ES2993933T3 - Systems and methods for braking or propelling a roaming vehicle - Google Patents

Systems and methods for braking or propelling a roaming vehicle Download PDF

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Universal City Studios LLC
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Abstract

En una realización, un sistema de propulsión (10) incluye vehículos móviles (12) que incluyen una placa de reacción (74) instalada en la parte inferior de cada uno de los vehículos móviles (12), una matriz de estator de superficie (24) instalada con una superficie de rodadura (22) para los vehículos móviles (12) e incluye motores de inducción lineal de un solo lado (SSLIM) (14). Cada uno de los SSLIM (14) incluye dos devanados (25), (26) instalados ortogonalmente entre sí. El sistema de propulsión (10) también incluye accionamientos de motor (48) configurados para acoplarse eléctricamente a los SSLIM (14) a través de un panel de conmutación (50), y un sistema de control (18) configurado para recibir información relacionada con los vehículos itinerantes (12), recibir un perfil de movimiento deseado para los vehículos itinerantes (12) a través de la matriz de estator de superficie (24), determinar cuál de los SSLIM (14) activar y un rendimiento de los SSLIM (14) basado en el perfil de movimiento deseado, la información o alguna combinación de los mismos, y enviar señales de control a los accionamientos de motor (48) para controlar los SSLIM (14) para producir el perfil de movimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas y procedimientos para frenar o propulsar un vehículo itinerante
ANTECEDENTES
La presente divulgación se refiere en general a un mecanismo de control de movimiento y, más particularmente, a sistemas y procedimientos para frenar o propulsar un vehículo itinerante.
Esta sección está destinada a introducir al lector en diversos aspectos de la técnica que pueden estar relacionados con diversos aspectos de las presentes técnicas, que se describen y/o reivindican a continuación. Se cree que esta discusión es útil para proporcionar al lector información de antecedentes para facilitar una mejor comprensión de los diversos aspectos de la presente divulgación. Por consiguiente, debe entenderse que estas afirmaciones deben leerse a esta luz, y no como admisiones de la técnica anterior.
Generalmente, los vehículos incluyen motores para accionar los vehículos entre ubicaciones. Los motores se usan con mayor frecuencia para generar fuerza motriz, pero se pueden usar ciertos tipos de motores tanto para acelerar (por ejemplo, arrancar) como para desacelerar (por ejemplo, detener) un vehículo. De hecho, hay una variedad de disposiciones de motor usadas para acelerar y desacelerar un vehículo que transporta pasajeros. Por ejemplo, trenes, montañas rusas motorizadas y similares, pueden utilizar uno o más motores eléctricos con elementos giratorios para acelerar y desacelerar un vehículo o coche de viaje alrededor de una vía. Sin embargo, los motores eléctricos con elementos giratorios pueden ser propensos a problemas mecánicos y a un alto tiempo de inactividad (por ejemplo, la atracción no funciona) debido a los elementos giratorios.
El documento WO2016022269 describe un mecanismo de control de movimiento relacionado con sistemas y procedimientos para frenar o lanzar un vehículo de viaje.
El documento US6445093 describe un motor compacto con geografía de bobina que proporciona un funcionamiento eficiente energéticamente dentro del campo de los motores de alta precisión para su uso en sistemas de litografía. El documento US7224252 describe un aparato de levitación magnética adaptativa que incluye una matriz base de electroimanes controlados por ordenador, para proporcionar movimiento a una plataforma levitada en dos o tres dimensiones.
BREVE DESCRIPCIÓN
Según una realización de la presente divulgación, un sistema de propulsión incluye uno o más vehículos itinerantes que comprenden una placa de reacción instalada en la parte inferior de cada uno del uno o más vehículos itinerantes; en donde la placa de reacción comprende un conductor no ferroso; una matriz de estator de superficie instalada con una superficie de desplazamiento para el uno o más vehículos itinerantes y que comprende una pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (SSLIM), en donde cada uno de al menos una parte de la pluralidad de SSLIM incluye dos devanados instalados ortogonalmente entre sí, pudiendo energizarse individualmente los dos devanados para generar campos magnéticos que proporcionan una primera fuerza en una primera dirección y una segunda fuerza en una segunda dirección coplanaria a medida que la placa de reacción de cada uno del uno o más vehículos itinerantes pasa a través de los campos magnéticos, produciendo de ese modo un vector de fuerza en cualquier dirección a través de la matriz de estator de superficie en el uno o más vehículos itinerantes; una pluralidad de accionamientos de motor configurados para acoplarse eléctricamente a la pluralidad de SSLIM a través de un panel de conmutación; un sistema de control configurado para: recibir información relacionada con el uno o más vehículos itinerantes; recibir un perfil de movimiento deseado para el uno o más vehículos itinerantes a través de la matriz de estator de superficie; determinar cuál de la pluralidad de SSLIM activar, y para cada SSLIM activado, ajustar la corriente suministrada a los devanados basándose en el perfil de movimiento deseado, la información, o alguna combinación de los mismos; y enviar señales de control a la pluralidad de unidades de motor para controlar la pluralidad de SSLIM para generar vectores de fuerza para producir el perfil de movimiento, en donde los accionamientos de motor controlan la pluralidad de SSLIM para producir el perfil de movimiento activando un subconjunto de la pluralidad de SSLIM debajo de la placa de reacción a tiempo para generar un vector de fuerza en la placa de reacción que provoca que el uno o más vehículos itinerantes sigan una trayectoria especificada por el perfil de movimiento deseado a medida que el uno o más vehículos itinerantes atraviesan la superficie de rodadura.
Según otra realización de la presente divulgación, un procedimiento incluye recibir, a través de un sistema de control, información relacionada con uno o más vehículos itinerantes dispuestos en una superficie de desplazamiento de una matriz de estator de superficie, en donde el uno o más vehículos itinerantes comprenden una placa de reacción unida a una parte inferior de cada vehículo itinerante respectivo del uno o más vehículos itinerantes, en donde la placa de reacción comprende un conductor no ferroso, en donde la matriz de estator de superficie comprende una pluralidad de motores de inducción lineales (SSLIM) de un solo lado, incluyendo cada uno dos devanados dispuestos ortogonales entre sí, pudiendo energizarse individualmente los dos devanados para generar campos magnéticos que proporcionan una primera fuerza en una primera dirección y una segunda fuerza en una segunda dirección coplanaria a medida que la placa de reacción de cada uno del uno o más vehículos itinerantes pasa a través de los campos magnéticos, produciendo de ese modo un vector de fuerza en cualquier dirección a través de la matriz de estator de superficie en el uno o más vehículos itinerantes; recibir, a través del sistema de control, un perfil de movimiento deseado para el uno o más vehículos itinerantes a través de la matriz de estator de superficie; determinar, a través del sistema de control, una selección de la pluralidad de SSLIM para activar y, para cada SSLIM activado, ajustar la corriente suministrada a los devanados basándose en el perfil de movimiento deseado, la información, o alguna combinación de los mismos; y enviar, a través del sistema de control, señales de control a la pluralidad de unidades de motor configuradas para acoplarse eléctricamente a la pluralidad de SSLIM a través de un panel de conmutación, para controlar la selección de la pluralidad de SSLIM para generar vectores de fuerza para producir el perfil de movimiento, en donde los accionamientos de motor controlan la pluralidad de SSLIM para producir el perfil de movimiento activando un subconjunto de la pluralidad de SSLIM debajo de la placa de reacción a tiempo para generar un vector de fuerza en la placa de reacción que provoca que el uno o más vehículos itinerantes sigan una trayectoria especificada por el perfil de movimiento deseado a medida que el uno o más vehículos itinerantes atraviesan la superficie de rodadura. Se definen realizaciones adicionales por las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente divulgación se entenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada se lee con referencia a los dibujos adjuntos en los que los caracteres similares representan partes similares a lo largo de los dibujos, en donde:
La figura 1 es un esquema de un sistema de propulsión para controlar el movimiento de vehículos itinerantes que incluye motores de inducción lineal de un solo lado (SSLIM), un sistema de monitorización de posición, un sistema de control y una matriz de accionamiento de motor, según una realización de la presente divulgación;
La figura 2 es una vista desde arriba de un SSLIM de la figura 1, según una realización de la presente divulgación.
La figura 3 es un diagrama de bloques de componentes de ejemplo del sistema de propulsión de la figura 1, según una realización de la presente divulgación;
La figura 4 es un diagrama de flujo de un proceso para controlar el movimiento de uno o más vehículos itinerantes usando el sistema de propulsión de la figura 1, según una realización de la presente divulgación; La figura 5 es un esquema superior de un vehículo itinerante que tiene una placa de reacción situada por encima de una matriz de estator de superficie, según una realización de la presente divulgación;
La figura 6 es una vista en sección transversal de la matriz de estator de superficie tomada a lo largo de la sección 5-5 de la figura 5, según una realización de la presente divulgación;
Las figuras 7-15 son esquemas superiores que ilustran la manera en la que el campo magnético producido por una serie de SSLIM puede controlarse para interactuar con una placa de reacción de un vehículo itinerante para producir diferentes vectores de empuje, según una realización de la presente divulgación;
La figura 16 es una vista lateral en sección transversal de un freno mecánico incluido en el vehículo itinerante, según una realización de la presente divulgación;
La figura 17 es un esquema superior que representa una disposición ejemplar de ubicaciones de freno mecánico y ruedecita en una placa de reacción del vehículo itinerante, según una realización de la presente divulgación;
La figura 18 es un diagrama de flujo de un proceso para desplegar el freno mecánico de la figura 16, según una realización de la presente divulgación;
La figura 19 es un diagrama de flujo de un proceso para retraer el freno mecánico de la figura 16, según una realización de la presente divulgación;
La figura 20 es un diagrama de flujo de un proceso para aplicar fuerza magnética utilizando los SSLIM para mantener el vehículo itinerante en su lugar, según una realización de la presente divulgación;
La figura 21 es un diagrama de flujo de un proceso para liberar la fuerza magnética de retención usando los SSLIM para permitir que el vehículo itinerante se mueva, según una realización de la presente divulgación; y La figura 22 es un diagrama esquemático que ilustra el uso de una bobina de inducción para captar energía para alimentar electrónica de a bordo del vehículo itinerante, según una realización de la presente divulgación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
A continuación se describirán una o más realizaciones específicas de la presente divulgación. En un esfuerzo por proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones, todas las características de una implementación real pueden no describirse en la memoria descriptiva. Deberá apreciarse que en el desarrollo de cualquiera de tales implementaciones reales, como en cualquier proyecto de ingeniería o diseño, deben tomarse numerosas decisiones específicas de implementación para lograr los objetivos específicos de los desarrolladores, tales como el cumplimiento de las restricciones relacionadas con el sistema y relacionadas con el negocio, que pueden variar de una implementación a otra. Además, debe apreciarse que dicho esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y requerir mucho tiempo, pero sin embargo sería un proyecto rutinario de diseño, fabricación y producción para los expertos en la materia que tienen el beneficio de esta divulgación.
Cuando se introducen elementos de diversas realizaciones de la presente divulgación, los artículos "un", "una", "el" y "dicho" pretenden significar que hay uno o más de los elementos. Los términos "que comprende", "que incluye" y "que tiene" pretenden ser inclusivos y significan que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enumerados.
En ciertas aplicaciones, tales como una atracción de parque de atracciones, es deseable un tiempo de actividad elevado (por ejemplo, la atracción de parque de atracciones está operativa) para garantizar que se satisfaga a los clientes al tener la oportunidad de montar o experimentar la atracción de parque de atracciones. Sin embargo, algunas atracciones de parques de atracciones utilizan equipos para propulsar vehículos, tales como motores giratorios, que experimentan fuertes tensiones mecánicas en funcionamiento que pueden desgastarse en ciertas partes del equipo con el tiempo. Por ejemplo, un árbol de un motor giratorio o elementos de contacto del sistema de propulsión, tales como neumáticos u orugas, puede degradarse después de un uso prolongado. Además, algunos vehículos itinerantes en atracción incluyen un equipo de propulsión a bordo (por ejemplo, un motor y una fuente de alimentación para el motor) que puede añadir peso al vehículo, afectando de ese modo a su rendimiento. Ahora se reconoce que puede ser deseable usar equipo para propulsar vehículos en las atracciones que son de mantenimiento relativamente bajo y/o están situadas alejadas del vehículo.
Ahora se reconoce que puede ser deseable usar motores eléctricos sin elementos giratorios, tales como motores de inducción lineal (LIM) o motores síncronos lineales (LSM). Los LIM y/o LSM pueden acelerar un vehículo o coche de viaje a lo largo de una vía y llevar el vehículo o coche de viaje a descansar en una ubicación deseada. Adicionalmente, ciertos vehículos de paseo pueden propulsarse alrededor de un recorrido y detenerse según se desee usando LIM y/o LSM. Los LIM y/o los LSM incluyen generalmente motores eléctricos que tienen estatores y rotores en una configuración lineal. En lugar de producir par con elementos giratorios, los LIM y los LSM producen la fuerza para mover el vehículo itinerante produciendo un campo magnético lineal para atraer o repeler imanes o conductores en el campo.
Algunas realizaciones de la presente divulgación se refieren en general al uso de un sistema de propulsión que incluye una superficie de rodadura (por ejemplo, suelo) que incluye motores de inducción lineal de un solo lado (SSLIM) y un vehículo itinerante que incluye una placa de reacción para interactuar con los SSLIM. En algunas realizaciones, los vehículos itinerantes pueden no incluir un sistema de potencia para controlar los SSLIM (por ejemplo, el sistema de potencia puede estar bajo la superficie del suelo), reduciendo de ese modo el peso de los vehículos itinerantes. Además, el sistema de propulsión puede usar relativamente pocas partes móviles empleando los SSLIM para propulsar el vehículo itinerante. Por consiguiente, un beneficio habilitado usando el sistema de propulsión descrito es una reducción en el mantenimiento y el tiempo de inactividad en comparación con otros sistemas. Además, usar las SSLIM para mover el vehículo itinerante puede ser altamente dinámico porque un sistema de control puede controlar y ajustar cómo se activa cada SSLIM para mover el vehículo itinerante en cualquier dirección y trayectoria deseadas. De hecho, puede haber numerosos perfiles de movimiento de vehículos itinerantes preconfigurados (por ejemplo, trayectoria, velocidad) que se almacenan como instrucciones en uno o más medios tangibles legibles por ordenador y ejecutados por uno o más procesadores basándose al menos en la disposición de obstáculos o espectáculos establecidos en la superficie de ejecución. Si se cambian los obstáculos o el conjunto de espectáculos (por ejemplo, la atracción se rediseña o se tematiza para un evento especial), puede implementarse un perfil de movimiento de vehículo itinerante preconfigurado, incluyendo el perfil de movimiento instrucciones para las que activarán los SSLIM y cuándo activarlos basándose en la trayectoria y la velocidad del vehículo itinerante. Además, el perfil de movimiento del vehículo itinerante puede ajustarse dinámicamente basándose en la entrada del cliente que ocupa el vehículo itinerante. Por lo tanto, otro beneficio de las realizaciones divulgadas puede ser el ajuste rápido o en tiempo real del perfil de movimiento para proporcionar a los usuarios diferentes experiencias durante el viaje o durante los posteriores viajes.
Teniendo en cuenta lo anterior, la figura 1 es un esquema de una realización de un sistema de propulsión 10 para controlar el transporte de un vehículo itinerante 12 que incluye motores de inducción lineal de un solo lado (SSLIM) 14, un sistema de monitorización de posición 16, un sistema de control 18 y una matriz de accionamiento de motor 20, según una realización. Aunque solo se representa un vehículo itinerante 12, deberá entenderse que el sistema de propulsión 10 puede usarse para controlar el transporte de numerosos vehículos itinerantes 12 (por ejemplo, entre 1 y 10). Como se representa, el vehículo itinerante 12 está dispuesto en una superficie de desplazamiento bidimensional (por ejemplo, que incluye ejes x e y) 22 (por ejemplo, un suelo) que incluye una matriz 24 de SSLIM instalados 14. La matriz 24 puede denominarse en el presente documento matriz de estator de superficie 24. Los SSLIM 14 pueden construirse como bloques de mosaicos para la superficie de rodadura 22, como se describe en detalle a continuación. Cada vehículo itinerante 12 puede considerarse un vehículo guiado automatizado (AGV) y puede incluir una placa de reacción y una placa de soporte (por ejemplo, acero) aseguradas a una parte inferior del vehículo itinerante 12. Como se describe a continuación, la placa de reacción puede incluir un conductor no ferroso (por ejemplo, aluminio, cobre, cinc, amalgama de latón y cobre). Los SSLIM 14 pueden representar cada uno un estator y la placa de reacción y la placa de refuerzo de acero del vehículo itinerante 12 pueden representar un rotor, cuando los SSLIM 14 y la placa de reacción interactúan para producir el movimiento del vehículo itinerante 12. Como se describe en detalle a continuación, la matriz de estator de superficie 24 puede controlarse usando el sistema de monitorización de posición 16, el sistema de control 18 y la matriz de accionamiento de motor 20.
Aunque la siguiente discusión se centra en que los SSLIM 14 se utilicen en el sistema de propulsión 10, deberá observarse que, en algunas realizaciones, puede utilizarse un motor síncrono lineal (LSM) que incluya un imán de tierras raras. En tales realizaciones, el estator puede incluir un devanado de motor electromagnético en un lado de un espacio de aire y el rotor puede incluir uno o más imanes permanentes en el otro lado del espacio de aire. Por ejemplo, el estator en el LSM puede estar ubicado en la superficie de rodadura y el rotor puede estar ubicado en la parte inferior del vehículo itinerante 12, o viceversa.
Volviendo a la realización representada que incluye los SSLIM 14, el número y el tamaño de los SSLIM 14 incluidos en la matriz de estator de superficie 24 dispuesta en la superficie de rodadura 22 pueden verse influenciados por uno o más factores. Por ejemplo, la relación de SSLIM 14 a placa de reacción puede influir en el rendimiento del movimiento (por ejemplo, velocidad y dirección de movimiento) del vehículo itinerante 12. Un mayor número de SSLIM 14 que interactúan con una placa de reacción puede dar como resultado un control del movimiento de dirección más fino con una aceleración disminuida. Por el contrario, un número menor de SSLIM 14 por placa de reacción puede dar como resultado una aceleración más alta y un control de movimiento bruto. La densidad de los SSLIM 14 en la superficie de rodadura 22 puede determinarse en base al rendimiento deseado del vehículo itinerante 12. Adicionalmente, algunos SSLIM 14 pueden ser de tamaños diferentes (por ejemplo, mayores) que otros SSLIM 14. En algunas realizaciones, diversas partes de la superficie de rodadura 22 pueden incluir diferentes densidades de SSLIM 14 que otras partes en base al rendimiento deseado. Cuando los SSLIM 14 se colocan en la matriz de estator de superficie 24, los SSLIM 14 pueden activarse para controlar el movimiento del vehículo itinerante 12.
En algunas realizaciones, las SSLIM 14 pueden ser bidireccionales porque cada SSLIM 14 puede incluir devanados 25 y 26 que están dispuestos o instalados ortogonalmente entre sí, como se representa en la vista superior de la SSLIM 14 en la figura 2. Cada uno de los devanados 25 y 26 puede estar enrollado alrededor de un laminado de acero estratificado respectivo 27 y 28 adherido entre sí para formar las SSLIM 14. Los SSLIM 14 pueden colocarse en una lama y recubrirse en una resina epoxi para crear bloques de baldosas 29 (por ejemplo, bloque de resina plástica). Los bloques de baldosas 29 que incluyen las SSLIM 14 pueden instalarse en un patrón de rejilla para formar la superficie de rodadura 22.
Para propulsar el vehículo itinerante 12 alrededor de la superficie de desplazamiento 22, puede aplicarse una corriente eléctrica a los devanados apropiados 25 y 26 de los SSLIM 14 para empujar el vehículo itinerante 12 en una dirección deseada. Los devanados 25 y 26 pueden generar un campo magnético cuando se aplica corriente que puede hacer que el conductor no ferroso incluido en la placa de reacción produzca un campo magnético opuesto (por ejemplo, corrientes parásitas). Los campos magnéticos opuestos pueden repelerse entre sí y hacer que la placa de reacción se mueva, moviendo así el respectivo vehículo itinerante 12. La cantidad de aceleración del vehículo itinerante 12 puede ser proporcional a la suma del campo magnético producido por los SSLIM 14. La suma del campo magnético puede controlarse mediante la cantidad de corriente eléctrica suministrada a los devanados 25 y 26 de los SSLIM 14.
Un devanado 25 puede proporcionar una primera fuerza motriz en una primera dirección y otro devanado 26 puede proporcionar una segunda fuerza motriz en una segunda dirección, dependiendo de cómo esté dispuesto el SSLIM 14 en la matriz de estator de superficie 24. Por ejemplo, la primera dirección puede ser longitudinal y la segunda dirección puede ser lateral. En un ejemplo más específico, la segunda dirección puede ser transversal con respecto a la primera dirección, tal como 90 grados desde y coplanaria con la primera dirección. Además, cada devanado 25 y 26 puede proporcionar una dirección de empuje hacia delante y hacia atrás invirtiendo la polaridad del campo magnético producido por los devanados 25 y 26. Así, usando devanados 25 y 26 dispuestos ortogonalmente, cada uno de los SSLIM 14 puede proporcionar cuatro direcciones de empuje según se desee. Como resultado, los SSLIM 14 pueden controlarse en coordinación para empujar el vehículo itinerante 12 en cualquier dirección y/o detener el vehículo itinerante 12 sobre la superficie de desplazamiento 22 según se desee. Es decir, pueden activarse diversas combinaciones de SSLIM 14 para producir un vector de fuerza en cualquier dirección deseada para mover el vehículo itinerante 12. En algunas realizaciones, las SSLIM 14 pueden incluir un devanado y pueden colocarse ortogonales a otra SSLIM 14 que incluye un devanado.
Deberá observarse que la matriz de accionamiento de motor 20 puede controlar la intensidad del campo magnético generado por los devanados 25 y 26, además de la polaridad, ajustando la corriente suministrada a los devanados 25 y 26. Es decir, un aumento de la corriente puede provocar que se emita un campo magnético más fuerte que aumente la aceleración del vehículo itinerante 12 cuando la placa de reacción del vehículo itinerante 12 pasa a través del campo magnético. Por lo tanto, la magnitud y la dirección del campo magnético pueden ajustarse para controlar la velocidad y la dirección del movimiento del vehículo itinerante 12 a medida que su placa de reacción reacciona con el campo magnético generado por los SSLIM 14.
Volviendo a la figura 1, puede haber numerosas (por ejemplo, entre 2 y 20) SSLIM 14 ubicadas debajo de la placa de reacción en cualquier posición dada del vehículo itinerante 12 en la superficie de rodadura 22. Para mover el vehículo itinerante 12 en una dirección dada y a una cierta velocidad, una combinación de los SSLIM 14 por debajo de la placa de reacción puede encenderse y apagarse a tiempo para reaccionar con la placa de reacción del vehículo itinerante 12 a medida que el vehículo itinerante 12 atraviesa la superficie de rodadura 22. Por ejemplo, para mover el vehículo itinerante 12 hacia delante, uno o más SSLIM 14 ubicados debajo de un lado izquierdo y derecho de la placa de reacción pueden encenderse para proporcionar empuje en una dirección hacia delante. Al mismo tiempo, si se desea hacer que el vehículo itinerante 12 gire, un SSLIM 14 situado debajo de la parte delantera y la parte trasera de la placa de reacción puede encenderse en una dirección ortogonal a la dirección de desplazamiento hacia delante. Es decir, el SSLIM 14 en la parte delantera puede causar empuje hacia la izquierda y el SSLIM 14 en la parte trasera causar empuje hacia la derecha de modo que el vehículo itinerante 12 gire a medida que se mueve hacia delante. La aplicación de corriente a los SSLIM 14 en un patrón más complejo puede, por ejemplo, dar como resultado un movimiento curvado del vehículo itinerante 12 a medida que se traslada a través de la superficie de rodadura 22. Tales escenarios y numerosos otros ejemplos de movimiento de vehículos 12 itinerantes se describen a continuación.
La posición de los vehículos itinerantes 12 puede observarse mediante el sistema de monitorización de posición 16. El sistema de monitorización de posición 16 puede determinar la información del vehículo relacionada con la posición y la velocidad del vehículo itinerante 12 y enviar la información del vehículo al sistema de control 18. El sistema de control 18 puede determinar qué SSLIM 14 alimentar y cuándo alimentarlos basándose al menos en la información del vehículo y el perfil de movimiento deseado del vehículo itinerante 12. A continuación, el sistema de control 18 puede enviar señales de control a la matriz de accionamiento de motor 20 para accionar los SSLIM 14 en consecuencia para propulsar el vehículo itinerante 12.
Como se ha indicado anteriormente, las realizaciones divulgadas pueden permitir cambios en el perfil de movimiento de los vehículos itinerantes 12, ya sea dinámicamente (por ejemplo, sobre la marcha) o estáticamente (por ejemplo, en una etapa de preconfiguración). Por ejemplo, un cliente puede usar un controlador direccional inalámbrico para dirigir el vehículo itinerante 12 y los SSLIM 14 pueden controlarse en consecuencia para empujar el vehículo itinerante 12 en la dirección deseada. Además, el sistema de control 18 puede almacenar varios perfiles de movimiento de vehículo itinerante preconfigurados que dirigen el vehículo itinerante 12 alrededor de obstáculos estacionarios en la superficie de rodadura 22. Los perfiles de movimiento de vehículo itinerante preconfigurados pueden identificar qué SSLIM 14 activar y cuándo activarlos basándose en la trayectoria y velocidad del vehículo itinerante 12. Cuando los obstáculos en la superficie de desplazamiento 22 se reorganizan (por ejemplo, se rediseña una atracción), el sistema de control 18 puede preconfigurar y ejecutar un nuevo perfil de movimiento de vehículo itinerante. Por lo tanto, algunas realizaciones de la presente divulgación pueden proporcionar a un cliente una experiencia diferente durante cada viaje.
El sistema de propulsión 10 puede incluir varios componentes que permiten las realizaciones analizadas anteriormente. Por ejemplo, la figura 3 es un diagrama de bloques de componentes de ejemplo del sistema de propulsión 10. El sistema de propulsión 10 puede incluir la matriz de estator de superficie 24, uno o más vehículos itinerantes 12, el sistema de control 18, el sistema de monitorización de posición 16 y la matriz de accionamiento de motor 20. Como se ha descrito anteriormente, el sistema de propulsión 10 puede estar configurado para controlar el transporte del vehículo itinerante 12 a través de la superficie de desplazamiento 22 donde está instalada la matriz de estator de superficie 24. El sistema de control 18, el sistema de monitorización de posición 16, la matriz de accionamiento de motor 20, el vehículo itinerante 12 y la matriz de estator de superficie 24 pueden incluir diversos componentes que permiten el movimiento controlado del vehículo itinerante 12.
El sistema de control 18 puede incluir un procesador 30, una memoria 32, un módulo de comunicación 34 y una fuente de alimentación 36. El procesador 30, que puede representar uno o más procesadores, puede ser cualquier tipo de procesador o microprocesador informático capaz de ejecutar código ejecutable por ordenador. La memoria 32, que puede representar uno o más componentes de memoria, puede ser cualquier artículo de fabricación adecuado que pueda servir como medio para almacenar código ejecutable por procesador, datos o similares. Estos artículos de fabricación pueden representar medios tangibles, no transitorios legibles por ordenador (por ejemplo, cualquier forma adecuada de memoria tangible o almacenamiento) que pueden almacenar el código ejecutable por procesador usado por el procesador 30 para controlar aspectos de las realizaciones actualmente divulgadas, tales como determinar qué SSLIM 14 activar y la magnitud y dirección de sus campos magnéticos. La memoria 32 también puede usarse para almacenar la información del vehículo recibida desde el sistema de monitorización de posición 16.
El módulo de comunicación 34 puede ser un componente de comunicación inalámbrico o cableado que puede facilitar la comunicación con el sistema de monitorización de posición 16, el vehículo itinerante 12 y la matriz de accionamiento de motor 20. Por tanto, el módulo de comunicación 34 puede incluir una tarjeta inalámbrica o puerto de datos (por ejemplo, conexión Ethernet) capaz de transmitir y recibir datos. Por ejemplo, después de realizar las determinaciones de qué SSLIM 14 activar y realizar (magnitud y dirección de los campos magnéticos) de los SSLIM 14, el procesador 30 puede dar instrucciones al módulo de comunicación 34 para enviar instrucciones de comando (por ejemplo, identificador de SSLIM 14, temporización de activación/desactivación, dirección de fuerza, cantidad de fuerza a aplicar) a la matriz de accionamiento de motor 20, que puede suministrar corriente eléctrica a los SSLIM 14 en consecuencia. La fuente de alimentación 36 puede ser cualquier fuente de alimentación adecuada, incluyendo, pero sin limitarse a, una batería, para el sistema de control 18.
El sistema de monitorización de posición 16 puede incluir un procesador 38, una memoria 40, un módulo de comunicación 42 y un sensor 44. Deberá observarse que aunque el sistema de monitorización de posición 16 se representa como un componente separado del sistema de control 18, en algunas realizaciones, el sistema de monitorización de posición 16 puede incluirse en el sistema de control 18. El procesador 38, que puede representar uno o más procesadores, puede ser cualquier tipo de procesador o microprocesador informático capaz de ejecutar código ejecutable por ordenador. La memoria 40, que puede representar uno o más componentes de memoria, puede ser cualquier artículo de fabricación adecuado que pueda servir como medio para almacenar código ejecutable por procesador, datos o similares. Estos artículos de fabricación pueden representar medios tangibles, no transitorios legibles por ordenador (por ejemplo, cualquier forma adecuada de memoria tangible o almacenamiento) que pueden almacenar el código ejecutable por procesador utilizado por el procesador 38 para adquirir información del vehículo sobre el vehículo itinerante 12, tal como la posición y la velocidad del vehículo itinerante 12, y transmitir la información del vehículo al sistema de control 18, entre otras cosas. La memoria 40 también puede usarse para almacenar la información del vehículo adquirida por el sensor 44.
El módulo de comunicación 42 puede ser un componente de comunicación inalámbrico o cableado que puede facilitar la comunicación con el sistema de control 18 y/o el vehículo itinerante 12. Por tanto, el módulo de comunicación 42 puede incluir una tarjeta inalámbrica o puerto de datos (por ejemplo, conexión Ethernet) capaz de transmitir y recibir datos. El sensor 44 puede incluir un sistema óptico que utiliza una cámara para permitir que el sistema de monitorización de posición 16 realice un seguimiento de cierta información del vehículo (por ejemplo, la posición del vehículo itinerante 12 y/o la velocidad del vehículo itinerante 12). En algunas realizaciones, el procesador 38 y el módulo de comunicación 42 pueden usar triangulación de señales (por ejemplo, radio) para triangular una señal emitida desde el vehículo itinerante 12 a través de una red a la que están conectados el sistema de monitorización de posición 16 y el vehículo itinerante 12. Una vez triangulado, el procesador 38 puede determinar la ubicación del vehículo itinerante 12 en la matriz de estator de superficie 24. La información del vehículo obtenida por el sistema de monitorización de la posición 16 puede enviarse al sistema de control 18, que a su vez determina qué SSLIM 14 activar/desactivar y/o el rendimiento (dirección e intensidad de los campos magnéticos) de los SSLIM 14. La fuente de alimentación 46 puede ser cualquier fuente de alimentación adecuada, incluyendo, pero sin limitarse a, una batería, para el sistema de monitorización de posición 16.
La matriz de accionamiento de motor 20 puede incluir una pluralidad de accionamientos de motor 48. Los accionamientos de motor 48 pueden incluir accionamientos de frecuencia variable (VFD) que pueden controlar la intensidad y la dirección del campo magnético (por ejemplo, correspondiente a la dirección y cantidad de empuje generado por los SSLIM 14) variando la frecuencia y la tensión de entrada a los devanados de los SSLIM 14. El número de accionamientos de motor 48 puede ser menor que el número total de SSLIM 14 incluidos en la matriz de estator de superficie 24. Es decir, en algunas realizaciones, puede no haber una relación uno a uno entre el número de unidades de motor 48 y las SSLIM 14 porque solo las SSLIM 14 usadas en el perfil de movimiento del vehículo itinerante pueden activarse en cualquier momento dado.
Para permitir el uso de menos accionamientos de motor 48 que las SSLIM 14, el procesador 30 del sistema de control 18 puede multiplexar los accionamientos de motor 48 para controlar solo aquellas SSLIM 14 que están en un perfil de movimiento de vehículo itinerante preconfigurado o se determinan dinámicamente que están en el perfil de movimiento basándose en la entrada del usuario. Cuando se determina qué motor acciona 48 para multiplexar, en una realización, el procesador 30 considera el número de devanados totales de los SSLIM 14 necesarios para motivar el vehículo itinerante 12 basándose en factores tales como fricción estática, fricción de rodadura, inercia, aceleración y velocidad máximas, y/o aceleración de frenado. El sistema de control 18 puede enviar señales de control a un panel de conmutación 50 (por ejemplo, panel de conmutación de estado sólido) de la matriz de accionamiento de motor 20 para controlar los accionamientos de motor 48 para accionar los SSLIM apropiados 14 en un momento particular y conmutar continuamente el control de los siguientes SSLIM 14 en el perfil de movimiento de vehículo a accionamientos de motor disponibles 48 para mover el vehículo itinerante 12 alrededor de la matriz de estator de superficie 24 basándose en donde está ubicado el vehículo itinerante 12. Por lo tanto, en algunas realizaciones, el número de accionamientos de motor 48 usados puede ser menor que el número de SSLIM 14. En una realización, los devanados 25 y 26 de los SSLIM 14 están cableados directamente al panel de conmutación 50 que conmuta el control de los SSLIM 14 entre los accionamientos de motor 48 y/o directamente a los accionamientos de motor 48. De esta manera, los accionamientos de motor 48 pueden estar acoplados eléctricamente a los SSLIM 14. La mantenibilidad puede aumentarse mediante el esquema de multiplexación descrito anteriormente que puede reducir el recuento de hardware global (por ejemplo, el número de accionamientos) del sistema de propulsión 10. Sin embargo, en algunas realizaciones, se puede usar el mismo número de accionamientos de motor 48 y SSLIM 14.
Con respecto al vehículo itinerante 12, sus componentes pueden incluir un procesador 52, una memoria 54, un módulo de comunicación 56, un freno mecánico 58, una fuente de alimentación 60, un controlador direccional inalámbrico 62, altavoces 64, luces 66, un bloqueo de retención 68, un sistema de seguimiento de posición 70, ruedecitas 72, una placa de reacción (por ejemplo, rotor) 74, un rectificador y acondicionador de potencia 76, y/o una bobina de inducción 79. El procesador 52, que puede representar uno o más procesadores, puede ser cualquier tipo de procesador o microprocesador informático capaz de ejecutar código ejecutable por ordenador. La memoria 54, que puede representar uno o más componentes de memoria, puede ser cualquier artículo de fabricación adecuado que pueda servir como medio para almacenar código ejecutable por procesador, datos o similares. Estos artículos de fabricación pueden representar medios tangibles, no transitorios legibles por ordenador (por ejemplo, cualquier forma adecuada de memoria tangible o almacenamiento) que pueden almacenar el código ejecutable por procesador usado por el procesador 52 para realizar las técnicas descritas actualmente, tales como controlar la electrónica a bordo (módulo de comunicación 56, controlador direccional inalámbrico 62, sistema de seguimiento de posición 70, altavoces 64, luces 66, cierres de retención 68, etc.) y/o freno 58. En algunas realizaciones, la memoria 54 también puede usarse para almacenar la información del vehículo, tal como las dimensiones de tamaño (por ejemplo, peso, longitud, anchura, altura), velocidad, aceleración, etc.
El módulo 56 de comunicación puede ser un componente de comunicación inalámbrica que puede facilitar la comunicación con el sistema de control 18 y/o el sistema de monitorización de posición 16. Por tanto, el módulo de comunicación 56 puede incluir una tarjeta inalámbrica capaz de transmitir y recibir datos. Por ejemplo, el procesador 52 puede dar instrucciones al módulo de comunicación 56 para enviar la información del vehículo al sistema de control 18 para que el sistema de control 18 pueda determinar qué SSLIM 14 activar y cómo deberían activarse las SSLIM 14.
Para permitir el movimiento del vehículo itinerante 12, el vehículo itinerante 12 incluye la placa de reacción 74, ruedecitas 72 y el freno mecánico 58. Los movimientos del vehículo itinerante 12 pueden incluir acelerar, desacelerar, girar y detener el vehículo itinerante 12. La placa de reacción 74 puede incluir una placa de reacción que incluye una placa conductora no ferrosa y una placa de refuerzo ferrosa (por ejemplo, acero). En una realización, la placa de reacción es una única placa no ferrosa continua o monolítica unida o instalada en la parte inferior del vehículo itinerante 12. En tales realizaciones, la placa de reacción puede abarcar tanto del área inferior (o posiblemente mayor) del vehículo itinerante 12 para proporcionar suficiente área superficial para la interacción con los campos magnéticos generados por los SSLIM 14. Diferentes tipos de material no ferroso pueden proporcionar mejor eficiencia que otros debido a la conductividad, flujo eléctrico, flujo de campo magnético, y similares. La forma de la placa de reacción puede ser cualquier forma adecuada, incluyendo circular, rectangular, cuadrada o similar. Las ruedecitas 72 pueden incluir cualquier equipo de rodadura adecuado, tal como ruedas, que permita una orientación multidireccional e ilimitada sobre la superficie de rodadura 22. En algunas realizaciones, las ruedecitas 72 pueden usarse para mantener un espacio de aire entre el estator 14 y la placa de reacción 74, lo que aumenta la eficiencia de la propulsión usando los SSLIM 14 mitigando las pérdidas de energía debidas a la fricción. En algunas realizaciones, como se describe más adelante, el freno mecánico 58 puede incluir una placa ferrosa y un material de frenado en la placa ferrosa. La placa ferrosa es atraída al campo magnético generado por los SSLIM 14 debajo de la placa de reacción, que tira del freno 58 hacia abajo para contactar con la superficie de rodadura 22. El material de frenado proporciona fricción entre el freno 58 y la superficie de rodadura 22 para ralentizar o detener el vehículo itinerante 12.
Como se ha descrito anteriormente, el vehículo itinerante 12 puede no incluir un sistema de potencia que se utilice para suministrar potencia a un motor (SSLIM 14). Por tanto, el vehículo itinerante 12 puede ser más ligero que otros vehículos itinerantes 12 que incluyen un sistema de potencia. Sin embargo, en algunas realizaciones, el vehículo itinerante 12 puede incluir una fuente de alimentación 60 que se carga usando energía obtenida por la bobina de inducción 79 en la placa de reacción 74 a partir del campo magnético de los SSLIM 14. En algunas realizaciones, la energía inducida puede rectificarse y acondicionarse por el rectificador y el acondicionador de potencia 76 y usarse para alimentar electrónica de a bordo, tal como el procesador 52, la memoria 54, el módulo de comunicación 56, el controlador direccional inalámbrico 62, los altavoces 64, las luces 66, el sistema de seguimiento de posición 70 y/o los bloqueos de restricción 68.
Los altavoces 64 y/o las luces 66 pueden controlarse por el procesador 52 durante ciertas partes de la atracción para mejorar el tema de la atracción o mejorar los elementos de espectáculo en el vehículo itinerante 12. Además, el usuario puede usar el controlador direccional inalámbrico 62 para guiar el vehículo itinerante 12 alrededor de la matriz de estator de superficie 24. Por ejemplo, la dirección deseada puede transmitirse al sistema de control 18, que puede determinar qué SSLIM 14 activar para empujar el vehículo itinerante 12 en la dirección deseada basándose en la entrada de usuario. En algunas realizaciones, el controlador direccional inalámbrico 62 puede estar limitado para permitir al usuario girar el vehículo itinerante 12 pero no controlar realmente la dirección de movimiento bruto del vehículo itinerante 12, o viceversa. Por ejemplo, el usuario puede girar el vehículo itinerante 12 durante un viaje para mirar una escena o disparo diferente en un objetivo, pero el vehículo itinerante 12 todavía se transporta a lo largo de una trayectoria establecida. Los bloqueos de retención 68 pueden usarse para retener a los clientes en el vehículo itinerante 12 (por ejemplo, mientras el vehículo itinerante 12 está en movimiento y/o estacionario).
El sistema de seguimiento de posición 70 puede monitorizar la posición del vehículo itinerante 12 en la matriz de estator de superficie 24. En una realización, el sistema de seguimiento de posición 70 interactúa con sensores en la matriz de estator de superficie 24. Cada sensor representa una ubicación única (por ejemplo, coordenadas relativas a uno o más puntos de referencia) en la matriz de estator de superficie 24. En tal realización, el sistema de seguimiento de posición 70 incluye un lector que puede leer los sensores para determinar la posición del vehículo itinerante 12 en la matriz de estator de superficie 24. El lector puede suministrar entonces la información de posición al sistema 18 de control, que a su vez determina qué SSLIM 14 activar y cómo debe activarse cada uno. En algunas realizaciones, el sistema de seguimiento de posición 70 puede incluir etiquetas RFID y/o láseres emitidos para proporcionar y/o adquirir información de posición. En realizaciones en donde el sistema de monitorización de posición 16 rastrea la información del vehículo utilizando el sensor 44, los vehículos itinerantes 12 pueden no incluir el sistema de rastreo de posición 70. Aunque la figura 3 ilustra el sistema de seguimiento 70 en el vehículo itinerante 12, en otras realizaciones no está presente, lo que se indica mediante las líneas discontinuas. Según algunas realizaciones, la determinación de la posición del vehículo se realiza completamente al lado de la vía. Como ejemplo, las determinaciones del lado de la vía pueden basarse en sistemas de visión artificial situados por encima del vehículo itinerante 12 y configurados para monitorizar la ubicación o la colocación de los mismos. Además, en algunas realizaciones, la única alimentación y control a bordo del vehículo itinerante 12 es el asociado con entretenimiento (por ejemplo efectos de iluminación y audio). El frenado en tales realizaciones puede controlarse pasivamente y las restricciones de pasajeros pueden accionarse mecánicamente. Sin embargo, en otras realizaciones, las restricciones de pasajeros pueden ser accionadas eléctricamente a través de captadores de inducción. En tales realizaciones, mantener la navegación y otro lado de control de atracción (fuera del vehículo 12 itinerante) proporciona un diseño de vehículo eficiente y control algorítmico fuera de borda. Adicional o alternativamente, el sistema de seguimiento de posición 70 del vehículo itinerante 12 y el sistema de monitorización de posición 16 pueden trabajar en concierto para adquirir información de vehículo (por ejemplo, posición y/o velocidad) para enviar al sistema de control 18.
En algunas realizaciones, la matriz de estator de superficie 24 puede incluir los SSLIM (estatores) 14 y un suministro de aire 78. Como se ha descrito anteriormente, los SSLIM 14 pueden incluirse en bloques de baldosas 29. Los bloques de baldosas 29 pueden disponerse en una rejilla de la matriz 24 basándose en el rendimiento deseado de partes de la matrizde estator de superficie 24 (por ejemplo, los SSLIM más grandes 14 pueden colocarse en partes donde se desean alta aceleración y desaceleración). Los bloques de baldosas 29 pueden retirarse fácilmente de la matriz de estator de superficie 24 para permitir el mantenimiento o la sustitución.
El vinilo (por ejemplo, linóleo) puede colocarse sobre cada uno de los bloques de baldosas y puede usarse como una superficie de desgaste. Por ejemplo, se pueden usar una o más láminas de vinilo para cubrir los bloques de baldosas. El vinilo que cubre los bloques de baldosas puede servir como la superficie de rodadura para los vehículos itinerantes 12. En algunas realizaciones, puede haber una cierta cantidad de distancia entre los bloques de baldosas 29 (por ejemplo, entre 0,1 centímetro y 0,5 centímetros). Mantener un pequeño espacio de aire (por ejemplo, dentro de una cierta distancia umbral) entre el estator y el rotor en motores de inducción lineal puede mejorar en gran medida la generación de un vector de empuje y puede aumentar la eficiencia del motor. Por lo tanto, el vinilo o cubierta aplicado a los bloques de baldosas 29 deberá ser relativamente delgado y no metálico.
En algunas realizaciones, la arquitectura de la matriz de estator de superficie 24 puede permitir una capacidad de respaldo robusta. Por ejemplo, cuando un número relativamente pequeño de SSLIM 14 no funcionan como se desea, el sistema de control 18 puede controlar un SSLIM 14 adyacente para producir el campo magnético deseado. En algunos escenarios, el SSLIM 14 adyacente puede ubicarse debajo de la placa de reacción 74 o cerca de la placa de reacción 74 y puede producir un campo de inducción que motiva la placa de reacción 74. Sin embargo, en algunas realizaciones, la vectorización de fuerza fuera de tangente puede provocar que el uso de los SSLIM adyacentes 14 dé como resultado una fuerza de motivación menos eficiente. Esto puede compensarse en tales escenarios mediante retroalimentación de bucle cerrado que modula el tiempo de conducción y/o la corriente a todos los SSLIM aplicables 14 dando como resultado el perfil de movimiento planificado y el vector de empuje deseado a medida que el vehículo itinerante 12 atraviesa la matriz de estator de superficie 24. El sistema de control 18 puede usar la retroalimentación de bucle cerrado para detectar la pérdida de ciertos devanados de los SSLIM 14 a través del cálculo posterior del movimiento resultante del vehículo itinerante 12.
En algunas realizaciones, cuando no se usan ruedecitas 72, el suministro de aire 78 puede usarse para soplar aire a través de orificios en la superficie de rodadura 22 y hacer flotar el vehículo itinerante 12 en un cojinete neumático. En esta realización, no hay puntos de contacto entre el vehículo itinerante 12 y la superficie de rodadura 22, y los SSLIM 14 están controlando la posición y la rotación del vehículo itinerante 12. Tal realización puede aumentar el tiempo de actividad (por ejemplo, la atracción está operativa) de la atracción porque hay menos componentes que mantener (por ejemplo, neumáticos, cojinetes y ruedas).
Volviendo ahora al funcionamiento del sistema de propulsión 10, una realización de un proceso 90 para controlar el transporte de uno o más vehículos itinerantes 12 usando el sistema de propulsión 10 se ilustra mediante el diagrama de flujo en la figura 4. Aunque la siguiente descripción del proceso 90 se describe como realizada por el sistema de control 18, deberá observarse que parte o todo el proceso 90 puede realizarse por otros dispositivos de control que pueden ser capaces de comunicarse con el sistema de control 18, el sistema de monitorización de posición 16 y/o la matriz de accionamiento de motor 20, tal como un dispositivo informático u otro componente asociado con el sistema de propulsión 10. Adicionalmente, aunque el siguiente proceso 90 describe un número de operaciones que pueden realizarse, deberá observarse que el proceso 90 puede realizarse en diferentes órdenes y que ciertas operaciones pueden no realizarse. El proceso 90 puede implementarse como instrucciones informáticas almacenadas en la memoria 32 del sistema de control 18.
En la realización ilustrada del proceso 90, el sistema de control 18 puede recibir (bloque 92) información de vehículo itinerante. La información del vehículo itinerante puede recibirse desde el sistema de monitorización de posición 16 y/o el vehículo itinerante 12 y puede incluir información para uno o más vehículos itinerantes 12 dispuestos en la superficie de desplazamiento 22. La información del vehículo itinerante puede incluir una posición (datos 94) del vehículo itinerante 12 en la superficie de rodadura 22, una velocidad (datos 96) del vehículo itinerante 12 y/o una masa (datos 98) del vehículo itinerante 12.
El sistema de control 18 puede recibir (bloque 100) el perfil de movimiento deseado (por ejemplo, trayectoria, velocidad) para el vehículo itinerante 12. En algunas realizaciones, el perfil de movimiento deseado puede preconfigurarse (datos 102) que incluye la trayectoria para el vehículo itinerante 12 y/o las velocidades deseadas del vehículo 12 en cada parte de la matriz de estator de superficie 24. En tal realización, el perfil de movimiento preconfigurado puede obtenerse de la memoria 32. Adicional o alternativamente, el perfil de movimiento deseado puede incluir direcciones basadas en la entrada del usuario (datos 104). Como se ha analizado anteriormente, la entrada de usuario puede permitir al usuario girar el vehículo itinerante 12 mientras se sigue todavía la trayectoria preconfigurada del vehículo itinerante 12, la entrada de usuario puede permitir al usuario controlar realmente la dirección en donde viaja el vehículo itinerante 12, la entrada de usuario puede permitir al usuario aumentar la aceleración o desaceleración del vehículo itinerante 12, o alguna combinación de las mismas.
El sistema de control 18 puede determinar (bloque 106) qué SSLIM 14 activar y realizar los SSLIM (por ejemplo, temporización de activación, cantidad de empuje) sobre la base de al menos el perfil de movimiento deseado y/o la información del vehículo itinerante. Por ejemplo, en algunas realizaciones al comienzo de un viaje, el sistema de control 18 ya puede conocer la posición del vehículo itinerante 12 y puede usar únicamente el perfil de movimiento para determinar qué SSLIM 14 activar, los momentos en los que activar cada SSLIM 14, y la cantidad de empuje que se generará a medida que el vehículo itinerante 12 atraviesa la matriz de estator de superficie 24. Sin embargo, en algunas realizaciones, donde el perfil de movimiento cambia dinámicamente (por ejemplo, sobre la base de la entrada del usuario), el sistema de control 18 puede usar la posición 94 del vehículo itinerante 12 para determinar qué SSLIM 14 están por debajo o cerca del vehículo itinerante 12 y seleccionar activar aquellos SSLIM 14 a medida que el vehículo itinerante 12 atraviesa la matriz de estator de superficie 24 (por ejemplo, mientras desactiva las SSLIM 14 que no se seleccionan). En algunas realizaciones, un cierto porcentaje de SSLIM 14 alrededor del vehículo itinerante 12 puede activarse para mejorar la eficiencia.
Además, en algunas realizaciones, determinar el número de SSLIM 14 a activar puede depender de la velocidad 96 del vehículo itinerante 12. Por ejemplo, cuando se pone en marcha por primera vez el vehículo itinerante 12, puede ser deseable activar todos los SSLIM 14 por debajo de la placa de reacción para generar una mayor potencia y aceleración. Cuando el vehículo itinerante 12 alcanza una velocidad deseada, el sistema de control 18 puede reducir la densidad de SSLIM 14 que están activos en la dirección particular porque menos SSLIM 14 pueden mantener una cierta cantidad de energía para mantener la velocidad deseada. Cuando el perfil de movimiento indica un cambio de dirección para la trayectoria del vehículo itinerante 12, entonces la magnitud del vector de empuje y la densidad de los SSLIM 14 usados pueden aumentarse porque el cambio de dirección puede requerir más par que el avance en una línea recta. Por lo tanto, la densidad de los SSLIM 14 que se seleccionan para activarse bajo el vehículo itinerante 12 en cualquier momento puede depender de la demanda de par y el vector de movimiento actual del vehículo itinerante 12.
Deberá entenderse que los devanados 25 y 26 dispuestos ortogonalmente de cada SSLIM 14 pueden permitir el movimiento multidireccional del vehículo itinerante 12 para seguir cualquier perfil de movimiento. Cada devanado 25 y 26 puede ser energizado individualmente. El vector de fuerza generado puede configurarse como se desee porque un devanado 25 puede proporcionar un campo en una primera dirección (por ejemplo, hacia delante o hacia atrás) y un segundo devanado 26 puede proporcionar un campo en una segunda dirección (por ejemplo, derecha o izquierda). Usados en combinación, los devanados 25 y 26 de los SSLIM 14 pueden activarse para proporcionar un vector de fuerza en cualquier ángulo.
El sistema de control 18 puede enviar (bloque 108) señales de control a la matriz de accionamiento de motor 20 para multiplexar los accionamientos de motor 48 para controlar los SSLIM 14 según se desee. En algunas realizaciones, el panel de conmutación 50 puede usarse para conectar los accionamientos de motor 48 a los SSLIM apropiados 14. El sistema de control 18 puede volver a recibir información del vehículo itinerante en el bloque 92 y repetir el proceso 90 para dirigir continuamente el vehículo itinerante 12 alrededor de la superficie de rodadura 22.
Para ayudar a visualizar la interacción entre la placa de reacción 74 del vehículo itinerante 12 y la matriz de estator de superficie 24 bajo la superficie de desplazamiento 22, la figura 5 ilustra un esquema desde arriba de la placa de reacción 74 ubicada por encima de la matriz de estator de superficie 24. Como se ha descrito anteriormente, la placa de reacción 74 puede estar formada de cualquier material conductor no ferroso adecuado, tal como aluminio, cobre, cinc, amalgama de latón y cobre, o similares. Además, una placa de refuerzo ferrosa (por ejemplo, acero) puede estar dispuesta entre la placa de reacción 74 y la parte inferior del vehículo itinerante 12. A medida que el campo magnético pasa a través del conductor de la placa de reacción 74, la placa de refuerzo de acero puede devolver el campo al SSLIM 14. El vector de fuerza puede generarse por el campo magnético opuesto del conductor que se induce por corrientes de Foucault a medida que el campo magnético del SSLIM 14 pasa a través del conductor.
Como se representa, una o más ruedecitas 72 (por ejemplo, 5) pueden estar unidas a la base del vehículo itinerante 12. Las ruedecitas 72 pueden incluir ruedas que se usan para rodar el vehículo itinerante 12 alrededor de la superficie de rodadura 22. Las ruedecitas 72 pueden usarse para mantener un espacio de aire preciso entre la placa de reacción 74 y la matriz de estator de superficie 24 para mantener un campo de inducción eficiente.
Como se ha descrito anteriormente, los SSLIM 14 de la matriz de estator de superficie 24 pueden incluirse en bloques de baldosas 29 y disponerse en un patrón de rejilla. En algunas realizaciones, el soporte de subsuelo 110 puede usarse para elevar la matriz de estator de superficie 24 fuera de una cimentación 112 y proporcionar espacio para el espacio de cableado 114, tal como se ilustra en la vista en sección transversal en la figura 6. El soporte de subsuelo 110 puede soportar una rejilla sobre la que se coloca cada uno de los bloques de baldosas 29 que incluyen SSLIM 14. El cableado de los SSLIM 14 puede estar dispuesto en el espacio de cableado 114 y puede conectar los SSLIM 14 a los accionamientos de motor 48 y/o al panel de conmutación 50. Los bloques de baldosas 29 (por ejemplo, bloques epoxi) pueden tener generalmente forma cuadrada, forma rectangular, forma circular o similares como se describió anteriormente y pueden incluir dos devanados 25 y 26 dispuestos ortogonalmente de los SSLIM 14.
Las figuras 7-15 ilustran en general ejemplos de cómo pueden controlarse varios SSLIM 14 ubicados debajo o cerca de la placa de reacción 74 para proporcionar diferentes vectores de empuje y mover el vehículo itinerante 12 en direcciones deseadas. Deberá observarse que el número de SSLIM 14 aplicados en la misma dirección aumenta el empuje en esa dirección. Además, el pulso de los SSLIM 14 puede facilitar ciertos movimientos. El procesador 30 puede determinar el número de SSLIM 14 a aplicar usando modelado físico para cambiar el vector de empuje. Además, si se proporciona un vector de empuje en una dirección, se puede proporcionar un empuje igual y opuesto para cambiar el vector. Comenzando con la figura 7, un esquema superior ilustra SSLIM 14 que se controlan para producir un vector de empuje en una dirección hacia delante en la placa de reacción 74, según una realización. Como se indica por las flechas 120, uno o más SSLIM 14 debajo de la parte delantera, trasera, lado izquierdo y lado derecho de la placa de reacción 74 están proporcionando un empuje en una dirección hacia delante. Como resultado de los empujes combinados, el vector de empuje está en una dirección hacia delante como se indica por la flecha 122.
La figura 8 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controlados para producir un vector de empuje en sentido antihorario (indicado por la flecha 124) en la placa de reacción 74, según una realización. El vector de empuje en sentido antihorario 124 puede hacer girar el vehículo itinerante 12. Para producir el vector de empuje en sentido antihorario 124, uno o más SSLIM 14 debajo de la parte delantera y trasera de la placa de reacción 74 pueden proporcionar un empuje ortogonal (90 grados a la izquierda y derecha) (flechas 126 y 128) a los empujes (flechas 130 y 132) producidos por uno o más SSLIM 14 debajo de los lados de la placa de reacción 74. Como se representa, el empuje 128 producido en el lado izquierdo de la placa de reacción 74 está en una dirección hacia atrás y el empuje 130 producido en el lado derecho de la placa de reacción 74 está en una dirección hacia delante. Como resultado de los empujes combinados, el vector de empuje 124 puede hacer girar el vehículo itinerante 12 en sentido contrario a las agujas del reloj.
La figura 9 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controlados para producir un empuje equilibrado hacia los bordes de la placa de reacción 74, de modo que no se aplique ningún vector de empuje (punto 134) a la placa de reacción 74, manteniendo así el vehículo itinerante 12 en su lugar, según una realización. En particular, uno o más SSLIM 14 debajo de la parte delantera y trasera de la placa de reacción 74 pueden empujar en direcciones opuestas hacia los bordes de la placa de reacción 74, como se muestra por la flecha 136 que representa el empuje en una dirección hacia delante y la flecha 138 que representa el empuje en una dirección hacia atrás. Junto con los empujes 136 y 138, uno o más SSLIM 14 debajo de los lados izquierdo y derecho de la placa de reacción 74 pueden empujar en direcciones opuestas hacia los bordes de la placa de reacción 74, como se muestra por la flecha 140 que representa el empuje en una dirección izquierda y la flecha 142 que representa el empuje en una dirección derecha, para mantener la placa de reacción 74 en su lugar. Los empujes 136, 138, 140 y 142 pueden producir un patrón equilibrado de empujes de los SSLIM 14 que no dan como resultado una fuerza vectorizada aplicada a la placa de reacción 74.
La figura 10 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controlados para producir un vector de empuje (flecha 144) en una dirección hacia delante e izquierda en la placa de reacción 74, según una realización. El vector de empuje 144 puede ser producido por uno o más SSLIM 14 debajo de la parte delantera y trasera del vehículo 12 itinerante generando empuje (flecha 146) en una dirección hacia delante y uno o más SSLIM 14 debajo de los lados izquierdo y derecho del vehículo itinerante 12 generando empuje (flecha 148) en una dirección izquierda. Los empujes combinados pueden generar un vector de empuje que proporcione una dirección en ángulo (por ejemplo, 45 grados) de desplazamiento para el vehículo itinerante 12.
La figura 11 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controlados para producir un vector de empuje (flecha 150) en una dirección hacia delante y ligeramente hacia la izquierda en la placa de reacción, según una realización. En comparación con el vector de empuje 144 de la figura 10, el vector de empuje 150 en la figura 11 está inclinado hacia la izquierda en menor grado como resultado de activar más SSLIM 14 debajo de la parte delantera y trasera del vehículo itinerante 12 para generar más empuje (flechas 152) en la dirección hacia delante que SSLIM 14 debajo de los lados izquierdo y derecho que generan empuje (flechas 154) en la dirección izquierda. Es decir, el vector de empuje resultante 150 se dirige más hacia delante que hacia la izquierda como resultado de que el empuje generado por los SSLIM 14 debajo de la parte delantera y trasera exceda el empuje generado por los SSLIM 14 debajo de los lados izquierdo y derecho de la placa de reacción 74. Deberá entenderse que el ángulo de dirección del vector de empuje puede ajustarse finamente activando los SSLIM 14 apropiados.
La figura 12 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controlados para producir un vector de empuje (flechas 156) en una dirección hacia delante mientras gira en sentido antihorario en la placa de reacción 74, según una realización. Para generar el vector de empuje giratorio hacia delante y en sentido antihorario 156, uno o más SSLIM 14 debajo de los lados derecho e izquierdo de la placa 74 de reacción pueden generar empuje (flechas 158) en la dirección hacia delante y uno o más SSLIM 14 debajo de la parte delantera y trasera de la placa de reacción 74 pueden generar empuje (flechas 159 y 160) en direcciones opuestas que son ortogonales a la dirección de los empujes laterales 158. Por ejemplo, el empuje 159 está en una dirección izquierda y el empuje 160 está en una dirección derecha, lo que puede hacer que el vehículo itinerante 12 gire en sentido antihorario, mientras que los empujes 158 hacen que el vehículo itinerante 12 se mueva en una dirección hacia delante. Deberá entenderse que las SSLIM 14 pueden controlarse para girar el vehículo itinerante 12 en una dirección en sentido horario.
La figura 13 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controladas para producir un vector de empuje fuerte (flecha 161) en una dirección hacia delante en la placa de reacción 74 para aumentar la aceleración, según una realización. Como se representa, se activa una densidad más alta de los SSLIM 14 y puede generar empujes (flechas 162) en una dirección hacia delante. La mayor densidad de los SSLIM 14 activados en la misma dirección aumenta el empuje en ese vector.
La figura 14 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 controlados para producir un vector de empuje de frenado (flecha 164) en una dirección hacia delante en la placa de reacción 74, según una realización. La flecha del vector de empuje 164 se reduce en tamaño para representar el efecto del empuje de frenado (flechas 166) que se genera por los SSLIM 14 debajo de la placa de reacción 74 en el vector de empuje 164 mientras el vehículo itinerante 12 está en movimiento. Deberá observarse que, para ralentizar el vehículo 12 itinerante moviéndose en una dirección particular, los SSLIM 14 por debajo del vehículo itinerante 12 pueden controlarse para generar empuje (flechas 166) en una dirección opuesta a la dirección de movimiento.
La figura 15 es un esquema superior que ilustra los SSLIM 14 que se controlan para producir un vector de empuje (flecha 168) en la placa de reacción 74 que curva el movimiento hacia delante del vehículo itinerante 12 a la derecha sin girar el vehículo itinerante 12, según una realización. Inicialmente, el vehículo itinerante 12 se está desplazando hacia delante debido al empuje (flechas 170) generado por los SSLIM 14 por debajo del vehículo itinerante 12. Para curvar el movimiento del vehículo itinerante 12, el sistema de control 18 puede determinar la posición del vehículo itinerante 12 e indicar a la matriz de accionamiento de motor 20 que active las SSLIM 14 en la trayectoria de movimiento del vehículo itinerante 12 a tiempo para interactuar con la placa de reacción 74 a medida que el vehículo itinerante 12 atraviesa la superficie de rodadura para dirigir el vehículo itinerante 12 en la dirección deseada. En algunas realizaciones, como se ilustra, varias filas de SSLIM 14 pueden producir empuje en la dirección deseada de manera incremental. Por ejemplo, para curvar el movimiento del vehículo itinerante 12 a la derecha, una primera fila 172 de SSLIM 14 puede generar empuje (flechas 174) en una dirección derecha para forzar el vehículo 12 hacia la derecha en un incremento. En el siguiente incremento, una segunda fila 176 de SSLIM 14 puede generar empuje (flechas 178) en una dirección hacia delante para mantener el vehículo itinerante 12 moviéndose hacia delante. A continuación, en el siguiente incremento, una tercera fila 180 de los SSLIM 14 puede generar empuje (flechas 182) en la dirección derecha para forzar el vehículo itinerante 12 a la derecha. El sistema de control 18 puede controlar SSLIM adicionales 14 en la trayectoria de movimiento del vehículo itinerante 12 para continuar produciendo el movimiento curvado produciendo un vector de empuje de suma dirigido en cualquier ángulo deseado.
La figura 16 es una vista lateral del freno mecánico 58 incluido en el vehículo itinerante 12, según una realización. En una primera vista, el freno mecánico 58 se muestra como no desplegado, y, en una segunda vista 192, el freno mecánico 58 se muestra como desplegado. En algunas realizaciones, el freno mecánico 58 puede incluir una placa ferrosa 194 (por ejemplo, acero) con un material de pastilla de freno para p de alta fricción. El material de la pastilla de freno puede proporcionar suficiente fricción para mantener el freno mecánico 58 y el vehículo itinerante 12 en su lugar cuando está en contacto con la superficie de rodadura 22. Además, el freno mecánico 58 puede incluir un rebaje 196 en el que se inserta un pasador de bloqueo 198 para mantener el freno mecánico 58 en la posición no desplegada cuando el freno mecánico 58 pasa a través de campos magnéticos generados por los SSLIM 14 en la matriz de estator de superficie 24. Para desplegar el freno mecánico 58, el sistema 18 de control puede enviar una señal de control al vehículo itinerante 12 para liberar el pasador de bloqueo 198. El campo magnético generado por los SSLIM 14 puede atraer la placa ferrosa 194 del freno mecánico 58, lo que puede hacer que la placa ferrosa 194 se tire hacia y contacte con la superficie de rodadura 22 de la matriz de estator de superficie 24, como se muestra en la vista 192.
En algunas realizaciones, ciertas áreas planificadas de la matriz de estator de superficie 24 pueden proporcionar un patrón equilibrado (por ejemplo, sin aplicar una fuerza vectorial en la placa de reacción 74) de campos magnéticos que activan el despliegue del freno mecánico 58. En algunas realizaciones, el freno mecánico 58 puede desplegarse cuando el campo magnético generado por los SSLIM 14 sea lo suficientemente fuerte como para superar la fuerza del pasador de bloqueo 198 que mantiene el freno mecánico 58 en la posición no desplegada. Deberá observarse que el uso del freno mecánico 58 puede planificarse para ciertas partes del perfil de movimiento del vehículo itinerante 12 o su uso puede no planificarse (por ejemplo, en el caso de un evento inesperado). En algunas realizaciones, la eficiencia de la fuerza de retención utilizada por el freno mecánico 58 puede ser lo suficientemente pequeña como para que la presencia de un umbral de fuerza electromotriz relativamente bajo pueda planificarse como una corriente de inactividad que permita que un número casi mínimo de SSLIM 14 permanezca activo para un perfil de movimiento mínimo para motivar el freno mecánico 58.
Para retraer la rotura mecánica, un retorno de resorte 200 unido a una base 202 del freno mecánico 58 puede tirar del freno mecánico 58 de vuelta a la ranura 204 cuando el campo magnético (por ejemplo, fuerza electromotriz) que atrae la placa ferrosa 194 se reduce (por ejemplo, no lo suficientemente fuerte como para superar la fuerza de tracción del retorno 200 de resorte) o se apaga. Cuando se retrae, el freno mecánico 58 puede bloquearse en la posición no desplegada reinsertando el pasador de bloqueo 198 en el rebaje 196.
Puede haber más de un freno mecánico 58 usado por un vehículo itinerante 12, y pueden estar dispuestos con respecto a las ruedecitas 72. Por ejemplo, la figura 17 es un esquema desde arriba de un número de ubicaciones de freno mecánico 58 y ruedecita 72 en la placa de reacción 74 del vehículo itinerante 12, según una realización. Deberá entenderse que el tamaño y/o número de los frenos mecánicos 58 puede determinarse basándose en la masa planificada para el vehículo itinerante 12 (por ejemplo, la masa planificada de componentes de vehículo y que ocupan clientes) y la velocidad del vehículo itinerante 12. En algunas realizaciones, el número y/o tamaño de los frenos mecánicos 58 se puede determinar sobre la base de la velocidad planificada más alta para un perfil de movimiento de vehículo itinerante y una masa planificada más grande para el vehículo itinerante 12. Esto puede permitir proporcionar suficiente fuerza de sujeción cuando los frenos mecánicos 58 se despliegan para manejar escenarios de límite superior. Además, en algunas realizaciones, cuando el vehículo itinerante 12 se está desplazando a una velocidad menor que la velocidad planificada más alta, no todos los frenos mecánicos 58 pueden desplegarse. Es decir, el número de frenos mecánicos 58 que se despliegan puede depender de cuánta fuerza de retención se necesita para detener el vehículo itinerante 12 basándose en la velocidad y la masa del vehículo itinerante 12. En la realización representada, cinco frenos mecánicos 58 están incluidos en la placa de reacción 74 del vehículo itinerante 12. Un freno mecánico 58 está situado en cada una de las cuatro esquinas de la placa de reacción 74 y un freno mecánico 58 está situado en el centro de la placa de reacción 74. Deberá entenderse que puede usarse cualquier número adecuado de frenos mecánicos 58.
El número de ruedecitas 72 y la posición de las ruedecitas 72 en cada punto de la placa de reacción 74 pueden variar según se desee para mantener un espacio de aire suficiente entre la placa de reacción 74 y los SSLIM 14. Por ejemplo, si la placa de reacción 74 no incluye ruedecitas 72 en ciertas partes de la placa de reacción 74, esas partes pueden oscilar (por ejemplo, moverse hacia arriba y hacia abajo) mientras el vehículo itinerante 12 atraviesa la matriz de estator de superficie 24. El movimiento hacia arriba y hacia abajo de las partes de la placa de reacción 74 puede variar la distancia del espacio de aire y reducir la eficiencia de los SSLIM 14. Además, el tamaño de las ruedecitas 72 puede reducirse para permitir un espacio de aire relativamente menor entre la placa de reacción 74 y los SSLIM 14. Como se representa, la placa de reacción 74 incluye seis ruedecitas 72: dos en los lados izquierdo y derecho de la placa de reacción 74, una en la parte delantera de la placa de reacción 74 y otra en la parte trasera de la placa de reacción 74. Tal disposición puede inhibir el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la placa de reacción 74 a medida que el vehículo itinerante 12 atraviesa la matriz de estator de superficie 24 para mantener un espacio de aire preciso. Deberá entenderse que puede usarse cualquier número, tamaño y/o ubicación adecuados de las ruedecitas 72 para mantener el espacio de aire preciso.
Las figuras 18-21 son diagramas de flujo de diversos procesos para frenar o retener el vehículo itinerante 12 y/o liberar el vehículo itinerante 12. Aunque la siguiente descripción de los procesos en las figuras 18-21 se describe como realizada por el sistema de control 18, deberá observarse que algunos o todos los procesos pueden realizarse por otros dispositivos de control que pueden ser capaces de comunicarse con el sistema de control 18, el sistema de monitorización de posición 16 y/o la matriz de accionamiento de motor 20, tal como el vehículo itinerante 12, un dispositivo informático u otro componente asociado con el sistema de propulsión 10. Adicionalmente, aunque los siguientes procesos describen un número de operaciones que pueden realizarse, deberá observarse que los procesos pueden realizarse en diferentes órdenes y que ciertas operaciones pueden no realizarse. Los procesos pueden implementarse como instrucciones informáticas almacenadas en la memoria 32 del sistema de control 18.
Teniendo en cuenta lo anterior, la figura 18 es un diagrama de flujo de un proceso 210 para desplegar el freno mecánico 58 de la figura 16, según una realización. El sistema de control 18 puede recibir (212) una solicitud de frenado. La solicitud de frenado puede recibirse desde el vehículo itinerante 12 (por ejemplo, basándose en la entrada del usuario), puede recibirse como parte del perfil de movimiento obtenido de la memoria 32, o similar.
El sistema de control 18 puede determinar (bloque 214) la posición del vehículo itinerante 12 usando información de vehículo del sistema de monitorización de posición 16 o del sistema de seguimiento de posición 70. Es decir, el sistema de control 18 puede determinar la posición del vehículo itinerante 12 con respecto a la matriz de estator de superficie 24 basándose en la información de vehículo recibida.
El sistema de control 18 puede enviar (bloque 216) una señal de control al vehículo itinerante 12 para accionar (por ejemplo, retraer) el pasador de bloqueo 198 de uno o más frenos mecánicos 58. El sistema de control 18 también puede enviar (218) una señal de control a los accionamientos de motor 48 y/o panel de conmutación 50 apropiados para controlar los SSLIM 14 cerca del vehículo itinerante 12 para proporcionar un campo magnético con suficiente intensidad para tirar del material ferroso del uno o más frenos mecánicos 58 para contactar con la superficie de la superficie de rodadura 22. La fuerza de retención del uno o más frenos mecánicos desplegados 58 puede hacer que el vehículo itinerante 12 deje de moverse.
La figura 19 es un diagrama de flujo de un proceso 220 para retraer el freno mecánico 58 de la figura 16, según una realización. El sistema de control 18 puede recibir (bloque 222) una solicitud para mover el vehículo itinerante 12 mientras se despliegan uno o más frenos mecánicos 58. La solicitud puede recibirse desde el vehículo itinerante 12 (por ejemplo, basándose en la entrada del usuario), puede recibirse como parte del perfil de movimiento obtenido de la memoria 32, o similar.
El sistema de control 18 puede determinar (bloque 224) la posición del vehículo itinerante 12 usando información de vehículo del sistema de monitorización de posición 16 o del sistema de seguimiento de posición 70. Es decir, el sistema de control 18 puede determinar la posición del vehículo itinerante 12 con respecto a la matriz de estator de superficie 24 basándose en la información de vehículo recibida.
El sistema de control 18 puede enviar (bloque 226) una señal de control a accionamientos de motor 48 y/o panel de conmutación 50 apropiados para controlar los SSLIM 14 que proporcionan el campo magnético que atrae el freno mecánico 58 de tal manera que el freno 58 se retrae. Es decir, el campo magnético generado por los SSLIM 14 puede reducirse a una fuerza insuficiente para superar la fuerza del retorno de resorte 200, permitiendo así que el retorno de resorte 200 tire del freno mecánico 58 lejos de los SSLIM 14 hacia la ranura 204 para su almacenamiento. Una vez que el freno mecánico 58 se retrae al interior de la ranura 204, el sistema de control 18 puede enviar una señal de control al vehículo itinerante 12 para accionar (por ejemplo, desplegar) el pasador de bloqueo 198 al interior del rebaje 196 para asegurar el freno mecánico 58 en la posición no desplegada.
La figura 20 es un diagrama de flujo de un proceso 230 para aplicar fuerza magnética usando los SSLIM 14 para mantener el vehículo itinerante 12 en su lugar, según una realización. El sistema de control 18 puede recibir (bloque 232) una solicitud para ralentizar o detener el vehículo itinerante 12. La solicitud puede recibirse desde el vehículo itinerante 12 (por ejemplo, basándose en la entrada del usuario), puede recibirse como parte del perfil de movimiento obtenido de la memoria 32, o similar.
El sistema de control 18 puede determinar (bloque 234) la posición del vehículo itinerante 12 usando información de vehículo del sistema de monitorización de posición 16 o del sistema de seguimiento de posición 70. Es decir, el sistema de control 18 puede determinar la posición del vehículo itinerante 12 con respecto a la matriz de estator de superficie 24 basándose en la información de vehículo recibida.
El sistema de control 18 puede enviar (bloque 236) señales de control a las unidades de motor 48 y/o al panel de conmutación 50 apropiados para controlar las SSLIM 14 cerca del vehículo itinerante 12 (por ejemplo, por debajo y/o alrededor de la ubicación del vehículo itinerante 12) para mantener el vehículo itinerante 12 en su lugar. En algunas realizaciones, un SSLIM 14 debajo del lado frontal, posterior, izquierdo y derecho de la placa de reacción 74 puede generar un empuje casi igual y equilibrado hacia el centro de la placa de reacción 74. Como resultado, no se puede generar vector de empuje y el vehículo itinerante 12 puede mantenerse en una posición estacionaria. Como se ha descrito anteriormente, puede producirse un escenario similar cuando los SSLIM 14 en posiciones equivalentes en lados opuestos de la placa de reacción 74 empujan hacia los bordes exteriores de la placa de reacción 74.
La figura 21 es un diagrama de flujo de un proceso 240 para liberar la fuerza magnética de retención usando los SSLIM 14 para permitir que el vehículo itinerante 12 se mueva, según una realización. El sistema de control 18 puede recibir (bloque 242) una solicitud para mover el vehículo itinerante 12 mientras el campo magnético de los SSLIM 14 mantiene el vehículo itinerante 12 en su lugar. La solicitud puede recibirse desde el vehículo itinerante 12 (por ejemplo, basándose en la entrada del usuario), puede recibirse como parte del perfil de movimiento obtenido de la memoria 32, o similar.
El sistema de control 18 puede determinar (bloque 244) la posición del vehículo itinerante 12 usando información de vehículo del sistema de monitorización de posición 16 o del sistema de seguimiento de posición 70. Es decir, el sistema de control 18 puede determinar la posición del vehículo itinerante 12 con respecto a la matriz de estator de superficie 24 basándose en la información de vehículo recibida.
El sistema de control 18 puede enviar (bloque 246) señales de control a los accionamientos de motor 48 y/o al panel de conmutación 50 apropiados para controlar los SSLIM 14 que mantienen el vehículo itinerante 12 en su lugar para cambiar o eliminar el campo magnético para permitir que el vehículo itinerante 12 se mueva. Por ejemplo, el sistema de control 18 puede cambiar el vector de empuje generado por los SSLIM 14 ordenando que uno o más SSLIM por debajo de la placa de reacción 74 generen empuje en la placa de reacción 74 en una dirección hacia delante. Como resultado del vector de empuje cambiado, el vehículo itinerante 12 puede liberarse de la posición estacionaria y motivarse en la dirección del vector de empuje.
Como se ha descrito anteriormente, el campo magnético generado por los SSLIM 14 puede ser aprovechado para alimentar la electrónica de a bordo del vehículo itinerante 12. Con este fin, la figura 22 es un diagrama esquemático que ilustra el uso de una bobina de inducción 79 en la placa de reacción 74 para captar energía del SSLIM 14 para alimentar la electrónica de a bordo (por ejemplo, el procesador 52, la memoria 54, el módulo de comunicación 56, la fuente de alimentación 60, el controlador direccional inalámbrico 62, los altavoces 64, las luces 66, los bloqueos de retención 68, el sistema de seguimiento de posición 70) del vehículo itinerante 12, según una realización. Como se representa, uno o más rectificadores y/o acondicionadores de potencia 76 pueden usarse para convertir, acondicionar, amplificar o alguna combinación de los mismos, la energía inducida del campo magnético generado por el SSLIM 14. Por ejemplo, el rectificador 78 puede convertir la potencia de CA en potencia de CC que se usa para alimentar la electrónica de a bordo. En algunas realizaciones, el tamaño de un espacio de aire 252 entre la placa de reacción 74 y el SSLIM 14 puede afectar a la intensidad del campo de inducción generado por el SSLIM 14 y la cantidad de energía captada por la bobina de inducción 79. Por lo tanto, puede ser deseable mantener un espacio de aire relativamente pequeño 252 para mejorar el campo de inducción.
Aunque solo se han ilustrado y descrito en el presente documento ciertas características de la presente divulgación, a los expertos en la técnica se les ocurrirán muchas modificaciones y cambios. Por lo tanto, debe entenderse que las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas estas modificaciones y cambios.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de propulsión, que comprende:
uno o más vehículos itinerantes (12) que comprenden una placa de reacción (74) instalada en la parte inferior de cada uno del uno o más vehículos itinerantes (12); comprendiendo la placa de reacción (74) un conductor no ferroso;
una matriz de estator de superficie instalada con una superficie de rodadura para el uno o más vehículos itinerantes (12) y que comprende una pluralidad de motores (14) de inducción lineal de un solo lado (SSLIM), en donde cada uno de al menos una parte de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) incluye dos devanados (25, 26) instalados ortogonalmente entre sí, pudiendo energizarse individualmente los dos devanados (25, 26) para generar campos magnéticos que proporcionan una primera fuerza en una primera dirección y una segunda fuerza en una segunda dirección coplanaria a medida que la placa de reacción de cada uno del uno o más vehículos itinerantes (12) pasa a través de los campos magnéticos, produciendo de ese modo un vector de fuerza en cualquier dirección a través de la matriz de estator de superficie en el uno o más vehículos itinerantes;
una pluralidad de accionamientos de motor (48) configurados para acoplarse eléctricamente a la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) a través de un panel de conmutación;
un sistema de control configurado para:
recibir información relacionada con el uno o más vehículos itinerantes (12);
recibir un perfil de movimiento deseado para el uno o más vehículos itinerantes (12) a través de la matriz de estator de superficie;
determinar cuál de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) activar y, para cada motor de inducción lineal de un solo lado activado (14), ajustar la corriente suministrada a los devanados sobre la base del perfil de movimiento deseado, la información o alguna combinación de los mismos; y
enviar señales de control a la pluralidad de accionamientos de motor (48) para controlar la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) para generar vectores de fuerza para producir el perfil de movimiento deseado, en donde los accionamientos de motor (48) controlan la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) para producir el perfil de movimiento activando un subconjunto de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) debajo de la placa de reacción (74) a tiempo de generar un vector de fuerza en la placa de reacción que hace que el uno o más vehículos itinerantes (12) sigan una trayectoria especificada por el perfil de movimiento deseado a medida que el uno o más vehículos itinerantes (12) atraviesan la superficie de rodadura.
2. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, en el que:
la pluralidad de accionamientos de motor (48) es de menor cantidad que la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14); y
el sistema de control multiplexa la pluralidad de accionamientos de motor (48) a través del panel de conmutación para controlar los devanados (25, 26) de un subconjunto identificado de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) para generar vectores de fuerza para proporcionar el perfil de movimiento deseado del uno o más vehículos itinerantes (12).
3. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, en el que el vehículo itinerante (12) comprende un freno mecánico que comprende una placa ferrosa y un material de frenado, en donde un campo magnético generado por uno o más de la pluralidad de motores de inducción lineales de un solo lado (14) atrae la placa ferrosa a la superficie de rodadura y el material de frenado proporciona fricción para detener el uno o más vehículos itinerantes (12).
4. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, en el que los dos devanados están encerrados en un respectivo listón de un bloque de baldosas de epoxi que forma la porción de la pluralidad de motores de inducción lineales de un solo lado (14) y una lámina de vinilo está dispuesta en una parte superior del bloque de baldosas de epoxi que sirve como superficie de rodadura para ruedecitas del uno o más vehículos itinerantes (12).
5. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, que comprende un sistema de monitorización de posición configurado para determinar la información que incluye al menos una posición del uno o más vehículos itinerantes (12), una velocidad del uno o más vehículos itinerantes (12), o ambas.
6. Sistema de propulsión según la reivindicación 5, en el que el sistema de monitorización de la posición comprende un sistema óptico que está en el borde de la vía y usa una cámara para rastrear la información, un procesador que usa triangulación de señales para triangular una señal desde el uno o más vehículos (12) itinerantes a través de una red a la que están conectados el sistema de monitorización de la posición y el vehículo itinerante (12) para determinar la información, o ambos.
7. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, en el que el uno o más vehículos itinerantes (12) comprenden electrónica de a bordo que se alimenta al menos en parte de energía inducida a partir de campos magnéticos generados por la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14).
8. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, en el que un número de la pluralidad de motores de inducción lineales de un solo lado (14) para activar y una cantidad de corriente a suministrar a la pluralidad de motores de inducción lineales de un solo lado (14) se determina sobre la base de una velocidad y una trayectoria incluidas en el perfil de movimiento deseado.
9. Sistema de propulsión según la reivindicación 1, en el que el perfil de movimiento deseado se obtiene como entrada de usuario desde el vehículo itinerante (12), como un perfil de movimiento preconfigurado desde una memoria del sistema de control, o alguna combinación de los mismos.
10. Procedimiento para operar el sistema de propulsión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende:
recibir, a través de un sistema de control, información relacionada con uno o más vehículos itinerantes (12) dispuestos en una superficie de rodadura de una matriz de estator de superficie, en donde el uno o más vehículos itinerantes (12) comprenden una placa de reacción (74) unida a una parte inferior de cada vehículo itinerante respectivo (12) del uno o más vehículos itinerantes (12), en donde la placa de reacción (74) comprende un conductor no ferroso;
en donde la matriz de estator de superficie comprende una pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (SSLIM) (14), cada uno de los cuales incluye dos devanados (25, 26) dispuestos ortogonales entre sí, los dos devanados (25, 26) son excitables individualmente para generar campos magnéticos que proporcionan una primera fuerza en una primera dirección y una segunda fuerza en una segunda dirección coplanaria a medida que la placa de reacción de cada uno del uno o más vehículos itinerantes (12) pasa a través de los campos magnéticos, produciendo de este modo un vector de fuerza en cualquier dirección a través de la matriz de estator de superficie en el uno o más vehículos itinerantes (12);
recibir, a través del sistema de control, un perfil de movimiento deseado para el uno o más vehículos itinerantes (12) a través de la matriz de estator de superficie;
determinar, a través del sistema de control, una selección de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado para activar y, para cada motor de inducción lineal de un solo lado activado (14), ajustar la corriente suministrada a los devanados sobre la base del perfil de movimiento deseado, la información o alguna combinación de los mismos; y enviar, a través del sistema de control, señales de control a una pluralidad de accionamientos de motor (48) configurados para acoplarse eléctricamente a la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado a través de un panel de conmutación, para controlar la selección de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) para generar vectores de fuerza para producir el perfil de movimiento deseado en donde los accionamientos de motor (48) controlan la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) para producir el perfil de movimiento activando un subconjunto de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado debajo de la placa de reacción (74) a tiempo para generar un vector de fuerza en la placa de reacción (74) que provoca que el uno o más vehículos itinerantes (12) sigan una trayectoria especificada por el perfil de movimiento deseado a medida que el uno o más vehículos itinerantes atraviesan la superficie de rodadura.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende multiplexar la pluralidad de accionamientos de motor (48) para controlar los devanados (25, 26) de un subconjunto de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) para generar vectores de fuerza para proporcionar el perfil de movimiento deseado del uno o más vehículos itinerantes (12), en donde la pluralidad de accionamientos de motor (48) son de una cantidad menor que la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14).
12. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende enviar, a través del sistema de control, señales de control a uno o más de la pluralidad de accionamientos de motor para controlar uno o más de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) cerca del uno o más vehículos itinerantes (12) para generar un campo magnético que atrae una placa ferrosa de un freno mecánico incluido en cada uno del uno o más vehículos itinerantes (12) para contactar con una superficie de la matriz de estator de superficie.
13. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la información relacionada con el uno o más vehículos itinerantes (12) comprende una posición, una velocidad, o ambas, del uno o más vehículos itinerantes (12), y la información se recibe desde un sistema de monitorización de posición.
14. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el rendimiento de la selección de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado (14) comprende temporizaciones de activación para cada uno de la pluralidad de motores de inducción lineal de un solo lado usados para producir el perfil de movimiento deseado, una magnitud de campo magnético para generar, o alguna combinación de los mismos.
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