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Die Erfindung betrifft ein einer Bewegungsbahn folgendes, mit einem Antrieb ausgestattetes, fahrerloses Transportfahrzeug mit einem in Bewegungsrichtung vor dem Transportfahrzeug positionierten, mit diesem mechanisch verbundenen Sensorträger, mit einem Sensor zur Erfassung eines in eine Spur des Transportfahrzeugs hineinreichenden Hindernisses, wobei der Sensorträger relativ zu dem Transportfahrzeug in Richtung der Spur beweglich ausgeführt ist, wobei der Sensorträger mit einer Sensorik zur Erfassung der Bewegungsbahn zur Spurregelung des Sensorträgers ausgestattet ist und eine lenkbare Rolle aufweist.
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Die Erfassung von Hindernissen ist grundsätzlich für alle Transportfahrzeuge, also auch solche, auf denen sich ein Fahrer befindet, interessant. Eine besondere Bedeutung gewinnt die Hinderniserkennung bei überwiegend gleislosen Transportfahrzeugen, gelegentlich aber auch bei Schienenfahrzeugen. Am weitesten fortgeschritten ist die Anwendung der Hinderniserkennung in der Automatisierung mit fahrerlosen Transportfahrzeugen. Ein solches fahrerloses Transportfahrzeug ist Gegenstand der VDI-Richtlinie, ”Fahrerlose Transportsysteme”, VDI-Handbuch Materialfluss und Fördertechnik, Band 2, 1997, und zählt somit zum Stand der Technik. In dieser Veröffentlichung werden fahrerlose Transportfahrzeuge als flurgebundene Fördermittel mit eigenem Antrieb beschrieben, die automatisch gesteuert und mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet sind. Das fahrerlose Transportfahrzeug dient dem Materialtransport mit aktiven oder passiven Lastaufnahmemitteln.
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Dabei werden fahrerlose Transportfahrzeuge zunehmend auch außerhalb des innerbetrieblichen Materialflusses eingesetzt. So sind beispielsweise auch Einsatzgebiete für Bringdienste oder für den Personentransport bekannt. Hierzu folgen die Transportfahrzeuge einen fest definierten oder auch einer variablen Bewegungsbahn, die durch eine Sensorik erfasst wird. Dabei ist es auch bekannt, dass die Transportfahrzeuge Hindernisse erkennen und diesen selbständig ausweichen.
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Für den gewöhnlichen Fahrbetrieb besitzen fahrerlose Transportfahrzeuge üblicherweise eine Betriebsbremse. Ein hierbei eingesetzter berührungsloser Sensor, beispielsweise Laserscanner, Ultraschallsensoren, Radar oder Lichtschranken, weist einen Erfassungsbereich auf, der so groß ist, dass er den maximalen Bremsweg eines langsam fahrenden Transportfahrzeugs wesentlich übertrifft. Die Verzögerung kann daher rechtzeitig eingeleitet werden, so dass ein Aufprall auf Hindernisse ausgeschlossen ist. Der Nachteil dieser berührungslosen Sensoren ist jedoch, dass sie im Außenbereich wegen der ungünstigen Witterungsverhältnisse, beispielsweise bei Schnee, aber auch bei Staub oder durch die Erkennung von Insekten, sehr unzuverlässig arbeiten. Daher sind derartige Systeme für den Außenbereich als allein wirkendes Sensorsystem nicht tauglich. Des Weiteren ist die sichere Reichweite der berührungslosen Sensoren auch im Innenbereich beschränkt. Typischerweise liegt die sichere Grenzreichweite für Laser, Scanner und Ultraschallsensoren bei 3–5 m.
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Zusätzlich weisen die Transportfahrzeuge daher ein Notbremssystem auf, welches mit dem an dem Sensorträger angeordneten Sensor verbunden ist. Dabei löst der Sensor das Notsignal aus, sobald der Sensorträger auf ein Hindernis auffährt, wodurch eine Notbremsung mit einer maximalen Verzögerung eingeleitet wird. Die hierbei üblichen Sensoren sind insbesondere im Außenbereich als berührende Sensoren ausgelegt und zur Vermeidung von Schäden in einen elastischen Frontbereich des Sensorträgers eingebettet. Die hierbei aktivierte Bremse kann gleichermaßen durch das Notbremssystem als auch durch das Betriebsbremssystem genutzt werden.
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Um bei einer Notbremsung einen rechtzeitigen Stillstand des Transportfahrzeugs vor dem Aufprall auf das Hindernis sicherzustellen, ist der Sensorträger zu dem Transportfahrzeug zumindest entsprechend dem maximalen Bremsweg beabstandet. Zusätzlich kann der Sensorträger bei einem erfassten Hindernis in Richtung des Transportfahrzeugs aktiviert und entgegen der Bewegungsrichtung eingezogen werden. Hierdurch wird das Überschreiten eines Grenzwertes für die auf das Hindernis übertragene Kraft zuverlässig vermieden, während zugleich das Transportfahrzeug zum Stillstand kommt, bevor dieses seinerseits auf das Hindernis auftreffen kann.
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Mit zunehmender Geschwindigkeit verlängert sich der maximale Bremsweg, so dass der dementsprechend bemessene Abstand des Sensorträgers von dem Transportfahrzeug deutlich vergrößert ist. Hierbei erweist sich jedoch als nachteilig, dass neben dem damit verbundenen, wesentlich erhöhten Eigengewicht des Sensorträgers durch den vergrößerten Abstand zugleich bei Kurvenfahrten eine erhebliche Spurabweichung des Sensorträgers auftritt. Hierdurch werden gegebenenfalls in der Spur befindliche Hindernisse, insbesondere bei engen Kurven, nicht mehr zuverlässig erfasst, womit insbesondere für Personen eine Gefährdung durch das in der Spur nachfolgende Transportfahrzeug verbunden ist.
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Man könnte daran denken, den Sensorträger in Abhängigkeit der möglichen Kurvenradien und des Abstandes gegenüber dem Transportfahrzeug verbreitert auszuführen, um so den erforderlichen Ausgleich der Spurabweichung zu erreichen. Als hinderlich erweist sich jedoch dabei der zusätzliche Platzbedarf des Transportfahrzeugs, der in der Praxis zu erheblichen Problemen führt.
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Ferner könnte man daran denken, den von der Spur abweichenden Bereich berührungslos zu überwachen. Zu beachten ist jedoch, dass berührungslos arbeitende Sensoren im Außenbereich relativ unzuverlässig arbeiten.
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Ein gattungsgemäßes Transportfahrzeug mit einem Sensorträger, der mit einer Sensorik zur Erfassung der Bewegungsbahn zur Spurregelung des Sensorträgers ausgestattet ist und eine lenkbare Rolle aufweist, ist aus der
EP 0 168 753 B1 bekannt. Dabei wird der Sensorträger von dem Transportfahrzeug geschoben, wobei der Sensorträger mittels einer Rückzieheinrichtung entgegen der Fahrtrichtung zurückgezogen wird, sobald ein Hindernis detektiert wird. Dieser Rückziehweg ist kleiner als der Bremsweg.
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Ein fahrerloses Transportfahrzeug mit einem Sensorträger und einem Sensor zur Erfassung eines in eine Spur des Transportfahrzeugs hineinreichenden Hindernisses ist beispielsweise auch bereits aus der
DE 44 33 786 A1 bekannt. Der Sensorträger ist an dem Transportfahrzeug durch Knickarme an dessen Fahrzeugfront befestigt.
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Die
DE 297 21 847 U1 offenbart einen aus zwei Fahrzeugen bestehenden, automatisierten Postguttransporter, wobei die beiden Fahrzeuge einerseits als ein Transportfahrzeug, andererseits als Anhänger gebildet sind. Das Transportfahrzeug weist dabei den Sensorträger für einen optischen Sensor auf, der an diesem unbeweglich fixiert ist.
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Die
DE 38 22 120 C2 betrifft ferner ein Lotsensystem, welches als ein unabhängig von dem Transportfahrzeug bewegliches Lotsenfahrzeug ausgeführt ist. Das Lotsenfahrzeug dient lediglich der Informationsdarstellung, die für den Führer des zu führenden Transportfahrzeugs bestimmt ist.
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Die
DE 33 02 771 A1 bezieht sich auf ein Schleppfahrzeug für Flugzeuge, wobei mittels einer Schleppstange mit lediglich einem Anlenkpunkt das Flugzeug geschoben und gezogen werden kann.
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Die
DE 196 24 615 A1 betrifft ein Verfahren zur Abstandsregelung für ein Kraftfahrzeug, bei dem über Sensoreinrichtungen zumindest die momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und der momentane Abstand zu einem vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekt ermittelt werden und aus den erfassten Größen eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung gebildet wird. Dabei wird zumindest aus einer vom Fahrzeugführer manuell vorgebbaren Wunschgeschwindigkeit eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung ermittelt und zu der abstandsabhängigen Sollbeschleunigung in Beziehung gesetzt. In Abhängigkeit der erzeugten Sollbeschleunigung wird eine Stellgröße für die Antriebsmaschine oder die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs erzeugt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Erfassung eines Hindernisses weit vor dem Transportfahrzeug und über die gesamte Spurbreite, insbesondere auch in engen Kurven, zu ermöglichen. Dabei soll das Transportfahrzeug auch für vergleichsweise hohe Geschwindigkeiten geeignet sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Transportfahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also ein Transportfahrzeug vorgesehen, bei dem der Sensorträger einen eigenen Antrieb aufweist und mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet ist. Hierdurch wird die Relativbewegung zwischen dem Sensorträger und dem Transportfahrzeug wesentlich erleichtert. Der Sensorträger kann dadurch mit geringem Aufwand in die Spur bewegt werden, wobei zudem eine formstabile, zur Übertragung der mechanischen Antriebskraft erforderliche Kraftübertragung entbehrlich ist. Dadurch, dass der Sensorträger mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet ist, wird die Betriebsbereitschaft des Sensorträgers auch bei einer Beschädigung der Verbindung zwischen dem Sensorträger und dem Transportfahrzeug sichergestellt. Hierdurch lässt sich die Zuverlässigkeit des Transportfahrzeugs weiter steigern. Im Betrieb wird die unerwünschte Verlagerung aus der Spur bei einer Kurvenfahrt korrigiert, indem der Sensorträger relativ zu dem Transportfahrzeug in Richtung der Spur bewegt wird, sodass dadurch die gesamte Spurbreite durch den Sensorträger zuverlässig erfasst werden kann. Hierzu kann der Sensorträger beispielsweise aufgrund der in einem Steuerprogramm vorbestimmten Bewegungsbahn, insbesondere durch einen eigenen Antrieb in Richtung der Spur bewegt werden. Außerdem könnte der Sensorträger auch gegenüber einem zu dem Transportfahrzeug beabstandeten Grundkörper beweglich angeordnet sein, so dass lediglich ein vergleichsweise leichtes Bauelement in Richtung der Spur bewegt wird. Zudem ist es auch möglich, den Sensorträger zur Unterstützung eines Fahrers einzusetzen, um so insbesondere bei ungünstigen äußeren Einflüssen, beispielsweise bei eingeschränkter Sicht, mögliche Hindernisse frühzeitig zu erkennen, um so eine mögliche Gefährdung umstehender oder beförderter Personen sowie eine Beschädigung des Transportfahrzeugs oder sonstiger Gegenstände zu vermeiden. Hierbei ist der Sensorträger mit einem eigenen Spurführungssystem ausgestattet, sodass er der fest vorgegebenen Bahn folgt, die beispielsweise durch linienförmige Leitmittel (Leitdraht oder Farbstrich), punktförmige Leitmittel oder durch eine per Rechner definierte, virtuelle Spur vorgegeben ist. Ferner ist es auch möglich, dass der Sensorträger das Hindernis erkennt und diesem Hindernis ausweicht, wobei das Transportfahrzeug dieser Ausweichbewegung folgt. Weiterhin kann das Transportfahrzeug autonom geführt werden und vom Transportfahrzeug aus dem Sensorträger die gewünschte Bewegungsrichtung vorgegeben werden. Außerdem kann die Weginformation auch von dem Sensorträger an das Transportfahrzeug übertragen werden. Die relative Bewegung zwischen dem Sensorträger und dem Transportfahrzeug wird durch die lenkbare Rolle erreicht, so dass zusätzliche motorische Stellglieder für die Relativbewegung verzichtbar sind. Der Sensorträger ist hierzu insbesondere gelenkig, beispielsweise um eine vertikale Achse, an dem Transportfahrzeug schwenkbar verbunden. Der Sensorträger kann an dem Transportfahrzeug als Ausleger fixiert sein oder auch durch ein eingeschränkt druckstabiles Kraftübertragungselement von dem Transportfahrzeug geschoben werden, wobei der Sensorträger eine oder mehrere Achsen aufweisen kann. Bei der Kraftübertragung darf ein vorbestimmter Grenzwert aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden.
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Der Sensorträger kann als ein dem Transportfahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug ausgeführt werden, sodass unterschiedliche Transportfahrzeuge mit demselben Sensorträger betrieben werden können. Weiterhin kann der Sensorträger bei einer möglichen Rückwärtsfahrt des Transportfahrzeugs eine abweichende Position einnehmen, um so das Rangieren zu erleichtern und den Gefährdungsbereich abzusichern.
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Weiterhin ist es besonders erfolgversprechend, wenn der Sensorträger einen einstellbaren Abstand von dem Transportfahrzeug aufweist, um so den Sensorträger an unterschiedliche Einsatzbedingungen in einfacher Weise anpassen zu können. Beispielsweise kann dabei der Abstand bei Anwesenheit von Personen in der Umgebung des Transportfahrzeugs vergrößert werden. Während des Stillstandes des Transportfahrzeugs kann der Abstand zudem derart verringert werden, dass Personen nicht in den Zwischenraum eintreten können.
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Eine andere vorteilhafte Abwandlung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass der Abstand in Abhängigkeit einer erfassten Beschaffenheit einer Bodenfläche einstellbar ist. Hierdurch werden Veränderungen in der Beschaffenheit der Bodenfläche, die einen unmittelbaren Einfluss auf den Bremsweg haben, erfasst, sodass ein dementsprechender Abstand einstellbar ist.
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Hierbei ist es auch besonders günstig, wenn der Abstand in Abhängigkeit eines erfassten Reibwertes der Bodenfläche festlegbar ist, um dadurch weitere Einflussgrößen des Bremsweges zu erfassen und einen an die jeweiligen Umgebungsbedingungen angepassten Abstand einzustellen.
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Eine weitere, besonders zweckmäßige Weiterbildung wird auch dann erreicht, wenn der Sensorträger zur Bestimmung des Reibwertes ein Mittel zum Aufbringen eines Bremsmomentes aufweist. Auf diese Weise kann der den Bremsweg wesentlich beeinflussende Reibwert unmittelbar in Bewegungsrichtung vor dem Transportfahrzeug erfasst werden, um so einen geänderten Sicherheitsabstand einstellen zu können oder aber eine unmittelbare Verzögerung des Transportfahrzeugs einleiten zu können. Hierzu kann ein Rad des Transportfahrzeugs bzw. des Sensorträgers durch einen Generator (Dynamo) oder eine Bremse definiert belastet werden, um so den Reibwert zu erfassen.
