DE69308467T2

DE69308467T2 - Gelenktes automatisches, in jede Richtung fahrbares Fahrzeug

Info

Publication number: DE69308467T2
Application number: DE69308467T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Kumehashi; Tatsuo Tsubaki
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2013-10-28
Also published as: US5450320A; KR100336405B1; MY114762A; JPH06135253A; KR940008948A; EP0595302B1; DE69308467D1; EP0595302A1; TW308137U; JP3437199B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Bereich der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Förderfahrzeug, das in alle Richtungen bewegbar ist, mit Fahrzeugrädern und Antriebsrädem mit Antriebsmechanismen zum Antreiben der Fahrzeugräder, wobei jedes der Antriebsräder mit einem Lenkmechanismus so gesteuert wird, daß deren Bewegungsrichtung so gesteuert wird, daß die Fahrzeugkarosserie in ihrer Stellung unverändert bleibt.

Stand der Technik

Ein Förderfahrzeug, das in alle Richtungen beweglich ist (wie z.B. ein automatisch geführtes Fahrzeug, auf dem ein Gegenstands-Handhabungsroboter montiert ist), wie in Fig. 10 gezeigt ist, weist eine Fahrzeugkarosserie 1 und drei Antriebs- /Lenkeinheiten 3 auf, die auf der unteren Fläche des Bodens (Grundplatte) 2 der Fahrzeugkarosserie 1 angeordnet sind. Jede der Antriebs-/Lenkeinheiten 3, wie in Fig. 11 gezeigt ist, umfaßt einen Lenkmechanismus 4, der mit dem Boden 2 befestigt ist, und einen Antriebsradmechanismus 6, der mit dem unteren Ende der Lenkwelle 5 des Lenkmechanismus 4 gekoppelt ist. Ein Antriebsrad (oder Antriebsreifen) 9 ist auf dem Außenrotor 8 eines Antriebsmotors 7, der ein Außenrotor-Motor ist, angepaßt. Auf der Fahrzeugkarosserie 1 sind eine Batterie, eine Energiequelleneinheit, wie z.B. ein Leistungswandler, zum Steuern der Stromversorgung von der Batterie zum Lenkmotor des Lenkmechanismus 4 und zu dem oben beschriebenen Antriebsmotor und eine Antriebs-/Lenkungs-Steuervorrichtung zum Empfangen der Rückführsignale von dem Lenkmotor und dem Antriebsmotor installiert, um z.B. den Stromwandler zu steuern.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Durchlaufstrecke, entlang der sich das automatisch geführte Fahrzeug A bewegt. In Fig. 12 bezeichnen die Bezugszeichen STA, STB und STC Gegenstands- Handhabungsstationen am Arbeitsplatz.
Wenn es erforderlich ist, daß das automatisch geführte Fahrzeug A an eine der Gegenstands-Handhabungsstationen heranfährt und dort anhält, wird deren Bewegung durch andere Vorrichtungen (nicht gezeigt) in einem gewissen Ausmaß begrenzt, d.h., das automatisch geführte Fahrzeug A wird gezwungen, die Station von einer Fahrroute her anzufahren, während es sich seitwärts bewegt, wobei die Fahrroute in einem bestimmten Abstand von der Strecke der Stationen beabstandet ist.
Es wird angenommen, daß das automatisch geführte Fahrzeug A sich zu den Stationen STA, STB und STC in der festgelegten Reihenfolge bewegt, d.h., es bewegt sich zu den Positionen 1, 2, 3, 4 und 5 in der festgelegten Reihenfolge. Während dieser Bewegung ist es notwendig, die Antriebsräder um ihre Lenkwellen 360º in einer Richtung zu drehen. Wenn das Antriebsrad in einer Richtung um 360º gedreht wird, dann können die Stromkabel und die Signalkabel, die zwischen der Leistungsquelleneinheit und der Steuervorrichtung auf der Fahrzeugkarosserie und dem Lenkmechanismus und dem Antriebsradmechanismus aufgrund der Verdrehung brechen.
Um dieses Problem zu überwinden, ist das herkömmliche automatisch geführte Fahrzeug mit einem Anschlag oder einer anderen geeigneten Steuereinrichtung versehen, um zu verhindern, daß der Winkel der relativen Drehung des Fahrzeugs größer als 360º wird.
Das heißt, wenn im Fall von Fig. 12, das Fahrzeug in der Position 2 oder 4 gestoppt wird, wird eine Stillstandsschwenk-Arbeitsweise (mit anderen Worten eine Stillstandslenk-Arbeitsweise) ausgeführt, d.h., nur die Lenkwelle wird um 180º gedreht.
Die Stillstandsschwenk-Arbeitsweise (rest swing operation) verursacht jedoch die folgenden Probleme: als erstes nimmt die Stillstandsschwenk-Arbeitsweise eine relativ lange Zeit in Anspruch. Ferner reibt bei der Stillstandsschwenk-Arbeitsweise die Bodenfläche des Antriebsreifens gegen die Oberfläche des Arbeitsplatzes, so daß der Antriebsreifen abgenutzt wird, d.h., seine Lebensdauer verringert sich. Zusätzlich können, wenn das automatisch geführte Fahrzeug in einem staubfreien Raum verwendet wird, die Partikel, die durch das Reiben des Reifens erzeugt werden, nicht vernachlässigt werden.
Die DE-U-77 01 751 offenbart ein Fahrzeug mit einer Radantriebseinrichtung, das einen Antriebsmechanismus auf einem Fahrzeugrad einschließt, umfaßt eine Lenkeinrichtung für das eine Rad zum Steuern einer Richtung des Rads, um eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zu steuern, und umfaßt eine Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung zum Übertragen eines elektrischen Stroms zwischen einer elektrischen Leistungsquelleneinheit, die auf der Fahrzeugkarosserie durch ein stationäres Elektrodenelement dargestellt wird, das auf einem Element vorgesehen ist, das bezüglich der Fahrzeugkarosserie stationär ausgebildet ist und einen sich drehenden Elektrodenelement, das auf einem Element vorgesehen ist, das bezüglich dem stationären Elektrodenelement drehbar ist, wobei das stationäre Elektrodenelement und das sich drehende Elektrodenelement in der Leistungsübertragungs- und -empfangseinrichtung eingeschlossen sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, die oben beschriebenen Probleme, die mit einem herkömmlichen automatisch geführten Fahrzeug verbunden sind, das in alle Richtungen bewegbar ist, zu vermeiden. Mehr im einzelnen ist es ein Ziel der Erfindung, ein automatisch geführtes Fahrzeug zu schaffen, das in alle Richtungen beweglich ist, wobei die Kabel nicht aufgrund einer Verdrehung brechen, und bei dem es nicht erforderlich ist, die oben beschriebene Stillstandsschwenk-Arbeitsweise auszuführen.
Das vorstehend genannte Ziel dieser Erfindung wurde durch die Schaffung eines automatisch geführten Fahrzeuges gemäß der Patentansprüche 1 und 6 erzielt.
Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht
In dem automatisch geführten Fahrzeug gemäß der Erfindung, das in alle Richtungen beweglich ist, erstreckt sich das Kabel, das mit dem Antriebsradmechanismus verbunden ist, durch die Innenseite der Lenkwelle und ist mit dem sich drehenden Elektrodenelement verbunden, das zusammen mit der Lenkwelle (steering shaft) gedreht wird, und das Kabel, das mit dem Lenkmechanismus verbunden ist, erstreckt sich ebenso durch die Innenseite der Lenkwelle und ist mit dem sich drehenden Elektrodenelement verbunden. Das sich drehende Elektrodenelement ist in bezug auf das stationäre Elektrodenelement, das auf dem Element vorgesehen ist, das auf der stationären Seite der Fahrzeugkarosserie befindlich ist, drehbar. Wenn sich daher das Fahrzeugrad in bezug zu der Fahrzeugkarosserie dreht, werden auch jene Kabel zusammen mit dem Antriebsrad gedreht. Das heißt, auch wenn sich dieses um mehr als 360º dreht, verwikkeln sich die Kabel nicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine erläuternde Darstellung, die wesentliche Bauteile einer Schleifringvorrichtung in der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine erläuternde Darstellung, die andere wesentliche Bauteile der Schleifringvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 6 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 7 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer fünften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 8 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 9 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Anordnung einer siebten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 10 ist eine erläuternde Darstellung, die die Anordnung einer Antriebs-/Lenkeinheit in einem automatisch geführten Fahrzeug zeigt, das in alle Richtungen beweglich ist;
Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer Antriebs-/Lenkeinheit in Fig. 7; und
Fig. 12 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel eines Weges zeigt, entlang dessen sich ein herkömmliches automatisch geführtes Fahrzeug, das in alle Richtungen beweglich ist, bewegt, um die Schwierigkeiten zu beschreiben, die dem herkömmlichen automatisch geführten Fahrzeug innewohnen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ein automatisch geführtes Fahrzeug, das in alle Richtungen beweglich ist, und das eine erste Ausführungsform dieser Erfindung bildet, wird hauptsächlich unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Lenkmechanismus, das Bezugszeichen 11 das Gehäuse des Lenkmechanismus 10, das Bezugszeichen 30 einen Antriebsradmechanismus, das Bezugszeichen 31 eine Halterung des Antriebsradmechanismus 30, das Bezugszeichen 50 eine Schleifringvorrichtung und das Bezugszeichen 51 das Gehäuse der Schleifringvorrichtung 50.
Das Gehäuse 11 des Lenkmechanismus 10 ist in Form eines Zylinders ausgebildet, dessen Enden mit oberen und unteren Enddekkeln 11U und 11D verschlossen sind. Das Gehäuse 11 ist mit dem Boden 2 der Fahrzeugkarosserie verbunden, wobei die obere Endabdeckung 11U mit der unteren Fläche des Bodens 2 mittels Schrauben oder dergleichen befestigt ist. Das Gehäuse 11 stützt eine hohle Lenkwelle 12 mit Hilfe von Lagern 13 und 14 in einer solchen Weise, daß die Welle 12 vertikal gehalten wird.
Die Halterung 31 des Antriebsradmechanismus 30 weist rechte und linke Seitenwände 31R auf, die über eine Halterungskopplungsplatte miteinander gekoppelt sind. Der untere Endbereich der Lenkwelle 12, der sich nach unten durch den unteren Enddeckel 11D erstreckt, ist in einer Aussparung 32 eingepaßt, die in der Halterungskopplungsplatte der Halterung 31 des Antriebsradmechanismus 30 ausgebildet ist. Der untere Endbereich der Lenkwelle 12 ist mit der Kopplungsplatte mittels Schrauben oder dergleichen gekoppelt, das heißt, die Kopplungsplatte wird durch den unteren Endbereich der Lenkwelle 12 gestützt, die sich durch den unteren Enddeckel 11D hindurch erstreckt.
Der obere Endbereich der Lenkwelle 12, der sich durch den Enddeckel 11U hindurch erstreckt, steht in ein Loch 2A hervor, das in dem Boden 2 der Fahrzeugkarosserie ausgebildet ist. Der obere Endbereich, der hervorsteht, ist mit dem unteren Endbereich der hohlen Schleifringwelle 52 der Schleifringvorrichtung 50 verbunden. Ein Schutzring 80 ist in das Loch 2A des Bodens 2 eingepaßt und mit dem oberen Enddeckel 11U des Gehäuses 11 des Lenkmechanismus 10 in einer solchen Weise befestigt, daß er die verbindungsstelle der Lenkwelle 12 mit der Schleifringwelle 52 umgibt. Das Gehäuse 51 der Schleifringvorrichtung 50 stützt die Schleifringwelle 52 über Lager 53 und 54 und ist auf dem Schutzring 80 gesichert.
Der Rotor 15 eines Lenkmotors M1, der Magnetpolrotor 16 eines Rotationssensors 1, wie z. B. einer Kodiereinrichtung, und die bewegliche Reibplatte 17 einer Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 sind auf der Lenkwelle 12 des Lenkmechanismus 10 montiert. Der Stator 18 des Lenkmotors M1, das Meßfühlerelement (Abnehmerspule) 19 des Rotationssensors 20 und der stationäre Reibplatten- und Erregungsabschnitt 20 der Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 sind mit dem Gehäuse 11 befestigt. Ferner bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 21 ein Stromkabel, das mit dem Lenkmotor M1 verbunden ist, das Bezugszeichen 22 eine Signalleitung, die mit dem Rotationssensor S1 verbunden ist und das Bezugszeichen 23 ein Stromkabel (power cable), das mit der Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 verbunden ist (die Kabel und die Leitung sind als eine Einheit 61D montiert). Das Stromkabel 21, die Signalleitung 22, und das Stromkabel 23 erstrecken sich nach außen durch die Leiterdurchführungen 11a, 11b und 11c, die jeweils in der Seitenwand des Gehäuses 11 ausgebildet sind und werden dann außerhalb des Gehäuses 11 gebündelt und erstrecken sich in die Fahrzeugkarosserie hinein durch eine Leiterdurchführung 28, die in dem Boden (Bodenplatte 2) des automatisch geführten Fahrzeugs ausgebildet ist. In diesem Zustand sind das Stromkabel 21 des Lenkmotors M1, das Stromkabel 22 der Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 mit einer Motor-Leistungsquelleneinheit und einer Bremsenleitungsquelleneinheit jeweils verbunden und die Signalleitung des Rotationssensors S1 ist mit einer Steuereinheit verbunden.
Der Antriebsradmechanismus 30 schließt einen Antriebsmotor M2 ein. Der Antriebsmotor M2 ist ein Außenrotor-Motor, dessen Motorwelle (die eine Achse ist) durch die Halterungen 31R und 31L an beiden Enden gestützt wird. Der Außenrotor 35 wird durch Lager 33A und 33B auf der Motorwelle 33 gestützt. Ein Antriebsreifen 9 ist auf dem Außenrotor 35 befestigt. Die Motorwelle 33 ist in Form eines hohlen Rohrs ausgebildet. Der Stator 37 des Motors M2, das Meßfühlerelement 38 eines Rotationssensors S2, wie z. B. eine Kodiervorrichtung, und der stationäre Reibplatten- und Erregungsabschnitt 39 einer Antriebsrad-Elektromagnetbremse B2 sind auf der hohlen Motorwelle 33 montiert. Andererseits sind der Rotor 40 des Motors M2, der Rotor 41 des Rotationssensors S2 und die bewegliche Platte 42 der Antriebsrad-Elektromagnetbremse B2 auf dem Außenrotor 35 vorgesehen. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 43 ein Stromkabel, das mit dem Antriebsmotor M2 verbunden ist, das Bezugszeichen 44 eine signalleitung, die mit dem Rotationssensor S 2 verbunden ist, und das Bezugszeichen 45 ein Stromkabel, das mit der Antriebsrad-Elektromagnetbremse B2 verbunden ist (die Anordnung der Leitungen 43, 44 und 45 sind mit 61C bezeichnet). Das Stromkabel 43, die Signalleitung 44 und das Stromkabel 45 erstrecken sich jeweils in die hohle Motorwelle 33 durch Leiterdurchführungen 33a, 33b und 34c, die in der Zylinderwand der Motorwelle 33 ausgebildet sind, und erstrecken sich dann nach außen durch das linke Ende der Motorwelle 33 und ein Loch 31a, das in der linken Seitenwand 31L des Gehäuses 31 ausgebildet ist. Die Leitungen 43, 44 und 45, die sich so erstrecken, erstrecken sich ferner durch ein Loch 31b hindurch, das in der linken Seitenwand 31L ausgebildet ist, und dann durch ein Loch 31A, das mit der Aussparung 32 verbunden ist, in die Lenkwelle 12 und die Schleifringwelle 52 hinein.
Ein scheibenförmiger Schleifring 55 (Fig. 3) und ringförmige Schleifringe 56 (oder 56a bis 56e) (Fig. 2), die einen sich drehenden Elektrodenabschnitt bilden, sind auf der Schleifringwelle 52 montiert. Anschlußklemmenabschnitte 59 und 60 (die einen stationären Elektrodenabschnitt bilden) sind auf der Innenfläche des Gehäuses 51 vorgesehen. Der Anschlußklemmenabschnitt 59 weist elektrisch leitende Bürsten 57 (oder 57a, 57b und 57c) auf, die elastisch in Schleifkontakt mit den jeweiligen Leitern 55a, 55b und 55c des scheibenförmigen Schleifrings 55 gebracht sind. Der Anschlußklemmenabschnitt 60 weist elektrisch leitende Bürsten 58 (oder 58a bis 58e) auf, die elastisch in Schleifkontakt in den jeweiligen ringförmigen Schleifringen 56 (56a bis 56e) gebracht sind. Der stationäre Elektrodenabschnitt, die Bürsten und der sich drehende Elektrodenabschnitt bilden eine Signal-/Leistungs-Übertragungs- und Empfangseinrichtung.
Das Stromkabel 43 des Antriebsmotors M2 und das Stromkabel 45 der Antriebsrad-Elektromagnetbremse B2 erstrecken sich nach außen durch die Schleifringwelle 52 durch Leiterdurchführungen 52a bis 52e hindurch, die in der Zylinderwand der Schleifringwelle 52 ausgebildet sind, und sind dann mit den jeweiligen ringförmigen Schleifringen 56a bis 56e verbunden. Die Signalleitung 44 des Rationssensors 52 erstreckt sich nach außen von der Schleifringwelle 52 durch eine Leiterdurchführung 52f, die in der Zylinderwand der Schleifringwelle 52 ausgebildet ist, und ist dann mit dem scheibenförmigen Schleifring 55 verbunden. Ein Stromkabel, das mit der Motor-Leistungsquelleneinheit verbunden ist, und ein Stromkabel, das mit der Bremsenleistungsquelleneinheit verbunden ist (diese Kabel sind mit 61A bezeichnet), erstrecken sich in das Gehäuse 51 durch eine Leiterdurchführung 51a, die in dem Gehäuse 51 ausgebildet ist, hinein, und erstrecken sich dann durch eine Leiterdurchführung 60a, die in dem Anschlußklemmenabschnitt 60 ausgebildet ist, und sind mit der jeweiligen Anschlußklemme des Anschlußklemmenabschnitts 60 verbunden. Eine Signalleitung 61b, die mit der zuvor erwähnten Steuereinheit verbunden ist, erstreckt sich in das Gehäuse 51 durch die Leiterdurchführung 51a hinein, und ist mit der jeweiligen Anschlußklemme 59 verbunden.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform drehen sich der Antriebsradmechanismus 30, die Lenkwelle und der sich drehende Elektroabschnitt als eine Einheit, und das Kabel 61C des Antriebsradmechanismus 30 erstreckt sich durch die Innenseite der Lenkwelle 12 und ist mit dem sich drehenden Elektrodenabschnitt verbunden. Daher können sich die Kabel nicht verwikkeln.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in den folgenden Punkten: Die Lenkwelle 12 und die Schleifringwelle 52 der ersten Ausführungsform sind als eine Einheit ausgebildet. Das heißt, die Lenkwelle 12 weist eine Verlängerung 12A auf, die in das Gehäuse 51 hineinragt, so daß die Verlängerung 12A als Schleifring 52 verwendet wird. Die zweite Ausführungsform kommt ohne die Lager 53 und 54 des Schutzrings 80 der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform aus.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. In der dritten Ausführungsform ist der Lenkmotor M1 ein Außenrotor- Motor und sein Rotor 111 wird als Lenkwelle verwendet. Das heißt, der Rotor 111 weist eine Verlängerung 111a auf, die als das oben beschriebene Gehäuse 51 dient. Das obere offene Ende des Rotors 111 ist auf die Außenzylinderfläche eines ringförmigen Vorsprungs 112 über ein Lager 75 aufgesetzt, das sich von einem Montagelement 111U her erstreckt (welches einer der Enddeckel des Motors M1 ist), welches mit der unteren Fläche des Bodens 2 befestigt ist, wobei das untere offene Ende des Rotors 111 auf die Außenzylinderfläche eines anderen Montageelementes 111D (welches der andere Enddeckel des Motors M1 ist) über ein Lager 76 aufgesetzt ist. Die Welle (oder hohle stationäre Welle) 120 des Lenkmotors M1 ist einstückig mit der Schleifringwelle 52 ausgebildet. Das heißt, die Wellen 120 und 52, die als eine Einheit vorgesehen sind, werden durch die Enddeckel 111U und 111D gestützt. Eine Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 ist in einer Halterung 82 eingesetzt, die mit dem unteren Ende des Rotors 111 befestigt ist. Eine Halterung 31 ist durch die Halterung 82 und eine Kopplungsplatte 83 mit dem Rotor 111 gekoppelt. Die Halterung 82 weist einen Vorsprung 82A auf, der sich nach unten erstreckt und der mit einer Aussparung 83A in Eingriff befindlich, die in der Kopplungsplatte 83 ausgebildet ist. Die Kopplungsplatte 83 weist eine Leiterdurchführung 83a auf. Der stationäre Reibplatten- und Erregungsabschnitt 20 der Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 ist auf dem Enddeckel 111D vorgesehen, und die bewegliche Reibplatte 17 ist mit der Halterung 82 befestigt.
In der dritten Ausführungsform erstrecken sich das Stromkabel 43 eines Antriebsmotors M2, die Signalleitung eines Rotationssensors S2 und das Stromkabel 45 einer Antriebsrad-Elektromagnetbrernse B2 (die Anordnung der Leitungen 43, 44 und 45 sind mit 61C bezeichnet) durch eine Leiterdurchführung 43 hindurch, die in der Seitenwand der Halterung 31 ausgebildet ist und durch eine Leiterdurchführung 83a hindurch, die in der Kopplungsplatte 83 ausgebildet ist. Ferner erstrecken sich das Stromkabel des Antriebsmotors M2 und das Stromkabel 45 der Antriebsrad-Elektromagnetbremse B2 durch eine Leiterdurchführung 111a hindurch, die in der Zylinderwand des Rotors 111 ausgebildet ist, in den Rotor 111 hinein und sind mit den jeweiligen Anschlußklemmen in dem Anschlußklemmenabschnitt 60 verbunden, währenddessen die Signalleitung 44 des Rotationssensors S2 sich durch eine Leiterdurchführung 111b hindurch erstreckt, die in der Zylinderwand des Rotors 111 ausgebildet ist und mit der jeweiligen Anschlußklemme in den Anschlußklemmenabschnitt 51 verbunden ist. Andererseits sind die Stromkabel und die Leistungsquelleneinheiten und die Signalleitung von der Steuereinheit mit dem Ringabschnitt und dem Scheibenabschnitt verbunden. Das Stromkabel 23 der Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 erstreckt sich durch eine Leiterdurchführung 120b in der Welle 120 hindurch und erstreckt sich durch die Innenseite der Schleifringwelle 52. Die Signalleitung 22 des Rotationssensors S1 erstreckt sich durch eine Leiterdurchführung 111c hindurch, die in dem Enddeckel lud ausgebildet ist und erstreckt sich durch die Innenseite der Welle 120 in die Innenseite der Schleifringwelle 52 hinein.
Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. In der vierten Ausführungsform ist in gleicher Weise wie im Fall der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, der Lenkmotor M1 ein Außenrotor-Motor. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der dritten Ausführungsform darin, daß eine Schleifringwelle 52 und Anschlußklemmenabschnitte 59 und 60 in der hohlen Welle 130 des Lenkmotors M1 in einer solchen Weise vorgesehen sind, daß sie koaxial zu der hohlen Welle 130 sind, und die Schleifringwelle 52 ist auf ein Wellenelement 140 aufgesetzt, das sich vertikal von dem unteren Enddeckel 111D des Rotors 111 erstreckt. Das obere Ende der Hohlwelle 130 ist mit einem Enddeckel 131U verschlossen und weist einen Flansch 130A auf, der mit der hinteren Fläche des Bodens 2 mittels Schrauben oder dergleichen befestigt ist. Das Wellenelement 140 weist ein Loch 140A auf, das nach unten geöffnet ist. Die bewegliche Reibplatte 1 einer Lenkungs-Elektromagnetbremse B1 ist auf dem oberen Endbereich des Wellenelementes 140 montiert, und der stationäre Reibplatten- und Erregungsabschnitt 20 der Bremse B1 ist fest mit dem zuvor erwähnten Enddeckel 131U befestigt. In Fig. 6 bezeichnen die Bezugszeichen 131a und 131b Leiterdurchführungen, die in dem Enddekkel 131U ausgebildet sind. Der untere Enddeckel 111D des Rotors 111 weist einen Vorsprung 111A auf, der in eine Aussparung 83A, die in einer Kopplungsplatte 83 ausgebildet ist, eingepaßt ist, und weist eine Leiterdurchführung 111A auf.
Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung. In der fünften Ausführungsform ist in gleicher Weise wie im Fall der oben beschriebenen dritten und vierten Ausführungsform (Fig. 5 und 6) der Lenkmotor M1 ein Außenrotor-Motor. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch im wesentlichen von der dritten und vierten Ausführungsform darin, daß eine hohle Schleifringwelle 52 außerhalb des Rotors 150 des Motors in einer solchen Weise vorgesehen ist, daß die Welle 52 koaxial mit dem Lenkmotor M1 ausgebildet ist, und daß ein stationärer Rahmen 160 die Schleifringwelle 52 mit einem Zwischenraum G zwischen diesen umgibt.
Der stationäre Rahmen 160 weist ein inneres ringförmiges Element 160A mit einem oberen Flansch 160B auf. Der obere Flansch 160B ist mit dem Boden 2 mittels Schrauben oder dergleichen befestigt. Leiterdurchführungen 160a und 160b sind in der Seitenwand des stationären Rahmens 160 ausgebildet.
Die Innenseite des Rotors 150 ist durch eine Trennwand 151 in einer Motorkammer A und eine Bremsenkammer B unterteilt. Der obere Endbereich des Rotors 150 ist in das innere ringförmige Element 160A des stationären Rahmens 160 über ein Lager 75 eingepaßt, und der untere Endbereich ist in den unteren Endbereich des stationären Rahmens 160 über ein Lager 76 eingepaßt. Das untere Ende des Rotors 150 ist mit einem Enddeckel 151D verschlossen. Der Enddeckel 151D weist einen Vorsprung 152D auf, der mit einer Aussparung 83A in Eingriff befindlich ist, die in einer Kopplungsplatte 83 ausgebildet ist. Die Welle 170 des Lenkmotors M1 ist hohl und weist einen Flansch 170A an dem oberen Ende auf, der das obere Ende des Rotors 150 verschließt. Der untere Endbereich der Welle 170 wird durch ein Lager 54 durch die zuvor erläuterte Trennwand 151 gestützt.
Fig. 8 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung. In der sechsten Ausführungsform ist ein Lenkmechanismus 10 parallel zu dem Antriebsradmechanismus 30 vorgesehen und ist über ein Reduktionsgetriebe 200 mit der unteren Fläche des Bodens 2 befestigt. Die Reduktionsgetriebeeinheit 200 weist eine Antriebswelle 201 auf, die über den Boden 2 vorsteht und auf der eine verzahnte Trommel 202 feststehend montiert ist.
Der Antriebsradmechanismus 30 ist auf dem Boden 2 über ein Montageelement 190, ein Lager 191 und ein Montageelement 192 montiert. Eine Lenkwelle 120 weist eine Verlängerung 120A auf, die vertikal auf dem Montageleement 190 angebracht ist. Das Montageelement 190 ist in Form eines kurzen Rohrs ausgeführt. Der untere Endbereich des Montageelementes 190 ist in einer Aussparung 83A eingepaßt, die in der Kopplungsplatte 83 ausgebildet ist und ist mit der Kopplungsplatte 83 mittels Schrauben oder dergleichen befestigt. Das Montageelement 192 umfaßt ein oberes Element 192A, das in Form eines kurzen Rohrs mit einem Flansch ausgebildet ist, und ein unteres Element 152B, was ebenfalls in Form eines kurzen Rohrs ausgebildet ist. Das Montageelement 192 greift in ein Loch 2A ein, das in dem Boden 2 ausgebildet ist. Das Montageelement 190 ist über das Lager 191 in das Montageelement 192 gepaßt. Die Verlängerung 120A der Lenkwelle 120 erstreckt sich in das Gehäuse 51 einer Schleifringvorrichtung hinein, das heißt, sie dient als eine Schleifringwelle. Eine verzahnte Trommel 203 ist feststehend auf dem Endbereich der Schleifringwelle montiert, dessen Endbereich außerhalb des Gehäuses 51 angeordnet ist. Ein Zahnriemen ist über die verzahnte Trommel 203 und die oben beschriebene verzahnte Trommel 202 gelegt. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 300 einen Schleifring-Stützrahmen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Übertragung und der Empfang des elektrischen Stroms und der Signale für die Fahrzeugkarosserie, den Lenkmechanismus und den Antriebsmechanismus durch die Schleifringvorrichtung 50 ausgeführt. Sie können jedoch durch Verwendung unterschiedlicher Einrichtungen ausgeführt werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
Fig. 9 zeigt eine siebte Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen DR einen Treiber (oder eine Leistungsquelleneinheit) 4 Der Treiber DR liefert eine gesteuerte elektrische Antriebsleistung, die durch eine Schleifringvorrichtung SLip aufgebracht wird, die eine Signal-/Leistungs-Übertragungs- und Empfangsvorrichtung B (umrundet durch die gestrichelte Linie in Fig. 9) bildet, zu den Motoren in dem Motorantriebsmechanismus und dem Lenkmechanismus. Der Ausgang des Sensors, wie z. B. des oben beschriebenen Rotationssensors S1, wird durch eine Wandlervorrichtung A moduliert und über einen Drehwandler RTr, der die Signal-/Leistungs-Übertragungs- und Empfangsvorrichtung B bildet, an eine Wandlervorrichtung C angelegt, wo er demoduliert wird. Der Ausgang der Wandlervorrichtung C wird an den Treiber DR angelegt.
In der in Fig. 9 gezeigten siebten Ausführungsform wird die Übertragung und der Empfang der Signale durch den Drehwandler ausgeführt, und die Übertragung und der Empfang der elektrischen Antriebsleistung wird durch die Schleifringvorrichtung ausgeführt, wobei jedoch die Erfindung nicht darauf oder dadurch begrenzt ist. Das heißt, ein Quecksilberschalter kann für die Übertragung und den Empfang der elektrischen Antriebsleistung verwendet werden.
In dem automatisch geführten Fahrzeug gemäß der Erfindung, das in alle Richtungen beweglich ist, erstreckt sich das Kabel, das mit dem Antriebsradmechanismus verbunden ist, durch die Innenseite der Lenkwelle hindurch und ist mit dem sich drehenden Elektrodenabschnitt verbunden, der zusammen mit der Lenkwelle gedreht wird, und das Kabel, das mit dem Lenkmechanismus verbunden ist, erstreckt sich ebenfalls durch die Innenseite der Lenkwelle und ist mit dem sich drehenden Elektrodenabschnitt verbunden. Der sich drehende Elektrodenabschnitt ist bezüglich zu dem stationären Elektrodenabschnitt, der auf dem Element vorgesehen ist, der auf der stationären Seite der Fahrzeugkarosserie befindlich ist, drehbar. Wenn daher sich das Antriebsrad bezüglich zur Fahrzeugkarosserie dreht, werden diese Kabel auch zusammen mit dem Antriebsrad gedreht. Das heißt, auch wenn sich dieses um mehr als 360º dreht, werden die Kabel auf Grund der Verdrehung nicht brechen. Somit ist es im Falle des automatisch geführten Fahrzeuges nach der Erfindung im Gegensatz zu einem herkömmlichen Fahrzeug nicht notwendig, Anschläge zu verwenden, und es ist nicht nötig, eine Stillstandsschwenk-Arbeitsweise auszuführen. Das heißt, das automatisch geführte Fahrzeug gemäß der Erfindung ist frei von dem Problem, daß Partikel während der Stillstandsschwenk-Arbeitsweise erzeugt werden. Daher kann das automatisch geführte Fahrzeug wirksam in einem staubfreien Raum verwendet werden.

Claims

1. Automatisch geführtes Fahrzeug, das eine Mehrzahl von Rädem (9) aufweist und das in alle Richtungen beweglich ist, mit:

einer Räderantriebseinrichtung (M2, 30), die einen Antriebsmechanismus (30) auf jedem der Mehrzahl der Räder (9) einschließt, um zu ermöglichen, daß die jeweiligen Fahrzeugräder (9) das automatisch geführte Fahrzeug bewegen;

eine Lenkeinrichtung (M1, 10) für jedes Rad (9) zur Steuerung einer Richtung des jeweiligen Rades (9), um eine Bewegungsrichtung des automatisch geführten Fahrzeugs zu steuern, ohne daß ein Vorderteil (heading) des automatisch geführten Fahrzeuges verändert wird; und

einer Signal-/Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung (50, 55-60) zum Übertragen eines elektrischen Stroms zwischen einer elektrischen Leistungsquelleneinheit, die auf einem Körper (1) des automatisch geführten Fahrzeuges vorgesehen ist, und den jeweiligen Radantriebsmechanismen (30) und der Lenkeinrichtung (M10) zum Übertragen der Steuersignale zwischen der Steuereinheit, die auf einem Körper (1) des automatisch geführten Fahrzeuges vorgesehen ist und den jeweiligen Antriebsmechanismen (30) und der Lenkeinrichtung (M1, 10) über ein stationäres Elektrodenelement (57, 58), das auf einem Element (51; 160) vorgesehen ist, das bezüglich des Körpers (1) des automatisch geführten Fahrzeuges stationär ist und ein sich drehendes Elektrodenelement (55, 56), das auf einem Element (52; 111) vorgesehen ist, das bezüglich dem stationären Elektrodenelement (57, 58) drehbar ist, wobei das stationäre Elektrodenelement (57, 58) und das sich drehende Elektrodenelement in der Signal-/Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung (50, 55-60) eingeschlossen sind,

wobei jede der Lenkeinrichtungen (M1, 10) eine Einrichtung zum Drehen des jeweiligen Fahrzeugsrads (9) und eines Antriebsmechanismus (30) in eine Richtung um eine Achse über einen Winkel von 360º einschließt, und wobei die Einrichtung zum Drehen von dem jeweiligen Antriebsrad und Antriebsmechanismus einen Lenkmotor (M1) einschließt,

wobei die Lenkeinrichtung (M1, 10) ferner einschließt:

eine Lenkwelle (12) und einen Rotor (15) auf der Lenkwelle (12), wobei der Rotor (15) mit einem jeweiligen Antriebsmechanismus (9) gekoppelt ist, wobei der Rotor (15) außerhalb der Lenkwelle (12) positioniert ist, und im Ansprechen auf die Speicherung eines Stators (18) im Ansprechen auf die Steuersignale beweglich ist, um den Antriebsmechanismus (30) und das Antriebsrad (9) um die Achse der Lenkwelle (12) zu drehen, und

wobei das sich drehende Elektrodenelement ein Schleifring (55, 56) ist, der auf der Lenkwelle (12) vorgesehen ist, und wobei das stationäre Elektrodenelement eine Bürste (57, 58) ist, die in elastischen Schleifkontakt mit dem Schleifring (55, 56) befindlich ist.

2. Automatisch geführtes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Lenkeinrichtung (M1, 10) einschließt:

einen Motor (M1), der zwischen der Lenkwelle (12) und dem Rotor (15) angeordnet ist, wobei der Motor (M1) eine sich drehende Welle aufweist, auf dem der Schleifring koaxial montiert ist,

wobei die sich drehende Welle des Motors die Lenkwelle (12) umfaßt, und

wobei die Lenkwelle (12) hohl ist und Kabel (61, 61A-61D) der elektrischen Leistungsquelleneinheit und der Steuereinheit sich durch die hohle Lenkwelle (12) hindurch erstrecken.

3. Automatisch geführtes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Schleifring (52) auf einem Außenumfang des Rotors (150) montiert ist, und wobei die Bürste (58) auf einem Rahmen montiert ist, der außerhalb des Rotors (150) positioniert ist.

4. Automatisch geführtes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Lenkeinrichtung (M1, 10) parallel zu der Radantriebseinrichtung (M2, 30) positioniert ist, um die Radantriebseinrichtung (M2, 30) über eine Übertragungsvorrichtung (200) anzutreiben.

5. Automätisch geführtes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Signal-/Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung einen Drehwandler (RTr) einschließt, der eine Übertragung der Steuersignale ausführt, und wobei die Bürste (57, 58) eine Übertragung des elektrischen Stroms ausführt.

6. Automatisch geführtes Fahrzeug, das eine Mehrzahl von Rädem (9) aufweist und das in alle Richtungen beweglich ist, mit:

einer Radantriebseinrichtung (M2, 30), die einen Antriebsmechanismus (30) auf jedem der Mehrzahl von Rädern (9) einschließt, um zu ermöglichen, daß die jeweiligen Fahrzeugräder (9) das automatisch geführte Fahrzeug bewegen;

einer Lenkeinrichtung (M1, 10) für jedes Rad zum Steuern einer Richtung des jeweiligen Rads (9), um eine Bewegungsrichtung des automatisch geführten Fahrzeugs zu steuern, ohne daß ein Vorderteil des automatisch geführten Fahrzeugs verändert wird; und

einer Signal-/Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung (50, 55-60) zum Übertragen eines elektrischen Stroms zwischen einer elektrischen Leistungsquelleneinheit, die auf einem Körper (1) des automatisch geführten Fahrzeuges vorgesehen ist, und den jeweiligen Radantriebsmechanismen (30) und den Lenkeinrichtungen (M1, 10), und. zum Übertragen von Steuersignalen zwischen einer Steuereinheit, die auf dem Körper des automatisch geführten Fahrzeuges vorgesehen ist, und den jeweiligen Antriebsmechanismen (30) und den Lenkeinrichtungen (M1, 10) über ein stationäres Elektrodenelement (55, 56), das auf einem Element (52; 160) vorgesehen ist, das stationär bezüglich dem Körper (1) des automatisch geführten Fahrzeuges ist, und einem sich drehenden Elektrodenelement (57, 58), das auf einem Element vorgesehen ist, das bezüglich zum stationären Elektrodenelement (55, 56) drehbar ist, und wobei das sich drehende Elektrodenelement in der Signal-/Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung (50, 55-60) eingeschlossen ist,

wobei jede der Lenkeinrichtungen (M1, 10) eine Einrichtung zum Drehen eines jeweiligen der Fahrzeugräder (9) und der Antriebsmechanismen (30) in einer Richtung um eine Achse über einen Winkel von 360º einschließt,

wobei die Einrichtung (M1, 10) zum Drehen des jeweiligen Antriebsrades und Antriebsmechanismus einen Lenkmotor (M1) einschließt,

wobei die Lenkeinrichtung (M1, 10) ferner einschließt:

eine Lenkwelle (12) und einen Rotor (111, 150) auf der Lenkwelle, wobei der Rotor (111, 150) mit einem jeweiligen Antriebsmechanismus (30) gekoppelt ist, wobei der Rotor (111) außerhalb der Lenkwelle (12) positioniert ist und im Ansprechen auf die Speisung eines Stators (18) im Ansprechen auf die Steuersignale beweglich ist, um den Antriebsmechanismus (30) und das Antriebsrad um eine Achse der Lenkwelle (12) zu drehen, und

wobei das stationäre Elektrodenelement einen Schleifring (55, 56) ist, der auf der Lenkwelle (12) vorgesehen ist, und das sich drehende Elektrodenelement Bürsten (57, 58) einschließt, die in elastischem Schleifkontakt mit dem Schleifring (55, 56) montiert sind.

7. Automatisch geführtes Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei:

ein Motor (M1) zwischen der Lenkwelle und dem Rotor angeordnet ist, wobei der Motor (M1) eine Drehwelle aufweist, auf dem der Schleifring (52) koaxial montiert ist,

wobei der Rotor (111, 150) die Drehwelle des Motors (M1) einschließt, und

wobei der Rotor (111) ein Loch (111a, 111b) einschließt, zum Aufnehmen der Kabel (61, 61A-61D) der elektrischen Leistungsquelleneinheit und der Steuereinheit.

8. Automatisch geführtes Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Signal-/Leistungsübertragungs- und Empfangseinrichtung einen Drehwandler (RTr) einschließt, der eine Übertragung der Steuersignale ausführt und wobei die Bürste (57, 58) eine Übertragung des elektrischen Stromes ausführt.