CN109664812A - 辅助运输车辆、辅助运输系统和辅助运输车辆的操作方法 - Google Patents

辅助运输车辆、辅助运输系统和辅助运输车辆的操作方法 Download PDF

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Abstract

一种根据本公开的辅助运输车辆包括驱动单元和放置在驱动单元上的附件，其中驱动单元仅包括具有共同的旋转轴的两个轮子并且每个轮子都具有电驱动器、电子控制装置和电能存储装置，并且其中控制装置被实施为用于以使得辅助运输车辆保持在直立位置的方式致动驱动器并且用于自动地将辅助运输车辆驱动到可指定的目的地并且用于跟随外部控制装置。本公开还涉及辅助运输系统和用于操作辅助运输车辆的方法。

Description

辅助运输车辆、辅助运输系统和辅助运输车辆的操作方法
技术领域
本公开涉及辅助运输车辆、辅助运输系统和用于操作辅助运输车辆的方法。
背景技术
在许多城镇，机动车辆的通行受到限制。因此，例如，许多城镇中心至少部分地被识别为步行区，在步行区中通常仅某些授权车辆可以行进。此外，许多城镇几乎没有可用的停车位。另一方面，当访问市中心时，例如在购物旅行期间，通常需要运输货物或甚至例如小孩。这同样适用于例如公园里的野餐，其中也需要独立于机动车辆的运输。根据要运输的负载的重量，通过袋子或背包进行携带是不舒服或不可能的。具有轮子的手动运输工具，例如购物推车或婴儿车，特别是如果要运输重型货物和/或要克服梯度时，在力和注意力方面也需要相当大的努力。
在US2015/0006005A1中已知一种可以用作运载工具的自主无人道路车辆。道路车辆具有用于自动驾驶的控制系统和用于检测其周围物体的检测系统以及用于运输待运输货物的一个或多个装载台。
在US2014/0277841A1中，公开了一种机动行李箱，其包括多个轮子，多个轮子中的至少一个轮子是电驱动的，并且至少一个轮子包括转向机构。行李箱包括一个或多个电池和控制器，控制器可以布置成使得行李箱遵行由用户在一定距离处携带的无线远程控制器。
此外，已知一种电驱动的单人运输工具，其仅包括位于同一轴上的两个轮子，所承载的每个人站立在该轮子之间并且由电子驱动控制器保持平衡(https://de.wikipedia.org/wiki/Segway_Personal_Transporter)。
发明内容
本公开的目的是提供一种辅助运输车辆、辅助运输系统和用于操作辅助运输车辆的方法，由此可以方便地使用户(特别是在城市环境中步行的用户)携带货物和/或小孩与他们一起。
该目的通过独立权利要求中提供的辅助运输车辆、辅助运输系统和用于操作辅助运输车辆的方法来实现。
根据本公开的辅助运输车辆包括驱动单元和附件，该附件被放置并固定到驱动单元上并且被实施为保持或接收待运输的货物和/或待运输的小孩。为了将附件固定到驱动单元上，驱动单元的顶部和附件的底部可以实施为彼此匹配并且包括相应的紧固装置。
驱动单元仅包括两个轮子，驱动单元可以利用这两个轮子在表面上驱动。两个轮子具有共同的旋转轴，或者两个轮子的旋转轴基本上同轴地设置。相应的电驱动器与两个车轮中的每一个相关联，利用该电驱动器相关的车轮可以特别是独立于相应的另一个车轮被驱动。此外，驱动单元包括用于致动两个车轮的电驱动器的电子控制装置。驱动单元还包括电能存储装置，电能存储装置用于向车轮的驱动器和电子控制装置供应电能。电能存储装置优选地实施为可再充电的能量存储装置，并且例如可以包括一个或多个蓄能器。
根据本公开，电子控制装置被实施为用于致动驱动器，使得辅助运输车辆保持在至少近似直立或竖直的位置。电子控制装置可包括用于此目的的合适的传感器装置和适当布置的处理器。用于动态稳定仅具有两个相邻的车轮的车辆的这种类型的控制器是已知的。
此外，根据本公开的电子控制装置被设置用于将辅助运输车辆自动驱动到可指定的目的地；前往指定目的地的这种类型的辅助运输车辆的操作模式，在此称为第一操作模式。电子控制装置还被实施为用于在辅助运输车辆跟随外部控制装置的第二操作模式下操作辅助运输车辆。辅助运输车辆也在第二操作模式中自主运行，但是除了在考虑至少外部控制装置的位置的同时确定辅助运输车辆行驶的速度和方向之外的其它方面都受到限制，并且结果，辅助运输车辆跟随外部控制装置的运动。
用于自主前往目的地或跟随外部控制装置的控制器也是已知的。辅助运输车辆的电子控制装置可包括用于在第一和第二操作模式中自动驱动和操作辅助运输车辆的合适的传感器、处理器和通信装置。外部控制装置例如可以是配备有合适的应用程序的用户智能手机或特殊远程控制器，其中辅助运输车辆的电子控制装置无线地接收关于外部控制装置或用户的位置的信息。所述信息可以相对于辅助运输车辆的位置或者例如关于地理坐标来指定，其中辅助运输车辆可以被实施为用于例如通过GPS接收器确定其自身位置。
第一和第二操作模式优选地交替地或择一地执行，其中可以提供其他操作方式，例如用于装载和卸载的操作模式、用于对电能存储装置充电的操作模式或维护状态的操作模式。操作模式例如可以通过外部控制装置将合适的信号传输到辅助运输车辆的电子控制装置来手动选择，或者甚至自动地改变，例如在辅助运输车辆在第一种操作模式下已到达的指定目的地的情况下。
因为辅助运输车辆的驱动单元仅包括两个轮子，通过这两个轮子辅助运输车辆可以在表面上驱动，其中两个轮子彼此相邻地设置，并且辅助运输车辆总是通过电子控制装置保持在直立位置，辅助运输车辆可以装载、卸载并且可以在操作期间以与例如购物推车或婴儿车类似的方式控制货物。因为控制单元包括第一操作模式，在第一操作模式中辅助运输车辆可以自主地驱动到可指定的目的地，进一步使得辅助运输车辆能够从停放位置移动到使用地点。因此，例如，用户可以例如通过智能手机将用户位置的地理坐标发送到辅助运输车辆的电子控制装置并指定目的地作为坐标而在需要时调用这种类型的辅助运输车辆。最后，因为电子控制装置包括第二操作模式，在第二操作模式中辅助运输车辆跟随外部控制装置，例如用户的智能手机，所以进一步的优点是辅助运输车辆陪伴用户而无需用户必须施加为此目的的力量或注意力。因此，辅助运输车辆可以便于例如在购物旅行期间运输购物商品或甚至携带小孩子。
优选地，附件可逆地放置在驱动单元上。这使得能够更换附件或驱动单元。特别地，可以自动更换附件或驱动单元，为此可以提供自动操作的紧固或连接装置。
根据本发明的优选实施例，附件以框架或壳体形式实施并且设计用于容纳插入件，该插入件例如手动地插入到附件中并且可以固定在那里。插入件例如可以实施为运输容器、婴儿座椅或甚至冷袋或冷藏箱。因为框架状或壳状附件被实施为用于容纳可更换的插入件，所以可以进一步促进辅助运输车辆的装载和卸载，并且可以延长辅助运输车辆的使用范围。
优选地，附件和/或插入件包括用于保持或固定待运输的负载或待运输的人的保持和/或固定装置。保持或固定装置例如可以实施为可安装的壳体或保持带。这使得辅助运输车辆的操作期间的安全性得以增加。
根据本公开的优选实施例，附件或插入件包括由弹性材料构成的开槽的盖子。附件或插入件例如可以实施为具有用于接收待运输货物的内部空间的容器，其中盖子在三个侧面上固定地连接到容器的相应壁并且由从第四侧开始的盖子中的槽分开，使得通过沿着槽将盖子弯开，可以进入容器的内部空间。以这种方式，以特别简单的方式实现接收、保持、固定和移除待运输的负载。
此外，根据有利实施例，提供了驱动单元，驱动单元包括用于向外部负载供应电能的电连接器，例如用于供应插入到附件中的冷藏箱或冷袋的冷却装置的电能。在这种情况下，负载的电能由驱动单元的电能存储装置提供。这使得辅助运输车辆的应用范围能够额外地扩展。
例如通过将服务站或停车场的坐标存储在电子控制装置的存储器中，可以固定地指定辅助运输车辆在第一操作模式中自动驾驶前往的可指定目的地。可以代替这个或者另外优选地提供的是，可以通过无线传输装置来指定目的地。根据本公开的所述实施例，例如用户位置的坐标可以无线传输到电子控制装置，然后电子控制装置可以自动地驱动到用户的位置。
进一步优选地，可以提供的是，在第二操作模式中，电子控制装置以这样的方式致动车轮的驱动器，使得辅助运输车辆保持与外部控制器装置的指定距离或指定的距离范围，例如保持与携带外部控制装置的用户的指定距离或指定的距离范围。距离或距离范围可以例如以这样的方式确定：最小距离仍然保证用户的安全和不受阻碍的运动，并且最大距离确保辅助运输车辆的安全跟随并且通常能够从用户直接观察到辅助运输车辆。这使得辅助运输车辆能够跟随携带外部控制装置的用户，使得用户总是使辅助运输车辆在视觉监控内但不受辅助运输车辆阻碍。
根据本公开的辅助运输系统包括至少一个辅助运输车辆，该辅助运输车辆如上所述实施并且包括第一驱动部件和附件。此外，辅助运输系统包括至少一个第二驱动部件，该第二驱动部件根据第一驱动部件实施并且例如可以是如上所述实施的另一辅助运输车辆的一部分，以及包括至少一个服务站。服务站被实施为用于给第一驱动部件充电和/或用第二驱动部件替换第一驱动部件。为了给驱动部件充电，驱动部件可以连接到服务站的合适的充电连接器，优选地自动连接。为了用第二驱动部件替换第一驱动部件，例如附件可以自动地从第一驱动部件移除并且放置在第二驱动部件上，其中相应的紧固或连接装置也可以自动断开或连接。这种辅助运输系统使辅助运输车辆的使用者能够设置驱动部件的充电电能存储装置，以使范围最大化。
利用根据本公开的用于操作如上所述实施的辅助运输车辆的方法，辅助运输车辆最初位于停车场或服务站。辅助运输车辆的电子控制装置处于第一操作模式。如果用户通过发送他的坐标来呼叫辅助运输车辆，例如通过他的智能手机的合适应用程序，则辅助运输车辆自动地驱动到所发送的目的地。当辅助运输车辆到达或接近携带外部控制装置(例如具有合适应用程序的智能手机)的用户的位置时，则电子控制装置手动或自动地切换到第二操作模式，在第二操作模式中辅助运输车辆跟随用户。
如果用户对辅助运输车辆的使用结束，则可以通过例如电子控制装置手动地产生并发送的终止信号来切换到第一操作模式，辅助运输车辆自动地驱动返回停车场或服务站。如果电能存储装置的荷电状态低于可指定的水平，则在用户使用期间也可以提供到服务站的自动驱动；在这种情况下，电能存储装置可以重新充电或者可以在服务站中更换驱动单元，并且辅助运输车辆可以和充完电的电能存储装置一起返回给用户。
附图说明
下面通过示例的方式使用附图详细描述本公开。在图中：
图1a至1c示出了根据本公开的辅助运输车辆的示例性实施例；
图2a和2b示出了根据本公开的辅助运输车辆的两个示例性实施例，辅助运输车辆具有行李物品；
图3以示例的方式示出了两个可能的插入件和设计合适的辅助运输车辆；
图4示出了根据本发明的辅助运输车辆的另一示例性实施例；
图5象征性地示出了根据本公开的辅助运输车辆和服务站；和
图6以示例的方式示出了根据本公开的辅助运输车辆的驱动单元的更换。
具体实施方式
在图1a中，辅助运输车辆1以单独的部件示出，并且在图1b和1c中以组装状态示出。辅助运输车辆1包括驱动单元2和放置在其上的附件3。驱动单元2包括设置在同一轴上的两个相邻的轮子4、4'和壳体5，驱动单元的其他部件容纳在壳体5中，特别是具有合适的传感器装置的电子控制装置和用于数据传输的通信装置以及车轮4、4'的驱动器和作为电能存储装置的一个或多个蓄能器。驱动器可以例如具有大约2kW的功率。如图1a所示，附件3可以实施为向后开口的框架，或者如图1c所示以可能具有带软垫的后壁6的壳体形式。此外，附件3包括四个用于紧固保持装置的孔眼7。
如图2a所示，待运输的行李物品，例如袋子8，可以通过插入孔眼7中的盖子9固定。图2b示出了袋子8可以替代地通过被拉过孔眼7的保持带10而固定。
图3以示例的方式示出了不同设计的可以交替地插入附件3中并且可以固定在其中的插入件。作为可能的插入件的示例，图3中示出了可充气婴儿座椅11和冷藏袋12。
在图4中示出了具有插入件的另一实施例的辅助运输车辆1。插入件13被实施为柔性材料的容器，柔性材料的容器包括前面的槽14和顶部的翼片15。为了装载插入件13，可以向上拉动翼片15和/或可以打开槽14。由于材料的弹性，槽14在装载后自行关闭，使得已插入的货物牢固地保持在插入件13中。为了卸载，可以执行相应的过程。
在图5中，充电站16被象征性地表示，辅助运输车辆1可以被自动地控制以驱动到充电站16用于对驱动单元2的电能存储装置充电。对能量存储装置充电可以通过使用电缆自动地与充电站16的充电连接器电连接或者例如甚至感应地来执行。
如图6中象征性地所示，附件3(可能包括例如袋子8的负载)可以由驱动单元2抬起并放置在另一个驱动单元2'上。这使得驱动单元2(如果其能量存储装置基本上被放完电)能够被另外的驱动单元2'替换，该驱动单元2'的能量存储装置被完全充电。所述过程也可以被自动地执行。
为清楚起见，并未在所有附图中示出所有附图标记。没有为附图解释的附图标记具有与其他附图中相同的含义。
附图标记列表
1 辅助运输车辆
2,2' 驱动单元
3 附件
4,4' 轮
5 壳体
6 后壁
7 孔眼
8 袋子
9 盖子
10 保持带
11 婴儿座椅
12 冷藏箱
13 插入件
14 槽
15 翼片
16 充电站

Claims (20)

1.一种辅助运输车辆，包括：
驱动单元；和
放置在所述驱动单元上的附件，
其中所述驱动单元包括两个轮子、电子控制装置和电能存储装置，所述两个轮子具有共同的旋转轴并且每个轮子都具有电驱动器，其中所述电子控制装置被配置为用于致动每个电驱动器使得所述辅助运输车辆保持在直立位置并且用于自动将所述辅助运输车辆驱动到可指定的目的地并用于跟随外部控制装置。
2.根据权利要求1所述的辅助运输车辆，其中所述附件可逆地放置在所述驱动单元上。
3.根据权利要求1所述的辅助运输车辆，其中所述附件是配置用于容纳插入件的框架或壳体。
4.根据权利要求3所述的辅助运输车辆，其中所述附件和/或所述插入件包括用于保持或固定待运输的负载或待运输的人的保持和/或固定装置。
5.根据权利要求3所述的辅助运输车辆，其中所述附件或所述插入件包括弹性材料的开槽的盖子。
6.根据权利要求1所述的辅助运输车辆，其中所述驱动单元包括用于向外部负载供应电能的电连接器。
7.根据权利要求1所述的辅助运输车辆，其中所述可指定的目的地通过无线传输方式指定。
8.根据权利要求1所述的辅助运输车辆，其中所述电子控制装置配置成使得所述辅助运输车辆以可指定的距离或在可指定的距离范围内跟随所述外部控制装置。
9.根据权利要求1所述的辅助运输车辆，其中所述驱动单元包括：
至少一个第一驱动部件；
至少一个第二驱动部件；和
至少一个服务站，所述服务站用于对所述至少一个第一驱动部件进行充电和/或用于将所述至少一个第一驱动部件与所述至少一个第二驱动部件重新放置。
10.一种用于操作根据权利要求1所述的辅助运输车辆的方法，其中所述辅助运输车辆位于停车场或服务站，所述方法包括：
在携带外部控制装置的用户输入请求之后，将所述辅助运输车辆自主地驱动到用户位置；和
在到达所述用户位置之后跟随所述用户。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在接收到终止信号之后，所述辅助运输车辆自主地驱动回所述停车场或所述服务站。
12.一种辅助运输车辆，包括：
驱动单元，所述驱动单元包括具有共同的旋转轴的两个轮子、电子控制装置和电能存储装置，其中所述两个轮子中的每一个包括电驱动器；和
配置成可逆地附接到所述驱动单元的附件，
其中所述电子控制装置配置成：致动所述电驱动器以使所述辅助运输车辆保持直立位置；自动将所述辅助运输车辆驱动到可指定的目的地；并跟随外部控制装置，和
其中所述电子控制装置被配置成控制所述辅助运输车辆以在可指定的距离或在可指定的距离范围内跟随所述外部控制装置。
13.根据权利要求12所述的辅助运输车辆，其中所述附件是配置用于容纳插入件的框架或壳体。
14.根据权利要求13所述的辅助运输车辆，其中所述附件和/或所述插入件包括用于保持或固定待运输的负载或待运输的人的保持和/或固定装置。
15.根据权利要求13所述的辅助运输车辆，其中所述附件或所述插入件包括弹性材料的开槽的盖子。
16.根据权利要求12所述的辅助运输车辆，其中所述驱动单元包括用于向外部负载供应电能的电连接器。
17.根据权利要求12所述的辅助运输车辆，其中所述可指定的目的地通过无线传输方式指定。
18.一种方法，包括：
提供辅助运输车辆；
在携带外部控制装置的用户输入请求之后，将所述辅助运输车辆自主地驱动到用户位置；和
在到达所述用户位置之后跟随所述用户。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
接收终止信号；和
自动驱动所述辅助运输车辆返回停车场或服务站。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述辅助运输车辆包括放置在所述驱动单元上的附件。
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