制方案的另一示意性方块图。
具体实施例方式参考附图，其中相似的标号指示相似的部件，配置为沿多个方向移动负载12的移动系统10在图1中的10处示出。移动系统10被安装至固定支撑结构14，该固定支撑结构14被配置为支撑移动系统10和负载12。支撑结构14包括但不限于一对平行轨道16或轨道梁(runway track)。参考图1，移动系统10包括桥式起重机18、台车20和移动装置22。桥式起重机18是包括跨该对平行轨道16的至少一个梁30的结构。桥式起重机18适于沿Y轴线17运送负载12。台车20可移动地附连至桥式起重机18的梁30，从而台车20适于沿X轴线19运送负载12，该X轴线与Y轴线17大致呈垂直关系。移动装置22被操作地附连至台车20。Z轴线21沿相对于地面G的垂直方向延伸，且被限定在X轴线19和Y轴线17的交叉点之间。参考图1和2，移动装置22包括缆绳角度传感器24、悬垂缆绳26、大车28和控制器32。缆绳26被配置为支撑负载12。缆绳角度传感器24被配置为测量缆绳26的两个自由度。附加地，移动装置22被配置为允许操作者33将他们的手35直接放置在负载12任何地方。通过与负载12紧密接触，操作者更容易操纵和引导移动装置22。当操作者不被限制于在哪里放置他们的手时，操作者33的手35的放置可被调节，以更有效、有成效、舒适，且给操作者提供更清晰的手边作业视野。操作者33的手35在负载12上的直接放置还可允许操作者仅用一只手35操控负载12，同时使用另一只手35用于作业的其他方面。附加地，对负载12的直接接近可允许许多操作者33同时接触负载12，这是由于系统被配置为测量操作者33对负载12联合施加的合力。参考图1和5，在操作中，操作者33通过在X-Y平面中推动或以其他方式施加力F至负载12而赋予缆绳26角度01和θ2。这些角度01和θ2通过缆绳角度传感器测量。控制装置32被操作地附连至移动装置22。控制器32被配置为沿X轴线19和/或Y轴线17移动大车28，以保持缆绳26垂直(沿Z轴线21)。因此，大车28沿操作者33期望的方向(缆绳26位移的方向)移动，同时控制缆绳26摆动，导致在沿X轴线19和Y轴线17移动负载12过程中对操作者33的辅助。由于控制器32确保缆绳26保持垂直，操作者33不需要手动地停止负载12，因为控制器32设法使得负载12停止。附加地，还可以提供自主模式，其中负载12位置被指定，同时减少缆绳26摆动。缆绳角度传感器24可被配置为绝对的、精确的、低成本的，且提供高解析度以实现控制目的。控制器32基于具有状态空间控制的简化的缆绳26动力学，用于提供协同运动和自主运动。控制器32可被修正以改变参数，例如缆绳26长度。附加地，控制器32不需要大车28或负载12的质量，而是适于改变参数同时具鲁棒性且对于操作者33是直观的。再次参考图2，缆绳角度传感器24包括第一弯曲元件36和第二弯曲元件38。每个弯曲元件在相应端部40之间延伸。弯曲元件36、38每个都形成部分圆且为同心的，从而它们分享公共中心。第一弯曲元件36限定第一槽44，第二弯曲元件38限定第二槽46。每个槽在相应端部40之间纵向地延伸。第一弯曲元件36与第二弯曲元件38垂直地重叠，从而第一弯曲元件36的槽与第二弯曲元件38的槽成垂直关系。弯曲元件36、38的端部40被枢转地附连至相应壳体48。壳体48被操作地附连至安装板50 (图4)，从而第一弯曲元件36绕第一轴线52枢转，第二弯曲元件38绕第二轴线54枢转，该第二轴线54与第一轴线52以垂直相交关系延伸。轴56枢转地将每个端部40和相应壳体48互连。更具体地，参考图3，轴56由两个轴承58支撑在相应壳体48中，确保轴56绕相应的第一和第二轴线52、54的旋转是正(straight)的且摩擦较低。参考图4，缆绳26穿过第一槽44和第二槽46。缆绳26的枢转点60应与槽44、46中的每一个对齐，从而缆绳26直穿过弯曲元件36、38，以防止可由于缆绳26绕弯曲元件36、38弯曲而造成的有偏读数(biased reading)。附加地,贯穿第一和第二弯曲元件36、38的角位移91和θ2 (其由穿过槽44、46的缆绳26的移动导致)，第一弯曲元件36的槽44的一部分与第二弯曲元件38的槽46的一部分重叠。引导件85可被用于确保缆绳枢转点60保持相同。槽44、46可被配置为稍微大于缆绳26的直径。柔性元件可被布置在槽44、46内以闭合间隙。柔性元件可有助于防止缆绳26与槽的干涉导致的反冲，同时保持缆绳26在槽44、46内容易移动。由于对于第一轴线52和第二轴线54中的每个存在两个轴56，且每个轴56具有两个侧面72，多个传感器64可被用于每个轴线。通过非限制性实例，编码器66和霍尔效应传感器68可被用于第一轴线52和第二轴线54中的每个。尽管每个轴线仅一个传感器就足够了，但将编码器66与霍尔效应传感器68组合提供更多益处。首先，来自编码器66和霍尔效应传感器68的信号可被使用数据融合组合以获得更好质量的信号。其次，可以比较两个信号以检测问题，即单独信号中的不准确性。最后，霍尔效应传感器68的绝对信号可被使用，同时采用了编码器66精确的优点。也可使用其它传感器64。绝对编码器66、电位计或线性加速度计(用作倾斜仪)可被用作位置传感器。陀螺仪可被用于获得角速度，而加速度计可被用于获得角加速度。布置在带槽部件上的加速度计或陀螺仪也可有助于确定不同的动态效应。光断路器也可被用在关键位置。最后，上述信号可被求导/积分以获得相应信号。大车28被配置为，响应于力F施加至负载12，沿相应X轴线19和Y轴线17移动桥式起重机18和/或台车20。当力F被沿X轴线19和/或Y轴线17的方向施加至负载12时，缆绳26在弯曲元件36、38的槽44、46内的移动导致弯曲元件36、38绕相应第一和第二轴线52、54旋转角度θρθρ传感器64测量弯曲元件36、38绕相应第一和第二轴线52,54的旋转角度Θ 1、θ2。为了对于小的角度测量精确度误差不敏感，可使用角度上的死区。该死区是其中没有系统上的动作发生的标志区域范围。移动装置22还可被小幅度高频率未建模动力激励，或其可难于控制去应对高频振荡。在振荡过程中，当缆绳26靠近垂直位置时，由于角度测量经常改变正负号，这使得难于抑制振荡。一种算法，如振荡逻辑块70中所示，被提供用于补偿高频振荡，同时保持精确度和性能来保持缆绳26垂直。应认识到，信号中的一个可例如是θ10对于小的死区，Qdbl被用于应对角度测量的精确度误差。限定了两个其它角度，θ db2和θ db3。信号θ pci在死区块72中确定且如下表不:
权利要求
1.种移动系统，配置为移动负载，该移动系统包括: 桥式起重机，配置为沿X轴线移动； 台车，可移动地附连至桥式起重机且被配置为沿Y轴线移动，所述Y轴线与X轴线成垂直关系; 移动装置，从台车悬垂，其中移动装置包括: 附连部分； 多个壳体，其操作地从附连部分延伸； 第一弯曲元件和第二弯曲元件，在相应端部之间延伸； 其中第一和第二弯曲元件的端部枢转地附连至多个壳体中的相应一个； 其中第一和第二弯曲元件中的每个形成部分圆； 其中第一弯曲元件限定第一槽，第二弯曲元件限定第二槽； 其中第一弯曲元件垂直地与第二弯曲元件重叠，使得第一弯曲元件的第一槽与第二弯曲元件的第二槽成垂直关系； 其中第一弯曲元件被配置为绕第一轴线枢转，第二弯曲元件被配置为绕第二轴线枢转，所述第二轴线与第一轴线成垂直关系延伸； 缆绳，其从附连部分延伸且穿过第一槽和第二槽中的每个； 其中缆绳被配置为相对于附 连部分枢转，使得缆绳将第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应的第一和第二轴线角位移；以及 缆绳角度传感器，其被配置为测量第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移。
2.权利要求1所述的移动系统，其中移动装置进一步包括操作地连接至台车和桥式起重机中至少一个的大车； 其中大车被配置为与第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移对应而沿相应X轴线和Y轴线中的至少一个移动。
3.权利要求2所述的移动系统，进一步包括控制器，其操作地连接在传感器和大车之间； 其中控制器被配置为从传感器接收信号，该信号指示第一和第二元件中的至少一个的角位移的测量值，然后发送信号至大车以响应从传感器接收的信号而沿X轴线和Y轴线中的至少一个移动大车。
4.权利要求3所述的方法，其中移动装置进一步包括: 多个轴承，其中多个轴承中的一个被布置在每个壳体的相应一个中；以及多个轴，其中多个轴中的一个枢转地互连第一和第二弯曲元件中的相应一个的端部中的一个与相应壳体，使得轴被相应轴承枢转地支撑。
5.权利要求4所述的移动系统，其中缆绳角度传感器包括: 一对编码器，其操作地连接至第一弯曲元件和第二弯曲元件中的相应一个；和 一对传感器，其操作地连接至第一弯曲元件和第二弯曲元件中的相应一个； 其中与相应的第一弯曲元件和第二弯曲元件对应的传感器和编码器被配置为提供对应于相应第一弯曲元件和第二弯曲元件的角位移的信号至控制器。
6.权利要求1所述的移动系统，移动装置进一步包括绞盘，其被配置为沿Z方向移动缆绳以改变缆绳的长度和沿Z方向移动负载。
7.权利要求6所述的移动系统，移动装置进一步包括载荷单元，其操作地连接至缆绳且被配置为感测施加至负载的载荷。
8.种移动装置，配置为确定负载的意图移动方向，该移动装置包括: 附连部分； 多个壳体，其操作地从附连部分延伸； 第一弯曲元件和第二弯曲元件，在相应端部之间延伸； 其中第一和第二弯曲元件的端部枢转地附连至多个壳体中的相应一个； 其中第一和第二弯曲元件的每个形成部分圆； 其中第一弯曲元件限定第一槽，第二弯曲元件限定第二槽； 其中第一弯曲元件垂直地与第二弯曲元件重叠，使得第一弯曲元件的第一槽与第二弯曲元件的第二槽成垂直关系； 其中第一弯曲元件被配置为绕第一轴线枢转，第二弯曲元件被配置为绕第二轴线枢转，所述第二轴线与第一轴线成垂直关系延伸； 缆绳，其从附连部分延伸且穿过第一槽和第二槽的每个； 其中缆绳被配置为相对于附连部分枢转，使得缆绳将第一和第二弯曲元件中的至少一个绕相应的第一和第二轴线角位移；以及 缆绳角度传感器，其被配置为测量第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移。
9.权利要求8所述的移动装置，其中移动装置进一步包括操作地连接至台车和桥式起重机中的至少一个的大车； 其中大车被配置为与第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移对应而沿相应X轴线和Y轴线中的至少一个移动。
10.权利要求9所述的移动装置，进一步包括控制器，其操作地连接在传感器和大车之间； 其中控制器被配置为从传感器接收信号，该信号指示第一和第二元件中的至少一个的角位移的测量值，然后发送信号至大车以响应从传感器接收的信号而沿X轴线和Y轴线中的至少一个移动大车。
全文摘要
移动系统包括桥式起重机、台车和移动装置。移动装置包括附连部分、多个壳体、第一和第二弯曲元件、缆绳和缆绳角度传感器。弯曲元件被枢转地附连至壳体且垂直地彼此重叠，从而第一弯曲元件中限定的第一槽与第二弯曲元件中限定的第二槽垂直。第一弯曲元件能绕第一轴线枢转，第二弯曲元件配置为绕第二轴线枢转。缆绳从附连部分延伸且穿过每个槽。缆绳可枢转以绕相应轴线角位移至少一个弯曲元件。缆绳角度传感器被配置为测量第一和第二弯曲元件中的至少一个的角位移。
文档编号F16F15/28GK103086272SQ20121043718
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月5日 优先权日2011年11月4日
发明者A.勒库尔斯, S.福考尔特, T.拉里伯特, C.戈塞林, B.迈耶-圣-翁奇, D.高, R.J.梅纳萨 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司, 拉瓦尔大学