Транспортная система с направляющим путем
Изобретение относится к транспортной системе с направляющим путем, в частности к подвесной монорельсовой дороге. Система содержит расположенную вдоль направляющего пути линию передачи данных и по меньшей мере одну тележку, способную перемещаться вдоль направляющего пути и снабженную по меньшей мере одним мобильным устройством передачи данных, предназначенным для приема сигналов, передаваемых по линии передачи данных, и/или для передачи сигналов по линии передачи данных, и в которой простыми средствами обеспечена возможность передачи тележке актуальных в ее текущем положении данных и/или передачи от тележки актуальных в ее текущем положении данных ее окружению. Также в систему включено множество расположенных вдоль направляющего пути на расстоянии друг от друга локальных стационарных устройств передачи данных, каждое из которых содержит передатчик сигналов, способный передавать сигнал, принимаемый мобильным устройством передачи данных тележки, и/или приемник сигналов, способный принимать сигнал, переданный мобильным устройством передачи данных тележки. Техническим результатом изобретения является повышение функциональных возможностей, а также повышение надежности и точности определения положения тележки. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к транспортной системе с направляющим путем, прежде всего к подвесной монорельсовой дороге, содержащей расположенную вдоль направляющего пути линию передачи данных и по меньшей мере одну тележку, способную перемещаться вдоль направляющего пути и снабженную по меньшей мере одним мобильным устройством передачи данных для приема сигналов, передаваемых по линии передачи данных, и/или для передачи сигналов по линии передачи данных.
Подобная транспортная система с направляющим путем известна, например, из заявки DE 19512107 А1.
В известной из DE 19512107 А1 транспортной системе с направляющим путем расположенный на тележке элемент (зонд) связи в ближней зоне поддерживает связь с линией передачи данных, выполненной в виде волновода с потерями, для передачи информации о положении тележки, состоянии тележки по загрузке и других актуальных данных из тележки в центральную стационарную станцию или для обеспечения связи с другими тележками.
Поскольку при этом передача данных происходит исключительно по линии передачи данных, проходящей вдоль всего отрезка пути, в известной системе невозможна целенаправленная передача тележке локальной информации в зависимости от ее текущего положения.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработки транспортной системы с направляющим путем указанного в начале описания типа, в которой простыми средствами была бы обеспечена возможность передачи тележке актуальных в ее текущем положении данных и/или передачи от тележки актуальных в ее текущем положении данных ее окружению.
Эта задача в отношении транспортной системы с направляющим путем указанного в ограничительной части п.1 формулы изобретения типа решается за счет того, что эта транспортная система содержит по меньшей мере одно локальное стационарное устройство передачи данных, содержащее передатчик сигналов, способный передавать сигнал, принимаемый мобильным устройством передачи данных тележки, и/или приемник сигналов, способный принимать сигнал, переданный мобильным устройством передачи данных тележки.
Таким образом, в основу настоящего изобретения была положена идея, заключающаяся в том, что мобильное устройство передачи данных тележки применяется не только для связи с глобальной линией передачи данных, но и одновременно для связи с локальным устройством передачи данных.
При этом локальное стационарное устройство передачи данных отличается от центральной стационарной станции, принимающей от тележки данные, переданные по линии передачи данных, соответственно передающей данные по линии передачи данных в тележку.
В предпочтительном варианте передача данных между локальным стационарным устройством передачи данных, с одной стороны, и мобильным устройством передачи данных тележки, с другой стороны, осуществляется напрямую без промежуточной линии передачи данных.
Локальное стационарное устройство передачи данных может передавать в мобильное устройство передачи данных тележки множество типов данных, актуальных для функционирования тележки в ее текущем положении.
Так, например, можно предусмотреть подсоединение к стационарному устройству для передачи данных датчика температуры и передачу зарегистрированного датчиком температуры значения температуры в конкретном месте в мобильное устройство передачи данных тележки.
Помимо этого можно предусмотреть связь локального стационарного устройства передачи данных с манипуляционным устройством, например с погрузочным или разгрузочным устройством транспортной системы и передачу данных, необходимых для обеспечения процесса погрузки или разгрузки тележки, из тележки в соответствующее устройство или из соответствующего устройства в тележку.
Кроме того, можно также предусмотреть связь локального стационарного устройства передачи данных с обрабатывающим устройством и передачу данных, необходимых для обеспечения процесса обработки находящегося в тележке изделия, из тележки в обрабатывающее устройство или из обрабатывающего устройства в тележку.
Для управления тележкой необходима, в частности, информация о каждом конкретном текущем положении тележки в системе направляющих путей транспортной системы.
В известных транспортных системах это определение положения обеспечивается с помощью транспондеров, размещенных вдоль направляющего пути транспортной системы с направляющим путем и опрашиваемых расположенной на тележке считывающей головкой, которая считывает с этих транспондеров необходимые данные. Однако недостатком этого решения является то, что для определения положения тележки требуется отдельная система считывающих головок.
Если же, как это предусмотрено в предпочтительном варианте изобретения, выполнить, по меньшей мере, одно из стационарных устройств передачи данных в виде указателя положения, содержащего передатчик сигналов положения, способный передавать сигнал положения, принимаемый мобильным устройством передачи данных тележки, то тем самым простым путем обеспечивается достаточно точное определение положения тележки в транспортной системе с направляющим путем, не требующее применения дополнительной системы расположенных вдоль направляющего пути транспондеров для опроса и считывания данных, поскольку и так уже предусмотренное для связи с линией передачи данных мобильное устройство передачи данных тележки одновременно используется и для приема сигнала положения, переданного передатчиком сигналов положения.
Это позволяет уменьшить аппаратурную сложность тележки и повысить надежность системы определения положения.
Для обеспечения как можно более высокой точности определения положения тележки в транспортной системе предпочтительно, чтобы транспортная система содержала множество указателей положения, расположенных вдоль направляющего пути на расстоянии друг от друга.
Для повышения точности определения положения тележки указатель положения может содержать дополнительную метку, а тележка - дополнительный датчик, способный обнаруживать, или детектировать, дополнительную метку.
Подобный дополнительный датчик позволяет определять текущее положение тележки относительно дополнительной метки с точностью до миллиметра.
Дополнительная метка может содержать, например, оптическую метку, а дополнительный датчик может содержать оптический датчик.
Вместо вышеупомянутого варианта с оптической меткой или в дополнение к нему можно предусмотреть такую дополнительную метку, которая содержит электропроводный элемент, и такой дополнительный датчик, который содержит индуктивный датчик для обнаружения электропроводного элемента.
В другом предпочтительном варианте предлагаемой в изобретении транспортной системы она может содержать множество стационарных устройств передачи данных, расположенных вдоль направляющего пути на расстоянии друг от друга.
Стационарное устройство передачи данных и мобильное устройство передачи данных тележки в принципе могут иметь любые передающие, соответственно, приемные системы, способные поддерживать друг с другом связь для передачи данных.
Предпочтительный же вариант выполнения предлагаемой в изобретении системы предусматривает выполнение передатчика сигналов стационарного устройства передачи данных, например, в виде передатчика с реализацией технологии Bluetooth, и/или передатчика, поддерживающего стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или передатчика беспроводной локальной сети (БЛС).
Помимо этого в составе стационарного устройства передачи данных можно также предусмотреть приемник сигналов, способный поддерживать связь с мобильным устройством передачи данных.
Такой приемник сигналов может быть выполнен, например, в виде приемника с реализацией технологии Bluetooth, и/или приемника, поддерживающего стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или приемника беспроводной локальной сети (БЛС).
Особенно выгоден вариант, когда стационарное устройство передачи данных представляет собой комбинированный приемопередатчик сигналов.
Такой комбинированный приемопередатчик сигналов может быть выполнен, в частности, в виде приемопередатчика с реализацией технологии Bluetooth, и/или в виде приемопередатчика, поддерживающего стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или приемопередатчика беспроводной локальной сети (БЛС).
Кроме того, может быть предусмотрен вариант, в котором мобильное устройство передачи данных содержит элемент связи в ближней зоне.
В наиболее предпочтительном варианте системы мобильное устройство передачи данных содержит приемник с реализацией технологии Bluetooth, и/или приемник, поддерживающий стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или приемник беспроводной локальной сети (БЛС).
Помимо этого в составе мобильного устройства передачи данных можно также предусмотреть также передатчик сигналов, способный поддерживать связь со стационарным устройством передачи данных.
В особенности, такой передатчик сигналов может быть выполнен, например, в виде передатчика с реализацией технологии Bluetooth, и/или в виде передатчика, поддерживающего стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или передатчика беспроводной локальной сети (БЛС).
Особенно выгоден вариант, когда мобильное устройство передачи данных представляет собой комбинированный приемопередатчик сигналов.
Такой комбинированный приемопередатчик сигналов может быть выполнен, в частности, в виде приемопередатчика с реализацией технологии Bluetooth, и/или в виде приемопередатчика, поддерживающего стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или приемопередатчика беспроводной локальной сети (БЛС).
Подробности выполнения линии передачи данных пока не рассматривались.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения линия передачи данных содержит волновод с потерями.
Такой волновод с потерями может быть выполнен, в частности, в виде открытого коаксиального провода.
Особенно предпочтительным является применение в качестве волновода с потерями щелевого коаксиального провода.
В принципе, линия передачи данных может быть размещена вдоль направляющего пути тележки любым образом.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения транспортная система содержит по меньшей мере один рельсовый участок, по которому тележка способна направленно перемещаться и на котором закреплена линия передачи данных.
Так, в частности, может быть предусмотрен вариант, в котором линия передачи данных расположена между питающей линией и беговой поверхностью рельсового участка. Таким образом, рельсовый участок образует вместе с расположенными на нем линией передачи данных и питающей линией особенно компактный узел.
Кроме того, может быть предусмотрен вариант, в котором на рельсовом участке закреплен передатчик сигналов и/или приемник сигналов стационарного устройства передачи данных.
В частности, передатчик сигналов и/или приемник сигналов стационарного устройства передачи данных может быть расположен между питающей линией и беговой поверхностью рельсового участка.
Для энергоснабжения передатчика сигналов положения его можно подключить, например, к стационарной электрической сети.
Другие отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере варианта его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - схематичный вид в разрезе ходового рельса подвесной монорельсовой дороги со схематичным изображением несущих и направляющих колес, а также устройства передачи энергии и мобильного устройства передачи данных одной из тележек подвесной монорельсовой дороги,
на фиг.2 - схематичный вид сбоку показанного на фиг.1 ходового рельса при отсутствующей тележке, и
на фиг.3 - схематичный вид сбоку показанного на фиг.1 ходового рельса при наличии тележки подвесной монорельсовой дороги.
На всех чертежах одни и те же или функционально эквивалентные элементы обозначены одинаковыми позициями.
Обозначенная в целом позицией 100 подвесная монорельсовая дорога содержит ходовой рельс 102, показанный на фиг.1 в разрезе, а на фиг.2 и 3 - в виде сбоку, и состоящий из верхней полки 104 с верхней, по существу ровной беговой поверхностью 106 и двумя боковыми направляющими поверхностями 108 и 110, а также из нижней полки 112 с ровной нижней беговой поверхностью 114 и двумя боковыми направляющими поверхностями 116 и 118.
Две полки рельса с двух сторон, противоположных беговым поверхностям, соединены между собой вертикальной перемычкой 120 с ровными стенками, проходящими параллельно продольному направлению 121 ходового рельса.
Между двумя полками 104 и 112 от одной из боковых стенок вертикальной перемычки 120 выступает выполненный из электроизоляционного материала (диэлектрика) кронштейн 122 для крепления питающей линии 124 на его дальнем от вертикальной перемычки 120 конце.
По верхней беговой поверхности 106 ходового рельса 102 перекатывается несущее колесо 126 тележки 128 подвесной монорельсовой дороги 100.
Из числа всех остальных элементов этой тележки 128 на чертежах помимо несущего колеса 126 показаны лишь боковые направляющие колеса 132, 134, 136 и 138, перекатывающиеся соответственно по боковым направляющим поверхностям 108, 110, 116, 118, а также устройство 140 передачи энергии и мобильное устройство 146 передачи данных.
Устройство 140 передачи энергии содержит, например, токоприемник 142, выполненный в виде П-образного ферритового сердечника с намотанной на него обмоткой 144, которая соединена с электронной схемой токоприемника (не показана), обеспечивающей преобразование индуцируемого в обмотке переменного тока в постоянное напряжение.
Питающая линия 124 проходит внутри пространства, ограниченного П-образным токоприемником 142 устройства 140 передачи энергии, не контактируя с этим токоприемником.
Передача энергии от питающей линии 124 к устройству 140 передачи энергии происходит за счет индукции. Для этого по питающей линии 124 и по служащему обратным проводником ходовому рельсу 102 пропускается переменный ток повышенной частоты, приводящий к возникновению в токоприемнике 142 соответствующего изменяющегося во времени магнитного потока, в результате чего в обмотке 144 индуцируется переменный ток, который может быть преобразован в тележке 128 в постоянное напряжение, используемое для питания ее привода и систем управления.
Тележка 128 опирается на ходовой рельс 102 несколькими несущими колесами 126, а ее направляющие колеса 132, 134, 136 и 138 направляют ее движение вдоль этого ходового рельса 102, перекатываясь по его боковым направляющим поверхностям.
Помимо этого тележка 128 приводится в движение приводным агрегатом (не показан), который может быть выполнен, например, в виде фрикционного привода.
Имеющееся на тележке 128 мобильное устройство 146 передачи данных содержит элемент 148 связи в ближней зоне, который закреплен на тележке 128 над устройством 140 передачи энергии и служит для двухсторонней связи с линией 150 передачи данных, проходящей вдоль ходового рельса 102 и удерживаемой держателями 152 (см. фиг.2) на боковой стенке вертикальной перемычки 120 ходового рельса 102, обращенной к элементу 148 связи в ближней зоне.
Линия 150 передачи данных выполнена в виде коаксиального провода 155 с центральным медным проводником 156 и окружающей его оболочкой 158, в которой со стороны, обращенной к установленному на тележке 128 элементу 148 связи в ближней зоне, имеется проходящая в продольном направлении коаксиального провода 155 осевая щель 157, через которую из коаксиального провода 155 или в него могут проходить высокочастотные колебания.
Таким образом, коаксиальный провод 155 с продольной щелью представляет собой волновод 154 с потерями (с вытекающими волнами).
В этот волновод 154 с потерями от центрального управляющего устройства (не показан) или от других тележек вводятся высокочастотные сигналы, которые распространяются вдоль него и принимаются установленным на тележке 128 элементом 148 связи в ближней зоне. Эти высокочастотные сигналы демодулируются находящейся в тележке 128 схемой обработки сигналов (не показана) и преобразуются ею в данные, которые могут использоваться управляющим блоком тележки 128.
И наоборот, формируемые в управляющем блоке тележки 128 данные, которыми схемой модуляции предварительно модулируется высокочастотный несущий сигнал, передаются затем элементом 148 связи в ближней зоне в волновод 154 с потерями, по которому эти сигналы распространяются к другой тележке или к стационарной управляющей станции транспортной системы 100.
Помимо связи со стационарной управляющей станцией и другими тележками мобильное устройство 146 передачи данных тележки 128 одновременно используется для обмена данными с такими локальными стационарными устройствами 159 передачи данных, которые, в частности, могут быть выполнены в виде указателей 160 положения, предназначенных для определения положения тележки 128.
Вдоль ходового рельса 102 расположены такие указатели 160 положения, каждый из которых содержит передатчик 162 сигналов положения, расположенный на перемычке 120 ходового рельса 102, в основном на том же уровне, что и линия 150 передачи данных.
Этот передатчик 162 рассылает сигнал положения, содержащий соответствующий указателю 160 положения идентификационный код и принимаемый элементом 148 связи в ближней зоне тележки 128 при ее прохождении мимо соответствующего передатчика 162 сигналов положения.
На основе идентификационного кода, содержащегося в сигнале, принятом от передатчика 162 сигналов положения, управляющий блок тележки 128 определяет текущее положение тележки 128 в транспортной системе подвесной монорельсовой дороги 100, поскольку в запоминающем устройстве управляющего блока для каждого идентификационного кода сохранены относящиеся к нему данные о положении соответствующего указателя положения.
В принципе передатчик 162 сигналов положения и элемент 148 связи в ближней зоне могут представлять собой любые передающие и/или приемные системы, способные поддерживать связь друг с другом.
Предпочтительный же вариант осуществления изобретения предусматривает, что в качестве передатчика 162 сигналов положения применяется, например, передатчик с реализацией технологии Bluetooth, и/или передатчик, поддерживающий стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или передатчик беспроводной локальной сети (БЛС), а в качестве элемента 148 связи в ближней зоне применяется приемник с реализацией технологии Bluetooth, и/или приемник, поддерживающий стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или приемник беспроводной локальной сети (БЛС).
Для энергоснабжения передатчика 162 сигналов положения его можно подключить к любому устройству энергоснабжения, например к стационарной электрической сети.
Вместо варианта с питанием от стационарного источника или в дополнение к нему передатчик 162 сигналов положения может быть также оснащен аккумуляторной батареей для аккумулирования необходимой энергии.
Поскольку разброс значений положения по данным передатчика 162 сигналов положения составляет примерно от 3 до 4 см, определение положения тележки 128 с использованием лишь сигнала положения также характеризуется соответственно высокой погрешностью.
Для повышения точности определения положения кроме передатчика 162 сигналов положения каждый указатель 160 положения имеет еще и дополнительную метку 164, которая находится на ходовом рельсе 102 на заданном расстоянии от передатчика 162 сигналов положения и может быть обнаружена установленным на тележке 128 дополнительным датчиком 166.
В качестве дополнительной метки 164 можно использовать, например, оптическую метку, например черную, белую или цветную штриховую метку, которую может обнаруживать дополнительный датчик 166, выполненный в виде оптического датчика.
Вместо этого варианта с оптической меткой или в дополнение к нему в качестве дополнительной метки 164 можно также использовать электропроводный элемент, который может быть обнаружен дополнительным датчиком 166, выполненным в виде индуктивного датчика.
С помощью дополнительного датчика 166 текущее положение тележки 128 относительно дополнительной метки 164 можно определить с точностью до миллиметра.
На основе сигнала, указывающего положение тележки и принимаемого элементом 148 связи в ближней зоне от передатчика 162 сигналов положения в тот же момент времени, управляющий блок тележки 128 может установить, какому указателю 160 положения соответствует только что обнаруженная дополнительным датчиком 166 дополнительная метка 164, и таким образом определить точное положение тележки 128 в транспортной системе подвесной монорельсовой дороги 100.
В предпочтительном варианте дополнительный датчик 166 и элемент 148 связи в ближней зоне имеют такое же взаимное положение в пространстве на тележке 128 относительно друг друга, что и дополнительная метка 164, и передатчик 162 сигналов положения на ходовом рельсе 102, вследствие чего элемент 148 связи в ближней зоне принимает сигнал максимальной интенсивности от передатчика 162 сигналов положения именно в тот момент времени, когда дополнительный датчик 166 обнаруживает дополнительную метку 164.
1. Транспортная система с направляющим путем, прежде всего подвесная монорельсовая дорога (100), содержащая расположенную вдоль направляющего пути линию (150) передачи данных и по меньшей мере одну тележку (128), способную перемещаться вдоль направляющего пути и снабженную по меньшей мере одним мобильным устройством (146) передачи данных для приема сигналов, передаваемых по линии (150) передачи данных, и/или для передачи сигналов по линии (150) передачи данных, отличающаяся тем, что она содержит множество расположенных вдоль направляющего пути на расстоянии друг от друга локальных стационарных устройств (159) передачи данных, каждое из которых содержит передатчик (162) сигналов, способный передавать сигнал, принимаемый мобильным устройством (146) передачи данных тележки (128), и/или приемник сигналов, способный принимать сигнал, переданный мобильным устройством (146) передачи данных тележки (128).
2. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что стационарное устройство (159) передачи данных выполнено в виде указателя (160) положения, содержащего передатчик (162) сигналов положения, способный передавать сигнал положения, принимаемый мобильным устройством (146) передачи данных тележки (128).
3. Транспортная система по п.2, отличающаяся тем, что указатель (160) положения содержит дополнительную метку (164), а тележка (128) содержит дополнительный датчик (166), способный обнаруживать дополнительную метку (164).
4. Транспортная система по п.3, отличающаяся тем, что дополнительная метка (164) содержит оптическую метку, а дополнительный датчик (166) содержит оптический датчик.
5. Транспортная система по п.3, отличающаяся тем, что дополнительная метка (164) содержит электропроводный элемент, а дополнительный датчик (166) содержит индуктивный датчик.
6. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что передатчик (162) сигналов стационарного устройства (159) передачи данных выполнен в виде передатчика с реализацией технологии Bluetooth и/или передатчика, поддерживающего стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или передатчика беспроводной локальной сети (БЛС).
7. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что мобильное устройство (146) передачи данных содержит элемент связи (148) в ближней зоне.
8. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что мобильное устройство (146) передачи данных содержит приемник с реализацией технологии Bluetooth и/или приемник, поддерживающий стандарт универсальной системы мобильной связи (UMTS), и/или приемник беспроводной локальной сети (БЛС).
9. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что линия (150) передачи данных содержит волновод (154) с потерями.
10. Транспортная система по п.9, отличающаяся тем, что волновод (154) с потерями выполнен в виде открытого коаксиального провода.
11. Транспортная система по п.9, отличающаяся тем, что волновод (154) с потерями выполнен в виде щелевого коаксиального провода.
12. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один рельсовый участок (102), по которому тележка (128) способна направленно перемещаться и на котором закреплена линия (150) передачи данных.
13. Транспортная система по п.12, отличающаяся тем, что линия (150) передачи данных расположена между питающей линией (124) и беговой поверхностью (106) рельсового участка (102).
14. Транспортная система по п.12, отличающаяся тем, что передатчик (162) сигналов и/или приемник сигналов стационарного устройства (159) передачи данных закреплен на рельсовом участке (102).
15. Транспортная система по п.14, отличающаяся тем, что передатчик (162) сигналов и/или приемник сигналов стационарного устройства (159) передачи данных расположен между питающей линией (124) и беговой поверхностью (106) рельсового участка (102).
