用于变速的模块化移动步道的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2021年1月4日提交的、题为“SYSTEMS ANDMETHODS FOR VARIABLE SPEED MODULAR MOVING WALWAYS”[原文]、临时申请序列号为63/133,713的美国临时申请的权益，特此明确将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及模块化移动步道，其能够加速以高于步行速度的速度移动人员和物品，并在出口点减速至步行速度。

附图说明

图1是三个示例性步道模块的侧视图。

图2是根据本公开构造的环路系统的示意图。

图3是根据本公开构造的环路控制系统的示意图。

图4是根据本公开构造的步道模块控制系统的示意图。

图5是处于未连接位置的模块至模块机电连接器的局部透视图。

图6是处于未连接位置的模块至模块机电连接器的第二局部透视图。

图7是处于连接位置的模块至模块机电连接器的局部透视图。

图8是示出步道模块的可调节调平脚的透视图。

图9是示出步道模块的四个可调节调平脚的透视图。

图10是示出步道模块的两个可调节调平脚的侧视图。

图11是示出可调节调平脚上的可伸缩轮的透视图。

图12是示出两个步道模块之间的气刀的侧视图。

图13是下部扶手齿轮构造的透视图。

图14是上部扶手齿轮构造的透视图。

图15是扶手连接件的第一实施例的透视图。

图16是扶手连接件的第二实施例的透视图。

发明内容

本发明的实施例提供了一种无坑(pitless)和模块化的带式加速移动步道运输系统(以下称为“环路”)，其具有允许乘客加速和减速的可互换且基本相同的模块的连接链。每个模块都嵌入了传感器、软件和其他技术，以促进连接和数据交换，例如，通过模块间信息交换(handshaking)来监控模块速度差异、节能启动以及在受到影响时安全关停。

环路包括一系列可互换的带式模块，其允许行人以高达或大于7m/s的速度(这大约是已知传统步道速度的10倍)移动，例如穿过城市和大型场馆。环路的实施例每小时可运送7,500人或更多人，并高效且经济高效地增强现有公共交通枢纽和大型场馆与周边地区的连通性。在实施例中，模块在地面上(atop)连接，而不需要在沿地板长度延伸的行业标准1米坑上连接。

环路的实施例对加速移动步道技术进行了改进，可以提供快速、轻松且安全的移动24/7。安装太阳能收集技术可以增加能源消耗。

具体实施方式

图1总体上在100处是无坑和模块化带式加速移动步道运输系统(环路(beltway))的侧视图，为了说明，该系统包括三个基本相同的无坑模块101a-c，它们被调平并定位在地面、地板、道路或甲板等表面的顶部。虽然为了简单起见示出了模块101a-c，但是应当理解，还可以存在四个或更多个模块，通常表示为101a-n。一般而言，单个模块101可以单独使用，也可以与一个或多个附加模块组合使用。模块101可以是任何尺寸，使得产生期望的环路100。在另一个实施例中，环路100可以包括多个单一尺寸的模块101。例如，环路100可包括25个具有第一尺寸的模块101和25个具有第二尺寸的模块。

每个模块101a-c包括环形(endless)带601(图9)和扶手102，扶手102以分别与环路100中的其他模块101不同或相同的速度移动。每个模块101a-n分别具有其自己的扶手102a-n，其独立于任何其他模块的扶手102。至少直接线性相邻的模块(例如101a-c)通过电缆201(如图5所示)电连接并且以电子方式传送所连接的模块的速度和状态。无线电波还可以用于在一个模块和一个或多个其他模块101a-c之间传送速度和状态。紧邻的模块(例如101a-c)通过紧固件(例如闩锁、磁体和螺栓1001(图13)中的至少一种)物理邻接。环形带601可由任何类型的电机106或多个电机以及本领域已知的用于使移动步道运行的任何其他部件驱动。类似地，扶手102可由本领域一般技术人员已知的能够移动每个模块101的每个扶手102的任何类型的电机驱动。在一示例性实施例中，扶手102和带601可由机动滑轮驱动。

每个模块101a-n可以包括至少一个运动传感器105，以确定人或物体何时进入或离开每个模块101。在一个实施例中，每个模块101可以包括在每个模块101的每一端上的运动传感器105，以便能够确定人何时登上每个模块101、人何时离开每个模块101、或者当使用多个模块100a-n时确定人在环路100上的位置。运动传感器105可用于激活模块101a-n中的一个或多个、跟踪乘客流量、检测跌倒等。每个模块101a-n还可以包括带传感器107a-n(或多个传感器)以监测带对准、带张力、带速度和带的健康状况。每个模块101a-n还可以包括用于监测每个模块101的电机105的速度、温度、振动和噪声的电机传感器108a-n(或多个传感器)。应当理解和意识到，传感器105、107和/或108可以是单个传感器或多个传感器。

如果任何运动传感器105检测到跌倒，则环路控制系统111可以根据某些模块101的带601与检测到跌倒的传感器105的接近度来关停某些模块101的带601。模块101的带601可以以任何期望的速率逐渐关停或立即停止。例如，环路控制系统111可以停用环路100中的所有模块101的带601，或者它可以仅停用紧邻检测到的跌倒的模块的带601。在另一实施例中，环路控制系统111可以停用紧邻检测到的跌倒的所有带601以及导致检测到的跌倒的环路100中的所有模块101。根据环路控制系统111的设置方式，环路控制系统111可以减慢环路100的一些模块101的带601，逐渐停止环路100的一些模块101的带601，或者立即停止环路100的一些模块101的带601。

现在参考图2，其中示出了环路运行系统(BOS)110。BOS110可以包括环路控制系统111，用于促进BOS 110的运行。环路控制系统111配置成向与模块101相关联的至少一个步道模块控制器112或与多个模块101a-n相关联的多个步道模块控制器112a-n发送和接收数据。环路控制系统111还配置为执行本文描述的BOS 110的所有运行。每个步道模块控制器112是控制每个模块101的运行方面的系统。每个模块101的运行方面包括但不限于电源施加(开或关)、每个模块101的带速度、音频指示器、视觉指示器、每个模块101的扶手速度、运动激活等。

每个步道模块控制器112可以从每个模块101的每个传感器105、107和/或108接收信息，并且将该信息发送到环路控制系统111。环路100可以设置为来自每个传感器105、107和/或108的信息可以被直接发送到环路控制系统111并且绕过用于该特定模块101的相应步道模块控制器112。环路控制系统111可以基于从传感器105、107和/或108和/或每个步道模块控制器112接收的信息来改变环路100的任何模块101a-n的运行。

现在参考图3，其中示出了环路控制系统111的框图。环路控制系统111能够执行包含在有形处理器可读存储介质中的计算机程序产品以执行计算机过程。数据和程序文件可被输入到环路控制系统111中，其使用一个或多个处理器读取文件并执行其中的程序。图3中示出了环路控制系统111的一些元件，其中示出了处理器120，其具有输入/输出(I/O)部分130、中央处理单元(CPU)140和存储器部分150。可以存在一个或多个处理器120，使得环路控制系统111的处理器120包括单个中央处理单元140或多个处理单元。处理器可以是单核或多核处理器。环路控制系统111可以是传统计算机、分布式计算机或任何其他类型的计算机。所描述的技术可选地以加载在存储器150、盘存储单元160中的软件来实现，和/或经由有线或无线网络链路170在载波信号(例如，以太网、3G无线、1G无线、LTE(长期演进)、5G)上进行通信，从而将图3中的环路控制系统111转变为用于实现所描述的运行的专用机器。

I/O部分130可以连接到一个或多个用户接口设备(例如，键盘、触摸屏显示单元等)或盘存储单元160。包含实现根据所描述的技术的系统和方法的机制的计算机程序产品可以保存在环路控制系统111的存储器部分150中或存储单元160上。

环路控制系统111还可以包括能够经由网络链路170将环路控制系统111连接到企业网络的通信接口180，通过网络链路170环路控制系统111可以接收包含在载波中的指令和数据。当在局域网(LAN)环境中使用时，环路控制系统111通过通信接口180(一种类型的通信设备)连接(通过有线连接或无线)到局域网。当在广域网(WAN)环境中使用时，环路控制系统111通常包括调制解调器、网络适配器或用于通过广域网建立通信的任何其他类型的通信设备。在联网环境中，相对于环路控制系统111或其部分描述的程序模块可以存储在远程存储器存储装置中。应当理解，所示的网络连接是通信设备的示例，并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其他手段。

在示例实现中，浏览器应用程序、应用一个或多个兼容性标准的兼容性引擎以及其他模块或程序可以由存储在存储器150和/或存储单元160中并由处理器120执行的指令来体现。此外，本地计算系统、远程数据源和/或服务以及其他相关联的逻辑表示固件、硬件和/或软件，其可以配置为运行环路100以及包括在环路100中的每个模块101a-n。BOS 110的环路控制系统111可以使用通用计算机和专用软件(例如执行服务软件的服务器)、专用计算系统和专用软件(例如执行服务软件的移动设备或网络装置)或其他计算配置来实现。另外，用户请求、简档和参数数据、代理简档和参数数据、位置数据、参数匹配数据和其他数据可以存储在存储器150和/或存储单元160中并由处理器120执行。

现在参考图4，其中示出了每个步道模块控制器112的图。每个步道模块控制器112能够执行包含在有形处理器可读存储介质中的计算机程序产品以执行计算机过程。数据和程序文件可被输入到每个步道模块控制器112中，其读取文件并使用一个或多个处理器执行其中的程序。每个步道模块控制器112的一些元件如图4所示，其中处理器220被示出为具有输入/输出(I/O)部分230、中央处理单元(CPU)240和存储器部分250。可以存在一个或多个处理器220，使得每个步道模块控制器112的处理器220包括单个中央处理单元240或多个处理单元。处理器可以是单核或多核处理器。每个步道模块控制器112可以是传统计算机、分布式计算机或任何其他类型的计算机。所描述的技术可选地以加载在存储器250、盘存储单元260中的软件来实现，和/或经由有线或无线网络链路270在载波信号(例如，以太网、3G无线、1G无线、LTE(长期演进)、5G)上进行通信，从而将图4中的步道模块控制器112转变为用于实现所描述的运行的专用机器。

I/O部分230可以连接到一个或多个用户接口设备(例如，键盘、触摸屏显示单元等)或盘存储单元260。包含实现根据所描述的技术的系统和方法的机制的计算机程序产品可以保存在每个步道模块控制器112的存储器部分250中或存储单元260上。

每个步道模块控制器112还可以包括能够经由网络链路270将每个步道模块控制器112连接到企业网络的通信接口280，通过网络链路270每个步道模块控制器112可以接收包含在载波中的指令和数据。当在局域网(LAN)环境中使用时，每个步道模块控制器112通过通信接口280(一种类型的通信设备)连接(通过有线连接或无线)到局域网。当在广域网(WAN)环境中使用时，每个步道模块控制器112通常包括调制解调器、网络适配器或用于通过广域网建立通信的任何其他类型的通信设备。在联网环境中，相对于每个步道模块控制器112或其部分描述的程序模块可以存储在远程存储器存储装置中。应当理解，所示的网络连接是通信设备的示例，并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其他手段。

在示例实现中，浏览器应用程序、应用一个或多个兼容性标准的兼容性引擎以及其他模块或程序可以由存储在存储器250和/或存储单元260中并由处理器220执行的指令来体现。此外，本地计算系统、远程数据源和/或服务以及其他相关联的逻辑表示固件、硬件和/或软件，其可以配置为运行在环路100中的每个模块101a-n。每个步道模块控制器112可以使用通用计算机和专用软件(例如执行服务软件的服务器)、专用计算系统和专用软件(例如执行服务软件的移动设备或网络装置)或其他计算配置来实现。另外，用户请求、简档和参数数据、代理简档和参数数据、位置数据、参数匹配数据和其他数据可以存储在存储器250和/或存储单元260中并由处理器220执行。

本文描述的本发明的实施例实现为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。本发明的逻辑运行实现为(1)在一个或多个计算机系统中执行的一系列处理器实现的步骤，以及(2)一个或多个计算机系统内的互连机器或电路模块。该实现是选择问题，取决于实现本发明的计算机系统的性能要求。因此，构成本文描述的本发明的实现的逻辑运行被不同地称为运行、步骤、对象或模块。此外，应当理解，除非明确地声明特定顺序是权利要求语言固有地必需的，逻辑运行可以以任何顺序执行，根据需要添加和省略。

数据存储和/或存储器可以由各种类型的存储(例如硬盘介质、包含多个存储设备的存储阵列、光学介质、固态驱动技术、ROM、RAM和其他技术)来实现。这些运行可以以固件、软件、硬连线电路、门阵列技术和其他技术来实现，无论是由微处理器、微处理器核、微控制器、专用电路或其他处理技术执行还是辅助。应当理解，数据存储系统的写入控制器、存储控制器、数据写入电路、数据读取和恢复电路、排序模块和其他功能模块可以包括处理器或与处理器协同工作，该处理器用于处理用于执行系统实现的过程的处理器可读指令。

为了本说明书和权利要求的含义的目的，术语“存储器”(例如，存储器150和/或250)表示有形数据存储设备，该有形数据存储设备包括非易失性存储器(例如闪存等)和易失性存储器(例如动态随机存取存储器等)。计算机指令与诸如数据、虚拟映射、运行系统、应用程序等的其他信息一起永久地或临时地驻留在存储器中，计算机处理器访问这些信息以执行期望的功能。术语“存储器”或“存储介质”明确不包括瞬时介质，例如载波信号，但计算机指令可以无线地传送到存储器。

如图5-7所示，电缆201可以使用公/母连接器202/203向电动机(未示出)供电，该电动机以同步的方式以相同的速度驱动每个模块101a-c的环形带601和扶手102。这允许多个模块101a-c连接成链以形成系统100。

电源是连接到电网和第一有源模块(例如，模块101b、模块101c或者在更一般的实施例中，模块101n)的电力。在室外应用的情况下，可以使用太阳能光伏板(未示出)来补充能量，太阳能光伏板在覆盖环路的结构的顶部上。可用于供电的示例性交流电缆(未示出)可具有美国电气制造商协会(NEMA)5-15-P电源连接器，该电源连接器可插入标准110VAC墙壁插座，以及具有插入第一个有源模块(例如模块101n)的NEMA 5-15-R插座。在某些实施例中，模块可能需要460VAC、三相、60Hz的电源。对于户外应用，来自太阳能电池的能量将通过可运行地连接到交流电源线(未示出)的光伏逆变器。一般而言，AC电源线和电缆201一起为照明、电动机和相关装置(例如模块101a-n的AC驱动器)提供电力。

电缆201可以可运行地连接以从交流电源线接收电力，并且可以使用公/母连接器202/203向驱动环形带601的电动机(未示出)和以同步的方式以相同的速度驱动每个模块101a-n的扶手102的电动机供电。这允许多个模块101a-n连接成链以形成系统100。还可以通过布置在环路100下方的电力电缆母线通道向模块101供电。

模块101a-n在其入口侧103处或附近(如由乘客104方向确定)将具有例如可以检测乘客的运动传感器105。然而，第一模块101a和/或最后一个模块101n可以保持空闲并且用作可以替换变得不运作的另一模块101b-m(其中m小于n)的备用模块。当模块101a(和/或模块101n)被用作备用模块时，当其运动传感器105检测到乘客104时，它将激活至少一个相邻模块101b的带601(而不是模块101a的带601)。类似地，当模块101n被用作备用模块时，它将激活至少一个相邻模块101m的带601(而不是模块101n的带601)。

另外，当模块101a替换可能变得不运作的模块101b-m时，模块101a的运动传感器105a还可用于激活模块101a的带601。应当理解，运动传感器可以是光电运动传感器，其可以是反射式光电传感器或对射式传感器。此外，可以利用其他运动传感器技术，例如组合光电和微波运动传感器开关，或微波传感器开关。

在一个实施例中，如果任何模块101a-n的带601上都没有乘客104，每个模块101a-n配置为例如通过编程来改变带601的方向。如果任何模块101a-n上没有乘客104，模块101a-n将不活动且静止，并且任何或所有模块101a-n的带601的方向可以反转。例如，带601的方向可以反转以适应早高峰或晚高峰期间乘客104的需求。

然而，当定位在第一不活动模块101a的入口侧103处或附近的传感器105检测到乘客104时，该检测将取决于乘客104的速度来触发模块101b的带601和扶手102的移动，并且还触发一个或多个相邻模块(例如，模块101c-n中的一个或多个)的带601和扶手102的移动。一般而言，模块101b-m可以被激活，使得在任何乘客104前面可以有至少一个活动模块(具有移动带601和扶手102)并且在任何站立(或行走)在活动模块(101c-n)上的乘客104后面可以有至少一个活动模块。

如本文先前所述，环路100可具有任意数量的模块101a-n以形成期望长度的移动步道。在一个实施例中，环路100中的所有模块101可以具有相同的速度。在其他实施例中，模块101可以根据它们在环路100中的位置而具有不同的速度。通常，当在环路100中使用三个或更多个模块101时，存在初始模块、至少一个全速模块和结束模块。初始模块可以具有使得往环路100的过渡更容易的初始速度。至少一个全速模块可具有任何期望的最高速度，使得完成从初始模块到全速模块的安全转变。终端模块可以是任何终端速度，使得用户在离开环路100时可以完成安全转变。最终速度和初始速度可以是不同的速度或相同的速度，这取决于环路100的所需设置。

在某些实施例中，环路100可以包括至少五个模块。在这些实施例中，环路100可以包括初始模块101、加速模块101、全速模块、减速模块和结束模块。加速模块的速度和减速模块的速度分别大于起始模块和结束模块的速度，但小于全速模块的速度。与传统移动步道相比，加速和减速模块的加入使得环路100能够实现更高的最高速度、更低的初始速度和更低的最终速度，因为它们提供了初始速度和全速以及最终速度和全速之间的过渡速度。应当理解和认识到，所有这些模块都是相同的，只是以不同的速度运行。还应当理解的是，环路100可以包括任意数量的全速模块，这取决于每个模块的长度和期望的环路100的长度。

在另一实施例中，环路100可包括定位在初始模块和全速模块之间的多个加速模块以及定位在全速模块和结束模块之间的多个减速模块。多个加速和减速模块使环路100能够实现更高的全速。在示例性实施例中，环路100可具有第一加速模块和第二加速模块。布置相邻于初始模块的第一加速模块的速度高于初始模块的速度，并且低于布置在初始模块的相对侧与第一加速模块相邻的第二加速模块的速度。位于第一加速模块和全速模块之间的第二加速模块的速度高于第一加速模块的速度并且低于全速模块的速度。全速模块位于在一侧的第二加速模块与在另一侧的第一减速模块之间。第一减速模块的速度低于全速模块的速度并且高于第一减速模块的速度，第一减速模块位于第二减速模块的与全速模块相对侧。第一减速模块的速度低于第二减速模块的速度并且高于结束模块的速度，该结束模块位于第一减速模块的与第二减速模块相对侧。结合到环路100中的加速和减速模块的数量可以根据环路100的长度、期望的最高速度、期望的进入和退出速度以及以不同速度运行的模块之间的期望速度差而变化。

模块101a-n还可以包括视觉介质(未示出)，用于提供与每个模块的速度相对应的颜色编码的视觉提示，其中颜色编码的视觉提示可以是彩虹或一些其他频谱的顺序，从而让乘客准备好预期并适应每个模块101a-n的速度变化。视觉介质还可以变暗或变亮以提供与每个模块101的速度相对应的视觉提示。

模块101a-n还可以包括扬声器，用于通过音乐来提供音频信息、指令、警报或提示，从而使乘客做好准备来预期并适应任何模块101a-n的带601的线速度的变化，该音乐具有与至少一个模块101a-n的速度相对应的变化节奏。

图5是处于未连接位置的模块到模块机电公/母连接器202/203的局部透视图。每个模块101a-n包括例如机械紧固件，例如弹簧加载柱塞301(图6)和孔205，以建立并固定电连接。可选地，除了机械紧固件之外或者代替机械紧固件，可以使用磁性闩锁(未示出)。还存在用于螺母和螺栓、螺钉等的孔204、206，以利用例如钢板(未示出)将相邻的模块101彼此线性地连接和固定或紧固。

图6是处于未连接位置的模块到模块机电公/母连接器202/203的第二局部透视图。每个模块101a-n无线地或经由有线连接将其状态传输到控制中心(未示出)，控制中心依次控制和调节模块101a-n的带601速度差，使得系统自我调节加速/减速并如果任何模块无法运作则逐渐停止。在一个实施例中，控制中心可以是智能物联网控制系统。图7是处于连接位置的机电公/母连接器202/203的局部透视图。

图8是示出模块101a-n的可调节调平脚500的透视图。手柄501可以沿一个方向(例如，顺时针)旋转以延伸伸缩臂502，并沿相反方向(例如，逆时针)旋转以缩回伸缩臂502。

图9是示出步道模块101的四个可调节调平脚500的透视图。每个模块101a-n的四个可调节支脚500可以单独升高和降低，以将每个模块101a-n的带601放置成基本水平对齐。因此，任何单独模块101a-n的带601是水平对齐的，并且所有单独模块101a-n的带601共同地基本上水平对齐。在一个实施例中，还可以提供并使用自动对准系统来代替可调节地调平脚500。

模块101a、101b配置成允许通过打开封装安装件的侧门(未示出)来移除和更换带601，并且松开皮带的张力，将皮带从行走平台上方和电机轴下方滑出，而无需拆卸或拆解模块的机械部件。在一个实施例中，带601可包括用高抗拉强度纤维(例如对位芳族聚酰胺材料)增强的橡胶薄层。

图10是示出模块101的一部分的两个可调节调平脚500的侧视图。

图11是示出可调节调平脚500上的可伸缩轮503的透视图。每个模块101a-n可以具有可伸缩轮503，以便于更换与第一模块101a和/或最后一个模块101n一起变得不运作的模块101b-m，如上所述。

图12是示出两个步道模块101b、101c之间的气刀901的侧视图。气刀901提供强劲的气流，该气流从带601的下部的下方向上移动并穿过相应模块101b、101c的带601之间的任何空间902。气流防止碎片接近或积聚在空间902中，并有助于去除可能积聚在空间902中的任何积聚的碎片。气刀还可以提供空气调节。每个模块101还可以包括间隙传感器903，用于监测相邻模块101的带601之间的空间902(运输间隙)。如果间隙传感器903在预定时间量内检测到运输间隙中存在某些东西，则环路控制系统111可以关停任何或全部模块101。间隙传感器903可以是本领域已知的能够执行本文描述的功能的任何类型的传感器，例如光电或反射阵列传感器。

图13是下部扶手齿轮构造的透视图。

图14是上部扶手齿轮构造1106的透视图。每个模块101b、101c包括在带601的相对侧上的扶手(未示出)。在图14中，示出了针对每个模块101b、101c的单个扶手1101。

每个模块101b、101c的扶手1101通过将扶手插入到框架1104的基部中的“U形通道”(未示出)内而紧固到每一侧，并用闩锁和螺栓(未示出)固定。相邻模块的扶手可以通过本领域已知的任何方式连接。一个示例是T形连接器1103，其覆盖相邻模块101b、101c的扶手1101之间的间隙。

扶手1101通过机械连接(例如轴1105和齿轮1106的布置)与其相应模块101b、101c的带601(未示出)同步移动，轴1105和齿轮1106可运行地连接到驱动相应模块101b、101c的带601的电机(未示出)。另外，扶手1101可以通过放置在扶手1101的下侧1107附近的装置(未示出)来消毒，该装置例如紫外线C灯和灯。

图15是扶手连接件的第一实施例的透视图。凹陷的扶手连接件1201的该实施例可以提供更多的安全性，因为它不与两个相邻的扶手1101齐平，并且减少了扶手的固定部分。

图16是扶手连接件的第二实施例的透视图，示出了具有盖板1301的图14的实施例。