用于引导者-跟随者队列布置中的跟随者电动托盘的控制系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于引导者

【技术实现步骤摘要】
用于引导者
‑
跟随者队列布置中的跟随者电动托盘的控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及电动托盘的队列、用于控制电动托盘的队列的方法以及用于与引导车辆一起使用的跟随者电动托盘。

技术介绍

[0002]制造工厂和仓库设施需要原材料、子部件和成品零件的通常在相当长的距离上的协调移动。借助于叉车、拖拉机、传送带和其他动力设备，可运输较大或相对巨大的负载。相比之下，较小的负载可通过手移动或者使用手动操作的托盘车、轮式小车或手推车来移动。总的来说，机器驱动和手动操作的升降辅助装置提高了整体生产效率，而同时大大减少了工作场所内人类操作者的与负载相关的压力和紧张。
[0003]然而，某些不需要上面一般描述的类型的重型动力设备帮助的操作可能仍然不适于手动操作的装置，如手推车和小车。在这种情况下，人类操作者可利用一个或多个机动电动托盘（“e
‑
pallet”），其各自具有安装在轮式基部平台上或与之一体形成的上部结构。一个或多个电动牵引马达向电动托盘的从动车轮提供驱动扭矩，以帮助沿地板表面推进电动托盘。

技术实现思路

[0004]本公开涉及用于控制轻微地拴系在一起或者在引导者
‑
跟随者队列布置（leader
‑
follower platoon arrangement）中彼此无线通信的马达驱动的电动托盘（“e
‑
pallet”）的方法和系统。如本文所用的，所设想的队列布置包括一个引导电动托盘或另一引导车辆（“引导者”），其串联连接到一个或多个尾随（“跟随者”）电动托盘或与其无线通信，使得当队列（platoon）处于向前运动中时，跟随者电动托盘位于引导者电动托盘的后方。如本文所用的，“轻微拴系”是指一个或多个跟随者电动托盘可能经由中间系链装置串联链接在一起，该系链装置本身具有整体长度和角度传感器，如下所述。如本领域中所领会到的，可设想替代的无线或“无系链”解决方案，以完成相同或相似的任务，包括使用例如雷达、超声波、激光雷达、一个或多个摄像机、超宽带（UWB）通信等通过计算/测量距离、方位角和横摆率的托盘姿态估计。此外，本文设想的队列的特征在于在各个电动托盘之间不存在车辆到车辆（V2V）通信，使得给定的电动托盘不将数据卸载到队列中的另一个电动托盘。缺少V2V通信能力导致了本文描述的本地控制策略。
[0005]为说明简单起见，下面关于简化的二成员队列实施例来描述用于在每个相应的跟随者电动托盘上实施的本地控制策略，例如如下实施例，即其中单个追随者通过系链装置拴系到引导者，以使用一致的非限制性示例性构造。引导者自主移动，由操作者驱动，或者响应于操作者施加的手动牵引力而移动。在跟随者上，本地控制器使用可变目标点（VTP）、可变距离设定点（VDSP）和引导者的速度估计（V
est
）来优化跟随者的运动。这组集体信息用于代替引导者上的静态跟踪点，以便以除其他外，防止弯折、需要更大的机动区域的曲折转
弯、队列无法顺利通过急转弯或迂回走廊、跟随者相对于引导者的跟踪性能差以及其他可能的稳定性和运动范围问题的情况。
[0006]就VTP而言，本地控制器被编程为执行计算机可读指令，其中指令执行使本地控制器在给定的参考框架内实时地自适应移动VTP，以提高队列的整体稳定性。在使用多于一个追随者的实施例中，VTP还用于设置连续追随者之间的期望距离。
[0007]VDSP就其本身而言也由本地控制器基于引导者（例如，系链装置）的轴线与跟随者的前缘之间的铰接角或方位角来实时修改。VDSP的修改由本地控制器执行，以适应系链装置的有限运动范围。引导者的速度又由本地控制器估计，并且其后用于限定跟随者的期望速度。以这种方式，当前的局部控制策略使得能够实现整个队列的更急的转弯，而没有伴随的稳定性损失。
[0008]在特定实施例中，一种电动托盘的队列包括引导者电动托盘和跟随者电动托盘，该跟随者电动托盘连接到引导者电动托盘或与之无线通信，以形成电动托盘的队列，其中跟随者位于引导者的后方。引导者的轴线，在这种情况下是其纵向中心轴线，相对于跟随者成方位角布置。该队列还包括传感器套件，其包括：构造成测量跟随者的速度的速度传感器；构造成测量方位角的角度传感器；以及构造成测量从跟随者到引导者的距离的长度传感器。这样的距离可以是示例性拴系实施例中的系链装置（tether device）的长度。
[0009]该构造中的跟随者包括一组车轮、连接到该组车轮并构造为向其提供输出扭矩的电动动力系统以及连接到跟随者的本地控制器。该本地控制器被构造为响应于所述速度、方位角和距离/长度而自适应地移动引导者上的VTP，并且此后使用VTP来控制电动动力系统的动态输出状态。
[0010]该本地控制器可基于方位角来改变引导者上的可变距离设定点，以保持引导者和跟随者之间的线性距离。
[0011]在本公开的一个方面，本地控制器可估计引导者的速度作为估计速度，使用该估计速度限定跟随者的期望速度，并且随后使用该估计速度来控制跟随者的电动动力系统的动态输出状态。
[0012]该长度或距离传感器可包括弦丝电位计（string potentiometer）或无线接近传感器。
[0013]在一些实施方式中，引导者被构造为由人类操作者经由另一个系链装置牵引，并且引导者包括响应于人类操作者所施加的牵引力的机动驱动轮。
[0014]该组车轮可包括一对前驱动轮。该电动动力系统可包括相应地连接到不同的前驱动轮的第一和第二电动马达，以向跟随者电动托盘提供差动转向能力。
[0015]在可能的实施例中，本地控制器被构造为使用速度项以在队列的较高速度下提供更快的响应，以使得本地控制器能够补偿可选的系链装置的相对慢的响应。
[0016]在上面阐述的各种实施例中，跟随者可包括多个跟随者，即一个在另一个之后。
[0017]在本公开的另一个方面，一种用于控制电动托盘的队列的方法包括：通过传感器套件的多个传感器测量跟随者电动托盘的速度、在系链装置和跟随者电动托盘的前缘之间限定的方位角，并且长度传感器构造为测量系链装置的长度。该方法还包括响应于所述速度、方位角和长度，通过跟随者电动托盘的本地控制器自适应地移动引导者托盘上的VTP。此后，该方法包括使用该VTP来控制跟随者电动托盘的电动动力系统的动态输出状态。
[0018]在又一个实施例中，一种用于与引导车辆一起使用的跟随者电动托盘，其中跟随者电动托盘经由系链装置以队列布置连接到该引导车辆，该跟随者电动托盘包括：电动动力系统，其连接到该组车轮，并构造为向其提供输出扭矩，以推进跟随者电动托盘；以及连接到跟随者电动托盘的本地控制器。该本地控制器被构造为从传感器套件接收系链装置的测量长度、方位角和跟随者电动托盘的速度中的每一者。该本地控制器还被构造为响应于所述速度、方位角和测量长度，自适应地移动引导者电动托盘上的VTP，使用该VTP来控制电动动力系统的动态输出状态，并且基于方位角来改变引导者电动托盘上的可变距离设定点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动托盘（e
‑
pallet）的队列，包括：引导者电动托盘；跟随者电动托盘，其布置在所述引导者电动托盘的后方，以形成电动托盘的所述队列，其中，方位角限定在所述引导者电动托盘的轴线和所述跟随者电动托盘的前缘之间；传感器套件，其包括构造成测量所述跟随者电动托盘的速度的速度传感器、构造成测量所述方位角的角度传感器以及构造成测量所述引导者电动托盘和所述跟随者电动托盘之间的距离的距离传感器，其中，追随者电动托盘包括：一组车轮；电动动力系统，其连接到所述一组车轮，并构造成向其提供输出扭矩；以及连接到所述跟随者电动托盘的本地控制器，其中，所述本地控制器被构造成响应于所述速度、所述方位角和所述距离而自适应地移动所述引导者托盘上的可变目标点（VTP），并且随后使用所述VTP来控制所述电动动力系统的动态输出状态。2.根据权利要求1所述的队列，其中，所述本地控制器被构造成基于所述方位角来改变所述引导者电动托盘上的可变距离设定点，以保持所述引导者电动托盘和所述跟随者电动托盘之间的线性距离。3.根据权利要求1所述的队列，其中，所述本地控制器被构造成估计所述引导者电动托盘的速度作为估计速度，使用所述估计速度来限定所述跟随者电动托盘的期望速度，并且随后，使用所述估计速度来控制所述跟随者电动托盘的电动动力系统的动态输出状态。4.根据权利要求1所述的队列，其中，所述距离传感器包括弦丝电位计。5.根据权利要求1所述的队列，其中，所述引导者电动托盘被构造成由人类操作者牵引，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：