CN112996707A - 具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导管的设备及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设备和用于运行该设备的方法，所述设备具有轨道、固定不动单元、轨道引导的移动装置和开槽波导管，其中，移动装置中的第一移动装置或固定不动单元用作发射器，其中，移动装置中的第二移动装置用作接收器，其中，发射器被适合地设计为用于——特别是在时刻t0——同时发射电磁信号SE和声学信号SA，其中，与发射器间隔开的接收器被适合地设计为用于探测电磁信号SE在时刻t1到达和用于探测声学信号SA在时刻t2到达，其中，第二移动装置具有分析处理单元，该分析处理单元被适合地设计为或构造为用于，基于所检测到的时刻t1和t2确定在发射器与接收器之间的间距。

Description

具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导 管的设备及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种设备/设施和用于运行该设备的方法，所述设备具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导管。
背景技术
通常已知的是，移动装置能以轨道引导的方式移动。
由文献DE 31 17 655 A1已知一种用于确保有轨车辆的间距的装置。
由文献DE 10 2012 006 413 A1已知一种运输系统。
由文献DE 10 2017 009 076 A1已知一种轨道系统，其具有车辆和轨道部件。
发明内容
因此，本发明的目的在于，改进一种设备，其中，能以简单的方式提高安全性。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1中所述特征的设备来实现。
在具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导管的设备中，本发明的重要特征是，移动装置中的第一移动装置或固定不动单元用作发射器，
其中，移动装置中的第二移动装置用作接收器，
其中，发射器被适合地设计为，特别是在时刻t0，同时发射电磁信号SE和声学信号SA，
其中，与发射器间隔开的接收器被适合地设计为用于探测电磁信号SE在时刻t1的到达，以及用于探测声学信号SA在时刻t2的到达，
其中，第二移动装置具有分析处理单元，该分析处理单元被适合地设计为或构造为用于，基于所检测到的时刻t1和t2确定在发射器与接收器之间的间距。
在此优点是，能以简单且成本有利的方式确定间距，并且因此可以避免——例如在两个移动装置之间的——碰撞。因为为了数据传输，电磁波耦入到开槽波导管的空腔中并且在接收器侧耦出，所以为了确定间距而在发射器侧和接收器侧附加地仅需要一个用于声波、特别是声学波的耦合单元。耦合单元优选可被设计为超声波换能器。因此，声音以及电磁波能在空腔内传播并且振幅的减小程度比在自由空间中传播时低很多。
通过同时、即彼此同步地发出电磁波和声波，能以简单的方式进行间距确定，即通过仅仅确定信号在接收器侧到达的时间差并且相应地分析处理该时间差。
在一个有利的设计方案中，分析处理单元被设计为用于，根据S＝(t2-t1)/(1/v-1/c)确定在发射器与接收器之间的间距，其中，v是声速，而c是光速。在此优点是，能够实现非常精确的间距确定。
在一个有利的设计方案中，分析处理单元被设计为用于，根据S＝(t2-t1)*v确定在发射器与接收器之间的间距，其中，v是声速。在此优点是，能非常简单且快速地、特别是以非常好的近似方式确定间距，因为光速远高于声速。
在一个有利的设计方案中，开槽波导管的空腔在相对于轨道方向的第一横向方向上覆盖比开槽波导管的槽大的范围，
特别是其中，第一横向方向垂直于第二横向方向取向，该第二横向方向在居中地穿过槽。在此优点是，在第一横向方向上看，空腔侧向地延伸并且因此在此能接纳固定不动部件，所述固定不动部件不阻碍移动装置驶过轨道。作为部件特别是能布置天线和用于声音的耦合单元，该天线和耦合单元与固定不动单元的电子组件连接。
在一个有利的设计方案中，固定不动单元的天线在第一横向方向上与槽间隔开，
该天线特别是布置在空腔的第一沉割部中，特别是布置在空腔的第一侧凹部(Hintergriff)中，
和/或
固定不动单元的适合用于声波的耦合装置在于第一横向方向相反地方向上与槽间隔开，
该耦合装置特别是布置在空腔的第二沉割部中，特别是布置在空腔的第二侧凹部中，特别是其中，第二沉割部与第一沉割部间隔开。在此优点是，在移动装置以轨道引导的方式沿着轨道行驶时不会出现与移动装置或其天线或耦合装置的碰撞。
在一个有利的设计方案中，所述移动装置或每个移动装置包括天线和适用于声波的耦合装置，
其中，在第一横向方向上被天线覆盖的区域和在第一横向方向上被耦合装置覆盖的区域都被包含在被槽在第一横向方向上覆盖的区域中，
特别是其中，天线伸入到开槽波导管的空腔中或布置在空腔中，
特别是其中，耦合装置伸入到开槽波导管的空腔中或布置在空腔中。在此优点是，移动装置同时进行数据传输和间距确定。
在一个有利的设计方案中，开槽波导管被设计为铝连续铸造型材件。在此优点是，能够实现简单的制造。
在一个有利的设计方案中，开槽波导管在槽的两侧具有朝向移动装置突出的接片或凸缘区域作为槽的边缘，
特别地，移动装置的天线和耦合装置穿过该接片或凸缘区域，或者用于天线和耦合装置的一件式或多件式地形成的保持装置穿过该接片或凸缘区域。在此优点是，因为在槽的两侧突起的接片对波的传播起到较大阻力的作用，因此减少了空心波(Hohlwelle)、即在开槽波导管的空腔中传播的电磁波的向外逸出。特别地，电磁波的频率被这样选择，即，虽然可激励空腔的振荡模式，但不可激励槽的振荡模式。为此，槽宽度被这样选择，即，槽宽度不相当于空腔的宽度或高度的整数倍或整数分数。
在一个有利的设计方案中，天线与收发器电连接，该收发器与调制解调器连接，
其中，耦合装置与收发器连接，该收发器与调制解调器连接，该调制解调器与分析处理单元连接。在此优点是，能够实现双向的数据传输，特别是能电磁地和/或借助于声音传输识别信息。因此，能明确地确定与相应的移动装置的确定间距。也就是说，特别是能将探测到的声信号明确地与相应的电磁信号相关联。
在用于运行具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导管的设备的方法中的重要的特征是，移动装置中的第一移动装置或固定不动单元用作发射器，
其中，移动装置中的第二移动装置用作接收器，
其中，在时刻t0，发射器开始同时发射电磁信号和声学信号，
其中，接收器确定电磁信号SE到达的时刻t1，并且确定声学信号SA到达的时刻t2，
其中，特别是借助于第二移动装置的分析处理单元来确定在发射器与接收器之间的间距。在此优点是，能以简单的方式实现间距确定，由此可以防止第二移动装置的碰撞，其方式是，在低于阈值、即过小间距时，特别是通过分析处理单元29引起移动装置的制动或停止。因此提高了安全性。另选地，移动装置也能以预先给定的间距移动。为此，移动装置的分析处理单元29具有调节器，该调节器这样调节车辆的速度，使得将分别确定的间距调节到间距的预先给定的目标值。目标值也能有利地根据速度选择。因此，当移动装置的速度的移动平均值/滑动平均值增大时，目标值也增大，特别是与平均值的平方成比例地增大。因此在安全情况下还存在足够的制动距离。
因此特别有利的是，目标值与所检测到的速度的移动平均值的平方成比例地被预先给定。代替移动平均值，也可以使用所检测到的速度的低通滤波后的值。
另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员，特别是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合可能性。
附图说明
现在根据示意图详细说明本发明：
在图1中示意性示出在固定不动单元11与用作轨道车辆的移动装置10之间的数据传输。
在图2中示意性示出固定不动单元11的耦合单元29，其中以斜视图示意性示出移动装置10中的第一移动装置的耦合单元30和用作传输通道12的开槽波导管21。
在图3中，与图2不同，代替固定不动单元11示意性示出移动装置10中的第二移动装置的空心波耦合单元30。
在图4中示出用作发射器的单元11或用作发射器的移动装置10的信号变化曲线。
在图5中示出用作接收器的单元11或用作发射器的移动装置10的信号变化曲线。
具体实施方式
如在附图中所示，根据本发明的设备具有用作传输通道12的开槽波导管21。
移动装置10被设计为轨道车辆、特别是用于单轨悬挂式轨道的轨道车辆。在此，开槽波导管21被平行于轨道铺设在设备中，特别是与轨道一件式地形成。
在此，开槽波导管21被设计为铝连续铸造型材。在此，开槽波导管具有空腔，该空腔的横向于轨道方向、特别是横向于槽方向、即横向于连续铸造型材的挤压方向的宽度大于开槽波导管21的槽的槽宽度。
通过空腔横向于轨道方向的更宽的设计而产生了沉割部，在该沉割部中在第一侧上能布置固定不动单元11的天线22，而在另一侧上能布置用于声波的耦合装置24、特别是超声波发射器。
因此，在该横向方向上被槽覆盖的区域布置在被天线22覆盖的区域与被耦合装置24覆盖的区域之间。
天线22与收发器23连接，从而可以发射或可以接收数据。收发器23与用于数据传输和识别所接收的数据电报的调制解调器27连接，该调制解调器与分析处理单元28连接。
因此，电磁波能借助于天线22接收，并且接收到的信号能被分析处理。
同样地，用于声波的耦合装置24与收发器25连接，该收发器通过滤波器和信号放大器单元26与调制解调器27连接。
因此，固定不动单元11的耦合单元29能这样运行，使得能同时辐射声信号和电磁信号，特别是由天线22和耦合单元24辐射声信号和电磁信号。
如在图2中所示，移动装置10具有耦合单元30，其天线32被适合地设计为用于接收由固定不动单元11、特别是其天线22发射的、在开槽波导管21的空腔中传播的波。由天线32接收的信号被传输到收发器38，该收发器通过调制解调器37与移动装置10的分析处理单元38连接。
与天线32一样，用于声波的耦合装置34也与收发器35连接，该收发器通过滤波器和信号放大器单元36与用于数据传输和识别所接收的数据电报的调制解调器37连接，该调制解调器与分析处理单元39连接。
因此，由固定不动单元11发出的信号能由移动装置10接收，其中，声波在比电磁波更晚的时刻被探测到。
在分析处理单元39中，基于如此检测到的时间差确定在固定不动单元11与移动装置10之间的间距。
如在图4中所示，在时刻t0时由固定不动单元同时发射电磁信号SE和声学信号SA、即声信号，其中，电磁信号SE被调制并且因此也被用于数据传输。
如在图5中所示，在时刻t1时，由移动装置10探测到电磁信号SE并且在此之后探测到被传输的数据。声学信号SA在稍后的时刻t2时才被探测到。
根据S＝(t2-t1)/(1/v-1/c)，从这两个时间的差确定在固定不动单元11与移动装置10之间的距离S，其中，v是声速，而c是光速。
在其它根据本发明的实施例中，根据S＝(t2-t1)*v近似地确定距离S。
如在图3中所示，距离确定也能在两个移动装置之间实施。在此，移动装置10中的第一移动装置在时刻t0时同时发出电磁信号SE和声信号SA，并且第二移动装置10的分析处理单元
附图标记列表：
10 移动装置
11 固定不动单元
12 传输通道
21 开槽波导管
22 天线
23 用于电磁波的收发器
24 用于声波的耦合装置
25 声学收发器
26 滤波器和信号放大器单元
27 用于数据传输和识别所接收的数据电报的调制解调器
28 分析处理单元
29 耦合单元
30 耦合单元
31 声音和电磁波的传播方向
32 天线
34 用于声波的耦合装置
35 收发器
36 滤波器和信号放大器单元
37 用于数据传输和识别所接收的数据电报的调制解调器
38 收发器
39 分析处理单元
X0 固定不动单元11的参考位置
X1 第一位置、特别是第一移动装置的第一位置
X2 第二位置、特别是第二移动装置的第二位置

Claims (11)

1.一种具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导管的设备，
其特征在于，
移动装置中的第一移动装置或固定不动单元用作发射器，
其中，移动装置中的第二移动装置用作接收器，
其中，发射器被适合地设计为用于——特别是在时刻t0时——同时发射电磁信号SE和声学信号SA，
其中，与发射器间隔开的接收器被适合地设计为用于探测在时刻t1时电磁信号SE的到达和用于探测在时刻t2时声学信号SA的到达，
其中，第二移动装置具有分析处理单元，该分析处理单元被适合地设计为或构造为用于，基于所检测到的时刻t1和t2确定在发射器与接收器之间的间距。
2.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
分析处理单元被设计为用于，根据S＝(t2-t1)/(1/v-1/c)确定在发射器与接收器之间的间距，其中，v是声速，而c是光速。
3.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
分析处理单元被设计为用于，根据S＝(t2-t1)*v确定在发射器与接收器之间的间距，其中，v是声速。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
开槽波导管的空腔在相对于轨道方向的第一横向方向上比开槽波导管的槽覆盖的范围大，
特别是其中，第一横向方向垂直于第二横向方向，该第二横向方向居中地穿过槽。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
固定不动单元的天线在第一横向方向上与槽间隔开，
该天线特别是布置在空腔的第一沉割部中，特别是布置在空腔的第一侧凹部中，
和/或
固定不动单元的适用于声波的耦合装置在与第一横向方向相反的方向上与槽间隔开，
该耦合装置特别是布置在空腔的第二沉割部中，特别是布置在空腔的第二侧凹部中，特别是其中，第二沉割部与第一沉割部间隔开。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述移动装置或每个移动装置包括天线和适用于声波的耦合装置，
其中，在第一横向方向上被天线覆盖的区域和在第一横向方向上被耦合装置覆盖的区域都被包含在被槽在第一横向方向上覆盖的区域中，
特别是其中，天线伸入到开槽波导管的空腔中或布置在空腔中，
特别是其中，耦合装置伸入到开槽波导管的空腔中或布置在空腔中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
开槽波导管被设计为铝连续铸造型材件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
开槽波导管具有在槽的两侧朝向移动装置突出的接片或凸缘区域作为槽的边缘，
特别地，移动装置的天线和耦合装置穿过该接片或凸缘区域，或者用于天线和耦合装置的、一件式或多件式地形成的保持装置穿过该接片或凸缘区域。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
天线与一收发器电连接，该收发器与调制解调器连接，
其中，耦合装置与一收发器连接，该收发器与所述调制解调器连接，该调制解调器与分析处理单元连接。
10.一种用于运行具有轨道、固定不动单元、被轨道引导的移动装置和开槽波导管的设备的方法，
其特征在于，
移动装置中的第一移动装置或固定不动单元用作发射器，
其中，移动装置中的第二移动装置用作接收器，
其中，在时刻t0时，发射器开始同时发射电磁信号和声学信号，
其中，接收器确定电磁信号SE到达的时刻t1，并且确定声学信号SA到达的时刻t2，
其中，确定、特别是借助于第二移动装置的分析处理单元来确定在发射器与接收器之间的间距。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
通过相应地调节移动装置的速度，将分别确定的间距调节到间距的预先给定的目标值，
其中，目标值与所检测到的速度的移动平均值的平方成比例地被预先给定，或者与所检测到的速度的低通滤波后的值成比例地被预先给定。
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