公开(公告)号：US06496765B1

公开(公告)日：2002-12-17

申请号：US09695815

申请日：2000-10-24

申请人： Rush D. Robinett, III ,  Kenneth N. Groom ,  John T. Feddema ,  Gordon G. Parker

发明人： Rush D. Robinett, III ,  Kenneth N. Groom ,  John T. Feddema ,  Gordon G. Parker

IPC分类号： G06F1900

CPC分类号： B66C13/063

摘要： A crane control system and method provides a way to generate crane commands responsive to a desired payload motion to achieve substantially pendulation-free actual payload motion. The control system and method apply a motion compensator to maintain a payload in a defined payload configuration relative to an inertial coordinate frame. The control system and method can further comprise a pendulation damper controller to reduce an amount of pendulation between a sensed payload configuration and the defined payload configuration. The control system and method can further comprise a command shaping filter to filter out a residual payload pendulation frequency from the desired payload motion.

摘要翻译： 起重机控制系统和方法提供了一种响应于期望的有效载荷运动来产生起重机命令的方式，以实现基本无假定的实际有效载荷运动。 控制系统和方法应用运动补偿器来相对于惯性坐标系将有效载荷维持在限定的有效载荷构造中。 该控制系统和方法还可以包括一个摆式阻尼器控制器，用于减少检测到的有效载荷配置和所定义的有效载荷配置之间的摆动量。 控制系统和方法还可以包括命令整形滤波器，以从期望的有效载荷运动中滤出残余有效载荷倾斜频率。

公开(公告)号：US06442439B1

公开(公告)日：2002-08-27

申请号：US09339787

申请日：1999-06-24

申请人： Rush D. Robinett, III ,  Kenneth N. Groom ,  John T. Feddema ,  Gordon G. Parker

发明人： Rush D. Robinett, III ,  Kenneth N. Groom ,  John T. Feddema ,  Gordon G. Parker

IPC分类号： G05B1302

CPC分类号： B66C13/063

摘要： A command shaping control system and method for rotary boom cranes provides a way to reduce payload pendulation caused by real-time input signals, from either operator command or automated crane maneuvers. The method can take input commands and can apply a command shaping filter to reduce contributors to payload pendulation due to rotation, elevation, and hoisting movements in order to control crane response and reduce tangential and radial payload pendulation. A filter can be applied to a pendulation excitation frequency to reduce residual radial pendulation and tangential pendulation amplitudes.

摘要翻译： 用于旋转式起重机的命令成形控制系统和方法提供了一种减少由实时输入信号引起的有效负载弯曲的方式，来自操作员指令或自动起重机操作。 该方法可以采取输入命令，并且可以应用命令整形滤波器来减少由于旋转，升高和起重运动引起的有效负载弯曲的贡献，以便控制起重机响应并减少切向和径向有效载荷。 滤波器可以应用于摆动激励频率，以减少残余径向摆动和切向摆动振幅。

公开(公告)号：US5785191A

公开(公告)日：1998-07-28

申请号：US651166

申请日：1996-05-15

申请人： John T. Feddema ,  Ben J. Petterson ,  Rush D. Robinett, III

发明人： John T. Feddema ,  Ben J. Petterson ,  Rush D. Robinett, III

IPC分类号： B66C13/06

CPC分类号： B66C13/063

摘要： A system and method for eliminating swing motions in gantry-style cranes while subject to operator control is presented. The present invention comprises an infinite impulse response ("IIR") filter and a proportional-integral ("PI") feedback controller (50). The IIR filter receives input signals (46) (commanded velocity or acceleration) from an operator input device (45) and transforms them into output signals (47) in such a fashion that the resulting motion is swing free (i.e., end-point swinging prevented). The parameters of the IIR filter are updated in real time using measurements from a hoist cable length encoder (25). The PI feedback controller compensates for modeling errors and external disturbances, such as wind or perturbations caused by collision with objects. The PI feedback controller operates on cable swing angle measurements provided by a cable angle sensor (27). The present invention adjusts acceleration and deceleration to eliminate oscillations. An especially important feature of the present invention is that it compensates for variable-length cable motions from multiple cables attached to a suspended payload.

摘要翻译： 提出了一种用于消除龙门式起重机中摆动运动的系统和方法，同时进行操作员控制。 本发明包括无限脉冲响应（“IIR”）滤波器和比例积分（“PI”）反馈控制器（50）。 IIR滤波器从操作者输入装置（45）接收输入信号（46）（命令速度或加速度），并将其转换为输出信号（47），使得所得运动无摇摆（即，终点摆动 防止）。 IIR滤波器的参数使用提升电缆长度编码器（25）的测量值进行实时更新。 PI反馈控制器补偿建模误差和外部干扰，例如与物体碰撞引起的风或扰动。 PI反馈控制器通过电缆角度传感器（27）提供的电缆回转角度测量器进行操作。 本发明调整加速和减速以消除振荡。 本发明的一个特别重要的特征在于它补偿来自附接到悬挂有效载荷的多个电缆的可变长度的电缆运动。

公开(公告)号：US5908122A

公开(公告)日：1999-06-01

申请号：US808821

申请日：1997-02-28

申请人： Rush D. Robinett ,  Gordon G. Parker ,  John T. Feddema ,  Clark R. Dohrmann ,  Ben J. Petterson

发明人： Rush D. Robinett ,  Gordon G. Parker ,  John T. Feddema ,  Clark R. Dohrmann ,  Ben J. Petterson

IPC分类号： B66C13/06 ,  B66C13/04

CPC分类号： B66C13/063

摘要： Methods and apparatuses for reducing the oscillatory motion of rotary crane payloads during operator-commanded or computer-controlled maneuvers. An Input-shaping filter receives input signals from multiple operator input devices and converts them into output signals readable by the crane controller to dampen the payload tangential and radial sway associated with rotation of the jib. The input signals are characterized by a hub rotation trajectory .gamma.(t), which includes a jib angular acceleration .gamma., a trolley acceleration x, and a load-line length velocity L. The system state variables are characterized by a tangential rotation angle .theta.(t) and a radial rotation angle .phi.(t) of the load-line. The coupled equations of motion governing the filter are non-linear and configuration-dependent. In one embodiment, a filter is provided between the operator and the crane for filtering undesired frequencies from the angular .gamma. and trolley x velocities to suppress payload oscillation. In another embodiment, crane commands are computer generated and controlled to suppress vibration of the payload using a postulated asymmetrical shape for the acceleration profiles of the jib, which profiles are uniquely determined by a set of parameters (including the acceleration pulse amplitude and the duration and coast time between pulses), or a dynamic programming approach.

摘要翻译： 在操作员指挥或计算机控制的操作中减少旋转起重机有效载荷振荡运动的方法和装置。 输入整形滤波器接收来自多个操作者输入设备的输入信号，并将其转换成起重机控制器可读的输出信号，以抑制与起重臂旋转相关的有效载荷切向和径向摆动。 输入信号的特征在于轮毂旋转轨迹γ（t），其包括起重角加速度+ E，um1γ+ EE，小车加速度+ E，um1×+ EE和负载线长度速度+ E， 点L + EE。 系统状态变量的特征在于负载线的切向旋转角θ（t）和径向旋转角度φi（t）。 控制滤波器的耦合运动方程是非线性和配置相关的。 在一个实施例中，在操作者和起重机之间提供过滤器，用于从角度+ E，点伽马+ EE和手推车+ E，点x + EE速度滤除不需要的频率，以抑制有效负载振荡。 在另一个实施例中，起重机命令是计算机生成和控制的，以使用用于起重臂的加速度曲线的假定的非对称形状来抑制有效载荷的振动，该轮廓由一组参数（包括加速度脉冲幅度和持续时间以及 脉冲之间的惯性时间）或动态规划方法。

公开(公告)号：US06377878B1

公开(公告)日：2002-04-23

申请号：US09603568

申请日：2000-06-23

申请人： John T. Feddema ,  Brian J. Driessen ,  Kwan S. Kwok

发明人： John T. Feddema ,  Brian J. Driessen ,  Kwan S. Kwok

IPC分类号： G08G1123

CPC分类号： G08G1/164 ,  G05D1/0221 ,  G05D1/0289

摘要： A decentralized fuzzy logic control system for one vehicle or for multiple robotic vehicles provides a way to control each vehicle to converge on a goal without collisions between vehicles or collisions with other obstacles, in the presence of noisy input measurements and a limited amount of compute-power and memory on board each robotic vehicle. The fuzzy controller demonstrates improved robustness to noise relative to an exact controller.

摘要翻译： 用于一个车辆或多个机器人车辆的分散式模糊逻辑控制系统提供了一种方式来控制每个车辆在不存在车辆碰撞或与其他障碍物碰撞之间会聚在一个目标上，在噪声输入测量和有限数量的计算 - 每个机器人车上的电力和记忆。 模糊控制器显示出相对于精确控制器改进的噪声鲁棒性。

公开(公告)号：US06247546B1

公开(公告)日：2001-06-19

申请号：US09306673

申请日：1999-05-06

申请人： Barry L. Spletzer ,  Gary J. Fischer ,  Lisa C. Marron ,  Michael A. Martinez ,  Michael A. Kuehl ,  John T. Feddema

发明人： Barry L. Spletzer ,  Gary J. Fischer ,  Lisa C. Marron ,  Michael A. Martinez ,  Michael A. Kuehl ,  John T. Feddema

IPC分类号： B62D5106

CPC分类号： B62D51/06

摘要： The present invention provides a hopping robot that includes a misfire tolerant linear actuator suitable for long trips, low energy steering and control, reliable low energy righting, miniature low energy fuel control. The present invention provides a robot with hopping mobility, capable of traversing obstacles significant in size relative to the robot and capable of operation on unpredictable terrain over long range. The present invention further provides a hopping robot with misfire-tolerant combustion actuation, and with combustion actuation suitable for use in oxygen-poor environments.

摘要翻译： 本发明提供了一种跳跃机器人，其包括适合于长途旅行，低能量转向和控制，可靠的低能量矫正，微型低能量燃料控制的耐火线性致动器。 本发明提供了一种具有跳跃移动性的机器人，其能够穿过相对于机器人的尺寸显着的障碍物，并且能够在远程不可预测的地形上进行操作。 本发明还提供一种具有耐火燃烧致动的跳跃机器人，并且具有适用于贫氧环境的燃烧致动器。

公开(公告)号：US06308791B1

公开(公告)日：2001-10-30

申请号：US09306674

申请日：1999-05-06

申请人： Barry L. Spletzer ,  Gary J. Fischer ,  John T. Feddema

发明人： Barry L. Spletzer ,  Gary J. Fischer ,  John T. Feddema

IPC分类号： B62D5702

CPC分类号： B62D57/02

摘要： The present invention provides a steerable vertical to horizontal energy transducer for mobile robots that less complex and requires less power than two degree of freedom tilt mechanisms. The present invention comprises an end effector that, when mounted with a hopping actuator, translates along axis (typically vertical) actuation into combined vertical and horizontal motion. The end effector, or foot, mounts with an end of the actuator that moves toward the support surface (typically a floor or the earth). The foot is shaped so that the first contact with the support surface is off the axis of the actuator. Off-axis contact with the support surface generates an on-axis force (typically resulting in vertical motion) and a moment orthogonal to the axis. The moment initiates a horizontal tumbling motion, and tilts the actuator so that its axis is oriented with a horizontal component and continued actuation generates both vertical and horizontal force.

摘要翻译： 本发明提供了一种用于移动机器人的可操纵的垂直水平能量换能器，其比两个自由度倾斜机构更不复杂并且需要更少的功率。 本发明包括端部执行器，其当安装有跳跃致动器时，沿着轴线（通常为垂直）致动平移为组合的垂直和水平运动。 末端执行器或脚部安装有执行器的端部，该端部朝向支撑表面（通常为地板或地球）移动。 脚的形状使得与支撑表面的第一接触离开致动器的轴线。 与支撑表面的离轴接触产生轴上力（通常导致垂直运动）和垂直于轴的力矩。 该时刻启动水平滚动运动，并且使致动器倾斜以使其轴线以水平分量定向并且继续致动产生垂直和水平的力。

公开(公告)号：US06438456B1

公开(公告)日：2002-08-20

申请号：US09841808

申请日：2001-04-24

申请人： John T. Feddema ,  Raymond H. Byrne ,  Jon R. Bryan ,  John J. Harrington ,  T. Scott Gladwell

发明人： John T. Feddema ,  Raymond H. Byrne ,  Jon R. Bryan ,  John J. Harrington ,  T. Scott Gladwell

IPC分类号： G06F1900

CPC分类号： G05D1/0022 ,  G05D1/0297 ,  G05D2201/0207 ,  G05D2201/0214

摘要： A handheld control device provides a way for controlling one or multiple mobile robotic vehicles by incorporating a handheld computer with a radio board. The device and software use a personal data organizer as the handheld computer with an additional microprocessor and communication device on a radio board for use in controlling one robot or multiple networked robots.

摘要翻译： 手持式控制装置提供了一种通过将手持计算机与无线电板结合在一起来控制一个或多个移动机器人车辆的方式。 设备和软件使用个人数据管理器作为手持计算机，在无线电板上具有用于控制一个机器人或多个网络机器人的附加微处理器和通信设备。