具有利用环境深度数据的家用物体有效负载运动控制的提升机系统
阅读说明：本技术 具有利用环境深度数据的家用物体有效负载运动控制的提升机系统 (Elevator system with home object payload motion control using ambient depth data ) 是由 S·莫西 G·瑞纳 P·阿斯瑞亚 A·里卡塔 D·克鲁维蒂 S·谭多伊 T·威廉姆斯 于 2019-01-24 设计创作，主要内容包括：一种系统具有用于将有效负载提升到与房间的天花板邻近的位置的提升机系统。图像传感器系统收集有效负载内的视觉数据和有效负载深度数据以及房间内的环境深度数据。控制器连接到提升机系统和图像传感器系统。控制器被配置为控制提升机系统的运动。提升机系统的运动部分地由来自房间的环境深度数据控制。(A system has a hoist system for hoisting a payload to a position adjacent a ceiling of a room. The image sensor system collects visual data and payload depth data within the payload and environmental depth data within the room. The controller is connected to the hoist system and the image sensor system. The controller is configured to control movement of the elevator system. The movement of the elevator system is controlled in part by ambient depth data from the room.)
相关申请交叉引用
本申请要求于2018年1月26日提交的美国临时专利申请序列号62/622,579的优先权，其内容通过引用合并于此。
技术领域
本申请总体上涉及家用物体有效负载的机器人控制。更具体地，本发明针对具有利用环境深度数据的家用物体有效负载运动控制的提升机系统(hoist system)。
背景技术
有效利用空间的住房需求正在增长，特别是在城市地区。因此，存在在这种住房中更有效地利用空间的需求。
发明内容
一种系统具有提升机系统，以将有效负载提升到与房间的天花板邻近的位置。图像传感器系统收集有效负载内的视觉数据和有效负载深度数据以及房间内的环境深度数据。控制器连接到提升机系统和图像传感器系统。控制器被配置为控制提升机系统的运动。提升机系统的运动部分地由来自房间的环境深度数据控制。
附图说明
联系以下结合附图作出的详细描述，可以更充分地理解本发明，其中：
图1示出了根据本发明的实施例配置的系统。
图2示出了根据本发明的实施例配置的提升机系统的分解视图。
图3是图2中的提升机系统的另一视图。
图4示出了具有不同物理尺寸的提升机系统的构造版本。
图5是图4中的提升机系统的分解视图。
图6示出了根据本发明的实施例利用的提升框架、轴和扭转弹簧。
图7示出了根据本发明的实施例利用的带子引导件。
图8示出了床容器有效负载。
图9示出了衣柜容器有效负载。
图10示出了贮藏容器有效负载。
图11示出了根据本发明的实施例利用的带子、带子卷轴、带子引导件和有效负载带夹。
图12示出了根据本发明的实施例利用的天花板安装件和提升机系统安装件。
图13和图14示出了与本发明的实施例相关联的天花板安装件细节。
图15和16示出了根据本发明实施例利用的图像传感器系统。
贯穿附图的几个视图，相似的附图标记指代相应的部分。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例配置的系统100。系统100包括提升机系统102。提升机系统102被配置为将家用物体有效负载提升到与房间的天花板邻近的位置。家用物体有效负载可以是床容器、衣柜容器或贮藏容器。不管有效负载配置如何，提升机系统102均在不使用有效负载时从房间的地板空间移除有效负载。
框架104可以是独立的结构，或者可以并入到提升机系统102中。框架104包括集成灯光和有效负载对准引导件，如下所示。系统100还包括有效负载106，有效负载106可以是上述类型的模块化的且可互换的有效负载。系统100还包括图像传感器系统108。图像传感器系统108从有效负载和房间内收集图像数据。在一个实施例中，从有效负载收集视觉数据和有效负载深度数据，并且在房间内收集环境深度数据。
提升机系统102、框架104、有效负载106和图像传感器系统108电连接到控制器110，控制器110协调本文公开的各种操作。
提升机系统102附接到提升机系统安装件112，提升机系统安装件112进而附接到天花板安装件114。这些部件的示例性配置在下文公开。
控制器110包括输入/输出端口120，输入/输出端口120可以是到元件102-108和到外部计算机网络(未示出)的有线或无线接口。控制器110还包括通过总线125链接的微处理器122和接口面板124。电源126也连接到总线125。电源126管理控制器110和元件102-108的电力。存储器130也连接到总线125。存储器130存储由微处理器122执行的指令以实现本文公开的操作。在一个实施例中，存储器130存储运动控制器以调制由提升机系统112提供的运动。存储器130还存储负载评估器134，负载评估器134在有效负载106过载时阻止提升机系统102的运动。灯光控制器136产生从提升机系统102和/或框架104发出的各种灯光信号，例如有效负载运动信号、安全警报信号和传感器阻塞警报信号。图像处理器138处理来自图像传感器系统108的图像。图像处理器138确保在有效负载附近存在物体的情况下安全地操作提升机系统102。图像处理器138还维护有效负载物体的清单，该清单可以被传送到接口面板124或输入/输出端口120以传送到诸如计算机或智能电话(未示出)之类的联网设备。
图2是提升机系统102和框架104的实施例的分解顶部透视图。提升机系统102包括容纳轴端轴承箱202的主模块框架200。轴端轴承箱202接纳驱动轴204，驱动轴204支撑带子卷轴(webbing spool)206。驱动轴204由直流马达提升机208旋转，该直流马达提升机208具有相关联的马达驱动210和电子设备212。框架200还支撑扭矩臂横梁214。每个带子卷轴206具有相关联的带子引导件216和限位开关218。框架104附接到主模块框架200。框架104包括集成模块化灯光220和有效负载对准引导件222。在一个实施例中，集成模块化灯光220为在框架104周围均匀分布的发光二极管(LED)的形式。
图3是提升机系统102和框架104的实施例的分解底部透视图。该图描绘了与图2所示相同的部件。该图更清楚地描绘了有效负载对准引导件222的性质，其是有角表面以用于接合并然后引导有效负载106与框架104接触。
图4是所构造的提升机系统102的实施例的顶部透视图。该图示出了承载驱动轴204的主模块框架200，驱动轴204支撑四个带子卷轴206。驱动轴204由马达提升机208旋转，马达提升机208具有相关联的马达驱动机210。主模块框架200还支撑四个带子引导件216。因此，四个带子卷轴206控制由单个马达208驱动的单个有效负载，该单个马达208利用单个轴204。
图5是提升机系统102和框架104的实施例的分解底部透视图。提升机系统102和框架104通常具有相同的部件，但是物理尺寸基于有效负载的配置而改变。
图6示出了支撑驱动轴204的主模块框架200，驱动轴204包括可用于辅助马达提升机208的扭转弹簧600。在一个实施例中，扭转弹簧600被缠绕以在轴204上具有恒定扭矩。
图7示出了带子引导件216。张力销700支撑低摩擦衬套702。张力臂704位于臂705A和705B之间。支架706用于附接到主模块框架200。带子引导件708具有集成负载元件710。带子引导件708是轴承，其位置由电子集成负载元件710监控。集成负载元件710在有效负载超载时提供警告信号。集成负载元件710基于施加的压力来感测使有效负载106上下移动的用户意图。
图8示出了床容器有效负载800。图9示出了衣柜容器有效负载900，其包括图像传感器906以收集有效负载内的图像数据(视觉数据和有效负载深度数据)。图像处理器138处理图像数据以维护衣柜容器900内的物体的清单。图10示出了贮藏容器1000，其具有图像传感器1002以收集有效负载内的图像数据(视觉数据和有效负载深度数据)。图像处理器138处理图像数据以维护贮藏容器1000内的物体的清单。
图11示出了承载带子1100的带子卷轴206。在一个实施例中，带子1100由聚酯制成，其抗拉强度足以支撑1000至10000N之间。该图还示出了带子引导件216上的张力销700。该图还示出了带子引导件708和集成负载元件710。带子引导件216附接到主模块框架200，该主模块框架200容纳集成灯光220和有效负载对准引导件222。图1还示出了具有有效负载夹1102的有效负载106，该有效负载夹1102包括带销1104。带子1100在负载路径的两端均可调节。集成负载传感器710与带子1100在一条线上，以进行主动的有效负载监控。
图12示出了天花板1200和天花板安装件114，天花板安装件114包括天花板导轨支架1202和天花板导轨支架安装硬件1204。提升机系统安装件112包括天花板导轨1208内的天花板导轨安装硬件1206，天花板导轨1208具有天花板导轨硬止动件1210。天花板导轨1208滑到天花板导轨支架1202上。主模块安装硬件1212固定到天花板导轨1208。该图还示出了主模块框架200、集成灯光220、有效负载对准引导件222和有效负载106。
图13是天花板导轨支架安装硬件1204、天花板导轨1208和天花板导轨端部止动件1210的透视图。图14是天花板导轨支架1202、天花板导轨安装硬件1206和天花板导轨硬止动件1210的分解视图。
图15示出了图像传感器系统108的实例。在该实施例中，相机安装面板1500承载RGB相机1502和深度相机1504。安装面板1500附接到具有相关联的计算机板1508的马达安装支架1506。双相机可用于捕获不同的帧速率和分辨率。图像传感器系统108可以被定位在看到衣柜容器900和贮藏容器1000的位置。
图16示出了图像传感器系统108的另一实例。在该实施例中，第一深度传感器1600和第二深度传感器1602附接到壳体1604，壳体1604包围电路板。深度传感器可以是基于激光的、基于雷达的或基于激光雷达的。它们可操作以产生由图像处理器138处理的深度数据。图像处理器138检查运动的有效负载106的路径中是否有物体。系统108可以安装在天花板中或在与天花板邻接的墙壁上的高处。图像传感器系统108还可以安装在房间中而不是与有效负载邻近，但是隐私关注可能要求使用仅深度传感器来收集房间内的信息。
在一个实施例中，图像处理器138生成三维网格，该三维网格表示传感器可见的危险体积。危险体积是物理空间中与深度传感器视图匹配的区域。当有效负载运动时，危险体积不能被人或物体占据。如果物体处于危险体积内，则图像处理器138向运动控制器132发送信号，该运动控制器132停止提升机系统102的运动。
灯光控制器136照亮集成灯光220以在房间内提供环境光。替代地或另外地，灯光控制器136照亮集成灯光220以产生有效负载运动信号，例如以闪烁LED的形式。灯光控制器136还可以产生安全警报信号，例如照亮有效负载的路径中的物体。灯光控制器136还可以产生传感器阻塞警报信号，其可以是LED的指定组。这样的信号也可以显示在接口面板124上。
本发明的实施例涉及具有计算机可读存储介质的计算机存储产品，计算机可读存储介质上具有用于执行各种计算机实现的操作的计算机代码。介质和计算机代码可以是为了本发明的目的而专门设计和构造的那些，或者它们可以是计算机软件领域的技术人员公知的和可用的种类。计算机可读介质的示例包括但不限于：磁性介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如CD-ROM、DVD和全息设备；磁光介质；以及专门被配置用于存储和执行程序代码的硬件设备，例如专用集成电路(“ASIC”)、可编程逻辑设备(“PLD”)以及ROM和RAM设备。计算机代码的示例包括诸如由编译器生成的机器代码以及包含由计算机使用解释器执行的高级代码的文件。例如，可以使用
为了解释的目的，前述描述使用特定的术语来提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，不需要特定细节即可实践本发明。因此，出于说明和描述的目的，呈现了本发明的特定实施例的前述描述。它们并不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式；显然，鉴于以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，因此它们使本领域的其他技术人员能够最好地利用本发明以及具有各种修改的各种实施例，以适合于预期的特定用途。旨在由所附权利要求及其等同形式限定本发明的范围。