CN111247080A - 规划平台升降机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种规划楼梯(3)处的平台升降机(1)、特别是楼梯升降机(1)的方法，平台升降机(1)包括：轨道(2)；平台(8)、特别是座椅(8)；用于沿着轨道(2)驱动平台(8)的驱动单元(6)，平台(4)附接到驱动单元(6)，该方法包括以下步骤：获取供平台升降机(1)安装的楼梯的3D楼梯数据(3)；基于所获取的3D楼梯数据来计算轨道(2)的行进路径(D、FD、ND)；其特征在于，特别是从数据库(20)检索制造约束(21)，计算在考虑检索到的制造约束(21)的情况下的可行的行进路径(FD)。

Description

规划平台升降机的方法
技术领域
本发明涉及一种规划平台升降机的方法。
背景技术
平台升降机、特别是楼梯升降机是一种通常用于行动不便的人(主要是老年人)的产品，以便在不移除阶梯的情况下为上下楼梯提供支撑，从而为(仍然)能够自己爬楼梯的人维持楼梯的功能。平台升降机常常安装在人们的家中，并且通常包括具有由驱动器来驱动的座椅或另一平台的驱动单元，该驱动单元沿着安装在一个或多个阶梯上或沿着一个或多个阶梯的轨道来驱动。
EP 1 554 210 A1公开了一种供轮椅上的残疾人使用的平台升降机。WO 2013/129923 A1公开了一种楼梯升降机形式的平台升降机。在两种情况下，平台都是沿着至少一个导轨行进的驱动单元的一部分。设置调平机构，以便即使在导轨的倾角沿着行进路径改变时也总是将平台保持在水平取向。特别地，这种平台升降机的轨道具有弯曲形状，如WO2015/052489A1的图3所示。
单独将轨道调整为楼梯的形状。因此，针对每次单独的升降机安装单独开发轨道的设计。目前，这种开发采取若干步骤，特别是对于一次安装多次执行这些步骤。首先，通过拍摄几张照片来记录楼梯升降机的空间形状。因此用标记物来标记楼梯。通过图片分析，对图片进行分析来得到楼梯升降机的数字3D模型。
美国临时申请US 62/487,624(尚未公开，2017年4月20日提交)提供了一种规划平台升降机的方法。这里提供了一种获取阶梯的3D数据的方法。基于所获取的3D数据，可以绘制初始轨道。轨道主要是基于预定间隙信息来绘制的；间隙信息可以包括比如轨道与墙壁或楼梯的任何部分之间的预定最小距离的要求。
在本申请的优先权日之后公开的EP 3 225 580 A1公开了一种用于基于仿真来设计楼梯升降机的方法。这里，楼梯升降机包括两个轨道，这两个轨道大体沿着弯曲的行进路径彼此平行地布置。在第一步骤中，设计第一轨道的路线；在随后的步骤中，基于第一轨道的路线来设计第二轨道的路线。不进行数据库查询来检查轨道是否符合制造约束。
EP 2 825 841 B1示出了获取楼梯的3D数据来规划楼梯升降机的另一种方法。
WO 2016/028416 A1公开了一种用于设计楼梯升降机轨道组件的方法。由此自动地确定支撑接口的位置，在该位置处轨道可以紧固到楼梯升降机或相邻的墙壁。该方法提出在不进行任何交叉检查的情况下建立路径行进，不论能否制造出所设计的行进路径。因此，客户可能看到没有任何把握的楼梯升降机的呈现，并且几周之后，制造厂给出设计的楼梯升降机根本不能制造的指示。不进行数据库查询来回答是否可以制造所设计的轨道的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于规划平台升降机的方法。该目的通过根据权利要求1的方法来解决；优选实施例是从属权利要求和说明书的主题。
本发明的规划平台升降机的方法包括以下步骤：
-获取供平台升降机安装的楼梯的3D楼梯数据；
-基于所获取的3D楼梯数据来计算轨道的行进路径；
该方法的特征在于：
-特别是从数据库检索制造约束，
-计算在考虑检索到的制造约束的情况下的可行的进行路径。
3D楼梯数据包括楼梯的相关3D数据，其对于以基于IT的方式重建楼梯的空间形状是必要的。通过使楼梯的形状电子地可用，可以计算行进路径，因此与行进路径匹配的轨道可以装配到真实的阶梯中。
特别地，术语“制造约束”描述了数据集，其限定了从技术观点来看可以制造什么的范围。因此，轨道需要符合制造约束以便能够制造。不能制造不符合制造约束的轨道，特别是这是由于可用的制造工具不能生产这种轨道。这将在后面参考图3更详细地描述。特别地，术语“行进路径”总体地限定了可以供平台沿着行进的轨道的主要形状。在本申请中，行进路径可以采用可行的行进路径和不可行的行进路径的实施例。不可行的行进路径是不符合至少一个制造约束的行进路径；换句话说，制造厂不能生产由不可行的行进路径限定的轨道。可行的行进路径是符合制造约束的行进路径；换句话说，制造厂可以生产由可行的行进路径限定的轨道。根据本发明，如果行进路径是可行的行进路径，则可以建立用于生产轨道和/或楼梯升降机的材料清单，这需要在计算可行的行进路径的步骤期间考虑制造约束。
特别地，对于可行的行进路径，验证了可以制造支撑可行的行进路径的轨道。
在实施例中，计算3D平台数据，该3D平台数据表示在沿着所计算的行进路径的一个或多个位置处的平台。由于根据先前的计算，行进路径是电子可用的，因此系统可以计算出表示在楼梯升降机处的现实的位置处的平台的3D平台数据，该楼梯升降机根据所计算的行进路径来制造。
在实施例中，计算3D人数据，该3D人数据表示在沿着所计算的行进路径的一个或多个位置处坐在平台上的人。由于根据先前的计算，行进路径并且特别是平台的位置是电子可用的，因此系统可以计算出表示在楼梯升降机处的现实的位置处的人的3D人数据，该楼梯升降机根据所计算的行进路径来制造。用户输入
在实施例中，通过增强现实设备、特别是混合现实设备来获取3D楼梯数据。这里，用户可以通过增强现实设备看到，增强现实设备同时能够进行阶梯的3D扫描。
在实施例中，计算出的行进路径在增强现实设备、特别是再次使用的前述设备的屏幕上可视化。可以通过在设备的屏幕上投影轨道来可视化行进路径，其中心线与计算出的行进路径相同。
在实施例中，通过增强现实设备、特别是再次使用的前述设备来获取3D环境数据的步骤。环境数据包括楼梯升降机附近(特别是不属于楼梯升降机或楼梯本身)的物体的空间信息，这可能影响楼梯升降机的使用。
在实施例中，检测下列项之间的碰撞情况的步骤：
-一方面的根据3D平台数据和/或3D人数据
-和另一方面的根据前一项权利要求所述的环境和/或3D环境数据。
这里，3D环境数据可以用于检测3D人或平台数据与3D环境数据的任何交集。替代地，该系统仅通过光学评估投影在屏幕上的虚拟平台或人是否与障碍物的图片光学地碰撞来检测碰撞。
在实施例中，借助于虚拟楼梯升降机表示和/或虚拟人来进行检测步骤，该虚拟楼梯升降机表示和/或虚拟人显示在沿着行进路径、特别是沿着可行的行进路径的一个或多个位置处。
在实施例中，系统在检测到碰撞情况的情况下自动修改行进路径。这里，可以利用若干试错步骤来进行修改，以找到避免碰撞情况的行进路径。
在实施例中，系统在检测到碰撞的情况下自动修改平台的配置。该修改可以包括：
-为楼梯升降机添加倾斜和/或旋转功能；和/或
-修正沿着行进路径的倾斜和/或旋转轮廓。
这里，在行进路径处的特定位置处，系统可以改变平台相对于轨道的取向，以避免碰撞。这种修正构成对配置的修改。
在实施例中，自动提供楼梯升降机的材料清单，该楼梯升降机具有根据可行的行进路径的轨道(2)和/或根据修改的配置的平台。根据材料清单，可以准确地计算出平台升降机的成本。
在实施例中，特别是一旦可行的行进路径通过用户输入得到批准，就计算出材料清单。
在实施例中，针对多个配置计算材料清单。对于每个配置，计算价格。将所计算的价格与根据增强现实设备上的关联配置的楼梯升降机的呈现一起示出。
附图说明
通过附图更详细地描述本发明，本文示出：
图1以侧视图示出两个平台升降机；
图2示出呈现有虚拟楼梯升降机的增强现实设备；
图3示出连接到数据库的图2的设备；
图4示出呈现具有不可行轨道的楼梯升降机的图2的设备；
图5示出呈现处于与障碍物碰撞的情况下的楼梯升降机的图2的设备；
图6示出呈现处于避免图5的碰撞的配置的、具有可行轨道的楼梯升降机的图2的设备。
具体实施方式
图1示出可以应用本发明的通用平台升降机1的两个示例性实施例。图1a中示出了与轮椅一起使用的平台升降机1。因此，平台8包括升降坡道，其可以沿着行进方向D从第一层站区域4行进到第二层站区域5。行进方向D由轨道2限定，并且主要由房屋中的现有梯道3的路线限制。图1b中示出了替代的实施例，其中，平台8包括座位。
轨道2具有偏离直线的弯曲形状；因此，在轨道2的该路线期间，行进方向将改变至少一次。
平台8是驱动单元6的一部分，驱动单元6还包括承载件7。承载件7具有未示出的滚子，这些滚子沿着轨道2的管15滚动。为了驱动承载件7，在轨道2上设置形状接合装置，形状接合装置与驱动单元6的驱动装置、特别是从动齿轮(未示出)配合。图1b示出了轨道2的齿条14作为形状接合装置的实施例的示例，齿条14可以焊接到轨道2的管15。调平机构9设置在驱动单元6上，以使得即使轨道2的斜倾在其路线期间变化也保持平台8总是处于水平取向。
图2示出了US 62/487,624(尚未公开)中所描述的增强现实设备13，例如平板PC，其特别是配备有一个或多个相机和加速度/取向传感器。当用户将设备对准楼梯升降机时，设备13呈现由相机采集的楼梯3的图片和平台升降机8的虚拟呈现，平台升降机8虚拟地匹配楼梯的环境。可选地，坐在升降机的座椅8上的虚拟人12也呈现在设备13的屏幕上。为了预测坐在座椅上的人与真实障碍物11R的碰撞，将虚拟人8的位置带入沿着行进路径的承载件的各种位置。也可以借助于障碍物的坐标(包含在所获取的数据中)来计算碰撞检测，并且可以显示虚拟人的位置(基于计算出的行进路径结合虚拟人相对于承载件的位置)。
如在US 62/487,624中更详细地描述的，为了避免人与真实障碍物11R之间的碰撞，升降机可以沿着若干轴线倾斜或旋转，使得在这种情况下人的头部摆脱与障碍物碰撞的风险。倾斜的虚拟座椅与倾斜的虚拟人一起也呈现在设备的屏幕上。
图3再次示出了由设备13的相机实时采集的楼梯和环境的呈现。由于该设备还能够获得楼梯3和墙壁10的相应3D数据，因此该设备对所示元件具有总体空间认知。设备检索例如存储在设备的存储器中的预定间隙信息C。这时，设备借助于间隙信息C绘制出初始行进路径D。间隙信息特别指示轨道2与楼梯3和墙壁10的表面之间的特定最小距离。考虑到间隙信息C，设备18计算沿着楼梯尽可能靠近墙壁10的初始行进路径D，因此轨道的空间消耗尽可能小。
在变型中，系统可以在每个梯级的楼梯中心点的3D数据中进行检测。通过对所有中心点进行插值并在侧向上放置和偏移这些点，也可以计算出初始行进路径。
根据本发明，行进路径的计算还考虑存储在数据库20中的制造约束21。数据库20可以本地存储在设备中，或者可以经由互联网从远程数据库访问。
制造约束是存储在数据库20中的数据，其限定了对如下项的技术限制：以所有可想到的配置对轨道2进行设计的总体自由度(图3)。特别地，制造约束包括弯曲约束。因此，当在俯视图中观察时，存在沿着竖直弯曲轴线的最小弯曲半径RV。当在侧视图中观察时，存在沿着水平弯曲轴线的最小水平弯曲半径RH。从图3中特别明显的是，与直线齿条相比，非常小的最小水平弯曲半径可以在齿条处引起大的变形。如果齿条14处的变形超过特定限制，则齿条15与承载件的齿轮的相互作用受到干扰。
存在导致制造约束21的许多技术限制，其也可以在时间期间内变化；保持数据库20更新易失性信息，设备可以容易地适应从工厂接收的技术要求的变化。
借助于图4至图6示出了本发明的方法的优点。设备13对准螺旋阶梯3。利用所描述的方法获取该阶梯的3D楼梯数据3。
在实施例中(图4)，仅基于间隙信息C来计算第一初始行进路径ND，或者可以以任何其他形式获得第一初始行进路径ND。这里，间隙信息C的内容的主要示例示例性地是第一初始行进路径ND与螺旋阶梯3的中心柱15的表面之间的在径向方向上的最小距离。在这一点上，在计算期间没有考虑制造约束。这里，虚拟座椅和坐在座椅上的虚拟人再次通过设备13的屏幕呈现给用户。图4示出了增强现实设备上的处于第一配置的楼梯升降机的表示。不能显示价格，这是由于楼梯升降机不符合制造约束，因此不能建立材料清单。
在实施例中，系统获取并分析3D环境数据11。这些3D环境数据包括关于与楼梯升降机直接相关的真实物体、特别是阶梯3附近的表面和/或真实障碍物11R的数据。然而，这些3D环境数据11可以包括关于真实物体11R(这里是隔板11R)的日期，该真实物体11R在沿着行进路径行进期间可能与楼梯升降机和/或坐在楼梯升降机1上的人12碰撞。
在图4所示的给定配置中，不存在人与障碍物11R碰撞的风险。因此，在这种配置中，可以使用更便宜版本的楼梯升降机，该楼梯升降机不具有倾斜/旋转能力。
然而，由于螺旋阶梯1的较窄的形状，第一初始行进路径ND将导致不可行的实施例，这是由于弯曲工具不能制造轨道。因此，第一初始行进路径ND是不可行的行进路径。这里，沿着水平轴线(这里是柱的中心线)的实际弯曲半径与作为制造约束21的相应可行的最小弯曲半径RV冲突，该最小弯曲半径RV从数据库20中检索(图3)。
在本发明的实施例中(图5)，在考虑制造约束21(即最小弯曲半径RV)的情况下，设备13自动计算第二修正的行进路径FD(可行的行进路径)。然而，第二修正的行进路径FD在此导致与人12和障碍物11R的碰撞。可以通过比较在沿着第二修正/可行的行进路径FD的不同位置处的3D人数据和3D人数据12来计算碰撞情况。图5示出了增强现实设备上的处于第二配置的楼梯升降机的表示。由于楼梯升降机符合制造约束，因此可以计算价格并将其显示在增强现实设备上。
为了解决这种碰撞的情况，可以使用更昂贵的楼梯升降机，其具有围绕轴线旋转或倾斜的能力，如图6所示。因此，该系统自动建议使用具有包括旋转/倾斜能力的构造的升降机。该建议基于试错。如图6所示，座椅现在可以旋转以避免人与物体、特别是真实障碍物11R之间的碰撞。图6示出了增强现实设备上的处于第三配置的楼梯升降机的表示。由于楼梯升降机也符合制造约束，因此可以计算出价格并将其显示在增强现实设备上。由于更昂贵的配置(包括旋转/倾斜能力)，与先前的配置相比，楼梯升降机的价格增加。
所示价格仅用于说明目的。
附图标记表
1 平台升降机
2 轨道
3 阶梯
4 第一层站区域
5 第二层站区域
6 驱动单元
7 承载件
8 平台/座位
9 调平机构
10 墙壁
11 环境数据/关于障碍物的数据
11R 真实障碍物
12 人
13 混合现实设备
14 轨道的齿条
15 轨道的管
20 数据库
21 制造约束
15 螺旋阶梯的柱
RV 最小弯曲半径(围绕竖直轴线)
RH 最小弯曲半径(围绕水平轴线)
LS 轨道段的最大长度
d 行进路径(未指定)
FD 第二修正的行进路径/可行的行进路径
ND 第一初始行进路径/不可行的行进路径
C 间隙信息
RV 围绕竖直轴线的最小弯曲半径
RH 围绕水平轴线的最小弯曲半径

Claims (12)

1.一种规划楼梯(3)处的平台升降机(1)、特别是楼梯升降机(1)的方法，所述平台升降机(1)包括：
轨道(2)，
平台(8)、特别是座椅(8)，
驱动单元(6)，其用于沿着所述轨道(2)驱动所述平台(8)，
所述平台(4)附接到所述驱动单元(6)，
所述方法包括以下步骤：
-获取供所述平台升降机(1)安装的楼梯的3D楼梯数据(3)；
-基于所获取的所述3D楼梯数据来计算所述轨道(2)的行进路径(D、FD、ND)；
所述方法的特征在于，
-特别是从数据库(20)检索制造约束(21)，
-在计算的步骤中，计算在考虑到所检索的所述制造约束(21)的情况下的可行的行进路径(FD)。
2.根据前一项权利要求所述的方法，
其特征在于，
计算3D平台数据(8)，所述3D平台数据(8)表示在沿着所计算的所述行进路径(D、ND、FD)的一个或多个位置处的所述平台(8)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
计算3D人数据(12)，所述3D人数据(12)表示在所述平台上的沿着所计算的所述行进路径(D、ND、FD)的一个或多个位置处的人(12)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
通过增强现实设备(13)、特别是混合现实设备(13)来获取所述3D楼梯数据(3)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所计算的所述行进路径(D、ND、FD)在增强现实设备(13)、特别是用于获取所述3D楼梯数据(3)的相同的设备的屏幕上可视化。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
特别是通过增强现实设备(13)、特别是用于获取所述3D楼梯数据(3)的相同的设备来获取3D环境数据(11)、特别是关于真实障碍物(11R)的数据的步骤。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
检测下列项之间的碰撞情况的步骤
-一方面的根据权利要求2所述的3D平台数据(8)和/或根据权利要求3所述的3D人数据(12)
-和另一方面的根据前一项权利要求所述的环境和/或3D环境数据(11)。
8.根据前一项权利要求所述的方法，
其特征在于，
借助于虚拟楼梯升降机表示和/或虚拟人来进行检测步骤，所述虚拟楼梯升降机表示和/或虚拟人显示在沿着行进路径(D、ND、FD)、特别是沿着可行的行进路径(FD)的一个或多个位置处。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，
其特征在于，
在检测到碰撞情况的情况下自动修改所述行进路径(D、ND、FD)的步骤。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，
其特征在于，
在检测到碰撞的情况下自动修改所述平台(8)的配置的步骤。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
自动提供所述平台升降机(1)的材料清单，所述平台升降机具有
-根据可行的行进路径(FD)的轨道(2)，和/或
-根据如权利要求10所述的修改的配置的平台。
12.根据前一项权利要求所述的方法，
其特征在于，
一旦可行的行进路径(FD)通过用户输入得到批准，就计算所述材料清单。
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