專(zhuān)利名稱(chēng)：配置為用于移動(dòng)有效載荷的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配置為用于響應(yīng)于運(yùn)動(dòng)設(shè)備的鉸接而沿著X軸線和Y軸線移動(dòng)質(zhì)量體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高架橋式起重機(jī)被廣泛用于提升和重新定位大的有效載荷。通常，在拾取和放置操作中的移位涉及沿著垂直軸線的旋轉(zhuǎn)自由度和三個(gè)平移自由度。該組動(dòng)作(被稱(chēng)為選擇順應(yīng)性組裝機(jī)器人手臂(“SCARA”)動(dòng)作或“Sch6nfiies”運(yùn)動(dòng))在工業(yè)中被廣泛使用。橋式起重機(jī)允許沿著兩個(gè)水平軸的運(yùn)動(dòng)。提供適當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)，可以增加用于平移的垂直軸線和用于旋轉(zhuǎn)的垂直軸線。沿著水平軸線的第一運(yùn)動(dòng)通過(guò)在固定軌道上移動(dòng)橋架而獲得，而沿著第二水平軸線的運(yùn)動(dòng)通過(guò)沿著橋架(垂直于固定軌道的方向)移動(dòng)臺(tái)車(chē)獲得。沿著垂直軸線的平移使用垂直滑動(dòng)關(guān)節(jié)或通過(guò)使用傳動(dòng)帶獲得。沿著垂直軸線的旋轉(zhuǎn)使用繞垂直軸線的旋轉(zhuǎn)樞軸獲得。存在部分機(jī)動(dòng)化形式的高架橋式起重機(jī)，其被操作者沿著水平軸線軸手動(dòng)地移位且沿著垂直軸線手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，但是其包括機(jī)動(dòng)化的吊車(chē)，以便于應(yīng)付沿著垂直方向的重力。此外，一些橋式起重機(jī)被沿著所有軸線手動(dòng)地移位，但是通過(guò)平衡設(shè)備補(bǔ)償有效載荷的重量，以便于使得操作者的工作容易。這樣的橋式起重機(jī)有時(shí)被稱(chēng)為輔助設(shè)備。平衡通常通過(guò)壓縮空氣系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些系統(tǒng)需要壓縮空氣來(lái)保持壓力或真空取決于使用的原理一這需要顯著的動(dòng)力。此外，由于在壓縮空氣缸中的摩擦，移位并不是十分平滑且可能甚至有彈跳。平衡可以使用配重來(lái)實(shí)現(xiàn)，配重會(huì)顯著增加系統(tǒng)的慣性。盡管對(duì)于垂直運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)是有用甚至必須的，但是附接到橋式起重機(jī)的臺(tái)車(chē)的這樣的系統(tǒng)由于需讓這些系統(tǒng)的質(zhì)量運(yùn)動(dòng)而會(huì)顯著增加與水平運(yùn)動(dòng)有關(guān)的慣性。在平衡系統(tǒng)是基于平衡配重(counterweight)的情況下，增加的質(zhì)量可能非常大，甚至大于有效載荷本身。如果水平行進(jìn)速度很重要，則增加到的系統(tǒng)的慣性成為較大的缺點(diǎn)。還存在完全機(jī)動(dòng)化形式的這種橋式起重機(jī)，其需要有力的促動(dòng)器，特別是對(duì)于必須支撐有效載荷的重量的垂直軸線運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)。這些促動(dòng)器通常附接到臺(tái)車(chē)或橋架且隨后處于運(yùn)動(dòng)中。垂直平移促動(dòng)器有時(shí)被附接到橋架且通過(guò)一系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)連接到臺(tái)車(chē)，類(lèi)似于在塔式起重機(jī)中使用的。

發(fā)明內(nèi)容
運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)被配置為用于移動(dòng)有效載荷。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括橋式起重機(jī)、臺(tái)車(chē)和運(yùn)動(dòng)設(shè)備。橋式起重機(jī)被配置為用于沿著X軸線運(yùn)動(dòng)。臺(tái)車(chē)可運(yùn)動(dòng)地附接到橋式起重機(jī)，且被配置為用于沿著Y軸線運(yùn)動(dòng)，該Y軸線相對(duì)于X軸線成垂直關(guān)系。運(yùn)動(dòng)設(shè)備沿著Z軸線從臺(tái)車(chē)懸掛。該運(yùn)動(dòng)設(shè)備包括第一四桿機(jī)構(gòu)、第二四桿機(jī)構(gòu)和傳感器。第二四桿機(jī)構(gòu)操作地連接到第一四桿機(jī)構(gòu)并且從其懸掛。每一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)具有一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和一對(duì)基部聯(lián)桿。該一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸。該一對(duì)基部聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸，且樞轉(zhuǎn)地連接到該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的端部，以在它們之間形成第一、第二、第三和第四關(guān)節(jié)。該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和相應(yīng)ー對(duì)基部聯(lián)桿形成平行四邊形。第一軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)。第二軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)。第三軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)。第四軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)和第ニ四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)。第一、第二、第三和第四軸線以相對(duì)于彼此平行的關(guān)系延伸。運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿可繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)。第一四桿機(jī)構(gòu)的軸線布置為相對(duì)于第二四桿機(jī)構(gòu)的軸線成垂直關(guān)系。傳感器操作地附接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)中之一的其中ー個(gè)關(guān)節(jié)。傳感器被配置為測(cè)量相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)軸線的旋轉(zhuǎn)角度。一種運(yùn)動(dòng)設(shè)備從臺(tái)車(chē)沿著Z軸線懸掛且配置為沿著X軸線和Y軸線中的至少ー個(gè)移動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)設(shè)備包括第一四桿機(jī)構(gòu)、第二四桿機(jī)構(gòu)和傳感器。第二四桿機(jī)構(gòu)操作地連接到第一四桿機(jī)構(gòu)并且從其懸掛。姆ー個(gè)四桿機(jī)構(gòu)具有ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和ー對(duì)基部聯(lián)桿。該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸。該ー對(duì)基部聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸，且樞轉(zhuǎn)地連接到該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的端部，以在它們之間形成第一、第二、第三和第四關(guān)節(jié)。該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和相應(yīng)對(duì)的基部聯(lián)桿形成平行四邊形。第一軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)。第二軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)。第三軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)。第四軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)和第ニ四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)。第一、第二、第三和第四軸線以相對(duì)于彼此平行的關(guān)系延伸。運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿可繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)。第一四桿機(jī)構(gòu)的軸線布置為相對(duì)于第二四桿機(jī)構(gòu)的軸線成垂直關(guān)系。傳感器操作地附接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)中之一的其中ー個(gè)關(guān)節(jié)。傳感器被配置為測(cè)量相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)軸線的旋轉(zhuǎn)角度?！N沿著X軸線和Y軸線的至少ー個(gè)讓運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)的方法，包括提供傳感器，該傳感器被配置為測(cè)量第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿中的至少ー個(gè)繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角度。力被施加到第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的至少ー個(gè)，使得第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的至少ー個(gè)繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的角位移被實(shí)現(xiàn)。第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的至少ー個(gè)繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的角度位移被確定。該運(yùn)動(dòng)設(shè)備響應(yīng)于第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的至少ー個(gè)繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角度的確定而沿著X軸線和Y軸線中的至少ー個(gè)運(yùn)動(dòng)，直到第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿垂直。當(dāng)結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求時(shí)，從下面的用于執(zhí)行本發(fā)明的一些實(shí)施例和較佳模式的具體描述可容易地明白本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)，以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是包括被連接到支撐結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示意性透視圖；圖2是圖1的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的示意性透視圖，該運(yùn)動(dòng)設(shè)備被配置為用于沿著X軸線和Y軸線移動(dòng)有效載荷；圖3是圖1的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的另一示意性透視圖，該運(yùn)動(dòng)設(shè)備被配置為用于沿著X軸線和Y軸線移動(dòng)有效載荷；圖4是圖3的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的示意性透視圖，其具有鉸接的機(jī)構(gòu)和被鉸接的結(jié)構(gòu)支撐的有效載荷；
圖5是可用于圖1所示的控制器的高頻震蕩方案的示意性方塊圖；以及圖6是可用于圖1所示的控制器的控制方案的示意性方塊圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，配置為用于沿著多個(gè)方向移動(dòng)有效載荷12的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10在圖1中的10處示出。該運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10被安裝到靜止支撐結(jié)構(gòu)14，該靜止支撐結(jié)構(gòu)被配置為支撐運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10和有效載荷12。支撐結(jié)構(gòu)14包括但不局限于一對(duì)平行軌道16或滑道。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10包括橋式起重機(jī)18、臺(tái)車(chē)20和運(yùn)動(dòng)設(shè)備22。橋式起重機(jī)18是包括跨該一對(duì)平行軌道16的至少一個(gè)主梁30的結(jié)構(gòu)。橋式起重機(jī)18適于沿著Y軸線19搬運(yùn)有效載荷12。臺(tái)車(chē)20可運(yùn)動(dòng)地附接到橋式起重機(jī)18的主梁30，使得臺(tái)車(chē)20適于沿著X軸線17搬運(yùn)有效載荷12，該X軸線大致垂直于Y軸線19。運(yùn)動(dòng)設(shè)備22被操作地附接到臺(tái)車(chē)20。Z軸線21相對(duì)于地面沿著垂直方向延伸，且被限定在X軸線17和Y軸線19的相交處之間。運(yùn)動(dòng)設(shè)備22包括四桿機(jī)構(gòu)24且被配置為是兩自由度的鉸接機(jī)構(gòu)(X和Y)。兩自由度的鉸接機(jī)構(gòu)(在圖1和3中示出。鉸接機(jī)構(gòu)(articulated mechanism)包括四桿機(jī)構(gòu)
24。此外，運(yùn)動(dòng)設(shè)備22可以被配置為允許有效載荷12的質(zhì)量中心26與運(yùn)動(dòng)設(shè)備22的中心線25偏尚。參考圖2和3，運(yùn)動(dòng)設(shè)備22包括第一四桿機(jī)構(gòu)24a和第二四桿機(jī)構(gòu)24b，該第二四桿機(jī)構(gòu)操作地連接到第一四桿機(jī)構(gòu)24a并從其懸掛。每一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)24包括成對(duì)的四桿聯(lián)動(dòng)件32，即第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b，它們是剛性的。每一個(gè)四桿聯(lián)動(dòng)件32包括一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34 (即第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b)，和一對(duì)基部聯(lián)桿(即第一基部聯(lián)桿36a和第二基部聯(lián)桿36b)。第一基部聯(lián)桿36a和第二基部聯(lián)桿36b以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系布置。第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a的相反端38被樞轉(zhuǎn)地連接到第一和第二基部聯(lián)桿36a、36b的端部38，以在它們之間形成相應(yīng)的第一關(guān)節(jié)40和第二關(guān)節(jié)42。第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b被相對(duì)于第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系布置，且第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b的相反端38被樞轉(zhuǎn)地連接到第一和第二基部聯(lián)桿36a、36b的端部38，以在它們之間形成相應(yīng)的第三關(guān)節(jié)44和第四關(guān)節(jié)46。因此，每一個(gè)四桿聯(lián)動(dòng)件32形成平行四邊形。第一和第二四桿機(jī)構(gòu)24a和24b每一個(gè)的第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且大致平行的關(guān)系布置，以致第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a被相對(duì)于第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b以間隔開(kāi)且大致平行的關(guān)系布置，以及第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b被相對(duì)于第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a以間隔開(kāi)且大致平行的關(guān)系布置。此外，第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第一基部聯(lián)桿36a和第二基部聯(lián)桿36b相對(duì)于第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的相應(yīng)第一基部聯(lián)桿36a和第二基部聯(lián)桿36b以間隔開(kāi)和大致平行的關(guān)系布置。第一軸線48延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第一關(guān)節(jié)40和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第三關(guān)節(jié)44。第二軸線50延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第二關(guān)節(jié)42和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第四關(guān)節(jié)46。第三軸線52延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第三關(guān)節(jié)44和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第一關(guān)節(jié)40。第四軸線54延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第四關(guān)節(jié)46和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第二關(guān)節(jié)42。對(duì)于每個(gè)四桿機(jī)構(gòu)24a、24b，第一軸線48、第二軸線50、第三軸線52和第四軸線54相對(duì)彼此以間隔開(kāi)且大致平行的關(guān)系延伸。此外，第一四桿機(jī)構(gòu)24a的第一軸線48、第二軸線50、第三軸線52和第四軸線54大致垂直于第二四桿機(jī)構(gòu)24b的第一軸線48、第二軸線50、第三軸線52和第四軸線54。參考圖1-3，每一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)24包括第一連接聯(lián)桿56和第二連接聯(lián)桿58。第一連接聯(lián)桿56剛性地連接到第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b。第二連接聯(lián)桿58剛性地連接到第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a。這種剛性連接意味著第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b繞相應(yīng)第一和第二軸線一致地旋轉(zhuǎn)。相似地，第一四桿聯(lián)動(dòng)件32a的第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34b和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32b的第一運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34a繞相應(yīng)第三和第四軸線一致地旋轉(zhuǎn)。第一和第二四桿聯(lián)動(dòng)件32a、32b和第一和第二連接聯(lián)桿56、58被用于每個(gè)四桿機(jī)構(gòu)24，使得每一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)24可以充分地支撐所需的力、力矩和扭矩。滾柱軸承也可以被布置在關(guān)節(jié)40、42、44、46中，以便于降低摩擦。第一四桿機(jī)構(gòu)24a被操作地附接到臺(tái)車(chē)20。更具體地，第一四桿機(jī)構(gòu)24a從臺(tái)車(chē)20懸掛。第二四桿機(jī)構(gòu)24b從第一四桿機(jī)構(gòu)24a懸掛。更具體地，第二四桿機(jī)構(gòu)24b從第一四桿機(jī)構(gòu)24a懸掛使得，第一四桿機(jī)構(gòu)24a的第一軸線48、第二軸線50、第三軸線52和第四軸線54相對(duì)于第二四桿機(jī)構(gòu)24b的第一軸線48、第二軸線50、第三軸線52和第四軸線54處于大致垂直關(guān)系。參考圖2和3，一對(duì)管60從第二四桿機(jī)構(gòu)24b沿著X軸線17延伸。有效載荷12從這些管60中的至少一個(gè)懸掛并且從Z軸線21偏離。參考圖4，鉸接的關(guān)節(jié)61可以從管60的一個(gè)或兩個(gè)延伸且還沿與Z軸線21進(jìn)一步偏離的X方向和/或Y方向延伸。有效載荷12可以在附接點(diǎn)84處從鉸接的關(guān)節(jié)61延伸。有效載荷12可以與附接點(diǎn)84偏離。在操作中，運(yùn)動(dòng)設(shè)備22的振蕩頻率是運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34的長(zhǎng)度L的函數(shù)，但是不是有效載荷12的質(zhì)量中心26相對(duì)于Z軸線21的位置的函數(shù)。更短的運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34的長(zhǎng)度L可以被用于節(jié)約空間，而較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34的長(zhǎng)度L可以被用于降低固有振蕩頻率。運(yùn)動(dòng)設(shè)備22包括大車(chē)(cart)62和控制器63。大車(chē)62被配置為用于響應(yīng)于施加到有效載荷12的力F而沿著相應(yīng)X軸線17和Y軸線19移動(dòng)橋式起重機(jī)18和/或臺(tái)車(chē)20。當(dāng)力F沿著X軸線17和/或Y軸線19的方向施加到有效載荷12時(shí)，第一和/或第二四桿機(jī)構(gòu)24a、24b的運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)。傳感器64被操作地連接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)24a、24b每一個(gè)的至少一個(gè)關(guān)節(jié)。這些傳感器64測(cè)量運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34繞相應(yīng)軸線的旋轉(zhuǎn)角度Θ1和θ2。傳感器64可以包括沿著相應(yīng)軸線操作地布置的霍爾效應(yīng)傳感器68和編碼器66。盡管可以對(duì)每個(gè)軸線僅使用一個(gè)傳感器64，但是來(lái)自編碼器66和霍爾效應(yīng)傳感器68的組合的信號(hào)可以通過(guò)使用數(shù)據(jù)融合而被組合，以獲得優(yōu)于使用單個(gè)傳感器65的改進(jìn)的信號(hào)質(zhì)量。此外，使用兩個(gè)信號(hào)提供了冗余性，使得來(lái)自?xún)蓚€(gè)傳感器64的信號(hào)可以被彼此比較，以檢測(cè)任何信號(hào)問(wèn)題。此外，霍爾效應(yīng)傳感器68提供絕對(duì)信號(hào)，而編碼器66提供精確信號(hào)。應(yīng)理解，其它傳感器64也可以被使用。絕對(duì)編碼器、電勢(shì)計(jì)或線性加速度計(jì)(用作測(cè)斜儀)可以被用作位置傳感器?；剞D(zhuǎn)儀可以被用于獲得角速度，而加速度計(jì)可以被用于獲得角加速度。安置在帶槽部件上的加速度計(jì)或回轉(zhuǎn)儀還可以有助于確定不同的動(dòng)態(tài)效應(yīng)。光斬波器也可以被用在重要位置處。最后，上述信號(hào)可以被微分/積分，以獲得相應(yīng)信號(hào)。角位移和角速度估計(jì)通過(guò)卡爾曼狀態(tài)估計(jì)獲得。每ー個(gè)信號(hào)(即來(lái)自編碼器66和霍爾效應(yīng)傳感器68)被獨(dú)立地卡爾曼濾波，然后按它們的卡爾曼協(xié)方差矩陣對(duì)應(yīng)狀態(tài)值的比例組合。為了對(duì)于小角度測(cè)量精度誤差不敏感，角度上的死區(qū)(deadband)可以被使用。死區(qū)是系統(tǒng)上沒(méi)有任何動(dòng)作發(fā)生的符號(hào)范圍(sign range)的區(qū)域。運(yùn)動(dòng)設(shè)備22還可以通過(guò)小幅度、高頻未建模動(dòng)態(tài)而被激勵(lì)，或?qū)τ诳刂贫詴?huì)難以管理高頻振蕩。在震蕩期間，當(dāng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34接近垂直位置吋，由于角度測(cè)量頻繁改變符號(hào)，所以會(huì)變得難以抑制振蕩。抑制這些振蕩的ー個(gè)方法是增加角度死區(qū)。如圖5中所示的振蕩邏輯圖塊70的算法被提供以補(bǔ)償高頻振蕩，同時(shí)保持精確和性能，以保持運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿34垂直。對(duì)于小的死區(qū)，e dbl仍被用于處理角度測(cè)量的精度誤差。兩個(gè)其它角度被限定，0db2和0db3。該信號(hào)0P(1在死區(qū)圖塊(deadband和block) 72中被確定，并表不為:
權(quán)利要求
1.種配置為用于移動(dòng)有效載荷的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，該運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括: 橋式起重機(jī)，配置為用于沿著X軸線運(yùn)動(dòng)； 臺(tái)車(chē)，可運(yùn)動(dòng)地附接到橋式起重機(jī)，且被配置為用于沿著Y軸線運(yùn)動(dòng)，該Y軸線相對(duì)于X軸線成垂直關(guān)系； 運(yùn)動(dòng)設(shè)備，從臺(tái)車(chē)沿Z軸線懸掛，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)備包括: 第一四桿機(jī)構(gòu)和第二四桿機(jī)構(gòu)，該第二四桿機(jī)構(gòu)操作地連接到第一四桿機(jī)構(gòu)并且從該第一四桿機(jī)構(gòu)懸掛； 其中每ー個(gè)四桿機(jī)構(gòu)具有ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和ー對(duì)基部聯(lián)桿； 其中該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸； 其中該ー對(duì)基部聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸，且樞轉(zhuǎn)地連接到該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的端部，以在它們之間形成第一、第二、第三和第四關(guān)節(jié)； 其中該ー對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和相應(yīng)ー對(duì)基部聯(lián)桿形成平行四邊形； 其中第一軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)； 其中第二軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)； 其中第三軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)； 其中第四軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)； 其中第一、第二、第三和第四軸線以相對(duì)于彼此平行的關(guān)系延伸； 其中運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿可繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)； 其中第一四桿機(jī)構(gòu)的軸線布置為相對(duì)于第二四桿機(jī)構(gòu)的軸線成垂直關(guān)系； 傳感器，操作地附接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)中之一的其中一個(gè)關(guān)節(jié)； 其中傳感器被配置為測(cè)量相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)軸線的旋轉(zhuǎn)角度。
2.權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)備還包括操作地連接到臺(tái)車(chē)和橋式起重機(jī)的大車(chē)； 其中大車(chē)被配置為根據(jù)測(cè)得的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)的角度而沿著相應(yīng)的X軸線和Y軸線移動(dòng)臺(tái)車(chē)和橋式起重機(jī)中的至少ー個(gè)。
3.權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，還包括操作地連接在傳感器和大車(chē)之間的控制器； 其中該控制器被配置為接收來(lái)自傳感器的、表明測(cè)得的相應(yīng)聯(lián)桿旋轉(zhuǎn)角度的信號(hào)，且進(jìn)而將信號(hào)發(fā)送到大車(chē)，以沿著相應(yīng)的X軸線和Y軸線移動(dòng)大車(chē)。
4.權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中傳感器包括: 一對(duì)編碼器，操作地連接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)每ー個(gè)的其中ー個(gè)關(guān)節(jié)；以及 一對(duì)傳感器，操作地連接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)每ー個(gè)的其中ー個(gè)關(guān)節(jié)； 其中對(duì)應(yīng)于相應(yīng)第一和第二四桿機(jī)構(gòu)的傳感器和編碼器被配置為將對(duì)應(yīng)于相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的旋轉(zhuǎn)角度的信號(hào)提供到控制器。
5.權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)備還包括ー對(duì)管，所述ー對(duì)管沿Y軸線從第二四桿機(jī)構(gòu)延伸； 其中該ー對(duì)管被配置為偏離Z軸線支撐有效載荷。
6.權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)備還包括: 鉸接的關(guān)節(jié)，從ー對(duì)管子中的至少ー個(gè)延伸，使得該鉸接的關(guān)節(jié)與Z軸線偏離，以及 附接點(diǎn)，從鉸接的關(guān)節(jié)延伸，使得該附接點(diǎn)被配置為用于支撐有效載荷。
7.種運(yùn)動(dòng)設(shè)備，從臺(tái)車(chē)沿著Z軸線懸掛且配置為沿著X軸線和Y軸線中的至少一個(gè)移動(dòng)，其中該運(yùn)動(dòng)設(shè)備包括: 第一四桿機(jī)構(gòu)和第二四桿機(jī)構(gòu)，該第二四桿機(jī)構(gòu)操作地連接到第一四桿機(jī)構(gòu)并且從該第一四桿機(jī)構(gòu)懸掛； 其中每一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)具有一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和一對(duì)基部聯(lián)桿； 其中該一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸； 其中該一對(duì)基部聯(lián)桿以相對(duì)彼此間隔開(kāi)且平行的關(guān)系延伸，且樞轉(zhuǎn)地連接到該一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的端部，以在它們之間形成第一、第二、第三和第四關(guān)節(jié)； 其中該一對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿和相應(yīng)一對(duì)基部聯(lián)桿形成平行四邊形； 其中第一軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)； 其中第二軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)； 其中第三軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第三關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第一關(guān)節(jié)； 其中第四軸線延伸穿過(guò)第一四桿聯(lián)動(dòng)件的第四關(guān)節(jié)和第二四桿聯(lián)動(dòng)件的第二關(guān)節(jié)； 其中第一、第二、第三和第四軸線以相對(duì)于彼此平行的關(guān)系延伸； 其中運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿可繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)； 其中第一四桿機(jī)構(gòu)的軸線布置為相對(duì)于第二四桿機(jī)構(gòu)的軸線成垂直關(guān)系； 傳感器，操作地附接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)中之一的其中一個(gè)關(guān)節(jié)； 其中傳感器被配置為測(cè)量 相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)軸線的旋轉(zhuǎn)角度。
8.權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)備還包括配置為連接到臺(tái)車(chē)的大車(chē)； 其中大車(chē)被配置為根據(jù)測(cè)得的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)軸線旋轉(zhuǎn)的角度而沿著相應(yīng)的X軸線和Y軸線移動(dòng)臺(tái)車(chē)和橋式起重機(jī)中的至少一個(gè)。
9.權(quán)利要求6所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中傳感器包括: 一對(duì)編碼器，操作地附接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)每一個(gè)的其中一個(gè)關(guān)節(jié)；以及 一對(duì)傳感器，操作地連接到第一和第二四桿機(jī)構(gòu)每一個(gè)的其中一個(gè)關(guān)節(jié)； 其中對(duì)應(yīng)于相應(yīng)第一和第二四桿機(jī)構(gòu)的傳感器和編碼器被配置為將對(duì)應(yīng)于相應(yīng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿的旋轉(zhuǎn)角度的信號(hào)提供到控制器。
10.權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)備還包括一對(duì)管，所述一對(duì)管沿Y軸線從第二四桿機(jī)構(gòu)延伸； 其中該一對(duì)管被配置為偏離Z軸線支撐有效載荷。
全文摘要
一種通過(guò)提供傳感器沿著X軸線和Y軸線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備，其中該傳感器被配置為測(cè)量第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿中的至少一個(gè)繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角度。力被施加到第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿，使得第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的角度位移被實(shí)現(xiàn)。第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的角度位移被確定。該運(yùn)動(dòng)設(shè)備響應(yīng)于第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角度的確定而沿著X軸線和/或Y軸線運(yùn)動(dòng)，直到第一和第二運(yùn)動(dòng)聯(lián)桿垂直位置。
文檔編號(hào)B66C13/04GK103086271SQ20121043659
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者D.高, A.勒庫(kù)爾斯, T.拉里伯特, S.?？紶柼? C.戈塞林, B.邁耶-圣-翁奇, R.J.梅納薩, P-L.貝爾齊勒 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司, 拉瓦爾大學(xué)