DE202016003096U1

DE202016003096U1 - Autonomes Fahrzeug mit Umgebungssensor

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Publication number: DE202016003096U1
Application number: DE202016003096.6U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2026-05-14
Also published as: EP3455688A1; WO2017194188A1

Abstract

Autonomes Fahrzeug mit einem Fahrzeugkörper (1), wenigstens einem an dem Fahrzeugkörper angeordneten ersten Träger (10), an dem wenigstens ein erster Umgebungssensor (11) zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, und einem ersten Antrieb (12; 12'; 12''; 60) zum rotatorischen und/oder translatorischen Verstellen des ersten Trägers von einer ersten in eine hiervon horizontal beabstandete zweite Stellung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein autonomes Fahrzeug mit wenigstens einem Umgebungssensor zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs sowie ein Flurfördersystem mit dem autonomen Fahrzeug und wenigstens einem Transportmittel.
Aus der DE 10 2011 085 019 B4 ist ein autonomes Fahrzeug mit einem berührungslos detektierenden Abstandssensor bekannt, der an einer vorderen Seite eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist, wobei eine Senderichtung eine entgegen der Fahrtrichtung weisende Richtungskomponente aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein autonomes Fahrzeug und/oder ein Flurfördersystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein autonomes Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Flurfördersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein autonomes Fahrzeug einen ein- oder mehrteiligen Fahrzeugkörper, insbesondere ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse, auf.
An dem Fahrzeugkörper ist in einer Ausführung ein, insbesondere lenkbares oder omnidirektionales, Fahrwerk angeordnet, welches in einer Weiterbildung ein oder mehrere Antriebsräder, insbesondere (aktiv) lenkbare und/oder Allseiten- und/oder Mecanum-Antriebsräder, und einen oder mehrere Fahrantriebe zum Antreiben des bzw. eines oder mehrerer der Antriebsräder aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrwerk eine oder mehrere Ketten, Raupen und/oder (fahr)antriebslose, insbesondere schwenk-, insbesondere (aktiv) lenkbare, Räder aufweisen. Hierdurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte Mobilität zur Verfügung gestellt werden.
In einer Ausführung weist das autonomes Fahrzeug einen an dem Fahrzeugkörper angeordneten ein- oder mehrteiligen, insbesondere gelenkigen oder gelenkfreien, Träger, der vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erster Träger bezeichnet wird und an dem ein oder mehrere (erste) Umgebungssensoren zur, insbesondere berührungslosen, insbesondere optischen, Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere zur Abstandsmessung, angeordnet sind, und einen (ersten) Antrieb zum rotatorischen und/oder translatorischen Verstellen, insbesondere Verschwenken und/oder Verschieben, des ersten Trägers von einer Stellung, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Stellung bezeichnet wird, in eine Stellung auf, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Stellung bezeichnet wird und von der ersten Stellung horizontal bzw. in horizontaler Richtung, insbesondere um wenigstens 5 cm, insbesondere um wenigstens 10 cm, insbesondere um wenigstens 20 cm, beabstandet ist.
Durch das aktive Verstellen des ersten Trägers kann in einer Ausführung vorteilhaft ein Sichtfeld des ersten Umgebungssensors bedarfsweise verändert und insbesondere auf eine Beeinträchtigung seines Sichtfeldes, insbesondere durch ein vom dem Fahrzeug unterfahrendes Transportmittel wie eine (Transport)Palette, reagiert werden.
In einer Ausführung weist das Fahrzeug wenigstens, insbesondere genau, einen weiteren an dem Fahrzeugkörper angeordneten ein- oder mehrteiligen, insbesondere gelenkigen oder gelenkfreien, Träger auf, der vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweiter Träger bezeichnet wird und an dem ein oder mehrere (zweite) Umgebungssensoren zur insbesondere berührungslosen, insbesondere optischen, Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere zur Abstandsmessung, angeordnet sind, wobei der zweite Träger durch den ersten Antrieb oder einen zweiten Antrieb rotatorisch und/oder translatorisch von einer ersten in eine hiervon horizontal, insbesondere um wenigstens 5 cm, insbesondere um wenigstens 10 cm, insbesondere um wenigstens 20 cm, beabstandete zweite Stellung verstellbar, insbesondere verschwenk- und/oder -schiebbar, ist.
Durch einen verstellbaren zweiten Träger mit Umgebungssensor kann in einer Ausführung ein größeres Gesamtsichtfeld bedarfsweise verändert und insbesondere auf eine Beeinträchtigung eines Sichtfeldes der Umgebungssensoren, insbesondere durch ein vom dem Fahrzeug unterfahrendes Transportmittel wie eine (Transport)Palette, reagiert werden.
Durch eine Verstellung des zweiten Trägers durch den ersten Antrieb kann in einer Ausführung eine Verstellung der Sichtfelder des ersten und zweiten Umgebungssensors zwangsgekoppelt und so das Gesamtsichtfeld in vorteilhafter Weise verstellt werden. Durch eine Verstellung des zweiten Trägers durch einen eigenen zweiten Antrieb können in einer Ausführung die Sichtfelder des ersten und zweiten Umgebungssensors variabel und/oder die Träger präziser verstellt werden.
Die Angabe „horizontal” bezieht sich vorliegend insbesondere auf einen horizontalen Zustand bzw. eine horizontale Lage des Fahrzeugs, in dem bzw. der das Fahrzeug, insbesondere sein Fahrwerk, horizontal bzw. auf einer horizontalen Ebene angeordnet und/oder verfahrbar ist, und/oder auf eine Ebene, die zu einer Aufstands- bzw. (Ver)Fahrebene des Fahrzeugs, insbesondere seines Fahrwerks, parallel ist. Mit anderen Worten ist in einer Ausführung die zweite Stellung des ersten bzw. zweiten Trägers bzw. Umgebungssensors von dessen erster Stellung, insbesondere um wenigstens 5 cm, insbesondere um wenigstens 10 cm, insbesondere um wenigstens 20 cm, horizontal beabstandet, wenn das Fahrzeug, insbesondere sein Fahrwerk, auf einer horizontalen Ebene angeordnet und/oder verfahrbar ist, und/oder von dessen erster Stellung, insbesondere um wenigstens 5 cm, insbesondere um wenigstens 10 cm, insbesondere um wenigstens 20 cm, in einer Ebene beabstandet, die zu einer Aufstands- bzw. (Ver)Fahrebene des Fahrzeugs, insbesondere seines Fahrwerks, parallel ist.
Die zweite Stellung des ersten bzw. zweiten Trägers bzw. Umgebungssensors kann von dessen erster Stellung zusätzlich auch vertikal bzw. senkrecht zur horizontalen Richtung beabstandet sein. Gleichermaßen kann die zweite Stellung des ersten bzw. zweiten Trägers bzw. Umgebungssensors, wenigstens im Wesentlichen, auf derselben (vertikalen) Höhe liegen wie dessen erste Stellung. Entsprechend ist in einer Ausführung der erste Träger durch den ersten Antrieb und/oder der zweite zweite Träger durch den ersten oder zweiten Antrieb, insbesondere nur oder auch, horizontal verschwenk- und/oder -schiebbar, insbesondere wenn das Fahrzeug horizontal ausgerichtet ist bzw. nur oder auch in einer zu einer Aufstands- bzw. (Ver)Fahrebene des Fahrzeugs, insbesondere seines Fahrwerks, parallelen Ebene verschwenk- und/oder -schiebbar.
In einer Ausführung weist das autonome Fahrzeug eine (Fahr)Steuerung zum autonomen Steuern, insbesondere Navigieren und/oder Stillsetzen, des Fahrzeugs, insbesondere seines Fahrwerks, auf Basis von Umgebungs-, insbesondere Abstandsinformationen auf, die sie von dem ersten und/oder zweiten Umgebungssensor erhält. Insbesondere kann in einer Ausführung die (Fahr)Steuerung Hindernissen, die durch einen Umgebungssensor erfasst werden, ausweichen und/oder eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Hindernissen, die durch einen Umgebungssensor erfasst werden, verändern, insbesondere reduzieren, insbesondere auf Null, bzw. hierzu, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, eingerichtet sein.
In einer Ausführung sind/ist der erste Träger und/oder der zweite Träger horizontal wenigstens abschnittsweise gekrümmt, insbesondere ein- oder mehrfach gekröpft. Hierdurch kann der Träger in einer Ausführung in der ersten oder zweiten Stellung ein Hindernis wenigstens teilweise umgreifen.
In einer Ausführung sind/ist der erste Träger und/oder der zweite Träger drehbar an dem Fahrzeugkörper angelenkt bzw. ((dreh)gelenkig) befestigt. Hierdurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte Verstellkinematik dargestellt werden.
In einer Ausführung sind/ist der erste Träger und/oder der zweite Träger an, insbesondere einander gegenüberliegenden, Außenbereichen, insbesondere Ecken, des Fahrzeugkörpers angelenkt bzw. ((dreh)gelenkig) befestigt. Hierdurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte Verstellkinematik dargestellt werden.
In einer Ausführung sind/ist der erste Träger und/oder der zweite Träger, insbesondere durch den ersten bzw. zweiten Antrieb, längsveränderlich, insbesondere teleskopierbar. Hierdurch kann der Träger in einer Ausführung an unterschiedliche Randbedingungen, insbesondere Transportmittel, angepasst werden.
In einer Ausführung weist der Fahrzeugkörper wenigstens eine Gelenkschnittstelle zum, insbesondere lösbaren, Anlenken bzw. Befestigen des ersten Trägers und/oder wenigstens eine Gelenkschnittstelle zum, insbesondere lösbaren, Anlenken bzw. Befestigen des zweiten Trägers auf. Mit anderen Worten sind in einer Ausführung der erste Träger und/oder der zweite Träger zerstörungsfrei lösbar an dem Fahrzeugkörper befestigbar, insbesondere befestigt. Hierdurch kann der entsprechende Träger in einer Ausführung bei Bedarf durch einen anders dimensionierten Träger ausgetauscht und so das Fahrzeug an unterschiedliche Randbedingungen, insbesondere Transportmittel, angepasst werden.
In einer Ausführung weist der Fahrzeugkörper wenigstens zwei Gelenkschnittstellen zum wahlweisen, insbesondere lösbaren, Anlenken bzw. Befestigen des ersten Trägers und/oder wenigstens zwei Gelenkschnittstellen zum wahlweisen, insbesondere lösbaren, Anlenken bzw. Befestigen des zweiten Trägers auf. Hierdurch kann der entsprechende Träger in einer Ausführung bei Bedarf an unterschiedlichen Stellen angelenkt und so das Fahrzeug an unterschiedliche Randbedingungen, insbesondere Transportmittel, angepasst werden.
In einer Ausführung sind/ist in der ersten Stellung der erste Umgebungssensor und/oder der zweite Umgebungssensor an dem Fahrzeugkörper, insbesondere wenigstens teilweise in einer Aussparung des Fahrzeugkörpers, angeordnet und in der zweiten Stellung horizontal von dem Fahrzeugkörper beabstandet. Gleichermaßen können in einer Ausführung in der zweiten Stellung der erste Umgebungssensor und/oder der zweite Umgebungssensor an dem Fahrzeugkörper, insbesondere wenigstens teilweise in einer Aussparung des Fahrzeugkörpers, angeordnet und in der ersten Stellung horizontal von dem Fahrzeugkörper beabstandet sein. Hierdurch kann der entsprechende Träger in einer Ausführung in der einen Stellung kompakt und/oder geschützt angeordnet werden und/oder in der anderen Stellung ein vorteilhaftes Sichtfeld aufweisen, insbesondere Hindernissen, insbesondere einem vom Fahrzeug unterfahrenen Transportmittel, Rechnung tragen.
In einer Ausführung weist das Fahrzeug eine ein- oder mehrteilige Fixieranordnung zum, insbesondere reibschlüssigen, formschlüssigen und/oder magnetischen, Fixieren, insbesondere Klemmen, Verrasten, Einhaken oder dergleichen, des ersten Trägers und/oder des zweiten Trägers und/oder des ersten Umgebungssensors und/oder des zweiten Umgebungssensors in der ersten Stellung und/oder in der zweiten Stellung auf. Hierdurch kann in einer Ausführung der entsprechende Umgebungssensor in der entsprechenden Stellung stabilisiert werden.
In einer Ausführung weist das Fahrzeug eine, insbesondere elektrische, insbesondere elektromagnetische, Entriegelung zum Lösen der Fixieranordnung, insbesondere zum Lösen einer Fixierung des ersten Trägers und/oder des zweiten Trägers und/oder des ersten Umgebungssensors und/oder des zweiten Umgebungssensors in der ersten Stellung und/oder in der zweiten Stellung, auf. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Verstellung des entsprechenden Trägers erleichtert, insbesondere ermöglicht, werden.
In einer Ausführung weisen/weist der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb (jeweils) einen oder mehrere Drehantriebe, insbesondere elektrische, insbesondere elektromagnetische, Drehmotoren, einen oder mehrere Linear-, insbesondere Schubantriebe, insbesondere elektrische, insbesondere elektromagnetische, Linear-, insbesondere Schubmotoren, und/oder ein oder mehrere Formgedächtniselemente, insbesondere aus einer NiTi-Legierung, auf. Durch einen Drehantrieb kann in einer Ausführung eine vorteilhafte Verstellkinematik und/oder kompakte Bauweise dargestellt werden, durch einen Linearantrieb eine vorteilhafte Aktuierung. Durch Formgedächtniselemente können in einer Ausführung kompakte und/oder leichte Antriebe zur Verfügung gestellt werden. In einer Ausführung weist ein Antrieb insbesondere einen Schritt- oder DC-Motor auf.
In einer Ausführung weist das Fahrzeug eine, insbesondere mechanische, pneumatische, hydraulische und/oder magnetische, Spann-, insbesondere Federanordnung auf, die den ersten Träger und/oder den zweiten Träger in dessen erste Stellung vorspannt bzw. hierzu eingerichtet ist. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Rückstellung in die erste Stellung verbessert werden, insbesondere können so in einer Ausführung semiaktive bzw. einsinnige Antriebe mit einer Antriebsrichtung verwendet werden. Gleichermaßen können der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb auch beidsinnige Antriebe bzw. Antriebe mit umkehrbarer Antriebsrichtung sein bzw. der erste Antrieb den ersten und/oder zweiten Träger auch umgekehrt von der zweiten in die erste Stellung und/oder der zweite Antrieb den zweiten Träger von der zweiten in die erste Stellung verstellen bzw. hierzu eingerichtet sein.
In einer Ausführung weist das Fahrzeug eine Kontaktsensoranordnung zur, insbesondere redundanten, Erfassung der ersten Stellung des ersten Trägers und/oder zur, insbesondere redundanten, Erfassung der zweiten Stellung des ersten Trägers und/oder zur, insbesondere redundanten, Erfassung der ersten Stellung des zweiten Trägers und/oder zur, insbesondere redundanten, Erfassung der zweiten Stellung des zweiten Trägers auf. Hierdurch kann in einer Ausführung ein korrektes Sichtfeld des entsprechenden Umgebungssensors sichergestellt werden. Eine redundante Erfassung kann insbesondere durch zwei, insbesondere baugleiche, Erfassungsmittel zur Erfassung der jeweiligen Stellung des jeweiligen Trägers realisiert sein.
In einer Weiterbildung weist die Kontaktsensoranordnung, insbesondere ein Erfassungsmittel der Kontaktsensoranordnung, wenigstens einen Vorsprung, der in der ersten Stellung des ersten Trägers eine zugeordnete Blende der Kontaktsensoranordnung bzw. dieses Erfassungsmittels durchgreift, um die erste Stellung des ersten Trägers zu erfassen, auf.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Weiterbildung die Kontaktsensoranordnung, insbesondere ein (weiteres) Erfassungsmittel der Kontaktsensoranordnung, wenigstens einen Vorsprung, der in der zweiten Stellung des ersten Trägers eine zugeordnete Blende der Kontaktsensoranordnung bzw. dieses Erfassungsmittels durchgreift, um die zweite Stellung des ersten Trägers zu erfassen, auf.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Weiterbildung die Kontaktsensoranordnung, insbesondere ein (weiteres) Erfassungsmittel der Kontaktsensoranordnung, wenigstens einen Vorsprung, der in der ersten Stellung des zweiten Trägers eine zugeordnete Blende der Kontaktsensoranordnung bzw. dieses Erfassungsmittels durchgreift, um die erste Stellung des zweiten Trägers zu erfassen, auf.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Weiterbildung die Kontaktsensoranordnung, insbesondere ein (weiteres) Erfassungsmittel der Kontaktsensoranordnung, wenigstens einen Vorsprung, der in der zweiten Stellung des zweiten Trägers eine zugeordnete Blende der Kontaktsensoranordnung bzw. dieses Erfassungsmittels durchgreift, um die zweite Stellung des zweiten Trägers zu erfassen, auf.
Hierdurch kann in einer Ausführung das Risiko einer unbeabsichtigten bzw. fehlerhaften Erfassung der entsprechenden Stellung reduziert werden.
In einer Ausführung können der erste Umgebungssensor und/oder der zweite Umgebungssensor (jeweils) wenigstens einen Abstandssensor zum berührungslosen, insbesondere optischen, Erfassen eines, insbesondere horizontalen, Abstands, insbesondere wenigstens einen Laserscanner, aufweisen, insbesondere sein. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Umgebung, insbesondere zur Navigation und/oder Sicherheitsüberwachung des autonomen Fahrzeugs, vorteilhaft erfasst werden.
In einer Ausführung weist das Fahrzeug eine (Träger)Steuerung auf, die den ersten Träger und/oder den zweiten Träger automatisch von der ersten in die zweite Stellung, in einer Weiterbildung auch umgekehrt von der zweiten in die erste Stellung, verstellt, insbesondere auf Basis eines Sichtfeldes des ersten und/oder zweiten Umgebungssensors und/oder eines erfassten Unterfahrens und/oder Ankoppelns eines Transportmittels eines Flurfördersystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, bzw. hierzu, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, eingerichtet ist. Hierdurch kann in einer Ausführung das Sichtfeld automatisch bedarfsweise verändert und insbesondere auf eine Beeinträchtigung des Sichtfeldes, insbesondere durch ein vom dem Fahrzeug unterfahrendes Transportmittel wie eine (Transport)Palette, reagiert werden.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Flurfördersystem ein oder mehrere Transportmittel, insbesondere (Transport)Paletten, und ein oder mehrere der hier beschriebenen autonomen Fahrzeuge auf, das bzw. die zum Unterfahren und Bewegen des, insbesondere unterfahrenen und/oder angekoppelten, Transportmittels vorgesehen bzw. eingerichtet sind bzw. verwendet werden. Hierdurch kann in einer Ausführung das Sichtfeld wenigstens eines Umgebungssensors eines autonomen Fahrzeugs bedarfsweise verändert und insbesondere auf eine Beeinträchtigung des Sichtfeldes durch ein vom dem Fahrzeug unterfahrendes Transportmittel reagiert werden.
In einer Ausführung ist wenigstens ein Fixiermittel einer bzw. der Fixieranordnung zum, insbesondere reibschlüssigen, formschlüssigen und/oder magnetischen, Fixieren des ersten und/oder zweiten Trägers und/oder Umgebungssensors in der ersten und/oder zweiten Stellung an dem Transportmittel, insbesondere einem Sockel, insbesondere Standsockel, des Transportmittels, angeordnet. Hierdurch kann in einer Ausführung der entsprechende Träger vorteilhaft fixiert werden.
In einer Ausführung sind/ist der erste Umgebungssensor und/oder der zweite Umgebungssensor in der ersten Stellung ganz oder teilweise innerhalb einer (horizontalen) Außenkontur des Transportmittels und in der zweiten Stellung ganz oder teilweise außerhalb der (horizontalen) Außenkontur des Transportmittels oder der erste Umgebungssensor und/oder der zweite Umgebungssensor in der zweiten Stellung ganz oder teilweise innerhalb einer (horizontalen) Außenkontur des Transportmittels und in der ersten Stellung ganz oder teilweise außerhalb der (horizontalen) Außenkontur des Transportmittels angeordnet. Hierdurch kann in einer Ausführung einerseits ein vorteilhaftes Sichtfeld bei unterfahrenem Transportmittel und andererseits eine kompakte und/oder geschützte Anordnung des bzw. der Umgebungssensoren zur Verfügung gestellt werden.
In einer Ausführung sind/ist der erste Träger und/oder der zweite Träger in einer von der ersten und zweiten Stellung, insbesondere horizontal bzw. um eine vertikale Achse und/oder gleichsinnig, um wenigstens 60° und/oder höchstens 120°, insbesondere um, wenigstens im Wesentlichen, 90°, gegenüber der anderen von der ersten und zweiten Stellung verdreht. Zusätzlich oder alternativ sind/ist der erste Umgebungssensor, insbesondere horizontal bzw. um eine vertikale Achse, drehfest an dem ersten Träger und/oder der zweite Umgebungssensor, insbesondere horizontal bzw. um eine vertikale Achse, drehfest an dem zweiten Träger angeordnet und/oder der erste Umgebungssensor und/oder der zweite Umgebungssensor in einer, insbesondere der einen, von der ersten und zweiten Stellung, insbesondere horizontal bzw. um eine vertikale Achse und/oder gleichsinnig, um wenigstens 60° und/oder höchstens 120°, insbesondere um, wenigstens im Wesentlichen, 90°, gegenüber der anderen von der ersten und zweiten Stellung verdreht. Zusätzlich oder alternativ überschneiden sich in einer Ausführung ein erfassbarer bzw. Erfassungsbereich bzw. ein Sichtfeld des ersten und zweiten Umgebungssensors einander in der ersten und/oder zweiten Stellung wenigstens teilweise, so dass durch die beiden Umgebungssensoren gemeinsam in der ersten und/oder zweiten Stellung (horizontal) 360° erfassbar sind bzw. die beiden Umgebungssensoren ein (Gesamt)Sichtfeld von 360° aufweisen. In einer Ausführung sind der erste und zweite Träger voneinander horizontal beabstandet an dem Fahrzeugkörper drehbar angelenkt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert,:
1: ein Flurfördersystem mit einem autonomen Fahrzeug nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit zwei Trägern in einer ersten Stellung;
2: das Flurfördersystem mit den Trägern in einer zweiten Stellung;
3: einen Teil des Fahrzeugs der 1;
4: einen Teil des Fahrzeugs und eines Transportmittels des Flurfördersystems der 2;
5: eine Draufsicht auf das Flurfördersystem der 2;
6: eine Abwandlung des Flurfördersystems in 5 entsprechender Darstellung;
7: eine weitere Abwandlung des Flurfördersystems in 5, 6 entsprechender Darstellung;
8: eine weitere Abwandlung des Flurfördersystems in 5–7 entsprechender Darstellung;
9: einen Teil einer Fixieranordnung des Flurfördersystems der 1;
10: eine Abwandlung der Fixieranordnung in 9 entsprechender Darstellung;
11: eine weitere Abwandlung der Fixieranordnung in 9, 10 entsprechender Darstellung; und
12: eine weitere Abwandlung der Fixieranordnung in 9–11 entsprechender Darstellung.
1 zeigt ein Flurfördersystem mit einer Transportpallette 100 und einem autonomen Fahrzeug nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Bewegen der Transportpallette 100, das diese hierzu unterfahren hat.
Das Fahrzeug weist eine Fahrzeugkörper 1 mit einem nicht dargestellten Fahrwerk auf.
An einer in 1 linken unteren Ecke des Fahrzeugkörpers 1 ist ein horizontal gekröpfter erster Träger 10, an dem ein erster Laserscanner 11 zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, drehbar angelenkt.
An einer in 1 rechten oberen Ecke des Fahrzeugkörpers 1 ist ein horizontal gekröpfter zweiter Träger 20, an dem ein zweiter Laserscanner 21 zur Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, drehbar angelenkt.
Der erste Träger 10 ist durch einen ersten Drehmotor 12 (vgl. 5) horizontal von einer in 1 gezeigten ersten Stellung in eine in 2 gezeigte, hiervon horizontal beabstandete zweite Stellung verschwenkbar.
Der zweite Träger 20 ist durch einen zweiten Drehmotor 22 (vgl. 5) horizontal von einer in 1 gezeigten ersten Stellung in eine in 2 gezeigte, hiervon horizontal beabstandete zweite Stellung verschwenkbar.
Der erste und zweite Umgebungssensor 11, 21 sind in der ersten Stellung jeweils teilweise in einer Aussparung des Fahrzeugkörpers 1 angeordnet und in der zweiten Stellung horizontal von dem Fahrzeugkörper 1 beabstandet.
In der ersten Stellung sind der erste und zweite Umgebungssensor 11, 21 innerhalb einer Außenkontur der Transportpallette 100 angeordnet (vgl. 1), in der zweiten Stellung außerhalb der Außenkontur.
Man erkennt durch den Vergleich der 1, 2 dass die einander teilweise überschneidenen Sichtfelder der Laserscanner 11, 21 in der ersten Stellung durch die S(tands)ockel 110 der Transportpallette 100 eingeschränkt werden. Durch das Ausschwenken der Träger 10, 20 mit den Laserscanner 11, 21 in die zweite Stellung können deren Sichtfelder verbessert werden. In der ersten und zweiten Stellung weisen die beiden Laserscanner 11, 21 gemeinsam ein (Gesamt)Sichtfeld bzw. einen gemeinsamen Erfassungsbereich von 360° auf.
In einer in 6 dargestellten Abwandlung werden der erste und zweite Träger 10, 20 anstelle der Drehmotoren 12, 22 durch Schubantriebe 12', 22' verschwenkt, die ebenfalls gelenkig an dem Fahrzeugkörper 1 angelenkt sind.
In einer in 7 dargestellten weiteren Abwandlung werden der erste und zweite Träger 10, 20 mittels Schubkurbeln durch Schubantriebe 12'', 22'' verschwenkt, die drehfest an dem Fahrzeugkörper 1 befestigt sind.
In einer in 8 dargestellten weiteren Abwandlung werden der erste und zweite Träger 10, 20 gemeinsam durch einen ersten Antrieb verschwenkt, der ein Formgedächtniselement 60 aufweist: verkürzt sich dieses thermisch bedingt, verschwenkt es die Träger 10, 20 in die zweite Stellung und spannt dabei Druckfedern 61. Diese stellen die Träger 10, 20 bei thermisch bedingter Längung des Formgedächtniselements 60 in die erste Stellung zurück.
Auch in den Ausführungen der 5–7 können entsprechende Zug-, Druck- und/oder Drehfedern vorgesehen sein, die die Träger 10, 20 in die erste Stellung zurückzustellen suchen bzw. durch die Antriebe 12, 12', 12'', 22, 22' bzw. 22'' elastisch deformiert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass umgekehrt auch die in 1, 3 gezeigte Stellung eine zweite Stellung und entsprechend die in 2, 4–8 gezeigte Stellung eine erste Stellung im Sinne der vorliegenden Erfindung sein kann.
Eine Fixieranordnung zum Fixieren des ersten und zweiten Trägers in der ersten und in der zweiten Stellung ist in 3, 4 teilweise schematisiert angedeutet. Sie weist ein fahrzeugkörperseitiges bzw. -festes Fixiermittel 31 zum Fixieren des ersten Trägers 11 in der ersten Stellung (vgl. 1, 3) und ein Fixiermittel 32 zum Fixieren des zweiten Trägers 21 in der zweiten Stellung (vgl. 2, 4) auf, das an einem Sockel 110 der Transportpallette angeordnet ist. In analoger Weise weist die Fixieranordnung ein fahrzeugkörperseitiges Fixiermittel zum Fixieren des zweiten Trägers 21 in der ersten Stellung und ein Fixiermittel zum Fixieren des ersten Trägers 11 in der zweiten Stellung auf, das an einem weiteren Sockel 110 der Transportpallette 100 (links unten in 1) angeordnet ist.
9 zeigt das Fixiermittel 31 sowie den ersten Träger 10 in der ersten Stellung. Die anderen Fixiermittel bzw. der zweite Träger 20 sind analog ausgebildet.
Im ersten Träger 10 ist ein angefederter Fixierstift 33 der Fixieranordnung gelagert, der in eine kegelförmige Aussparung des Fixiermittels 31 eingreift und so zusammen mit einer gegenüberliegenden weiteren Kegelfläche (links oben in 9) des Fixiermittels 31 den ersten Träger 10 reib- und/oder formschlüssigen in der ersten Stellung fixiert.
Durch Bestromen eines Elektromagneten 34 einer Entriegelung kann der Fixierstift 33 angehoben und so die Fixier(anordn)ung gelöst werden.
10 zeigt eine Abwandlung des Fixiermittels 31 sowie des ersten Trägers 10 in 9 entsprechender Darstellung. Die anderen Fixiermittel bzw. der zweite Träger 20 sind in der Abwandlung wiederum analog ausgebildet.
In der Abwandlung wird der Träger 10 beim Auflaufen auf eine Anlaufschräge des Fixiermittels 31 vertikal nach oben gebogen. Die hierdurch induzierte Normalkraft fixiert den Träger 10 reibschlüssig an dem Fixiermittel 31. Dabei ist der Laserscanner 11 derart an dem Träger 10 ausgerichtet, dass er bei solcherart gebogenem Träger 10 ein gewünschtes Sichtfeld erfasst.
11 zeigt eine weitere Abwandlung des Fixiermittels 31 sowie des ersten Trägers 10 in 9, 10 entsprechender Darstellung. Die anderen Fixiermittel bzw. der zweite Träger 20 sind in der weiteren Abwandlung wiederum analog ausgebildet.
In der weiteren Abwandlung ist in dem Träger 10 ein Permanentmagnet 35 angeordnet, der den Träger 10 in der ersten Stellung an einem ferromagnetischen Anschlag 36 an dem Fixiermittel 31 magnetisch fixiert.
Durch Bestromen eines Elektromagneten 34 einer Entriegelung kann das Magnetfeld des Permanentmagneten 35 geschwächt bzw. „abgeschaltet” und so die Fixier(anordn)ung gelöst werden.
In einer nicht dargestellten Abwandlung kann der Permanentmagnet 35 auch seitlich an dem Träger 10 angeordnet sein.
12 zeigt eine weitere Abwandlung des Fixiermittels 31 sowie des ersten Trägers 10 in 9–11 entsprechender Darstellung. Die anderen Fixiermittel bzw. der zweite Träger 20 sind in der weiteren Abwandlung wiederum analog ausgebildet.
In dieser weiteren Abwandlung ist in dem Fixiermittel 31 ein Druckstab 37 drehbar auf einer Feder 38 gelagert. Beim Verstellen in die erste Stellung fängt ein Formausschnitt am ersten Träger 10 den Druckstab 37, der dabei unter Biegen der Feder 38 in die in 12 gezeigte Gleichgewichtslage umschnappt, so dass der Träger 10 in dem Fixiermittel 31 verrastet.
9–12 zeigen jeweils auch einen Vorsprung 41, einen durch diesen betätigbaren Kontaktsensor 42 sowie eine Blende 43 einer Kontaktsensoranordnung, die der Vorsprung 41 zum Betätigen des Kontaktsensors 42 zur Erfassung der ersten Stellung des ersten Trägers 10 durchgreift. Zur redundanten Erfassung der ersten Stellung des ersten Trägers 10 ist ein baugleicher weiterer Vorsprung 41, ein durch diesen betätigbarer weiterer Kontaktsensor 42 sowie eine weitere Blende 43 vorgesehen, die der weitere Vorsprung 41 zum Betätigen des weiteren Kontaktsensors 42 zur (redundanten) Erfassung der ersten Stellung des ersten Trägers 10 durchgreift. Die zweite Stellung des ersten Trägers 10 sowie die erste und zweite Stellung des zweiten Trägers 20 werden durch baugleiche Vorsprünge 41, Kontaktsensoren 42 und Blenden 43 der Kontaktsensoranordnung redundant erfasst.
Eine im Fahrzeugkörper 1 angeordnete Steuerung 50 steuert einerseits das Fahrwerk auf Basis von Informationen der Laserscanner 11, 21. Sie kann insbesondere auf Basis von durch die Laserscanner 11, 21 erfassten Umgebungsinformationen navigieren, insbesondere Hindernissen ausweichen, eine Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Abstand zu durch die Laserscanner 11, 21 erfassten Hindernissen reduzieren oder dergleichen.
Zusätzlich verstellt die Steuerung 50 automatisch den ersten und zweiten Träger 10, 20 von der ersten in die zweite Stellung, wenn das Fahrzeug die Transportpallette 100 unterfahren hat und dadurch, insbesondere die Sockel 110, das Sichtfeld des ersten und zweiten Laserscanners 11, 21 eingeschränkt bzw. dieses erfasst wird.
Umgekehrt verstellt die Steuerung 50 automatisch den ersten und zweiten Träger 10, 20 von der zweiten in die erste Stellung, wenn das Fahrzeug unter der Transportpallette 100 herausgefahren ist und dadurch das Sichtfeld des ersten und zweiten Laserscanners 11, 21 nicht mehr eingeschränkt ist bzw. dieses erfasst wird.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So kann beispielsweise der erste und/oder zweite Träger in einer Abwandlung durch einen entsprechenden Linearmotor längsveränderlich sein. Hierdurch kann insbesondere die zweite Stellung (vgl. 2, 4–8) an unterschiedliche Transportpalletten angepasst werden.
Insbesondere hierzu kann in einer Abwandlung der Fahrzeugkörper 1 jeweils mehrere Gelenkschnittstellen zum wahlweisen Anlenken des ersten Trägers und mehrere Gelenkschnittstellen zum wahlweisen Anlenken des zweiten Trägers aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können der erste und zweite Träger 10, 20 auch lösbar an dem Fahrzeugkörper 1 angelenkt und so bei Bedarf, insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche Transportpalletten, gegen anders dimensionierte Träger ausgetauscht werden.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011085019 B4 [0002]

Claims

Autonomes Fahrzeug mit einem Fahrzeugkörper (1), wenigstens einem an dem Fahrzeugkörper angeordneten ersten Träger (10), an dem wenigstens ein erster Umgebungssensor (11) zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, und einem ersten Antrieb (12; 12'; 12''; 60) zum rotatorischen und/oder translatorischen Verstellen des ersten Trägers von einer ersten in eine hiervon horizontal beabstandete zweite Stellung.
Autonomes Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen an dem Fahrzeugkörper angeordneten zweiten Träger (20), an dem wenigstens ein zweiter Umgebungssensor (21) zur Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei der zweite Träger durch den ersten oder einen zweiten Antrieb (22; 22', 22'') rotatorisch und/oder translatorisch von einer ersten in eine hiervon horizontal beabstandete zweite Stellung verstellbar ist.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Träger horizontal wenigstens abschnittsweise gekrümmt und/oder drehbar an dem Fahrzeugkörper, insbesondere einem Außenbereich, insbesondere einer Ecke, des Fahrzeugkörpers, angelenkt und/oder längsveränderlich ist.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Gelenkschnittstelle, insbesondere wenigstens zwei Gelenkschnittstellen, zum, insbesondere lösbaren, Anlenken des ersten und/oder zweiten Trägers.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Umgebungssensor in der einen von der ersten und zweiten Stellung an dem Fahrzeugkörper, insbesondere wenigstens teilweise in einer Aussparung des Fahrzeugkörpers, angeordnet und/oder in der anderen von der ersten und zweiten Stellung horizontal von dem Fahrzeugkörper beabstandet ist.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fixieranordnung (31, 32, 33, 35, 36, 37, 38) zum, insbesondere reibschlüssigen, formschlüssigen und/oder magnetischen, Fixieren des ersten und/oder zweiten Trägers und/oder Umgebungssensors in der ersten und/oder zweiten Stellung.
Autonomes Fahrzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine, insbesondere elektrische, Entriegelung (34) zum Lösen der Fixieranordnung.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Antrieb wenigstens einen Drehantrieb (12, 22), wenigstens einen Linearantrieb (12', 12'', 22', 22'') und/oder wenigstens ein Formgedächtniselement (60) aufweist.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spannanordnung (61) zum Vorspannen des ersten und/oder zweiten Trägers in die erste Stellung.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kontaktsensoranordnung (41–43) zur, insbesondere redundanten, Erfassung der ersten und/oder zweiten Stellung des ersten und/oder zweiten Trägers.
Autonomes Fahrzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktsensoranordnung wenigstens einen Vorsprung (41) zum Durchgreifen einer Blende (43) zur Erfassung der ersten oder zweiten Stellung des ersten oder zweiten Trägers aufweist.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Umgebungssensor wenigstens einen, insbesondere optischen, Abstandssensor, insbesondere Laserscanner (11, 21), aufweist, insbesondere ist.
Autonomes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung (50) zum automatischen Verstellen des ersten und/oder zweiten Trägers von der ersten in die zweite Stellung, insbesondere auf Basis eines Sichtfeldes des ersten und/oder zweiten Umgebungssensors und/oder eines Unterfahrens und/oder Ankoppelns eines Transportmittels.
Flurfördersystem mit wenigstens einem Transportmittel (100), insbesondere einer Palette (100), und wenigstens einem autonomen Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Unterfahren und Bewegen des Transportmittels.
Flurfördersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Fixiermittel (32) einer Fixieranordnung zum, insbesondere reibschlüssigen, formschlüssigen und/oder magnetischen, Fixieren des ersten und/oder zweiten Trägers und/oder Umgebungssensors in der ersten und/oder zweiten Stellung an dem Transportmittel, insbesondere einem Sockel (110) des Transportmittels, angeordnet ist.
Flurfördersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Umgebungssensor in der einen von der ersten und zweiten Stellung wenigstens teilweise innerhalb einer Außenkontur des Transportmittels und in der anderen von der ersten und zweiten Stellung wenigstens teilweise außerhalb der Außenkontur des Transportmittels angeordnet ist.