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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Bewegen mehrerer
automatisierter Fahrzeuge und insbesondere ein Steuerungssystem
sowie ein Verfahren zum Bewegen eines automatisierten Fahrzeugs
entlang einer automatisierten elektrischen Einschiene mit zentraler
Steuerung, wie dies beispielsweise aus
US-A-5,012,749 bekannt ist.
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2. Erläuterung des Problems
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Herkömmliche
automatisierte elektrische Einschienensysteme (automated electrified
monorail systems – AEM
systems) enthalten normalerweise eine Einschiene, eine Anzahl von
Fahrzeugen, die sich auf der Einschiene entlang bewegen, und Steuerelektronik,
die die Bewegung der Fahrzeuge entlang der Einschiene steuert. Die
Einschiene ist eine Schiene nach Industriestandard mit einem I-förmigen Querschnitt.
Für die
meisten Einsatzzwecke wird die Einschiene hängend an einem Träger oder
an der Decke aufgehängt
installiert. Diese hängende
Konstruktion ermöglicht
es, dass sich die Fahrzeuge an der Einschiene entlang bewegen und
Aufgaben erfüllen,
ohne dass sie durch Hindernisse eingeschränkt werden, die sich auf Bodenhöhe befinden.
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Die
Fahrzeuge enthalten ein Aufhängungssystem,
das das Fahrzeug mit der Einschiene verbindet. Das Aufhängungssystem
enthält
Räder,
die mit der Einschiene in Kontakt kommen und sich an ihr entlang
bewegen. Normalerweise ist ein Elektromotor an den Rädern angebracht,
um das Fahrzeug an der Einschiene entlang zu bewegen. Der Strom
für den
Motor wird durch eine Anzahl von Sammelschienen-Stromleitern bereitgestellt,
die fest verdrahtet sind und physisch am Umfang der Einschiene angebracht
sind. Normalerweise wird Strom durch vier Stromleiter (Dreiphasenstrom
und ein Erdungsdraht) bereitgestellt. Der Motor enthält elektrische
Verbinder, die elektrischen Kontakt zu den Stromleitern herstellen,
wenn sich das Fahrzeug an der Einschiene entlang bewegt.
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Das
herkömmliche
AEM-System weist eine elektronische Steuereinrichtung auf, die dazu
dient, das Fahrzeug anzuweisen, sich an der Einschiene entlang zu
bewegen. Die Steuer einrichtung enthält normalerweise eine Anzahl
von Sammelschienen-Steuerleitern, die fest verdrahtet und physisch am
Umfang der Einschiene mit dem Stromleitern angebracht sind. Normalerweise
sind für
herkömmliche AEM-Systeme
ungefähr
8 bis 12 Leiter erforderlich, um die Fahrzeuge zu steuern und mit
Strom zu versorgen. Eine vorgegebene Anzahl der Steuerleiter dient
dazu, die Bewegung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern,
während
die anderen Leiter verwendet werden können, um das Fahrzeug zu steuern
und gleichzeitig eine Reihe anderer Funktionen zu erfüllen. An
einem ersten Ende sind die Steuerleiter mit einer Systemsteuereinheit
verbunden, die die Spannung bestimmt, die an die Steuerleiter anzulegen
ist. Über
den Verlauf der Einschiene kommen die Steuerleiter in Kontakt mit
der Fahrzeug-Elektronik, die elektrische Verbinder enthält, die
mit den Steuerleitern in elektrischen Kontakt kommen, wenn sich
das Fahrzeug an der Einschiene entlang bewegt.
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Bei
diesen Systemen ist die Fahrzeug-Steuerelektronik normalerweise
fest mit dem Fahrzeug verdrahtet. Die Steuerelektronik bewirkt Steuerung des
Fahrzeugs, indem sie die an die Steuerleiter angelegte Spannung
interpretiert. Diese interpretierte Spannung wird in eine an den
Motor angelegte Spannung übersetzt.
Dementsprechend bewegt der Elektromotor die Räder gemäß dieser angelegten Motorspannung.
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Wenn
die Fahrzeuge die Geschwindigkeit ändern müssen, beispielsweise an Kurven
oder bekannten Hindernissen, sind bei diesen herkömmlichen
AEM-Systemen physische Unterbrechungen der Steuerleiter erforderlich,
um so Bewegungszonen mit einer spezifischen Spannung zu schaffen. Derartige
Bewegungszonen werden geschaffen, indem die Steuerleiter physisch
in separate, elektrisch isolierte Abschnitte unterbrochen werden.
Aus jedem Abschnitt wird eine Bewegungszone, und er muss separat
mit der Systemsteuereinheit verbunden werden, die die an die Leiter
in der Zone angelegte Spannung steuert.
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Die
Installation herkömmlicher
AEM-Systeme ist normalerweise kostenaufwendig und arbeitsintensiv,
da für
diese Systeme einschließlich
der Steuer- und Stromleiter 8 bis 12 Leiter manuell installiert und
am Umfang der Einschiene entlanggeführt werden müssen. Zusätzlich zu
dem Aufwand für
die Installation ist die Schaffung von Bewegungszonen an der Einschiene
ebenfalls arbeitsintensiv und teuer, da die Abschnittsleiter an
bestimmten Positionen entlang der Einschiene manuell unterbrochen
und elektrisch isoliert werden müssen
und jeder separate Abschnitt mit der Systemsteuereinheit verbunden
werden muss. Nach Installation ist Modifizierung des AEM-Systems,
insbesondere Verschiebung der Bewe gungszonen von einer Position
zur anderen schwierig, da die fest verdrahteten Leiter jeweils von der
Systemsteuereinheit getrennt und an der neuen Position erneut angeschlossen
werden müssen. Wenn
jedoch die Größe der Einschiene
verändert wird,
müssen
sämtliche
Steuerleiter entfernt und neu installiert werden, da diese Leiter
physisch durchtrennt worden sind, um die Bewegungszonen zu schaffen.
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Des
Weiteren tritt neben der Verschiebung der Einschiene bei Neuanordnung
der Bewegungszonen an einer vorhandenen Einschiene eine Reihe von
Problemen auf. Da die Steuerleiter physisch durchtrennt worden sind,
um Bewegungszonen zu schaffen, erfordert jede Neupositionierung
dieser Zonen an einer vorhandenen Einschiene Entfernung der alten
Leiter und Installation neuer Leiter. Zusätzlich müssen die neuen Leiter physisch
durchtrennt und elektrisch isoliert werden, um die neue gewünschte Position
der Bewegungszonen zu schaffen. Die Abwandlung und Installation
der herkömmlichen
AEM-Systeme kann noch teurer werden, wenn das AEM-System in einer
umschlossenen Struktur installiert oder abgewandelt wird, die viele
Hindernisse aufweist, die die Bewegung der Installationsarbeitskräfte behindern.
Des Weiteren ist diese Abwandlung aufgrund der hohen Kosten der
Materialien (Drähte,
Kabel und Kabelkanäle)
und aufgrund der Arbeitszeit, die zur Ausführung der Abwandlung erforderlich
ist, kostenaufwendig.
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Des
Weiteren verwendet bei herkömmlichen AEM-Systemen
die Steuerelektronik diskrete Signale, wodurch die Menge an Daten
begrenzt wird, die über
die Steuerleiter gesendet werden kann. Dementsprechend müssen bei
den herkömmlichen AEM-Systemen
zusätzliche
Steuerleiter zu der Einschiene hinzugefügt werden, um die Menge an
Daten zu erhöhen,
die übertragen
werden können.
Diese zusätzlichen
Leiter machen auch arbeitsintensive und kostenaufwendige Installation
und Modifizierung erforderlich.
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Ein
weiteres Problem bei herkömmlichen AEM-Systemen
besteht in der fest verdrahteten Fahrzeug-Steuerelektronik. Da die
Fahrzeug-Steuerelektronik fest verdrahtet mit dem Fahrzeug verbunden
ist, muss das AEM-System abgeschaltet werden, oder das Fahrzeug
muss von der Einschiene entfernt werden, um die Steuerelektronik
neu zu programmieren. Die Neuprogrammierung wird normalerweise ausgeführt, indem
die fest verdrahtete Elektronik physisch verändert wird oder das im Speicher
einer Fahrzeug-Steuereinheit befindliche Programm geändert wird.
In beiden Fällen
muss das Fahrzeug physisch angehalten werden, damit die Änderung stattfinden
kann.
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Schließlich sind
herkömmliche
AEM-Systeme mit Kollisionsvorrichtungen versehen, die Näherungssensoren
enthalten, die sich an einem Arm befinden, der sich von dem Fahrzeug
aus erstreckt. Diese Näherungssensoren
verhindern, dass die Fahrzeuge bei Bewegung auf der Einschiene kollidieren. Diese
herkömmlichen
Kollisionsvorrichtungen weisen einen Erfassungsbereich auf, der
auf die Länge des
Arms begrenzt ist, an dem der Näherungssensor positioniert
ist.
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Daher
besteht ein Bedarf nach einem AEM-System, das leichter und kostengünstiger
zu installieren ist als vorhandene Systeme, sowie nach einem AEM-System,
das einfach verändert
und modifiziert werden kann. Weiterhin besteht ein Bedarf nach einem
AEM-System, das unkomplizierte physische Neuanordnung oder Modifizierung
der Bewegungszonen ermöglicht.
Es besteht ein Bedarf nach einem AEM-System, das erheblich mehr
Daten überträgt als herkömmliche
Systeme. Des Weiteren besteht ein Bedarf nach einem AEM-System,
das Programmänderungen
an Fahrzeugen zulässt,
für die
nicht das gesamte AEM-System
abgeschaltet werden muss oder Fahrzeuge von der Einschiene entfernt werden
müssen.
Schließlich
besteht ein Bedarf nach einem Fahrzeug mit einem Kollisionsvermeidungssystem,
bei dem der Erfassungsbereich nicht von der Länge eines Sensorarms abhängt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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1. Lösung
des Problems
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Die
oben aufgeführten
und andere Probleme werden mit der vorliegenden Erfindung gelöst. Die vorliegende
Erfindung schafft ein Einschienensystem, das weniger teuer ist und
leichter installiert werden kann als vorhandene Systeme, da für die vorliegende
Erfindung keine Installation separater und kostenaufwendiger Steuerleiter
erforderlich ist. Die vorliegende Erfindung schafft eine neuartige
Bewegungszone, bei der der Aufwand für das physische Durchtrennen
der Steuerleiter in Bewegungszonen nicht erforderlich ist, so dass
die Bewegungszonen einfach versetzt werden können. Die vorliegende Erfindung
schafft des Weiteren ein AEM-System, das leichter physisch verschoben
oder abgewandelt werden kann als vorhandene Einschienensysteme,
die Steuerleiter und die mit den Steuerleitern zusammenhängende Probleme
aufweisen. Des Weiteren schafft die vorliegende Erfindung ein System,
bei dem die Programmierung der Fahrzeug-Steuerelektronik geändert werden
kann, ohne das AEM-System abzuschalten oder die Fahrzeuge von der
Einschiene zu entfernen.
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Weiterhin
schafft die vorliegende Erfindung ein AEM-System, das die Menge
an Daten, die zu den Fahrzeugen gesendet werden können, nicht drastisch
einschränkt.
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein neuartiges AEM-System, das
Fahrzeuge verwendet, die mit Kollisionsvermeidungseinrichtungen
versehen sind, um Kollisionen mit anderen Fahrzeugen oder an der
Einschiene befindlichen Objekten und Objekten zu verhindern, die nicht
an der Einschiene angeordnet sind. Weiterhin weist das Kollisionsvermeidungssystem
der vorliegenden Erfindung einen programmierbaren Erfassungsbereich
auf. Schließlich
verarbeitet das AEM-System der vorliegenden Erfindung erheblich mehr
Daten zwischen der zentralen Steuereinheit und dem Fahrzeug.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Einschienensystem geschaffen,
das eine Einschiene mit einer Vielzahl von Positionen daran, eine
Energiequelle an der Einschiene, eine Systemsteuereinheit mit einer
ersten Funkfrequenz-Ethernet-Kommunikationsvorrichtung und wenigstens
ein Fahrzeug umfasst, das sich auf der Einschiene zwischen der Vielzahl
von Positionen bewegt, wobei das wenigstens eine Fahrzeug einen
Antriebsmotor, der mit der Energiequelle verbunden ist, um das Fahrzeug
auf der Einschiene zu bewegen, eine Fernsteuereinheit, die mit dem
Antriebsmotor verbunden ist, um die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern,
wobei die Fernsteuereinheit des Weiteren Informationen von der Systemsteuereinheit
empfängt,
und eine zweite Funkfrequenz-Ethernet-Kommunikationsvorrichtung
umfasst, die mit der Fernsteuereinheit verbunden ist, wobei die
zweite Funkfrequenz-Ethernet-Kommunikationsvorrichtung und die erste
Funkfrequenz-Ethernet-Kommunikationsvorrichtung
der Systemsteuereinheit ein Drahtlos-Ethernet-Netz bilden, das wenigstens
die Systemsteuereinheit und die Fernsteuereinheit in dem wenigstens
einen Fahrzeug einschließt;
eine entfernte Vorrichtung, die mit der Fernsteuereinheit verbunden
ist, wobei die entfernte Vorrichtung eine vorgegebene Aufgabe an
der Vielzahl von Positionen an der Einschiene durchführt, bevor
sie sich auf der Einschiene bewegt, um eine weitere vorgegebene
Aufgabe an einer anderen der Vielzahl von Positionen durchzuführen, die
Informationen von der Systemsteuereinheit über das Drahtlos-Ethernet-Netz
dem wenigstens einen Fahrzeug zugeführt werden, um das wenigstens
eine Fahrzeug bei der gesteuerten Bewegung auf der Einschiene anzuweisen.
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Gemäß einen
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern wenigstens
eines Fahrzeugs an einer Einschiene geschaffen, das eine Systemsteuereinheit
hat und eine Vielzahl von Positionen daran aufweist, wobei das Verfahren
die Schritte des Zuwei sens einer eindeutigen Ethernet-Adresse zu
dem wenigstens einen Fahrzeug auf der Einschiene, des selektiven
Sendens wenigstens eines Befehls von der Systemsteuereinheit zu
dem wenigstens einen Fahrzeug über
ein Drahtlos-Ethernet-Netz umfasst, wobei die gesendete Anweisung die
eindeutige Ethernet-Adresse enthält,
des Empfangens der selektiv gesendeten wenigstens einen Anweisung
an einer Fernsteuereinheit des wenigstens einen Fahrzeugs, das die
eindeutige Ethernet-Adresse hat, und des Durchführens einer vorgegebenen Aufgabe
mit einer entfernten Vorrichtung auf Basis der von der Fernsteuereinheit
empfangenen gespeicherten Anweisung vor Bewegung zu einer anderen
der Vielzahl von Positionen auf der Einschiene zum Durchführen einer
weiteren vorgegebenen Aufgabe umfasst.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht einer Ausführungsform, die das automatisierte
elektrische Einschienensystem der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist
eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des automatisierten
elektrischen Einschienensystems der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Blockschaltbild-Ansicht eines Fahrzeugs des automatisierten
elektrischen Einschienensystems der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein Blockschaltbild des lokalen Funkfrequenz-Ethernet-Zugangsnetzes
in dem automatisierten elektrischen Einschienensystem der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine Darstellung eines Positionsmarkierungs-Erfassungsverfahrens,
das von einem Fahrzeug der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
als Funktions-Flussdiagramm;
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6 ist
eine Darstellung eines Kollisionsvermeidungsverfahrens, das von
einem Fahrzeug der vorliegenden Erfindung verwendet wird, als Funktions-Flussdiagramm;
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7 ist
eine Draufsicht auf das automatisierte elektrische Einschienensystem,
das Kollisionsvermeidung, Hindernisumgehung, Bewegungszonen und
andere Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 ist
eine Perspektivansicht, die die Anordnung des Fahrzeugs der vorliegenden
Erfindung mit der Einschiene darstellt;
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9 stellt
die Datensequenz dar, die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann;
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10a zeigt eine Draufsicht auf das Kollisionsvermeidungssystem
der vorliegenden Erfindung mit einem Sensor mit mehreren Erfassungskeulen; und
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10b zeigt eine Draufsicht auf das Kollisionsvermeidungssystem
der vorliegenden Erfindung mit mehreren Sensoren.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1. Übersicht
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In
einer Ausführungsform
enthält,
wie allgemein in 1 dargestellt, das automatisierte
elektrische Einschienensystem (AEM) 100 im Allgemeinen eine
Einschiene 30, ein Fahrzeug 10 und eine Systemsteuereinheit 20.
Nur ein Abschnitt der Einschiene 30 ist dargestellt. Ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Bewegung
eines Fahrzeugs 10 über
ein Drahtlos-Funkfrequenz (HF)-Ethernet-Netzwerk gesteuert wird,
das die Systemsteuereinheit 20 und die Fernsteuereinheit 70 enthält. Es sollte
bemerkt werden, dass jede beliebige Anzahl von Fahrzeugen 10 so
positioniert sein kann, dass sie sich in normalem Betrieb an der
Einschiene 30 bewegt. Der Einsatz eines Drahtlos-HF-Ethernet-Netzwerks ermöglicht Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
zwischen dem Fahrzeug 10 und der Systemsteuereinheit 20.
Das Drahtlos-Ethernet-Netzwerk 150 ermöglicht auch Programmänderungen
in der Fernsteuereinheit 70 zu jeder beliebigen Zeit während des
Betriebes des AEM-Systems 100.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
Positionsmarkierungen 80 verwendet werden, um Bewegungszonen 190 in 1 und 710–750,
wie sie in 7 gezeigt sind, entlang der
Einschiene 30 zu definieren. Die Positionsmarkierungen 80 sind
an der Einschiene 30 angebracht und können leicht verschoben werden,
um die Position der Bewegungszonen zu modifizieren oder zu verändern.
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In
einer anderen Ausführungsform
enthält, wie
in 2 dargestellt, das AEM-System 100 ein zellulares
Netzwerk 200, das eine Anzahl von Zellen 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222 und 224 umfasst. Jede
Zelle enthält
einen Zugangspunkt 202, der über Leitungen 204 mit
einem Ethernet-Backbone 206 verbunden ist. Der Ethernet-Backbone 206 ist
mit einem Ethernet-Hub 208 verbunden, der mit der Systemsteuereinheit 20 verbunden
ist. Die Zellen sind so angelegt, dass sie das Fahrzeug 10 unabhängig davon,
ob es an der Einschiene 30 fährt, so abdecken, dass das
Fahrzeug 10 stets in Funkkontakt mit wenigstens einem der
Zugangspunkte 202 ist. Es ist anzumerken, dass die in 2 angeordneten
Zellen der Darstellung dienen und dass die Zellabdeckungsgrenzen
nicht sechseckig geformt sein müssen,
einander überlappen
können,
und/oder eine Einzelzelle das gesamte AEM-System 100 abdecken
kann. Das Übertragungsprotokoll
zwischen der Fernsteuereinheit 70 und den Zugangspunkten 202 ist
normalerweise ein Industriestandard-Protokoll, so beispielsweise
der Drahtlos-Übertragungsstandard
IEEE 802.11.
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Es
lässt sich
zusammenfassen, dass für
das AEM-System 100 der vorliegenden Erfindung kein Einsatz
einer Anzahl teurer Sammelschienen-Steuerleiter erforderlich ist,
die physisch am Umfang der Einschiene 30 installiert sind
und die nur beschränkte Bandbreite
zwischen dem Fahrzeug 10 und der Systemsteuereinheit 20 ermöglichen.
Statt dessen ist die Systemsteuereinheit 20 entfernt an
jeder beliebigen Position angeordnet und führt dem Fahrzeug 10 durch
die Luft Hochgeschwindigkeitsdaten mit größerer Bandbreite zu, so dass
nicht nur die hohen Kosten für
die herkömmlichen
Sammelschienen-Steuerleiter vermieden werden, sondern auch höhere Geschwindigkeit
und größere Bandbreite
erreicht werden. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung an
Positionen installiert werden, an denen herkömmliche AEM-Systeme aufgrund
räumlicher
Einschränkungen
nicht installiert werden könnten.
Das AEM-System 100 ist nicht auf die physische Form der
Einschiene 30 oder auf die Umgebung beschränkt, in
der sich die Einschiene 30 befindet. Des Weiteren versteht
sich, obwohl in 1 ein Fahrzeug dargestellt ist,
ausdrücklich,
dass viele verschiedene übliche Fahrzeuge
so abgewandelt werden können,
dass sie den hier vorliegenden Lehren entsprechen.
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2. Automatisiertes elektrifiziertes (AEM)-System 100 der
vorliegenden Erfindung
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In 1 enthält eine
Ausführungsform
des automatisierten elektrischen Einschienensystems (AEM-Systems) 100 eine
Einschiene 30, ein Fahrzeug 10 und eine Systemsteuereinheit 20.
In der dargestellten Ausführung
ist die Einschiene 30 an Trägern 120 hängend montiert.
Die Einschiene 30 könnte
jedoch an der Oberseite der Träger 120,
seitlich von ihnen, an ihrer Innenseite, an ihrer Außenseite oder
an ihrer Unterseite angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Einschiene 30 eine Industriestandards entsprechende
Aluminiumschiene mit einem I-Querschnittsprofil. An der größten Ausdehnung
kann der I-Träger
einen Querschnitt von 180 mm × 60
mm oder einen Querschnitt von 240 mm × 80 mm haben. Diese Abmessung
ermöglicht es,
dass die Einschiene eine Nennlast von bis zu 1200 kg trägt. Jedoch
kann dem AEM-System 100 zusätzlicher struktureller Halt
verliehen werden, um die Gewichtsbeschränkungen der Einschiene 30 zu erweitern.
Es ist anzumerken, dass die Einschiene 30 jeden beliebigen
geeigneten geometrischen Querschnitt haben kann und aus einer Struktur
oder Material bestehen kann, das ausreicht, um das Fahrzeug 10 zu
tragen, wie dies hier beschrieben wird.
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Das
Fahrzeug 10 enthält
einen Antriebsmotor 50, der an Rädern 90 angebracht
ist, die das Fahrzeug 10 an der Einschiene 30 antreiben.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Motor 50 an einem Draht 90 angebracht,
um das Fahrzeug 10 auf der Einschiene anzutreiben. Zusätzlich zu
den Rädern 90 können Führungsräder 810 (8)
an dem Fahrzeug 10 so angeordnet sein, dass die Führungsräder 810 unterstützend beim
Kontakt mit den Seiten 820 der Einschiene 30 wirken,
insbesondere bei Bewegung an den gekrümmten Abschnitten der Einschiene 30 entlang.
Im Allgemeinen enthält
das Fahrzeug 10 einen elektrischen Verbinder 140,
der mit Stromleitern 130 in Eingriff kommt, wenn sich das Fahrzeug 10 an
der Einschiene 30 entlang bewegt. Der elektrische Verbinder 140 ist
mit einer Stromsteuertafel 142 verbunden, die normalerweise
Stromunterbrechungs-Elektronik, Sicherungen und einen Transformator
enthält.
Die Stromsteuertafel 142 führt dem Motor 50 und
der Fernsteuereinheit 70 Strom zu.
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Des
Weiteren ist ein Leser 60 in dem Fahrzeug 10 enthalten,
der Positionsmarkierungen 80 liest, um die Position von
Bewegungszonen 190 in 1 und 710–750 in 7 zu
bestimmen, wie dies weiter unten erläutert wird.
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Eine
Fernsteuereinheit 70 ist in dem Fahrzeug 10 enthalten
und mit dem Motor 50, dem Leser 60 und einem entfernten
HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Fernsteuereinheit 70 eine Ethernet-fähige Steuereinheit.
Die Fernsteuereinheit 70 ist über den entfernten HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 drahtlos
mit der Systemsteuereinheit 20 über einen Ethernet-Zugangspunkt 110 verbunden.
Daher wird, wie in 4 dargestellt, ein drahtloses
Ethernet-LAN(local area network)-System 440 (auch als Drahtlos-HF-Ethernet-Netzwerk
bezeichnet) geschaffen, das die Systemsteuereinheit 20 und
die Fernsteuereinheit 70a, 70b und 70c enthält. Des Weiteren
können,
wie in 4 dargestellt, mehr als eine Fernsteuereinheit 70a, 70b und 70c und
damit mehr als ein Fahrzeug 10 an der Einschiene 30 angeordnet
sein. Jede Fernsteuereinheit 701, 70b und 70c,
die entfernte HF-Ethernet-Sendeempfängern 40a, 40b und 40c aufweist,
kann mit der Systemsteuereinheit 20 über den Ethernet-Zugangspunkt 110 verbunden
sein, und so kann das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 die
Systemsteuereinheit 20 enthalten, die mit einer Vielzahl
von Fernsteuereinheiten 70a, 70b und 70c verbunden
ist.
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Das
AEM-System 100 der vorliegenden Erfindung wird auf herkömmliche
Weise mit Stromleitungen 130 gespeist, die normalerweise
Dreiphasen-Stromleitungen mit 480 V Wechselstrom und einen Erdleiter
aufweisen. Die Stromleitungen 130 sind auf herkömmliche
Weise fest mit dem Umfang der Einschiene 30 verdrahtet
und können
im Handel erworben werden (z. B. Sammelschiene Vahle U10). Es ist
anzumerken, dass jede Art Stromleitung eingesetzt werden kann, die
eine geeignete Spannung leitet. In einer bevorzugten Ausführung erfüllt jedoch
die Stromleitung 130 die einschlägigen Sicherheitsanforderungen
und entspricht allen UL/CSA-Sicherheitsstandards.
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Strom
wird dem Fahrzeug 10 von der Stromleitung 130 über Kontakt 140 zugeführt, bei
dem es sich um eine handelsübliche
Gleitkontaktbürste
handelt (kompatibel zu der Sammelschiene Vahle U10). Es kann jedoch
jeder beliebige andere Kontakt ähnlicher
Qualität
eingesetzt werden. Zusätzlich
zu den in der Stromsteuertafel 142 befindlichen Sicherungen kann
der Kontakt 140 durch Überspannungsschutz gesichert
sein.
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Zusammenfassend
ist zu sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine spezifische
Einschienenkonstruktion, auf einen Typ Fahrzeugkonstruktion oder
auf eine Art der Stromzufuhr zu dem Fahrzeug 10 und den
darin enthaltenen Komponenten begrenzt ist.
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a) Motoren und entfernte Vorrichtungen
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Fahrzeug 10, wie in 8 dargestellt,
einen Antriebsmotor 50, der mit einem Rad 90 verbunden ist,
um das Fahrzeug 10 auf der Einschiene 30 zu bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform
kann das Fahrzeug 50 drei Motoren enthalten. Ein Hebemotor ist
vorhanden, um eine Vorrichtung von dem Fahrzeug 10 auf
der Hebeschiene 30 abzusenken. Weiterhin ist ein Antriebsmotor
vorhanden, um das Fahrzeug 10 auf der Einschiene 30 entlang
zu bewegen. Zusätzlich
dazu ist ein Drehmotor vorhanden, um eine an dem Fahrzeug 10 vorhandene
Vorrichtung um die Einschiene 30 herum zu drehen. In einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die Motoren normalerweise handelsübliche Elektromotoren (beispielsweise
Antriebe 160 SCC variabler Frequenz von Allen-Bradley und Elektromotoren
von Bauer), die 120 bis 480 V Wechselstrom erfordern, 0,5 bis 1
PS und 0,37 bis 0,75 kW Leistung haben. Daher kann ein Wandler erforderlich
sein, um das 480-V-Wechselstromsignal in die entsprechende Spannung
umzuwandeln.
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Das
Fahrzeug 10 enthält
einen Bremsmechanismus, der unterstützend beim Anhalten der Bewegung
des Fahrzeugs 10 entlang der Einschiene 30 wirkt.
Das heißt,
der Antriebsmotor 50 weist einen Bremsmechanismus auf,
der durch die Fernsteuereinheit 70 über ein nicht dargestelltes
Relais gesteuert werden kann. Die Relais können handelsübliche Teile
sein (beispielsweise 100-m05 von Allen-Bradley). Der Antriebsmotor 50 weist
eine Fail-Safe-Einrichtung
auf, die den Bremsmechanismus betätigt, wenn dem Antriebsmotor 50 kein
Strom mehr zugeführt
wird.
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Das
Fahrzeug 10 kann, wie in 3 dargestellt,
auch eine entfernte Vorrichtung 310 (beispielsweise einen
Motor) zum Erfüllen
von Aufgaben enthalten. Normalerweise werden die Arbeiten in Bodenhöhe durchgeführt, und
es kann um das Anheben oder Bewegen von Objekten in einem Lager
oder um das Bewegen von Konstruktionsvorrichtungen (beispielsweise
einen Schweißmechanismus
oder elektronische Leser zur Bestandsüberwachung) gehen. Zusätzlich kann
ein Robotermechanismus an dem Fahrzeug 10 angebracht sein,
um jede beliebige gewünschte
Aufgabe zu erfüllen.
Es ist jedoch anzumerken, dass die Fernvorrichtung 10 Aufgaben
an jeder beliebigen Position relativ zu dem Fahrzeug 10 durchführen kann.
Die entfernte Vorrichtung 310 kann auch Aufgaben oberhalb,
seitlich von, vor, hinter, innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs 10,
oder in jeder ähnlichen
Abwandlung davon durchführen.
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In
Funktion weist das Fahrzeug 10 herkömmliche Räder 90 auf, die entweder
mit einem oberen Abschnitt 160 (1) und/oder
einem unteren Abschnitt 180 (1) und/oder
Seiten 820 (8) der Einschiene 30 in
Kontakt kommen. Auch Führungsräder 810 können, wie
in 8 dargestellt, mit dem Fahrzeug 10 verbunden
sein. Die Führungsräder 810 kommen
mit den Seiten 820 der Einschiene 30 in Kontakt,
um bei Bewegung des Fahrzeugs 10 um die gekrümmten Abschnitte
der Einschiene 30 herum unterstützend zu wirken. Normalerweise
treibt der Motor 50 eines der Räder 90 an, um das
Fahrzeug 10 an der Einschiene 30 entlang zu bewegen.
Die Geschwindigkeit des Motors 90 und andere Variablen werden
durch die Fernsteuereinheit 70 gesteuert, die Befehle von
der Systemsteuereinheit 20 empfängt. Die Programmsteuerung
von der Systemsteuereinheit 20 zu der Fernsteuereinheit 70 kann
bei Initialisierung stattfinden oder kann in Echtzeit beim Betrieb des
AEM-Systems 100 stattfinden. Die Befehle werden durch den
entfernten HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 und
den Ethernet-Zugangspunkt 110 über das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 übertragen.
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Zusammenfassend
lässt sich
sagen, dass entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung jede
beliebige Anzahl unterschiedlicher Motoren, Bremsvorrichtungen und
entfernter Vorrichtungen eingesetzt werden kann und das System 100 nicht
auf eine Konstruktion beschränkt
ist. Des Weiteren könnte
jede beliebige geeignete entfernte Vorrichtung zum Durchführen jeder
beliebigen Anzahl gewünschter
Aktivitäten
entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
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b) Steuereinheiten und Funkfrequenzvorrichtungen
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Systemsteuereinheit eine handelsübliche systemgesteuerte programmierbare
Logik-Steuereinheit (programmable logic controller – PLC) (beispielsweise
5/40E von Allen-Bradley), die Ethernet-fähig ist. Die Systemsteuereinheit 20 wird über eine
Ethernet-Verbindung mit einem handelsüblichen Großrechner (beispielsweise Hewlett-Packard
9000) fest verdrahtet. Die Systemsteuereinheit 20 ist mit
einem handelsüblichen
Ethernet-Zugangspunkt 110 (beispielsweise der Ethernet-Zugangspunkt
Symbol Spectrum 24) verbunden.
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Das
Fahrzeug 10 enthält
eine Fernsteuereinheit 70, wie beispielsweise eine handelsübliche Träger-PLC
(beispielsweise SLC 5/05 von Allen Bradley), die Ethernet-fähig ist.
Die Fernsteuereinheit 70 ist mit einem handelsüblichen
entfernten HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 (beispielsweise
die Ethernet-Brücke
Symbol Spectrum 24) fest verdrahtet. In einer Ausführungsform
arbeiten der entfernte HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 und der Ethernet-Zugangspunkt 110 im
2,4 GHz-Frequenzbereich mit einem Durchsatz von 1–2 Mbps
auf der Drahtlosverbindung und 10 Mbps Durchsatz auf der fest verdrahteten
Verbindung. Dieser Datendurchsatz ist erheblich höher als
Durchsatz, der mit den Sammelschienen-Leitern nach dem Stand der
Technik erreicht werden kann. Es ist jedoch anzumerken, dass der
entfernte HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 und der
Ethernet-Zugangspunkt 110 bei jeder beliebigen gewünschten
Ethernet-Frequenz betrieben werden können, und dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die hier dargelegten Beispiele beschränkt werden sollte.
Weiterhin versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen der Ethernet-Zugangspunkt 110 eine handelsübliche Ethernet-Brücke umfassen
kann und dass der entfernte HF-Ethernet-Sende empfänger 40 einen
handelsüblichen
Ethernet-Zugangspunkt und/oder jede beliebige Kombination daraus
umfassen kann.
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Normalerweise
werden Informationen zu und von der Systemsteuereinheit 20 und
der Fernsteuereinheit 70 übertragen. Die Informationen
enthalten normalerweise PLC-Programmierbefehle (beispielsweise MSG-Befehle
von Allen-Bradley). Die Fernsteuereinheit 70 ist, wie in 4 gezeigt,
in der Lage, über
das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 mit der Systemsteuereinheit 20 Verbindung
zu treten. Da die Steuereinheiten Ethernet-fähig sind, verwendet das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 zwischen
den Steuereinheiten ein Standard-Ethernet-Protokoll.
Daher sind keine Protokoll-Umwandlungseinrichtungen erforderlich.
Das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 identifiziert jede
Fernsteuereinheit 70 anhand einer separaten und eindeutigen
Fahrzeug-Identifizierungsadresse, die nach dem TCP/IP (Transmission Control
Protocol/Internet Protocol)-Standard oder dem MAC (Media Access
Control)-Protokoll definiert wird, das durch die MAC-Schicht des
Ethernet-Protokolls definiert wird. Ein derartiges Identifizierungsprotokoll
stellt den Standard über
das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 dar.
Die eindeutige Fahrzeug-Identifizierungsadresse des Fahrzeugs 10 ist
in einem Speicher resident, der sich im Fahrzeug in der Fernsteuereinheit 70 befindet.
Diese im Speicher gespeicherte Adresse kann zu jeder Zeit leicht
durch die Systemsteuereinheit 20 geändert werden. In einer anderen
Ausführungsform
kann die eindeutige Fahrzeug-Identifizierungsadresse
in fest verdrahteter Form an dem Fahrzeug bereitgestellt werden,
so beispielsweise unter Verwendung von konfigurierbaren Schaltern.
In einer Ausführungsform
arbeiten der entfernte HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 und der Ethernet-Zugangspunkt 110 in
einer Basis-Mobileinheit-Beziehung, wobei die Systemsteuereinheit 20 die
Basis ist und die Fernseuereinheit 70 die Mobileinheit
ist. Diese Beziehung kann jedoch in Abhängigkeit von den Anforderungen
des AEM-Systems 100 umgekehrt werden.
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In
der in der 2 gezeigten Ausführungsform
umfasst das zellulare Netzwerk 200 eine Anzahl von Zellen 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222 und 224.
Jede Zelle enthält
einen Zugangspunkt 202, der durch Leitungen 204 mit
dem Ethernet-Backbone 206 verbunden ist. Der Ethernet-Backbone 206 kann optional
mit einem Ethernet-Hub 208 verbunden sein, das mit der
Systemsteuereinheit 20 verbunden ist. Der entfernte HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 kommuniziert
mit einem der strategisch angeordneten Zugangspunkte 202.
In dem zellularen Netzwerk 200 ist automatisches Roaming
möglich,
das kontinuierliche Echtzeitkommunikation mit dem entfernten HF-Ethernet-Sendeempfänger 40 gewährleistet.
Das zellula re Netzwerk 200 ist ein Spreizspektrum-HF-Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440,
das nach dem Frequenzsprungverfahren arbeitet und dem Standard IEEE
82.11 entspricht. Es ist anzumerken, dass zusätzliche Zugangspunkte 202 zu
dem AEM-System 100 hinzugefügt werden können, um die Größe des Abdeckungsbereiches
des zellularen Netzwerks 200 zu erweitern.
-
Es
versteht sich ausdrücklich,
dass, obwohl in der oben stehenden Erläuterung zwei bevorzugte Grundausführungsformen
zum Umsetzen der Erfindung zusammen mit bevorzugten Arbeitsfrequenzbereichen
dargestellt sind, im Rahmen der vorliegenden Lehren jede beliebige
geeignete Umsetzungsform konstruiert werden könnte und jeder beliebige geeignete
HF-Sendefrequenzbereich bzw. -bereiche verwendet werden könnte/n.
-
c) Positionsmarkierungen
-
Das
AEM-System 100 enthält,
wie in 1 dargestellt, Positionsmarkierungen 80,
die es der Systemsteuereinheit 20 ermöglichen, die Position der Fahrzeug 10 auf
der Einschiene 30 zu verfolgen. Das Fahrzeug 10 enthält einen
Leser 60, der normalerweise eine handelsübliche (beispielsweise
von Micron Communications, Inc.) abgestimmte Antenne umfasst, die
bei 125 MHz arbeitet. Die Positionsmarkierung 80 enthält eine
handelsübliche
(beispielsweise von Micron Communications, Inc.) elektronische HF-Markierung,
die bei 125 MHz arbeitet. Dieser Frequenzbereich unterscheidet sich
von dem Ethernet-Bereich von 2,4 GHz und ermöglicht daher separate HF-Kommunikation.
-
In
Funktion wird die Positionsmarkierung 80 durch den Leser 60 erfasst,
wenn sich das Fahrzeug 10 nahe der Positionsmarkierung 80 befindet.
Normalerweise sind, wie in 3 und 7 dargestellt, mehr
als eine Positionsmarkierung 80a–80k in dem AEM-System 100 enthalten.
Die Positionsmarkierungen 80a–80k befinden sich
an strategischen Positionen entlang der Einschiene 30 und
sind an der Einschiene 30 angebracht. Es sollte klar sein,
dass Anbringung an der Einschiene 30 Anbringung nahe an oder
an der Einschiene 30 einschließt. in einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Positionsmarkierungen 80a–80k unter Verwendung
eines geeigneten Klebstoffs an der Einschiene 30 angebracht, der
Stößen und
Schwingungen widerstehen kann, die in dem AEM-System 100 auftreten.
Diese Anbringung ermöglich
es, die Positionsmarkierungen 80a–80k je nach
Wunsch oder wie dies für
das AEM-System 100 erforderlich ist, physisch zu bewegen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Positionsmarkierungen 80a–80k herkömmlicherweise
passive oder aktive Funkfrequenz-Elektronik, und der Leser 60,
der eine abgestimmte Antenne umfasst, kann die Positionsmarkierungen 80a–80k erfassen.
In einer anderen Ausführungsform
umfassen die Positionsmarkierungen 80a–80k einen Strichcode,
der an der Einschiene 30 angebracht ist, und der Leser 60,
der einen Strichcodelaser umfasst, ist in der Lage, die Positionsmarkierungen 80a–80k physisch
zu lesen, wenn das Fahrzeug 10 vorbeifährt. Es sollte bemerkt werden, dass
jedes beliebige geeignete Paar von Vorrichtungen in der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden kann, das eine Identifizierungsmarkierung
an der Einschiene und einen Sensor an dem Fahrzeug bereitstellt,
der die Markierung lesen kann.
-
Der
Leser 60 enthält
normalerweise einen handelsüblichen
elektrischen Leser (beispielsweise Modell Nr. MPIPEA2321 von Micron
Communications Inc.) und eine handelsübliche Antenne (beispielsweise
Modell Nr. MPAPE8X22P von Micron Communications, Inc.). In einer
bevorzugten Ausführungsform
hat die Antenne der vorliegenden Erfindung eine Abmessung von ungefähr 12 cm × 36 cm und
ist abgestimmt. Die Antenne ist für die vorliegende Erfindung
optimiert worden, um schnellere Lesezeiten zuzulassen, wenn das
Fahrzeug 10 die Positionsmarkierung 80 passiert,
und mehr Flexibilität beim
gerichteten Lesen zu ermöglichen.
Die optimalen Eigenschaften der Antenne in dem Leser 60 wurden
erreicht, indem die Länge
der Antenne vergrößert wurde. Bei herkömmlichen Lesern hat die Antenne
eine Länge
von ungefähr
11 bis 21 cm. Bei der vorliegenden Erfindung hat der Leser 60 eine
Antenne mit einer Länge
von 36 cm. Diese Zunahme der Antennenlänge von ungefähr 170–320% ermöglicht es,
dass der Leser 60 die Positionsmarkierungen 8 erfasst,
wenn sich das Fahrzeug 10 an der Einschiene 30 entlang
bewegt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
befindet sich, wie in 1 und 3 dargestellt,
der Leser 60 der vorliegenden Erfindung normalerweise an dem
Fahrzeug 10 und ist dem unteren Abschnitt 180 der
Einschiene 30 zugewandt. In dieser Position laufen die
Positionsmarkierungen 80, die an dem unteren Abschnitt 180 der
Einschiene 30 angebracht sind, direkt über dem Leser 60.
Es sollte jedoch klar sein, dass der Leser 80 dem oberen
Abschnitt 160 oder dem seitlichen Abschnitt 820 der
Einschiene 30 zugewandt sein kann oder in jeder beliebigen
anderen Anordnung angeordnet sein kann, die es dem Leser 60 ermöglicht,
die Positionsmarkierung 80 zu erfassen und zu lesen.
-
Wenn
das Fahrzeug 10 an der Einschiene 30 entlangfährt, wird,
wie in 3 und 7 dargestellt, jede einzelne
der Positionsmarkierungen 80a–80k von dem Leser 60 erfasst.
Die Positionsmarkierungen 80a–80k stellen Positionsinformationen
bereit, so beispielsweise eine Folge von Zeichen oder Zahlen.
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In
einer Ausführungsform
sind die Positionsmarkierungen 80a–80k und der Leser 60 so
optimiert worden, dass Zeitverzögerungen
verringert werden, die beim Erfassen von Positionsinformationen
auftreten, die in den Positionsmarkierungen 80a–80k enthalten
sind. In diesem Zusammenhang enthalten die Positionsmarkierungen 80a–80k normalerweise
eine ASCII-Zeichenfolge,
die in eine Zahl umwandelt, da durch Zahlen die Zeitverzögerung verringert
wird, die beim Verarbeiten der Informationen in der Fernsteuereinheit 70 auftritt.
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Der
Leser 60 führt
die Positionsinformationen der Fernsteuereinheit 70 zu,
in der die Positionsinformationen dann mit einer Programmliste von
Befehlen verglichen werden, die der Fernsteuereinheit 70 von
der Systemsteuereinheit 20 zugeführt wird und die in einem Speicher
in der Fernsteuereinheit 70 gespeichert wird. In einer
bevorzugten Ausführungsform
verwendet die Programmliste die PLC-Programmiersprache von Allen-Bradley.
Die Programmliste kann verschiedene programmierte Aufgaben enthalten.
So wird beispielsweise ein "Abbrems"-Befehl, der von
einer Positionsmarkierung 80 erfasst wird, von der Fernsteuereinheit 70 verwendet,
um das Fahrzeug 10 anzuweisen, seine Fahrtgeschwindigkeit
zu verringern, und die aktuelle Geschwindigkeit auf "Schrittgeschwindigkeit" zu reduzieren. Ein "Sende"-Befehl dient dazu,
das Fahrzeug anzuweisen, Informationen zu der Systemsteuereinheit 20 zu
senden. Ein "Zulassungs"-Befehl dient dazu,
das Fahrzeug 10 anzuweisen, von der Systemsteuereinheit 20 Genehmigung
zum Einfahren in einen Bewegungsbereich, wie beispielsweise einen
Kurvenbereich, anzufordern. Ein "Halt"-Befehl dient dazu,
das Fahrzeug 10 anzuweisen, an einer vorgegebenen Position
anzuhalten. Ein "Halt-annächster-Markierung"-Befehl dient dazu,
das Fahrzeug 10 anzuweisen, anzuhalten, wenn die nächste Positionsmarkierung 80 erfasst
wird. Ein "Aufgabe-Durchführen"-Befehl dient dazu,
das Fahrzeug 10 anzuweisen, eine vorgegebene Aufgabe an
einer angegebenen Position durchzuführen. Wenn die Fernsteuereinheit 70 die von
einer Positionsmarkierung 80 empfangenen Positionsinformationen
mit der gespeicherten Programmliste abgleicht, wird der mit der
Positionsmarkierung 80 zusammenhängende Befehl ausgeführt. Wenn
sich die Positionsinformationen nicht in der programmierten Liste
befinden, sendet die Fernsteuereinheit 70 eine Fehlermeldung
zu der Systemsteuereinheit 20. Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform
die oben aufgeführten
Befehle verwendet werden, kann den Lehren der vorliegenden Erfindung gemäß jeder
geeignete Befehl (und ein entsprechender "Name" für den Befehl)
verwendet werden.
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Die
Datensequenz 940, die zu und von der Systemsteuereinheit 20 und
der Fernsteuereinheit 70 übertragen wird, weist, wie
in 9 dargestellt, ein Format auf, das Pakete 900, 910, 920 und 930 enthält. In einer
Ausführungsform
hat die gesamte Datensequenz 940 eine Länge von 50 Zeichen. Datenpaket 900 enthält die eindeutige
Fahrzeug-Identifizierungsadresse gemäß dem TCP/IP-Standard. Diese Übertragung
der eindeutigen Fahrzeug-Identifizierungsadresse ist redundant,
da das Drahtlos-Ethernet-LAN-System 440 die Fahrzeug-Identifizierungsadresse
verwendet hat, um HF-Kommunikation zwischen dem Ethernet-Sendeempfänger 60 und
dem Ethernet-Zugangspunkt 110 herzustellen. Die eindeutige
Fahrzeug-Identifizierungsadresse ist jedoch unter dem Aspekt der
Rückversicherung
in dem Datenpaket 900 enthalten. Das zweite Paket 910 enthält eine
Nachricht-Sequenznummer,
die dazu dient, die Nachrichten zu identifizieren, die zwischen
der Systemsteuereinheit 20 und der Fernsteuereinheit 70 übertragen
worden sind. Das nächste
Paket 920 enthält
die Informationen der aktuellen Positionsmarkierung 80,
die von dem Leser 60 an dem Fahrzeug 10 erfasst
wurde. Das abschließende
Datenpaket 930 enthält
Befehle "aktueller
Positionsstatus" oder "Durchführung". Der Befehl "aktueller Positionsstatus" ist eine Anforderung
des Status der aktuellen Position des Fahrzeugs 10, und
der Befehl "Durchführung" ist ein Befehl an
das Fahrzeug 10 zum Ausführung einer Funktion oder Aufgabe.
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Es
sollte klar sein, dass gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung weitere Datenpakete zu der Datensequenz 940 hinzugefügt werden
können,
so dass die Länge
der Datensequenz größer oder
kleiner als 50 Zeichen ist. Des Weiteren können die Datenpakete 900, 910, 920 und 930 kombiniert
oder in eine kleinere Anzahl von Datenpaketen aufgeteilt werden.
Weiterhin dient die in 9 gezeigte Ausführungsform
der Darstellung und sollte nicht so verstanden werden, dass sie
die vorliegende Erfindung auf die hier erläuterte Ausführungsform beschränkt.
-
Die
Positionsmarkierungen 80a–80k begrenzen, wie
in 7 gezeigt, spezifische Bewegungszonen 710–750 an
der Einschiene 30, in denen die Fahrzeuge 10a–10d eine
bestimmte Aktivität durchführen müssen (beispielsweise
Geschwindigkeiten ändern
oder von einem AEM-System zu einem anderen überzugehen), wobei in 7 des
Weiteren Stationen 750 ("Abbrems"-Bereiche oder "eigentliches Ziel"), Kurvenabschnitte 710 und 740 (Geschwindigkeitsänderung
und Kollisionsvermeidung), Eintritts- und Austrittsbereiche von
Weichen 720 (Geschwindigkeitsänderung und Weichenpositionierung) dargestellt
sind.
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Bewegungszone 750 stellt,
wie in 7 gezeigt, eine Station dar. Normalerweise werden
die Fahrzeuge 10a–10d an
der Station 750 angehalten. Um dieses Anhalten durchzuführen, wird
eine Anordnung paariger Markierungen (80j und 80k)
verwendet. Die Positionsmarkierungen 80j und 80k sind
an der Einschiene 30 angebracht und werden von den Fahrzeugen 10a–10d erfasst.
Die Fahrzeuge 10a–10d fahren
in der Richtung von Pfeil A um die Einschiene 30 herum.
Wenn Positionsmarkierung 80j erfasst wird, werden die Fahrzeuge 10a–10d abgebremst
(beispielsweise von "mittlerer
Geschwindigkeit" auf "Schrittgeschwindigkeit"), und wenn Positionsmarkierung 80k erfasst
wird, halten die Fahrzeuge 10a–10d an. Die Positionsmarkierungen 80j und 80k stellen,
wie bereits erläutert,
der Fernsteuereinheit 70 in den Fahrzeugen 10a–10d die
Befehlsinformationen bereit.
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In 8 können auch
Näherungssensoren 830,
die Näherungsmarkierungen 840 erfassen,
die an der Einschiene 30 oder nahe daran angeordnet sind,
verwendet werden, um das Fahrzeug 10 auf der Einschiene 30 zu
positionieren. Die Näherungssensoren 830 sind
an dem Fahrzeug 10 angebracht und mit der Fernsteuereinheit 70 verbunden.
Die Näherungssensoren 830 dienen
dazu, die Bewegung des Fahrzeugs 10 auf der Einschiene 30 genau
zu steuern. Die Näherungsmarkierung 840 ist
auf den Näherungssensor 830 so
ausgerichtet, dass ein Signal von dem Näherungssensor 830 emittiert
und von der Näherungsmarkierung 840 zu
dem Näherungssensor 830 zurückreflektiert
werden kann. So kann beispielsweise das Fahrzeug 10 Positionsmarkierung 80 erfassen,
die einem Befehl auf der Programmliste im Speicher der Fernsteuereinheit 70 zum
Reduzieren seiner Geschwindigkeit und zum Überwachen auf die Näherungssensoren 830 hin
entspricht. Wenn der Näherungssensor 830 an
Fahrzeug 10 die Näherungsmarkierung 840 erfasst,
hält das
Fahrzeug 10 an. Die Näherungssensoren 830 ermöglichen
es, das Fahrzeug 10 auf der Einschiene 30 mit
einer Genauigkeit von ungefähr
2 mm zu positionieren. In einer Ausführungsform umfassen die Näherungssensoren 830 Infrarot-
oder Fotosensoren, und die Näherungsmarkierungen 840 umfassen
reflektierende oder nicht reflektierende Materialien, die an der
Einschiene 30 mit jedem beliebigen geeigneten Anbringungsmechanismus
(beispielsweise Klebstoffe, Klemmen, Schrauben oder Bolzen) befestigt
sind. Es sollte jedoch klar sein, dass jedes be liebige geeignete
Paar von Ausrichtungs-Erfassungsvorrichtungen verwendet werden kann,
um die Bewegungen des Fahrzeugs 10 genau zu steuern.
-
Bewegungszonen 710 und 740 stellen,
wie in 7 gezeigt, Kurvenbereiche dar. Wenn eines der Fahrzeuge 10a–10d in
die Kurvenbereiche 710 und 740 eintritt, wird
eine Anordnung paariger Markierungen (80a–80b und 80h–80i)
verwendet. Was insbesondere Bewegungszone 710 angeht, so
erfasst Fahrzeug 10b die Positionsmarkierung 80a,
die der Fernsteuereinheit 70 einen Befehl erteilt, die
ihrerseits zu der Systemsteuereinheit 20 überträgt und abfragt,
ob sich ein weiteres Fahrzeug, wie beispielsweise Fahrzeug 10c,
in dem Kurvenbereich 710 befindet. Wenn die Systemsteuereinheit 20 antwortet, dass
sich Fahrzeug 10c in Kurvenbereich 710 befindet,
befindet sich Fahrzeug 10b nicht in dem Kurvenbereich 710,
oder die Systemsteuereinheit 20 Fahrzeug 10b mitteilt,
dass der Kurvenbereich 710 nicht besetzt ist, tritt Fahrzeug 10b mit
einer vorgegebenen Geschwindigkeit in den Kurvenbereich 710 ein. Wenn
sich Fahrzeug 10c, wie in 7 gezeigt,
in Kurvenbereich 710 befindet, informiert Fahrzeug 10c die
Systemsteuereinheit 20, wenn Fahrzeug 10c Positionsmarkierung 80b passiert.
Wenn Fahrzeug 10c Identifizierungsmarkierung 80b passiert
hat, weist die Systemsteuereinheit 20 Fahrzeug 10b an,
in den Kurvenbereich 710 einzutreten. Unter Verwendung dieses
Verfahrens stellt die Systemsteuereinheit 20 fest, dass
sich Fahrzeug 10b in dem Kurvenbereich 710 befindet,
und die Systemsteuereinheit 20 lässt erst dann ein anderes Fahrzeug 10a, 10c oder 10d in den
Kurvenbereich 710 einfahren, wenn Fahrzeug 10b den
Kurvenbereich 710 verlässt.
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Es
ist zu beachten, dass 7 verschiedene Funktionsmerkmale
darstellt, die sich beim Einsatz der Positionsmarkierungen 80a–80k der
vorliegenden Erfindung finden. Ganz im Gegensatz zu den frühren AEM-Systemen,
bei denen physisches Durchtrennen der Sammelschienen-Leiter erforderlich
war, können
die Positionsmarkierungen 80a–80k leicht verschoben
und/oder ihr Befehlsinhalt kann geändert werden. Wenn beispielsweise entschieden wird,
einen Stopp auf der Einschiene 30 hinzuzufügen oder
aufzuheben, kann dies den Lehren der vorliegenden Erfindung gemäß leicht
erreicht werden, indem einfach Positionsmarkierungen 80a–80k und/oder
Näherungssensoren 830 und
Näherungsmarkierungen 840 hinzugefügt oder
entfernt werden. Die in 7 gezeigte Ausführungsform
dient dazu, den Einsatz derartiger Positionsmarkierungen 80a–80k darzustellen,
und zu zeigen, dass die Positionsmarkierungen 80a–80k eingesetzt
werden können,
um jeden beliebigen einer Anzahl äquivalenter Vorgänge zu implementieren,
zu denen Anhalten, Abbremsen, Beschleu nigen, Abbiegen, Eintreten, Austreten,
Senden, Abfragen und Durchführen
von Aufgaben gehören,
wobei dies jedoch keine Einschränkung
darstellt.
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In 5 ist
ein Verfahren dargestellt, das die Funktionsschritte zeigt, die
durchzuführen
sind, wenn die Positionsmarkierung 80 erfasst wird. In
Schritt 510 stellt die Fernsteuereinheit 70 durch Überwachen
des Ausgangs von dem Leser 60 fest, ob eine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfasst
worden ist. Wenn keine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfasst
worden ist, überwacht
die Fernsteuereinheit 70 den Ausgang des Lesers 60 weiter.
Wenn eine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfasst worden
ist, werden in Schritt 522 die Positionsmarkierungen zu der
Systemsteuereinheit 20 übertragen,
und in Schritt 512 stellt die Fernsteuereinheit 70 fest,
ob eine Programmänderung
vorgenommen worden ist. Es sollte bemerkt werden, dass in Schritt 522 die
Positionsmarkierungen zu der Systemsteuereinheit 20 gesendet
werden, wenn sie durch eines der Fahrzeuge 10a–10d erfasst
werden. Anhand dieser Positionsinformationen weiß die Systemsteuereinheit 70 ungefähr, wo sich
das Fahrzeug 10 auf der Einschiene 30 befindet,
so beispielsweise während
des Einfahrens in eine Kurve oder des Herausfahrens aus ihr. Wenn
keine Programmänderung
eingeleitet worden ist, wird die dazugehörige Aufgabe automatisch in
dem automatischen Modus 520 durchgeführt.
-
Der
Automatikmodus ist ein programmierter Zustand, in dem die Fahrzeuge 10a–10d an
der Einschiene 30 entlangfahren und Aufgaben ausführen, wie
sie durch die Befehle auf der Programmliste angewiesen werden, die
sich in dem Speicher an der Fernsteuereinheit 70 entsprechend
den Positionsmarkierungen 80a–80k befindet. Ehe
die Fahrzeug 10a–10d im
Automatikmodus fahren können,
müssen
die Fahrzeuge 10a–10d eine
Programmliste von der Systemsteuereinheit 20 empfangen,
und die Fahrzeuge 10a-10d müssen eine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfassen.
Normalerweise bewegen sich bei Initialisierung oder bei einer Programmänderung
die Fahrzeuge 10a–10d mit "Schrittgeschwindigkeit", bis eine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfasst
worden ist. Wenn eine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfasst
worden ist, bewegt sich das Fahrzeug 10 entsprechend dem
programmierten Befehl, der in der Fernsteuereinheit 70 festgelegt
ist, weiter entlang der Einschiene 30.
-
Normalerweise
wird, wenn die Systemsteuereinheit 20 die in dem Speicher
an der Fernsteuereinheit befindliche Programmliste ändert, eine
Programmänderung
solange von der Fernsteuereinheit angezeigt, bis eines der Fahrzeuge 10a–10d seine Position
an der Ein schiene 30 bestätigt hat, normalerweise, indem
eine der Positionsmarkierungen 80a–80k erfasst wird.
Wenn dieser Vorgang durchlaufen wurde, fahren die Fahrzeuge 10a–10d weiter an
der Einschiene 30 entlang und führen Aufgaben aus, wie sie
durch die Befehle in der im Speicher der Fernsteuereinheit 70 befindlichen
Programmliste entsprechend den Positionsmarkierungen 80a–80k angewiesen
werden. Es sollte bemerkt werden, dass das Programm in den Fahrzeugen 10a–10d jederzeit geändert werden
kann, ohne die Fahrzeuge 10a–10d an der Einschiene 30 anzuhalten
oder ohne das AEM-System 100 abzuschalten. Dieser automatische
Vorgang wird aufgrund von Sicherheitserwägungen verwendet, um sicherzugehen,
dass die Programmliste korrekt ist.
-
Wenn
eine Programmänderung
eingeleitet worden ist, gehen, um wieder zu Schritt 512 in 5 zurückzukommen,
die Fahrzeuge 10a–10d nicht
in den Automatikmodus über.
Stattdessen prüft
die Fernsteuereinheit 70 die Informationen der Positionsmarkierungen 80a–80k mit
der Programmliste in Schritt 516. Wenn die Positionsinformationen
sich auf der Programmliste befinden, wird in Schritt 520 die mit
den Positionsinformationen verbundene Aufgabe durchgeführt. Wenn
sich jedoch die Positionsinformationen nicht auf der Programmliste
befinden, wird in Schritt 518 wahlweise eine Fehlermeldung
von der Fernsteuereinheit 70 zu der Systemsteuereinheit 20 gesendet.
-
d) Kollisionsvermeidungssystem
-
Die
Fahrzeuge enthalten, wie in 3 gezeigt,
eine Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300, die ebenfalls
mit der Fernsteuereinheit 70 verbunden ist. Die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300 enthält normalerweise
handelsübliche
Fotosensoren oder Infrarotsensoren (beispielsweise Fotosensoren
vom Typ SUNX PX-22), die an der Vorderseite des Fahrzeugs 10 so
angebracht sind, dass sie freie Sicht auf die Einschiene 30 vor
dem Fahrzeug 10 haben. In einer bevorzugten Ausführungsform
sollte der Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300 eine Reichweite
von wenigstens drei Meter haben, und sie weist verstellbare Mehrfachkeulen-Erfassungsbereiche
auf, wie dies in 10a gezeigt wird. Des Weiteren
sollte, wie in 7 gezeigt, jede der Kollisionsvermeidungsvorrichtungen 300a–300d in
der Lage sein, eines der Fahrzeuge 10a–10d, das sich in
einem Abstand D1 von 3 m befindet, innerhalb
eines 90-Grad-Radius der
anderen Fahrzeuge 10a–10d zu
erfassen. Es sollte bemerkt werden, dass in einer andern Ausführungsform
die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300 einen Erfassungsbereich
von wenigstens 5 m hat.
-
In 10a und 10d sind
zwei Ausführungsformen
des Kollisionsvermeidungssystems 300 dargestellt. In 10a enthält
das Kollisionsvermeidungssystem 300 einen einzelnen Sensor 1010,
der mehrere Erfassungskeulen 1012, 1014 und 1016 aufweist.
Jede Keule 1020, 1014 und 1016 weist
einen verstellbaren Bereich auf. In einer anderen Ausführungsform
enthält
das Kollisionsvermeidungssystem 300, wie in 10b dargestellt, mehrere Sensoren 1020 und 1030.
Die Sensoren 1020 und 1030 weisen Erfassungskeulen 1022 bzw. 1032 auf,
die verstellbare Reichweiten haben. Die in 10a und 10b gezeigten Ausführungsformen können so ausgetauscht
werden, dass die Konfiguration mit mehreren Sensoren Sensoren enthält, die
mehrere Erfassungszonen aufweisen. Des Weiteren kann die Konfiguration
mit einem Sensor einen Sensor enthalten, der eine einzelne Erfassungskeule
aufweist. Des Weiteren können
die Sensoren mit einer Keule und die Sensoren mit mehreren Keulen
ebenfalls an einem Fahrzeug kombiniert werden. Es sollte klar sein, dass
die vorliegende Erfindung ausdrücklich
andere Sensorkombinationen oder -konfigurationen einschließt, die
eingesetzt werden können.
-
Es
sollte bemerkt werden, dass in den in 3, 7, 10a und 10b gezeigten
Ausführungsformen
die Kollisionsvermeidungsvorrichtungen 300 und 300a–300d an
der Vorderseite der Fahrzeuge 10 und 10a–10d angebracht
dargestellt sind. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch auch beliebige
andere offensichtliche Positionierungsmöglichkeiten der Kollisionsvermeidungsvorrichtungen 300 und 300a–300d einschließen (beispielsweise
am hinteren Abschnitt, am oberen Abschnitt, am seitlichen Abschnitt
oder am unteren Abschnitt der Fahrzeuge 10 und 10a–10d und
entweder oberhalb oder unterhalb der Einschiene 30 befindlich).
-
In
Funktion dient, wie in 6 und 7 dargestellt,
in Bewegungszone 730 das Kollisionsvermeidungssystem 300a dazu,
eine Kollision zwischen dem Fahrzeug 10a und einem weiteren
Objekt, wie beispielsweise einem anderen Fahrzeug 10b,
das sich an der Einschiene 30 befindet, zu verhindern.
Die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300a kann das Vorhandensein
von Fahrzeug 10b und seinen projizierten Abstand zu dem
Fahrzeug 10a erfassen.
-
Bei
dem Verfahren in 6 bestimmt, wie auch in 7 dargestellt,
der erste Schritt 610, ob die Sensoren an der Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300a Fahrzeug 20b erfasst
haben. Wenn das Fahrzeug 10b erfasst worden ist, stellt
die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300a in Schritt 614 fest,
ob sich das Fahrzeug 10b in einem Abstand befindet, der kürzer ist
als D1. In einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
D1 3 m. Wenn sich das Fahrzeug 10b in einem
Abstand befindet, der größer ist
als D1, wird in Schritt 612 die
aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10a beibehalten,
und die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300a überwacht
die Fahrzeuge 10b weiter. Wenn sich Fahrzeug 10b in
einem Abstand befindet, der D1 entspricht
oder kürzer
ist, wird Fahrzeug 10a in Schritt 616 angewiesen,
auf "niedrige Geschwindigkeit" überzugehen. Nachdem Fahrzeug 10a erfasst
hat, dass sich Fahrzeug 10b in einem Abstand befindet,
der kürzer
ist als D1, bewegt sich, wie in 7 gezeigt,
das Fahrzeug 10a weiter entlang der Einschiene 30,
so dass es an der Position von Fahrzeug 10a' positioniert wird. In Schritt 618 wird
zum zweiten Mal festgestellt, ob der Abstand kürzer ist als D2.
In einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der Abstand D2 1 m. Wenn der Abstand nicht
kürzer
ist als D2, wird der Abstand in Schritt 614 erneut
geprüft.
Wenn in Schritt 612 der Abstand größer ist als D1,
wird das Fahrzeug 10a angewiesen, die vorhergehende Geschwindigkeit
(die Geschwindigkeit, bevor das Fahrzeug 10a zu "niedriger Geschwindigkeit" übergegangen ist) wieder aufzunehmen.
Wenn sich jedoch in Schritt 618 Fahrzeug 10b in
einem Abstand befindet, der kürzer
ist als D2, wird das Fahrzeug 10c in
Schritt 620 angewiesen, anzuhalten. In einer Ausführungsform
kann das Erfassen des Fahrzeugs 10b wahlweise in einem "Objekt-erfasst"-Befehl zu der Systemsteuereinheit 20 übertragen
werden.
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Daher
vermeidet das Kollisionsvermeidungssystem 300a eine Kollision
mit dem Fahrzeug 10b, indem Fahrzeug 10a angehalten
wird, wenn sich das Fahrzeug 10b in einem Abstand befindet,
der kürzer ist
als D2. Es sollte klar sein, dass die bevorzugten Abstände von
1 und 3 m Beispiele in der dargestellten Ausführungsform sind. Diese Abstände können verändert werden,
wenn sich die Anforderungen des Systems ändern. Daher sollte die vorliegende
Erfindung nicht so interpretiert werden, dass sie auf einen derartigen
Abstand begrenzt ist. Des Weiteren sollte klar sein, dass die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300a auch
in der Lage ist, den Erfassungsbereich D1 und
D2 zu ändern,
wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10a zunimmt oder
abnimmt. Diese Änderung
des Erfassungsabstandes kann in der Fernsteuereinheit 70 programmiert
werden. Wenn das Fahrzeug 10a beispielsweise mit einer
Geschwindigkeit von 30 m/min fährt,
sind die Erfassungsabstände
D1 und D2 auf Abstände von
800 mm bzw. 200 mm festzulegen. Hingegen sind, wenn das Fahrzeug 10a mit einer
Geschwindigkeit von 100 m/min fährt,
die Erfassungsabstände
D1 und D2 auf Abstände von
2400 mm bzw. 500 mm festzulegen. Die Abstände und die Geschwindigkeit
beziehen sich auf die Fähigkeit
des Fahrzeugs 10, beim Erfassen eines Objektes anzuhalten.
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Fahrzeug 10d kann,
wie in 7 gezeigt, so programmiert sein, dass es ein Hindernis 700 ignoriert,
das durch die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300 erfasst
wird. Dies wird erreicht, indem Positionsmarkierung 80f an
der Einschiene 30 dort angeordnet wird, wo das Hindernis 700 am
wahrscheinlichsten durch die Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300d erfasst
wird. Die Programmliste enthält
einen Befehl "Objekterfassung
ignorieren", wenn
die Positionsmarkierungs-Informationen an der Positionsmarkierung 80f mit
der Programmliste verglichen werden. Daher ignoriert die Steuereinheit 70 die
Erfassung des Objektes 700, wenn die Positionsmarkierung 80f von
dem Fahrzeug 10d erfasst wird. Des Weiteren wird Positionsmarkierung 80g nach
dem Hindernis 700 angeordnet, um das Fahrzeug 10d anzuweisen, mit
der Überwachung
der Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300d zu beginnen.
Bei einigen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz der zweiten Positionsmarkierung 80a optional.
So kann ein programmierter Timeout dazu dienen, das Fahrzeug 10d anzuweisen,
mit der Überwachung
der Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300d zu beginnen.
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Zusätzlich können Erfassungskeulen 1012, 1014 und 1016 des
Sensors 1010, wie sie in 10a gezeigt
wird, selektiv deaktiviert werden, ohne die gesamte Kollisionsvermeidungsvorrichtung 300 zu deaktivieren.
So kann beispielsweise Erfassungskeule 1012 deaktiviert
werden, wenn das Fahrzeug 10 Objekt 1070 passiert.
Obwohl jedoch Erfassungskeule 1020 deaktiviert ist, sind
die Erfassungskeulen 1014 und 1016 nach wie vor
aktiviert, um eine Kollision mit anderen Objekten oder Fahrzeugen
zu verhindern. In 10b können die Sensoren 1020 und 1030 individuell
deaktiviert werden, ohne das gesamte Kollisionsvermeidungssystem 300 zu
deaktivieren. In dieser Ausführungsform
kann der Sensor 1030 deaktiviert werden, wenn das Fahrzeug 10 Objekt 1072 passiert.
Obwohl Sensor 1030 deaktiviert ist, ist Sensor 1020 nach
wie vor aktiviert, um eine Kollision mit einem Fahrzeug oder einem
anderen Objekt zu vermeiden.
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3. Arbeitsweise
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein neuartiges Verfahren, mit dem
ein Fahrzeug 10 gesteuert wird, wenn es sich an der Einschiene 30 entlangbewegt
und Aufgaben erfüllt.
Das Verfahren schießt
Zuweisen einer eindeutigen Fahrzeug-Identifizierungsadresse zu dem
an der Einschiene 30 befindlichen Fahrzeug ein. Die Systemsteuereinheit 20 überträgt unter
Verwendung des Drahtlos-HF-Ethernet-Netzwerks 150 selektiv
Funktionsbefehle zu dem Fahrzeug 10. Die Funktionsbefehle
umfassen eine Programmliste von Befehlen oder einen einzelnen Befehl.
Der gesendete Funktionsbefehl enthält die eindeutige Fahrzeug-Identifi zierungsadresse.
Das Fahrzeug 10, dem die eindeutige Fahrzeug-Identifizierungsadresse
zugewiesen worden ist, empfängt
die selektiv gesendeten Funktionsbefehle. Die gesendeten Funktionsbefehle
werden in dem Speicher an dem Fahrzeug 10 gespeichert,
dem die eindeutige Fahrzeug-Identifizierungsadresse zugewiesen wurde.
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Die
gespeicherten Befehle werden dann von dem Fahrzeug 10 ausgeführt. In
einer bevorzugten Ausführungsform
schließt
die Durchführung
des gespeicherten Befehls Erfassen einer an der Einschiene 30 angebrachten
Positionsmarkierung 80, ein, wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt.
Die Positionsmarkierung 80 enthält Positionsinformationen in Form
einer eindeutigen Positions-Zeichenfolge, die mit dem gespeicherten
Programm in der Fernsteuereinheit 70 in dem Fahrzeug 10 verglichen
wird. Das gespeicherte Programm enthält einen Befehlssatz mit einer
Anzahl von Befehlen, und jeder Befehl weist eine eindeutige Kennung
auf. Ein spezifischer Befehl aus der Anzahl von Befehlen in dem
Befehlssatz wird dann ausgeführt.
Dieser spezifische ausgeführte
Befehl weist eine eindeutige Kennung auf, die mit der eindeutigen
Positions-Zeichenfolge korreliert. Die Befehle schließen normalerweise
Anhalten des Fahrzeugs 10, Abbremsen des Fahrzeugs 10,
Beschleunigen des Fahrzeugs 10, Abbiegen des Fahrzeugs 10,
Eintreten in eine Bewegungszone 190, Verlassen einer Bewegungszone 190,
Senden zu der Systemsteuereinheit 20, Abfragen der Systemsteuereinheit 20 und
Durchführen
von Aufgaben ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Ein
Bestätigungsbefehl
wird von dem Fahrzeug 10, das die eindeutige Fahrzeug-Identifizierungsadresse
aufweist, über
das Drahtlos-HF-Ethernet-Netzwerk 150 zu der Systemsteuereinheit 20 gesendet.
Der Bestätigungsbefehl enthält neben
anderen Kennungsinformationen die eindeutige Fahrzeug-Identifizierungsadresse,
um das Fahrzeug 10 zu identifizieren, das die Daten empfangen
sollte. Es sollte bemerkt werden, dass die Systemsteuereinheit 20 eine
neue Programmliste von Befehlen zu der Fernsteuereinheit 70 von
Fahrzeug 10 senden kann. Es sollte auch bemerkt werden,
dass das Senden der neuen Programmliste in jedem beliebigen Fahrzeug 10 an
der Einschiene 30 und zu jeder beliebigen Zeit während des
Betriebs stattfinden kann, ohne dass das System 100 abgeschaltet
werden muss.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
des Weiteren ein neuartiges Verfahren zum genauen Positionieren
des Fahrzeugs 10 an der Einschiene 30 ein. Das
Verfahren schließt
die Schritte des Erfassens einer Positionsmarkierung 80 ein,
die Positionsinformationen enthält,
die mit Befehlen in der gespeicherten Programmliste von Befehlen
korrelieren. Die korrelierenden Befehle schließen einen Befehl für die Fernsteuereinheit 70 ein,
mit der Überwachung des Näherungssensors 830 zu
beginnen, sowie einen Befehl für
den Motor 50, das Fahrzeug 10 mit einer vorgegebenen
niedrigen Geschwindigkeit zu bewegen. Das Fahrzeug 10 bewegt
sich mit der vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit weiter an der
Einschiene 30 entlang, bis der Näherungssensor 830 die Näherungsmarkierung 840 erfasst.
Wenn die Näherungsmarkierung 840 erfasst
wird, wird das Fahrzeug 10 angewiesen, anzuhalten.
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Des
Verfahren schließt
des Weiteren die Schritte des Identifizierens eines Hindernisses 700 auf
dem Bewegungsweg des Fahrzeugs 10 und des Vermeidens einer
Kollision mit dem Fahrzeug 700 ein. Beim Umgehen des Hindemisses 700 wird
das Hindernis 700 durch das Fahrzeug 10 innerhalb
eines Abstandes von wenigstens ungefähr drei Meter zu dem Fahrzeug 10 erfasst.
Nach Erfassen des Hindernisses 700 wird das Fahrzeug 10 angewiesen, sich
mit einer ersten vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit zu bewegen.
Wenn erfasst wird, dass sich das Hindernis 700 innerhalb
eines Abstandes von wenigstens ungefähr einem Meter zu dem Fahrzeug 10 befindet,
wird das Fahrzeug 10 angewiesen, anzuhalten.
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In
einem zweiten Aspekt des vorliegenden Verfahrens kann das Fahrzeug 10 angewiesen
werden, das Hindernis 700 zu ignorieren. Bei diesem Verfahren
erfasst das Fahrzeug 10 eine Positionsmarkierung 80,
die mit einem Befehl korreliert, der die Fernsteuereinheit 70 in
dem Fahrzeug 10 anweist, die Erfassung des Objektes 700 zu
ignorieren. Wenn das Fahrzeug das Objekt 700 passiert hat,
kann die Fernsteuereinheit 70 des Fahrzeugs 10 angewiesen werden,
wieder mit dem Erfassen von Objekt 700 zu beginnen. Dieser
Befehl, mit dem Erfassen zu beginnen, kann erteilt werden, indem
eine weitere Positionsmarkierung 80 an der Einschiene 30 angebracht wird,
die mit einem Befehl korreliert, wieder andere Hindernisse 700 zu
umgehen. In einer anderen Ausführungsform
kann die Fernsteuereinheit 70 des Fahrzeugs 10 einen
programmierten Timer enthalten, der die Fernsteuereinheit 70 wieder
anweist, Objekt 700 zu umgehen, nachdem eine vorgegebene Zeit
verstrichen ist.
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Die
obenstehende Erläuterung
der Erfindung dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Darüber hinaus
soll die Beschreibung die Erfindung nicht auf die hier offenbarte
Form beschränken.
Daher liegen Veränderungen
und Abwandlungen, die den oben erläuterten Lehren entsprechen,
im Rahmen der Möglichkeiten
und Kenntnisse der Technik innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden
Erfindung. Die hier und oben beschriebene Ausführungsform soll des Weiteren
die beste Art und Weise erläutern, die
gegenwärtig
zum Ausführen
der Erfindung bekannt ist, und andere Fachleute in die Lage versetzen,
die Erfindung so oder in anderen Ausführungsformen und mit den verschiedenen
Abwandlungen zu nut zen, wie sie durch den speziellen Einsatzzweck bzw.
die Verwendung der Erfindung erforderlich werden. Vorgesehen ist,
dass die beigefügten
Ansprüche
so zu verstehen sind, dass sie alternative Ausführungen in dem Maß enthalten,
das durch den Stand der Technik zugelassen wird.