AT14674U1 - Automatic loading device with at least one longitudinally movable robot arm for powering slowly moving vehicles - Google Patents

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AT14674U1
AT14674U1 ATGM8053/2014U AT80532014U AT14674U1 AT 14674 U1 AT14674 U1 AT 14674U1 AT 80532014 U AT80532014 U AT 80532014U AT 14674 U1 AT14674 U1 AT 14674U1
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Austria
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robot arm
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Gerfried Dipl Ing Cebrat
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Abstract

Die vorgestellte Vorrichtung hat die Aufgabe Fahrzeuge vorzugsweise Pkw während einer Wartephase mit schrittweisem vorrücken in einer Reihe kontinuierlich mit Strom zu versorgen. Dazu wird ein Roboterarm genutzt der sich mit dem Fahrzeug mitbewegt. Die Absenkung des elektrischen Kontaktes auf das Gegenstück am Fahrzeug erfolgt automatisch und über einen optischen Sensor gesteuert.The presented device has the task of supplying vehicles preferably cars during a waiting phase with gradual advance in a row continuously with power. For this purpose, a robot arm is used which moves with the vehicle. The lowering of the electrical contact to the counterpart on the vehicle is carried out automatically and controlled by an optical sensor.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine automatische Ladevorrichtung mit mindestens einem längsverfahrbaren Roboterarm zur Stromversorgung von sich langsam bewegenden Fahrzeugen.Description: The invention relates to an automatic loading device with at least one longitudinally movable robot arm for powering slow-moving vehicles.

[0002] Für Omnibusse existiert wie in GB2475703 (A) gezeigt ein System mit dem diese wäh¬rend des Aufenthaltes an Haltestellen über Oberleitungen geladen werden können. Systemewie in CN102490619 (A), CN102306421 (A), CN102593899 (A) u.a. gezeigt nutzen den Panto-graphen auf Fahrzeugen. Für Pkw ist so ein System wie es in CN101531141 (A) beschrieben istschwierig, da eine zu große vertikale Entfernung überbrückt werden muss, wenn gleichzeitigLKW und Busse die Straße frequentieren. In JP2013079556 (A) werden Pantogtraphen benutztum horizontale Entfernungen beim Laden zu überwinden. CN202749878 (U) zeigt ebenfallseinen Pantographen für das stationäre Laden.For buses exists as shown in GB2475703 (A) shown a system with which these wäh¬rend the stay at stops on overhead lines can be loaded. Systems as described in CN102490619 (A), CN102306421 (A), CN102593899 (A) and others. shown use the panto-graph on vehicles. For passenger cars, such a system as described in CN101531141 (A) is difficult because too much vertical distance must be bridged when trucks and buses frequent the road at the same time. JP2013079556 (A) uses pantographs to overcome horizontal loading distances. CN202749878 (U) also shows a pantograph for stationary loading.

[0003] Technische Aufgabe der Erfindung ist es einzelne Fahrzeuge die sich in einer Warte¬schlange befinden, beispielsweise Taxis, oder zur Ausfahrt bereit gestellte Einsatzfahrzeugeoder Busse, während dem Vorrücken kontinuierlich mit Strom zu versorgen um die Energie¬speicher zu laden oder die Fahrzeuginnenräume zu beheizen oder den Antrieb über eine elekt¬rische Beheizung der Ölwanne oder des Kühlwassers auf Betriebstemperatur zu halten. Damitkann ein schädliches Warmlaufen oder Laufenlassen im Stand vermieden werden. Aus Sicher¬heitsgründen soll das System den elektrischen Kontakt selbständig hersteilen und auch wiederlösen können, wird eine Entfernung des Fahrzeuges über den mit der Vorrichtung erreichbarenBereich hinaus detektiert. Dies kann günstigerweise gleichzeitig über Endschalter bewerkstelligtwerden, die die rotatorische Bewegung der Roboterarme und die Längsbewegung der Laufkat¬ze überwachen und eine selbständige differentielle Verödung des über der elektrischen Verbin¬dung des Fahrzeuges positionierten optischen Sensors über Radiosignale. Die Roboterarmemüssen beim Vorrücken der Fahrzeuge in der Warteschlange dann gewechselt werden wennein elektrisch verbundenes Fahrzeug die Warteschlange verlässt, damit nachfolgende Fahrzeu¬ge ebenfalls mit Strom versorgt werden können. Alternativ kann eine zweite parallele aber imRaum verdrehte und an beiden Enden mit der ersten Laufbahn verbundenen Laufbahn benutztwerden damit die Roboterarme kollisionsfrei wieder an die Eingangszone für ankommendeFahrzeuge zurück geführt werden. Neben einer umlaufenden Fahrstrecke sind auch Lösungenmit Weichen denkbar um das Zurückführen der Roboterarme zu ermöglichen. In Hallen ist aucheine Bogenkonstruktion denkbar, die die Fahrbahn überragt, wobei hier jeweils eine Laufbahnauf jeder Seite der Fahrbahn für jeden Roboterarm existieren. Damit können bei entsprechen¬dem Verfahren der Roboterarme am Bogen und einer eingebauten Logik zur Vermeidung vonKollisionen zwischen Roboterarmen einerseits und mit Fahrzeugen andererseits die Roboter¬arme unabhängig voneinander bewegt werden.Technical object of the invention is individual vehicles that are in a queue, such as taxis, or provided for exit deployment vehicles or buses to supply during the advance continuously with power to load the energy storage or the vehicle interiors heat or keep the drive to operating temperature by means of an electric heating of the oil sump or of the cooling water. Thus, a harmful warm-up or running in the state can be avoided. For reasons of safety, the system is intended to be able to independently produce and also to redeem the electrical contact, a distance of the vehicle beyond the range which can be reached with the device is detected. This can conveniently be accomplished simultaneously via limit switches, which monitor the rotational movement of the robot arms and the longitudinal movement of the Laufkat¬ze and an independent differential desolation of the over the electrical connec tion of the vehicle positioned optical sensor via radio signals. The robotic arms must be changed when advancing the vehicles in the queue when an electrically connected vehicle leaves the queue, so that subsequent vehicles can also be supplied with power. Alternatively, a second parallel but space-twisted track connected at both ends to the first track may be used to collapse the robotic arms back to the entry zone for incoming vehicles without collision. In addition to an encircling route, solutions with points are also conceivable in order to enable the return of the robot arms. In halls also a bow construction is conceivable, which dominates the roadway, in each case a career exist on each side of the roadway for each robot arm. In this way, in the case of a corresponding method, the robot arms on the arch and a built-in logic to avoid collisions between robot arms on the one hand and with vehicles on the other hand, the robot arms can be moved independently of each other.

[0004] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Zeichnungen nähererläutert, wobei Fig. 1 eine Vorrichtung mit Seil und Fig. 2 eine Variante der Vorrichtung mitHalb-Pantographen zeigt. Fig. 3 zeigt den Rücklauf der Roboterarme.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment according to the drawings, wherein Fig. 1 shows a device with rope and Fig. 2 shows a variant of the device with half-pantographs. Fig. 3 shows the return of the robot arms.

[0005] Ein Roboterarm, der aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Armen 2und 3 besteht, fährt mit einer Laufkatze auf einer Laufbahn 1 entlang der Wartezone für dieFahrzeuge. Über eine angetriebene Trommel 4 wird ein Seil 5 herabgelassen an dem dasLadekabel befestigt ist und die zentrische Verbindung zur Strom Übertragung 6 wird - geleitetüber den optischen Sensor 7 - in die Steckdose am Fahrzeug eingeführt. Der optische Sensorerkennt die graphisch gekennzeichnete Steckdose des Fahrzeuges die sinnvollerweise auchmit einem Barcode ausgerüstet ist, damit das Fahrzeug beim kostenpflichtigen Laden identifi¬ziert werden kann. Alternativ kann der optische Sensor auch im unteren am Seil befestigten Teil6 befestigt sein, um Windeinfluss bei der Positionierung auszugleichen. Sinnvollerweise verfügtdie Steckdose am Fahrzeug über eine vorzugsweise automatisch öffnende Abdeckung, diewährend der drahtlosen Kommunikation zwischen der hier vorgestellten Vorrichtung und demFahrzeug geöffnet wird. Dabei kann die Abdeckung auch aufklappen und an der Innenseite desDeckels den Barcode zeigen der das Fahrzeug identifiziert. So können mehrere Fahrzeuge auseinander gehalten werden. Die Herstellung des Kontaktes erfolgt entweder durch ein me¬chanisch angetriebenes Umgreifen des Steckers in der Steckdose, sodass der eingeführteStecker formschlüssig mit der Steckdose verbunden ist, oder über die Gewichtskraft der abge¬senkten Einheit, die gleichzeitig auch eine flexible und dicht anliegende witterungsfeste Abde¬ckung über die Steckdose legt. Bei runden Steckern sind mehr als zwei axial angeordneteKontakte bekannt, dennoch ist aus Sicherheitsgründen eine parallele Führung von Daten undStromleitungen vermeidbar, wenn die Daten drahtlos übertragen werden. Dies ist auch deswe¬gen sinnvoll, da eine Ladung auch bestellt werden muss. Es kann die Beendigung und Abrech¬nung ebenfalls drahtlos abgewickelt werden.A robot arm consisting of at least two articulated arms 2 and 3 travels with a trolley on a track 1 along the waiting area for the vehicles. Via a driven drum 4, a cable 5 is lowered to which the charging cable is attached and the centric connection to the power transmission 6 is - introduced via the optical sensor 7 - inserted into the socket on the vehicle. The optical sensor recognizes the graphically marked socket of the vehicle which is usefully also equipped with a barcode, so that the vehicle can be identified at the charge shop. Alternatively, the optical sensor can also be fastened in the lower rope-mounted part 6 in order to compensate for the influence of wind during the positioning. It is meaningful that the socket on the vehicle has a preferably automatically opening cover which is opened during the wireless communication between the device presented here and the vehicle. The cover can also open and show on the inside of the cover the bar code that identifies the vehicle. So several vehicles can be kept apart. The contact is made either by a mechanically driven gripping the plug in the socket, so that the inserted plug is positively connected to the socket, or the weight of the sunken unit, which at the same time a flexible and tight-fitting weatherproof Abde¬ over the socket. For round plugs, more than two axially arranged contacts are known, however, for safety reasons, parallel routing of data and power lines is avoidable when the data is transmitted wirelessly. This also makes sense because a load must also be ordered. The termination and billing can also be handled wirelessly.

[0006] Statt eines Seils wird in Fig. 2 ein Pantograph benutzt. Damit kann der Drehwinkel kon¬trolliert werden und es ist möglich zwei oder mehr Kontakte herzustellen. Bei einer horizontalenAnordnung der vertieften Aufnahme für die elektrischen Kontakte ist eine motorisierte Abde¬ckung nötig, um das Eindringen von Meteorwässern zu vermeiden. Eine Stecker-verbindung hatauch den Nachteil, dass eine Trennung im Notfall, z.B. wenn sich das Fahrzeug entferntschlechter bewerkstellige kann. Als Alternative soll hier eine Ausführung vorgestellt werden, womindestens zwei und bei der Ladung mit Drehstrom drei flache Kontakte vorgesehen werden,auf denen die abgesenkte Einrichtung landet und über ihr Eigengewicht eine elektrische Ver¬bindung herstellt. Anstatt einer planen Kontaktfläche können vorteilhafterweise auch gekrümmteFlächen, z.B. wie in DE4204641 (A1) gezeigt, verwendet werden.Instead of a rope, a pantograph is used in FIG. Thus, the angle of rotation can be controlled and it is possible to produce two or more contacts. In a horizontal arrangement of the recessed receptacle for the electrical contacts a motorized covering is necessary to prevent the ingress of meteoric waters. A plug connection also has the disadvantage that disconnection in an emergency, e.g. if the vehicle can do worse off. As an alternative, an embodiment is to be presented here, at least two and when charging with three-phase three flat contacts are provided, on which lands the lowered device and produces its own weight an electrical connection Ver¬. Instead of a planar contact surface, curved surfaces, e.g. as shown in DE4204641 (A1).

Claims (10)

Ansprüche 1. Automatische Ladevorrichtung mit mindestens einem verfahrbaren Roboterarm zum auto¬matischen Laden von sich bewegenden Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass einaus mindestens zwei Teilen (2) und (3) bestehender Roboterarm sich horizontal auf einerSchiene (1) bewegt und die Positionierung über der elektrischen Verbindung zum Fahr¬zeug und die Nachführung des verfahrbaren Roboterarms während der Bewegung desFahrzeuges über einen optischen Sensor (7) erfolgt.Claims 1. An automatic loading device comprising at least one movable robotic arm for automatically loading moving vehicles, characterized in that a robot arm consisting of at least two parts (2) and (3) moves horizontally on a rail (1) and positioning over the rail electrical connection to the vehicle and the tracking of the movable robot arm during the movement of the vehicle via an optical sensor (7). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungzum Fahrzeug durch Herablassen einer zentrischen Steckverbindung (6) erfolgt.2. Device according to claim 1, characterized in that the electrical connection to the vehicle by lowering a centric connector (6). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung derelektrische Verbindung zum Fahrzeug über einen optischen Sensor erfolgt der sich amRoboterarm (3) befindet.3. Device according to claim 2, characterized in that the positioning of the electrical connection to the vehicle takes place via an optical sensor located on the robot arm (3). 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung derelektrische Verbindung zum Fahrzeug über einen optischen Sensor erfolgt der sich an derherabgelassenen zentrischen Steckverbindung (6) befindet.4. Device according to claim 2, characterized in that the positioning of the electrical connection to the vehicle takes place via an optical sensor located at the lowered centric connector (6). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungzum Fahrzeug durch einen aktuierten Pantographen (9) erfolgt.5. The device according to claim 1, characterized in that the electrical connection to the vehicle by an actuated pantograph (9). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung derelektrische Verbindung zum Fahrzeug über einen optischen Sensor erfolgt der sich aufdem aktuierten Pantographen (9) befindet.6. Device according to claim 5, characterized in that the positioning of the electrical connection to the vehicle takes place via an optical sensor located on the actuated pantograph (9). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elekt¬rische Verbindung über zwei Pole erfolgt, auf die die Gegenpole (11) von oben aufgesetztwerden.7. Device according to one of claims 5 to 6, characterized in that the elekt¬rische connection via two poles takes place, on which the opposite poles (11) are attached from above. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elekt¬rische Verbindung gelöst wird sobald des System erkennt dass der elektrische Verbin¬dungspunkt zum Fahrzeug den vom System bedienbaren Bereich zu verlassen droht unddas den benötigten Lichtraum der Fahrzeuge beim Verschwenken respektiert.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the elekt¬rische connection is released as soon as the system detects that the electrical connection point to the vehicle threatens to leave the system operable area anddas the required clearance of the vehicles when pivoting respected. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der benötige Lichtraumlängst und quer zur Fahrbahn vom Fahrzeug drahtlos an die Steuerung des Systemskommuniziert wird.9. The device according to claim 8, characterized in that the required light space long and transverse to the roadway from the vehicle is wirelessly communicated to the control of the system. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug die Dauerdes Ladevorganges und die Abrechnung drahtlos mit der Steuerung des Systems abwi¬ckelt. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen10. The device according to claim 8, characterized in that the vehicle abwi¬ckelt the duration of the charging process and the billing wirelessly with the control of the system. For this 2 sheets of drawings
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