DE102015114919A1

DE102015114919A1 - Drive device for a driverless transport vehicle, method of control and driverless transport vehicle

Info

Publication number: DE102015114919A1
Application number: DE102015114919.2A
Authority: DE
Inventors: Jan Phillip Foermer; Henry Stubert
Original assignee: INSYSTEMS AUTOMATION GmbH
Current assignee: INSYSTEMS AUTOMATION GmbH
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft Antriebsvorrichtung für ein führerloses Transportfahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung einer solchen sowie ein Führerloses transportfahrzeug, welches eine solche Antriebsvorrichtung aufweist und ausgebildet ist das Verfahren zur Steuerung auszuführen. Es ist vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung (10) umfasst: – eine Grundplatte (11), – zumindest drei auf der Grundplatte (11) angeordnete Kugeln (14), – jeweils zwei zu einer Kugel (14) gehörige Antriebseinheiten (12), welche ein Antriebselement (122) sowie einen Motor (121) aufweisen und entlang eines die Kugel (14) umlaufenden Kreises und zueinander in einem Winkel im Bereich von 45° bis 175° auf der Grundplatte (11) angeordnet sind, wobei die Antriebseinheit (12) eingerichtet ist, einen Drehimpuls auf die Kugel (14) zu übertragen und der Drehimpuls orthogonal zu einer Oberfläche der Grundplatte (11) gerichtet ist.The invention relates to drive device for a driverless transport vehicle, a method for controlling such and a leaderless transport vehicle, which has such a drive device and is designed to carry out the method for controlling. It is provided that the drive device (10) comprises: - a base plate (11), - at least three balls (14) arranged on the base plate (11), - two drive units (12) each belonging to a ball (14) a drive element (122) and a motor (121) and along a ball (14) encircling circle and each other at an angle in the range of 45 ° to 175 ° on the base plate (11) are arranged, wherein the drive unit (12) is arranged to transmit an angular momentum to the ball (14) and the angular momentum is directed orthogonal to a surface of the base plate (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein führerloses Transportfahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung einer solchen sowie ein führerloses Transportfahrzeug, welches eine solche Antriebsvorrichtung aufweist und ausgebildet ist das Verfahren zur Steuerung auszuführen. The invention relates to a drive device for a driverless transport vehicle, a method for controlling such and a driverless transport vehicle, which has such a drive device and is designed to carry out the method for controlling.

Um den industriellen Einsatz führerloser Transportfahrzeuge (FTF oder FTS) so flexibel wie möglich zu gestalten, ist eine anspruchsvolle Antriebs- und Lenktechnik erforderlich. Hierbei kommen bisher unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Einerseits sind herkömmliche Lenksysteme bekannt, mit denen eine Richtungsänderung durch einen geometrischen Lenkeinschlag herbeigeführt wird. Ebenfalls bekannt sind Differenzialantriebe, bei denen unterschiedliche Drehzahlen der Antriebsräder eine Richtungsänderung verursachen (Panzerantrieb). Beide Systeme weisen jedoch einen entscheidenden Nachteil auf. Mit ihnen ist es nicht möglich, sich omnidirektional, also in jede beliebige Raumrichtung, zu bewegen. In order to make the industrial use of driverless transport vehicles (AGV or FTS) as flexible as possible, sophisticated drive and steering technology is required. Here, different systems are used so far. On the one hand, conventional steering systems are known with which a change in direction is brought about by a geometric steering angle. Also known are differential drives in which different speeds of the drive wheels cause a change in direction (armored drive). Both systems, however, have a significant disadvantage. With them, it is not possible to move omnidirectionally, in any spatial direction.

Zur Steuerung von FTFs werden bislang mehrere Stützrollen und zwei Antriebsrollen mit je einem Rad verwendet. Das FTF kann damit entweder geradeaus fahren, auf der Stelle drehen oder eine Kurve fahren, indem die entsprechende Geschwindigkeit der Antriebsmotoren der Antriebsrollen gesteuert werden. Eine seitliche Bewegung ist nicht möglich, diese kann nur mittels Kombination der genannten Fahrrichtungen erreicht werden. Bei einer Fixpunkt-Navigation werden keine seitlichen Korrekturen, z.B. vor einer Übergabestation einer Anlage, benötigt, da die Fahrstrecke vorher genau festgelegt werden kann. Der etwaige anfängliche seitliche Versatz ist somit immer gleich groß und kann gegebenenfalls durch Veränderungen der Fahrroute minimiert werden. In Zusammenspiel mit der erhöhten Ungenauigkeit einer freien Navigation wird jedoch die Anzahl der benötigten seitlichen Korrekturfahrten erhöht. Da diese mit dem jetzigen Antriebsprinzip umständlich sind, entsteht durch die erneute Anfahrt ein Zeitverlust, der in einer größeren Taktzeit resultiert. To control FTFs so far several support rollers and two drive rollers are used, each with a wheel. The AGV can thus either drive straight ahead, turn on the spot, or make a turn by controlling the corresponding speed of the drive motors of the drive rollers. A lateral movement is not possible, this can only be achieved by combining the aforementioned directions. In fixed point navigation, no lateral corrections, e.g. in front of a transfer station of a plant, needed because the route can be previously specified exactly. The possible initial lateral offset is therefore always the same size and can be minimized if necessary by changing the route. In conjunction with the increased inaccuracy of free navigation, however, the number of required lateral correction trips is increased. Since these are cumbersome with the current drive principle, the re-arrival of a loss of time, resulting in a larger cycle time.

Um eine omnidirektionale Fahrweise zu ermöglichen, ist bislang eine besondere Radkonstruktion erforderlich. Die bisher bekannten Radkonstruktionen verwenden hierzu sogenannte Allseitenräder (Omniwheels) oder Mecanum-Räder. In order to enable omnidirectional driving, so far a special wheel design is required. The previously known wheel designs use for this purpose so-called omnidirectional wheels (omniwheels) or mecanum wheels.

Omnidirektionales Bewegen bedeutet, dass ein Fahrzeug sich in eine beliebige Richtung bewegen kann, unabhängig von seiner Position im Raum. Durch die differenzierte Ansteuerung der Antriebsräder werden dabei unterschiedliche Kraftvektoren am Fahrzeug erzeugt. Über die Verwendung der Vektoraddition und den trigonometrischen Funktionen, lässt sich die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs mathematisch bestimmen. Omnidirectional movement means that a vehicle can move in any direction, regardless of its position in space. Due to the differentiated control of the drive wheels thereby different force vectors are generated on the vehicle. By using the vector addition and the trigonometric functions, the direction of travel and speed of the vehicle can be determined mathematically.

Üblicherweise werden omnidirektionale Fahrzeuge mit drei Allseitenrädern ausgestattet, welche um 120° zueinander versetzt sind, wobei deren Laufrichtung ebenfalls um 120° versetzt ist. Diese Räder (engl. Omniwheel) sind das Kernelement der bekannten omnidirektionalen Fahrzeuge. Usually omnidirectional vehicles are equipped with three Allseitenrädern, which are offset by 120 ° to each other, wherein the direction of travel is also offset by 120 °. These wheels (Omniwheel) are the core element of the known omnidirectional vehicles.

Die gängigsten Allseitenräder bestehen aus einem Antriebsrad, auf deren Radumfang mehrere frei drehende, meist tonnenförmige, Hilfsräder (oder Subwheels) angeordnet sind. Die Laufrichtung der Hilfsräder ist dabei um 90° zur Laufrichtung des Antriebsrades angeordnet. Durch das gezielte Ansteuern der jeweiligen Antriebsräder ist es nun möglich, das Fahrzeug in eine beliebige Richtung zu fahren. Hierbei verringern die Hilfsräder mögliche Reibungswiderstände, die ungleich der Laufrichtung des Antriebsrades auftreten. The most common Allseitenräder consist of a drive wheel on the wheel circumference several freely rotating, usually barrel-shaped, auxiliary wheels (or subwheels) are arranged. The running direction of the auxiliary wheels is arranged at 90 ° to the direction of the drive wheel. By selectively controlling the respective drive wheels, it is now possible to drive the vehicle in any direction. In this case, the auxiliary wheels reduce possible frictional resistances, which occur unlike the running direction of the drive wheel.

Der wesentliche Nachteil, der aus der Verwendung von Allseitenrädern resultiert, ist die geringe Traglast mit der das Fahrzeug beansprucht werden kann. Aus diesem Grund finden Allseitenräder im Bereich der führerlosen Transportfahrzeuge keine Verwendung. The main disadvantage resulting from the use of all-side wheels is the low load capacity with which the vehicle can be loaded. For this reason, all-side wheels are not used in the area of driverless transport vehicles.

Ein Mecanum-Rad ist vergleichbar mit einem Allseitenrad beziehungsweise einem Omniwheel. Der Unterschied entsteht durch eine Winkeländerung der Hilfsräder, welche nicht im rechten Winkel zur Drehrichtung des Hauptrades angeordnet sind, sondern im 45° Winkel. Somit werden ohne eine mechanische Lenkung omnidirektionale Fahrmanöver möglich. Die vier benötigten Räder werden in einem Rechteck angeordnet, sodass alle Radachsen parallel verlaufen, der sogenannten Wagenanordnung. Die Achsen der Hilfsräder müssen zudem entweder alle sternförmig zum Fahrzeugmittelpunkt gerichtet sein, oder ein Rechteck ergeben (tangential zum Mittelpunktkreis). D.h. die Subwheelanordnung ist an der Vorderachse entgegengesetzt zur Hinterachse. Durch die einzelne Ansteuerung der jeweiligen Räder entstehen mehrere Kraftvektoren, welche in eine Richtung, nämlich der Fahrtrichtung, resultieren. Ist die Anordnung gegeben, können daraus keine Querkräfte zur seitlichen Fahrt resultieren. Jede Bewegungsrichtung ist mit einem Leistungsverlust verbunden, da es keine Richtung gibt, in der die Räder das gesamte Moment in den gewünschten Kraftvektor umsetzen können. A Mecanum wheel is comparable to an omnidirectional bike or an omniwheel. The difference is caused by an angle change of the auxiliary wheels, which are not arranged at right angles to the direction of rotation of the main wheel, but at 45 ° angle. Thus omnidirectional driving maneuvers become possible without mechanical steering. The four required wheels are arranged in a rectangle so that all wheel axles run parallel, the so-called carriage arrangement. In addition, the axles of the auxiliary wheels must either all be directed in the shape of a star to the center of the vehicle or give a rectangle (tangential to the center circle). That the subwheel assembly is opposite to the rear axle at the front axle. The individual activation of the respective wheels produces a plurality of force vectors, which result in one direction, namely the direction of travel. If the arrangement is given, no lateral forces can result from this for lateral travel. Each direction of motion is associated with a loss of power because there is no direction in which the wheels can translate the entire moment into the desired force vector.

Somit ist es Aufgabe der Erfindung eine Antriebsvorrichtung für ein führerloses Transportfahrzeug bereitzustellen, dass die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Thus, it is an object of the invention to provide a drive device for a driverless transport vehicle, which overcomes the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung für ein FTF, ein FTF aufweisend eine solche Steuerung, sowie durch ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Vorrichtung, mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. This object is achieved by a drive device for an AGV, an AGV having such a controller, and by a method for controlling such a device, having the features of the independent claims.

Somit betrifft ein erster Aspekt der Erfindung eine Antriebsvorrichtung für ein führerloses Transportfahrzeug (FTF), umfassend eine Grundplatte, zumindest drei auf der Grundplatte, vorzugsweise entlang einer Kreisbahn, angeordnete Kugeln, sowie jeweils zwei zu einer Kugel gehörige Antriebseinheiten. Die Antriebseinheiten weisen jeweils ein Antriebselement sowie einen Motor auf und sind entlang eines die Kugel umlaufenden Kreises und zueinander in einem Winkel im Bereich von 45° bis 175° auf der Grundplatte angeordnet. Dabei sind die Antriebseeinheiten eingerichtet, einen Drehimpuls auf die Kugel zu übertragen. Der Drehimpuls ist erfindungsgemäß orthogonal zu einer Oberfläche der Grundplatte gerichtet. Thus, a first aspect of the invention relates to a drive device for a driverless transport vehicle (AGVF), comprising a base plate, at least three on the base plate, preferably arranged along a circular path, balls, and in each case two belonging to a ball drive units. The drive units each have a drive element and a motor and are arranged along a circle encircling the ball and at an angle in the range of 45 ° to 175 ° to each other on the base plate. The drive units are set up to transmit an angular momentum to the ball. The angular momentum is according to the invention directed orthogonal to a surface of the base plate.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung hat den Vorteil, dass sie der Antriebsvorrichtung eine freie Richtungswahl ermöglicht, in der sich alle Kugeln gleichzeitig drehen. Dadurch wird eine gleichmäßige und vibrationsarme Bewegung sichergestellt. Die Antriebsvorrichtung, und damit ein eine solche aufweisendes FTF, ist dann ausgebildet drei Bewegungskategorien in einer Ebene auszuführen, nämlich eine reine Translationsbewegung, eine reine Drehbewegung sowie eine seitliche Fahrbewegung auszuführen. Eine seitliche Fahrt wird dabei durch eine Überlagerung aus Dreh- und Translationsbewegung erreicht. Somit wird insbesondere ein Zeitverlust durch eine Korrekturfahrt reduziert. The inventive design of the drive device has the advantage that it allows the drive device a free directional choice in which all balls rotate simultaneously. This ensures a smooth and low-vibration movement. The drive device, and thus a FTF having such, is then designed to carry out three categories of movement in one plane, namely a pure translational movement, a pure rotational movement and a lateral travel movement. A lateral movement is achieved by a superposition of rotational and translational movement. Thus, in particular, a loss of time is reduced by a correction trip.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist jede Kugel unabhängig von den anderen in jede beliebige Richtung frei drehbar. Die erfindungsgemäße Anordnung der Kugeln zueinander und die Anordnung der Antriebe zu den Kugeln ermöglicht eine Rotation der Antriebselemente in zwei Raumrichtungen x und y, wobei die Raumrichtungen die Achsen eines xy-Koordinatensystems definieren. Je ein Vektor × → und y →, der nur aus der Rotationsgeschwindigkeit des jeweiligen Antriebselements resultiert und nur in seinem Betrag variiert, wird dann für jedes Antriebselement und auf die jeweilige Kugel übertragen. Somit dreht sich jede Kugel um eine Achse, die durch eine Überlagerung der durch die Antriebselemente übertragenen Drehmomente definiert wird. Somit ergibt sich die resultierende Raumbewegung nicht erst durch Vektoraddition der einzelnen Kugeln miteinander, sondern wird bereits bei der Übertragung auf die Kugel bestimmt. In the drive device according to the invention, each ball is freely rotatable independently of the other in any direction. The inventive arrangement of the balls to each other and the arrangement of the drives to the balls allows rotation of the drive elements in two spatial directions x and y, wherein the spatial directions define the axes of an xy coordinate system. Depending on a vector x → and y →, which only results from the rotational speed of the respective drive element and varies only in its amount, is then transmitted for each drive element and the respective ball. Thus, each ball rotates about an axis defined by a superposition of the torques transmitted by the drive elements. Thus, the resulting space movement does not only result from vector addition of the individual balls with each other, but is already determined during the transfer to the ball.

Mit anderen Worten erzeugen die Komponenten der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung durch ihre Überlagerung eine resultierende Richtung, in die sich anschließend die angetriebene Kugel bewegt. Im Gegensatz zu den bekannten Antriebsarten ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit möglich, jederzeit die Bewegungsrichtung der angetriebenen Kugeln frei zu wählen. In other words, the components of the drive device according to the invention generate by their superposition a resulting direction, in which then moves the driven ball. In contrast to the known drive types, it is thus possible with the device according to the invention to freely select the direction of movement of the driven balls at any time.

Zudem ist im Gegensatz zu bekannten Allseitenrädern die Konstruktion der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung erheblich einfacher und damit weniger fehleranfällig. Zudem weist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung nur zwei Motoren je Kugel auf und nicht wie bekannte Allseitenräder vier Motoren je Kugel. Vorteile gegenüber Mercanum-Rädern bestehen insbesondere darin, dass sich jede der Kugeln in die gewünschte Fahrtrichtung drehen kann und somit kein sogenannter Schlupf auf dem Boden entsteht. Damit einhergehend ist auch das Bremsverhalten der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sehr gut und muss nicht, wie beim Mecanumrad freidrehend gestaltet sein um den Schlupf ausgleichen zu können. Zudem ist bei einem mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestatteten Fahrerk statisch bestimmt und hat daher immer drei feste Auflagepunkte auf dem Boden. Das Bremsverhalten ist entsprechend sehr gut. In addition, in contrast to known all-side wheels, the construction of the drive device according to the invention is considerably simpler and thus less error-prone. In addition, the drive device according to the invention only two motors per ball and not known as all-side four motors per ball. Advantages compared to Mercanum wheels are in particular that each of the balls can rotate in the desired direction of travel and thus no so-called slip on the ground. Along with this, the braking behavior of the drive device according to the invention is also very good and does not have to be freely rotatable, as in the case of the mechanical wheel, in order to be able to compensate for the slippage. In addition, is determined statically in a equipped with the drive device according to the invention driver and therefore always has three fixed support points on the ground. The braking behavior is correspondingly very good.

In der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sind vorzugsweise genau drei Kugeln, vorzugsweise entlang einer Kreisbahn angeordnet. Dies stellt die aus Konstruktions- und Steuerungssicht die einfachste Ausführungsform dar. Zudem ist durch drei Kugeln sichergestellt, dass auch bei unebenen Untergründen jede in Kontakt mit dem Untergrund hat, was eine genauere Fahrweise ermöglicht. In the drive device according to the invention are preferably exactly three balls, preferably arranged along a circular path. This represents the simplest embodiment from a design and control point of view. In addition, three balls ensure that even on uneven ground, each has contact with the ground, which allows a more precise driving style.

Bevorzugt sind die Kugeln mit größtmöglichem Abstand zueinander und gleichmäßig angeordnet, daraus ergibt sich eine bevorzugte Anordnung der Kugeln in einem Winkel von 120° zueinander. Preferably, the balls with the greatest possible distance from each other and evenly arranged, this results in a preferred arrangement of the balls at an angle of 120 ° to each other.

Der Antrieb einer jeden Kugel erfolgt durch die Übertragung von Bewegungsenergie einer aus einem Motor und einem Antriebselement umfassenden Antriebseinheit. Das Antriebselement ist dazu mechanisch mit der Antriebseinheit und reibschlüssig mit der Kugel verbunden. Dabei ist das Antriebselement vorzugsweise als eine auf einer Welle gelagerte Kugel oder Walze beziehungsweise als Reibrolle ausgebildet, wobei die Ausgestaltung als Reibrolle bevorzugt ist. Das Antriebselement steht je nach Ausgestaltung in einem punktuellen oder einem flächigen Kontakt mit der Kugel. The drive of each ball takes place by the transmission of kinetic energy of a drive unit comprising a motor and a drive element. The drive element is mechanically connected to the drive unit and frictionally connected to the ball. In this case, the drive element is preferably designed as a mounted on a shaft ball or roller or as a friction roller, wherein the Embodiment is preferred as a friction roller. The drive element is depending on the configuration in a punctual or a flat contact with the ball.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebselemente in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Bezogen auf das oben beschriebene Antriebskoordinatensystem heißt dass, dass in dieser Ausgestaltung die Achsen des Koordinatensystems in einem rechten Winkel zueinander stehen. Dies hat den Vorteil, dass eine Berechnung der Winkel der Soll-Vektoren, die die Richtung der Kugeldrehung definieren, einfacher ist. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the drive elements are arranged at an angle of 90 ° to each other. With reference to the drive coordinate system described above, this means that in this embodiment, the axes of the coordinate system are at a right angle to each other. This has the advantage that a calculation of the angles of the desired vectors, which define the direction of the ball rotation, is simpler.

In bevorzugter Ausgestaltung befindet sich der Kontakt zwischen Kugel und Antriebselement auf dem Äquator der Kugel, welcher vorzugsweise parallel zur Grundplatte verläuft. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht insbesondere in einer leicht reproduzierbaren und insgesamt weniger fehleranfälligen Steuerung. In a preferred embodiment, the contact between the ball and the drive element is located on the equator of the ball, which preferably runs parallel to the base plate. The advantage of this embodiment is in particular an easily reproducible and less error-prone control.

Mit besonderem Vorteil weist die Grundplatte Ausnehmungen auf, wobei jede der Kugeln in einer der Ausnehmungen angeordnet ist. Zudem ist auf einer Seite der Grundplatte um ein aus der Grundplatte herausragendes Kugelsegment herum eine Halterungseinheit angeordnet. Die Halterungseinheit umfasst vorzugsweise mehrere Verbindungselemente die mit einem ersten Ende an der Grundplatte angeordnet sind und sich an einem zweiten Ende in einem Lastpunkt mit den anderen Verbindungselementen treffen. With particular advantage, the base plate has recesses, wherein each of the balls is arranged in one of the recesses. In addition, a support unit is arranged on one side of the base plate around a spherical segment protruding from the base plate. The mounting unit preferably comprises a plurality of connecting elements which are arranged with a first end on the base plate and meet at a second end in a load point with the other connecting elements.

Die Ausnehmungen dienen der Positionierung der Kugeln im Verhältnis zur Grundplatte sowie der Übertragung einer Kugelbewegung auf den Untergrund. Bei der Anordnung der Kugeln in den Ausnehmungen ragt ein erster Teil der Kugel, also ein erstes Kugelsegment auf einer Seite der Grundplatte heraus und ein zweiter Teil der Kugel, also ein zweites Kugelsegment, ragt aus einer gegenüberliegenden Seite der Grundplatte heraus. Bevorzugt ist das erste Kugelsegment kleiner als das zweite. Ist die Antriebsvorrichtung an einem FTF angeordnet, so ragt das kleinere Kugelsegment, auf der dem FTF abgewandten Seite aus der Grundplatte heraus und hat im Betrieb des FTF Kontakt mit dem Untergrund, in dessen Relation sich das FTF bewegt. Mit Vorteil ragt bei jeder der Kugeln das erste Kugelsegment auf der gleichen Seite der Grundplatte heraus und ist die Halterungseinheit jeder der Kugeln auf der gleichen Seite der Grundplatte angeordnet. The recesses serve to position the balls in relation to the base plate and the transmission of a ball movement on the ground. In the arrangement of the balls in the recesses protrudes a first part of the ball, so a first ball segment on one side of the base plate and a second part of the ball, so a second ball segment protrudes from an opposite side of the base plate. Preferably, the first ball segment is smaller than the second. If the drive device is arranged on an AGV, the smaller ball segment projects out of the base plate on the side remote from the AGV and, during operation of the AGV, makes contact with the ground in whose relation the AGV moves. Advantageously, in each of the balls, the first ball segment protrudes on the same side of the base plate, and the support unit of each of the balls is arranged on the same side of the base plate.

Vorzugsweise ist ein Durchmesser der Ausnehmungen kleiner als ein Umfang der Kugel an einem Ihrer Großkreise, so dass bei Anordnung der Kugel in der Ausnehmung nur ein Teil, insbesondere im Bereich von 5 % bis 49%, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 49 %, bevorzugt im Bereich von 20 % bis 45 %, aus der Grundplatte herausragt und das erste Kugelsegment bildet. Preferably, a diameter of the recesses is smaller than a circumference of the ball on one of your large circles, so that when the ball is arranged in the recess only a part, in particular in the range of 5% to 49%, preferably in the range of 10 to 49%, preferably in the range of 20% to 45%, protrudes from the base plate and forms the first spherical segment.

Die Halterungseinheit ist auf der dem FTF zugewandten Seite, also um das größere beziehungsweise zweite Kugelsegment herum angeordnet. Es dient der Halterung und Fixierung der Kugel. Dabei sind die Verbindungselemente der Halterungseinheit derart um das Kugelsegment herum angeordnet, dass sich eine Art Kugelkäfig ergibt. Vorzugsweise werden vier Verbindungselemente, insbesondere in einem regelmäßigem Abstand zueinander, um das Kugelsegment herum, angeordnet, so dass sich bei Aufsicht auf die Grundplatte ein Kugelkreuz ergibt. The mounting unit is arranged on the side facing the FTF, ie around the larger or second spherical segment. It serves to hold and fix the ball. In this case, the connecting elements of the support unit are arranged around the spherical segment such that a kind of ball cage results. Preferably, four connecting elements, in particular at a regular distance from one another, are arranged around the spherical segment, so that a spherical cross results when viewed from above onto the base plate.

Die Verbindungselemente umfassen beispielsweise Streben, Führungsschienen und/oder Platten, welche sich insbesondere längserstrecken. Zur Realisierung des oberhalb des Kugelsegments angeordneten Treffpunktes sind die Verbindungselemente vorzugsweise gebogen oder geknickt. Durch diese Ausgestaltung wird realisiert, das ein Kugelsegment in einem von den Verbindungselementen eingeschlossenem Volumen Platz findet und zum Anderen ein Platzbedarf der Halterungseinheit möglichst gering ist. The connecting elements include, for example, struts, guide rails and / or plates, which in particular extend longitudinally. To realize the above the ball segment arranged meeting point, the connecting elements are preferably bent or kinked. By means of this embodiment, it is realized that a ball segment finds room in a volume enclosed by the connecting elements and, on the other hand, that a space requirement of the mounting unit is as small as possible.

Alternativ ist die Halterungseinheit einstückig ausgebildet oder umfasst zwei Verbindungselemente. Den genannten Ausgestaltungen der Halterungseinheit ist gemeinsam, dass die Kugel im Innern der Halterungseinheit gehalten wird und die Halterungseinheit gleichzeitig Ausnehmungen aufweist, die einen Kontakt zwischen Antriebselement und Kugel ermöglichen. Alternatively, the mounting unit is integrally formed or comprises two connecting elements. The aforementioned embodiments of the mounting unit have in common that the ball is held in the interior of the support unit and the support unit simultaneously has recesses which allow contact between the drive element and ball.

Der Treffpunkt der Verbindungselemente, beziehungsweise der Kreuzpunkt des Kugelkreuzes der Verbindungselemente, fällt vorzugsweise mit einem Lastpunkt der Kugel zusammen. Dabei bedeutet Lastpunkt, der Punkt, in dem bei üblicher Anwendung der Antriebsvorrichtung ein Gewicht von der Grundplatte an der Kugel anliegt beziehungsweise auf diese übertragen wird. The meeting point of the connecting elements, or the cross point of the ball cross of the connecting elements, preferably coincides with a load point of the ball. In this case, load point means the point at which, in the case of customary application of the drive device, a weight is applied by the base plate to the ball or is transmitted to it.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Lastpunkt ein zentrales Lagerungsmittel, insbesondere umfassend ein sphärisches Element, angeordnet ist. Das zentrale Lagerungsmittel dient einer Lagerung der Kugel in z-Richtung entgegen der Schwerkraftrichtung der Kugel. Das zentrale Lagerungsmittel umfasst insbesondere ein sphärische Element, beispielsweise eine sogenannte Kugelrolle, welches in alle Raumrichtungen frei drehbar ist. Dieses ist vorzugsweise durch einer Kugelumlaufführung gelagert. Kugelrollen sind darauf ausgerichtet, auch schwerste Lasten zu transportieren. Sie finden ihren Einsatz in Fördersystemen, bei Zuführungen oder an Montageplätzen. Sie bestehen in der Regel aus einem Gehäuse mit einer gehärteten Kugelpfanne, auf der sich zahlreiche kleine Tragkugeln bewegen. Diese wiederum tragen eine große Laufkugel. Die Kugelrolle umfasst vorzugsweise ein Filzdichtung, mit der die Kugelpfanne gegen die Kugelumlaufführung abgedichtet ist. In a preferred embodiment of the invention it is provided that at the load point, a central storage means, in particular comprising a spherical element, is arranged. The central storage means serves to support the ball in the z-direction against the direction of gravity of the ball. The central Storage means comprises in particular a spherical element, for example a so-called ball roller, which is freely rotatable in all spatial directions. This is preferably supported by a recirculating ball guide. Ball rollers are designed to carry even the heaviest loads. They are used in conveyor systems, at feeders or at assembly sites. They usually consist of a housing with a hardened ball socket, on which numerous small support balls move. These in turn carry a large running ball. The ball roller preferably comprises a felt seal, with which the ball socket is sealed against the ball circulation guide.

Das zentrale Lagerungsmittel dient ferner zur Sicherstellung einer konstanten Anpresskraft der Kugel auf die Antriebseinheiten bei Belastung der Antriebsvorrichtung durch das Gewicht des FTF und stellt somit eine optimierte und gleichbleibende reibschlüssige Verbindung zwischen der Kugel und der Antriebseinheit sicher. The central storage means also serves to ensure a constant contact pressure of the ball on the drive units under load of the drive device by the weight of the AGV and thus ensures an optimized and consistent frictional connection between the ball and the drive unit safely.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Halterungseinheit ferner ein, insbesondere federnd gelagertes, Abstandselement, welches vorzugsweise mit einem der Verbindungselemente verbunden ist. In a further preferred embodiment of the invention, the holding unit further comprises a, in particular resiliently mounted, spacer element, which is preferably connected to one of the connecting elements.

Vorzugsweise finden sich weitere Lagerungselemente, insbesondere konzentrisch um die Kugel angeordnet, in den Verbindungselementen. Dies führt dazu, dass die Kugel statisch ruhig liegt. Bevorzugt sind in gegenüberliegenden Verbindungselementen Stützrollen angeordnet. Diese sind freidrehend und idealerweise momentenfrei. Das Antriebselement leitet das Moment auf die Kugel weiter. Um stetigen Kontakt des Antriebselements zur Kugel zu gewährleisten und um das benötigte Moment übertragen zu können, werden die Rollen bevorzugt an die Kugel gedrückt. Dies gleicht zudem Unebenheiten der Kugeloberfläche aus. Preferably, further bearing elements, in particular arranged concentrically around the ball, are found in the connecting elements. This causes the ball to settle statically. Support rollers are preferably arranged in opposite connecting elements. These are free-spinning and ideally torque-free. The drive element passes the moment on to the ball. In order to ensure continuous contact of the drive element to the ball and to transmit the required torque, the rollers are preferably pressed against the ball. This also compensates for unevenness of the spherical surface.

Ferner ist daher bevorzugt, dass das federnd gelagerte Abstandselement mit einem der Antriebselemente einer der Antriebseinheiten der Kugel verbunden ist, oder in einem, der Antriebseinheit gegenüberliegenden, Verbindungselement angeordnet ist. Diese Ausgestaltungen führen zu einer konstanten Übertragung der Bewegungsenergie von der Antriebseinheit auf die Kugel. Dabei ist ein federnd gelagertes Antriebselement die bevorzugte Ausführungsform. Furthermore, it is therefore preferred that the spring-mounted spacer element is connected to one of the drive elements of one of the drive units of the ball, or in a, the drive unit opposite, connecting element is arranged. These embodiments lead to a constant transmission of kinetic energy from the drive unit to the ball. In this case, a spring-mounted drive element is the preferred embodiment.

Weiter bevorzugt umfasst eine, insbesondere jede, Kugel einen, vorzugsweise mit einem Elastomer beschichteten, Metallkörper. Bei dem Metallkörper handelt es sich vorzugsweise um einen Stahl oder Eisenkörper. Die Härte des Materials stellt sicher, dass die Kugel auch bei starker Belastung durch ein schweres FTF nicht verformt wird. More preferably, one, in particular each, sphere comprises a metal body, preferably coated with an elastomer. The metal body is preferably a steel or iron body. The hardness of the material ensures that the ball is not deformed even under heavy load by a heavy AGV.

Die Beschichtung hat den Vorteil einer erhöhten Haft- bzw. Rollreibung und stellt damit eine kontinuierliche und optimierte Momentübertragung sowohl von der Antriebseinheit auf die Kugel, als auch von der Kugel auf den Untergrund sicher. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Beschichtung um einen elastomeren Kunststoff, insbesondere Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyacrylat-Kautschuk (ACM), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM), Silikon-Kautschuk (VMQ), Fluor-Polymer-Kautschuk (FKM) oder Mischungen aus diesen. Davon ist insbesondere ein aus der Gruppe NR, SBR und NBR ausgewähltes Elastomer zur Beschichtung bevorzugt. The coating has the advantage of increased adhesion or rolling friction and thus ensures a continuous and optimized torque transmission both from the drive unit to the ball, as well as from the ball to the ground safely. The coating is particularly preferably an elastomeric plastic, in particular natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), polyacrylate rubber (ACM). , Butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer (EPM), silicone rubber (VMQ), fluoropolymer rubber (FKM) or mixtures thereof. Of these, in particular, an elastomer selected from the group of NR, SBR and NBR is preferred for coating.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur omnidirektionalen Steuerung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Dabei wird von je zwei in einem Winkel α im Bereich von 45° bis 175° angeordneten Antriebseinheiten, je ein Drehimpuls in Form eines Geschwindigkeitsvektors auf je eine Kugel i übertragen (wobei i eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis n (vorzugsweise i = 3) ist, die je eine der Kugeln der Antriebsvorrichtung definiert, und n die Anzahl der Kugeln ist). Das Verfahren umfasst für jede Kugel i die folgenden Schritte: Zunächst wird ein Offset-Winkel ω als Differenz des eingeschlossenen Winkels α von 90° bestimmt. Ferner wird eine Soll-Position der Kugel i bestimmt beziehungsweise übergeben und ein Richtungsvektors- und ein Drehwinkel in Abhängigkeit von der Soll-Position ermittelt. Auf deren Basis erfolgt eine vektorielle Ermittlung eines Kugelvektors ν →_Kl. In Abhängigkeit von diesem Kugelvektor ν →_Kl, erfolgt dann die Ermittlung zweier zu einander senkrecht stehender Geschwindigkeitsvektoren X und Y, sowie die Übergabe je eines Geschwindigkeitsvektors an je eine Antriebseinheit. Another aspect of the invention is a method for omnidirectional control of a drive device according to the invention. In each case, an angular momentum in the form of a velocity vector is transferred to a respective sphere i from each of two drive units arranged at an angle α in the range from 45 ° to 175 ° (where i is an integer in the range from 1 to n (preferably i = 3 ), each defining one of the balls of the drive device, and n is the number of balls). The method comprises the following steps for each sphere i. First, an offset angle ω is determined as the difference of the included angle α of 90 °. Furthermore, a desired position of the ball i is determined or transferred and a direction vector and a rotation angle are determined as a function of the desired position. On the basis of this, a vectorial determination of a sphere vector ν → _{Kl occurs} . Depending on this ball vector ν → _Kl , then the determination of two perpendicular to each other velocity vectors X and Y, as well as the transfer of one speed vector to each drive unit.

Die drei um insbesondere 120° versetzten Module, jeweils bestehend aus einer Kugel, einer Halterungseinheit und zwei Antriebseinheiten, ermöglichen es dem FTF, sich beliebig im Raum zu bewegen (omnidirektional). Unter der Annahme, dass die erzeugten Geschwindigkeitskomponenten der Antriebseinheiten, insbesondere Motoren, X und Y einen Vektor darstellen, kann mit deren Hilfe ein resultierender Vektor mit beliebigem Winkel erzeugt werden, welcher sich aus der Vektoraddition der beiden, insbesondere um 90° versetzten, Motorgrößen ergibt. Dieser Vektor wird im Folgenden als „Kugelantriebsvektor“ benannt und mit der Kurzbezeichnung „ν →_Ki“ versehen. Dabei stellt der Winkel „ φ_i“ des Kugelantriebsvektors die Richtung dar, in die sich das Modul bewegt, wobei der Betrag der Geschwindigkeit entspricht, mit der er sich dreht. Der Index „i “ ist hierbei frei gewählter Platzhalter und dient zur Unterscheidung der drei Module voneinander. The three modules offset by 120 ° in particular, each consisting of a ball, a mounting unit and two drive units, allow the AGV to move freely in space (omnidirectional). Assuming that the generated velocity components of the drive units, in particular motors, X and Y represent a vector, with their help, a resulting vector with can be generated at any angle, which results from the vector addition of the two, in particular offset by 90 °, engine sizes. This vector is hereinafter referred to as "ball drive vector" and provided with the short name "ν → _Ki ". In this case, the angle "φ _i " of the ball drive vector represents the direction in which the module moves, the amount corresponding to the speed with which it rotates. The index "i" is a freely chosen placeholder and serves to distinguish the three modules from each other.

Wird die Winkeländerung durch eine Rotationsbewegung hervorgerufen, so ist es vorteilhaft sie mathematisch über die Winkelgeschwindigkeit zu berechnen, um eine zeitnahe Auswertung der aktuellen Motorpositionen zu realisieren. Für die Positionierung des Fahrzeugs im Raum, vor dem Start, ist bevorzugt ein Offsetwinkel mittels Sensoren zu erfassen und im Winkel φ zu berücksichtigen. Der nun ermittelte Winkel „ φ_i“ fließt in die weitere Berechnung des Kugelantriebvektors mit ein. If the angle change is caused by a rotational movement, it is advantageous to calculate it mathematically via the angular velocity in order to realize a timely evaluation of the current engine positions. For the positioning of the vehicle in space, before starting, an offset angle is preferably to be detected by means of sensors and taken into account at an angle φ. The now determined angle "φ _i " flows into the further calculation of the ball drive vector.

Erfindungsgemäß wird die Steuerung der Antriebseinheiten vektoriell betrachtet. Dabei wird die Zielrichtung, in die sich das Fahrzeug bewegen soll als Vektor im Raum gesehen, wobei der Winkel die Zielrichtung und die Fahrzeugsollgeschwindigkeit den Betrag des Vektors darstellen. Im weiteren Verlauf wird dieser Vektor „Richtungsvektor“ genannt. According to the invention, the control of the drive units is considered vectorially. In this case, the target direction in which the vehicle is to move is seen as a vector in space, the angle representing the target direction and the target vehicle speed representing the magnitude of the vector. In the further course this vector is called "direction vector".

Vor dem Start werden die Fahrauftragsparameter des Richtungsvektors sowie der zu drehende Winkel dem Fahrzeug übergeben. Aus diesen Parametern wird für jede Modul ein eigener Kugelantriebsvektor ν →_Ki berechnet. Die Summe gibt die Fahrtrichtung des Antriebs vor. Before the start, the driving order parameters of the direction vector as well as the angle to be turned are transferred to the vehicle. From these parameters, a separate ball drive vector ν → _{Ki is} calculated for each module. The sum specifies the direction of travel of the drive.

In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei einer reinen Translationsbewegung der Antriebsvorrichtung alle drei Kugelvektoren ν →_Kl gleich sind. Insbesondere entsprechen die resultierenden drei Kugelvektoren ν →_Kl dem Richtungsvektor und der Drehwinkel ist gleich null. Mit besonderem Vorteil wird die Bestimmung des Richtungsvektors während der Zielfahrt des FTF, vorzugsweise zyklisch, wiederholt. In Abhängigkeit der geänderten Koordinaten und/ oder der geänderten Lage des Koordinatensystems wird dann der resultierende Kugelantriebsvektor ν →_Ki neu berechnet. Dies dient der Genauigkeit der Zielfahrt. In a preferred embodiment of the method is provided that in a pure translational movement of the drive device all three ball vectors ν → _{Kl are} equal. In particular, the resulting three sphere vectors ν → _Kl correspond to the direction vector and the angle of rotation is equal to zero. With particular advantage, the determination of the direction vector is repeated during the destination travel of the AGV, preferably cyclically. Depending on the changed coordinates and / or the changed position of the coordinate system, the resulting ball drive vector ν → _{Ki is} recalculated. This serves the accuracy of the destination trip.

Ferner ist bevorzugt, dass bei einer Drehbewegung der Antriebsvorrichtung die Summe der Kugelvektoren ∑_i=1,2,3ν →_Ki Null ist. Dabei wird insbesondere ein fester Winkelversatz für die Kugeln angenommen und in der Steuerung als Konstante hinterlegt. Furthermore, it is preferred that during a rotary movement of the drive device, the sum of the sphere vectors Σ _{i = 1,2,3} ν → _{Ki is} zero. In particular, a fixed angular offset for the balls is assumed and stored in the controller as a constant.

Mit besonderem Vorteil ist bei einer Überlagerung von Dreh- und Translationsbewegung jeder Kugelvektor ν →_Ki aus einem in Abhängigkeit des Richtungsvektors bestimmten Kugeltranslationsvektor und einem in Abhängigkeit vom Drehwinkel bestimmten Kugeldrehvektor zusammengesetzt, wobei der Winkel des Summenvektors der Kugelvektoren ∑_i=1,2,3ν →_Ki dem Drehwinkel des Richtungsvektors entspricht. Dabei können die Kugelvektoren ν →_Ki der einzelnen Kugeln i ungleich oder gleich sein. Zur Erhöhung der Genauigkeit wird das Verfahren vorzugsweise während der Zielfahrt, insbesondere zyklisch, wiederholt, wobei eine Drehung des Koordinatensystems durch eine Korrektur des Offsetwinkels einfließt. With a superposition of rotational and translational motion, each spherical vector ν → _Ki is particularly advantageously composed of a sphere translation vector determined in dependence on the direction vector and a spherical rotation vector determined as a function of the angle of rotation, wherein the angle of the sum vector of the sphere vectors Σ _{i = 1,2,3} ν → _Ki corresponds to the angle of rotation of the direction vector. The sphere vectors ν → _{Ki of} the individual balls i can be unequal or equal. To increase the accuracy, the method is preferably repeated during the destination journey, in particular cyclically, wherein a rotation of the coordinate system is introduced by a correction of the offset angle.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Führerloses Transportfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße FTF weist ferner eine Steuereinheit auf, die eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Another aspect of the invention is a driverless transport vehicle having a drive device according to the invention. The FTF according to the invention also has a control unit which is set up to carry out the method according to the invention.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in seitlicher Aufsicht, 1 a schematic representation of a drive device in a preferred embodiment of the invention in a lateral view,

2 eine seitliche Schnittzeichnung eines Teils der Antriebsvorrichtung in der bevorzugten Ausgestaltung entlang einer Erstreckungsachse einer Antriebseinheit, 2 a side sectional view of a portion of the drive device in the preferred embodiment along an axis of extension of a drive unit,

3 eine Schnittzeichnung in Aufsicht eines Teils der Antriebsvorrichtung in der bevorzugten Ausgestaltung entlang einer Äquatorebene einer Kugel, 3 a sectional view in a plan view of a part of the drive device in the preferred embodiment along an equatorial plane of a ball,

4 eine seitliche Darstellung eines Teils der Antriebsvorrichtung in der bevorzugten Ausgestaltung, 4 a side view of a part of the drive device in the preferred embodiment,

5 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung in Aufsicht in Bezug auf ein Koordinatensystem in zwei Ausrichtungen der Antriebseinheit zur Verdeutlichung der Bestimmung eines Offset-Winkels, 5 a schematic representation of a drive device in plan view with respect to a coordinate system in two orientations of the drive unit to illustrate the determination of an offset angle,

6 Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuerung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung bei reiner Translationsfahrt der Antriebsvorrichtung, 6 Flowchart of a method for controlling a drive device according to the invention in pure translational drive of the drive device,

7 Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuerung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung bei reiner Drehbewegung der Antriebsvorrichtung, und 7 Flowchart of a method for controlling a drive device according to the invention in pure rotational movement of the drive device, and

8 Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuerung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung bei einer seitlichen Fahrt der Antriebsvorrichtung. 8th Flowchart of a method for controlling a drive device according to the invention in a lateral drive of the drive device.

Es wird angemerkt, dass die Figuren bevorzugte Ausführungen der Erfindung darstellen und somit lediglich beispielhaft und nicht einschränkend sind. It is noted that the figures represent preferred embodiments of the invention and thus are merely illustrative and not restrictive.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 10 in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in seitlicher Aufsicht. Die gezeigte Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Grundplatte 10 mit drei Ausnehmungen 111, in denen jeweils eine Kugel 14 angeordnet ist. Erfindungsgemäße Antriebsvorrichtungen können auch mehr als drei Kugeln 14 umfassen. 1 shows a schematic representation of a drive device 10 in a preferred embodiment of the invention in a lateral view. The drive device shown 10 includes a base plate 10 with three recesses 111 in which each one ball 14 is arranged. Drive devices according to the invention can also have more than three balls 14 include.

Die Grundplatte 10 ist bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Aluminium gefertigt. Die Ausnehmungen 111 in der Grundplatte weisen einen Durchmesser auf, der kleiner ist als ein Umfang der Kugel 14 an einem ihrer Großkreise. Vorzugsweise sind alle Ausnehmungen 111 gleich ausgebildet. Die Ausnehmungen 111 und damit die Kugeln 14 sind entlang einer Kreisbahn, vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Besonders günstig ist die Anordnung der Kugeln 14 beziehungsweise Ausnehmungen 111 in einem Winkel von jeweils 120° bezogen auf den Einheitskreis. The base plate 10 is preferably made of metal, in particular made of aluminum. The recesses 111 in the base plate have a diameter which is smaller than a circumference of the ball 14 at one of her great circles. Preferably, all recesses 111 the same education. The recesses 111 and with it the balls 14 are arranged along a circular path, preferably at a uniform distance from each other. Particularly favorable is the arrangement of the balls 14 or recesses 111 at an angle of 120 ° with respect to the unit circle.

Um jede Kugel 14 herum ist eine Halterungseinheit 13 angeordnet. Die Halterungseinheit 13 umfasst mehrere, vorliegend vier Verbindungselemente 131, welche an einem Ende über mindestens ein Befestigungsmittel auf der Grundplatte 11 fixiert sind. An einem anderen Ende treffen sich die Verbindungselemente 131 einer Halterungseinheit 13 in einem Treffpunkt 139, der beispielsweise dem Hauptlagerungspunkt der Kugel 14 entspricht. To every ball 14 around is a mounting unit 13 arranged. The mounting unit 13 comprises several, in this case four connecting elements 131 , which at one end via at least one fastening means on the base plate 11 are fixed. At another end, the fasteners meet 131 a mounting unit 13 in a meeting place 139 for example, the main storage point of the ball 14 equivalent.

Die Verbindungselemente 131 umfassen beispielsweise parallel zueinander angeordnete Platten, zwischen denen eine auf einer Welle oder Achse gelagerte Stützrolle 132 oder Stützwalze angeordnet ist. Die Stützrolle 132 hat im Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 Kontakt zu einer Oberfläche der Kugel 14, während die anderen Teile des Verbindungselements 131 im Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 keinen Kontakt zur Kugel 14 haben. Alternativ oder zusätzlich umfasst ein Verbindungselement 131 ein federnd gelagertes Abstandselement 134, beispielsweise in Form einer als Wippe ausgestalteten Schiene. Diese ist benachbart, beispielsweise über eine Welle, mit einem der Verbindungselemente 131 der Halterungseinheit 13 wippend gelagert. Das Abstandselement kann zudem federnd gelagert sein, in dem eine Feder 135 das Abstandselement 134 mit der Hauptstrebe verbindet. Das Abstandselement 134 kann eine Stützrolle 132 umfassen oder mit dem Antriebselement 122 mechanisch verbunden sein, so dass eine federnde Antriebsrolle entsteht. Ein Verbindungselement 131, das ein Abstandselement 134 aufweist, ist vorzugsweise nur über die am Abstandselement 134 angeordnete Stützrolle 132, beziehungsweise über das Antriebselement 122, mit der Kugeloberfläche in Kontakt. The connecting elements 131 comprise, for example, plates arranged parallel to one another, between which a support roller mounted on a shaft or axle 132 or support roller is arranged. The support roller 132 has in operation of the drive device 10 Contact to a surface of the globe 14 while the other parts of the connecting element 131 during operation of the drive device 10 no contact with the ball 14 to have. Alternatively or additionally, a connecting element comprises 131 a spring-mounted spacer 134 , For example in the form of a configured as a rocker rail. This is adjacent, for example via a shaft, with one of the connecting elements 131 the mounting unit 13 stored rocking. The spacer may also be resiliently mounted, in which a spring 135 the spacer element 134 connects to the main strut. The spacer element 134 can be a support role 132 comprise or with the drive element 122 be mechanically connected, so that a resilient drive roller is formed. A connecting element 131 that is a spacer element 134 has, is preferably only on the spacer 134 arranged support roller 132 , or via the drive element 122 , in contact with the spherical surface.

Bevorzugt weist jede Halterungseinheit 13 zumindest vier Rollen auf, zwei Antriebsrollen 122 und zwei Stützrollen 132. Die Antriebsrollen 122 werden mit Hilfe je eines Motors 121 angetrieben, Diese sind in den gezeigten Ausführungsformen um 90° versetzt angeordnet, damit die Kugel um die x- und y-Achse drehbar ist. Durch die kombinierte Ansteuerung der Achsen kann das Fahrzeug auf einer Ebene in jede beliebige Richtung bewegt werden. Die Rotation um die z-Achse ist nicht notwendig, da die Kugel auf einer Stelle drehen würde und somit kein Vorschub auf der benötigten xy-Ebene entsteht. Preferably, each mounting unit 13 at least four rollers, two drive rollers 122 and two support rollers 132 , The drive rollers 122 be with the help of one engine each 121 These are in the embodiments shown offset by 90 °, so that the ball is rotatable about the x and y axis. The combined control of the axles allows the vehicle to be moved on one level in any direction. The rotation around the z-axis is not necessary, because the ball would rotate in one place and thus no feed on the required xy plane is created.

Im Vergleich zu einem Allseitenrad-Antrieb dreht jede Kugel um die gewünschte Achse, und damit in eine Fahrtrichtung. Damit die Kugel statisch ruhig liegt, werden gegenüberliegend Stützrollen 132 angeordnet. Diese sind freidrehend und vorzugsweise momentenfrei. Dieses Prinzip ist anlehnend an eine mechanische Kugelmaus, jedoch wird das Moment der Kugel nicht von Reibrollen aufgenommen und ausgewertet, sondern die Reibrollen 122 leiten das Moment auf die Kugel 14 weiter. Um stetigen Kontakt der Reibrollen 122 zur Kugel 14 zu gewährleisten und um das benötigte Moment übertragen zu können, werden die Rollen 122, 132 vorzugsweise an die Kugel gedrückt. Dies gleicht zudem Unebenheiten der Kugeloberfläche aus. Compared to an all-wheel drive, each ball rotates about the desired axis, and thus in one direction of travel. So that the ball is statically calm, are opposite support rollers 132 arranged. These are free-spinning and preferably torque-free. This principle is based on a mechanical ball mouse, but the moment of the ball is not recorded and evaluated by friction rollers, but the friction rollers 122 direct the moment to the ball 14 further. To steady contact of the friction rollers 122 to the ball 14 and to be able to transfer the required moment, become the roles 122 . 132 preferably pressed against the ball. This also compensates for unevenness of the spherical surface.

Im Gegensatz zur bekannten Allseitenrad-Lagerung wird zusätzlich eine Lagerung in z-Richtung benötigt. Diese wirkt aufgrund der Eigenmasse des FTF in eine Richtung und verhindert, dass die Rollen 122, 132 sich in Richtung Boden bewegen können. In contrast to the known Allseitenrad storage additional storage in the z direction is needed. This acts due to the net mass of the AGV in one direction and prevents the rollers 122 . 132 can move in the direction of the ground.

In den gezeigten Ausführungsformen ist die Antriebsvorrichtung, sowie ein jedes Modul symmetrisch aufgebaut. Dies hat den Vorteil, dass etwaige winkelabhängige Bewegungsänderungen ebenso symmetrisch und damit mathematisch leichter zugänglich sind. In the embodiments shown, the drive device, and each module is constructed symmetrically. This has the advantage that any angle-dependent movement changes are equally symmetrical and therefore more easily accessible mathematically.

In Tabelle 1 ist ein Vergleich verschiedener Motoranordnungsvarianten dargestellt. Hieraus geht hervor, dass es günstig ist den Motor symmetrisch und konzentrisch zum Antriebselement 122 anzuordnen. Tabelle 1: Vergleich der Motoranordnungsvarianten konzentrisch zur Reibrolle abgewinkelt nach oben Eigenschaften symmetrisch unsymmetrisch symmetrisch unsymmetrisch Kippmoment + + – – Bewegungsgleichheit + – + – stabile Geradeausfahrt + – + – Raumfür Komponenten o – + o min. Fahrzeughöhe + + – – Legende: + gut o neutral – schlecht Tabelle 2 stellt mögliche Arten zur Krafterzeugung innerhalb der Module gegenüber. Tabelle 2: Vergleich Krafterzeugung Lösungsarten Konstruktionsparameter Größe der erzeugbaren Kräfte Aufwand B edienbarkeit BB auteil/augruppe Gewicht m groß keiner schlecht - magnetisches Feld A, l; I; N groß niedrig gut Elektromagnet pneumatisch p; A mittel neutral gut Pneumatikzylinder hydraulisch p; A sehr groß hoch mittel Hydraulikrzylinder Federelement D; ΔL mittel niedrig gut Federn Table 1 shows a comparison of various engine arrangement variants. It can be seen that it is favorable the motor symmetrical and concentric with the drive element 122 to arrange. Table 1: Comparison of engine layout variants concentric with the friction roller angled upwards properties symmetric asymmetrically symmetric asymmetrically overturning moment + + - - movement equality + - + - stable straight ahead + - + - Space for components O - + O minute vehicle height + + - - Legend: + good o neutral - bad Table 2 compares possible types of power generation within the modules. Table 2: Comparison of force generation types of solutions design parameters Size of the generative forces Effort B operability BB Auteil / augruppe Weight m large none bad - magnetic field A, l; I; N large low Good electromagnet pneumatic p; A medium neutral Good pneumatic cylinder hydraulic p; A very large high medium Hydraulikrzylinder spring element D; .DELTA.L medium low Good feathers

Dabei zeigte sich, dass Elektromagnete und Federn besonders geeignet für eine konstante Krafterzeugung sind. Ausschlaggebend für die Wahl ist neben den erhöhten Kosten für den Elektromagneten, sowie eine höhere Anforderung an den Akkumulator im Dauerbetrieb auch, dass eine Feder im spannungsfreien Zustand arbeitet, so dass das Fahrzeug bei Spannungsabfall bremsen kann und nicht durch Ausrollen zum Stillstand kommt. Somit werden Federn zur Erzeugung der Anpresskraft eingesetzt. Damit die Anpresskraft übertragen werden kann, ist eine Aufhängung günstig, die in der x- und y-Achse verschieblich ist. Dies resultiert darin, dass die Rolle 122, 132 an der Aufhängung zu jedem Zeitpunkt Kontakt mit der Kugel 14 herstellt. Zum einen wird so eine fixe Position der Kugel 14, zum anderen auch Kontakt bei Unregelmäßigkeiten auf der Kugel- oder Rollenoberfläche sichergestellt. Hierbei wird vorzugsweise auf eine Linearführung verzichtet, obwohl diese entlang einer Achse verschieblich ist. Die Vorteile einer drehbaren Aufhängung sind: ein erheblich verringerter Reibungsverlust aufgrund eines wählbaren Hebelarms; ein einfacher wechselbares Kugellager; sowie ein geringerer Platzverbrauch in horizontaler Richtung. It showed that electromagnets and springs are particularly suitable for a constant power generation. Decisive for the choice is in addition to the increased cost of the electromagnet, as well as a higher requirement for the accumulator in continuous operation that a spring operates in a de-energized state, so that the vehicle can brake in case of voltage drop and not by rolling to a stop comes. Thus, springs are used to generate the contact pressure. Thus, the contact force can be transmitted, a suspension is low, which is displaceable in the x and y axis. This results in that role 122 . 132 on the suspension at any time contact with the ball 14 manufactures. On the one hand, such a fixed position of the ball 14 , on the other hand also ensured contact in case of irregularities on the ball or roller surface. In this case, it is preferable to dispense with a linear guide, although this is displaceable along an axis. The advantages of a rotatable suspension are: a significantly reduced friction loss due to a selectable lever arm; a simple changeable ball bearing; and a lower space consumption in the horizontal direction.

Bei der Wahl eines Ankerpunktes wird auf den dadurch entstehenden Aufhängungswinkel geachtet. Dieser bestimmt, ob sich bei einer positiven vertikalen Bewegung der Kugel die Rolle 122, 132 nach oben – also mit der Kugel 14 – oder entgegengesetzt bewegt. Gewünscht ist ein positiver Aufhängungswinkel, da hier keine Hemmung durch entgegengesetzte Bewegung stattfinden kann. Wird das FTF angehoben, fallen die Kugeln 14 von der vorgesehenen Position nach unten auf die Bodenplatte. Diese besitzt einen kleineren Durchmesser als die Kugel 14, sodass die Kugel 14 nicht durchfallen kann. Wird jetzt das Fahrzeug wieder auf den Boden gestellt, müssen sich die Kugeln 14 anschließend wieder in der Ausgangsposition befinden. Dies wird nur durch einen positiven Aufhängungswinkel sichergestellt. Zwar wäre eine Realisierung an der Stützrolle 132 konstruktiv weniger aufwändig, da kein Motor vorhanden ist; jedoch ist ein kontinuierlicher Kontakt mit einer federnden Reibrolle 122 leichter. Würden die Beschleunigungskräfte die Kugel 14 gegen die gefederte Stützrolle 132 pressen und somit eine Auslenkung verursachen, verliert die fixe Reibrolle 122 den Kontakt und es kann kein Drehmoment mehr übertragen werden. Die Beschleunigung würde sich einstellen bis der Kontakt wiederhergestellt ist und erneut eine kritische Beschleunigungskraft erreicht wird; die Folge wäre eine Ruckelbewegung ähnlich des Stick-Slip-Effekts. When choosing an anchor point, pay attention to the resulting suspension angle. This determines whether in a positive vertical movement of the ball's role 122 . 132 up - so with the ball 14 - or moved in reverse. Desired is a positive suspension angle, since there can be no inhibition by opposing movement. When the AGV is raised, the bullets fall 14 from the intended position down to the bottom plate. This has a smaller diameter than the ball 14 so the ball 14 can not fail. If now the vehicle is put back on the ground, the balls must 14 then return to the starting position. This is only ensured by a positive suspension angle. Although a realization of the support role 132 structurally less complicated, since no motor is available; however, it is a continuous contact with a resilient friction roller 122 lighter. Would the acceleration forces the ball 14 against the spring-loaded support roller 132 press and thus cause a deflection loses the fixed friction roller 122 the contact and it can no longer be transmitted torque. The acceleration would take place until the contact is restored and again a critical acceleration force is achieved; the result would be a jerky movement similar to the stick-slip effect.

Ebenfalls auf der Grundplatte 11 angeordnet sind je zwei Antriebseinheiten 12 pro Kugel 14. Sie sind benachbart und/oder überlappend zu der Halterungseinheit 13 der jeweiligen Kugel 14 angeordnet. Jede Antriebseinheit 12 umfasst einen Motor, insbesondere einen Servomotor, sowie ein Antriebselement 122. Das Antriebselement 122 ist, beispielsweise über eine Welle, mit dem Motor verbunden und steht zumindest während des Betriebs der Antriebsvorrichtung 10 in stoffschlüssigem Kontakt mit der Kugel 14. Das Antriebselement 122 kann als Reibrolle, als Walze oder als gelagerte Kugel, sowie federnd oder starr gelagert, ausgeführt sein. Eine detaillierte Darstellung der bevorzugten Ausgestaltung des Antriebselements 122 als Reibrolle 122 ist den 2 und 3 zu entnehmen. Also on the base plate 11 are arranged two drive units 12 per Bullet 14 , They are adjacent and / or overlapping the mounting unit 13 the respective ball 14 arranged. Every drive unit 12 includes a motor, in particular a servomotor, and a drive element 122 , The drive element 122 is, for example via a shaft, connected to the motor and is at least during operation of the drive device 10 in cohesive contact with the ball 14 , The drive element 122 can be designed as a friction roller, as a roller or as a mounted ball, as well as resilient or rigid. A detailed illustration of the preferred embodiment of the drive element 122 as a friction roller 122 is the 2 and 3 refer to.

2 zeigt eine seitliche Schnittzeichnung eines Teils der Antriebsvorrichtung 10 in der Ausgestaltung der 1 entlang einer Erstreckungsachse einer Antriebseinheit 12. Die Schnittachse entspricht der in 4 gekennzeichneten Ebene A. Gezeigt ist eine Antriebseinheit 12, eine Kugel 14 sowie ein Teil der Halterungseinheit 13. Die Schnittachse verläuft durch das als Reibrolle ausgestaltete Antriebselement 122, durch den Mittelpunkt der Kugel 14 und die gegenüber des Antriebselements 122 angeordnete Stützrolle 132. Es ist gezeigt, dass die Kugel 14 in der gezeigten Ausführung einen Metallkörper 141 umfasst, der eine Beschichtung 142 aufweist. Der Metallkörper umfasst beispielsweise Eisen oder eine Eisenlegierung, wie Stahl, insbesondere Edelstahl. Die Beschichtung ist vorzugsweise eine, beispielsweise flüssig aufgetragene, Schicht eines Elastomers, wie Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyacrylat-Kautschuk (ACM), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM), Silikon-Kautschuk (VMQ), Fluor-Polymer-Kautschuk (FKM) oder Mischungen aus diesen. Davon erwiesen sich vor allem NR, SBR und NBR als geeignet. 2 shows a side sectional view of a part of the drive device 10 in the embodiment of 1 along an extension axis of a drive unit 12 , The cutting axis corresponds to the in 4 A level indicated A. A drive unit is shown 12 , a ball 14 and a part of the mounting unit 13 , The cutting axis passes through the designed as a friction roller drive element 122 , through the center of the sphere 14 and the opposite to the drive element 122 arranged support roller 132 , It is shown that the ball 14 in the embodiment shown a metal body 141 which includes a coating 142 having. The metal body includes, for example, iron or an iron alloy, such as steel, especially stainless steel. The coating is preferably a, for example, liquid applied, layer of an elastomer such as natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), polyacrylate rubber (ACM ), Butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer (EPM), silicone rubber (VMQ), fluoropolymer rubber (FKM) or mixtures thereof. Of these, especially NR, SBR and NBR proved to be suitable.

Die Stützrolle 132 ist in der gezeigten Ausführungsform eine kugelgelagerte Rolle, welche in einem rigiden Teil eines Verbindungelements 131, beispielsweise einer Schiene, befestigt ist. Die Reibrolle 122 ist mit dem Abstandselement 134 verbunden und damit über eine Welle wippend gelagert. Das Abstandselement 134 ist ferner mit der Feder 135 verbunden. Vorzugsweise befindet sich der Kontaktpunkt, beziehungsweise die Kontaktfläche, zwischen Kugel 14 und Antriebselement 122 auf einem Großkreis der Kugel 14, welcher parallel zur Oberfläche der Grundplatte 11 verläuft. The support roller 132 is in the embodiment shown a ball-bearing roller, which in a rigid part of a connecting element 131 , For example, a rail is attached. The friction roller 122 is with the spacer element 134 connected and thus rocking over a wave stored. The spacer element 134 is also with the spring 135 connected. Preferably, the contact point, or the contact surface, between ball 14 and drive element 122 on a great circle of the ball 14 which is parallel to the surface of the base plate 11 runs.

Für die Stützrolle 132 ist bevorzugt keine extra Welle vorgesehen, da ausschließlich Axialkräfte aufgenommen werden sollen, welche immer am selben Punkt angreifen. Stattdessen wird eine Achse verwendet, worauf mittig ein Rillenkugellager positioniert ist. Die äußere Mantelfläche stellt somit den Kontakt zur Kugel 14 her. Geeignet sind beispielsweise ein Rillenkugellager, da diese Art für die Aufnahme von hohen Querkräften bei gleichzeitiger axialer Bestimmtheit vorgesehen ist. Zudem sind Rillenkugellager aufgrund der Verwendungshäufigkeit preisgünstig. For the support roller 132 Preferably no extra wave is provided, since only axial forces are to be absorbed, which always attack at the same point. Instead, an axle is used, whereupon a deep groove ball bearing is positioned. The outer surface thus provides contact with the ball 14 ago. Suitable, for example, a deep groove ball bearings, as this type is provided for the absorption of high shear forces with simultaneous axial determination. In addition, deep groove ball bearings are inexpensive due to the frequency of use.

Bei der Anordnung der Motoren 121 in den gezeigten Ausführungsformen ist vorteilhaft, dass die Motoren 121 möglichst tief angeordnet sind. Dadurch wird der Massenmittelpunkt des gesamten FTF nahe des Bodens gelegt, wodurch beim Beschleunigen ein geringeres Kippmoment um den Auflagepunkt Boden-Kugel 14 entsteht. Weiter wurden die Motoren 121 achsensymmetrisch angeordnet. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass sich das Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung gleich verhält, sondern auch die Motoren 121 möglichst nahe am Umfang des Fahrzeugs angeordnet werden können. Einerseits ist das Massenträgheitsmoment um die z-Achse größer, wodurch eine stabilere Geradeausfahrt ermöglicht wird, zum anderen ist mittig der Antriebseinheiten ausreichend Platz für den Akkumulator und Steuerungstechnik vorhanden. Insgesamt gesehen kann die vorhandene Fläche effektiver genutzt werden. When arranging the engines 121 in the embodiments shown it is advantageous that the motors 121 are arranged as deeply as possible. As a result, the center of mass of the entire AGV is placed close to the ground, whereby when accelerating a lower tilting moment around the bearing point ground-ball 14 arises. Next were the engines 121 arranged axially symmetrically. This not only has the advantage that the vehicle behaves the same way in the opposite direction, but also the engines 121 as close to the periphery of the vehicle can be arranged. On the one hand, the mass moment of inertia about the z-axis is greater, which allows a more stable straight-ahead driving, on the other hand, there is sufficient space for the accumulator and control technology in the center of the drive units. Overall, the existing space can be used more effectively.

Ebenfalls ist es möglich, den Motor 121 mit einem (Winkel-)Getriebe auszustatten. Damit wäre es möglich, den Motor 121 in eine andere Richtung zeigen zu lassen, z.B. nach oben. Hierdurch wird zwar Raum auf der Bodenplatte gewonnen, jedoch die minimale Höhe des Fahrzeugs erhöht. Zudem erwies es sich als günstig, den Motor 121 möglichst senkrecht nach oben auszurichten. It is also possible to use the engine 121 equipped with a (angular) gear. That would make it possible for the engine 121 to point in a different direction, eg upwards. Although this space is gained on the bottom plate, but increases the minimum height of the vehicle. In addition, it proved to be cheap, the engine 121 align as vertically as possible.

Die Darstellung der 2 ist zudem eine bevorzugte Ausgestaltung der vertikalen Lagerung der Kugel 14 entnehmbar. Die Kugel 14 ist in vertikaler Richtung bevorzugt derart gelagert, dass das Gewicht der Grundplatte 11 und damit der Antriebsvorrichtung 10 beziehungsweise des FTF, senkrecht und nur über diesen Punkt auf die Kugel 14 übertragen wird. Hierzu ist ein sphärisches Element 136, beispielsweise in Ausgestaltung einer Kugelrolle 136, am Kugelkreuz 139 der Verbindungselemente 131 angeordnet. Die Kugelrolle 136 ist in einer Kugelumlaufführung 138 gelagert, so dass sie in jede Raumrichtung frei drehbar ist. Die Lagerung kann mit einer Filzdichtung abgedichtet sein. Die Kugelrolle 136 steht mit der Kugel 14 an einem Punkt in Kontakt, der vorzugsweise dem höchstem Punkt der Kugel 14 entspricht. Dieser Punkt entspricht dem Lastpunkt der Kugel 14. Das Kugelkreuz 139, in dem die Kugelrolle 136 sitzt, ist starr, konzentrisch zur z-Achse und oberhalb der Kugel 14 platziert. Dadurch werden jegliche in z-Richtung wirkenden Kräfte aufgenommen, ohne dass eine seitliche Kraft in x- oder y-Komponente resultiert. Damit wirken ausschließlich Beschleunigungskräfte, neben der Anpresskraft, auf die Reib- 122 und Stützrollen 122. Darüber hinaus verbindet das Kugelkreuz die Stützen miteinander, sodass eine angreifende Kraft – z.B. an der Reibrolle 122 – auch über die Stütze der Stützrolle 132 und der seitlichen Stützen an die Bodenplatte weitergeleitet werden kann. Dies entlastet die einzelnen Schraubverbindungen zwischen Stützen und Bodenplatte. The presentation of the 2 is also a preferred embodiment of the vertical mounting of the ball 14 removable. The ball 14 is preferably mounted in the vertical direction such that the weight of the base plate 11 and thus the drive device 10 or the FTF, vertically and only on this point on the ball 14 is transmitted. This is a spherical element 136 , For example, in an embodiment of a ball roller 136 , at the globe cross 139 the connecting elements 131 arranged. The ball roller 136 is in a recirculating ball bearing 138 stored so that it is freely rotatable in any direction in space. The storage can be sealed with a felt seal. The ball roller 136 stands with the ball 14 in contact at a point which is preferably the highest point of the sphere 14 equivalent. This point corresponds to the load point of the ball 14 , The ball cross 139 in which the ball roller 136 sits, is rigid, concentric with the z-axis and above the sphere 14 placed. As a result, any forces acting in the z-direction are absorbed without resulting in a lateral force in the x or y component. Thus, only acceleration forces, in addition to the contact force, act on the friction 122 and support rollers 122 , In addition, the ball cross connects the supports with each other, so that an attacking force - eg on the friction roller 122 - Also on the support of the support roller 132 and the side supports can be forwarded to the bottom plate. This relieves the individual screw connections between supports and base plate.

Sobald die Gewichtskraft von der Kugelrolle 136 auf die Kugel 14 wirkt, sind beide Bauteile bestrebt aneinander vorbei zu rollen. Allerdings ist dies nicht ohne weiteres, wie im Energiediagramm ersichtlich, möglich, da die seitlichen Kräfte von Stütz- 132 und Reibrolle 122 die Kugel 14 abstützen. In Richtung der Stütze ist keine Bewegung (bis auf elastische Verformung der Beschichtung) möglich, hingegen zur Reibrolle 122 der Federweg ausschlaggebend ist. Zwar nimmt die Rückstellkraft mit zunehmender Stauchung zu, dennoch ist eine Bewegung der Kugel 14 in der Halterungseinheit 13 möglich. Da die Reibrolle 122 federnd gelagert ist, stellt dies jedoch kein Problem dar, denn es liegt kontinuierlich eine Haftreibung zwischen Reibrolle 122 und Kugel 14 vor. Once the weight of the ball roller 136 on the ball 14 acts, both components are anxious to pass each other over. However, this is not readily possible, as shown in the energy diagram, since the lateral forces of 132 and friction roller 122 the ball 14 support. In the direction of the support no movement is possible (except for elastic deformation of the coating), however, to the friction roller 122 the spring travel is crucial. Although the restoring force increases with increasing compression, there is still a movement of the ball 14 in the mounting unit 13 possible. Because the friction roller 122 However, this is not a problem because it is constantly a static friction between friction roller 122 and ball 14 in front.

3 zeigt eine Schnittzeichnung eines Teils der Antriebsvorrichtung in der bevorzugten Ausgestaltung entlang einer Äquatorebene einer der Kugeln 14 in Aufsicht. Die Schnittachse entspricht der in 4 gekennzeichneten Ebene B. Gezeigt ist, dass die die Kugel 14 mit der Reibrolle 122 entlang eines Großkreises der Kugel 14 in Kontakt steht. Beide Antriebsvorrichtungen 12 der Kugel 14 sind auf der Grundplatte 11 (in 3 nicht gezeigt) befestigt, so dass die Antriebseinheiten 122 an einem Großkreis der Kugel 14 angreifen, der parallel zur Oberfläche der Grundplatte 11 verläuft, also dem Äquator. 3 shows a sectional view of a portion of the drive device in the preferred embodiment along an equatorial plane of one of the balls 14 in supervision. The cutting axis corresponds to the in 4 Shown level B. Shown is that the the ball 14 with the friction roller 122 along a great circle of the globe 14 in contact. Both drive devices 12 the ball 14 are on the base plate 11 (in 3 not shown), so that the drive units 122 at a great circle of the globe 14 attack, which is parallel to the surface of the base plate 11 runs, so the equator.

4 dient ebenfalls der Verdeutlichung der Anordnung der Antriebseinheit 12 in Relation zur Kugel 14, sowie zu Verdeutlichung der Anordnung und Befestigung des Antriebselements 122 an der Halterungseinheit 13. 4 also serves to clarify the arrangement of the drive unit 12 in relation to the ball 14 , as well as to clarify the arrangement and attachment of the drive element 122 on the mounting unit 13 ,

Die 2 bis 4 sind Detaildarstellungen der 1. Die Ausführungen zur 1 gelten entsprechend für die Detaildarstellungen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente. Der Antrieb der Kugel 14 erfolgt durch eine Momentübertragung vom Motor 121 auf das Antriebselement 122. Von dort erfolgt eine Momentübertragung mittels Rollreibung auf die beschichtete Kugel 14. The 2 to 4 are detailed representations of 1 , The comments on 1 apply accordingly to the detailed representations. Like reference numerals designate the same elements. The drive of the ball 14 takes place by a torque transmission from the engine 121 on the drive element 122 , From there, a torque transmission by means of rolling friction on the coated ball 14 ,

In 5 ist eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 10 in zwei Ausrichtungen der Antriebsvorrichtung 10 in Aufsicht gezeigt. Die zwei Ausrichtungen der Antriebsvorrichtung 10 zeigen deren Lage zu einem Koordinatensystem, welches für die Berechnung im Zuge eines Verfahren zur Steuerung der Antriebsvorrichtung 10 nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verwendet wird. Die Antriebsvorrichtung in der gezeigten Form umfasst drei Kugeln 14, die im Winkel von 120° zueinander auf einer Grundplatte 11 angeordnet sind. Das Koordinatensystem ist ein rechtwinkliges zweidimensionales x-y-Koordinatensystem, dessen Ursprung im Mittelpunkt der Grundplatte 11 liegt. Exemplarisch verläuft die Ordinate des Koordinatensystems durch eine der Kugeln 14, während die anderen beiden Kugeln 14 im Wesentlichen mittig im Kugelsektor des II und III Quadranten liegen. Diese in Darstellung (Teil a) gezeigte Ausrichtung der Antriebsplattform entspricht einer Ausrichtung beim Start des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach einer reinen Translationsfahrt der Antriebsvorrichtung 10 oder nach einer 360° Drehung der Antriebsvorrichtung 10. Nach einer Drehung um einen von 0 oder 360° verschiedenen Winkel, liegt die Antriebsvorrichtung 10 in Bezug auf das Koordinatensystem gedreht vor (Teil b). Mit anderen Worten, das ursprüngliche Koordinatensystem x/y ist um einen Winkel φ gedreht. Dieser Winkel φ wird als Offset-Winkel bezeichnet und geht als solcher in die Steuerung der Antriebsvorrichtung 10 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein. In 5 is a schematic representation of a drive device 10 in two orientations of the drive device 10 shown in supervision. The two orientations of the drive device 10 show their position to a coordinate system, which for the calculation in the course of a method for controlling the drive device 10 is used according to a preferred embodiment of the invention. The Drive device in the form shown comprises three balls 14 , which are at an angle of 120 ° to each other on a base plate 11 are arranged. The coordinate system is a rectangular two-dimensional xy coordinate system whose origin is at the center of the base plate 11 lies. As an example, the ordinate of the coordinate system runs through one of the spheres 14 while the other two balls 14 lie substantially centrally in the spherical sector of the II and III quadrants. This orientation of the drive platform shown in illustration (part a) corresponds to alignment during the start of the method according to the invention, after a pure translation drive of the drive device 10 or after a 360 ° rotation of the drive device 10 , After being rotated about an angle other than 0 or 360 °, the drive device is located 10 with respect to the coordinate system rotated before (part b). In other words, the original coordinate system x / y is rotated by an angle φ. This angle φ is referred to as offset angle and goes as such in the control of the drive device 10 by means of the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den 6, 7 und 8 an drei Beispielen in Form von Ablaufdiagrammen gezeigt. The inventive method is in the 6 . 7 and 8th shown in three examples in the form of flowcharts.

Die grundlegende Idee besteht darin, die Motoransteuerung vektoriell zu betrachten. Dabei wird die Zielrichtung, in die sich das Fahrzeug bewegen soll, als Vektor im Raum gesehen, wobei der Winkel die Zielrichtung und die Fahrzeugsollgeschwindigkeit den Betrag des Vektors darstellt. Im weiteren Verlauf wird dieser Vektor als „Richtungsvektor“ bezeichnet. The basic idea is to consider the motor control vectorially. In this case, the target direction in which the vehicle is to move is seen as a vector in space, the angle representing the target direction and the target vehicle speed representing the magnitude of the vector. In the further course of this vector is referred to as "direction vector".

Vor dem Start werden die Fahrauftragsparameter des Richtungsvektors als auch der zu drehende Winkel dem Fahrzeug übergeben. Aus diesen Parametern wird für jedes Modul ein eigener Kugelantriebsvektor berechnet. Dieser gibt die Fahrtrichtung des Antriebs vor. In Abhängigkeit von der Fahrtrichtung ist es notwendig, die Motorgrößen der einzelnen zugehörigen Motoren zu berechnen. Hierbei wird vorzugsweise der Offsetwinkel zyklisch zu berücksichtigen sein. Before the start, the driving order parameters of the direction vector as well as the angle to be turned are transferred to the vehicle. From these parameters, a separate ball drive vector is calculated for each module. This specifies the direction of travel of the drive. Depending on the direction of travel, it is necessary to calculate the motor sizes of the individual associated motors. In this case, the offset angle is preferably to be considered cyclically.

Der Bewegungsablauf des Fahrzeugs lässt sich in drei Kategorien einteilen. Erstens die reine Translationsbewegung. Sie entspricht einer omnidirektionalen Fahrbewegung ohne Drehbewegung. Zweitens die pure Rotationsbewegung, wobei hier ausschließlich eine Drehbewegung um die eigene Achse stattfindet. Drittens die Überlagerung der beiden vorhergegangen Kategorien und ermöglicht auf der Fahrt eine gleichzeitige Drehbewegung um die eigene Achse. The movement of the vehicle can be divided into three categories. First, the pure translation movement. It corresponds to an omnidirectional driving movement without rotational movement. Second, the pure rotational movement, where only a rotational movement takes place around its own axis. Third, the superposition of the two previous categories and allows on the ride a simultaneous rotation about its own axis.

Es gilt zu berücksichtigen, welche der drei Bewegungskategorien vom Fahrzeug ausgeführt werden. Diese haben jeweils unterschiedliche Einflüsse auf die Ansteuerung der Motoren und werden im Folgenden näher erläutert. It is important to consider which of the three categories of movement is performed by the vehicle. These each have different influences on the control of the motors and are explained in more detail below.

6 zeigt das Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer reinen Translationsfahrt der Antriebsvorrichtung. 6 shows the flowchart of the method according to the invention in a pure translational drive of the drive device.

Bei der direkten Zielfahrt, also einer reinen Translationsbewegung, soll sich das Fahrzeug nach dem Initialisieren zu einem bestimmten vorgegebenen Punkt im Raum omnidirektional bewegen. Hierzu ist bevorzugt, den Richtungsvektor aus den Zielpunktkoordinaten zu bestimmen oder direkt die Parameter für den Richtungsvektor in der Steuerung zu hinterlegen. In the direct destination travel, so a pure translational movement, the vehicle is to move after initialization to a certain predetermined point in space omnidirectional. For this purpose, it is preferable to determine the direction vector from the destination point coordinates or to directly store the parameters for the direction vector in the controller.

Um nun einer vorgegebenen Zielrichtung omnidirektonal zu folgen, müssen alle drei Kugelantriebsvektoren gleich dem vorgegebenen Richtungsvektor sein. Dabei sind individuell für jedes Modul ein möglicher Offsetwinkel (siehe 5) sowie die Ausrichtung des Fahrzeugs im Raum mit zu berücksichtigen. Es ergeben sich drei Kugelantriebsvektoren, welche vom Betrag und Winkel im Raum gleich sind. Unter diesen Bedingungen ist es dem Fahrzeug gegeben, sich omnidirektional nach der vorgegebenen Zielrichtung zu bewegen. In order to follow a given target direction omnidirectionally, all three ball drive vectors must be equal to the given direction vector. Thereby, a possible offset angle (see 5 ) and the orientation of the vehicle in the room. This results in three ball drive vectors, which are equal in magnitude and angle in space. Under these conditions, the vehicle is allowed to move omnidirectionally according to the given target direction.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, den Richtungsvektor zum Zielpunkt zyklisch neu zu berechnen, um eine Abweichung vom Zielkurs, beispielsweise durch äußere Einflüsse, zu detektieren und auszugleichen. Beim Erreichen des Zielpunktes werden alle Motorgrößen auf null zurückgesetzt, um die Bewegung des Fahrzeugs zu stoppen. In addition, it is preferable to cyclically recalculate the direction vector to the target point in order to detect and compensate for a deviation from the target course, for example due to external influences. Upon reaching the target point, all engine sizes are reset to zero to stop the vehicle from moving.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer reinen Drehbewegung der Antriebsvorrichtung. 7 shows a flow diagram of the method according to the invention in a pure rotational movement of the drive device.

Bei der reinen Drehbewegung soll sich das Fahrzeug um einen vorgegebenen Winkel zwischen 0° und 360° drehen können, unter der Bedingung, dass keine Translationsbewegung im Raum stattfindet. Der zu drehende Winkel muss hierzu der Steuerung übergeben oder in ihr hinterlegt werden. In the pure rotational movement, the vehicle should be able to rotate by a predetermined angle between 0 ° and 360 °, on the condition that no translation movement takes place in space. The angle to be rotated must be passed to the control or deposited in it.

Um eine Drehbewegung erzeugen zu können, werden die drei Module so angsteuert, dass die Summe der drei Kugelantriebsvektoren Null ergibt. Dies bedeutet, dass die drei Kugelantriebsvektoren sich gegenseitig aufheben und somit keine Translationsbewegung am Fahrzeug verursachen. Hierfür ist es bevorzugt, einen festen Winkelversatz für die drei Kugelantriebsvektoren anzunehmen und in der Steuerung als Konstante zu hinterlegen. Dabei berechnet sich jeder Winkel eines Moduls aus der Tangente, die an den Schnittpunkt des Moduls mit der Fahrzeugbodenplatte angelegt wird. Der Betrag dieser Vektoren entspricht hierbei der Drehgeschwindigkeit (Tangentialgeschwindigkeit) des Fahrzeugs und bleibt variabel einstellbar. Somit ergeben sich drei Kugelantriebsvektoren, die vom Betrag gleich sind, jedoch einen unterschiedlichen Winkel im Raum aufweisen. Für die Berechnung der einzelnen Motorgrößen X und Y ist ein möglicher Offsetwinkel, der Motoren zum Bezugskoordinatensystem, zu berücksichtigen. Das Fahrzeug kann sich nun auf der Stelle drehen. Beim Erreichen des vorgegebenen Winkels werden alle Motorgrößen auf null zurückgesetzt, um die Drehbewegung zu stoppen. In order to be able to generate a rotary movement, the three modules are controlled so that the sum of the three ball drive vectors is zero. This means that the three ball drive vectors cancel each other out and thus do not cause translational movement on the vehicle. For this purpose, it is preferable to assume a fixed angular offset for the three ball drive vectors and to store them in the controller as a constant. Each angle of a module is calculated from the tangent that is applied to the intersection of the module with the vehicle floor panel. The amount of these vectors corresponds to the rotational speed (tangential velocity) of the vehicle and remains variably adjustable. Thus, there are three ball drive vectors that are equal in magnitude but have a different angle in space. For the calculation of the individual motor sizes X and Y, a possible offset angle, the motors to the reference coordinate system, must be taken into account. The vehicle can now turn on the spot. Upon reaching the predetermined angle, all motor sizes are reset to zero to stop the rotation.

Bei einer seitlichen Fahrt der Antriebsvorrichtung erfolgt eine Überlagerung von Translations- und Drehbewegung, welche im Ablaufdiagramm der 8 schematisch dargestellt ist. In a lateral drive of the drive device is a superposition of translational and rotational movement, which in the flowchart of 8th is shown schematically.

Für ein optimiertes Zeitmanagement ist es bevorzugt, die beiden in den 6 und 7 beschriebenen Bewegungsmodi parallel ablaufen zu lassen. Dies bedeutet, das Fahrzeug soll sich von Punkt A zum Punkt B bewegen und sich bei der Fahrt in einem vorher definierten Winkel drehen, ohne dabei von seinem Zielkurs abzuweichen. Nur mithilfe der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung und deren Eigenschaft, jede angetrieben Kugel stets in eine beliebige Richtung drehen zu können, ist diese Bewegungsart möglich. For an optimized time management, it is preferable to have the two in the 6 and 7 To run parallel motion modes described in parallel. This means that the vehicle should move from point A to point B and turn while driving at a predefined angle, without deviating from its target heading. Only with the help of the drive device according to the invention and its ability to always be able to turn any driven ball in any direction, this movement is possible.

Vorab werden die benötigten Parameter (Drehwinkel, Zielpunkt) der Steuerung übergeben oder in ihr hinterlegt. Da die Zielfahrt und Drehbewegung, die Translation und Rotation beinhaltet, ist es erforderlich, aus den hinterlegten/gegebenen Parametern, jeweils für ein Modul, einen Kugelantriebsvektor aus der Zielrichtung (Kugelantriebsvektor „Zielfahrt“) und einen Kugelantriebsvektor für die Drehbewegung (Kugelantriebsvektor „Drehung“) zu berechnen. Somit ergeben sich zunächst zwei Vektoren für jeweils ein Modul, welche jeweils eine Bewegungsform definieren. Dabei ist der Kugelantriebsvektor „Drehung“ abhängig von der Drehgeschwindigkeit und ändert sich nur im Betrag. Hier wird die Drehgeschwindigkeit abhängig von der Fahrzeit, ermittelt um zu realisieren, dass das Fahrzeug beim Erreichen des Zielpunktes sich vollständig um seinen vorgegebenen Drehwinkel gedreht hat. Der Winkel des Kugelantriebsvektors „Drehung“ wird einmalig für das jeweilige Modul berechnet und fest in der Steuerung als Konstante hinterlegt. Bei dem Kugelantriebsvektor „Zielfahrt“, werden Betrag und Winkel nach dem aufgezeigten Prinzip zyklisch neu berechnet. In advance, the required parameters (angle of rotation, target point) are transferred to the control or stored in it. Since the target travel and rotational movement involves translation and rotation, it is necessary to use the stored / given parameters, each for a module, a ball drive vector from the target direction (ball drive vector "target travel") and a ball drive vector for the rotational movement (ball drive vector "rotation"). ) to calculate. Thus, initially two vectors for each module, each defining a motion form. The ball drive vector "rotation" depends on the speed of rotation and changes only in amount. Here, the rotational speed is determined as a function of the travel time in order to realize that the vehicle has completely turned around its predefined rotational angle when it reaches the target point. The angle of the ball drive vector "rotation" is calculated once for each module and permanently stored in the controller as a constant. In the case of the ball drive vector "destination travel", the amount and angle are recalculated cyclically according to the principle shown.

Um aus den beiden Kugelantriebsvektoren („Drehung“, „Zielfahrt“) einen resultierenden Vektor zu erzeugen, werden sie im nächsten Schritt addiert. In order to generate a resulting vector from the two sphere drive vectors ("rotation", "destination travel"), they are added in the next step.

Dieses Schema wird auf alle drei Module angewandt. Somit ergeben sich drei resultierende Kugelantriebsvektoren (ν →_Ki), welche in der Summe den Winkel des vorgegebenen Richtungsvektors erhalten, jedoch einzeln betrachtet vollkommen verschieden voneinander sind. Ferner ist es günstig, den nun entstehenden Drehwinkel im Zyklus „n“ zu berechnen. Dieser muss als zusätzlicher Offsetwinkel „φ“ in die Berechnung des Kugelantriebsvektors „Zielfahrt“ im Zyklus „n + 1“ mit einfließen, da sich bei einer Drehbewegung die Lage der Motoren im Bezugskoordinatenkreuz zusätzlich verändert (vergleiche 5). Somit ist es notwendig alle drei Kugelantriebsvektoren zyklisch neu zu berechnen. Nun ist es dem Fahrzeug gegeben, sich in eine vorgegeben Richtung zu bewegen und dabei eine Drehbewegung ausführen. This scheme applies to all three modules. This results in three resulting ball drive vectors (ν → _Ki ), which in sum receive the angle of the given direction vector, but when considered individually are completely different from each other. Furthermore, it is favorable to calculate the resulting angle of rotation in cycle "n". This must be included as an additional offset angle "φ" in the calculation of the ball drive vector "target travel" in the cycle "n + 1", since during a rotary movement, the position of the motors in the reference coordinate cross additionally changed (see 5 ). Thus, it is necessary to recalculate all three ball drive vectors cyclically. Now it is given to the vehicle to move in a given direction while doing a rotary motion.

Sollte der vorgegebene Drehwinkel beim Erreichen des Zielpunktes nicht erreicht sein, so wird für die Berechnung der Motorgrößen nur noch die Drehbewegung (Kugelantriebsvektor „Drehung“) mitberücksichtigt, damit sich das Fahrzeug auf der Stelle weiterdrehen kann. Werden alle Fahrauftragsparameter erreicht, so müssen im weiteren Verlauf alle Motorgrößen auf null zurückgesetzt werden. If the specified angle of rotation is not reached when the target point is reached, then only the rotational movement (ball drive vector "rotation") is taken into account for the calculation of the motor variables so that the vehicle can continue to turn on the spot. If all travel order parameters are reached, all motor sizes must be reset to zero in the further course.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Antriebsvorrichtung driving device
10a 10a: Modul module
11 11: Grundplatte baseplate
111 111: Ausnehmungen recesses
12 12: Antriebseinheit drive unit
121 121: Motor engine
122 122: Antriebselement driving element
13 13: Halterungselement supporting member
131 131: Verbindungselement connecting element
132 132: Stützrolle supporting role
133 133: Kugellager ball-bearing
134 134: Abstandselement spacer
135 135: Feder feather
136 136: sphärisches Element/Kugelrolle spherical element / ball roller
137 137: Filzdichtung felt seal
138 138: Kugelumlaufführung Ball bearing guide
139 139: Treffpunkt/ Kugelkreuz Meeting point / ball cross
14 14: Kugel Bullet
141 141: Metallkörper metal body
142 142: Beschichtung coating

Claims

Drive device ( 10 ) for a driverless transport vehicle, comprising - a base plate ( 11 ), - at least three on the base plate ( 11 ) arranged balls ( 14 ), - two each to a ball ( 14 ) associated drive units ( 12 ), which each have a drive element ( 122 ) as well as a motor ( 121 ) and along a ball ( 14 ) circumferential circle and at an angle in the range of 45 ° to 175 ° on the base plate ( 11 ) are arranged, wherein the drive unit ( 12 ) is set up, an angular momentum on the ball ( 14 ) and the angular momentum orthogonal to a surface of the base plate ( 11 ).

Drive device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the drive elements ( 122 ) are arranged at an angle of 90 ° to each other.

Drive device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate recesses ( 111 ), each of the balls ( 14 ) in one of the recesses ( 111 ) is arranged and on one side of the base plate ( 11 ) one from the base plate ( 11 ) outstanding ball segment around a mounting unit ( 13 ), each comprising a plurality of connecting elements ( 131 ) with a first end to the base plate ( 11 ) and at a second end in a load point ( 139 ) with the other connecting elements ( 131 ) to meet.

Drive device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that at a load point ( 139 ) on which the connecting elements ( 131 ) make a central storage means ( 136 ), in particular comprising a spherical element, is arranged.

Drive device ( 10 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the mounting unit ( 13 ) Furthermore, in particular a spring-mounted, spacer element ( 134 ), which is preferably connected to one of the connecting elements ( 131 ) connected is.

Drive device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring-mounted spacer element ( 122 ) with one of the drive elements ( 133 ) one of the drive units ( 12 ) the ball ( 14 ) or in one of the drive unit ( 12 ) opposite connecting element ( 131 ) is arranged.

Drive device ( 10 ) According to one of the preceding claims, characterized in that a ball ( 14 ), preferably a metal body coated with an elastomer ( 141 ).

Method for omnidirectional control of a drive device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein each two at an angle α in the range of 45 ° to 175 ° arranged drive units ( 12 ), each transmit an angular momentum in the form of a velocity vector to one sphere i, the process for each sphere i ( 14 ) comprising the following steps: - determining an offset angle ω as the difference of the included angle α of 90 ° - determining a desired position of the sphere i ( 14 ) and determination of a Richtungsvektors- and a rotation angle as a function of the actual and desired position, - Vectorial determination of a spherical vector ν → _Kl , from the direction vector and the rotation angle, - Determining two mutually perpendicular velocity vectors as a function of the sphere vector ν → _Ki , - Transfer of one speed vector to one drive unit each ( 12 ), where i is an integer in the range of 1 to n, each one of the balls ( 14 ) of the drive device ( 10 ), and n is the number of balls ( 14 ).

A method according to claim 8, characterized in that in a pure translational movement of the drive device ( 10 ) all three sphere vectors ν → _{Kl are} equal.

A method according to claim 8, characterized in that during a rotational movement of the drive device ( 10 ) the sum of the sphere vectors Σ _{i = 1,2,3} ν → _{Ki is} zero.

Method according to claims 8 to 10, characterized in that, in a superimposition of rotational and translational motion, each spherical vector ν → _{Ki is} composed of a sphere translation vector determined in dependence on the direction vector and a spherical rotation vector determined as a function of the angle of rotation, the angle of the sum vector of Ball vectors Σ _{i = 1,2,3} ν → _Ki corresponds to the angle of rotation of the direction vector.

Guideless transport vehicle comprising a drive device ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, as well as a control unit which is adapted to carry out the method according to one of claims 8 to 11.