SE524382C2 - Transportanordning med slavstyrning - Google Patents

Description

25 går till att retardera fordonets massa då den ansatta kraften upphör.

Uppfinningen bygger på insikten, att en transportanord- ning kan anordnas med en drivdel och en bärdel som är inbördes rörliga, varvid sensorer som mäter det inbördes läget för delarna möjliggör en slavstyrningsfunktion för drivning av transportanordningen i önskad riktning.

Enligt uppfinningen åstadkommes således en transport- anordning såsom definierad i patentkravet l.

Ytterligare föredragna utföringsformer definieras av underkraven.

Med den uppfinningsenliga transportanordningen löses ovannämnda problem med känd teknik. Genom att en rela- tivt liten kraft som ansättes mot bärdelen kan regi- steras, vilket leder till att bärdelens drivorgan driver i önskad riktning, åstadkommes en anordning vars rörelse kan kontrolleras på ett exakt sätt.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att närmare beskrivas såsom exempel, med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: fig. la visar en sidovy över en transportanordning enligt uppfinningen, fig. lb visar en toppvy av den i fig. la visade trans- portanordningen, fig. lc visar en genomsynlig perpektivvy av den fig. la visade transportanordningen, nn v -eo I -.no 10 15 20 Un P3 J> LN CC» 53 fig. ld visar ett förenklat blockschema över de delar som ingår i drivsystemet för transportanordningen enligt uppfinningen, fig. Za-c visar vyer motsvarande de som visas i fig. la-c men då en kraft ansätts transportanordningens bärdel i en längdriktning, fig. 3a-c visar vyer motsvarande de som visas i fig. la-c men då en kraft ansätts transportanordningens bärdel i en tvärriktning, fig. 4a-c visar vyer motsvarande de som visas i fig. la-c men då en kraft ansätts transportanordningens bärdel i en diagonalriktning, fig. Sa-c visar vyer motsvarande de som visas i fig. la-c men då en kraft ansätts transportanordningens bärdel resulterande i en svängningsrörelse hos tranport- anordningen, fig. 6a-c visar vyer motsvarande de som visas i fig. la-c men då en kraft ansätts transportanordningens bärdel, resulterande i en rotation hos tranport- anordningen, fig. 7a visar en översiktsvy av transportanordningen enligt uppfinningen i en alternativ utföringsform, fig. 7b visar en detaljvy av kopplingen mellan den i fig. 7a visade transportanordningen och ett flygplan och fig. 7c är en vy liknande den i fig. 7b men som visar en alternativ utföringsform av transportanordningen enligt uppfinningen. vv..- 10 15 20 25 30 524 5232 UTFÖRINGSFORMER I det följande kommer föredragna utföringsformer av en transportanordning enligt uppfinningen att beskrivas. I beskrivningen kommer i förklarande och ej begränsande syfte specifika detaljer att visas för att ge en grund- lig förståelse av föreliggande uppfinning. Fackmannen inser dock att uppfinningen kan användas i andra ut- föringsformer som avviker från dessa specifika detaljer.

Vidare anges i beskrivningen specifika riktningar, såsom upp, ner, vänster, höger etc. Det skall inses, att dessa riktningar endast hänvisar till vad som visas i figurer- na och är därför inte begränsande vad gäller uppfin- ningens praktiska tillämpningar.

Referens görs inledningsvis till fig. la-c. I fig la visas en förenklad sidovy av en transportanordning, all- mänt betecknad 10, vilken befinner sig i viloläge, dvs. ingen yttre kraft ansätts den. Transportanordningen innefattar en drivdel 20 och en över drivdelen anordnad bär- eller fixturdel 30. De båda delarna 20, 30 är in- bördes förbundna med givare, av vilka en 40a visas i fig. la.

Givarna är vid den föredragna utföringsformen utförda som töjningsgivare.

Drivdelen är inrättad att drivas på ett underlag med användande av fyra stycken hjul 22a-d, se fig. lb.

Hjulen är företrädesvis av den typ som beskrivs i den internationella patentpublikationen WO99/54190, vilken innefattas häri genom referens. Sålunda är två diagonalt motsatta hjul 22a, 22c drivande hjul som kan svängas till önskat läge under det att de två övriga hjulen 22b, 22d är svängande, men ej drivande hjul. Därigenom kan n - - v u ~uus .- s can., nu 10 15 20 25 30 Cfï F) -l> CA! L 3' N) drivdelen driva i väsentligen vilken riktning som helst parallell med underlaget.

Driv- och bärdelarna är inbördes åtskilda av ett del- ningsplan 18 bestående av ett mellanrum, vars storlek för tydlighets skull överdrivits i figurerna. Delnings- planet är väsentligen parallellt med det underlag som fordonet är avsett att köras på och förbindelsen mellan drivdel och bärdel kan utföras på olika sätt. Gemensamt för dessa är att planen kan röra sig i förhållande till varandra i riktningar som är parallella med underlaget som transportanordningen förflyttas på och vid den före- dragna utföringsformen vilar bärdelen på gummiklotsar, vilka är anordnade på drivdelen. Detta ger små, men fullt detekterbara inbördes rörelser mellan driv- och bärdel, vilka används för den önskade servofunktionen.

I fig. ld visas de delar som ingår i drivsystemet. Driv- hjulen 22a, 22c drivs av ett respektive drivarrangemang 24a, 24c bestående av en elektrisk motor med associerad mekanik och elektronik. Drivarrangemangen står i för- bindelse med en centralenhet 26 bestående av en mikro- processor och tillhörande elektronik. Till denna cen- tralenhet är även givarna 40a, 40b anslutna. Slutligen finns en till centralenheten ansluten display/inmat- ningsenhet 28 som fungerar som gränssnitt mot användare.

Då en kraft ansätts bärdelen i någon riktning uppstår såsom nämnts en relativ rörelse mellan driv- och bär- delarna, vilket resulterar i en positionsskillnad dem- emellan. I fig. 2a-c visas effekten av att en kraft ansätts bärdelen åt vänster, såsom framgår av pilarna.

Bärdelen bibringas en rörelse, som momentant resulterar .v nuv- e. 10 15 20 25 30 i en positionsskillnad Ax i transportanordningens längd- riktning. Denna positionsskillnad detekteras medelst givarna 40a, 40b och information om denna skickas till centralenheten, vilken använder positionsinformationen som underlag för drivkommandon, vilka skickas till driv- arrangemangen 24a, 24c. I det i fig. 2a-c visade exemp- let börjar sålunda hjulen driva åt vänster i figuren.

Då hjulen börjar driva strävar drivdelen 20 att inta samma position som bärdelen 30, dvs. att minska Ax. Om den kraft som ansätts bärdelen är statisk, vilket exem- pelvis innebär att den användare som trycker på bärdelen inte rör sig, kommer drivdelen att förflytta sig tills Ax är noll under det att bärdelens absoluta position ej ändras. Då Ax är noll upphör drivhjulen att driva och transportanordningen har förflyttats till ett nytt läge.

Om däremot den kraft som ansätts bärdelen är dynamisk, dvs. den användare som trycker på bärdelen förflyttar sig i samma riktning som kraften, förblir Ax större än noll så länge som användaren förflyttar sig. Det är först när drivdelen tillåts "komma ikapp” bärdelen som drivningen upphör.

Positionsskillnaden mellan driv- och bärdel används som tidigare nämnts som en parameter för de kommandon som centralenheten skickar till drivarrangemangen. Detta innebär, att ju större ansatt kraft, desto större AX.

Ett större Ax innebär högre drivhastighet, varför trans- portanordningen rör sig olika snabbt i beroende av hur hårt användaren trycker på bärdelen. Upphör man att trycka, stannar transportanordningen i stort sett mOmefltânt . s u a a n u : 10 15 20 25 n nuuooq u . - nu av ovan n Q 1 0 »uno Med andra ord låter man genom via exempelvis fjäder- belastning driv- och bärdelen sträva mot en neutral- punkt, vid vilken servoverkan upphör och i och med att den ansatta kraften upphör övergår servoverkan från drivhjälp till retardationshjälp.

Rörelseriktningen behöver inte vara begränsad till den som visas i fig. 2a-c. I fig. 3a-c visas effekten av att en kraft ansätts bärdelen i transportanordningens tvär- riktning. Detta resulterar i en positionsskillnad Ay, vilken i sin tur ger en rörelse tvärs transportanord- ningens längdriktning.

En kombination av dessa rörelser är naturligtvis möjlig.

I fig. 4a-c visas då den resulterande kraften är riktad diagonalt, dvs. består av en komposant i såväl längd- som tvärriktningen. Givarna 40a, 40b registrerar de relativa positionsskillnaderna, Ax och Ay, och central- enheten 26 använder denna information för att åstadkomma en drivning i diagonalriktningen.

I de ovan beskrivna exemplen på drivning har de båda givarna 40a, 40b detekterat samma inbördes positions- skillnad, dvs. den inbördes rörelsen mellan drivdelen och bärdelen har uteslutande bestått i en translations- rörelse, vilket ej resulterat i några svängar, dvs. någon rotationsrörelse. I fig. Sa-c visas ett exempel då transportanordningen svänger. I fig. Sb visas hur den nedre delen av bärdelen ansätts en mindre kraft än den övre delen. Detta resulterar i, att den nedre givaren ÅÄJL__---4Ga-fegistfefaf~en~mín re positionsskillnad än den övre =;ø c I . a n 30 givaren 40b. Denna positionsinformation resulterar i, att centralenheten beordrar det övre, högra hjulet att 10 15 20 30 524 582 driva i en riktning och det nedre, vänstra hjulet 22c i en annan riktning. Det sammanlagda resultatet blir en svängningsrörelse, såsom visas av pilen till vänster i figur sb.

En ren rotationsrörelse kan också åstadkommas, såsom framgår av exemplet som visas i fig. 6a-c. I fig. 6b visas, hur den nedre delen av bärdelen ansätts en kraft riktad åt vänster under det att den övre delen ansätts en lika stor kraft riktad åt höger. Detta resulterar i att de två drivhjulen driver i motsatta riktningar, vilket ger en ren rotationsrörelse.

Det kan vara en fördel att låta transportanordningen driva lättare i en riktning än en annan, vilket enkelt kan åstadkommas med transportanordningen enligt upp- finningen. Sådan programmering av egenskaper kan åstad- kommas genom inmatningsenheten 28. Ett exempel på sådan programmering tionsskillnad på drivningen led, dvs. Ax. isk väg genom åstadkomma en kan vara att man låter en inbördes posi- i tvärled, dvs. Ay, ha en mindre inverkan än en inbördes positionsskillnad i längd- Detta kan också åstadkommas på rent mekan- att den ansatta kraft som krävs för att inbördes positionsskillnad är olika i olika riktningar. Grundprincipen för systemet är dock servoverkan i samtliga riktningar samt möjlig rotation runt centrum eller en eller flera andra valda punkter.

Den föreslagna lösningen skapar ett flertal fördelar, av vilka de viktigaste beskrivs nedan. Med transportanord- ningen enligt uppfinningen erhålles möjligheten att förflytta stora massor på det mest logiska sättet - att ansätta en kraft direkt på massan varvid servoverkan 10 15 20 25 30 flyttar massan i denna riktning så länge kraften an- sätts. Man erhåller också möjlighet att använda hjul- burna transportörer för material till rörliga monter- ingslinjer. Förflyttningen kan ske med mycket stor precision jämfört med dagens motsvarande lösningar av luftkuddetyp.

En föredragen utföringsform av en transportanordning enligt uppfinningen har beskrivits. Fackmannen inom det aktuella teknikområdet inser, att denna kan varieras inom ramen för bifogade patentkrav. Det har nämnts att driv- och bärdelarna företrädesvis är förbundna medelst gummiklotsar, varmed likställs andra komponenter med motsvarande elastiska egenskaper. Alternativt kan glid- skenor vara anordnade i exempelvis längd- och tvär- riktning, varvid återföring till samma inbördes position för delarna åstadkommes medelst exempelvis fjädrar.

Givarna 40a, 40b har beskrivits som töjningsgivare.

Alternativa givare är naturligtvis också möjliga, såsom optiska givare eller mekaniska givare som fungerar som en joystick. Vidare kan givarnas placering och antal varieras efter behov, exempelvis för att detektera mer komplexa rörelser.

Drivningen vid den föredragna utföringsformen sker med hjul. Andra typer av drivorgan är naturligtvis också möjliga, såsom drivband. Vidare kan drivorganens placering och antal varieras efter behov. Sålunda kan exempelvis ett drivande hjul kombineras med två eller fler icke drivande hjul, tre eller fler drivande hjul kan kombineras med lämplig antal icke drivande hjul eller så har man inga icke drivande hjul. I fallet av 2 '-1- w 1 v 0-o of 10 15 20 25 30 .urva- . -.nn två drivande hjul kan de vara diagonalt placerade, som på den beskrivna utföringsformen, eller kan de vara placerade längs samma sida. Som ett ytterligare alter- nativ kan en eller flera hjul kompletteras med ett luftkuddearrangemang.

I fig. 7a visas en alternativ utföringsform av en transportanordning 100, vilken är slavstyrd till ett annat föremål, i figuren visat som ett flygplan 120. I detta fall är den positionsskillnad som man mäter den mellan en transportanordning 100 i form av en arbets- plattform och flygplanet 120. Detta åstadkommes medelst två stycken givare l40a, b, vilka är anordnade på den ena sidan av transportanordningen, se fig. 7b. Dessa kan exempelvis vara lasergivare, vilka arbetar mot en res- pektive reflekterande yta l42a, b på flygplanskroppen.

Därigenom kan man hålla reda på det inbördes avståndet Axl, Ax2 mellan flygplan och transportanordning.

Slavstyrningen går i detta fall till på följande sätt. I ett önskat inbördes läge mellan transportanordning och flygplan nollställs givare och styrsystem. Detta läge motsvarar således det som visas i fig. la-c för den första utföringsformen. Om flygplanet från detta läge börjar röra sig, kommer detta att detekteras av givarna 140a, b. Avvikelsen från den inbördes positionsskill- naden i utgångsläget fungerar som insignal till trans- portanordningens styrsystem, som på samma sätt som vid den första utföringsformen försöker driva transport- anordningen i en riktning som återför den till utgångs- läget relativt planet. I detta fall är transport- anordningen slavstyrd till det andra föremålet, visat som ett flygplan. a > 1 0 Ena: 10 15 Det inses att mätningen kan ske på annat sätt än det som visas i figurerna. Exempelvis kan man ha ett teleskop- erande arrangemang som är anordnat mellan flygplan och transportanordning och med vilket man mäter det inbördes avståndet dem mellan. Vidare kan man, utöver eller istället för en ren avståndsmätning, även utnyttja vinkelmätning, dvs. man mäter i ytterligare en dimension hur flygplanet förflyttat sig relativt transportanord- ningen. I fig. 7c betecknas två vinklar Ü och Ü och med hjälp av dessa vinklar kan en inbördes positionsskillnad beräknas.

I den utföringsform som beskrivits under hänvisning till fig. 7a-c har ett flygplan används som exempel på det föremål vars rörelse transportanordningen följer. Detta är naturligtvis bara ett exempel, och ett alternativ är t.ex. en bil på ett löpande band.

Claims (1)

10 15 20 25 k ä n n e t e c k n a d 2. 12 PATENTKRAV Transportanordning innefattande: en drivdel (20) med åtminstone ett drivningsorgan (22a-d) för förflyttning av nämnda drivdel i ett flertal riktningar på ett underlag, en bärdel (30) anordnad över nämnda drivdel och inrättad att bära en last, EV att nämnda drivdel och nämnda bärdel är inbördes rörliga i ett flertal riktningar väsentligen parallella med nämnda underlag, varvid nämnda transportanordning innefattar ett mätorgan (40a, 40b) för mätning av en positionsskillnad (Ax, Ay) mellan nämnda drivdel och nämnda bärdel, och nämnda drivningsorgan är inrättade att driva i riktningar som beror av nämnda positionsskillnad mellan nämnda drivdel och nämnda bärdel. Transportanordning enligt patentkravet l, vid vilken nämnda drivningsorgan innefattar åtminstone ett hjul (zza, 3. 22c). Transportanordning enligt patentkravet 1, vid vilken nämnda drivningsorgan innefattar åtminstone ett drivband. u f... | n a » f- 10 15 20 25 524 382 13 4. Transportanordning enligt något av patentkraven 1-3, vid vilken nämnda mätorgan innefattar töjnings- givare (40a, 40b). 5. Transportanordning enligt något av patentkraven 1-3, vid vilken nämnda mätorgan innefattar optiska givare (40a, 40b). 6. Transportanordning enligt något av patentkraven 1-3, vid vilken nämnda mätorgan innefattar ett joystick- arrangemang. 7. Transportanordning enligt något av patentkraven 1-6, innefattande elastiska distansorgan, företrädesvis gummiklotsar, anordnade mellan nämnda drivdel (20) och nämnda bärdel (30). 8. Transportanordning enligt något av patentkraven 1-6, innefattande glidskenor anordnade mellan nämnda drivdel (20) och nämnda bärdel (30). 9. Transportanordning enligt något av patentkraven 1-8, vid vilken nämnda drivningsorgan (22a, 22c, 24a, 24c) är inrättade att driva med en hastighet som är väsentligen proportionell mot nämnda positionsskillnad (Ax, Ay). 10. Transportanordning enligt något av patentkraven

1. -9, vid vilken nämnda drivningsorgan (22a, 22c, 24a, 24c) är inrättade att driva med en större hastighet i en första riktning (Ax) än i en andra riktning (Ay) för samma positionsskillnad. . un: