有效全向移动器制作方法

H·W·龙, S·M·金

2010年10月20日

2008年6月12日

2007年8月30日

通用电气公司

A63G7/00GK101868285SQ200880104660

移动 有效

一种用于控制路径上多个车辆的驾乘控制系统，包括路径处理器；与所述路径处理器接成电路的双向表决电路；其中，所述多个车辆中的各车辆包括由至少一个车辆支撑的车辆处理器；和与至少一个车辆处理器接成电路的分流继电器，其中，各车辆处理器配置成在所述车辆的预定条件下闭合相应分流继电器，由此激活所述双向表决电路以通知所有其它车辆2.根据权利要求1所述的系统，其中所述车辆的预定条件为所述车辆没有位于沿所述 路径的预测位置，且其中激活所述双向表决电路以停止所有车辆3.根据权利要求2所述的系统，其中在网络上经模拟和/或数字信号传送电信号4.根据权利要求1所述的系统，还包括用于沿所述路径传导电信号的母线，所述母线 在所述路径处理器和各车辆处理器之间的电路中5.一种用于可沿路径移动的多个车辆的电路，包括其至少一部分被设置在各车辆上的车辆控制系统，且所述车辆控制系统配置成在各特 定车辆沿所述路径移动时确定所述车辆的实际位置，并将所述实际位置与预测位置范围进 行比较，并且所述车辆控制系统还配置成如果特定车辆的实际位置处于所述预测位置范围 之外则停止所述路径上的所有车辆6.根据权利要求5所述的电路，还包括路径处理器，配置成将各车辆沿所述路径的预测位置传递给各车辆控制系统，并且 其中，所述车辆控制系统还配置成在所述车辆沿所述路径移动时确定所述车辆的实际 速度并将所述车辆的实际速度与所述路径的特定位置的最大速度进行比较，并且所述车辆 控制系统还配置成减小或增加所述车辆的速度7.根据权利要求6所述的电路，其中所述车辆控制系统包括距离传感器，用于感测所述车辆已经沿所述路径行驶的距离以提供实际位置； 定时器，用于提供所述车辆已在所述路径上的持续时间；处理器，所述处理器配置成将所述车辆在所述路径上的实际位置与预测位置范围进行 比较，并且如果所述实际位置不在所述预测位置范围之内则向所述路径处理器输出信号以 停止所有车辆8.根据权利要求7所述的电路，其中所述距离传感器还配置成确定所述车辆沿所述路径行驶的实际速度； 所述存储器装置还配置成存储对于沿所述路径的各位置范围的最高速度的查找表；以及所述处理器还配置成基于所述车辆沿所述路径的实际位置将所述车辆的实际速度与 对于沿所述路径的位置范围的最大速度进行比较，并且如果所述实际位置不在所述预测位 置范围之内则向所述路径处理器输出信号以停止所有车辆9.根据权利要求4所述的电路，还包括沿所述路径延伸的电母线，所述电母线激励多个车辆中的各车辆以使其运动，且与断 路器以电路方式连接，所述车辆控制系统还包括用于在所述断路器断开时停止各车辆的刹车10.根据权利要求9所述的电路，其中各车辆包括娱乐车辆且所述路径包括具有一对 铁轨的轨道11.根据权利要求10的电路，其中各车辆包括多个车轮且各距离传感器包括靠近所述 车轮安装的磁场传感器12.—种对可沿路径移动的多个车辆的位置进行监测和控制的方法，包括 将车辆控制系统的至少一部分设置在各车辆上；将车辆传感器装置安装到各车辆；存储对于车辆在所述路径上的多个给定持续时间沿所述路径的预测位置范围； 使用各车辆传感器来在各车辆沿所述路径移动时确定各车辆的实际位置； 将各车辆的实际位置与对于给定持续时间的预测位置范围进行比较；且 如果任意实际位置位于所述预测位置范围之外则停止所有车辆13.根据权利要求12所述的方法，其中所述车辆激励和停止系统包括沿所述路径延伸 的电母线，所述电母线激励所述多个车辆中的各车辆以使其运动且与断路器以电路方式连 接，所述车辆激励和停止系统还包括用于在所述断路器断开时停止各车辆的刹车14.根据权利要求12所述的方法，其中所述车辆将接收来自所述路径处理器的预期位 置数据15.根据权利要求13所述的方法，其中各车辆包括娱乐车辆且所述路径包括具有一对 铁轨的轨道16.根据权利要求15所述的方法，其中各娱乐车辆包括多个车轮且各距离传感器包括 安装到所述车轮中之一的磁铁和靠近所述车轮安装的磁场传感器多圈编码器17.根据权利要求12所述的方法，还包括在车辆和路径处理器之间传递预期位置数据18.—种对可沿路径移动的多个车辆的位置进行监测和控制的方法，包括 将多个车辆的预测位置传递给多个车辆；以及基于所传递的所有车辆的位置根据预定位置计划同步各车辆的位置

本文描述的主题一般涉及用于监控车辆运动的装置和方法，尤其涉及监控路径 (path)上的车辆运动

本发明的一个实施例涉及用于激励、停止路径上的车辆并监控其位置的系统和方 法该系统的一个具体实施例包括其至少一部分安装到各车辆的车辆激励和停止系统以及 安装到各车辆且与车辆激励和停止系统接成电路的车辆传感器装置参照附图1和2，来自驾乘系统的多个车辆中的一个车辆10示出为具有车身12、 车轮14和适当标记16以及坐于车中的乘客18车辆10设置在如轨道20的路径上，轨道 包括由横梁24支撑的铁轨22母线(bus bar)或激励铁轨26将来自发电机(如下所述) 的电能通过电极装置28提供给车辆10盘式刹车30示为安装到车轮14现在参照附图6，示出根据本发明一个实施例的驾乘控制系统的示意图一般在50 示出如图所示，该驾乘控制系统50包括与包括多个电路连接(未编号)的激励铁轨26接 成电路的路径或轨道处理器52以及各自位于车辆10(附图1)的多个车辆控制系统100要 领会，在可选实施例中(未示出)，轨道处理器52可通过无线通信而不是通过激励铁轨26 与各车辆控制系统100通信轨道处理器52可包括可编程逻辑控制器，并监控轨道功能， 例如轨道机械模式、停止和启动功能以及通过故障安全信号对所有轨道切换单元的控制 轨道处理器52和各车辆控制系统100可进行通信，以确保轨道机械模式时安装在轨道上的 所有车辆是安全受控的如果存在轨道模式的不一致或如果车辆感测其本身超出位置、速 度或加速度参数的范围或其它故障条件，则车辆将与轨道处理器和/或其它车辆处理器通 信，以对各车辆10引起停止或其它反应轨道处理器也可配置成根据某预定计划、例如各车辆沿路径等距离间隔确定各车 辆的理想位置并将其广播给路径上的各车辆然后，各车辆可通过增加速度或刹车以校正 其与其它车辆的间距来同步或改变其沿路径的位置如附图7详细所示，轨道处理器52可与双向表决电路56 (附图4)和受多个车辆监 控的用于定义轨道机械模式所用母线控制信号的双输出58以电路方式连接，双向表决电 路56包括多个以公知方式排列的半导体门，其功能在下文详细描述各车辆控制系统100 可包括用于激励分流继电器(shunt relay)66的输出切换控制器64以及用于从轨道处理 器52发送的模拟和/或数字信号的输入68也可用负载电阻器(未示出)来给轨道处理 器52提供对一个车辆的已知负载，使得车辆的数目可由模拟输入(未示出)的值定义如附图3所示，根据本发明用于激励、停止路径上的车辆及监控其位置的车辆控 制系统的一个实施例一般在100示出在该实施例中，控制系统100包括处理器110、存储 器112、定时器114、距离/速度传感器116和车辆激励和停止系统118处理器110、存储 器112、定时器114、距离/速度传感器116和车辆激励和停止系统118的一部分可设置在 车辆10所设的车厢119内处理器110可为任意合适的处理器、如可编程逻辑控制器存储器112可为任意合适类型，包括但不限于RAM、ROM、EPR0M和闪存存储器112可存储处理器110的程序，并存储对车辆10沿轨道20行驶的给定持 续时间的预测位置范围的查找表定时器114提供计时功能，其可被处理器110用来对车辆10沿轨道20行驶的实 际持续时间进行计时距离/速度传感器116可包括以公知方式共同作用以向处理器110提供与车轮14 行驶的距离对应的电脉冲的磁铁120和磁场或光学传感器122可选地，可使用其它传感 器、如多圈(multi-turn)编码器为确定距离，这些脉冲可被计数或由处理器110直接测 量以确定距离，由此确定车辆10沿轨道20的位置要领会，距离/速度传感器116也可包 括已知的脉冲整形电路处理器110通过任意合适装置、如软件或固件配置成从启动指示器124接收车辆 10已经开始沿轨道20行驶的初始信号，且此后连续或以规则的时间间隔计算车辆沿上述 轨道的实际位置处理器110还配置成例如基于来自定时器114的持续时间查找车辆10 沿轨道20的预测位置范围，并将其与实际位置进行比较如果实际位置落到该预测位置范 围以外，则处理器110沿线126向激励和停止系统118发送信号，且如下文详细描述，激励 和停止系统118配置成阻止车辆10沿轨道20的任何进一步前进以及沿轨道行驶的任何其 它车辆的前进此外，处理器110可配置成接收来自轨道处理器52的理想位置，且将其位 置与理想位置进行比较，并且进行刹车或不进行刹车(如下所述)以便因而提高车辆速度 来进行补偿附图4示出适合在实施本发明时使用的激励和停止系统118的一个实施例如图 所示，激励和停止系统118包括与存储器130互连的处理器128、电源132、输出切换控制器 64(也参见附图7)、刹车控制器136和车辆轨道监控器138处理器128可与上文结合附图3所述的处理器110类似，或者在一个可选实施例 中代替两个单独处理器110和128，要领会这两个处理器可组合在一起，成为执行本文针对 两个处理器所述的功能的一个处理器同样，存储器130可与上述存储器112类似，且可工作以存储配置处理器128的程序电源132可为任意合适电源，例如电池、发电机或变压器可选地，电源132可省 去和/或变换通过电极28接收的功率电源132可提供足够电能以激励输出切换控制器 64与可安装到刹车30(附图1)的刹车控制器136现在又参照附图1和2，车辆轨道监控器138可以是用于监控沿激励铁轨26输出 的能量的任意适当装置，且在能量缺乏时通知处理器128在可选实施例中，车辆轨道监控 器也可包括用于驱动车辆10的电动机(未示出)车辆轨道监控器138通过电极28连接 至激励铁轨26，并通过车轮14连接到铁轨22发电机30可连接在与激励铁轨26相连接 的电控断路器56和铁轨22之间的电路中通常闭合的分流继电器66(也参照附图7)位 于电极28和车轮14之间的电路中，且可由切换控制器64进行远程控制工作时，处理器128可通过例如软件或固件配置成响应来自处理器110的命令信 号，以通过通知刹车控制器136应用刹车30来停止车辆10的移动同时，处理器128可还 配置成通知输出切换控制器64闭合分流继电器66以将发电机30短路并警告双向表决电路56，使得通过各车辆的车辆轨道监控器系统138通知轨道20上运行的其它车辆需要停 止处理器128还可配置成在如上所述识别到轨道20上的位置错误时如果如上所述需要 进行校正则检查当前速度并应用刹车30当位置错误超过预定阈值位置、如大于五英尺或 者例如在离另一车辆五英尺内时，则处理器128可警告双向表决电路56，以便通知轨道20 上行驶的其它车辆需要停止根据本发明另一实施例监测和控制可沿路径移动的多个车辆的位置的方法在附 图5中一般在200示出如在210所示，该方法包括将车辆控制系统中至少一部分设置在 各车辆上，且如在212所示将车辆传感器装置安装到各车辆该方法还包括，如在214所 示，对于各车辆在路径上的的给定持续时间存储沿路径的预测位置范围，且如在216所示， 使用各车辆传感器确定在各车辆沿路径移动时该车辆的实际位置此外，如在218所示，该 方法包括将各车辆的实际位置与对于多个给定持续时间的预测位置范围进行比较，且如在 220所示如果任何实际位置位于预测位置范围之外则停止所有车辆本文所述系统和方法的技术效果包括确定车辆在轨道上的位置其它技术效果包 括确定该位置是否在预测位置范围之内虽然结合目前认为是最实用和最优实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限 于在此公开的这些实施例而是，本发明旨在覆盖在随附权利要求书的精神和范围内的所 有各种修改和等效布置