DE4005356A1 - Multi-chassis vehicles - has drives to at least two wheels at each chassis to overcome obstacles - Google Patents
Multi-chassis vehicles - has drives to at least two wheels at each chassis to overcome obstaclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mehreren Fahrwerken, deren Achsen zueinander verstellbar sind.The invention relates to a vehicle with several Undercarriages, the axes of which are adjustable with respect to one another.
Derartige Fahrzeuge können Hindernisse in der Fahrstrecke besser überwinden, als Fahrzeuge mit einem starren Chassis.Such vehicles can be obstacles in the Overcome the route better than vehicles with one rigid chassis.
Ein solches Fahrzeug aus ein oder zwei Teilen mit drei oder mehr Achsen zeigt die DE-AS 10 94 603. Die starr miteinander verbundenen Querachsen sind um die Horizontale der mittleren Achse schwenkbar. Die Fahrwerke können Raupen haben, die ein Wenden des gesamten Fahrzeuges auf der Stelle durch entsprechende Relativbewegung der Raupen gegeneinander zulassen.Such a vehicle from one or two parts with three DE-AS 10 94 603 shows more axes. The rigid interconnected transverse axes are around the Horizontal axis can be swiveled. The Undercarriages can have caterpillars that turn the entire vehicle on the spot by appropriate Allow relative movement of the caterpillars against each other.
Aus der DE-OS 25 27 100 ist ein weiteres Fahrzeug dieser Art bekannt, das aus drei Teilen besteht, von denen das vordere und das hintere Fahrzeugteil je zwei Achsen aufweisen und dessen Fahrwerke als Raupen ausgebildet sein können. Die Gesamtlänge des Fahrzeuges kann durch Abknicken des Mittelteiles verringert werden.DE-OS 25 27 100 is another vehicle known of this kind, which consists of three parts, of the front and the rear part of the vehicle two each Have axles and its chassis as caterpillars can be trained. The total length of the vehicle can be reduced by kinking the middle part will.
Weiterhin sind übliche PKW oder LKW als Geländefahrzeuge bekannt, die über entsprechende Getriebe mit einem Motor alle Räder antreiben können. Von Militärfahrzeugen her ist auch bekannt, die Vorder- oder Hinterantriebe als Raupenfahrwerke auszubilden, während die andere Achse mit Rädern bestückt ist. Neuerdings sind ebenfalls Radfahrzeuge vorgestellt worden, die als einteiliges Fahrzeug für Kurvenfahrten mit geringem Radius einen Lenkeinschlag der Vorder- und Hinterachsen gleichzeitig zulassen.Furthermore, customary cars or trucks are considered All-terrain vehicles are known to have corresponding Gearboxes with one motor can drive all wheels. From military vehicles it is also known that To design front or rear drives as crawler tracks, while the other axis is equipped with wheels. Recently, too Wheel vehicles have been presented as one piece Vehicle for cornering with a small radius Steering angle of the front and rear axles at the same time allow.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit mehreren Fahrwerken vorzuschlagen, das eine höchstmögliche Beweglichkeit besitzt, Hindernisse auch rechtwinklig umfahren oder übersteigen kann und dabei eine hohe Stand- und Kippsicherheit aufweist.It is an object of the present invention to provide a vehicle to propose with several undercarriages, one has the highest possible mobility, as well as obstacles can circumvent or exceed at right angles while doing so has a high level of stability and stability.
Die Erfindung wird durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.The invention is solved by claim 1. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims included.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist beispielsweise zwei Fahrwerke mit je zwei Achsen auf. An jeder Achse sind zwei Räder angeordnet, die mit einem Motor pro Achse oder den Einzelrädern zugeordnete Antriebe ausgestattet sind. Dies können Einzelmotore je Rad oder achsenweise wirkende Motoren mit Kupplungen und/oder zuschaltbaren Getrieben je Rad sein.The vehicle according to the invention has, for example, two Chassis with two axles each. Are on every axis two wheels arranged with one motor per axle or drives assigned to the individual wheels are. This can be single motors per wheel or axially acting motors with clutches and / or switchable Be geared per wheel.
Es reicht jedoch aus, wenn das erfindungsgemäße Fahrwerk nur drei Laufräder hat, von denen zwei auf einer Achse angetrieben sind, während das dritte Laufrad lediglich der Standsicherheit dient. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, an Stelle der Laufräder die Fahrwerke mit Radketten zu versehen, wobei auch ein Fahrwerk mit Radketten und das andere Fahrwerk mit Laufrädern ausgerüstet sein kann. Ein derartiges Fahrzeug kann einen Lastträger zwischen den Fahrwerken oder oberhalb der Fahrwerke aufweisen. However, it is sufficient if the invention Chassis only has three wheels, two of which are on one axis are driven while the third Impeller is used only for stability. Furthermore, it is possible according to the invention instead of Wheels to provide the undercarriages with wheel chains, one chassis with wheel chains and the other Chassis can be equipped with wheels. Such a vehicle can be a load carrier between have the undercarriage or above the undercarriage.
Wenn jedes Fahrwerk, besser noch jede Achse, mit einem reversierbaren Getriebe oder Motor ausgerüstet ist, kann das Fahrzeug ohne weitere Lenkeinrichtung allein durch die Änderung der Motorgeschwindigkeit und der Drehrichtung des Motors beziehungsweise Getriebes in der Fahrrichtung und Fahrgeschwindigkeit beeinflußt werden. Optimal wäre es, wenn jedes Laufrad oder im Falle der Verwendung von Radketten jede Kette einzeln angetrieben würde. Diese erfindungsgemäße Ausbildung des Fahrzeuges ermöglicht es, das gesamte Fahrzeug auf der Stelle zu drehen, Kurven zu fahren, quer oder längs zu verfahren. Eine Fahrtrichtungsänderung eines Fahrwerkes kann dabei geschehen, ohne daß die Last von der Stelle bewegt wird, wenn die Fahrwerke mit Drehschemeln an den Achsen ausgestattet sind, wobei diese Drehschemel der Fahrwerke durch eine Lastplattform verbunden sind, auf der die Last ruht.If every undercarriage, better still every axle, with one reversible gear or motor is equipped, can the vehicle alone without additional steering by changing the engine speed and the Direction of rotation of the motor or gear in the direction and speed of travel will. It would be optimal if each wheel or in In case of using wheel chains, each chain individually would be driven. This inventive training of the vehicle allows the entire vehicle to be on the place to turn, corner, cross or lengthways to proceed. A change of direction of a Chassis can happen without the load of the place is moved when the trolleys with Turntables on the axles are equipped with this turntable of the trolleys by a Load platform are connected, on which the load rests.
Ideal wäre die Verwendung von Elektromotoren, die einzeln steuerbar, reversierbar, synchron oder gegenläufig geschaltet werden können.The ideal would be the use of electric motors that individually controllable, reversible, synchronous or can be switched in opposite directions.
Ein derartiges Fahrzeug mit geringen Abmessungen könnte beispielsweise als Manipulatorfahrzeug in einem Kernkraftwerk eingesetzt werden, wobei es rechtwinklig angeordnete Gänge oder Treppen oder ähnliche Hindernisse auf der Fahrtstrecke bewältigen muß. Derartig schwierige Hindernisse sind am besten durch Fahrwerke mit Radketten zu überwinden. Für das Treppensteigen oder zur Erhöhung der Bodenfreiheit kann eine Radkette durch Kippen ihrer am Drehschemel befestigten Achse schräg gestellt werden, so daß die Raupen oder Ketten nur auf einem Teil ihrer Fläche laufen, wobei die Schräglage der Steigung der Treppe angepaßt werden kann.Such a vehicle with small dimensions could for example as a manipulator vehicle in one Nuclear power plant are used, being rectangular arranged corridors or stairs or the like Must overcome obstacles on the route. Such difficult obstacles are best overcome Overcoming undercarriages with wheel chains. For climbing the stairs or increasing the Ground clearance can be given to a wheel chain by tilting its am Turntable fixed axis are inclined, so that the caterpillars or chains only on part of their Run area, the slope of the slope of the Stairs can be adjusted.
Zur Erhöhung der Stand- und Kippsicherheit kann mit Hilfe der separat angetriebenen Fahrwerke die Gesamtlänge des Fahrzeuges dadurch verändert werden, indem die Lastplattform durch zugeordnete translatorische Bewegungselemente beispielsweise ein Teleskop oder eine Kugelrollspindel in ihrer Länge variiert wird. Es bedarf dazu keines separaten Antriebes für die Teleskopverstellung, sondern durch Stillsetzen eines Fahrwerkes und Bewegung des zweiten Fahrwerkes in Fahrzeuglängsrichtung kann das Teleskop ausgezogen oder verkürzt werden. Diese Änderung der Fahrzeuglänge und damit des Achsabstandes der Fahrwerke zueinander ermöglicht eine Verlagerung des Schwerpunktes des Fahrzeuges, wodurch das Besteigen einer Treppe oder Überfahren anderer Hindernisse sehr erleichtert wird.To increase the stability and tipping safety can with With the help of separately driven undercarriages Total length of the vehicle can be changed by assigning the load platform through translatory movement elements, for example Telescope or ball screw in length is varied. There is no need for a separate one Drive for the telescope adjustment, but by Shutdown of one undercarriage and movement of the second The telescope can undercarriage in the longitudinal direction of the vehicle be pulled out or shortened. This change in Vehicle length and thus the center distance of the chassis to each other allows a shift of the Center of gravity of the vehicle, thereby climbing a staircase or crossing other obstacles is facilitated.
Wenn der Lastplattform noch eine Kippeinrichtung für die aufliegende Last zugeordnet wird, lassen sich automatisch oder fernsteuerbar mögliche statische oder dynamische Schwerpunktlageänderungen des Fahrzeuges beziehungsweise der Lastfläche durch entgegengesetzte Neigung der Kippeinrichtung kompensieren. Diese Kippeinrichtung kann in Kombination mit den Fahrwerken, insbesondere deren Lage relativ zur Fahrzeuglängsachse gesteuert werden. Ist beispielsweise beim Arbeiten an einem Objekt mit dem Manipulatorgerät auf der Lastplattform des Fahrzeuges eine Standsicherheit nicht gewährleistet, wenn die Radketten in Fahrzeuglängsrichtung stehen, so können eines oder beide Fahrwerke auf der Stelle gedreht werden. Aus der dynamischen Bewegung des Fahrwerkes resultierende Schwankungen der Lastplattform können dann auch durch die Kippeinrichtung ausgeglichen werden.If the load platform still has a tilting device for the applied load can be assigned possible static or automatic or remote control dynamic changes in the center of gravity of the vehicle or the load area by opposite Compensate the tilt of the tilting device. These In combination with the trolleys, in particular their position relative to the vehicle's longitudinal axis to be controlled. For example, when working on an object with the manipulator device on the Load platform of the vehicle does not provide stability guaranteed when the wheel chains in Stand in the longitudinal direction of the vehicle, so one or both trolleys can be turned on the spot. From the resulting dynamic movement of the chassis Fluctuations in the load platform can then also occur the tilting device can be compensated.
Um jederzeit die tatsächliche Ausrichtung der Fahrwerksachsen feststellen zu können, wird diesen ein Winkellagedetektor z. B. ein Winkelmeßgerät im Drehschemel zugeordnet. Ein derartiges Meßgerät steht mit einer programmierbaren Einrichtung, z. B. einem Rechner im Fahrzeug in Verbindung. Dieser Rechner steuert in Abhängigkeit von der Istlage der Achsen und der Sollage durch Änderung der Motordrehrichtung oder Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Antriebes die Achslage in die gewünschte Position.To keep the actual orientation of the Being able to determine chassis axles becomes one Angular position detector z. B. an angle measuring device in Assigned turntable. Such a measuring device stands with a programmable device, e.g. B. one Computer in the vehicle in connection. This calculator controls depending on the actual position of the axes and the target position by changing the direction of motor rotation or Speed of rotation of the respective drive Axis position in the desired position.
Diese programmierbare Einrichtung kann durch eine Fernsteuerung beaufschlagt werden oder, sofern es sich um ein autarkes Fahrzeug handeln soll, das ohne Fernsteuerung arbeitet, kann diese programmierbare Einrichtung auch durch Sensoren beaufschlagt werden, die beispielsweise die vor dem Fahrzeug angetroffene Fahrtstrecke abtasten und dann Signale senden, aus denen die Einrichtung die künftige Fahrtrichtung und damit die Achslage errechnen kann.This programmable device can by a Remote control can be applied or, if it is should be a self-sufficient vehicle that is without Remote control works, this can be programmable Device can also be acted upon by sensors, for example the one found in front of the vehicle Scan the route and then send signals, off which the facility will determine the future direction of travel and so that the axis position can be calculated.
Dabei kann die Einrichtung mit mehreren Fahrprogrammen oder Bewegungsprogrammen für das Fahrzeug ausgestattet sein, die je nach angetroffener Situation auf der Fahrtstrecke geschaltet werden. Ein solches Fahrprogramm kann beispielsweise das Treppensteigen vorsehen, das Drehen auf der Stelle, das Verlängern oder Verkürzen des Fahrzeuges oder das Koppeln mehrerer gleichartiger Fahrzeuge zu einem Gesamtfahrzeug zur Schaffung einer größeren Standsicherheit oder Schaffung einer gekoppelten größeren Lastplattform. Ein Programm für eine Fahrtrichtungsänderung eines Fahrwerkes kann beispielsweise so ablaufen, daß ein bestimmter Drehwinkel entsprechend der gewünschten Fahrrichtung im Winkeldetektor vorgegeben wird und ein Rechner die dazu nötigen Relativbewegungen der Antriebsmotore, z. B. der Raupenketten errechnet. Das Fahrwerk dreht sich dann solange, bis die vorgegebene Winkellage der Achsen erreicht ist.The device can be used with several driving programs or movement programs for the vehicle depending on the situation encountered on the Route can be switched. Such one The driving program can be climbing stairs, for example provide for turning on the spot, lengthening or shortening the vehicle or coupling several vehicles of the same type to form a complete vehicle Creating greater stability or creation a coupled larger load platform. A Program for changing the direction of travel Chassis can, for example, run so that a certain angle of rotation corresponding to the desired Direction of travel is specified in the angle detector and a Calculator the necessary relative movements of the Drive motors, e.g. B. the caterpillar tracks are calculated. The The undercarriage then turns until the specified one Angular position of the axes is reached.
Die Erfindung soll anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert werden.The invention is based on schematic drawings are explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, Fig. 1 is a plan view of an inventive vehicle,
Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 2 is a side view,
Fig. 3 eine weitere Seitenansicht eines treppensteigenden Fahrzeuges, Fig. 3 is a further side view of a stair-climbing vehicle,
Fig. 4 ein Fahrzeug bei Positionskorrektur, Fig. 5 ein in Kurven fahrendes Fahrzeug, Fig. 6 in querfahrendes Fahrzeug, Fig. 7 ein diagonalfahrendes Fahrzeug, Fig. 8 mehrere gekoppelte Fahrzeuge, Fig. 9 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem Manipulator-Aufbau. Fig. 4, a vehicle at position correction, Fig. 5 a vehicle running in curves vehicle, Fig. 6 in transversely moving vehicle, Fig. 7 a diagonally running vehicle, Fig. 8 a plurality of coupled vehicles, Fig. 9 shows an inventive vehicle with a manipulator structure.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf ein Fahrzeug, dessen Teleskop 3 zusammengeschoben ist und das zwei Fahrwerke 1, 2 aufweist, die Raupenketten 7, 8, 9, 10 tragen. Fig. 1 shows the top view of a vehicle, the telescope 3 is pushed together and the two undercarriages 1 , 2 , which carry caterpillar tracks 7 , 8 , 9 , 10 .
Die Raupenketten jedes Fahrwerks 1, 2 sind über Achsen 11, 12 mit Drehschemeln 5, 15 verbunden, auf denen die Plattform 4 für Last 6 ruht. Das Teleskop 3 ist in die Plattform 4 integriert.The crawler tracks of each undercarriage 1 , 2 are connected via axles 11 , 12 to turntables 5 , 15 , on which the platform 4 for load 6 rests. The telescope 3 is integrated in the platform 4 .
Das normalerweise arretierte Teleskop kann durch entgegengesetzte Bewegung k, ℓ der Fahrwerke 1, 2 ausgezogen werden (Fig. 2) um eine größere Standsicherheit oder eine größere Plattform 4 zu erreichen. Die Drehschemel 5, 15 weisen einen rotatorischen Freiheitsgrad um die vertikale Achse (Fig. 4) und auch um die horizontale Kippachse 13, 14 des Fahrwerkes 1, 2 auf (Fig. 3), z. B. zum Erklettern einer Treppe 16. Damit das Fahrzeug sich in alle Richtungen bewegen kann, verfügt jede Kette über Einzelantrieb, die in gegensätzliche Richtungen a, b, c, d gesteuert werden können (Fig. 4). Dabei werden die Lenkwinkel e, f der Fahrwerke 1, 2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau durch nicht gezeigte Drehwinkelgeber kontrolliert, die an den Drehschemeln 5, 15 angeordnet sind.The normally locked telescope can be pulled out by the opposite movement k, Fahr of the trolleys 1 , 2 ( FIG. 2) in order to achieve greater stability or a larger platform 4 . The turntables 5 , 15 have a rotational degree of freedom about the vertical axis ( Fig. 4) and also about the horizontal tilt axis 13 , 14 of the chassis 1 , 2 ( Fig. 3), z. B. for climbing stairs 16 . So that the vehicle can move in all directions, each chain has individual drives that can be controlled in opposite directions a, b, c, d ( Fig. 4). The steering angles e, f of the undercarriages 1 , 2 with respect to the vehicle body are controlled by rotary angle sensors, not shown, which are arranged on the turntables 5 , 15 .
Eine Kurvenfahrt g kann realisiert werden durch eine Stellung der Fahrwerke 1, 2 wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß das Fahrzeug nicht nur in Längsrichtung, sondern auch in Querrichtung h (Fig. 6) oder diagonaler Richtung i (Fig. 7) bewegbar ist. Die verschiedenen Figuren zeigen, daß das Fahrzeug sich auf der Stelle drehen kann oder um einen Drehschemel 5, 15 als Mittelpunkt einen Kreis fahren oder jede beliebige Richtung einschlagen kann. Als Antriebe können vorteilhaft Elektromotore verwendet werden. Gegebenenfalls sind auch Hydro-Motore einsetzbar, sofern mögliche Leckagen des Antriebes unkritisch sind. A cornering g can be realized by a position of the trolleys 1 , 2 as shown in Fig. 5. It is of course also possible that the vehicle can be moved not only in the longitudinal direction but also in the transverse direction h ( FIG. 6) or diagonal direction i ( FIG. 7). The various figures show that the vehicle can turn on the spot or make a circle around a turntable 5 , 15 as the center or can take any direction. Electric motors can advantageously be used as drives. If necessary, hydraulic motors can also be used, provided that possible drive leakages are not critical.
Derartige Fahrzeuge werden typischerweise als Lastfahrzeuge oder Manipulatorträgerfahrzeuge (Fig. 9) in Kernkraftwerken eingesetzt und können Lasten bis ca. 300 oder 500 kg tragen, wobei Fahrgeschwindigkeiten von 10 km oder darüber hinaus realisierbar sind. Sollen größere Lasten oder voluminösere Bauteile transportiert werden, kann dies geschehen durch eine z. B. elektromagnetische Kopplung 21, 22, 23, 24 der Fahrzeuge 25, 26, 27 wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Hier wurde beispielsweise eine Auflagefläche von 4 m2 erzeugt, obwohl die Einzelfahrzeuge 25, 26, 27 im zusammengeschobenen Zustand nur eine Fläche von 0,5 m2 besitzen. Wie hier dargestellt, könnten die Fahrzeuge 25, 26 auch im gekoppelten Zustand eine Teleskopverstellung k, ℓ vornehmen, wenn zuvor die Verriegelungen 17, 18 beziehungsweise 19, 20 gelöst werden. Die verschiedene Ausrichtung der Fahrwerke zeigt, daß dies Gerät auf der Stelle direkt verschiedene Fahrtrichtungen realisieren kann, wobei entweder zunächst eines der beiden äußeren Fahrzeuge 25, 27 als Masterfahrzeug für die eine Fahrtrichtung angesprochen wird oder das mittlere Fahrzeug 26 für die andere Fahrtrichtung.Such vehicles are typically used as load vehicles or manipulator carrier vehicles ( FIG. 9) in nuclear power plants and can carry loads of up to approx. 300 or 500 kg, travel speeds of 10 km or more being feasible. If larger loads or more voluminous components are to be transported, this can be done by a z. B. electromagnetic coupling 21 , 22 , 23 , 24 of the vehicles 25 , 26 , 27 as shown in Fig. 8. Here, for example, a contact area of 4 m 2 was generated, although the individual vehicles 25 , 26 , 27 only have an area of 0.5 m 2 when pushed together. As shown here, the vehicles 25 , 26 could also make a telescopic adjustment k, auch in the coupled state if the locks 17 , 18 and 19, 20 were released beforehand. The different alignment of the undercarriages shows that this device can directly implement different directions of travel on the spot, with either one of the two outer vehicles 25 , 27 being addressed as the master vehicle for one direction of travel or the middle vehicle 26 for the other direction of travel.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug trägt einen Manipulator 29 mit einem Gelenkarm 33, der mit einem Greifer 32 ausgestattet ist (Fig. 9). Die Situation zeigt das Fahrzeug an einer Steigstrecke. Zur Erhöhung der Standsicherheit ist das Teleskop 3 zwischen den Fahrwerken 1, 2 ausgefahren. Der Schwerpunkt 28 des Manipulators liegt hinter dem Schwerpunkt 31 des Fahrzeuges. Die Kippeinrichtung 30 sorgt dafür, daß die Schwerlinien F und M zusammenfallen oder M vor F liegen. Dazu könnte die Kippeinrichtung 30 den Manipulator 29 - soweit räumlich möglich - noch weiter nach vorn neigen.A vehicle according to the invention carries a manipulator 29 with an articulated arm 33 , which is equipped with a gripper 32 ( FIG. 9). The situation shows the vehicle on a climb. To increase stability, the telescope 3 is extended between the trolleys 1 , 2 . The center of gravity 28 of the manipulator lies behind the center of gravity 31 of the vehicle. The tilting device 30 ensures that the lines of gravity F and M coincide or M lie before F. For this purpose, the tilting device 30 could, as far as possible in space, tilt the manipulator 29 even further forward.
Claims (16)
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Publications (1)
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