CN105008252A - 改变闭环轨道上的列车车厢速度的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种管理沿闭环轨道(10)移动的列车车厢(15)的不同运输速度的方法和设备。所述闭环轨道具有至少4个不同的速度区(11、12、13、14)，包括慢速区(11)、快速区(12)、加速区(13、14)和减速区(14、13)。一种计算机化控制系统(17)监测并控制所述列车车厢沿所述闭环轨道的不同速度区的移动，所以沿所述闭环轨道同时维持不同的运输速度而无碰撞。

Description

改变闭环轨道上的列车车厢速度的方法和设备
发明背景
当在相同轨道上移动的列车车厢上执行不同工艺时，对于在轨道不同区的物体可获得不同速度，以利于不同所需速度的不同工艺。
当使用具有沿闭环轨道系统移动的列车车厢的闭环生产系统时，因为最后会发生碰撞，所以对在相同闭环轨道上移动的不同列车车厢同时获得不同速度可能是一个挑战。
用于解决这种需求的已知方法使用机械过渡单元，正如在例如由Paelineconveyors Inc.生产的积放式输送线中执行一样。然而，机械过渡系统通常需要向主轨道外部增加延长的专用轨道。另外，所述系统相对稳固有力，从而产生准确的速度同步或在相当有限的参数上的快速变化。
发明内容
公开了一种为沿闭环轨道移动的列车车厢或列车车厢组提供不同运输速度的方法和设备。
一些基于闭环轨道的生产线需要一种以上的操作速度或列车车厢间节距以允许持续时间、速度、线路长度等不同的不同类型的生产工艺。
还公开了一种实时控制、监测和调节沿闭环轨道不同区移动的列车车厢速度的尖端方法。
当前申请还介绍了一种使用对所需操作规范配置的灵活、计算机速度和节距变换装置的新方法。
速度/节距配置在整个生产工艺中可恒定且稳定，或，根据制造规范和要求的预设或实时变化被软件驱动、可变且可适用。
列车车厢的速度和节距相关，以致在“慢速”区的速度与在“较快”区的速度之比总是等于在“慢速”区的节距与在“较快”区的节距之比。
驱动和调节列车车厢的速度可通过在列车车厢外部的驱动工具，例如电机或活塞进行。可选地，列车车厢可受内部驱动装置自我驱动。可选地可通过本领域中已知的任何其它适合方式进行驱动列车车厢。
所述方法不以任何方式限制使用任何其它适合工具执行所需工艺。
因此，一方面，提供了一种基于计算机化速度控制系统管理多个列车车厢沿具有闭环轨道的线路的移动的方法，其中所述闭环轨道包括其中所述多个列车车厢以限定速度和节距移动的第一区，其中所述多个列车车厢以与所述第一区相比更快的速度和更大的节距移动的第二区，为加速区的第三区，及为减速区的第四区，并且其中所述计算机化控制系统控制沿所述每个区的列车车厢移动，以致沿第一区移动的所述多个列车车厢以限定速度和节距移动，并且其中，同时沿第二区移动的所述多个列车车厢以限定的更快速度和更大节距移动，并且其中所述多个列车车厢沿至少第一和第二区的所述移动同时进行而无碰撞；其中所述计算机系统实时监测和控制所述列车车厢的速度、节距和位置；并且其中所述列车车厢的速度和节距受所述控制系统同步化，以致，所述多个列车车厢在第一区的速度与所述多个列车车厢在第二区的速度之比等于所述多个列车车厢在第一区的节距与所述多个列车车厢在第二区的节距之比；在所述加速区，所述多个列车车厢的速度和节距改变以致在加速结束时，所述多个列车车厢的速度和节距与所述多个列车车厢在第二区的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞；并且在所述减速区，所述多个列车车厢的速度和节距改变以致在减速结束时，所述多个列车车厢的速度和节距与第一区的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞。
在所述方法的一个实施方案中，所述速度和节距比在所述线路的操作期间恒定且稳定。
在另一个实施方案中，根据线路操作规范和要求的预设或实时变化，所述速度和节距比可变并且可适用。
在以上任何实施方案中，所述多个列车车厢通过以下系统中的一种或至少两种的组合驱动：(a)外部驱动装置；(b)内部驱动装置；和(c)沿第一区的至少一部分相互推动的列车车厢。
在另一个实施方案中，所述方法还包括将物体固定在所述多个列车车厢中的一个或多个上。若需要，所述方法还包括改变固定在所述列车车厢上的所述物体的位置或定向以防两个相邻物体之间的碰撞并且允许小节距，因此减少了总线路长度。
在另一个实施方案中，所述方法还包括改变所述线路的转动方向。
另一方面，提供了一种基于计算机化速度控制系统管理列车车厢沿具有闭环轨道的线路的移动的设备。所述设备包括：闭环轨道，其具有列车车厢以限定速度和节距移动的第一区；列车车厢以与所述第一区相比更快的速度和更大的节距移动的第二区；列车车厢从第一较慢区加速以匹配第二较快区的速度和节距的第三区；和列车车厢从第二较快区减速以匹配第一较慢区的速度和节距的第四区；其中至少两个所述列车车厢同时以不同速度沿所述闭环轨道移动；其中至少一个传感器检测所述列车车厢沿所述闭环轨道的位置；并且其中控制系统通过从所述至少一个传感器获取实时数据监测线路操作，所述实时数据与所述列车车厢的速度、所述列车车厢的位置和所述列车车厢的节距中的至少一种相关。
在所述设备的一个实施方案中，所述列车车厢通过内置驱动装置驱动。
在另一个实施方案中，所述列车车厢受外部驱动装置驱动。
在另一个实施方案中，所述列车车厢运载相连主体。所述相连主体比在第一区的节距更大。
在另一个实施方案中，所述相连主体在所述闭环轨道的至少一个区内以压缩方式倾斜、转动或重新定位。
在另一个实施方案中，所述线路的转动方向可在顺时针和逆时针之间变化。
当前申请的一些优点包括通过软件即时配置所述系统，无需硬件调节和修改。无限次的速度和节距配置是可能的。实时监测和计算机控制使得在高速下的精确列车车厢过渡成为可能。所述系统利于在两个方向上的操作。可在有限的空间上安装小规模或轻质硬件单元。
在本申请中，术语“线路”涉及具有沿轨道移动的多个列车车厢的闭环轨道。
在本申请中，术语“主体”、“样板”、“物品”和“模具”可互换。
在本申请中，术语节距涉及两个相邻列车车厢中心之间的距离。
在本申请中术语皮带和链条可互换并且通常指齿形带、正时皮带或驱动链。
在本申请中术语“过渡单元”指“加速”和“减速”区。
附图简述
图1显示了本申请中公开的包括外部驱动列车车厢的闭环轨道的俯视图；
图2显示了本申请中公开的包括自我驱动列车车厢的闭环轨道的俯视图；
图3显示了具有图1和图2所示轨道的固定主体的两个相邻列车车厢的侧视图；和
图4显示了固定在图1和图2所示轨道的两个相邻列车车厢上的重新定位主体的替代实施方案的侧视图。
发明详述
本申请的方法基于计算机化速度控制系统。所述方法管理列车车厢15沿图1和图2所示闭环轨道10的移动。闭环轨道10包括至少4个不同区11、12、13和14，可包括慢速区11、加速区13、快速区12和减速区14。计算机化控制系统17控制沿不同区的列车车厢移动，以致沿慢速区11移动的列车车厢以限定速度和节距移动，并且同时沿快速区12移动的列车车厢以限定的更快速度和更大节距移动。列车车厢15沿慢速区11和快速区12的移动同时进行，在相同闭环轨道10上缓慢移动的列车车厢和较快移动的列车车厢不会撞击。计算机系统17实时监测和控制列车车厢的速度、节距和位置。列车车厢的速度和节距受控制系统17同步化，以致在加速区13，列车车厢15的速度以在加速结束时，列车车厢的速度和节距与列车车厢15在快速区12的速度和节距匹配的方式改变。列车车厢15的速度和节距相关，以致在慢速区11的速度与在快速区12的速度之比等于在慢速区11的节距与在快速区12的节距之比。例如，如果在快速区12的速度等于在慢速区11的速度的三倍，则在快速区12的节距等于在慢速区11的节距的三倍。
本系统允许流畅且恒定的交通而无碰撞。在减速区13，列车车厢15的速度和节距改变以致在减速结束时，列车车厢的速度和节距与慢速区11的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞。
在一个实施方案中，如图1所示，列车车厢15通过受电机驱动的外部驱动装置18驱动，例如皮带，或链条，或滑轮。活塞或任何其它适合的驱动装置均可用于驱动列车车厢15。在该实施方案中，所述方法还包括与慢速区11和快速区12同步化的步骤。加速期间，过渡单元首先与慢速区11速度同步，提升列车车厢15，加速，与快速区12速度同步，并且以同步速度将列车车厢转移到快速区12。减速期间，过渡单元首先与快速区12速度同步，提升列车车厢15，减速，与慢速区11速度同步，并且以同步速度将列车车厢转移到慢速区11。
在另一个实施方案中，如图2所示，列车车厢15受内部驱动装置21自我驱动，例如但不限于置于每个列车车厢内的电机。
再一个实施方案中列车车厢沿慢速区11的至少一部分相互推动。
再一个实施方案中，所述方法包括呈顺时针或逆时针方向或配置使用相同闭环线路的步骤。
再一个实施方案中，所述方法包括改变固定主体或物体的位置或定向的附加步骤以防撞击，如果固定在列车车厢上的物体太大以致减小节距可引起固定物体之间的撞击。
如图1所示，线路100包括当所述线路呈操作模式时，同时以不同速度沿闭环轨道10移动的至少两个列车车厢15。例如在第一、慢速区11内的列车车厢以15秒1米的速度或和20厘米的节距移动，而在第二、较快区12内的列车车厢15以3秒1米，或比在慢速区的列车车厢快3倍的速度和100厘米(比在慢速区的节距大5倍)的节距移动。
在可为快速区的第二区12内，列车车厢15以更快的速度和更大的节距移动。
第三区13可为加速区，在其中列车车厢15从慢速区11加速以匹配快速区12的速度和节距。在可为减速区的第四区14内，列车车厢15从快速区12减速以匹配慢速区11的速度和节距。
线路100还包括一个或多个传感器16。传感器16检测列车车厢15沿闭环10的位置。传感器16可为本领域中已知的任何传感装置，例如但不限于近程传感器、磁性传感器、光学传感器、视觉系统或任何其它适合的传感装置。
线路100还包括控制系统17，其通过从传感器16获取与闭环10上列车车厢15的状态相关的实时数据监测线路100操作。控制系统17还通过向列车车厢外部或内部驱动系统发送命令控制列车车厢15沿轨道10的不同区的加速、减速和节距。示例计算机化控制系统为，但不限于GE、Mitsubishi、Panasonic、Yaskawa等生产的工业PLC、PAC和运动控制器。适合控制器的一个实例为GE生产的PACMotionMulti-Axis Motion Controller。
在一个实施方案中，如图1所示，线路100还包括具有独立驱动装置18的过渡单元。所述驱动装置能够与慢速区和快速区11、12同步。示例驱动装置18和19可包括但不限于变速电机、伺服电机、步进电机、活塞、滑轮、皮带或任何其它适合的驱动装置。加速期间，过渡单元首先与慢速区11速度同步，提升列车车厢15，加速，与快速区12速度同步，并且以同步速度将列车车厢转移到快速区12。减速期间，过渡单元首先与快速区12速度同步，提升列车车厢，减速，与慢速区11速度同步，并且以同步速度将列车车厢转移到慢速区11。
提供了列车车厢15与外部驱动装置18和19之间的连杆或接口20以允许列车车厢15与外部驱动装置18和19的啮合和脱离，允许沿闭环轨道10的所述区域，连接或转换到另一个或下一个驱动装置，例如相邻皮带上。
在另一个实施方案中，线路100包括如图2所示，置入列车车厢15内的驱动装置21。示例驱动装置21可包括但不限于变速电机、伺服电机、滑轮或用于自我推进的任何种类的发动机或工具。内置驱动装置21可受控制系统17远程控制。内部驱动装置21可根据需要沿闭环10的任何区域推动、牵引或驱动列车车厢15。
再一个实施方案中，列车车厢15可包括固定于其上的相连主体22。可能的相连主体可为，例如，模具、工件样板或运载的任何其它物体。主体22可比在第一或慢速区11的任一段的节距更大。
再一个实施方案中，如图4所示，固定主体22倾斜、转动或重新定位。在该实施方案中，列车车厢15之间的距离小于主体22，或列车车厢之间的间隙太小而不能容纳主体而无撞击。因此例如通过将主体定位在倾斜位置，或允许无碰撞地以上面提到的小节距移动的任何其它适当位置，可以压缩方式重新定位主体22。
需要干燥工艺时，上面提到的重新定位可有效缩短炉的长度，同时在较快区上进行另一工艺期间需要更快移动或特定主体定向的情况下，或为了满足某些工艺定时需要列车车厢快速移动的情况下，仍然允许以较大节距移动。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种基于计算机化速度控制系统管理多个列车车厢沿具有闭环轨道的线路的移动的方法，其中所述闭环轨道包括其中所述多个列车车厢以限定速度和节距移动的第一区，其中所述多个列车车厢以与所述第一区相比更快的速度和更大的节距移动的第二区，为加速区的第三区，及为减速区的第四区，并且其中所述计算机化控制系统控制沿每个区的列车车厢移动，以致沿第一区移动的所述多个列车车厢以限定速度和节距移动，并且其中，同时沿第二区移动的所述多个列车车厢以限定的更快速度和更大节距移动，并且其中所述多个列车车厢沿至少第一和第二区的所述移动同时进行而无碰撞；
其中所述计算机化系统使用至少一个传感器实时监测和控制所述列车车厢的速度、节距和位置，并且通过从所述至少一个传感器获取实时数据监测线路操作，所述至少一个传感器检测所述列车车厢沿所述闭环轨道的位置；
其中所述列车车厢的速度和节距通过所述控制系统同步化，以致，
所述多个列车车厢在第一区的速度与所述多个列车车厢在第二区的速度之比等于所述多个列车车厢在第一区的节距与所述多个列车车厢在第二区的节距之比；
在所述加速区，所述多个列车车厢的速度和节距改变以致在加速结束时，所述多个列车车厢的速度和节距与所述多个列车车厢在第二区的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞；并且
在所述减速区，所述多个列车车厢的速度和节距改变以致在减速结束时，所述多个列车车厢的速度和节距与第一区的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述速度和节距比在所述线路的操作期间恒定且稳定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中根据线路操作规范和要求的预设或实时变化，所述速度和节距比可变并且可适用。
4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其中所述多个列车车厢通过以下系统中的一种或至少两种的组合驱动：
a.外部驱动装置；
b.内部驱动装置；和
c.沿第一区的至少一部分相互推动的列车车厢。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括将物体固定在所述多个列车车厢中的一个或多个上。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括改变固定在所述列车车厢上的所述物体的位置或定向以防两个相邻物体之间的碰撞并且允许小节距，因此减少了总线路长度。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括改变所述线路的转动方向。

Claims (14)

1.一种基于计算机化速度控制系统管理多个列车车厢沿具有闭环轨道的线路的移动的方法，其中所述闭环轨道包括其中所述多个列车车厢以限定速度和节距移动的第一区，其中所述多个列车车厢以与所述第一区相比更快的速度和更大的节距移动的第二区，为加速区的第三区，及为减速区的第四区，并且其中所述计算机化控制系统控制沿每个区的列车车厢移动，以致沿第一区移动的所述多个列车车厢以限定速度和节距移动，并且其中，同时沿第二区移动的所述多个列车车厢以限定的更快速度和更大节距移动，并且其中所述多个列车车厢沿至少第一和第二区的所述移动同时进行而无碰撞；
其中所述计算机系统实时监测和控制所述列车车厢的速度、节距和位置；并且
其中所述列车车厢的速度和节距通过所述控制系统同步化，以致，
所述多个列车车厢在第一区的速度与所述多个列车车厢在第二区的速度之比等于所述多个列车车厢在第一区的节距与所述多个列车车厢在第二区的节距之比；
在所述加速区，所述多个列车车厢的速度和节距改变以致在加速结束时，所述多个列车车厢的速度和节距与所述多个列车车厢在第二区的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞；并且
在所述减速区，所述多个列车车厢的速度和节距改变以致在减速结束时，所述多个列车车厢的速度和节距与第一区的速度和节距匹配，因此允许流畅且恒定的交通而无碰撞。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述速度和节距比在所述线路的操作期间恒定且稳定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中根据线路操作规范和要求的预设或实时变化，所述速度和节距比可变并且可适用。
4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其中所述多个列车车厢通过以下系统中的一种或至少两种的组合驱动：
a.外部驱动装置；
b.内部驱动装置；和
c.沿第一区的至少一部分相互推动的列车车厢。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括将物体固定在所述多个列车车厢中的一个或多个上。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括改变固定在所述列车车厢上的所述物体的位置或定向以防两个相邻物体之间的碰撞并且允许小节距，因此减少了总线路长度。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括改变所述线路的转动方向。
8.一种基于计算机化速度控制系统管理列车车厢沿具有闭环轨道的线路的移动的设备，所述设备包括：
闭环轨道，其具有列车车厢以限定速度和节距移动的第一区；
列车车厢以与所述第一区相比更快的速度和更大的节距移动的第二区；
列车车厢从第一较慢区加速以匹配第二较快区的速度和节距的第三区；和
列车车厢从第二较快区减速以匹配第一较慢区的速度和节距的第四区；
其中至少两个所述列车车厢同时以不同速度沿所述闭环轨道移动；
其中至少一个传感器检测所述列车车厢沿所述闭环轨道的位置；并且
其中控制系统通过从所述至少一个传感器获取实时数据监测线路操作，所述实时数据与所述列车车厢的速度、所述列车车厢的位置和所述列车车厢的节距中的至少一种相关。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述列车车厢通过内置驱动装置驱动。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述列车车厢通过外部驱动装置驱动。
11.根据权利要求8所述的设备，其中所述列车车厢运载相连主体。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述相连主体比在第一区的节距更大。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中所述相连主体在所述闭环轨道的至少一个区内以压缩方式倾斜、转动或重新定位。
14.根据权利要求8所述的设备，其中所述线路的转动方向可在顺时针和逆时针之间变化。
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