用于拾取和重新定位道路屏障段的串列的设备和方法

摘要

本发明涉及用于使用卫星全球定位和超声波传感器自动引导拾取和放置道路屏障段的机器的方法和设备。该机器由GPS信号和基于距离现有屏障段的距离的超声波测量的信号两者来引导。

说明书

技术领域

本发明涉及用来在一个位置拾取道路屏障段的串列(string)以及 在第二位置重新定位该串列的设备和方法。更特别地，本发明采用用 于自动引导机器的系统，该机器拾取和放置道路屏障段。

背景技术

使用自驱动轮式机器来拾取首尾相连设置的道路屏障段并将其从 一个位置移动到另一个位置是众所周知的。有些此种道路屏障移动机 器沿着道路屏障段的串列移动，提升该串列并通过使用输送机将所述 串列转移到另一位置。这样的屏障转移机的实例是由加利福尼亚的Rio Vista，180RiverRoadLindsayTransportationSolutions所制造并以 BarrierSystemsandQuickChange的商标提供。屏障转移机或通过单独 手动控制或通过手动控制连同诸如上级或下级引导线或磁性带的基础 结构改造来操纵和操作。

如将在下面更详细地讨论的，本发明的系统使用全球卫星定位 (GPS)和超声波技术自动引导拾取和放置道路屏障段的机器。该机器 由GPS信号和基于距离现有屏障段的超声波测量的信号两者来引导。

当然，通常基于GPS传感以及还通常基于某些类型的超声波传感 来引导车辆是已知的。此类引导系统的实例在以下现有技术中示出： 1996年8月27日公告的美国专利第5549412号、2010年8月26日公 布的美国专利申请公布第US2010/0215433号、1991年10月1日公告 的美国专利第5052854号、2010年8月12日公布的美国专利申请公布 第US2010/0202829号、2001年4月24日公告的美国专利第6220780 号、2000年2月8日公告的美国专利第6022168号、1993年10月19 日公告的美国专利第5253951号、2000年2月18日公告的法国专利第 R2782331A1号、以及2003年6月18日公告的欧洲专利第EP1319757A2 号。

发明内容

在本发明中，GPS传感和超声波传感的方法以独特的方式配合， 来执行与道路屏障放置装置和道路屏障的结构特征相关联的特定任 务。

本发明的设备相对于在第一位置处首尾相连设置的道路屏障段的 串列移动，并在移动期间连续地拾取该串列的道路屏障段，以及输送 所拾取的道路屏障段以在第二位置处重新定位该串列。

该设备包括具有入口的轮式机器，该入口接收在第一位置处的道 路屏障段的串列。

超声波传感器被安装在轮式机器上，以用于感测相对于轮式机器 在第一位置处的该串列的位置。

第一操纵控制可操作地与超声波传感器和该机器的车轮相关联， 以操纵可操作地与之相关联的车轮，以及保持定位的入口，以连续地 接收在第一位置处的道路屏障段。

GPS接收器被安装在该轮式机器上，以用于感测所述机器的相对 于移动的预定路径的位置。

第二操纵控制可操作地与GPS接收器和轮式机器的车轮相关联， 以操纵可操作地与之相关联的车轮，以及当存储所拾取的屏障段以在 第二位置处重新定位该串列时保持该轮式机器的移动沿着移动的预定 路径。

本发明还包括从第一位置到第二位置重新定位首尾相连设置的道 路屏障段的串列的方法，其采用具有入口的移动轮式机器，以连续地 拾取该道路屏障段的串列并输送所拾取的道路屏障段而在第二位置重 新定位该串列。该方法包含利用超声波和GPS传感器系统的步骤。

参照下面的描述和附图，本发明的其它特征、优点和目的将变得 显而易见。

附图说明

图1是示出了拾取道路屏障段的串列并将其输送到另一位置的自 驱动轮式机器的透视图，本发明中使用的GPS导航系统的元件被示意 性地示出；

图2是车辆和由此转移的串列的概略平面图；

图3是示出了在从GPS和超声波系统接收的信号控制下的车辆车 轮的操纵的放大平面概略图；以及

图4是使用在轮式车辆的本发明的设备的电路和操作特征的示意 图。

具体实施方式

现在参照附图，示出了按照本发明的教导构造的设备10。该设备 相对于在第一位置处，例如离开道路(offroad)位置处，首尾相连设 置的道路屏障段12的串列移动。在该设备的移动期间，拾取并输送该 串列的道路屏障段，以在第二位置，例如道路上的位置处，重新定位 该串列。

设备10包括轮式自驱动机器14，其具有接收在第一位置处的道 路屏障段的串列的入口16。图2通过箭头示出了该轮式机器的移动， 该机器的右端是导引端或拾取端，而机器的左端是后续端或出料端。 如上所述，这种类型的机器是已知的，由LindsayTransportation Solutions的屏障系统单元提供的Quickchange屏障转移机作为实例。在 该机器中，道路屏障段的串列穿过在该机器引导端由“机头部”形成 的入口，于是道路屏障段由输送机，诸如图1所示的输送机18，拾取 并移动，以及从与机头部入口偏移的在该机器的出料端处的出口20送 出。

机器14具有在其引导端的车轮22和在其出料端的车轮24。成对 的前轮22和后轮24是独立地可操纵的，轮对由任何合适类型的独立 车轮支撑系统26，28(参照图3)支撑。操纵可以通过利用液压比例 阀30来完成。该液压比例阀30可操作地与不同操纵控制相关联，该 操纵控制可适当地定位于单个模块34中，如图3所示。也可参考图4， 以完全公开操纵控制电路和结构以及其与车轮操纵结构和本发明的其 它组件的关系，其中包括将在下面描述的传感器。

超声波传感器40安装在机器14上，用于感测在机器前面或引导 端的道路屏障段12的串列的位置。具体地，该超声波传感器40位于 入口16的前方的位置处，并且可适当地安装在形成入口的机头部上。 该超声波传感器40被水平地安装并被定位成在该轮式机器沿着在由该 机器输送和重新定位之前在该串列的第一或初始位置处的该串列的移 动期间连续地读取到该道路屏障段上的平垂直面的距离。在各屏障段 由输送机系统提升之前，完成到各屏障段的前部上的平垂直面距离的 读取。所产生的信号与基准信号进行比较，并且PLC编码处理该信息， 并把所需的信号发送给液压比例阀30，其操纵车轮以保持屏障相对于 入口居中，从而操纵机器以沿壁而行。

第二传感器，GPS单元，经由安装在所述机器上的天线44接收来 自卫星系统42的信号。在所示的布置中，固定基座“RTK”(实时动 态)单元48用于向机器上的另一天线50提供来自GPS信号的校正数 据。

GPS单元具有ASCII格式的消息输出，其包含偏离航迹误差信息。 该误差信号表示，以90度角，该机器距离记录的路径或绘制的路径有 多远。该信号与表示操轮角运动的微分反馈信号混合并由PLC代码处 理。结果被发送到操纵车轮的比例液压阀以保持该机器在预期的路径 上。

本系统独立工作，以为拾取现有的道路屏障段以及将它们准确并 一致地放置提供引导。本系统允许机器操作员或多个操作员在每次转 移时将屏障放置在确切位置，而无需手动输入来操纵。本系统还避免 了使用任何基础结构改造，诸如上级或下级引导线或磁性带。

为了使设备反向以将道路屏障段返回到原来的位置上，天线 (GPS)和超声波传感器将机器的两端上被复制。图2和3，例如，示 出了从两端伸出的超声波传感器40。