DE102013022641B3 - Vehicle, in particular AGV or AGV - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug mit einem Gestell (2) und zumindest einer Lenkeinheit (20),
zum Verfahren auf einer Verfahrfläche, wobei
die oder jede Lenkeinheit (20) drehbar gelagert ist an dem Gestell (2) des Fahrzeugs mittels einem Drehkranz, wobei
der Drehkranz einen Außenring (68) und einen hierzu drehbar gelagerten Innenring (85) aufweist, wobei
der Außenring (68) drehfest verbunden ist mit dem Gestell (2) des Fahrzeugs, wobei die Lenkeinheit (20) ein Antriebsrad aufweist, dessen Radachse (70) drehbar gelagert ist in einem Radachsträger (83), welcher mittels einer Pendelachse (65) drehbar gelagert ist an dem Innenring (85) des Drehkranzes, wobei
die Pendelachse (65) in einem Tragteil (66) drehbar gelagert ist, welches mit dem Innenring (85) des Drehkranzlagers verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Radachse (70) zwischen dem Drehkranz und der Pendelachse (65) angeordnet ist.
Vehicle with a frame (2) and at least one steering unit (20),
for moving on a moving surface, where
the or each steering unit (20) is rotatably mounted on the frame (2) of the vehicle by means of a slewing ring, wherein
the slewing ring has an outer ring (68) and an inner ring (85) rotatably mounted thereon, wherein
the outer ring (68) is non-rotatably connected to the frame (2) of the vehicle, the steering unit (20) having a drive wheel whose wheel axle (70) is rotatably mounted in a wheel axle carrier (83) which can be rotated by means of a pendulum axle (65). is mounted on the inner ring (85) of the slewing ring, wherein
the pendulum axle (65) is rotatably mounted in a support part (66) which is connected to the inner ring (85) of the slewing ring bearing,
characterized in that
the wheel axle (70) is arranged between the slewing ring and the pendulum axle (65).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, mit einem Gestell und zumindest einer Lenkeinheit zum Verfahren auf einer Verfahrfläche.The invention relates to a vehicle, in particular AGV or AGV, with a frame and at least one steering unit for moving on a travel surface.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Fahrzeug eine Lenkung aufweist, wobei die Radachse der Lenkräder verschwenkbar ist gegen das Fahrzeuggestell.It is generally known that a vehicle has a steering system, with the wheel axle of the steering wheels being pivotable against the vehicle frame.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes einfaches Fahrzeug auszubilden.The invention is therefore based on the object of designing a compact, simple vehicle.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Fahrzeug nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the vehicle according to the features specified in
Wichtige Merkmale der Erfindung sind, dass das Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, mit einem Gestell und zumindest einer Lenkeinheit zum Verfahren auf einer Verfahrfläche ausgeführt ist, wobei die oder jede Lenkeinheit drehbar gelagert ist an dem Gestell des Fahrzeugs mittels einem Drehkranz. Dabei weist der Drehkranz einen Außenring und einen hierzu drehbar gelagerten Innenring auf, wobei der Außenring drehfest verbunden ist mit dem Gestell des Fahrzeugs, wobei die Lenkeinheit ein Antriebsrad aufweist, dessen Radachse drehbar gelagert ist in einem Radachsträger, welcher mittels einer Pendelachse drehbar gelagert ist an dem Innenring des Drehkranzes. Die Pendelachse ist dabei in einem Tragteil drehbar gelagert, welches mit dem Innenring des Drehkranzlagers verbunden ist.Important features of the invention are that the vehicle, in particular AGV or AGV, is designed with a frame and at least one steering unit for moving on a travel surface, with the or each steering unit being rotatably mounted on the frame of the vehicle by means of a slewing ring. The slewing ring has an outer ring and an inner ring rotatably mounted thereon, with the outer ring being connected in a rotationally fixed manner to the frame of the vehicle, with the steering unit having a drive wheel whose wheel axle is rotatably mounted in a wheel axle carrier, which is rotatably mounted by means of a pendulum axle the inner ring of the slewing ring. The pendulum axle is rotatably mounted in a support part, which is connected to the inner ring of the slewing ring bearing.
Von Vorteil ist dabei, dass kein zusätzlicher Aktuator für das Einstellen des Lenkwinkels notwendig ist, sondern nur die beiden Trägerräder entsprechend zu bewegen sind. Außerdem muss nicht das komplette Fahrzeuggestell gedreht werden, sondern nur die Lenkeinheit. Die Lenkeinheit ist quasiomnidirektional und verfahrflächenangepasst beweglich ausführbar und bestimmt somit nicht nur die Fahrtrichtung, sondern treibt das Fahrzeug auch an. Die Lenkeinheit hat ein Lenkverhalten wie ein einzelnes gelenktes Rad bei sehr kleiner Störkontur. Von Vorteil ist ferner, dass der Radachsträger verschwenkbar um die Pendelachse ist und somit eine Anpassung an Bodenunebenheiten ausführbar ist.The advantage here is that no additional actuator is required to adjust the steering angle, but only the two carrier wheels have to be moved accordingly. In addition, the entire vehicle frame does not have to be rotated, just the steering unit. The steering unit can be designed to be quasi-omnidirectional and adapted to the travel surface and thus not only determines the direction of travel, but also drives the vehicle. The steering unit has a steering behavior like a single steered wheel with a very small interfering contour. It is also advantageous that the wheel axle carrier can be pivoted about the swing axle and can therefore be adapted to uneven ground.
Erfindungsgemäß ist die Radachse zwischen dem Drehkranz und der Pendelachse angeordnet. Dadurch ist die Stabilität der Lenkeinheit vorteilhaft erhöht.According to the invention, the wheel axle is arranged between the turntable and the pendulum axle. This advantageously increases the stability of the steering unit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebsrad ein Trägerrad auf, und das Trägerrad wird von einem Radnabenantrieb oder einem anderen in dem Trägerrad integriert angeordneten Antrieb angetrieben. Dadurch weist die Lenkeinheit eine sehr kompakte Bauform auf.According to an advantageous embodiment of the invention, the drive wheel has a carrier wheel, and the carrier wheel is driven by a wheel hub drive or another drive integrated into the carrier wheel. As a result, the steering unit has a very compact design.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring an einer Flanschplatte befestigt, welche an dem Gestell des Fahrzeugs befestigt, insbesondere schraubverbunden, ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Befestigung der Lenkeinheit ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the outer ring is attached to a flange plate, which is attached to the frame of the vehicle, in particular screwed. The advantage here is that the steering unit can be attached in a stable manner.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der Radachse ein weiteres Antriebsrad angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Lenkeinheit zwei Antriebsräder aufweist und somit als differential-Antrieb wirksam machbar ist. Somit ist durch den Schlupf, also Drehzahlunterschied, der beiden Räder der Lenkwinkel auf seinen Sollwert hin regelbar.In an advantageous embodiment, a further drive wheel is arranged on the wheel axle. The advantage here is that the steering unit has two drive wheels and can therefore be used effectively as a differential drive. The steering angle can thus be regulated to its desired value by means of the slip, i.e. the difference in rotational speed, of the two wheels.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein jeweiliges Antriebsrad von einem jeweiligen Elektromotor antreibbar. Von Vorteil ist dabei, dass ein hohes Drehmoment erreichbar ist.In an advantageous embodiment, a respective drive wheel can be driven by a respective electric motor. The advantage here is that a high torque can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das jeweilige Antriebsrad ein jeweiliges Trägerrad auf, das drehfest mit einer jeweiligen Zahnriemenscheibe verbunden ist, insbesondere einstückig mit der Zahnriemenscheibe ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein kompakter Antrieb ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the respective drive wheel has a respective carrier wheel which is non-rotatably connected to a respective toothed belt pulley, in particular is designed in one piece with the toothed belt pulley. The advantage here is that a compact drive is made possible.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerrad von einem drehfest mit dem Trägerrad verbundenen jeweiligen Laufbelag radial umgeben. Von Vorteil ist dabei, dass ein kompakter Antrieb ermöglicht ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the carrier wheel is radially surrounded by a respective running surface which is non-rotatably connected to the carrier wheel. The advantage here is that a compact drive is made possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das jeweilige Antriebsrad über einen Riementrieb, insbesondere Zahnriementrieb, von einem Elektromotor antreibbar, wobei ein Ritzel oder Zahnrad mit einer Rotorwelle des Elektromotors drehfest verbunden ist, wobei die Rotorwelle in einem Gehäuse des Elektromotors drehbar gelagert ist, und wobei das Gehäuse mit dem Radachsträger verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein hohes Drehmoment aufbringbar ist.In an advantageous embodiment, the respective drive wheel can be driven by an electric motor via a belt drive, in particular a toothed belt drive, with a pinion or gear wheel being non-rotatably connected to a rotor shaft of the electric motor, with the rotor shaft being rotatably mounted in a housing of the electric motor, and with the housing connected to the wheel axle carrier. The advantage here is that a high torque can be applied.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse des Elektromotors mittels einer Motorhalterung mit dem Radachsträger verbunden, wobei die Motorhalterung den Achsabstand zwischen der Rotorwelle und der Radachse zumindest mitbestimmt.According to an advantageous embodiment of the invention, the housing of the electric motor is connected to the wheel axle support by means of a motor mount, the motor mount at least co-determining the center distance between the rotor shaft and the wheel axle.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zahnriemenscheibe in oder entgegen der Radachsrichtung neben dem Laufbelag des zugeordneten Trägerrads angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass Laufbelag und Zahnriemen sich nicht stören.In an advantageous embodiment, the toothed belt pulley is arranged in or opposite to the direction of the wheel axis next to the tread of the associated carrier wheel. The advantage here is that the tread and toothed belt do not interfere with each other.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Elektromotoren auf der zu einer Berührfläche des Laufbelags mit einer Verfahrfläche gegenüberliegenden Seite des Antriebsrads und/oder des Radachsträgers angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Elektromotoren im Innenbereich des Fahrzeugs anordenbar sind.In an advantageous embodiment, the electric motors are arranged on the opposite side of the drive wheel and/or the wheel axle carrier to a contact surface of the tread with a travel surface. The advantage here is that the electric motors can be arranged inside the vehicle.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehkranz zwischen den Elektromotoren und der Berührfläche des Laufbelags mit einer Verfahrfläche angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Elektromotoren im Innenbereich des Fahrzeugs anordenbar sind.According to an advantageous embodiment of the invention, the slewing ring is arranged between the electric motors and the contact surface of the tread with a travel surface. The advantage here is that the electric motors can be arranged inside the vehicle.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug zumindest eine Rolle, wie Lenkrolle, Bockrolle oder Stützrolle, auf, wobei die Rolle an dem Gestell des Fahrzeugs angeordnet ist und eine Gewichtskraft auf die Verfahrfläche ableitet, und wobei die Rolle von einem weiteren Elektromotor angetrieben ist. Von Vorteil ist dabei, dass zwei Lenkeinheiten in denselben Lenkwinkel ausrichtbar sind und eine Abstützung des Fahrzeuggewichts über die Rolle oder über die Rollen ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the vehicle has at least one castor, such as a steering castor, fixed castor or support castor, the castor being arranged on the frame of the vehicle and deriving a weight force onto the travel surface, and the castor being driven by another electric motor. The advantage here is that two steering units can be aligned in the same steering angle and the weight of the vehicle can be supported via the roller or via the rollers.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Fahrzeug ein Winkellagensensor zur Erfassung des Lenkwinkels angeordnet, wobei der Winkellagensensor abgestützt ist an dem Gestell des Fahrzeugs. Von Vorteil ist dabei, dass der Istwert des Lenkwinkels erfassbar ist.According to an advantageous embodiment of the invention, an angular position sensor for detecting the steering angle is arranged on the vehicle, the angular position sensor being supported on the frame of the vehicle. The advantage here is that the actual value of the steering angle can be detected.
Von Vorteil ist dabei, dass die Pendelachse und die Radachse senkrecht zueinander ausgerichtet sind und voneinander beabstandet sind, insbesondere mittels des Radachsträgers. Von Vorteil ist dabei, dass ein stabiles Fahrverhalten erreichbar ist und ein Anpassen an Unebenheiten des Bodens erreichbar ist.The advantage here is that the pendulum axle and the wheel axle are aligned perpendicular to one another and are spaced apart from one another, in particular by means of the wheel axle carrier. The advantage here is that a stable driving behavior can be achieved and an adjustment to unevenness in the ground can be achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Radachse zwischen dem Innenring des Drehkranzes und der Pendelachse angeordnet. Dadurch ist die Stabilität der Lenkeinheit vorteilhaft erhöht.According to a preferred embodiment of the invention, the wheel axle is arranged between the inner ring of the turntable and the pendulum axle. This advantageously increases the stability of the steering unit.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In der
1 sind mögliche Einbaupositionen einererfindungsgemäßen Lenkeinheit 20 an einemGestell 2 eines Fahrzeugs, insbesondere eines AGV oder FTS, gezeigt, wobei das Fahrzeug vorzugsweise zum intralogistischen Transport geeignet ausgeführt ist. - In der
2 ist ein erstes erfindungsgemäßes Fahrzeug in Draufsicht auf die Unterseite des Fahrzeugs gezeigt, das vier Lenkeinheiten in Rechteckanordnung aufweist. - In der
3 ist ein erstes erfindungsgemäßes Fahrzeug in Draufsicht auf die Unterseite des Fahrzeugs gezeigt, das zweiLenkeinheiten 20 und zweiLenkrollen 30 in Rechteckanordnung aufweist, wobei dieLenkrollen 30 an der Vorderseite des Rechtecks angeordnet sind und dieLenkeinheiten 20 an der Hinterseite. - In der
4 sind im Unterschied zur3 dieLenkeinheiten 20 sich am Rechteck diagonal gegenüberstehend angeordnet und dieLenkrollen 30 ebenso. - In der
5 ist mittig zu jeder Seite des Fahrzeugs eineLenkeinheit 20 angeordnet. -
6 zeigt eineerfindungsgemäße Lenkeinheit 20 in Schrägansicht. -
7 zeigt einen abstrahierten Querschnitt durch dieLenkeinheit 20 -
8 zeigt dieLenkeinheit 20 in explodierter Darstellung.
- In the
1 Possible installation positions of asteering unit 20 according to the invention on aframe 2 of a vehicle, in particular an AGV or AGV, are shown, the vehicle preferably being designed to be suitable for intralogistic transport. - In the
2 a first vehicle according to the invention is shown in plan view of the underside of the vehicle, which has four steering units in a rectangular arrangement. - In the
3 A first vehicle according to the invention is shown in plan view of the underside of the vehicle, which has twosteering units 20 and twocastors 30 in a rectangular arrangement, with thecastors 30 being arranged at the front of the rectangle and thesteering units 20 at the rear. - In the
4 are in contrast to3 thesteering units 20 are arranged diagonally opposite one another on the rectangle and thesteering rollers 30 as well. - In the
5 asteering unit 20 is arranged centrally on each side of the vehicle. -
6 shows asteering unit 20 according to the invention in an oblique view. -
7 shows an abstracted cross section through thesteering unit 20 -
8th shows thesteering unit 20 in an exploded view.
Wie in den
Jede Lenkeinheit weist einen Winkellagensensor 82 auf, so dass die Winkellage der Lenkeinheiten 20 parallel ausrichtbar ist. Außerdem sind die Antriebsräder synchron antreibbar.Each steering unit has an
Wie in den
Das Trägerrad 71 ist mit einer koaxial an ihm angeordneten Zahnriemenscheibe 61 verbunden, insbesondere zusammen einstückig, also einteilig, ausgeführt.The
Das Zahnriemenscheibe 61 ist über einen Zahnriemen 62 von einem von einem Elektromotor 63 angetriebenen Ritzel angetrieben.The
Der jeweilige Elektromotor 63 ist vorzugsweise als Synchronmotor ausgeführt und mit einer Motorhalterung, 64 verbunden, die an einem Radachsträger 83 fest verbunden ist, insbesondere mit diesem Radachsträger 83 schraubverbunden ist.The respective
Die mit dem Antriebsrad, insbesondere also mit dem Trägerrad 71 verbundene Radachse 70, ist im Radachsträger 83 mittels Lager 84, insbesondere Gleitlager oder Kugellager, gelagert.The
Der Radachsträger 83 ist drehbar gelagert an einer Pendelachse 65, insbesondere welche durch eine Ausnehmung des Radachsträgers 83 geführt ist. Vorzugsweise ist die Pendelachse 65 im Radachsträger 83 gelagert, insbesondere Mittels Gleitlager gelagert.The
Die Pendelachse 65 ist senkrecht zur Radachse 70 ausgerichtet und beabstandet zur Radachse 70. Die Pendelachse 65 ist in einem Tragteil 66 drehbar gelagert, welches mit dem Innenring 85 eines Drehkranzlagers verbunden ist. Der Drehkranz weist einen Außenring 68 auf, in welchem der Innenring 85 drehbar gelagert ist.The
Der Außenring 68 des Drehkranzlagers ist mit einer Flanschplatte 69 verbunden, die am Gestell 2 des Fahrzeugs fest verbunden ist, insbesondere mit dem Gestell 2 des Fahrzeugs schraubverbunden ist. Alternativ ist der Außenring 68 direkt mit dem Gestell 2 des Fahrzeugs verbunden.The
Mittels des Winkellagensensors 82 ist der Lenkwinkel der Lenkeinheit relativ zum Gestell 2 des Fahrzeugs bestimmbar. Hierzu ist eine in einem Gehäuseteil des Winkellagensensors 82 drehbar gelagerte Welle des Winkellagensensors 82 mit der Lenkeinheit verbunden und das Gehäuseteil des Winkellagensensors 82 am Gestell 2 des Fahrzeugs abgestützt.The steering angle of the steering unit relative to the
Somit ist die gesamte Vorrichtung nach
Die Zahnriemenscheibe 61 ist mittels Lager 81 auf der Radachse gelagert und axial gesichert mittels Sicherungsringen 80.The
Die Elektromotoren 63 der Lenkeinheit 20 werden vorzugsweise synchron betrieben. Somit werden über die Zahnriementriebe die jeweiligen Räder mit im Wesentlichen gleicher Umdrehungszahl angetrieben. Da die Laufbeläge 67 gleichen Außendurchmesser aufweisen, ist auch dieselbe Geschwindigkeit vorhanden und somit der Lenkwinkel konstant. Eine Lenkwinkeländerung ist durch entsprechend unterschiedliche Ansteuerung der Elektromotoren 63 bewirkbar. Dabei wird der Istwert des mittels des Winkellagensensors 82 erfassten Winkellagenwertes auf einen vorgegebenen Sollwert hin geregelt, indem die Drehzahldifferenz zwischen den beiden Elektromotoren 63 entsprechend von einem Regler gestellt wird. Bei Erreichen des Sollwertes wird also diese Differenz auf null gebracht und somit Geradeausfahrt ermöglicht.The
Mittels der Pendelachse 65 ist es ermöglicht, beide Laufbeläge 67 in Kontakt zu halten mit dem Boden, auch wenn der Boden, also die Verfahrfläche, uneben ist. Die Lenkeinheit 20 wird dabei entsprechend der Neigung der Verfahrfläche um die Pendelachse 65 geschwenkt.The
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das jeweilige Trägerrad nicht von einem jeweiligen Zahnriementrieb angetrieben, sondern direkt, beispielsweise von einem Radnabenantrieb oder einem anderen im Trägerrad integriert angeordneten Antrieb.In further exemplary embodiments according to the invention, the respective carrier wheel is not driven by a respective toothed belt drive, but directly, for example by a wheel hub drive or another drive arranged integrated in the carrier wheel.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- mögliche Einbauposition für Lenkeinheitpossible installation position for steering unit
- 22
- Gestell des Fahrzeugs, insbesondere des AGV oder FTSFrame of the vehicle, in particular the AGV or AGV
- 2020
- Lenkeinheitsteering unit
- 3030
- Lenkrolleswivel castor
- 6161
- Zahnriemenscheibetoothed pulley
- 6262
- Zahnriementiming belt
- 6363
- Elektromotorelectric motor
- 6464
- Motorhalterungengine mount
- 6565
- Pendelachsependulum axle
- 6666
- Tragteilcarrying part
- 6767
- Laufbelagtread
- 6868
- Außenring des DrehkranzlagersOuter ring of the slewing ring bearing
- 6969
- Flanschplatteflange plate
- 7070
- Radachsewheel axle
- 7171
- Trägerradcarrier wheel
- 8080
- Sicherungsringlocking ring
- 8181
- Lagercamp
- 8282
- Winkellagensensorangular position sensor
- 8383
- Radachsträgerwheel axle carrier
- 8484
- Lager, insbesondere GleitlagerBearings, in particular plain bearings
- 8585
- Innenring des DrehkranzlagersInner ring of the slewing ring bearing
Claims (15)
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-
2013
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