CN109661322A - 用于制动或者推进漫游车辆的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在一个实施例中，一种推进系统(10)包括：漫游车辆(12)，所述漫游车辆包括安装在所述漫游车辆(12)中的每一个的底部上的反作用板(74)；表面定子矩阵(24)，所述表面定子矩阵被安装有用于所述漫游车辆(12)的运行表面(22)并且包括单边线性感应电机(SSLIM)(14)。所述SSLIM(14)中的每一个均包括彼此正交地安装的两个绕组(25)、(26)。所述推进系统(10)还包括：电机驱动器(48)，所述电机驱动器被配置成经由开关面板(50)电耦合到所述SSLIM(14)；以及控制系统(18)，所述控制系统被配置成：接收与所述漫游车辆(12)有关的信息，接收用于所述漫游车辆(12)跨越所述表面定子矩阵(24)的期望运动轮廓，基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定要激活所述SSLIM(14)中的哪些和所述SSLIM(14)的性能，并且向所述电机驱动器(48)发送控制信号以控制所述SSLIM(14)以产生所述运动轮廓。

Description

用于制动或者推进漫游车辆的系统和方法
背景技术
本公开一般地涉及运动控制机构，并且更具体地，涉及用于制动或者推进漫游车辆的系统和方法。
此部分旨在向读者介绍可能与在下面描述和/或要求保护的目前技术的各个方面有关的技术的各个方面。此讨论被认为有助于给读者提供背景信息以方便更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解的是，这些陈述将从这个角度来阅读，而不是作为现有技术的承认。
一般地，车辆包括用于在各位置之间驱动车辆的电机。电机最经常用于产生动力，但是某些类型的电机可用于使车辆既加速(例如，启动)又减速(例如，停止)。实际上，存在用于使运载乘客的车辆加速和减速的各种电机布置。例如，火车、动力过山车等可以利用带旋转元件的一个或多个电机来使乘坐车辆或汽车围绕轨道加速和减速。然而，具有旋转元件的电机可能由于旋转元件而易于出现机械问题和高停机时间(例如，乘坐是行不通的)。
发明内容
依照本公开的实施例，一种推进系统包括：一个或多个漫游车辆，其包括安装在所述一个或多个漫游车辆中的每一个的底部上的反作用板；表面定子矩阵，其被安装有用于所述一个或多个漫游车辆的运行表面并且包括多个单边线性感应电机(SSLIM)，其中，所述多个SSLIM的至少一部分中的每一个包括彼此正交地安装的两个绕组；多个电机驱动器，其被配置成经由开关面板电耦合到所述多个SSLIM；控制系统，其被配置成：接收与所述一个或多个漫游车辆相关的信息；接收用于所述一个或多个漫游车辆跨越所述表面定子矩阵的期望运动轮廓；基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定要激活所述多个SSLIM中的哪些和所述多个SSLIM的性能；并且向所述多个电机驱动器发送控制信号以控制所述多个SSLIM以产生所述运动轮廓。
依照本公开的另一实施例，一种方法包括：经由控制系统接收与设置在表面定子矩阵的运行表面上的一个或多个漫游车辆有关的信息，其中，所述表面定子矩阵包括各自包括被布置为彼此正交的两个绕组的多个单边线性感应电机(SSLIM)，并且所述一个或多个漫游车辆包括附接到所述一个或多个漫游车辆中的每个相应的漫游车辆的底部的非铁反作用板；经由所述控制系统接收用于所述一个或多个漫游车辆跨越所述表面定子矩阵的期望运动轮廓；经由所述控制系统基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定对要激活的所述多个SSLIM的选择和对所述多个SSLIM的所述选择的性能；以及经由所述控制系统向所述多个电机驱动器发送控制信号以控制对所述多个SSLIM的所述选择以产生所述运动轮廓。
依照本公开的另一个实施例，一种推进系统包括控制系统，其：接收与设置在表面定子矩阵的运行表面上的一个或多个漫游车辆有关的信息，其中，所述表面定子矩阵包括各自包括被布置为彼此正交的两个绕组的多个单边线性感应电机(SSLIM)，并且所述一个或多个漫游车辆包括附接到所述一个或多个漫游车辆的每个相应的漫游车辆的底部的非铁反作用板；接收用于所述一个或多个漫游车辆跨越所述表面定子矩阵的期望运动轮廓；基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定要激活所述多个SSLIM中的哪些和所述多个SSLIM的性能；并且向所述多个电机驱动器发送控制信号以控制所述多个SSLIM以产生所述运动轮廓。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些及其他特征、方面和优点将变得被更好地理解，在附图中相似的字符在所有附图中表示相似的部分，其中：
图1是依照本公开的实施例的用于控制漫游车辆的移动的推进系统的示意图，所述推进系统包括单边线性感应电机(SSLIM)、位置监测系统、控制系统和电机驱动器矩阵；
图2是依照本公开的实施例的来自图1的SSLIM的俯视图。
图3是依照本公开的实施例的图1的推进系统的示例组件的框图；
图4是依照本公开的实施例的用于使用图1的推进系统来控制一个或多个漫游车辆的移动的过程的流程图；
图5是依照本公开的实施例的具有位于表面定子矩阵上方的反作用板的漫游车辆的俯视示意图。
图6是依照本公开的实施例的沿着图5的截面5-5截取的表面定子矩阵的横截面视图；
图7-15是图示了依照本公开的实施例的可控制由一系列SSLIM所产生的磁场以与漫游车辆的反作用板相互作用以产生不同的推力矢量的方式的俯视示意图；
图16是依照本公开的实施例的包括在漫游车辆中的机械制动器的横截面侧视图；
图17是表示依照本公开的实施例的漫游车辆的机械制动器和脚轮在反作用板中的位置的示例布置的俯视示意图；
图18是依照本公开的实施例的用于展开图16的机械制动器的过程的流程图；
图19是依照本公开的实施例的用于缩回图16的机械制动器的过程的流程图；
图20是依照本公开的实施例的用于使用SSLIM来施加磁力以使漫游车辆保持在适当位置中的过程的流程图；
图21是依照本公开的实施例的用于使用SSLIM来释放保持磁力以使得漫游车辆能够移动的过程的流程图；以及
图22是图示了依照本公开的实施例的使用感应线圈来拾取能量以给漫游车辆的板载电子设备供电的示意图。
具体实施方式
将在下面描述本公开的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可能不在本说明书中描述实际的实施方式的所有特征。应该领会的是，在任何这种实际的实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施方式特定的决策以实现开发者的具体目标，诸如遵守系统相关和业务相关约束，其可以从一个实施方式到另一实施方式变化。此外，应该领会的是，这种开发努力可能是复杂且费时的，但是然而对于受益于本公开的普通技术人员来说将是设计、制作和制造的例行任务。
当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在意味着存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包括性的并且意味着可以存在除所列举的元件以外的附加元件。
在某些应用(诸如游乐园景点)中，期望高正常运行时间(例如，游乐园景点是可运营的)以确保顾客通过被给予乘坐或者体验游乐园景点的机会得以满足。然而，一些游乐园景点使用设备来推进诸如旋转电机之类的车辆，所述车辆在操作中经历强机械应力，可以随着时间的推移而在设备的某些部件上磨损。例如，旋转电机的轴或推进系统的接触元件(诸如轮胎或轨道)在长期使用之后可能降级。此外，景点中的一些漫游车辆包括板载推进设备(例如，电机和用于电机的动力源)，其可以增加车辆的重量，从而影响其性能。现在认识到，可能期望使用设备来推进维护相对低和/或远离车辆的景点中的车辆。
现在认识到，可能期望使用没有旋转元件的电机，诸如线性感应电机(LIM)或线性同步电机(LSM)。LIM和/或LSM可以沿着轨道使乘坐车辆或汽车加速并且使乘坐车辆或汽车停在期望位置处。附加地，可以使用LIM和/或LSM来围绕路线推进并视需要而定停止某些乘坐车辆。LIM和/或LSM一般地包括具有线性配置的定子和转子的电机。不是利用旋转元件产生扭矩，而是LIM和LSM通过产生线性磁场以吸引或者排斥场中的磁铁或导体来产生移动漫游车辆的力。
本公开的一些实施例一般地涉及使用推进系统和漫游车辆，所述推进系统包括运行表面(例如，地板)，所述运行表明包括单边线性感应电机(SSLIM)，所述漫游车辆包括反作用板以与SSLIM相互作用。在一些实施例中，漫游车辆可以不包括用于控制SSLIM的电力系统(例如，电力系统可以在地板表面下方)，从而减少漫游车辆的重量。进一步地，推进系统可以通过采用SSLIM来推进漫游车辆而使用相对更少的运动部件。因此，如与其他系统相比较使用所公开的推进系统来实现的一个好处是维护和停机时间减少。此外，使用SSLIM来移动漫游车辆可以是高度动态的，因为控制系统可控制并调整每个SSLIM如何被激活以使漫游车辆在任何期望方向和路径中移动。实际上，可以存在许多预先配置的漫游车辆运动轮廓(例如，路径、速度)，其被作为指令存储在一个或多个有形计算机可读介质上并且由一个或多个处理器至少基于障碍物或演出置景（show set）在运行表面上的布置来执行。如果障碍物或演出置景发生改变(例如，乘坐被重新设计或者以特殊事件为主题)，则可以实现预先配置的漫游车辆运动轮廓，所述运动轮廓包括基于漫游车辆的路径和速度激活哪些SSLIM并且何时激活它们的指令。进一步地，可以基于来自占用漫游车辆的顾客的输入动态地调整漫游车辆运动轮廓。因此，所公开的实施例的另一好处可以是快速或实时运动轮廓调整以在乘坐期间或者在后续乘坐期间给用户提供不同的体验。
考虑上文，图1是依照实施例的用于控制漫游车辆12的运输的推进系统10的实施例的示意图，所述推进系统10包括单边线性感应电机(SSLIM) 14、位置监测系统16、控制系统18和电机驱动器矩阵20。尽管描绘了仅一个漫游车辆12，然而应该理解的是，推进系统10可以用于控制许多漫游车辆12的运输(例如，在1与10之间)。如所描绘的，漫游车辆12被设置在二维(例如，包括x轴和y轴)运行表面22(例如，地板)上，所述运行表面22包括安装的SSLIM 14的矩阵24。矩阵24可以在本文中被称为表面定子矩阵24。如在下面详细地描述的，可以将SSLIM 14构造为用于运行表面22的块片(tile)块。每个漫游车辆12可以被认为是自动引导车辆(AGV)并且可以包括被固定到漫游车辆12的底部的反作用板和背板(例如，钢)。如下所述，反作用板可以包括非铁导体(例如，铝、铜、锌、黄铜和铜的汞合金)。当SSLIM 14和反作用板相互作用以产生漫游车辆12的运动时，SSLIM 14可以各自表示定子并且漫游车辆12的反作用板和钢背板可以表示转子。如在下面详细地描述的，可以使用位置监测系统16、控制系统18和电机驱动器矩阵20来控制表面定子矩阵24。
尽管以下讨论集中于在推进系统10中使用的SSLIM 14，然而应该注意的是，在一些实施例中可以使用包括稀土磁铁的线性同步电机(LSM)。在此类实施例中，定子可以在气隙的一侧包括电磁电机绕组并且转子可以在气隙的另一侧包括一个或多个永久磁铁。例如，LSM中的定子可以位于运行表面中并且转子可以位于漫游车辆12的底部上，或者反之亦然。
返回到所描绘的包括SSLIM 14的实施例，包括在设置在运行表面22中的表面定子矩阵24中的SSLIM 14的数量和大小可能受到一个或多个因素影响。例如，SSLIM 14与反作用板比率可以影响漫游车辆12的运动性能(例如，移动的速度和方向)。与反作用板相互作用的较大数量的SSLIM 14可以在减小加速度情况下产生更精细的转向运动控制。相比之下，每个反作用板的较小数量的SSLIM 14可以产生较高的加速度和粗运动控制。可以基于漫游车辆12的期望性能确定运行表面22中的SSLIM 14的密度。附加地，一些SSLIM 14可以是与其他SSLIM 14不同的大小(例如，较大)。在一些实施例中，运行表面22的各个部分可以基于期望性能包括与其他部分不同密度的SSLIM 14。当SSLIM 14被放置在表面定子矩阵24中时，可以激活SSLIM 14以控制漫游车辆12的运动。
在一些实施例中，SSLIM 14可以是双向的，因为每个SSLIM 14可以包括彼此正交地布置或者安装的绕组25和26，如在图2中的SSLIM 14的俯视图中所描绘的。绕组25和26可以各自缠绕粘合在一起以形成SSLIM 14的相应的分层钢层压件27和28。SSLIM 14可以被放置在板条中并且包入在环氧树脂中以形成块片块29(例如，塑料树脂块)。可以按照网格图案安装包括SSLIM 14的块片块29以形成运行表面22。
为了围绕运行表面22推进漫游车辆12，可以对SSLIM 14的适当的绕组25和26施加电流以在期望方向上推漫游车辆12。当施加可以使包括在反作用板中的非铁导体产生相反磁场(例如，涡电流)的电流时，绕组25和26可以产生磁场。相反磁场可以相互排斥并且使反作用板移动，从而移动相应的漫游车辆12。漫游车辆12的加速度量可以与由SSLIM 14所产生的总磁场成比例。可以通过供应给SSLIM 14的绕组25和26的电流的量来控制总磁场。
取决于SSLIM 14如何被布置在表面定子矩阵24中，一个绕组25可以在第一方向上提供第一动力并且另一绕组26可以在第二方向上提供第二动力。例如，第一方向可以是纵向的并且第二方向可以是横向的。在更具体示例中，第二方向可以相对于第一方向交叉，诸如与第一方向成90度并共面。此外，每个绕组25和26可通过使由绕组25和26所产生的磁场的极性反转来提供向前和向后方向的推力。因此，使用正交地布置的绕组25和26，SSLIM 14中的每一个均可以视需要而定提供四个方向的推力。结果，可以协调地控制SSLIM 14以在任何方向上推漫游车辆12和/或视需要而定将漫游车辆12停在运行表面22上。也就是说，可以激活SSLIM 14的各种组合以在任何期望方向上产生力矢量以移动漫游车辆12。在一些实施例中，SSLIM 14可以包括一个绕组并且可以被定位为与包括一个绕组的另一SSLIM 14正交。
应该注意的是，电机驱动器矩阵20除了控制极性之外，还可以通过调整供应给绕组25和26的电流来控制由绕组25和26所产生的磁场的强度。也就是说，电流的增加可以使较强的磁场发射，这在漫游车辆12的反作用板通过该磁场时提高漫游车辆12的加速度。因此，可以调整磁场的幅度和方向以控制漫游车辆12的移动的速度和方向，因为其反作用板与由SSLIM 14所产生的磁场反应。
返回到图1，在漫游车辆12在运行表面22上的任何给定位置处可以有许多(例如，介于2与20之间)SSLIM 14位于反作用板下面。为了使漫游车辆12在给定方向上且以某个速度移动，可以随着漫游车辆12横穿运行表面22而及时打开和关闭反作用板下面的SSLIM 14的组合以与漫游车辆12的反作用板反应。例如，为了使漫游车辆12向前移动，可以打开位于反作用板的左侧和右侧下面的一个或多个SSLIM 14以在向前方向上提供推力。同时，如果期望使漫游车辆12自旋，则可以在与向前行进方向正交的方向上打开位于反作用板的前面和后面下面的SSLIM 14。也就是说，前面的SSLIM 14可以使推力向左而后面的SSLIM 14使推力向右，如此漫游车辆12随着它向前移动而自旋。按照更复杂的图案对SSLIM 14施加电流可以例如随着漫游车辆12跨越运行表面22平移而产生漫游车辆12的曲线运动。在下面描述此类情形和许多其他漫游车辆12运动示例。
可以通过位置监测系统16来观察漫游车辆12的位置。位置监测系统16可以确定与漫游车辆12的位置和速度有关的车辆信息并且将该车辆信息发送到控制系统18。控制系统18可以至少基于车辆信息和漫游车辆12的期望运动轮廓确定哪些SSLIM 14要供电并且何时给它们供电。然后，控制系统18可以向电机驱动器矩阵20发送控制信号以相应地驱动SSLIM 14以推进漫游车辆12。
如先前指出的，所公开的实施例可以使得动态地(例如，实时)或静态地(例如，在预先配置阶段中)能够改变漫游车辆12的运动轮廓。例如，顾客可以使用无线方向控制器来使漫游车辆12转向并且可以相应地控制SSLIM 14以在期望方向上推漫游车辆12。进一步地，控制系统18可以存储使漫游车辆12围绕运行表面22上的固定障碍物转向的许多预先配置的漫游车辆运动轮廓。预先配置的漫游车辆运动轮廓可以基于漫游车辆12的路径和速度识别要激活哪些SSLIM 14并且何时激活它们。当运行表面22上的障碍物被重新布置(例如，乘坐被重新设计)时，新的漫游车辆运动轮廓可以由控制系统18预先配置和执行。因此，本公开的实施例可以在每次乘坐期间给顾客提供不同的体验。
推进系统10可以包括使得能实现上面所讨论的实施例的各种组件。例如，图3是推进系统10的示例组件的框图。推进系统10可以包括表面定子矩阵24、一个或多个漫游车辆12、控制系统18、位置监测系统16和电机驱动器矩阵20。如先前所讨论的，推进系统10可以被配置成控制漫游车辆12跨越安装有表面定子矩阵24的运行表面22运输。控制系统18、位置监测系统16、电机驱动器矩阵20、漫游车辆12和表面定子矩阵24可以包括使得能实现漫游车辆12的受控移动的各种组件。
控制系统18可以包括处理器30、存储器32、通信模块34和电源36。处理器30(其可以表示一个或多个处理器)可以是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计算机处理器或微处理器。存储器32(其可以表示一个或多个存储器组件)可以是可用作存储处理器可执行代码、数据等的介质的任何适合的制品。这些制品可以表示有形非暂时性计算机可读介质(例如，任何适合形式的有形存储器或储存器)，其可以存储由处理器30使用来控制目前公开的实施例的各方面(诸如确定要激活哪些SSLIM 14及其磁场的幅度和方向)的处理器可执行代码。存储器32还可以用于存储从位置监测系统16接收到的车辆信息。
通信模块34可以是可以方便与位置监测系统16、漫游车辆12和电机驱动器矩阵20通信的无线或有线通信组件。因此，通信模块34可以包括能够发送和接收数据的无线卡或数据端口(例如，以太网连接)。例如，在做出要激活哪些SSLIM 14和SSLIM 14的性能(磁场的幅度和方向)的确定之后，处理器30可以指示通信模块34向电机驱动器矩阵20发送命令指令(例如，SSLIM 14标识符、激活/停用定时、力方向、要施加的力的量)，所述电机驱动器矩阵20可以相应地向SSLIM 14供应电流。电源36可以是用于控制系统18的任何适合的电源，包括但不限于电池。
位置监测系统16可以包括处理器38、存储器40、通信模块42和传感器44。应该注意的是，尽管位置监测系统16被描绘为与控制系统18分离的组件，然而在一些实施例中，位置监测系统16可以被包括在控制系统18中。处理器38(其可以表示一个或多个处理器)可以是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计算机处理器或微处理器。存储器40(其可以表示一个或多个存储器组件)可以是可用作存储处理器可执行代码、数据等的介质的任何适合的制品。这些制品可以表示有形非暂时性计算机可读介质(例如，任何适合形式的有形存储器或储存器)，其可以存储由处理器38使用来获取关于漫游车辆12的车辆信息(诸如漫游车辆12的位置和速度)并且将该车辆信息发送到控制系统18等的处理器可执行代码。存储器40还可以用于存储由传感器44获取的车辆信息。
通信模块42可以是可以方便与控制系统18和/或漫游车辆12通信的无线或有线通信组件。因此，通信模块42可以包括能够发送和接收数据的无线卡或数据端口(例如，以太网连接)。传感器44可包括光学系统，所述光学系统利用相机来使得位置监测系统16能够跟踪某些车辆信息(例如，漫游车辆12的位置和/或漫游车辆12的速度)。在一些实施例中，处理器38和通信模块42可以使用信号(例如，无线电)三角测量来通过位置监测系统16和漫游车辆12连接到的网络来对从漫游车辆12发射的信号进行三角测量。一旦经三角测量，处理器38就可以确定漫游车辆12在表面定子矩阵24上的位置。可以将由位置监测系统16获得的车辆信息发送到控制系统18，所述控制系统18进而确定要激活/停用哪些SSLIM 14和/或SSLIM 14的性能(磁场的方向和强度)。电源46可以是用于位置监测系统16的任何适合的电源，包括但不限于电池。
电机驱动器矩阵20可以包括多个电机驱动器48。电机驱动器48可以包括可变频率驱动器(VFD)，所述VFD可以通过改变SSLIM 14的绕组的输入频率和电压来控制磁场的强度和方向(例如，与由SSLIM 14所产生的推力的方向和量相对应)。电机驱动器48的数量可以小于包括在表面定子矩阵24中的SSLIM 14的总数量。也就是说，在一些实施例中，在电机驱动器48和SSLIM 14数量之间可以不是一对一关系，因为可以在任何给定时间激活仅在漫游车辆运动轮廓中使用的SSLIM 14。
为了使得能够使用比SSLIM 14少的电机驱动器48，控制系统18的处理器30可以复用电机驱动器48以仅控制在预先配置的漫游车辆运动轮廓中或者基于来自用户的输入被动态地确定为在运动轮廓中的那些SSLIM 14。当确定要复用哪些电机驱动器48时，在一个实施例中，处理器30基于诸如静摩擦、滚动摩擦、惯性、最大加速度和速度和/或制动加速度之类的因素考虑激励漫游车辆12所需的SSLIM 14的全部绕组的数量。控制系统18可以向电机驱动器矩阵20的开关面板50(例如，固态开关面板)发送控制信号以控制电机驱动器48以在特定时间驱动适当的SSLIM 14并且将车辆运动轮廓中的接下来的SSLIM 14的控制连续切换到可用的电机驱动器48以基于漫游车辆12位于的地方使漫游车辆12围绕表面定子矩阵24移动。因此，在一些实施例中，所使用的电机驱动器48的数量可以小于SSLIM 14的数量。在一个实施例中，SSLIM 14的绕组25和26直接地连线到在电机驱动器48之间切换SSLIM14的控制的开关面板50和/或直接地连线到电机驱动器48。以这种方式，电机驱动器48可以电耦合到SSLIM 14。可以通过上面所描述的复用方案来提高可维护性，所述复用方案可以减少推进系统10的整体硬件计数(例如，驱动器的数量)。然而，在一些实施例中，可以使用相同数量的电机驱动器48和SSLIM 14。
关于漫游车辆12，其组件可以包括处理器52、存储器54、通信模块56、机械制动器58、电源60、无线方向控制器62、扬声器64、灯66、约束锁68、位置跟踪系统70、脚轮72、反作用板(例如，转子) 74、整流器和功率调节器76和/或感应线圈79。处理器52(其可以表示一个或多个处理器)可以是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计算机处理器或微处理器。存储器54(其可以表示一个或多个存储器组件)可以是可用作存储处理器可执行代码、数据等的介质的任何适合的制品。这些制品可以表示有形非暂时性计算机可读介质(例如，任何适合形式的有形存储器或储存器)，其可以存储由处理器52使用来执行目前公开的技术(诸如控制板载电子设备(通信模块56、无线方向控制器62、位置跟踪系统70、扬声器64、灯66、约束锁68等)和/或制动器58)的处理器可执行代码。在一些实施例中，存储器54还可以用于存储车辆的诸如大小尺寸(例如，重量、长度、宽度、高度)、速度、加速度等之类的信息。
通信模块56可以是可以方便与控制系统18和/或位置监测系统16通信的无线通信组件。因此，通信模块56可以包括能够发送和接收数据的无线卡。例如，处理器52可以指示通信模块56将车辆信息发送到控制系统18，使得控制系统18可确定要激活哪些SSLIM 14以及应该如何激活SSLIM 14。
为了使得能够移动漫游车辆12，漫游车辆12包括反作用板74、脚轮72和机械制动器58。漫游车辆12的移动可以包括漫游车辆12的加速、减速、转向和停止。反作用板74可以包括包括有非铁导体板和铁(例如，钢)背板的反作用板。在实施例中，反作用板是附接或者安装到漫游车辆12的底部上的单个连续或单片非铁板。在此类实施例中，反作用板可以包含漫游车辆12的尽可能多的底部区域(或可能更大)以提供足够的表面区域以用于与由SSLIM 14所产生的磁场相互作用。由于导电性、电流、磁场流动等，不同类型的非铁材料可以提供比其他非铁材料更好的效率。反作用板的形状可以是任何适合的形状，包括圆形、矩形、正方形等。脚轮72可以包括任何适合的滚动设备，诸如轮子，其在运行表面22上使得能实现多方向和无限定向。在一些实施例中，脚轮72可以用于维持定子14与反作用板74之间的气隙，其通过减轻由于摩擦而导致的能量损失来提高使用SSLIM 14推进的效率。在一些实施例中，如在下面进一步描述的，机械制动器58可以包括铁板和该铁板上的制动材料。铁板被由位于反作用板下面的SSLIM 14所产生的磁场吸引，所述磁场将制动器58向下拉以接触运行表面22。制动材料在制动器58与运行表面22之间提供摩擦来使漫游车辆12慢下来或者停止。
如上面所讨论的，漫游车辆12可以不包括用于向电机(SSLIM 14)供电的电力系统。因此，漫游车辆12可以比包括电力系统的其他漫游车辆12轻。然而，在一些实施例中，漫游车辆12可以包括使用由反作用板74上的感应线圈79从SSLIM 14的磁场所获得的能量来充电的电源60。在一些实施例中，所感生的能量可以由整流器和功率调节器76整流和调节并且用于给板载电子设备供电，所述板载电子设备诸如处理器52、存储器54、通信模块56、无线方向控制器62、扬声器64、灯66、位置跟踪系统70和/或约束锁68。
扬声器64和/或灯66可以在乘坐的某些部分期间由处理器52控制以增强乘坐的主题或者增强漫游车辆12中的演出元件。进一步地，用户可以使用无线方向控制器62来围绕表面定子矩阵24引导漫游车辆12。例如，可以将期望方向发送到控制系统18，所述控制系统18可以确定要激活哪些SSLIM 14以基于用户输入在期望方向上推漫游车辆12。在一些实施例中，无线方向控制器62可以限于使得用户能够使漫游车辆12自旋但是实际上不控制漫游车辆12的粗移动方向，或者反之亦然。例如，用户可以在乘坐期间使漫游车辆12自旋以看不同的场景或者对准目标，但是漫游车辆12仍然沿着设定路径被运输。约束锁68可以用于约束漫游车辆12中的顾客(例如，当漫游车辆12在运动中和/或不动时)。
位置跟踪系统70可以监测漫游车辆12在表面定子矩阵24上的位置。在一个实施例中，位置跟踪系统70与表面定子矩阵24上的传感器相互作用。每个传感器表示表面定子矩阵24上的唯一位置(例如，相对于一个或多个参考点的坐标)。在这种实施例中，位置跟踪系统70包括可以读取传感器以确定漫游车辆12在表面定子矩阵24上的位置的阅读器。阅读器然后可以将位置信息供应给控制系统18，所述控制系统18进而确定要激活哪些SSLIM 14以及每一个应该如何被激活。在一些实施例中，位置跟踪系统70可以包括RFID标签和/或发射激光器以提供和/或获取位置信息。在其中位置监测系统16利用传感器44来跟踪车辆信息的实施例中，漫游车辆12可以不包括位置跟踪系统70。虽然图3图示了漫游车辆12上的跟踪系统70，但是在其他实施例中它不存在，这通过虚线来指示。依照一些实施例，车辆位置的确定完全在路边执行。作为示例，路边确定可以基于定位在漫游车辆12上方并且被配置成监测其位置或定位的机器视觉系统。进一步地，在一些实施例中，漫游车辆12上的唯一电力和控制是与娱乐(例如，照明和音频效果)相关联的电力和控制。可以被动地控制此类实施例中的制动并且可以机械地使乘客约束装置致动。然而，在其他实施例中可以通过感应拾取器来电力地使乘客约束装置致动。在此类实施例中，使导航和其他乘坐控制保持在路边(离开漫游车辆12)板外提供高效的车辆设计和算法控制。附加地或可替换地，漫游车辆12的位置跟踪系统70和位置监测系统16可以协同工作以获取车辆信息(例如，位置和/或速度)以发送到控制系统18。
在一些实施例中，表面定子矩阵24可以包括SSLIM(定子) 14和空气供应78。如先前所讨论的，SSLIM 14可以被包括在块片块29中。可以基于表面定子矩阵24的各部分的期望性能将块片块29布置在矩阵24的网格上(例如，可以将较大的SSLIM 14放置在期望高加速度和减速度的部分中)。块片块29可以容易地从表面定子矩阵24移除以使得能实现维修或替换。
乙烯基(例如，油毡)可以被放置在块片块中的每一个上并且可以被用作磨损表面。例如，可以使用乙烯基的一个或多片材来覆盖块片块。覆盖块片块的乙烯基可以用作用于漫游车辆12的运行表面。在一些实施例中，在块片块29之间可以存在一定量的距离(例如，在0.1厘米与0.5厘米之间)。在线性感应电机中的定子和转子之间维持小气隙(例如，在某个阈值距离内)可以大大地增强推力矢量的产生并且可以提高电机的效率。因此，施加到块片块29的乙烯基或覆盖物应该是相对薄且非金属的。
在一些实施例中，表面定子矩阵24的架构可以使得能实现鲁棒备份能力。例如，当相对少量的SSLIM 14不视需要而定操作时，控制系统18可以控制相邻SSLIM 14以产生期望磁场。在一些场景中，相邻SSLIM 14可以位于反作用板74下面或在反作用板74附近并且可以产生激励反作用板74的感应场。然而，在一些实施例中，偏切线力矢量可以使相邻SSLIM14的使用产生不太高效的激励力。这可以在此类场景中通过闭环反馈来补偿，所述闭环反馈将驱动时间和/或电流调制到所有适用的SSLIM 14，从而随着漫游车辆12横穿表面定子矩阵24而产生计划运动轮廓和期望推力矢量。控制系统18可以使用闭环反馈来通过合成漫游车辆12运动的反演计算来检测SSLIM 14的某些绕组的损失。
在一些实施例中，当不使用脚轮72时，空气供应78可以用于将空气吹过运行表面22中的孔并且使漫游车辆12浮置在空气轴承上。在此实施例中，在漫游车辆12与运行表面22之间没有接触点，并且SSLIM 14正在控制漫游车辆12的位置和旋转。这种实施例可以增加吸引的正常运行时间(例如，吸引是可操作的)，因为要维护的组件(例如，轮胎、轴承和轮子)较少。
现在转向推进系统10的操作，通过图4中的流程图图示用于使用推进系统10来控制一个或多个漫游车辆12的运输的过程90的实施例。尽管过程90的以下描述被描述为由控制系统18执行，然而应该注意的是，过程90的一些或全部可以由可以能够与控制系统18、位置监测系统16和/或电机驱动器矩阵20进行通信的其他控制设备(诸如与推进系统10相关联的计算设备或其他组件)执行。附加地，尽管以下过程90描述了可以被执行的许多操作，然而应该注意的是，可以以不同的顺序执行过程90并且可以不执行某些操作。可以将过程90实现为存储在控制系统18的存储器32上的计算机指令。
在所图示的过程90的实施例中，控制系统18可以接收(块92)漫游车辆信息。漫游车辆信息可以被从位置监测系统16和/或漫游车辆12接收并且可以包括设置在运行表面22上的一个或多个漫游车辆12的信息。漫游车辆信息可以包括漫游车辆12在运行表面22上的位置(数据94)、漫游车辆12的速度(数据96)和/或漫游车辆12的质量(数据98)。
控制系统18可以接收(块100)用于漫游车辆12的期望运动轮廓(例如，路径、速度)。在一些实施例中，可以预先配置期望运动轮廓(数据102)，其包括用于漫游车辆12的路径和/或车辆12在表面定子矩阵24的每个部分处的期望速度。在这种实施例中，可以从存储器32获得经预先配置的运动轮廓。附加地或可替换地，期望运动轮廓可以包括基于用户输入的方向(数据104)。如先前所讨论的，用户输入可以使得用户能够在漫游车辆12的经预先配置的路径仍然被遵循的同时使漫游车辆12旋转，用户输入可以使得用户能够实际上控制漫游车辆12行进的方向，用户输入可以使得用户能够提高漫游车辆12的加速度或减速度或其某种组合。
控制系统18可以至少基于期望运动轮廓和/或漫游车辆信息确定(块106)要激活哪些SSLIM 14和SSLIM的性能(例如，激活定时、推力量)。例如，在一些实施例中在乘坐开始时，控制系统18可能已经知道漫游车辆12的位置并且可以仅使用运动轮廓来确定要激活哪些SSLIM 14、激活每个SSLIM 14的时间以及要随着漫游车辆12横穿表面定子矩阵24而产生的推力量。然而，在一些实施例中，在运动轮廓动态地改变(例如，基于用户输入)的情况下，控制系统18可以使用漫游车辆12的位置94来确定哪些SSLIM 14位于漫游车辆12下面或附近并且选择要随着漫游车辆12横穿表面定子矩阵24(例如，在停用未被选择的SSLIM 14的同时)激活那些SSLIM 14。在一些实施例中，可以激活漫游车辆12周围的一定百分比的SSLIM 14以改进效率。
进一步地，在一些实施例中，确定要激活的SSLIM 14的数量可以取决于漫游车辆12的速度96。例如，当在运动中首先启动漫游车辆12时，可以期望激活反作用板14下面的所有SSLIM 14以产生较高的功率和加速度。当漫游车辆12达到期望速度时，控制系统18可以降低在特定方向上活动的SSLIM 14的密度，因为较少的SSLIM 14可以维持一定量的能量来维持期望速度。当运动轮廓指示用于漫游车辆12的路径的方向变化时，然后可以提高推力矢量的幅度和所使用的SSLIM 14的密度，因为变化方向可能要求比直线前进更多的扭矩。因此，被选择要在任何一个时间在漫游车辆12下方激活的SSLIM 14的密度可以取决于漫游车辆12的扭矩需求和当前运动矢量。
应该理解的是，每个SSLIM 14的正交地布置的绕组25和26可以使得漫游车辆12的多方向移动能够遵循任何运动轮廓。可以单独地使每个绕组25和26通电。可以视需要而定配置所产生的力矢量，因为一个绕组25可以在第一方向(例如，向前或向后)上提供场并且第二绕组26可以在第二方向(例如，右或左)上提供场。相结合地使用，可以激活SSLIM 14的绕组25和26来以任何角度提供力矢量。
控制系统18可以向电机驱动器矩阵20发送(块108)控制信号以视需要而定复用电机驱动器48来控制SSLIM 14。在一些实施例中，开关面板50可以用于将电机驱动器48连接到适当的SSLIM 14。控制系统18可以返回到在块92处接收漫游车辆信息并且重复过程90以连续地使漫游车辆12围绕运行表面22驾驶。
为了帮助使漫游车辆12的反作用板74与运行表面22下方的表面定子矩阵24之间的相互作用可视化，图5图示了位于表面定子矩阵24上方的反作用板74的俯视示意图。如先前所讨论的，反作用板74可以由任何适合的非铁导电材料(诸如铝、铜、锌、黄铜和铜的汞合金等)形成。进一步地，可以在反作用板74与漫游车辆12的底部之间设置铁(例如，钢)背板。随着磁场通过反作用板74的导体，钢背板可以将场返回到SSLIM 14。力矢量可以通过随着SSLIM 14的磁场通过导体而由涡电流感生的导体的相反磁场来产生。
如所描绘的，一个或多个脚轮72(例如，5个)可以附接到漫游车辆12的基部。脚轮72可以包括用于使漫游车辆12围绕运行表面22滚动的轮子。脚轮72可以用于在反作用板74与表面定子矩阵24之间维持精确的气隙以维持高效的感应场。
如先前所讨论的，表面定子矩阵24的SSLIM 14可以被包括在块片块29中并且按照网格图案布置。在一些实施例中，底层地板支撑件110可以用于将表面定子矩阵24抬高离开基座112并且为布线空间114提供空间，如图6中的横截面图所图示的。底层地板支撑件110可以支撑上面放置有包括SSLIM 14的块片块29中的每一个的网格。SSLIM 14的布线可以被设置在布线空间114中并且可以将SSLIM 14连接到电机驱动器48和/或开关面板50。块片块29(例如，环氧树脂块)一般地可以如上所述是正方形形状的、矩形形状的、圆形形状的等并且可以包括SSLIM 14的两个正交地布置的绕组25和26。
图7-15一般地图示了可以如何控制位于反作用板74下面或附近的各种SSLIM 14以提供不同的推力矢量并且使漫游车辆12在期望方向上移动的示例。应该注意的是，在相同方向上应用的SSLIM 14的数量增加那个方向上的推力。进一步地，SSLIM 14的脉动可以方便某些运动。处理器30可以使用物理建模来确定要应用的SSLIM 14的数量以改变推力矢量。另外，如果在一个方向上提供推力矢量，则可以提供相等且相反的推力以改变矢量。从图7开始，俯视示意图依照实施例图示了SSLIM 14被控制以在反作用板74中在向前方向上产生推力矢量。如通过箭头120所指示的，位于反作用板74的前面、后面、左侧和右侧下面的一个或多个SSLIM 14正在向前方向上提供推力。作为组合推力的结果，推力矢量是像通过箭头122所指示的那样在向前方向上。
图8是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在反作用板74中产生逆时针推力矢量(通过箭头124来指示)的俯视示意图。逆时针推力矢量124可以使漫游车辆12自旋。为了产生逆时针推力矢量124，位于反作用板74的前面和后面下面的一个或多个SSLIM 14可以提供与由位于反作用板74的侧面下面的一个或多个SSLIM 14所产生的推力(箭头130和132)正交的推力(与左右成90度)(箭头126和128)。如所描绘的，在反作用板74的左侧产生的推力128是在向后方向上并且在反作用板74的右侧产生的推力130是在向前方向上。作为组合推力的结果，推力矢量124可以使漫游车辆12在逆时针方向上自旋。
图9是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以产生朝向反作用板74的边缘的平衡推力使得没有推力矢量(点134)应用到反作用板74从而使漫游车辆12保持在适当位置中的俯视示意图。特别地，位于反作用板74的前面和后面下面的一个或多个SSLIM 14可以在朝向反作用板74的边缘的相反方向上推，如通过表示向前方向上的推力的箭头136和表示向后方向上的推力的箭头138所示出的。结合推力136和138，位于反作用板74的左侧和右侧下面的一个或多个SSLIM 14可以在朝向反作用板74的边缘的相反方向上推，如通过表示向左方向上的推力的箭头140和表示向右方向上的推力的箭头142所示出的，以使反作用板74保持在适当位置中。推力136、138、140和142可以产生来自SSLIM 14的推力的平衡图案，这不会导致向反作用板74施加矢量力。
图10是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在反作用板74中在向前和向左方向上产生推力矢量(箭头144)的俯视示意图。推力矢量144可以由在向前方向上产生推力(箭头146)的位于漫游车辆12的前面和后面下面的一个或多个SSLIM 14以及在向左方向上产生推力(箭头148)的位于漫游车辆12的左侧和右侧下面的一个或多个SSLIM 14产生。组合推力可以产生为漫游车辆12提供成角度的行进方向(例如，45度)的推力矢量。
图11是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在反作用板中在向前和稍微向左方向上产生推力矢量(箭头150)的俯视示意图。与图10的推力矢量144相比较，作为激活位于漫游车辆12的前面和后面下面的更多的SSLIM 14以在向前方向上比在向左方向上产生推力(箭头154)的位于左侧和右侧下面的SSLIM 14产生更多的推力(箭头152)的结果，图11中的推力矢量150向左成角度为较小的度数。也就是说，作为由于位于前面和后面下面的SSLIM 14所产生的推力超过由位于反作用板74的左侧和右侧下面的SSLIM 14所产生的推力的结果，结果得到的推力矢量150被引导得比向左更向前。应该理解的是，可以通过激活适当的SSLIM 14来精细地调整推力矢量的方向的角度。
图12是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在向前方向上产生推力矢量(箭头156)同时在反作用板74中逆时针旋转的俯视示意图。为了产生向前逆时针旋转推力矢量156，位于反作用板74的右侧和左侧下面的一个或多个SSLIM 14可以在向前方向上产生推力(箭头158)并且位于反作用板74的前面和后面下面的一个或多个SSLIM 14可以在与侧向推力158的方向正交的相反方向上产生推力(箭头159和160)。例如，推力159是在左方向上并且推力160是在向右方向上，这可以使漫游车辆12逆时针自旋，然而推力158使漫游车辆12在向前方向上移动。应该理解的是，可以控制SSLIM 14以使漫游车辆12在顺时针方向上自旋。
图13是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在反作用板74中在向前方向上产生强推力矢量(箭头161)以提高加速度的俯视示意图。如所描绘的，较高密度的SSLIM 14被激活并且可以在向前方向上产生推力(箭头162)。在相同方向上激活的较高密度的SSLIM14增加那个矢量中的推力。
图14是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在反作用板74中在向前方向上产生制动推力矢量(箭头164)的俯视示意图。推力矢量箭头164在大小上减小以表示在漫游车辆12在运动中的同时由位于反作用板74下面的SSLIM 14所产生的制动推力(箭头166)对推力矢量164的影响。应该注意的是，为了使在特定方向上移动的漫游车辆12慢下来，可以控制位于漫游车辆12下面的SSLIM 14以在与移动方向相反的方向上产生推力(箭头166)。
图15是图示了依照实施例的SSLIM 14被控制以在反作用板74中产生推力矢量(箭头168)的俯视示意图，所述推力矢量在未使漫游车辆12旋转的情况下使漫游车辆12的向前运动向右弯曲。最初，漫游车辆12由于由位于漫游车辆12下面的SSLIM 14所产生的推力(箭头170)而在向前行进。为了使漫游车辆12的运动弯曲，控制系统18可以确定漫游车辆12的位置并且指示电机驱动器矩阵20及时激活漫游车辆12的运动路径中的SSLIM 14以随着漫游车辆12横穿运行表面而与反作用板74相互作用以在期望方向上引导漫游车辆12。在一些实施例中，如所图示的，各行的SSLIM 14可以递增地在期望方向上产生推力。例如，为了使漫游车辆12的运动向右弯曲，第一行172的SSLIM 14可以在向右方向上产生推力(箭头174)以在一个增量中迫使车辆12向右。在下一个增量中，第二行176的SSLIM 14可以在向前方向上产生推力(箭头178)以使漫游车辆12继续向前移动。然后，在下一个增量中，第三行180的SSLIM 14可以在向右方向上产生推力(箭头182)以迫使漫游车辆12向右。控制系统18可以控制漫游车辆12的运动路径中的附加SSLIM 14以继续通过产生在任何期望角度上指向的总推力矢量来产生弯曲运动。
图16是依照实施例的包括在漫游车辆12中的机械制动器58的侧视图。在第一视图中，机械制动器58被示出为未展开，并且在第二视图192中，机械制动器58被示出为展开。在一些实施例中，机械制动器58可以包括具有用于高摩擦μ的制动衬块材料的铁板194(例如，钢)。制动衬块材料可以提供足够的摩擦以在与运行表面22接触时使机械制动器58和漫游车辆12保持在适当位置中。进一步地，机械制动器58可以包括凹部196，锁定销198被插入在所述凹部196中以随着机械制动器58通过由表面定子矩阵24上的SSLIM 14所产生的磁场时而使机械制动器58保持在未展开位置中。为了展开机械制动器58，控制系统18可以向漫游车辆12发送控制信号以释放锁定销198。由SSLIM 14所产生的磁场可以吸引机械制动器58的铁板194，这可以使铁板194被拉向并接触表面定子矩阵24的运行表面22。如视图192中所示。
在一些实施例中，表面定子矩阵24的某些计划区域可以提供激活机械制动器58的展开的磁场的平衡(例如，不在反作用板74上施加矢量力)图案。在一些实施例中。当由SSLIM 14所产生的磁场足够强以克服使机械制动器58保持在未展开位置中的锁定销198的力时，可以展开机械制动器58。应该注意的是，可以针对漫游车辆12运动轮廓的某些部分计划机械制动器58的使用或者其使用可以是无计划的(例如，在意外事件的情况下)。在一些实施例中，由机械制动器58所使用的保持力的效率可以足够小，使得相对低的电动势阈值的存在可以作为空闲电流被计划，从而允许近似最小数量的SSLIM 14针对最小运动轮廓保持活动以激励机械制动器58。
为了缩回机械制动器，当吸引铁板194的磁场(例如，电动势)减小(例如，不够强以克服弹簧复位件200的拉力)或者关闭时，附接到机械制动器58的基部202的弹簧复位件200可以将机械制动器58拉回到槽204中。当缩回时，可以通过被重新插入到凹部196中的锁定销198来将机械制动器58锁定到未展开位置中。
可以存在由漫游车辆12使用的多于一个机械制动器58，并且可以相对于脚轮72布置它们。例如，图17是依照实施例的许多机械制动器58和脚轮72在漫游车辆12的反作用板74中的位置的俯视示意图。应该理解的是，可以基于漫游车辆12的计划质量(例如，车辆组件和占用顾客的计划质量)和漫游车辆12的速度确定机械制动器58的大小和/或数量。在一些实施例中，可以基于用于漫游车辆运动轮廓的最高计划速度和用于漫游车辆12的最大计划质量确定机械制动器58的数量和/或大小。这可以使得能够在机械制动器58被展开以处置上界场景时提供足够的保持力。进一步地，在一些实施例中，当漫游车辆12正在以低于最高计划速度行进时，并不可以展开所有机械制动器58。也就是说，被展开的机械制动器58的数量可以取决于基于漫游车辆12的速度和质量停止漫游车辆12需要多大的保持力。在所描绘的实施例中，五个机械制动器58被包括在漫游车辆12的反作用板74中。一个机械制动器58位于反作用板74的四个拐角中的每一个中并且一个机械制动器58位于反作用板74的中心。应该理解的是，可以使用任何适合数量的机械制动器58。
脚轮72的数量和脚轮72在反作用板74上的每个点处的位置可以视需要而定而变化以在反作用板74与SSLIM 14之间维持足够的气隙。例如，如果反作用板74在反作用板74的某些部分处不包括脚轮72，则那些部分可以在漫游车辆12横穿表面定子矩阵24的同时摆动(例如，上下移动)。反作用板74的各部分的上下移动可以改变气隙的距离并且降低SSLIM14的效率。另外，可以减小脚轮72的大小以在反作用板74与SSLIM 14之间使得能实现相对较小的气隙。如所描绘的，反作用板74包括六个脚轮72：两个在反作用板74的左侧和右侧，一个在反作用板74的前面，并且一个在反作用板74的后面。这种布置可以抑制反作用板74随着漫游车辆12横穿表面定子矩阵24的上下移动以维持精确的气隙。应该理解的是，脚轮72的任何适合的数量、大小和/或位置可以用于维持精确的气隙。
图18-21是用于制动或者保持漫游车辆12和/或释放漫游车辆12的各种过程的流程图。尽管对图18-21中的过程的以下描述被描述为由控制系统18执行，然而应该注意的是，这些过程中的一些或全部可以由可以能够与控制系统18、位置监测系统16和/或电机驱动器矩阵20进行通信的其他控制设备(诸如漫游车辆12、计算设备或与推进系统10相关联的其他组件)执行。附加地，尽管以下过程描述了可以被执行的许多操作，但是应该注意的是，可以以不同的顺序执行这些过程并且可以不执行某些操作。可以将这些过程实现为存储在控制系统18的存储器32上的计算机指令。
考虑上文，图18是依照实施例的用于展开图16的机械制动器58的过程210的流程图。控制系统18可以接收(212)要制动的请求。要制动的请求可以被从漫游车辆12接收(例如，基于用户输入)，可以作为从存储器32获得的运动轮廓的一部分被接收等。
控制系统18可以使用来自位置监测系统16或者来自位置跟踪系统70的车辆信息来确定(块214)漫游车辆12的位置。也就是说，控制系统18可以基于所接收到的车辆信息确定漫游车辆12相对于表面定子矩阵24的位置。
控制系统18可以向漫游车辆12发送(块216)控制信号以致动(例如，缩回)一个或多个机械制动器58的锁定销198。控制系统18还可以向适当的电机驱动器48和/或开关面板50发送(218)控制信号以控制漫游车辆12附近的SSLIM 14以提供具有足够强度的磁场来拉一个或多个机械制动器58的铁材料以接触运行表面22的表面。一个或多个展开的机械制动器58的保持力可以使漫游车辆12停止移动。
图19是依照实施例的用于缩回图16的机械制动器58的过程220的流程图。控制系统18可以接收(块222)要在一个或多个机械制动器58被展开的同时移动漫游车辆12的请求。该请求可以被从漫游车辆12接收(例如，基于用户输入)，可以作为从存储器32获得的运动轮廓的一部分被接收等。
控制系统18可以使用来自位置监测系统16或者来自位置跟踪系统70的车辆信息来确定(块224)漫游车辆12的位置。也就是说，控制系统18可以基于所接收到的车辆信息确定漫游车辆12相对于表面定子矩阵24的位置。
控制系统18可以向适当的电机驱动器48和/或开关面板50发送(块226)控制信号以控制SSLIM 14从而提供吸引机械制动器58的磁场，使得制动器58缩回。也就是说，可以将由SSLIM 14所产生的磁场减小到不足以克服弹簧复位件200的力的强度，从而使得弹簧复位件200能够将机械制动器58拉离SSLIM 14到槽204中以便存储。一旦机械制动器58被缩回到槽204中，控制系统18就可以向漫游车辆12发送控制信号以使锁定销198致动(例如，展开)到凹部196中以使机械制动器58固定在未展开位置中。
图20是依照实施例的用于使用SSLIM 14来施加磁力以使漫游车辆12保持在适当位置中的过程230的流程图。控制系统18可以接收(块232)减慢或者停止漫游车辆12的请求。该请求可以被从漫游车辆12接收(例如，基于用户输入)，可以作为从存储器32获得的运动轮廓的一部分被接收等。
控制系统18可以使用来自位置监测系统16或者来自位置跟踪系统70的车辆信息来确定(块234)漫游车辆12的位置。也就是说，控制系统18可以基于所接收到的车辆信息确定漫游车辆12相对于表面定子矩阵24的位置。
控制系统18可以向适当的电机驱动器48和/或开关面板50发送(块236)控制信号以控制漫游车辆12附近(例如，在漫游车辆12的位置下面和/或周围)的SSLIM 14以使漫游车辆12保持在适当位置中。在一些实施例中，位于反作用板74的前面、后面、左侧和右侧下面的一个SSLIM 14可以产生朝向反作用板74的中心的近似相等且平衡的推力。结果，可以不产生推力矢量并且可以使漫游车辆12保持在不动位置中。如上面所讨论的，当在反作用板74的相对侧的等效位置上的SSLIM 14朝向反作用板74的外边缘推时，可以发生类似的情况。
图21是依照实施例的用于使用SSLIM 14来释放保持磁力以使得漫游车辆12能够移动的过程240的流程图。控制系统18可以接收(块242)要在SSLIM 14的磁场正在使漫游车辆12保持在适当位置中的同时移动漫游车辆12的请求。该请求可以被从漫游车辆12接收(例如，基于用户输入)，可以作为从存储器32获得的运动轮廓的一部分被接收等。
控制系统18可以使用来自位置监测系统16或者来自位置跟踪系统70的车辆信息来确定(块244)漫游车辆12的位置。也就是说，控制系统18可以基于所接收到的车辆信息确定漫游车辆12相对于表面定子矩阵24的位置。
控制系统18可以向适当的电机驱动器48和/或开关面板50发送(块246)控制信号以控制SSLIM 14从而使漫游车辆12保持在适当位置中以改变或者移除磁场以使得漫游车辆12能够移动。例如，控制系统18可以通过命令位于反作用板74下面的一个或多个SSLIM在向前方向上在反作用板74中产生推力来改变由SSLIM 14所产生的推力矢量。作为改变的推力矢量的结果，可以从不动位置释放漫游车辆12并且在推力矢量的方向上激励漫游车辆12。
如先前所讨论的，可以利用由SSLIM 14所产生的磁场来给漫游车辆12的板载电子设备供电。为此，图22是图示了依照实施例的使用反作用板74上的感应线圈79来从SSLIM14拾取能量以给漫游车辆12的板载电子设备(例如，处理器52、存储器54、通信模块56、电源60、无线方向控制器62、扬声器64、灯66、约束锁68、位置跟踪系统70)供电的示意图。如所描绘的，一个或多个整流器和/或功率调节器76可以用于转换、调节、放大来自由SSLIM 14所产生的磁场的感应能量或其某种组合。例如，整流器78可以将交流（AC）电力转换为用于给板载电子设备供电的直流（DC）电力。在一些实施例中，反作用板74与SSLIM 14之间的气隙252的大小可以影响由SSLIM 14所产生的感应场的强度和由感应线圈79所拾取的能量的量。因此，可以期望维持相对小的气隙252以增强感应场。
虽然已经在本文中仅图示并描述了本公开的某些特征，但是本领域的技术人员将想到许多修改和变化。因此应当理解的是，所附权利要求旨在涵盖如落入本公开的真实精神内的所有此类修改和变化。

Claims (20)

1.一种推进系统，包括：
一个或多个漫游车辆，所述一个或多个漫游车辆包括安装在所述一个或多个漫游车辆中的每一个的底部上的反作用板；
表面定子矩阵，所述表面定子矩阵被安装有用于所述一个或多个漫游车辆的运行表面并且包括多个单边线性感应电机(SSLIM)，其中，所述多个SSLIM的至少一部分中的每一个包括彼此正交地安装的两个绕组；
多个电机驱动器，所述多个电机驱动器被配置成经由开关面板电耦合到所述多个SSLIM；
控制系统，所述控制系统被配置成：
接收与所述一个或多个漫游车辆有关的信息；
接收用于所述一个或多个漫游车辆跨越所述表面定子矩阵的期望运动轮廓；
基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定要激活所述多个SSLIM中的哪些和所述多个SSLIM的性能；并且
向所述多个电机驱动器发送控制信号以控制所述多个SSLIM以产生所述运动轮廓。
2.根据权利要求1所述的推进系统，其中：
所述多个电机驱动器的数量比所述多个SSLIM的数量少；并且
所述控制系统经由所述开关面板复用所述多个电机驱动器以控制所述多个SSLIM的识别子集以便提供所述一个或多个漫游车辆的所述期望运动轮廓。
3.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述漫游车辆包括机械制动器，所述机械制动器包括铁板和制动材料，其中，由所述多个SSLIM中的一个或多个所产生的磁场将所述铁板吸引到所述运行表面并且所述制动材料提供摩擦来停止所述一个或多个漫游车辆。
4.根据权利要求1所述的推进系统，其中，在所述多个SSLIM的所述部分中所述两个绕组中的第一个被布置在纵向方向上并且所述两个绕组中的第二个被布置在横向方向上。
5.根据权利要求4所述的推进系统，其中，所述两个绕组被包入在环氧树脂块片块的相应的板条中，所述环氧树脂块片块形成所述多个SSLIM的所述部分并且乙烯基的片材被设置在所述环氧树脂块片块的顶部上，所述顶部用作用于所述一个或多个漫游车辆的脚轮的所述运行表面。
6.根据权利要求1所述的推进系统，包括被配置成确定所述信息的位置监测系统，所述信息至少包括所述一个或多个漫游车辆的位置、所述一个或多个漫游车辆的速度或两者。
7.根据权利要求6所述的推进系统，其中，所述位置监测系统包括在路边并使用相机来跟踪所述信息的光学系统、使用信号三角测量来通过所述位置监测系统和所述漫游车辆连接到的网络对来自所述一个或多个漫游车辆的信号进行三角测量以确定所述信息的处理器或两者。
8.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述两个绕组中的每一个均可单独地通电以基于极性在两个方向中的一个上产生磁场。
9.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述一个或多个漫游车辆包括至少部分地在从由所述多个SSLIM所产生的磁场感生的电力上被供电的板载电子设备。
10.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述电机驱动器通过及时激活位于所述反作用板下面的所述多个SSLIM的子集来控制所述多个SSLIM以产生所述运动轮廓以在所述反作用板中产生推力矢量，所述推力矢量使所述一个或多个漫游车辆随着所述一个或多个漫游车辆横穿所述运行表面而遵循通过所述期望运动轮廓所指定的路径。
11.根据权利要求1所述的推进系统，其中，要激活的所述多个SSLIM的数量和要供应给所述多个SSLIM的电流的量是基于包括在所述期望运动轮廓中的速度和路径来确定的。
12.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述期望运动轮廓是作为来自所述漫游车辆的用户输入、作为来自所述控制系统的存储器的预先配置的运动轮廓或其某种组合来获得的。
13.一种方法，包括：
经由控制系统接收与设置在表面定子矩阵的运行表面上的一个或多个漫游车辆有关的信息，其中，所述表面定子矩阵包括各自包括被布置为彼此正交的两个绕组的多个单边线性感应电机(SSLIM)，并且所述一个或多个漫游车辆包括附接到所述一个或多个漫游车辆中的每个相应的漫游车辆的底部的非铁反作用板；
经由所述控制系统接收用于所述一个或多个漫游车辆跨越所述表面定子矩阵的期望运动轮廓；
经由所述控制系统基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定对要激活的所述多个SSLIM的选择和对所述多个SSLIM的所述选择的性能；以及
经由所述控制系统向所述多个电机驱动器发送控制信号以控制对所述多个SSLIM的所述选择以产生所述运动轮廓。
14.根据权利要求13所述的方法，包括复用所述多个电机驱动器以仅控制所述一个或多个漫游车辆的所述期望运动轮廓所需的所述多个SSLIM的子集，其中，所述多个电机驱动器的数量比所述多个SSLIM的数量少。
15.根据权利要求13所述的方法，包括经由所述控制系统向所述多个电机驱动器中的一个或多个发送控制信号以控制所述一个或多个漫游车辆附近的所述多个SSLIM中的一个或多个以产生磁场，所述磁场吸引包括在所述一个或多个漫游车辆中的每一个中的机械制动器的铁板以接触所述表面定子矩阵的表面。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，与所述一个或多个漫游车辆有关的所述信息包括所述一个或多个漫游车辆的位置、速度或两者，并且所述信息是从位置监测系统接收的。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，对所述多个SSLIM的所述选择的所述性能包括针对用于产生所述期望运动轮廓的所述多个SSLIM中的每一个的激活的定时、要产生的磁场的幅度或其某种组合。
18.一种推进系统，包括：
控制系统，所述控制系统：
接收与设置在表面定子矩阵的运行表面上的一个或多个漫游车辆有关的信息，其中，所述表面定子矩阵包括各自包括被布置为彼此正交的两个绕组的多个单边线性感应电机(SSLIM)，并且所述一个或多个漫游车辆包括附接到所述一个或多个漫游车辆的每个相应的漫游车辆的底部的非铁反作用板；
接收用于所述一个或多个漫游车辆跨越所述表面定子矩阵的期望运动轮廓；
基于所述期望运动轮廓、所述信息或其某种组合确定要激活所述多个SSLIM中的哪些和所述多个SSLIM的性能；并且
向所述多个电机驱动器发送控制信号以控制所述多个SSLIM以产生所述运动轮廓。
19.根据权利要求18所述的控制系统，其中，所述控制系统复用所述多个电机驱动器以仅控制所述一个或多个漫游车辆的所述期望运动轮廓所需的所述多个SSLIM的子集，其中，所述多个电机驱动器的数量比所述多个SSLIM的数量少。
20.根据权利要求18所述的控制系统，其中，所述控制系统使用闭环反馈和所述一个或多个漫游车辆合成运动的反演计算来检测所述多个SSLIMS的某些绕组的损失。
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