DE202019003072U1 - Driving platform and modular driving unit - Google Patents
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Abstract
Fahrplattform (17), aufweisend ein Fahrgestell, mindestens eine Doppelradeinheit und eine Steuerungseinheit,wobei die Doppelradeinheit (13) an dem Fahrgestell (5) angeordnet istwobei die Doppelradeinheit am Fahrgestell (5) angeordnet ist,wobei die Doppelradeinheit (13) ein Drehgestell (1), ein erstes (2) und ein zweites Laufrad (3) sowie eine elektromotorische Antriebseinheit (4) aufweist wobei das Drehgestell (1) gegenüber einem Fahrgestell (5) um eine Vertikalachse (11) in einem Drehgestelllager drehbar gelagert ist,wobei das erste (2) und das zweite Laufrad (3) mittels einer Radaufnahme (6) rotierbar um eine gemeinsame Horizontalachse (7) an dem Drehgestell aufgenommen sind,wobei die elektromotorische Antriebseinheit (4) einen ersten Radantrieb (8), einen zweiten Radantrieb (9) und eine Steuerungseinheit (10) aufweist, wobei der erste Radantrieb (8) dem ersten Laufrad (2) zugeordnet ist, wobei der zweite Radantrieb (9) dem zweiten Laufrad (3) zugeordnet ist, und wobei jeder der beiden Radantriebe (8, 9) ausgebildet ist, das jeweils zugeordnete Laufrad (2, 3) separat mit einem Drehmoment (12) zu beaufschlagen,und wobei das Drehgestell (1) ausgebildet ist, sich mittels einer unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit der Laufräder (2, 3) gegenüber dem Fahrgestell (5) um die Vertikalachse (11) zu verdrehen.wobei die Steuerungseinheit (10) mit den Radantrieben (8, 9) der Doppelradeinheiten (13) verbunden ist,wobei die Steuerungseinheit (10) ausgebildet ist, Steuersignale an die Radantriebe (8, 9) zu übertragenund wobei die Fahrplattform (17) in einem halben Europaletteninnenmaß ausgebildet ist, wobei sie eine Länge von höchsten 770 mm und eine Breite von höchstens 570 mm aufweist.Driving platform (17) having a chassis, at least one double wheel unit and a control unit, the double wheel unit (13) being arranged on the chassis (5), the double wheel unit being arranged on the chassis (5), the double wheel unit (13) being a bogie (1 ), a first (2) and a second running wheel (3) and an electromotive drive unit (4), the bogie (1) being rotatably mounted in a bogie bearing in relation to a chassis (5) about a vertical axis (11), the first (2) and the second running wheel (3) are rotatably mounted on the bogie by means of a wheel mount (6) around a common horizontal axis (7), the electromotive drive unit (4) having a first wheel drive (8), a second wheel drive (9) and a control unit (10), wherein the first wheel drive (8) is assigned to the first wheel (2), wherein the second wheel drive (9) is assigned to the second wheel (3), and each of the two en wheel drives (8, 9) is designed to apply a torque (12) separately to the respectively assigned impeller (2, 3), and the bogie (1) is designed to move by means of a different rotational speed of the impellers (2, 3 ) to rotate about the vertical axis (11) relative to the chassis (5), the control unit (10) being connected to the wheel drives (8, 9) of the double wheel units (13), the control unit (10) being designed to send control signals to the To transmit wheel drives (8, 9) and wherein the travel platform (17) is designed in half a Euro pallet inner dimension, with a maximum length of 770 mm and a width of at most 570 mm.
Description
Die Erfindung betrifft eine gelenkte Fahrplattform sowie eine modulare Fahreinheit. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fahrplattform und eine modulare Fahreinheit mit einer elektromotorischen Zwillingsradlenk- und Antriebseinheit.The invention relates to a steered driving platform and a modular driving unit. In particular, the invention relates to a driving platform and a modular driving unit with an electromotive twin wheel steering and drive unit.
Aus dem Stand der Technik sind dem Grunde nach Möglichkeiten für Lenkvorrichtungen und für elektromotorische Antriebe für Fahrzeuge bekannt. Bei einer Schwenkachslenkung, welche insbesondere als Drehschemellenkung bekannt ist, wird eine gesamte Achse einschließlich der beiden an deren Enden angeordneten Rädern um eine Drehachse geschwenkt. Bei der Achsschenkellenkung wird jedes Rad an einem Achsstummel geführt und um eine separate Drehachse geschwenkt. Die Verdrehung um die Drehachse wird mittels einer Lenkkraft bewirkt, die in der Regel durch ein Lenkgetriebe bereitgestellt wird.The prior art basically discloses possibilities for steering devices and for electric motor drives for vehicles. In the case of a swivel axle steering, which is known in particular as turntable steering, an entire axle including the two wheels arranged at its ends is pivoted about an axis of rotation. With stub axle steering, each wheel is guided on an axle stub and swiveled around a separate axis of rotation. The rotation about the axis of rotation is brought about by means of a steering force that is usually provided by a steering gear.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrplattform aufzuzeigen, welche eine gute Lenkbarkeit auf kleinem Raum aufweist, ein schnelles Lenken ermöglicht, einen geringen Bauraum beansprucht, kostengünstig herstellbar sowie einfach und ressourcenschonend transportierbar ist.The object of the invention is to provide a driving platform which is easy to steer in a small space, enables rapid steering, takes up little space, can be manufactured inexpensively and can be transported easily and in a resource-saving manner.
Die Aufgabe wird in Bezug auf die Fahrplattform durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale und in Bezug auf die modulare Fahreinheit durch die im Schutzanspruch 8 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.The object is achieved with regard to the driving platform by the features listed in
Erfindungsgemäß weist die Fahrplattform ein Fahrgestell, mindestens eine Doppelradeinheit und eine Steuerungseinheit auf.According to the invention, the driving platform has a chassis, at least one double wheel unit and a control unit.
Das Fahrgestell kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist an dem Fahrgestell die Doppelradeinheit angeordnet.The chassis can be designed differently depending on the application. According to the invention, the double wheel unit is arranged on the chassis.
Die Doppelradeinheit weist ein Drehgestell, ein erstes und ein zweites Laufrad sowie eine Antriebseinheit auf.The double wheel unit has a bogie, a first and a second running wheel and a drive unit.
Das Drehgestell ist erfindungsgemäß gegenüber einem Fahrgestell um eine Vertikalachse drehbar gelagert. Das Drehgestell kann vorzugsweise als Drehschemel ausgebildet sein; es ist jedoch auch in anderen Bauformen ausbildbar. Das Drehgestell ist in einem Drehgestelllager drehbar gelagert. In einer besonders einfachen Bauform des Drehgestelllagers ist ein zylindrischer Bolzen des Drehgestells in eine hohlzylindrische Öffnung des Fahrgestells eingeschoben oder umgekehrt. Dies ermöglicht eine Rotation des Drehgestells um die Vertikalachse. Das Drehgestell ist passiv verdrehbar gelagert.According to the invention, the bogie is rotatably mounted about a vertical axis relative to a chassis. The bogie can preferably be designed as a turntable; however, it can also be designed in other designs. The bogie is rotatably mounted in a bogie bearing. In a particularly simple design of the bogie bearing, a cylindrical bolt of the bogie is pushed into a hollow cylindrical opening in the chassis or vice versa. This enables the bogie to rotate around the vertical axis. The bogie is passively rotatable.
Das Drehgestell ist vorzugsweise mittels eines Federelements stoßgedämpft ausgebildet.The bogie is preferably designed to be shock-absorbent by means of a spring element.
Das erste und das zweite Laufrad sind mittels einer Radaufnahme rotierbar um eine gemeinsame Horizontalachse an dem Drehgestell aufgenommen. Die Radaufnahme ist so gestaltet, dass die beiden Laufräder vorzugsweise in räumlicher Nähe und mit paralleler Laufrichtung angeordnet sind. Hierzu können die Radaufnahmen auch baulich verbunden sein. So können die Radaufnahmen einen gemeinsamen Achskörper oder zwei Teilachsen aufweisen. Die Radaufnahmen sind so ausgestaltet, dass sie eine Rotationsbewegung der Laufräder um die gemeinsame Horizontalachse ermöglichen. Die einfachste Bauform des Drehgestells besteht in einer Radgabel, welche die Radaufnahmen der beiden Laufräder aufnimmt. Die konstruktive Ausbildung kann auch in anderen Bauformen von Achsen und Radaufnahmen erfolgen, welche die beschriebenen Merkmale aufweisen.The first and the second running wheels are rotatably received on the bogie by means of a wheel mount around a common horizontal axis. The wheel mount is designed so that the two running wheels are preferably arranged in spatial proximity and with a parallel direction of travel. For this purpose, the wheel mounts can also be structurally connected. The wheel mounts can have a common axle body or two partial axles. The wheel mounts are designed in such a way that they enable the running wheels to rotate about the common horizontal axis. The simplest design of the bogie consists of a wheel fork that holds the wheel mounts of the two wheels. The structural design can also take place in other types of axles and wheel mounts that have the features described.
Die beiden Laufräder sind in der Radaufnahme voneinander unabhängig drehbar gelagert.The two running wheels are rotatably mounted independently of one another in the wheel mount.
Die elektromotorische Antriebseinheit weist erfindungsgemäß einen ersten Radantrieb und einen zweiten Radantrieb auf.According to the invention, the electromotive drive unit has a first wheel drive and a second wheel drive.
Der erste Radantrieb ist dabei dem ersten Laufrad und der zweite Radantrieb dem zweiten Laufrad zugeordnet, die Radantriebe sind elektromotorisch realisiert. So ist in einer Ausbildung jeder Radantrieb beispielsweise durch einen separaten Nabenmotor realisiert. Vorteilhaft sind hierbei insbesondere der geringe Platzbedarf sowie eine effiziente Kraftübertragung durch einen Direktantrieb. Es ist ferner möglich, einen integrierten Elektromotor auszubilden, der auf das erste und auf das zweite Laufrad wirkt und diese jeweils separat antreibt. In einer anderen Bauform sind Radantrieb und Laufrad von einander beabstandet angeordnet. Die Kraftübertragung erfolgt dann über ein Getriebe. Diese Bauform ermöglicht es beispielsweise, für beide Radantriebe einen gemeinsamen Motor einzusetzen und die Zuordnung der Drehmomentübertragung an die beiden Laufräder mittels geeigneter Getriebe vorzunehmen.The first wheel drive is assigned to the first running wheel and the second wheel drive is assigned to the second running wheel; the wheel drives are implemented as electric motors. In one embodiment, each wheel drive is implemented, for example, by a separate hub motor. The low space requirement and efficient power transmission by a direct drive are particularly advantageous here. It is also possible to design an integrated electric motor that acts on the first and the second impeller and drives them separately. In another design, the wheel drive and impeller are arranged at a distance from one another. The power is then transmitted via a transmission. This design makes it possible, for example, to use a common motor for both wheel drives and to assign the torque transmission to the two running wheels by means of suitable gears.
Erfindungsgemäß ist jeder der beiden Radantriebe dazu ausgebildet, das jeweils zugeordnete Laufrad separat mit einem Drehmoment zu beaufschlagen. Mittels der separaten Drehmomentbeaufschlagung wird die Drehgeschwindigkeit jedes Laufrades einzeln festgelegt. Somit kann eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebszustände in Bezug auf das Verhältnis der Drehbewegungen der beiden Laufräder zueinander eingestellt werden. Die Drehmomentbeaufschlagung kann dabei sowohl als Antrieb als auch als Abbremsung erfolgen.According to the invention, each of the two wheel drives is designed to separately apply a torque to the respectively assigned impeller. The speed of rotation of each impeller is set individually by applying a separate torque. Thus, a large number of different operating states can be set with regard to the ratio of the rotational movements of the two running wheels to one another. The The application of torque can take place both as a drive and as a brake.
Die wichtigsten möglichen Betriebszustände bestehen darin, beide Laufräder mit gleicher Geschwindigkeit drehen zu lassen, das erste Laufrad schneller als das zweite Laufrad zu drehen und umgekehrt, nur ein Laufrad zu drehen und das andere zu blockieren oder beide Laufräder in entgegengesetzten Richtungen zu drehen.The most important possible operating states are to let both impellers rotate at the same speed, to rotate the first impeller faster than the second impeller and vice versa, to turn only one impeller and block the other or to rotate both impellers in opposite directions.
Im Fahrbetrieb ist es also unter anderem möglich, ein Laufrad stärker als das andere zu beschleunigen, ein Laufrad zu verzögern oder beide Laufräder unterschiedlich stark zu verzögern, das Beschleunigen nur eines Laufrades durchzuführen oder auch die Drehrichtung eines Laufrades oder beider Laufräder umzukehren.When driving, it is possible, among other things, to accelerate one wheel more than the other, to decelerate one wheel or to decelerate both wheels to different degrees, to accelerate only one wheel or to reverse the direction of rotation of one wheel or both wheels.
Die Steuerungseinheit ist erfindungsgemäß mit beiden Radantrieben so verbunden, dass ein Steuersignal übertragbar ist. Sie ist dazu ausgebildet die Fahrbefehle vom Fahrer, dem Fahrzeug selbst oder einer anderen Quelle durch eine Anpassung des Steuersignals umzusetzen. Die Steuerungseinheit ist dazu ausgebildet, ein Steuersignal an die Radantriebe zu übertragen. Das Steuersignal ist getrennt zu jeweils einem Radantrieb oder zu beiden Antrieben zusammen übertragbar. Das Steuersignal bremst oder beschleunigt jeden der Radantriebe einzeln und bewirkt so in der Folge eine Lenkbewegung oder gerade Fahrbewegung des Drehgestells und damit des Fahrzeugs. Die Steuerungseinheit kann baulich mit dem Drehgestell verbunden, aber auch an anderer Stelle, beispielsweise an einem Fahrgestell, angeordnet sein.According to the invention, the control unit is connected to both wheel drives in such a way that a control signal can be transmitted. It is designed to implement the driving commands from the driver, the vehicle itself or another source by adapting the control signal. The control unit is designed to transmit a control signal to the wheel drives. The control signal can be transmitted separately to one wheel drive or to both drives together. The control signal brakes or accelerates each of the wheel drives individually and thus causes a steering movement or straight travel movement of the bogie and thus the vehicle. The control unit can be structurally connected to the bogie, but it can also be arranged elsewhere, for example on a chassis.
Die Steuerungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, auch mehrere Doppelradeinheiten koordiniert zu steuern. Hierzu ist die Steuerungseinheit mit allen Doppelradeinheiten verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung mittels eines Bus-Systems. Es ist auch möglich, jeweils eine Steuerungseinheit an den Doppelradeinheiten anzuordnen und sternförmig mit einer zentralen Steuerungsschaltung zu verbinden. In jedem Fall sind die Steuerungseinheiten hierzu miteinander unmittelbar oder mittelbar datenverbunden.The control unit is preferably designed to control a plurality of double wheel units in a coordinated manner. For this purpose, the control unit is connected to all double wheel units. The connection is preferably made by means of a bus system. It is also possible to arrange a control unit on each of the twin wheel units and connect it in a star shape to a central control circuit. In any case, the control units are directly or indirectly data-connected to one another for this purpose.
Zusätzlich ist die Steuerungseinheit in der Lage die relative Ausrichtung des Drehgestells der Doppelradeinheit zu erfassen.In addition, the control unit is able to detect the relative alignment of the bogie of the double wheel unit.
Die Steuerungseinheit ist in der Lage, die Radantriebe jeder Doppelradeinheit jeweils unabhängig von den Radantrieben der anderen Doppelradeinheiten zu betätigen. Die Steuerungseinheit ist ausgebildet, alle Doppelradeinheiten koordiniert für eine resultierende Fahrbewegung gezielt auszurichten und anzutreiben. So können beispielsweise geradlinige Bewegungen in jede Richtung erfolgen, ohne die Ausrichtung der Fahrplattform an sich zu ändern oder es können Rotationsbewegungen der Fahrplattform in beliebigen Radien um imaginäre Punkte in der Bewegungsebene durchgeführt werden. Ferner sind auch zusammengesetzte Bewegungen aus rotatorischen und translatorischen Bewegungsanteilen möglich.The control unit is able to operate the wheel drives of each double wheel unit independently of the wheel drives of the other double wheel units. The control unit is designed to align and drive all double wheel units in a coordinated manner for a resulting driving movement. For example, straight-line movements can be carried out in any direction without changing the alignment of the driving platform itself, or rotational movements of the driving platform can be carried out in any radii around imaginary points in the plane of movement. Furthermore, combined movements from rotational and translational movement components are also possible.
Bei der Rotation um einen imaginären Punkt kann dieser außerhalb oder innerhalb der Fläche des Fahrgestells liegen. Um zum Beispiel um eine Kurve zu fahren wird der imaginäre Punkt in den Scheitelpunkt der Kurve gelegt. Für eine Rotation des Fahrgestells auf der Stelle wird der imaginäre Punkt von der Steuerungseinheit in die Mittelhochachse des Fahrgestells gelegt. Richtet die Steuerungseinheit nun alle Doppelradeinheiten durch unterschiedliche Betätigung der jeweils beiden Radantriebe so aus, dass ihre Horizontalachsen auf der jeweiligen Verbindungslinie zwischen dem imaginären Punkt und dem vertikalen Drehpunkt der Doppelradeinheit liegen, erfolgt eine Rotation um den imaginären Punkt wenn die Laufräder der Doppelradeinheiten angetrieben werden. Die Drehzahl der Laufräder steht im Verhältnis zu dem Abstand zu dem imaginären Punkt, wobei die Drehzahl mit größerem Abstand zunimmt.When rotating around an imaginary point, this point can lie outside or inside the surface of the chassis. For example, to drive around a curve, the imaginary point is placed at the apex of the curve. For a rotation of the chassis on the spot, the imaginary point is placed by the control unit in the central vertical axis of the chassis. If the control unit now aligns all double wheel units by actuating the two wheel drives differently so that their horizontal axes lie on the respective connecting line between the imaginary point and the vertical pivot point of the double wheel unit, a rotation about the imaginary point occurs when the running wheels of the double wheel units are driven. The speed of the impellers is related to the distance to the imaginary point, the speed increasing with the distance.
In einer weiteren Bauform, mit Steuerungseinheiten an jeder Doppelradeinheit, besitzen diese jeweils eine eigene Schnittstelle, welche in der Lage ist, mit den Steuerungseinheiten der anderen Doppelradeinheiten zu kommunizieren um eine gemeinsame Fahrbewegung zu koordinieren. Die Kommunikation kann kabelgebunden oder kabellos erfolgen. Diese Bauform besitzt den Vorteil gegenüber einer einzigen gemeinsamen zentralen Steuerungsschaltung, dass jede Doppelradeinheit ein vollständiges Modul bildet. Solche Doppelradmodule können günstig in Serie gefertigt werden. Diese Doppelradmodule können mit minimalen Aufwand zur Mobilisierung individueller Fahrgestelle eingesetzt werden. Erfindungsgemäß ist das Drehgestell ausgebildet, sich mittels einer unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit der Laufräder gegenüber dem Fahrgestell um die Vertikalachse zu verdrehen. Durch die parallele Anordnung der Laufräder wird durch eine unterschiedliche Drehgeschwindigkeit ein Drehmoment um die Rotationsachse der Laufräder hervorgerufen. Das Drehmoment wird von den Laufrädern auf das Drehgestell übertragen und bewirkt ein Drehmoment um die Vertikalachse und ruft eine Rotation des Drehgestells um die Vertikalachse hervor. Das Drehmoment, welches das Drehgestell verdreht, wird also zwischen dem Drehgestell und der Fahrbahn, und nicht zwischen dem Drehgestell und dem Fahrgestell erzeugt. Für eine optimale Übertragung des Drehmomentes ist die Vertikalachse vorzugsweise mittig zwischen den beiden Laufrädern angeordnet. So sind Lenkvorgänge auf kleinstem Raum möglich. So ist auch eine Lenkbewegung durch gegenlaufende Laufräder möglich.In a further design, with control units on each double wheel unit, they each have their own interface, which is able to communicate with the control units of the other double wheel units in order to coordinate a common travel movement. Communication can be wired or wireless. This design has the advantage over a single common central control circuit that each double wheel unit forms a complete module. Such double wheel modules can be mass-produced cheaply. These double wheel modules can be used to mobilize individual chassis with minimal effort. According to the invention, the bogie is designed to rotate around the vertical axis by means of a different rotational speed of the running wheels with respect to the chassis. Due to the parallel arrangement of the running wheels, a torque around the axis of rotation of the running wheels is produced by a different rotational speed. The torque is transmitted from the running wheels to the bogie and causes a torque about the vertical axis and causes the bogie to rotate about the vertical axis. The torque that rotates the bogie is therefore generated between the bogie and the track, and not between the bogie and the chassis. For an optimal transmission of the torque, the vertical axis is preferably arranged centrally between the two running wheels. So are Steering operations possible in the smallest of spaces. A steering movement is also possible through counter-rotating wheels.
Die erfindungsgemäße Fahrplattform ermöglicht bei bestimmungsgemäßem Betrieb die nachfolgend beschriebenen Lenk- und Fahrbewegungen.The driving platform according to the invention enables the steering and driving movements described below when operated as intended.
Bei gleichen Drehgeschwindigkeiten der Laufräder einer Doppelradeinheit führen die Laufräder eine Geradeausfahrt durch. Das Drehgestell wird somit um seine Vertikalachse nicht verdreht. Bei der Verwendung mehrerer aktiven Doppelradeinheiten, werden diese unmittelbar vor einer Geradeausfahrt durch die Steuerungseinheit, wie oben bereits beschrieben, parallel zueinander ausgerichtet.At the same rotational speeds of the running wheels of a double wheel unit, the running wheels run straight ahead. The bogie is therefore not rotated about its vertical axis. When using several active double wheel units, these are aligned parallel to one another by the control unit, as already described above, immediately before driving straight ahead.
Durch eine unterschiedliche Drehgeschwindigkeit der Laufräder wird dagegen eine Verdrehung des Drehgestells um die Vertikalachse hervorgerufen. Dabei verdreht sich bei einer Vorwärtsfahrt das Drehgestell in Richtung des langsamer drehenden Laufrades. Die Horizontalachse der Laufräder ändert damit ihre Lage und die Laufräder führen eine Kurvenfahrt aus. Da das Drehgestell an dem Fahrgestell angelenkt ist, kann damit die gesamte Fahrplattform eine Kurvenfahrt ausführen. Bei der Verwendung von mehreren Doppelradeinheiten wird jede Einheit, wie oben bereits beschrieben, individuell durch die Steuerungseinheit ausgerichtet und betrieben. Die Verdrehung des Drehgestells einer oder mehrerer Doppelradeinheiten gegenüber dem Fahrgestell wird zur Lenkung der Fahrplattform genutzt. Wird nun wieder eine gleiche Drehgeschwindigkeit der Laufräder eingestellt, wird die Verdrehung des Drehgestells beendet und damit die Kurvenfahrt beendet. Die Laufräder führen wieder eine Geradeausfahrt aus, wobei die Richtung der nun vorliegenden Geradeausfahrt von der der ursprünglichen Geradeausfahrt infolge der zwischenzeitlichen Kurvenfahrt abweicht. Durch die Verwendung der mehreren Doppelradeinheiten kann durch zum einen unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Laufräder und zum anderen durch unterschiedliche Ausrichtungen der Drehgestelle die Kurvenfahrt besser gesteuert werden. So kann zum Beispiel die rotatorische Ausrichtung des Fahrgestells während einer Fahrt konstant gehalten oder auch optimal an die Platzverhältnisse angepasst werden. Dies kann insbesondere im innerbetrieblichen Transport bei einer Einfahrt in enge Fahrwege zwischen Regalreihen vorteilhaft sein.By contrast, a rotation of the bogie about the vertical axis is caused by a different rotational speed of the running wheels. When driving forward, the bogie rotates in the direction of the more slowly rotating impeller. The horizontal axis of the wheels changes their position and the wheels turn. Since the bogie is articulated on the chassis, the entire driving platform can thus perform cornering. When using several double wheel units, each unit is individually aligned and operated by the control unit, as already described above. The rotation of the bogie of one or more double wheel units with respect to the chassis is used to steer the driving platform. If the same rotational speed of the running wheels is now set again, the rotation of the bogie is stopped and cornering is ended. The running wheels run straight ahead again, the direction of the straight ahead trip now deviating from that of the original straight ahead trip as a result of the intervening cornering. By using the multiple double wheel units, cornering can be better controlled, on the one hand, by different rotational speeds of the running wheels and, on the other hand, by different orientations of the bogies. For example, the rotational alignment of the chassis can be kept constant during a journey or it can be optimally adapted to the available space. This can be particularly advantageous in internal transport when entering narrow driveways between rows of racks.
Ein Umkehren der Drehrichtung eines Laufrades gegenüber der Drehrichtung des anderen Laufrades ermöglicht eine Drehung des Drehgestells auf kleinstem Raum, vorzugsweise ohne eine Veränderung der Position der Vertikalachse. Das Drehgestell vollzieht dann eine Verdrehung auf der Stelle.Reversing the direction of rotation of one impeller with respect to the direction of rotation of the other impeller enables the bogie to rotate in a very small space, preferably without changing the position of the vertical axis. The bogie then rotates on the spot.
Dies ist insbesondere bei einer Wende oder bei Einparkmanövern sehr vorteilhaft.This is particularly advantageous when turning or when parking maneuvers.
Die Fahrplattform ist ferner erfindungsgemäß mit einer Länge von höchsten 770 mm und eine Breite von höchstens 570 mm ausgebildet. Diese Ausgestaltung korrespondiert mit einem halben Europalettenmaß, wobei zusätzlich die Wandungsstärke genormter Euro-Transportboxen einbezogen ist. Das halbe Euro-Palettenmaß beträgt in den Nenngrundmaßen 800 mm Länge und 600 mm Breite. Somit ist die Fahrplattform in einer Euro-Tansportbox mit den Nenngrundmaßen von 800 mm Länge und 600 mm Breite aufnehmbar sowie ferner transportierbar.According to the invention, the driving platform is also designed with a maximum length of 770 mm and a width of at most 570 mm. This configuration corresponds to half a Euro pallet, with the wall thickness of standardized Euro transport boxes also being included. Half of the Euro pallet size is 800 mm long and 600 mm wide in the nominal basic dimensions. The driving platform can thus be accommodated in a Euro transport box with the nominal basic dimensions of 800 mm length and 600 mm width and can also be transported.
Als besonderer Vorteil wurde somit überraschend eine Lösung gefunden, bei der eine Lenkbewegung ohne zusätzliche Mittel zur Bereitstellung einer Lenkkraft ermöglicht wird. Vielmehr wird die Änderung der Position der Fahrplattform allein mit den Antrieben der Laufräder bewirkt.A solution was thus surprisingly found as a particular advantage in which a steering movement is made possible without additional means for providing a steering force. Rather, the change in the position of the driving platform is effected solely with the drives of the running wheels.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Lenkung im Stand ausgeführt werden kann. Ferner ist es als Vorteil möglich, die Lenkbewegung, insbesondere auch im Stand, besonders schnell zu vollziehen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Drehgestell eine Vollkreisverdrehung durchführen und jede beliebige Winkelstellung gegenüber dem Fahrgestell einnehmen kann. Damit geht einher, dass die Verdrehung in beiden Richtungen auch für einen beliebigen Winkel von über 360 Grad fortgesetzt werden kann und somit insbesondere bei Einparkmanövern für einen Wechsel zwischen einer Lenkrichtung von links nach rechts oder umgekehrt keine vorherige Rückstellung in eine vorbestimmte Neutralstellung erforderlich ist. Zudem ist es bei entsprechender Ausbildung der Radantriebe auch möglich, beispielsweise eine Vorwärtsfahrt auch dann auszuführen, wenn das Drehgestell um 180 Grad verdreht positioniert ist, indem die Laufräder in umgekehrter Drehrichtung betrieben werden.Another advantage is that steering can be carried out when the vehicle is stationary. It is also possible as an advantage to carry out the steering movement particularly quickly, especially when the vehicle is stationary. Furthermore, it is advantageous that the bogie can perform a full circle rotation and can assume any angular position with respect to the chassis. This goes hand in hand with the fact that the rotation in both directions can also be continued for any angle of over 360 degrees and therefore no previous reset to a predetermined neutral position is required, especially during parking maneuvers for a change between a steering direction from left to right or vice versa. In addition, if the wheel drives are designed accordingly, it is also possible, for example, to carry out forward travel even when the bogie is positioned rotated by 180 degrees by operating the running wheels in the opposite direction of rotation.
Ferner ist es ein Vorteil, dass mit der erfindungsgemäßen Fahrplattform ohne Zusatzmaßnahmen eine Möglichkeit für ein allradgetriebenes Fahrzeug mit allen damit verbundenen Vorteilen aufgezeigt wird.It is also an advantage that with the driving platform according to the invention, without additional measures, a possibility for an all-wheel drive vehicle with all the associated advantages is shown.
Besonders vorteilhaft ist es, dass überraschend eine Lösung gefunden wurde, mit der eine Verpackung und ein Transport in einer Euro-Transportbox erfolgen kann, welche von dem Empfänger als solche weiter genutzt werden kann und somit der Ressourcenverbrauch für eine Verpackung praktisch auf Null reduziert wird. In einer besonderen Ausbildung kann die Fahrplattform mit der Euro-Transportbox zu einer modularen Fahreinheit verbunden werden, wie dies an späterer Stelle näher beschrieben wird.It is particularly advantageous that, surprisingly, a solution has been found with which packaging and transport can take place in a euro transport box, which can continue to be used by the recipient as such and thus the consumption of resources for packaging is practically reduced to zero. In a special design, the driving platform can be connected to the Euro transport box to form a modular driving unit, as will be described in more detail later.
Der Vorteil bei der Verwendung von Elektromotoren liegt in ihrer guten Steuerbarkeit und in einem hohen Wirkungsgrad.
Die Steuereinheit kann bei einem elektromotorischen Antrieb direkt mit den beiden Radantrieben einer Doppelradeinheit verbunden sein und steuert dann beispielsweise den Betriebsstrom in Bezug auf die angelegte Spannung, die Stromstärke, die Flussrichtung und den Schaltzustand mittels eines Steuersignals. Das Drehmoment ist direkt von den Parametern des Betriebsstroms abhängig, was eine einfache Steuerung ermöglicht. Ein elektromotorischer Radantrieb kann bei geeigneter Ausbildung durch ein einfaches Umschalten des Stromflusses in beiden Laufrichtungen betrieben werden.The advantage of using electric motors is their good controllability and high efficiency.
In the case of an electric motor drive, the control unit can be connected directly to the two wheel drives of a double wheel unit and then controls, for example, the operating current in relation to the applied voltage, the current intensity, the flow direction and the switching state by means of a control signal. The torque is directly dependent on the parameters of the operating current, which enables easy control. With a suitable design, an electromotive wheel drive can be operated by simply switching the current flow in both running directions.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit einer Rekuperation, also die elektromotorische Antriebseinheit so auszubilden, dass in einem Umkehrbetrieb eine Energierückgewinnung bei einem Bremsvorgang erfolgen kann. Zudem kann so das Bremssystem teilweise oder vollständig mit der Antriebseinheit realisiert werden. Im Gegensatz zu Reibungsbremsen kann damit zugleich eine praktisch verschleißfrei arbeitende Bremsvorrichtung bereitgestellt werden, welche zudem keine Feinstaubemissionen durch einen Abrieb verursacht.Another advantage is the possibility of recuperation, that is to say to design the electric motor drive unit in such a way that energy can be recovered during a braking process in reverse operation. In addition, the braking system can be implemented partially or completely with the drive unit. In contrast to friction brakes, a practically wear-free braking device can be provided at the same time, which in addition does not cause any fine dust emissions through abrasion.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Fahrplattform mindestens drei Doppelradeinheiten auf. Ab einer Anzahl von mindestens drei Doppelradeinheiten, deren Vertikalachsen dann in einem Dreieck angeordnet sind, besitzt die Fahrplattform automatisch (bei jeder Ausrichtung der Doppelradeinheiten) einen stabilen Stand und ein stabiler Fahrbetrieb ist ohne weiteres möglich.According to an advantageous development, the driving platform has at least three double wheel units. From a number of at least three double wheel units, the vertical axes of which are then arranged in a triangle, the driving platform automatically has a stable position (with every alignment of the double wheel units) and stable driving is easily possible.
Die Antriebseinheit ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dazu ausgebildet, die Laufräder einer Doppelradeinheit in zueinander entgegengesetzter Richtung anzutreiben. Die Antriebseinheit weist hierzu entweder zwei Elektromotoren auf, welche unabhängig voneinander in entgegengesetzten Richtungen betrieben werden können und die Radantriebe ausbilden, oder sie weist mindestens ein zusätzliches Getriebe auf. Ein solches Getriebe erlaubt durch ein Schalten einer Anordnung von beispielsweise Zahnrädern die Umkehr der Laufrichtung.According to an advantageous development, the drive unit is designed to drive the running wheels of a double wheel unit in mutually opposite directions. For this purpose, the drive unit either has two electric motors, which can be operated independently of one another in opposite directions and form the wheel drives, or it has at least one additional gear. Such a transmission allows the direction of rotation to be reversed by switching an arrangement of, for example, gear wheels.
Der Vorteil liegt hier in der Möglichkeit, Lenkbewegungen auf kleinstem Raum auszuführen.The advantage here is the ability to make steering movements in the smallest of spaces.
Nach einer anderen Weiterbildung weist mindestens eine Doppelradeinheit einen Positionssensor auf, der ausgebildet ist, eine Winkelstellung des Drehgestells gegenüber dem Fahrgestell zu erfassen. Der Positionssensor ist mit der Steuerungseinheit datenverbunden und ferner so ausgebildet, die Informationen über die erfasste Winkelstellung, nachfolgend als Winkelstellungsdaten bezeichnet, an die Steuerungseinheit zu übertragen.
Damit liegen in der Steuerungseinheit die Informationen vor, in welcher Winkelstellung sich das Drehgestell gegenüber dem Fahrgestell befindet. Somit ist der Steuerungseinheit bekannt, ob eine Geradeausfahrt oder eine Kurvenfahrt erfolgt. Ferner ist der Radius einer Kurvenfahrt bekannt. Die Steuerungseinheit kann damit anhand der in sich eingegebenen Fahrbefehle, beispielsweise eines Fahrers, errechnen, mit welchen Drehgeschwindigkeiten jedes der beiden Laufräder gedreht werden muss, um die dem Fahrbefehl entsprechende gewünschte Lenk- und Fahrbewegung des Fahrzeugs auszuführen. Vorzugsweise weisen in dieser Weiterbildung jedoch alle Doppelradeinheiten einen Positionssensor auf, so dass die Stellung der Drehgestelle aller Doppelradeinheiten zueinander exakt erfasst und ausgewertet werden kann.According to another development, at least one double wheel unit has a position sensor which is designed to detect an angular position of the bogie with respect to the chassis. The position sensor is data-linked to the control unit and is also designed to transmit the information about the detected angular position, hereinafter referred to as angular position data, to the control unit.
This means that the control unit has the information about the angular position in which the bogie is located in relation to the chassis. The control unit therefore knows whether driving straight ahead or cornering is taking place. The radius of cornering is also known. The control unit can thus use the drive commands entered, for example from a driver, to calculate the rotational speeds at which each of the two running wheels must be rotated in order to execute the desired steering and driving movement of the vehicle corresponding to the drive command. In this development, however, all double wheel units preferably have a position sensor, so that the position of the bogies of all double wheel units with respect to one another can be precisely detected and evaluated.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung überschreitet ein Abstand der Laufräder, gemessen von dem Mittelpunkt von deren Aufstandsflächen auf einer Fahrbahn, nicht den Durchmesser der Laufräder.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der möglichen räumlichen Nähe der beiden Laufräder. Die beiden Laufräder sind somit wie Zwillingsräder angeordnet und können nach bestimmten Vorschriften als ein einziges Rad gelten. Besonders bevorzugt übersteigt der Abstand der Laufräder, gemessen von dem Mittelpunkt von deren Aufstandsflächen auf einer Fahrbahn, 460 mm nicht.According to a further advantageous development, a distance between the running wheels, measured from the center point of their contact areas on a roadway, does not exceed the diameter of the running wheels.
Another advantage of the invention results from the possible spatial proximity of the two running wheels. The two running wheels are thus arranged like twin wheels and, according to certain regulations, can be considered a single wheel. Particularly preferably, the distance between the running wheels, measured from the center point of their contact surfaces on a roadway, does not exceed 460 mm.
Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrplattform im Sinne von bestimmten Vorschriften als dreirädriges Fahrzeug auszubilden, indem an dem Fahrgestell zwei weitere aktiv angetriebene
Doppelradeinheiten angeordnet sind. Hieraus ergeben sich wirtschaftliche Vorteile, da dreirädrige Fahrzeuge anderen Bestimmungen als mindestens vierrädrige Kraftfahrzeuge unterliegen. Dies gilt insbesondere für Typengenehmigungsverfahren für die dreirädrigen Fahrzeuge insgesamt als auch für Bauteile und Baugruppen hierfür.For example, it is possible in this way to design a vehicle with a driving platform according to the invention as a three-wheeled vehicle within the meaning of certain regulations by having two more actively driven ones on the chassis
Double wheel units are arranged. This results in economic advantages, since three-wheeled vehicles are subject to different regulations than at least four-wheeled vehicles. This applies in particular to the type approval process for the three-wheeled vehicles as a whole as well as for components and assemblies for them.
Gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung ist es sogar möglich, ein im Rechtssinne dreirädriges Fahrzeug mit einem sechsrädrigen Allradantrieb auszubilden, wenn man die Anzahl der Laufräder betrachtet.According to this advantageous development, it is even possible to design a three-wheeled vehicle in the legal sense with a six-wheeled all-wheel drive, if one considers the number of running wheels.
Diese Kombination aus einem sechsrädrigen Allradantrieb mit einem dreirädrigen Fahrzeug im vorbeschriebenen Sinne ermöglicht besondere Vorteile, weil die Laufräderpaare nicht lediglich in zwei Spuren, sondern in drei Spuren in einem Fahrbahnkontakt stehen. Zum einen wirkt dies durch die Verteilung der Lasten vorteilhaft einer Spurrinnenbildung auf einer Fahrbahn entgegen. Zum anderen ergeben sich besondere Vorteile in Bezug auf das Traktionsverhalten und die Fahrdynamik.This combination of a six-wheel all-wheel drive with a three-wheel vehicle in the sense described above enables particular advantages because the pairs of running wheels are not just in two lanes but in three lanes in contact with the road. On the one hand, this has an advantageous effect on the formation of ruts through the distribution of the loads towards a lane. On the other hand, there are special advantages in terms of traction behavior and driving dynamics.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist dem Drehgestelllager mindestens einer Doppelradeinheit ein Dämpfungselement zugeordnet. Das Dämpfungselement ist ausgebildet, eine Dämpfung einer Verdrehbewegung des Drehgestells um die Vertikalachse zu bewirken.In a further advantageous development, a damping element is assigned to the bogie bearing of at least one double wheel unit. The damping element is designed to dampen a rotational movement of the bogie about the vertical axis.
Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht in einer Erhöhung der Lenkstabilität und der Fahrstabilität. Insbesondere bei Fahrbahnunebenheiten, die nicht gleichmäßig auf beide Laufräder wirken, wird mittels des Dämpfungselements verhindert, dass sich das Drehgestell plötzlich um die Vertikalachse verdreht. Darüber hinaus wirkt das Dämpfungselement einem eventuellen Flattern des Drehgestells entgegen.The advantage of this development is an increase in steering stability and driving stability. In particular in the case of uneven road surfaces that do not act equally on both running wheels, the damping element prevents the bogie from suddenly rotating about the vertical axis. In addition, the damping element counteracts any possible fluttering of the bogie.
Das Dämpfungselement kann passiv ausgebildet sein und setzt hohen Winkelgeschwindigkeiten einer Verdrehbewegung des Drehgestells in dem Drehgestelllager einen hohen Widerstand entgegen. Ferner kann das Dämpfungselement auch aktiv ausgebildet sein, indem beispielsweise anhand von Winkelstellungsdaten, die ein Positionssensor aufgenommen hat, von der Steuerungseinheit plötzliche Winkelstellungsänderungen erfasst werden, die nicht den Winkelstellungen entsprechen, die zu den Steuerbefehlen der Steuerungseinheit an die Radantriebe kompatibel sind. Hierdurch wird mittels der Steuerungseinheit ein Befehl ausgegeben und durch den Befehl ein Dämpfungselement aktiviert, welches einer weiteren plötzlichen Winkelstellungsänderung entgegenwirkt.The damping element can be of passive design and opposes high angular speeds to a rotational movement of the bogie in the bogie bearing with a high level of resistance. Furthermore, the damping element can also be actively designed in that, for example, on the basis of angular position data recorded by a position sensor, the control unit detects sudden angular position changes that do not correspond to the angular positions that are compatible with the control commands from the control unit to the wheel drives. As a result, a command is output by means of the control unit and a damping element is activated by the command, which counteracts a further sudden change in angular position.
Die erfindungsgemäße modulare Fahreinheit weist eine Fahrplattform und eine Aufbaueinheit auf.
Die Fahrplattform als Komponente der modularen Fahreinheit weist die Merkmale der Fahreinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie in vorteilhaften Weiterbildungen auch Merkmale gemäß den auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen auf. Alle dortigen Beschreibungsinhalte gelten in gleicher Weise auch für die Fahrplattform als Komponente der modularen Fahreinheit.The modular driving unit according to the invention has a driving platform and a mounting unit.
The driving platform as a component of the modular driving unit has the features of the driving unit according to
Die Fahrplattform und die Aufbaueinheit sind erfindungsgemäß lösbar miteinander verbunden.
Die lösbare Verbindung zwischen der Aufbaueinheit und der modularen Fahrplattform ermöglicht einen schnellen Austausch der Aufbaueinheit. So kann die modulare Fahreinheit an verschiedene Aufgaben angepasst werden. Zu den erfindungsgemäß realisierbaren Aufgaben zählen der Transport von Personen oder von Gegenständen, beispielsweise in einer Produktionsumgebung. Die Befestigung kann einheitlich ausgebildet oder spezifisch an die jeweilige Aufbaueinheit angepasst sein. Hierzu weist die Fahrplattform beispielsweise geeignete Halterungen, Rastelemente, Führungen oder Ähnliches auf.According to the invention, the driving platform and the assembly unit are detachably connected to one another.
The detachable connection between the assembly unit and the modular travel platform enables the assembly unit to be exchanged quickly. The modular drive unit can be adapted to various tasks. The tasks that can be implemented according to the invention include the transport of people or objects, for example in a production environment. The fastening can be designed uniformly or specifically adapted to the respective structural unit. For this purpose, the driving platform has, for example, suitable brackets, locking elements, guides or the like.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der modularen Fahreinheit ist die Aufbaueinheit als Euro-Transportbox im Nenngrundmaß von 800 mm Länge mal 600 mm Breite ausgebildet.
Wird die Aufbaueinheit als Euro-Transportbox ausgebildet, kann vorteilhaft die Fahrplattform aufgrund ihrer erfindungsgemäßen Maße in der Aufbaueinheit transportiert, geliefert und gelagert werden. Die Euro-Transportbox erfüllt somit als ein und dasselbe Bauteil zwei unterschiedliche Funktionen. Zum einen ist sie die Transportverpackung und zum anderen zugleich als Aufbaueinheit ein Aufnahmemittel für Transportgüter. Durch die robuste standardgerechte Ausbildung der Euro-Transportbox ist die Fahrplattform während des Transports zuverlässig gegen mechanische Belastungen und Witterungseinwirkungen geschützt. Die Euro-Transportbox als Aufbaueinheit bedarf zudem keiner weiteren Verpackung, weil sie konstruktiv bereits für Transportzwecke ausgebildet ist. Auf diese Weise werden als besonderer Vorteil Ressourcen für Verpackungsmaterial und für Verpackungsgewicht geschont und es wird eine ökologisch verantwortliche Lösung aufgezeigt. According to an advantageous further development of the modular drive unit, the assembly unit is designed as a Euro transport box with a nominal basic dimension of 800 mm in length by 600 mm in width.
If the assembly unit is designed as a Euro transport box, the driving platform can advantageously be transported, delivered and stored in the assembly unit due to its dimensions according to the invention. The Euro transport box thus fulfills two different functions as one and the same component. On the one hand, it is the transport packaging and, on the other hand, as a structural unit, it is also a receptacle for transport goods. Due to the robust, standard-compliant design of the Euro transport box, the driving platform is reliably protected against mechanical loads and the effects of the weather during transport. In addition, the Euro transport box as a structural unit does not require any additional packaging because it is already designed for transport purposes. In this way, resources for packaging material and packaging weight are saved as a particular advantage and an ecologically responsible solution is shown.
Der einfache Transport ermöglicht es, modulare Fahreinheiten zwischen verschiedenen Standorten zu transportieren, wodurch nach der Montage vor Ort sehr schnell Transportmöglichkeiten errichtet werden können.
So kann beispielsweise eine modulare Transporteinheit zusätzlich zu einer Ware mit verschickt werden und dann am Zielort für den Abtransport bei dem Entladen des Transportfahrzeuges, beispielsweise eines Lastkraftwagens, eingesetzt werden.
Durch die Stapelbarkeit der Euro-Transportboxen können auf die als Euro-Transportbox ausgebildete Aufbaueinheit eine oder mehrere Euro-Transportboxen aufgesetzt und befördert werden.
Ebenso kann die module Fahreinheit im Transportzustand, also bei in der Euro-Transportbox einliegender Fahrplattform, einfach und platzsparend eingelagert oder durch andere Exemplare der modularen Fahreinheit mitgeführt werden. In dieser Ausbildung können sich also die modularen Fahreinheiten wechselseitig transportieren.The simple transport makes it possible to transport modular drive units between different locations, which means that transport options can be set up very quickly after assembly on site.
For example, a modular transport unit can be sent in addition to goods and then used at the destination for removal when the transport vehicle, for example a truck, is unloaded.
As the euro transport boxes can be stacked, one or more euro transport boxes can be placed on the assembly unit designed as a euro transport box and transported.
The modular drive unit can also be stored in a simple and space-saving manner in the transport state, i.e. with the drive platform in the Euro transport box, or it can be carried along by other units of the modular drive unit. In this training, the modular drive units can transport each other reciprocally.
Zur Befestigung der Aufbaueinheiten weist die Fahrplattform vorzugsweise Rastelemente auf welche ausgebildet sind, in bereits vorhandene Strukturen der Euro-Transportboxen, beispielsweise etwaige Stege zur Bodenverstärkung einzugreifen und diese formschlüssig zu fixieren.
Es ist ebenfalls möglich, die Aufbaueinheit an der Fahrplattform zu verschrauben.For fastening the structural units, the driving platform preferably has latching elements which are designed to engage in already existing structures of the Euro transport boxes, for example any webs for reinforcing the floor, and to fix them in a form-fitting manner.
It is also possible to screw the assembly unit to the driving platform.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der modularen Fahreinheit ist die Aufbaueinheit als Sitzstuhl ausgebildet.
Auf diese Weise kann mit der gleichen Fahrplattform ein Personentransport ermöglicht werden.
Die Aufbaueinheit wird hierzu stabil über großflächige Halterungen am Stuhlbein mit der Transportplattform verbunden. Die als Sitzstuhl ausgebildete Aufbaueinheit wird auf die Fahrplattform vorzugsweise aufgeschraubt. Der Sitzstuhl weist vorzugsweise eine Sitzfläche mit verbundener Lehne und jeweils eine Armlehne an jeder Seite auf. Das Bedienelement zur Steuerung der Fahrplattform ist vorzugsweise an einer Armlehne oder an beiden Armlehnen angebracht. Der Fahrgast sitzt während der Fahrt im Stuhl und steuert mittels des Bedienelementes die Fahrbewegungen der modularen Fahreinheit. Hierzu ist das Bedienelement mit der Steuerungseinheit verbunden.In an advantageous further development of the modular drive unit, the assembly unit is designed as a seat chair.
In this way, people can be transported with the same driving platform.
For this purpose, the assembly unit is stably connected to the transport platform via large brackets on the chair leg. The assembly unit designed as a seat chair is preferably screwed onto the driving platform. The seat chair preferably has a seat with a connected backrest and an armrest on each side. The operating element for controlling the driving platform is preferably attached to an armrest or to both armrests. The passenger sits in the chair while driving and controls the movements of the modular driving unit using the control element. For this purpose, the operating element is connected to the control unit.
Diese Ausbildung der modularen Transporteinheit ist vorzugsweise für geringe Strecken und Geschwindigkeiten ausgelegt. Anwendungsbeispiele hierfür sind der betriebliche Transport bei sitzender Tätigkeit an häufig wechselnden Arbeitsflächen oder der Transport von verletzten oder gehbehinderten Menschen innerhalb einer Einrichtung wie in einem Krankenhaus oder einem Altersheim.This design of the modular transport unit is preferably designed for short distances and speeds. Application examples for this are the operational transport with sedentary work on frequently changing work surfaces or the transport of injured or handicapped people within a facility such as in a hospital or an old people's home.
Die modulare Fahreinheit kann die Funktion eines Rollstuhls übernehmen, welcher entweder direkt vom Fahrgast über ein Bedienelement oder von der Steuerungseinheit auf Grundlage hinterlegter Bewegungsmuster gesteuert wird. Die Steuerungseinheit kann optional über eine drahtlose Verbindung Bewegungsmuster oder sonstige Steuerbefehle von einer externen Quelle, beispielsweise einem Server, erhalten. Damit kann beispielsweise in einem Krankenhaus der selbstständige Transport von Patienten ermöglicht oder unterstützt werden.
Ein weiterer Vorteil gegenüber einem herkömmlichen Rollstuhl liegt in den zusätzlichen Bewegungsmöglichkeiten der modularen Fahreinheit. So ist es einem herkömmlichen Rollstuhl nicht möglich eine seitliche Fahrbewegung auszuführen. Es erfolgt immer erst eine Ausrichtung in die gewünschte Fahrtrichtung und dann erst die geradlinige Fortbewegung.The modular drive unit can take on the function of a wheelchair, which is controlled either directly by the passenger via an operating element or by the control unit on the basis of stored movement patterns. The control unit can optionally receive movement patterns or other control commands from an external source, for example a server, via a wireless connection. This enables or supports the independent transport of patients in a hospital, for example.
Another advantage compared to a conventional wheelchair is the additional movement possibilities of the modular drive unit. It is not possible for a conventional wheelchair to move sideways. There is always first an alignment in the desired direction of travel and only then the straight forward movement.
Die Aufbaueinheit ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung als Stehassistenzgestell ausgebildet.
Bei der Ausbildung der Aufbaueinheit als Stehassistenzgestell nimmt der Fahrgast bestimmungsgemäß eine Körperhaltung mit Eigenschaften sowohl des Sitzens als auch des Stehens ein, welche durch das Stehassistenzgestell unterstützt wird. Diese Körperhaltung wird nachfolgend als Komfortstehen bezeichnet. Das Stehassistenzgestell ist so ausgebildet, dass es den Fahrgast weitgehend umschließt und so zusätzlich schützt.According to another advantageous development, the assembly unit is designed as a standing assistance frame.
When the assembly unit is designed as a standing assistance frame, the passenger assumes a posture with properties of both sitting and standing, which is supported by the standing assistance frame. This posture is referred to below as comfort standing. The standing assistance frame is designed in such a way that it largely encloses the passenger and thus provides additional protection.
Das Stehassistenzgestell weist vorzugsweise mindestens eine rückseitige Auflagefläche auf, welches einen Teil des Gewichts des Körpers aufnimmt und gleichzeitig den Körper quer zu dessen Längsachse unterstützt. Auf diese Weise können Kräfte infolge der Beschleunigungen bei Anfahr-, Brems- oder Lenkbewegungen aufgenommen werden. Ferner weist das Stehassistenzgestell bevorzugt ein Bedienelement mit Stützfunktion auf, womit sich der Fahrgast beispielsweise wie an einer Lenkerstange abstützen kann.
Die rückseitige Auflagefläche kann beispielsweise durch eine gepolsterte Querstrebe oder eine schräge Sitzfläche ausgebildet werden. Die rückseitige Auflagefläche kann zusätzlich eine Lehne zur Unterstützung des Rückens aufweisen. Die rückseitige Auflagefläche ist vorzugsweise zwischen Knie und Hüfthöhe des Fahrgastes angeordnet, so dass das Gesäß oder die Rückseite der Oberschenkel des Fahrgastes anliegen.
Das Bedienelement mit Stützfunktion ist so ausgebildet, dass es zum einen das Steuern der modularen Fahreinheit ermöglicht und zum anderem dem Fahrgast die Möglichkeit gibt, seinen Oberkörper abzustützen. Ein solches Bedienelement mit Stützfunktion kann insbesondere als Lenkrad oder Lenker wie bei einem Zweiradfahrzeug ausgebildet sein. Das Bedienelement ist so ausgebildet, dass es Geschwindigkeit und Fahrtrichtung steuern kann. Das Bedienelement ist hierzu mit der Steuerungseinheit verbunden und ist ausgebildet Steuerbefehle an die Steuerungseinheit zu übertragen.The standing assistance frame preferably has at least one rear support surface which takes up part of the weight of the body and at the same time supports the body transversely to its longitudinal axis. In this way, forces can be absorbed as a result of the accelerations during starting, braking or steering movements. Furthermore, the standing assistance frame preferably has an operating element with a support function, with which the passenger can support himself, for example, like on a handlebar.
The rear support surface can be formed, for example, by a padded cross brace or an inclined seat surface. The rear support surface can also have a backrest to support the back. The rear support surface is preferably arranged between the knee and hip height of the passenger, so that the buttocks or the rear of the thighs of the passenger rest.
The operating element with a support function is designed in such a way that, on the one hand, it enables the modular driving unit to be controlled and, on the other hand, gives the passenger the opportunity to support his / her upper body. Such an operating element with a support function can in particular be designed as a steering wheel or handlebar as in a two-wheeled vehicle. The control element is designed so that it can control speed and direction of travel. For this purpose, the operating element is connected to the control unit and is designed to transmit control commands to the control unit.
Die Bedienung kann beispielsweise vollständig oder teilweise über einen Thumbstick erfolgen. Als Thumbstick wird vorliegend ein Hebel verstanden, welcher vorzugsweise mit dem Daumen bedient wird und stufenlos in 360° einer Ebene auslenkbar ist. Nachfolgend wird exemplarisch ein Steuerungsmodell beschrieben. Die Richtung der Auslenkung des Thumbstick bestimmt die Fahrtrichtung und die Stärke der Auslenkung die Geschwindigkeit der modularen Fahreinheit. Der Thumbstick weist zusätzlich eine Schaltfunktion mit zwei Schaltzuständen auf. Der Normalzustand, ohne Krafteinwirkung, entspricht dem ersten Schaltzustand. Das Schalten in den zweiten Schaltzustand erfolgt über ein Herunterdrücken des Thumbsticks. So kann beispielsweise im ersten Schaltzustand die Steuerung der Fahrtrichtung wie bereits beschrieben realisiert sein. Durch ein Schalten in den zweiten Schaltzustand bestimmt die Auslenkungsrichtung des Thumbsticks nicht mehr die Fahrtrichtung, sondern die Ausrichtung der modularen Fahreinheit. So kann eine Rotation des Fahrgestells ohne translatorische Bewegungsanteile angesteuert werden.
In einem anderen Beispiel sind Rotation und Fahrtrichtung auf zwei Thumbsticks aufgeteilt, welche dann als Twinsticksteuerung zweihändig bedient werden.The operation can, for example, take place completely or partially via a thumbstick. In the present case, a thumbstick is understood to be a lever which is preferably operated with the thumb and which can be continuously deflected in 360 ° in a plane. A control model is described below as an example. The direction of the deflection of the thumbstick determines the direction of travel and the strength of the deflection determines the speed of the modular drive unit. The thumbstick also has a switching function with two switching states. The normal state, without force, corresponds to the first switching state. Switching to the second switching state is done by pressing down the thumbstick. For example, in the first switching state, the direction of travel can be controlled as already described. By switching to the second switching state, the direction of deflection of the thumbstick no longer determines the direction of travel, but rather the alignment of the modular drive unit. In this way, a rotation of the chassis can be controlled without translational movement components.
In another example, the rotation and direction of travel are split between two thumbsticks, which are then operated with two hands as a twinstick control.
Die Position des Fahrgastes beim Komfortstehen entspricht einer leicht angewinkelten aber überwiegend aufrechten Körperhaltung. Die Reduzierung der Höhe des Körpers beim Komfortstehen und die Höhe der Aufstandsfläche der Füße auf der modularen Fahreinheit sind bevorzugt so abgestimmt, dass die Kopfhöhe beim Komfortstehen in der modularen Fahreinheit in etwa der Kopfhöhe des Fahrgastes bei einem aufrechten Stehen auf dem Boden entspricht. Die Höhe der Fahrplattform entspricht somit vorzugsweise der Differenz zwischen stehender Haltung und der leicht geneigten Haltung in der modularen Fahreinheit.
Dies ermöglicht eine ungehinderte Teilnahme eines Fahrgastes an Aktivitäten in stehenden oder laufenden Menschengruppen. Ein sitzender Mensch empfindet aufrecht stehende Personengruppen oft als unangenehm, da die Kommunikation mit ihnen durch die stark unterschiedliche Augenhöhe erschwert ist. Dagegen ermöglicht die modulare Fahreinheit mit Stehassistenzgestell als besonderen Vorteil dem Fahrgast Gespräche in Augenhöhe und eine bessere Orientierung in größeren Menschengruppen.The position of the passenger when standing comfortably corresponds to a slightly angled but predominantly upright posture. The reduction in the height of the body when standing comfortably and the height of the contact area of the feet on the modular driving unit are preferably coordinated so that the head height when standing comfortably in the modular driving unit corresponds approximately to the head height of the passenger when standing upright on the floor. The height of the driving platform thus preferably corresponds to the difference between the standing position and the slightly inclined position in the modular driving unit.
This enables unhindered participation of a passenger in activities in standing or running groups of people. A seated person often finds standing groups of people uncomfortable, as communication with them is difficult due to the vastly different eye level. On the other hand, the modular driving unit with standing assistance frame enables the passenger to have conversations at eye level and better orientation in larger groups of people.
Die Erfindung wird in mehreren Ausführungsbeispielen anhand von
-
1 Funktionsdarstellung der Fahrplattform in einer Ausbildung mit vier Doppelradeinheiten in einer Ansicht von unten -
2 Fahrplattform mit zentraler Steuereinheit und drei Doppelradeinheiten -
3 Funktionsdarstellung der Fahrplattform bei einer Rotation um einen imaginären Punkt -
4 Modulare Fahreinheit in der Ausführung zum Transport für Gegenstände -
5 Modulare Fahreinheit verpackt in Aufbaueinheit -
6 Modulare Fahreinheit mit Aufbaueinheit als Stehassistenzgestell -
7 Modulare Fahreinheit mit Aufbaueinheit als Stehassistenzgestell (F unktionsdarstellung) -
8 Modulare Fahreinheit mit Aufbaueinheit als Sitzstuhl -
9 Modulare Fahreinheit mit Aufbaueinheit als Sitzstuhl (Funktionsdarstellung)
-
1 Functional representation of the driving platform in a training with four double wheel units in a view from below -
2 Driving platform with central control unit and three double wheel units -
3 Functional representation of the driving platform with a rotation around an imaginary point -
4th Modular drive unit designed for transporting objects -
5 Modular drive unit packed in a construction unit -
6th Modular driving unit with an assembly unit as a standing assistance frame -
7th Modular drive unit with add-on unit as a standing assistance frame (functional illustration) -
8th Modular driving unit with an assembly unit as a seat chair -
9 Modular driving unit with add-on unit as a seat chair (functional illustration)
näher erläutert.explained in more detail.
Die Antriebseinheit
Der erste Radantrieb
Die Steuerungseinheit
The first wheel drive
The
In
Der Aufbau der Doppelradeinheiten
The structure of the double wheel units
Bei einer Fahrt um eine Kurve entspricht der Drehpunkt dem Scheitelpunkt der Kurve (Teilabbildung a)). Für eine Rotation des Fahrgestells
Gemäß der Teilabbildung b) kann durch eine parallele Verdrehung der Doppelradeinheiten
Die Aufbaueinheit
The construction unit
In
Wie in
As in
Die
Das Stehassistenzgestell
In dieser Ausführung besteht die rückseitige Auflagefläche
The standing assistance frame
In this version there is the rear support surface
Die rückseitige Auflagefläche
Das Bedienelement mit Stützfunktion
The control element with support function
Der Sitzstuhl
Die Steuerung erfolgt über ein Bedienelement
Das Bedienelement
The seat chair
It is controlled via a control element
The control element
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Drehgestellbogie
- 22
- erstes Laufradfirst impeller
- 33
- zweites Laufradsecond impeller
- 44th
- AntriebseinheitDrive unit
- 55
- Fahrgestellchassis
- 66th
- RadaufnahmeWheel mount
- 77th
- HorizontalachseHorizontal axis
- 88th
- erster Radantriebfirst wheel drive
- 99
- zweiter Radantriebsecond wheel drive
- 1010
- SteuereinheitControl unit
- 1111
- VertikalachseVertical axis
- 1212
- DrehmomentTorque
- 1313
- DoppelradeinheitenDouble wheel units
- 13.113.1
- erste Doppelradeinheitfirst double wheel unit
- 13.213.2
- zweite Doppelradeinheitsecond double wheel unit
- 13.313.3
- dritte Doppelradeinheitthird double wheel unit
- 13.413.4
- vierte Doppelradeinheitfourth double wheel unit
- 1414th
- AufbaueinheitBuild-up unit
- 1515th
- Fahrgastpassenger
- 1616
- KreisbahnCircular path
- 1717th
- FahrplattformDriving platform
- 1818th
- PersonentransportgestellPassenger transport frame
- 18.118.1
- rückseitige Auflageflächerear support surface
- 18.218.2
- Bedienelement mit StützfunktionControl element with support function
- 1919th
- SitzstuhlSitting chair
- 2020th
- BedienelementControl element
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019003072.7U DE202019003072U1 (en) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | Driving platform and modular driving unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019003072.7U DE202019003072U1 (en) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | Driving platform and modular driving unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202019003072U1 true DE202019003072U1 (en) | 2020-10-27 |
Family
ID=73264938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202019003072.7U Active DE202019003072U1 (en) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | Driving platform and modular driving unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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