CN113056410A - 无驾驶员的运输车辆以及用于通过无驾驶员的运输车辆移动鞍式拖车的方法 - Google Patents

无驾驶员的运输车辆以及用于通过无驾驶员的运输车辆移动鞍式拖车的方法 Download PDF

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Abstract

给出一种用于移动鞍式拖车(2)的无驾驶员的运输车辆(1)。无驾驶员的运输车辆(1)具有基体(7)和从基体(7)伸出的伸缩式臂(5)，该伸缩式臂(5)在背向基体(7)的端部处具有周围环境探测装置(6)。此外给出一种用于通过无驾驶员的运输车辆(1)移动鞍式拖车(2)的方法。

Description

无驾驶员的运输车辆以及用于通过无驾驶员的运输车辆移动 鞍式拖车的方法
技术领域
给出一种用于移动鞍式拖车(Sattelauflieger,有时称为鞍式半挂车)的无驾驶员的运输车辆。此外给出一种用于通过无驾驶员的运输车辆移动鞍式拖车的方法。
背景技术
无驾驶员的运输车辆通常包括货物可放置和移动到其上的平台。此外已经已知的是，将尤其较小的挂车牵挂到无驾驶员的运输车辆处。对此通常在无驾驶员的运输车辆处使用牵引钩口(Zugmaul，有时称为牵引嘴部)，挂车的挂钩(Dechsel，有时称为铲型头)可固定在该牵引钩口处。这样的拖挂车(Gespanne)例如在装配线中使用，在其装配范围中借助于无驾驶员的运输车辆被带到使用地点。
迄今为止不利的是，恰好在较长的拖挂车或类似的牵引连接中在车辆的全部周围区域中充分地检测障碍物是非常困难的。
发明内容
至少一些实施形式的待解决的任务是，给出一种无驾驶员的运输车辆，通过其能够充分检测即使在车辆后端处的障碍物。另外的任务是，给出用于通过无驾驶员的运输车辆移动鞍式拖车的方法。
这些任务通过根据独立的专利权利要求的对象解决。对象的有利的实施形式和改进方案此外由从属专利权利要求、随后的描述和图例得知。
在此描述的无驾驶员的运输车辆(其也可称为无驾驶员的运输系统(FTS)或自动引导车辆(AGV))具有基体，例如基本上方形的基体，和从基体伸出的臂，尤其是伸缩式臂。该臂，尤其是伸缩式臂，在背离基体的一端处具有周围环境探测装置。由此周围环境探测装置可借助于臂被定位在挂车、尤其鞍式拖车的区域中。在此，臂以布置在其处的周围环境探测装置优选地布置在挂车/鞍式拖车的结构或者框架下方。由此通过该臂周围环境探测装置可定位在拖挂车/鞍式牵引装置的后部中，从而在挂车/鞍式拖车的区域中的周围环境也可被(更好地)检测。由此在拖式车附近中的障碍物可被识别并且自动行驶的拖挂车或者鞍式牵引装置可更好地在所述障碍物周围导航。这例如尤其在向后行驶时具有大的优势，因为无驾驶员的运输系统在障碍物的情况中可及时干预或停止，且由此可避免危险情况。
如果由于挂车/鞍式拖车的长度臂被构造成合适长的，那么有利的是，其借助于轮子支撑在车道上或者优选地在其后端的区域可行进地支撑。在此轮子不必强制性地布置在臂的后端处，然而出于静态的原因这当然是有利的。在长臂的情况中，理论上也可以将多个轮子在臂的长度上分布布置地设置。
优选地，从基体伸出的臂可伸缩式伸出地构造为伸缩式臂并且例如因此在其长度方面能够可变地改变，从而通过伸缩式臂的伸出周围环境探测装置进一步与无驾驶员的运输车辆的基体远离。无驾驶员的运输车辆也具有伸缩式臂，其固定在平面上可移动的无驾驶员的运输车辆处且例如可在拖式车或类似的挂车的轴向方向中伸出。通过伸缩式臂在略长的车辆的情况中监视全部的周围环境。这特别是在向后行驶时是重要的。由此FTS可停止并且因此避免危险情况。
代替臂的伸缩式延长或者伸出和缩回，当然也可设想通过翻转、摆动或类似地行进臂的相应的部件的其它常用的伸出和缩回机构。
根据另外的实施形式，周围环境探测装置具有至少一个激光传感器或LIDAR-传感器。该LIDAR-传感器可位于伸缩式臂的端部处，以为了可识别在拖式车附近中的障碍物。然而备选地，也可设想例如基于雷达的用于距离和/或速度测量的其它技术。
就此而言，在另外的实施形式中周围环境探测装置具有至少一个超声波传感器。这样的传感器是特别可靠的或者能够特别可靠地检测周围环境。此外，在特别优选的实施形式中，周围环境探测装置具有两个激光传感器和两个超声波传感器。由此，拖挂车/鞍式牵引装置的周围环境可特别简单并且尽管如此可靠地获得。
在此描述的无驾驶员的运输车辆尤其具有耦联装置用于无驾驶员的运输车辆(FTF)与鞍式拖车或者所谓的拖式车的中心销的耦联、尤其自动的耦联。由此平面上可移动的无驾驶员的运输系统可尤其用于拖式车在作业场地上的运输。在此无驾驶员的运输系统在前端处提升拖式车并且可对其而言借助于在拖式车后端处的轮子行进。无驾驶员的运输系统在停放位置处接收拖式车并且将其自动带到所期望的工厂车间或者卸载和/或装载位置。无驾驶员的运输系统在此可借助于传感器识别在平台和如有可能牵挂的鞍式拖车附近中的障碍物并且如有可能在所述障碍物周围行驶或停止。
无驾驶员的运输系统优选地可牵引直到40t的载重，即例如带有40t的鞍式拖车。此外无驾驶员的运输车辆能在室内和户外使用并且具有全方向的驱动装置。此外无驾驶员的运输车辆优选地具有最新的传感器和导航技术。
无驾驶员的运输系统可用于鞍式拖车的不同变型方案的牵引运行，例如篷布拖车、箱式拖车、低货台拖车(Tiefladeauflieger)、集装箱拖车、罐式拖车。
在此耦联装置优选地具有适配单元用于与鞍式拖车的中心销形状配合地和/或力配合地连接。尤其耦联装置包括带有鞍式平台(Sattelplatte，有时称为鞍式板)的鞍式耦联器，其由无驾驶员的运输系统承载。在此，鞍式耦联器此外一方面用于在中心销的介入下支撑和承载拖式车，且另一方面将中心销锁止在鞍式平台处。尤其在此使用标准的鞍式耦联器和鞍式平台，为了可容纳和调动尽可能多的常用的鞍式拖车。
此外耦联装置可具有用于提升鞍式拖车的装置，尤其是液压装置。该装置可例如布置在无驾驶员的运输系统的鞍式耦联器和结构/车架之间，从而鞍式耦联器(和与之伴随地鞍式拖车/拖式车的前部区域)相对于无驾驶员的运输系统的结构/车架可被提升或下降。备选于此，无驾驶员的运输系统的底盘也可设有空气悬架或类似的作为所述装置，如其通常也在鞍式牵引机器的情况中是这种情况，从而鞍式拖车/拖式车的前部的提升和下降通过无驾驶员的运输系统的结构/车架的且由此还有鞍式耦联器的高度调节进行。
根据另外的实施形式，无驾驶员的运输车辆具有多个传感器以用于周围环境探测。例如无驾驶员的运输车辆可具有基本上方形的基体，在该处布置至少4个激光传感器。例如，可在无驾驶员的运输车辆的基体的四个不同的角或者棱边处分别布置至少一个激光传感器，以用于周围环境识别。此外，在本发明的另外的设计方案中，无驾驶员的运输车辆具有传感器以用于无驾驶员的运输车辆的耦联装置与中心销的自动耦联。由此鞍式耦联器例如可以简单的方式相对于中心销取向且与其耦联。为此尤其取决于通过相应的传感器获得的数据，无驾驶员的运输车辆相对于中心销移动。备选于此如有可能也可设想，将鞍式耦联器在车辆横向方向和/或车辆纵向方向中相对于无驾驶员的运输车辆的结构/车架可相对移动地支承，由此以达到在鞍式耦联器和中心销之间的耦联位置。
根据另外的实施形式，无驾驶员的运输车辆具有多个驱动轮，所述多个驱动轮可以如此操控，从而使无驾驶员的运输车辆可全方向移动。例如至少两个驱动轮可被加载以不同的驱动转矩和/或相反地定向的驱动转矩和/或相反地定向的转动方向。尤其地，无驾驶员的运输系统具有至少一个前轴和至少一个后轴或者相应的与轴相关联的驱动轮，它们可利用不同的驱动转矩和/或相反地定向的驱动转矩和/或相反地定向的转动方向运行。
此外还给出了一种通过无驾驶员的运输车辆移动鞍式拖车或类似挂车的方法。在此，无驾驶员的运输车辆，其可具有前面提到的实施形式的一个或几个特征，与鞍式拖车优选地自动耦联，其中优选地无驾驶员的运输车辆的耦联装置与手动拖车的中心销相连接。例如，耦联装置的适配单元可引进与中心销的形状配合的和/或力配合的连接。此外，鞍式拖车可通过用于提升的装置、尤其液压装置，在耦联不久之前和/或期间和/或不久之后被提升，从而鞍式拖车可通过无驾驶员的运输车辆移动。
此外，设置有臂，尤其伸缩式臂，并且尤其从无驾驶员的运输车辆伸出。伸缩式臂的伸出可尤其在轴向方向中进行，从而周围环境探测装置在伸出后与无驾驶员的运输车辆的基体具有较大的距离。伸缩式臂的伸出可发生在无驾驶员的运输车辆与鞍式拖车的耦联之前和/或期间和/或之后。
通过在此描述的无驾驶员的运输车辆或者通过在此描述的方法，可进行在拖式车的后端处的障碍物的检测，从而有利地可避免事故。
附图说明
在此描述的无驾驶员的运输车辆和用于通过无驾驶员的运输车辆移动鞍式拖车的方法的另外的优点和有利的实施形式从在下文中结合附图1至3描述的实施形式中得出。其中：
图1显示了根据实施例的用于移动鞍式拖车的无驾驶员的运输车辆的示意性示图，
图2显示了根据另外的实施例的在此描述的无驾驶员的运输车辆的伸缩式臂的示意性示图，且
图3显示了根据另外的实施例的用于移动鞍式拖车的无驾驶员的运输车辆的示意性示图。
在实施例和附图中相同的或起相同作用的组成部件分别可设有相同的参考符号。示出的元件和其大小比例彼此原则上不应视为按比例的。反之，单个的元件为了更好的可呈现性和/或为了更好的理解可以夸大地厚或大地确定尺寸的方式示出。
具体实施方式
图1显示了根据实施例的无驾驶员的运输车辆1。无驾驶员的运输车辆1此外具有称为基体7的结构或者相应的车架和从基体7突出的伸缩式臂5，其在背离基体7的端部处具有周围环境探测装置6。
该无驾驶员的运输车辆1如其从图3中在另外的实施例的示意示图中可看出那样与简绘的鞍式拖车2或类似的挂车可耦联或者耦联。在此，无驾驶员的运输车辆1的耦联装置4与鞍式拖车2的中心销3连接。
如从图1中可看出的那样，无驾驶员的运输车辆1用于移动鞍式拖车2、尤其在货运场站或类似的作业场地W内。即，已经证实，目前为止的方法在作业场地W中，在其中各自的鞍式拖车2或者拖式车在生产车间中利用传统的牵引机器运输，尤其出于经济性的角度没有意义。该牵引机器即设计成用于在街道上的长距离使用且在作业场地W中的行驶时(其相比于长距离使用通常仅仅非常短)在能量消耗方面不再是有效率的。此外，在作业场地W上经常必须被调动；然而牵引机器不是非常易控制的。
出于该原因，当前在作业场地W上代替鞍式牵引机器提供了无驾驶员的运输车辆1，其可与鞍式拖车2自动地耦联。对此，无驾驶员的运输车辆1具有在图3中可看出的耦联装置4，其与鞍式拖车2的中心销3可连接或者在图3中连接。
如从图3中此外可看出的那样，耦联装置4具有适配器单元，以用于形状配合地和/或力配合地与中心销3连接，其在此包括以常见的方式使用的鞍式耦联器9。该鞍式耦联器9在此具有鞍式平台10，其由结构或者车架承载，该结构/车架在此此外被称为无驾驶员的运输系统1的基体7。锁止装置11集成到鞍式平台10中，借助于其中心销3可被锁止在鞍式平台10处。因此此外鞍式耦联器9一方面用于在中心销3的介入下支撑和承载拖式车2，且另一方面用于将中心销3锁止在鞍式平台10处。尤其在此使用标准的鞍式耦联器9和鞍式平台10，以为了可容纳和调动尽可能多的常用的鞍式拖车2。
此外无驾驶员的运输车辆1包括多个驱动轮，从所述多个驱动轮中在图1和图3中显示各自的前和后驱动轮12,13。它们在此可以如此操控，即使得无驾驶员的运输车辆1可以全方向移动。例如至少两个驱动轮12,13可以如此构造，即使得它们可被加载以不同的驱动转矩和/或相反地定向的驱动转矩和/或相反地定向的转动方向。尤其地，无驾驶员的运输系统1可具有至少一个前轴14和至少一个后轴15或者相应的附属驱动轮12,13，它们可利用不同的驱动转矩和/或相反地定向的驱动转矩和/或相反地定向的转动方向运行。因此无驾驶员的运输车辆1例如可在车辆纵向方向和车辆横向方向中全方向移动。在特别的实施形式中，无驾驶员的运输车辆1具有带有相应的被驱动和可转向的前轮12的前轴14和两个带有相应的被驱动和可转向的后轮13的后轴15。由此鞍式拖车2可特别好地机动。
明显的是，在本发明的范围中也可设想无驾驶员的运输车辆1的被驱动和可转向的轮子的其它配置。在此无驾驶员的运输车辆1也可具有刚性的和/或不被驱动的轮子。
此外，无驾驶员的运输车辆1包括用于提升鞍式拖车2的前端的装置16，从而该无驾驶员的运输车辆可以借助于其轮子14，15在拖式车2的后端处行进。该装置16例如可为液压装置，借助于该装置拖式车2可在中心销3与鞍式耦联器9耦联不久之前和/或期间和/或不久之后被提升，从而其可通过无驾驶员的运输车辆1被移动。如有可能，尤其为改善拖式车2和鞍式牵引装置总体的易控制性，也可设想，通过相应的控制/影响将至少一个轴或者拖式车2的相应的轮子14，15提升。
根据图3在当前情况下液压装置16布置在无驾驶员的运输系统1的鞍式耦联器9和基体7之间。在此例如相应的液压元件，例如活塞-缸体-元件布置在鞍式平台10和基体7之间，借助于其鞍式平台10可相对于基体7在车辆高度方向中提升和下降。
为实现中心销3在鞍式耦联器9处的自动耦联，耦联装置4例如具有相应的传感器以用于与中心销3自动耦联。由此例如可获得鞍式耦联器9相对于中心销3的位置。在此可以设想的是，鞍式耦联器9在车辆横向方向和/或车辆纵向方向中相对于无驾驶员的运输车辆1的基体7可相对移动地支承，从而可根据借助于传感机构获得的相对位置相对于中心销3(精细地)调整鞍式耦联器9，直到达到在鞍式耦联器9和中心销3之间的耦联位置。尤其如果在鞍式耦联器5和中心销3之间的粗调是必要的，那么其可通过无驾驶员的运输车辆1相对于中心销3的行进来进行。如有可能，鞍式耦联器9相对于中心销3的定位也可只通过无驾驶员的运输车辆1的行进执行。在到达在鞍式耦联器9和中心销3之间的耦联位置后，该耦联位置例如经由相应的传感机构探测，随后可借助于锁止装置11进行中心销3在鞍式耦联器9处的自动锁止。
在调动拖式车1后的解耦能够以相应相反的次序进行，其方式为首先松开锁止装置11且然后通过借助于传感机构的帮助将鞍式耦联器9与中心销3分离，其方式为例如无驾驶员的运输车辆1被行进和/或相对于基体7行进鞍式耦联器9。
备选于所描述用于提升鞍式平台10的装置，无驾驶员的运输系统1的底盘也可用作用于提升鞍式拖车2的前端的装置。在此例如可以设想，经由空气悬架等将无驾驶员的运输车辆1的相应的轮子12，13支撑在基体7处，从而可通过改变空气悬架的相应的空气弹簧等的高度进行无驾驶员的运输车辆1和由此还有拖式车2的前端的提升和下降。
此外在图3中以详细视图呈现臂5，其从基体7的后端突出。在当前的情况下该臂可在拖式车2的下方伸缩行进。为此伸缩式臂5在其后端或自由端处具有两个支撑轮8，所述两个支撑轮在伸缩式臂5伸出时在地面处滚动。当无驾驶员的运输车辆1行驶时车轮8用于支撑臂5且由此相应地一起滚动。在较短的臂8的情况中如有可能可放弃轮子8。在较长的臂8的情况中如有可能也可在其长度上设置其它轮子。
代替臂8的伸缩式延长或者伸出和缩回，当然也可设想通过翻转、摆动或类似地行进臂的相应的部件的其它常用的伸出和缩回机构。
如此外从图2和图3中也可看出的那样，在伸缩式臂5处，尤其在其后端处设置有周围环境探测装置6。借助于臂8周围环境探测装置6由此可定位在挂车、尤其鞍式拖车2的区域中。在此臂8以布置在其处的周围环境探测装置6优选地定位于挂车/鞍式拖车2的结构或框架的下方。通过臂8由此可将周围环境探测装置6定位在拖挂车/鞍式牵引装置的后部中，从而也可(更好地)检测挂车/鞍式拖车2的区域中的周围环境。由此可(更好地)识别在拖式车2的附近中的障碍物并且自动行驶的拖挂车或者鞍式牵引装置可更好地在其周围导航。这例如尤其在向后行驶时具有大的优势，因为无驾驶员的运输系统在障碍物的情况中可及时干预或停止，且由此可避免危险情况。
臂8优选地构造得如此长或可伸出，使得周围环境探测装置6在车辆纵向方向中至少在拖式车2的最后的轴的高度之上或之后定位，并且由此拖式车2的后端可自由检测。
周围环境探测装置6在此具有至少一个激光传感器或者LIDAR-传感器。所述LIDAR-传感器可位于伸缩式臂8的端部处，以为了可识别在拖车附近中的障碍物。然而备选地，也可设想例如基于雷达的用于距离和/或速度测量的其它技术。
无驾驶员的运输车辆1此外具有多个传感器以用于周围环境探测。例如无驾驶员的运输车辆1在基体7处可具有至少4个激光传感器或类似的传感器。例如相应的传感器可以布置在无驾驶员的运输车辆1的四个不同的角或棱边17，18处。无驾驶员的运输系统1在此可借助于传感器识别在车辆1和如有可能牵挂的鞍式拖车2附近的障碍物并且如有可能在障碍物周围行驶或停止。
无驾驶员的运输车辆1此外可例如借助于在此布置在支撑塔20处的发送和/或接收器单元19与作业场地的中央控制器相连接，以为了由此例如被引导到相应的拖式车1或者相应的卸载和/或装载位置。
在当前的情况下，为了通过无驾驶员的运输车辆1移动鞍式拖车2，在通过无驾驶员的运输车辆1移动挂车/鞍式拖车2之前，首先将无驾驶员的运输车辆1与鞍式拖车2或类似的挂车相耦联，且然后伸缩式臂5尤其在车辆的轴向方向中伸出。
参考符号列表
1 无驾驶员的运输车辆
2 鞍式拖车
3 中心销
4 耦联装置
5 伸缩式臂
6 周围环境探测装置
7 基体
8 支撑轮
9 鞍式耦联器
10 鞍式平台
11 锁止装置
12 驱动轮
13 驱动轮
14 前轴
15 后轴
16 用于提升拖式车2的装置
17 棱边
18 棱边
19 发送和/或接收器单元
20 塔
W 作业场地

Claims (10)

1. 用于移动鞍式拖车(2)或类似的挂车的无驾驶员的运输车辆(1)，其具有：
- 基体(7)，和
- 从所述基体(7)伸出的臂(8)、尤其伸缩式臂(5)，所述伸缩式臂在背离所述基体(7)的端部处具有周围环境探测装置(6)。
2.根据权利要求1所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，从所述基体(7)伸出的所述伸缩式臂(5)构造成可伸缩式伸出。
3.根据前述权利要求中任一项所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述周围环境探测装置(6)具有至少一个激光传感器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述周围环境探测装置(6)具有至少一个超声波传感器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述周围环境探测装置(6)具有两个激光传感器和两个超声波传感器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述无驾驶员的运输车辆具有耦联装置(4)以用于自动地将所述无驾驶员的运输车辆(1)与鞍式拖车(2)的中心销(3)耦联。
7.根据前述权利要求中任一项所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述无驾驶员的运输车辆具有多个传感器以用于周围环境探测和/或用于自动地将所述无驾驶员的运输车辆(1)的所述耦联装置(4)与所述中心销(3)耦联。
8.根据权利要求7所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述无驾驶员的运输车辆(1)具有基本上方形的基体(7)，在其处布置至少四个传感器。
9.根据权利要求7所述的无驾驶员的运输车辆(1)，其特征在于，所述伸缩式臂(5)构造成用于将所述周围环境探测装置(6)在车辆纵向方向中至少定位在所述鞍式拖车(2)或类似的挂车的后轴的高度上。
10.通过无驾驶员的运输车辆(1)移动鞍式拖车(2)的方法，其具有以下步骤：
- 提供根据前述权利要求中任一项所述的无驾驶员的运输车辆(1)，
- 提供待移动的鞍式拖车(2)，
- 将所述无驾驶员的运输车辆(1)与所述鞍式拖车(2)耦联，
- 伸出所述伸缩式臂(5)、尤其在轴向方向中伸出所述伸缩式臂(5)，
并且
- 通过所述无驾驶员的运输车辆(1)移动所述鞍式拖车(2)。
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法兰克福大学: ""以宝马集团莱比锡工厂为例，开发利用无人驾驶运输系统实施轮上自动化仓库流程的概念"", 《HTTPS://WWW.BVL.DE/MISC/FILEPUSH.PHP?MIMETYPE=APPLICATION/PDF&FULLPATH=/FILES/1951/2142/2346/2482/DLK18_C4-1_CLAUER,_DANA_OHNE_VIDEOS_FREIGEGEBEN.PDF》, 18 October 2018 (2018-10-18), pages 1 - 9 *

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