AT14946U2

AT14946U2 - Flexible loading and unloading device for autonomous multifunctional electric powered urban mobility platforms

Info

Publication number: AT14946U2
Application number: ATGM50043/2016U
Authority: AT
Inventors: Gerfried Cebrat
Original assignee: Gerfried Cebrat
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-09-15
Also published as: AT14946U3; AT16247U1

Abstract

Es wird eine Autonome multifunktionale elektrisch angetriebene urbane Mobilitäts-Plattform mit Be- und Entladevorrichtung beschrieben, die flexibel für logistische Zwecke genutzt werden kann. Durch drehbare Ladekräne sind Ladeeinheiten über unterschiedliche Kanten absetzbar. Für das Verbringen mehrerer Ladeeinheiten soll ein Ladekran eingespart werden, indem ein Ladekran entweder beidseitige Aufnahmen besitzt, oder sich um 180° drehen kann. Einrichtungen auf der Plattform ermöglichen eine Fixierung der Ladeeinheiten, Übertragung von elektrischer Energie und Daten.It describes an autonomous multifunctional electric powered urban mobility platform with loading and unloading device, which can be flexibly used for logistical purposes. By rotating loading cranes loading units are deductible over different edges. For the transportation of several loading units a loading crane is to be saved, in that a loading crane possesses two-sided admission, or can turn by 180 °. Facilities on the platform allow for fixing the loading units, transmission of electrical energy and data.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine flexible Be- und Entladevorrichtung für autonome multifunktionale elektrisch angetriebene urbane Mobilitäts-Plattformen.Description [0001] The invention relates to a flexible loading and unloading device for autonomous multifunctional electrically driven urban mobility platforms.

[0002] Mobile autonome Roboterplattformen sind, wie in EP 2298507 A1 beschrieben, Stand der Technik im innerbetrieblichen Bereich. Durch die Entwicklungen beim autonomen Fahren im öffentlichen Straßenraum ist auch hier eine Anwendung wünschenswert, weil damit das Dispatching der Fahrzeuge von der Personaleinsatzplanung entkoppelt werden kann bzw. kein Fahrpersonal vorzuhalten ist, bei einer ausgelagerten Fernüberwachung auch keine Operatoren, die mehrere Fahrzeuge überwachen und eingreifen können.Mobile autonomous robot platforms are, as described in EP 2298507 A1, prior art in-house area. Due to the developments in autonomous driving in public roads, an application is desirable here as well, because the dispatching of the vehicles can be decoupled from the personnel deployment planning or no driving personnel is to be provided, outsourced remote monitoring and no operators that can monitor and intervene several vehicles ,

[0003] Die autonome multifunktionale elektrisch angetriebene urbane Mobilitäts-Plattform verfügt über eine Abstellfläche für Ladeeinheiten wie Container, welche über Containerverriegelungen (Twistlocks) befestigt werden. Neben ISO-Containern können auch Wechselaufbauten (Wechselbehälter, Wechselbrücke, Wechselpritsche, WAB, Wechselkoffer) befördert werden und zumindest an auch hier vorhandenen unteren Containerecken befestigt werden.The autonomous multi-functional electrically powered urban mobility platform has a storage area for loading units such as containers, which are fastened via container locks (twistlocks). In addition to ISO containers and swap bodies (swap body, swap body, interchangeable platform, WAB, interchangeable box) can be transported and at least attached to existing lower container corners.

[0004] Derzeit sind im Wesentlichen drei Methoden bekannt um Ladeeinheiten umzuschlagen, wenn keine externe Kran-Infrastruktur, wie sie in Güterverkehrszentren vorhanden ist - zur Verfügung steht: [0005] - Nutzung von spezieller Mechanik unter der Ladeeinheit wie beispielsweise in JPS6382228 (A) - SLIDABLE CONTAINER SYSTEM AND USING METHOD THEREOF beschrieben [0006] - Manipulation durch spezielle Stapler wie in US2008038105 (A1) - Stacking AndAt present, there are essentially three methods known for handling loading units when there is no external crane infrastructure such as is available in freight transport centers - the following is available: - use of special mechanics under the loading unit, as for example in JPS6382228 (A) - SLIDABLE CONTAINER SYSTEM AND USING METHOD THEREOF - Manipulation by special stackers as in US2008038105 (A1) - Stacking And

Transport Vehicle For Container Transhipment Facilities And Container Warehouses beschrieben [0007] - Seitenlader-Ladekran wie in US4019642 (A) - Loading device beschrieben.Transport Vehicle For Container Transhipment Facilities And Container Warehouses Described - Sideloader loading crane as described in US4019642 (A) - Loading device.

[0008] Der Seitenlader-Ladekran wurde auch weiter entwickelt wie beispielsweise in CN104016248 (A) - Container side lifting device applicable to small mounting space gezeigt.The side loader loader crane has also been further developed as shown, for example, in CN104016248 (A) - Container side lifting device applicable to small mounting space.

[0009] Alle vorgestellten Varianten haben unterschiedliche Anwendungsfälle. Bei autonomen Logistikplattformen besteht die wesentliche zu lösende Aufgabe die Be- und Entladung unabhängig von externen Ressourcen bzw. ohne Personalbedarf gestalten zu können. Nur so können die Plattformen sich selbstorganisiert -also ohne fixe Abfahrts- und Ankunftszeit - bewegen was erweiterte Optimierungen im System Logistik+Verkehr erlaubt.All variants presented have different applications. In the case of autonomous logistics platforms, the essential task to be solved is to be able to design the loading and unloading independently of external resources or without staffing requirements. Only in this way can the platforms be self-organized - without fixed departure and arrival time - which allows for advanced optimization in the logistics + transport system.

[0010] Im einfachsten Fall können Wechselaufbauten durch Absenken des Fahrzeuges nach Ausklappen der Füße abgestellt werden. Dies ist jedoch aus Sicherheitsgründen nur eingeschränkt möglich und erfordert Mehraufwand, wenn der mittlere von drei transportierten Wechselaufbauten zuerst abgesetzt werden soll.In the simplest case, swap bodies can be parked by lowering the vehicle after unfolding the feet. However, this is only possible to a limited extent for safety reasons and requires additional effort if the middle of three transported interchangeable bodies to be sold first.

[0011] Aufgabe der Erfindung ist, eine selbstfahrende Mobilitätsplattform bereit zu stellen, die unterschiedlichen Aufbauten über verschiedene (kurze und lange) Kanten des Fahrzeuges aufnehmen und absetzen kann, vorteilhafterweise nicht nur von Kote 0, sondern auch zumindest auf ein anderes Fahrzeug bzw. Güterwaggon oder der ersten Ebene gestapelter Ladeeinheiten. Besonders bei kürzeren Ladeeinheiten ist ein Absetzen über die kurze Kante des Fahrzeuges vorteilhaft weil dieses auch auf Laderampen erfolgen kann. Durch ein Stürzen des Fahrzeuges können zwei Ladeeinheiten über die kurze Kante abgesetzt werden.The object of the invention is to provide a self-propelled mobility platform, the different structures on different (short and long) edges of the vehicle record and can settle, advantageously not only by Kote 0, but also at least on another vehicle or freight car or the first level of stacked loading units. Especially for shorter loading units settling over the short edge of the vehicle is advantageous because this can also be done on loading ramps. By dropping the vehicle, two loading units can be placed over the short edge.

[0012] Vorteil des Abstellens neben das Fahrzeug - gegenüber dem Unterfahren von Wechselaufbauten - ist, dass Ladeeinheiten mit Ladekränen auf nicht befahrbaren Flächen oder Plattformen sicher abgestellt werden können.Advantage of the parking next to the vehicle - compared to the driving under of swap bodies - is that loading units with loading cranes on non-drivable areas or platforms can be safely parked.

[0013] Die gegenständliche Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die autonome multifunktionale elektrisch angetriebene urbane Mobilitäts-Plattform die Antriebs- und Steuereinheiten inklusive Energiespeicher in einem flachen Fahrzeug konzentriert, und die Ladeeinheit daher über einen ausziehbaren und verschwenkbaren Ladekran nach vier Seiten abgesetzt werden können.The objective object is achieved in that the autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform concentrates the drive and control units including energy storage in a flat vehicle, and the charging unit can therefore be placed on an extendable and pivoting loading crane on four sides.

[0014] Werden zwei Ladeeinheiten auf einer autonomen multifunktionalen elektrisch angetriebenen urbanen Mobilitäts-Plattform transportiert, stehen jeweils drei Kanten für das Aufnehmen und Absetzen offen, wobei durch Umsetzen der Halteeinheit oder einer beidseitigen Aufnahmemöglichkeit nur drei statt vier Ladeeinheiten benutzt werden müssen, um die Ladeeinheiten getrennt absetzen zu können.If two loading units transported on an autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform, three edges each for picking up and settling are open, and by converting the holding unit or a two-sided recording option only three instead of four loading units must be used to the loading units to sell separately.

[0015] Für die Aufnahme der Ladeeinheit stehen je nach Typ mindestens drei Möglichkeiten zur Auswahl: [0016] 1. die unteren Containerecken (auch bei Wechselaufbauten) [0017] 2. die oberen Containerecken [0018] 3. zwei zusätzlich vorzusehende zentrale Befestigungspunkte an der Oberkante derDepending on the type, at least three options are available for receiving the loading unit: 1. the lower container corners (also for swap bodies) 2. the upper container corners 3. two additional central attachment points to be provided the top of the

Ladeeinheit [0019] Bei der Aufnahme von mindestens drei Ladeeinheiten auf einem Fahrzeug soll es möglich sein, alle Ladeeinheiten über eine der kurzen Kanten des Fahrzeuges zu entladen und die Reihenfolge der Entladung über die kurze Kante zu variieren. Um eine flexible Beladung zu ermöglichen, sollte das Fahrzeug über Befestigungsmöglichkeiten für Containerecken in einem Rastermaß verfügen, z.B. alle 5 Fuß oder zumindest in Abständen von 5 ', 5 ', 10 ' und 10 '. Damit kann auch ein ausreichend kurzes Fahrerhaus abgestellt und befestigt werden. Da mit einem Fahrerhaus die gesamtzulässige Masse weniger erhöht wird, als mittels vollbeladbarere 5 ' Ladeeinheit, wäre auch eine auskragende Befestigung der Fahrerkabine am Fahrzeug möglich um die volle Länge der Plattform ausnutzen zu können. Die maximal zulässige Fahrzeuglänge ist einzuhalten, ggf. sind drei oder vier Achsen vorzusehen, wobei zwei davon gelenkt sein können. Um die Reichweite des Fahrzeuges zu erhöhen, ist neben der Mitnahme einer 5 ' langen Fahrerkabine, auch die Mitnahme einer 5 ' langen Sekundärbatterie möglich, wobei die Energieübertragung zur Effizienzerhöhung nicht induktiv erfolgen sollte. Aus Gründen der effizienten Nutzung der Grundfläche ist auch eine 4 ' breite (und 5 ' lange) Ausführung der Hilfsbatterie und des Fahrerhaus möglich, wenn in diesem Bereich ein zusätzliches 4 ' Raster bei der Containerbefestigung vorgesehen ist.Loading unit When receiving at least three loading units on a vehicle, it should be possible to unload all loading units over one of the short edges of the vehicle and to vary the order of discharge over the short edge. In order to allow for flexible loading, the vehicle should have mounting options for container corners in a pitch, e.g. every 5 feet, or at least at intervals of 5 ', 5', 10 'and 10'. This can also be a sufficiently short cab parked and secured. Since the overall permissible mass is increased less with a driver's cab than with a fully loadable 5 'loading unit, a protruding attachment of the driver's cab to the vehicle would also be possible in order to be able to utilize the full length of the platform. The maximum permissible vehicle length must be observed, if necessary, three or four axles should be provided, two of which may be steered. In order to increase the range of the vehicle, in addition to the entrainment of a 5 'long cab, and the entrainment of a 5' long secondary battery is possible, the energy transfer should not be inductive to increase efficiency. For reasons of efficient use of the floor space, a 4 'wide (and 5' long) execution of the auxiliary battery and the cab is possible, if in this area an additional 4 'grid is provided in the container attachment.

[0020] Über eine vorzugsweise induktive Energieversorgung und eine drahtlose oder kontaktbehaftete (z.B. mit 1-wire Bus über eine mechanische iButton Schnittstelle http://pdfserv. maximintegrated.com/en/an/AN937.pdf) Datenübertragung ist ein drive-by-wire möglich. Es kann aber auch eine drahtbehaftete Übertragung über CAN-Bus vorgesehen werden die durch Steckverbindungen durch die Fahrerin hergestellt wird. Zur induktiven Energieübertragung z.B. für die Temperierung der Ladeeinheit muss an der Stelle wo die Spulen zwischen Fahrzeug und Ladeeinheit sich überdecken eine Oberfläche mit geringer Permeabilität besitzen.About a preferably inductive power supply and a wireless or contact-type (eg with 1-wire bus via a mechanical iButton interface http: // pdfserv. Maximintegrated.com/en/an/AN937.pdf) data transmission is a drive-by wire possible. But it can also be provided a wire-based transmission via CAN bus which is made by connectors by the driver. For inductive energy transmission e.g. for the temperature of the charging unit must at the point where the coils between the vehicle and load unit overlap have a surface with low permeability.

[0021] Alternativ könnte auch eine kapazitive Kopplung erfolgen, womit metallische mit dünnem Isolator beschichtete Oberflächen möglich werden. Grundsätzlich wäre aber auch eine Energieübertragung über die elektrisch leitend ausgeführten Aufnahmen (4) der Ladeeinheiten möglich, wobei die Pole in eine einzige Aufnahme integriert oder auf zwei Aufnahmen verteilt werden.Alternatively, a capacitive coupling could be done, which metallic with thin insulator coated surfaces are possible. In principle, however, it would also be possible to transmit energy via the electrically conductive receptacles (4) of the charging units, the poles being integrated into a single receptacle or being distributed over two receptacles.

[0022] Vorteilhafterweise wird die Aufnahme der Ladeeinheit durch den Ladekran nicht über eine pendelfähige Vorrichtung(im allgemeinen Ketten), sondern ein gesteuertes Drehgelenk vorgenommen, dass die Ladeeinheit immer horizontal hält. Alternativ ist es auch möglich über gebremste Seile die Pendelbewegung zu dämpfen.Advantageously, the inclusion of the loading unit by the loading crane is not made via a pendulous device (generally chains), but a controlled pivot that keeps the charging unit always horizontal. Alternatively, it is also possible to dampen the pendulum motion via braked ropes.

[0023] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1 eine fahrende Vorrichtung mit drei abgesenkten versetzt befestigten und schwenkbaren Ladekränen 2 zeigt, welche mittels Aufnahmevorrichtung 3 die Zapfen 4 fassen können und welche vorteilhafterweise auf einer ausfahrbaren Konsole 3 befestigt sind, womit während des Fahrens die Breite des Fahrzeuges geringer ist. Die Ladekräne können je nach Dimension der Ladeeinheiten mehrfach teleskopierte Arme oder über Gelenke ausklappende Verlängerungen haben. Mittels der äußeren Ladekrane können auch auf einem Anhänger be- findliche Ladeeinheiten manipuliert werden, wenn sich auf diesem Anhänger ein zweiter Ladekran z.B. in der Mitte zwischen zwei Ladeeinheiten befindet. Bei leichten Ladeeinheiten ist die Nutzung nur eines Ladekrans möglich, wenn Haltegeschirre genutzt werden. Bei autonomen Fahrzeugen sind sich automatisch ausrichtende und sichernde Verbindungen zu den Containerecken nötig. Ein Betrieb des Ladekrans soll über ein mechatronisches System verhindert werden, wenn kein vollständiges Einrasten der twist locks festgestellt wurde. Die Nutzung von vier Containerecken ist bei unbekanntem oder hohen Schwerpunkt der Ladeeinheit vorzuziehen, um ein Kippen der Ladeeinheit zu vermeiden. Bei der Bewegung sind ruckartige Bewegungen der Ladekräne zu vermeiden um größere Beschleunigungsreaktionen und damit Lasten zu vermeiden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment according to the drawings, wherein Fig. 1 shows a moving device with three lowered offset fixed and pivoting loading cranes 2, which can hold the pins 4 by means of receiving device 3 and which advantageously on an extendable console are fixed, whereby during driving, the width of the vehicle is lower. Depending on the dimension of the loading units, the loading cranes may have telescopically extended arms or extensions which extend over joints. By means of the external loading cranes, loading units located on a trailer can also be manipulated if a second loading crane, e.g. located in the middle between two loading units. In light load units, the use of only one loading crane is possible when holding harnesses are used. Autonomous vehicles require automatically aligning and securing connections to the container corners. An operation of the loading crane is to be prevented via a mechatronic system, if no complete engagement of the twist locks was determined. The use of four container corners is preferable in the case of an unknown or high center of gravity of the loading unit in order to avoid tilting of the loading unit. During the movement jerky movements of the loading cranes are to be avoided in order to avoid larger acceleration reactions and thus loads.

[0024] Fig. 2 zeigt beispielhaft einen auf den Boden abgesetzten Fuß eines Ladekrans 2, der über eine feste Konstruktion 5 (wie ein Geschirr)an den oberen Containerecken über Containerverriegelung angreift.Fig. 2 shows an example of a remote on the ground foot of a loading crane 2, which attacks on a solid construction 5 (such as a harness) on the upper container corners on container lock.

[0025] Fig. 3 zeigt wie der Ladekran 2 über die ausgefahrene Konsole 3 nach einer Drehung um 90° (wobei sie noch nicht zum Boden herunter gelassen wurde) die Ladeeinheit auch über die schmale Kante des Fahrzeuges absetzen kann. Fig.4 zeigt eine durch 90° verdrehte Ladekräne angehobene Ladeeinheit, welche über den teleskopierbaren und vorteilhafterweise auch 90° aufstellbaren Sensorträger 7 hinweg über die schmale Seite des Fahrzeuges abgesetzt werden kann.Fig. 3 shows how the loading crane 2 on the extended console 3 after a rotation of 90 ° (where they have not been let down to the ground), the charging unit can also settle on the narrow edge of the vehicle. 4 shows a 90 ° rotated loading cranes loading unit, which can be placed over the telescopic and advantageously also 90 ° deployable sensor carrier 7 across the narrow side of the vehicle.

[0026] Fig. 5 zeigt eine konische Aufnahmevorrichtung 5 für den Zapfen 4 mit Übertragung eines Drehmomentes, welches über eine Hydraulikeinheit 6 zur horizontalen Ausrichtung benutzt wird. Die Konizität der zwei bis vier Zapfen 4 an der Ladeeinheit erleichtert das Herstellen und Trennen der formschlüssigen Verbindung. Vorteilhafterweise wird der Zapfen in die Ladeeinheit so integriert, dass nur geringe Überstände auftreten. Fig. 6 zeigt eine Lösung, wo die Aufnahmevorrichtung 5 des Ladekrans in einen konkaven als Schloss ausgebildeten Zapfen 4 eingreift, der sich in der Wand der Ladeeinheit befindet. Die Aufnahmevorrichtung ist hier frei drehbar mit dem Ladekran 2 verbunden. Durch die Konizität wird ein Verkanten vermieden, durch die horizontale Kontaktfläche wird je nach deren Länge im Vergleich zur Befestigung an Ketten oder Nutzung runder Zapfen ein gewisser Widerstand gegen Pendeln der Ladeeinheit hervorgerufen.Fig. 5 shows a conical receiving device 5 for the pin 4 with transmission of torque, which is used via a hydraulic unit 6 for horizontal alignment. The conicity of the two to four pins 4 on the loading unit facilitates the production and separation of the positive connection. Advantageously, the pin is integrated into the loading unit so that only small projections occur. Fig. 6 shows a solution where the receiving device 5 of the loading crane engages in a concave designed as a lock pin 4, which is located in the wall of the loading unit. The receiving device is here freely rotatably connected to the loading crane 2. The conicity avoids tilting, the horizontal contact surface, depending on their length compared to attachment to chains or use round pins a certain resistance to commuting of the charging unit caused.

[0027] Die autonomen multifunktionalen elektrisch angetriebenen urbanen Mobilitäts-Plattformen können auch Ladeeinheiten aufnehmen, die eine Fahrerkabine besitzen. Damit ist eine Mitnahme von Personen, aber auch über eine vorzugsweise drahtlose durch Verschlüsselung gesicherte Verbindung zum Fahrzeug eine Übernahme der Steuerung des Fahrzeuges vom Fahrautomaten möglich.The autonomous multifunctional electrically driven urban mobility platforms can also accommodate cargo units that have a cab. This is a takeaway of people, but also via a preferably wireless secured by encryption connection to the vehicle acquisition of the control of the vehicle from the driving possible.

[0028] Neben der Überwachung des Bewegungsraumes für das Absetzen der Ladeeinheiten ist auch eine Erfassung der Tragfestigkeit des Untergrundes erforderlich. Als Ersatz für das Unterlegen von Hölzern, soll hier ein Fuß vorgesehen werden, welcher von einer vertikalen in eine horizontale unter dem Fuß befindliche Position klappende ggf. geteilte Elemente eine größere Aufstellfläche erhält.In addition to the monitoring of the movement space for the discontinuation of the loading units and a detection of the bearing strength of the substrate is required. As a substitute for the lining of woods, a foot is to be provided here, which receives from a vertical position in a horizontal position located under the foot folding possibly divided elements a larger footprint.

Claims

claims

1. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device, characterized in that the vehicle-mounted loading and unloading device has at least two loading cranes (2).

2. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to claim 1, characterized in that n loading units with n-1 loading cranes (2) are sold or recorded.

3. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one loading crane (2) is rotatable 90 ° about the vertical axis, wherein advantageously the connection point to the vehicle on an advantageously extendable console (3) is located.

4. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the loading crane (2) has a receptacle (3) has the pins (4) - which are also designed as a lock can - sums up, wherein advantageously in a loading crane located between two loading units this can take by symmetrical design, or pivoting about 180 0, the container corners, pins or locks both loading units.

5. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to one of claims 1 to 4, characterized in that after extending a console (3) of a loading crane (2) between two places of loading units, a loading unit on the use of at least one loading crane can be moved axially on the vehicle.

6. Autonomous multi-functional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to claim 5, characterized in that at least three on-vehicle loading units, the order of the offset over the short edges loading units by lifting a loading unit on another by two Loading cranes (2) can be changed.

7. Autonomous multi-functional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the loading units and the vehicle have coils for an inductive energy transfer between the vehicle and the charging unit.

8. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one loading crane with advantageously wirelessly connected sensors for monitoring the space around the vehicles around, and advantageously proceed loading cranes In order to improve the recognition of the environment, wherein in stereoscopic view each provides an imaging sensor on each of a charging unit, the base is corrected in the image evaluation.

9. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the loading unit with the loading crane is torque-connected via an adjustable angle of rotation unit (6) and according to the traversing position automatically this is set so that the loading unit is always performed parallel to the ground, but partially compensated for optionally not on shear loadable goods in an angle of the triggered by the sideways movement accelerations by hiring.

10. Autonomous multifunctional electrically powered urban mobility platform with loading and unloading device according to one of claims 1 to 9, characterized in that when placing and fastening a charging unit, which is designed as a driver, via an advantageously wireless communication to the vehicle whose control takes place , For this 3 sheets of drawings