DE102014108387A1

DE102014108387A1 - Vehicle with an omnidirectional drive device

Info

Publication number: DE102014108387A1
Application number: DE102014108387.3A
Authority: DE
Inventors: Hermann Winner; Alexander Betz
Original assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Current assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Ein Fahrzeug (1) mit einer omnidirektionalen Antriebseinrichtung (2), die mindestens ein antreibbares Rad (4) beinhaltet, und mit einer Bremseinrichtung, weist eine Sicherheitseinrichtung (14) und die Sicherheitseinrichtung (14) mindestens ein Reibelement (15) auf, wobei das Reibelement (15) zum Abbremsen des Fahrzeugs (1) aus einer Freilaufposition zum Untergrund (7) hin verlagert und in einer Bremsposition an den Untergrund (7) angedrückt werden kann, und wobei das Reibelement (15) von einer Zwangsführung in der Bremsposition zwangsgeführt wird, um eine gegen eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (1) entgegen gerichtete Bremskraft zu erzeugen. Die Zwangsführung weist einen Kniehebelmechanismus auf, mit dem das an einem dem Untergrund (7) zugewandten Ende des Kniehebelmechanismus angeordnete Reibelement (15) aus der Freilaufposition in die Bremsposition verlagert werden kann. Die Sicherheitseinrichtung (14) weist eine Federeinrichtung (16) auf, die bei einer Anordnung des Reibelements (15) in der Freilaufposition vorgespannt ist und nach einer Betätigung des Federelements (16) das Reibelement (15) in die Bremsposition drückt.A vehicle (1) with an omnidirectional drive device (2) which contains at least one drivable wheel (4) and with a braking device, has a safety device (14) and the safety device (14) has at least one friction element (15) Frictional element (15) for decelerating the vehicle (1) from a freewheeling position to the ground (7) toward shifted and can be pressed in a braking position to the substrate (7), and wherein the friction element (15) is forcibly guided by a forced operation in the braking position for generating a braking force directed counter to a direction of movement of the vehicle (1). The forced operation has a toggle mechanism with which the friction element (15) arranged on an end of the toggle mechanism facing the background (7) can be displaced from the freewheeling position into the braking position. The safety device (14) has a spring device (16), which is biased in an arrangement of the friction element (15) in the freewheeling position and after an actuation of the spring element (16) presses the friction element (15) in the braking position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer omnidirektionalen Antriebseinrichtung, die mindestens ein antreibbares Rad aufweist, und mit einer Bremseinrichtung. The invention relates to a vehicle with an omnidirectional drive device, which has at least one drivable wheel, and with a braking device.

Eine omnidirektionale Antriebseinrichtung ermöglicht es, das Fahrzeug auf einem Untergrund in eine beliebige Richtung der Bewegungsebene anfahren zu lassen und verfahren zu können. Derartige Fahrzeuge können in verschiedenen Anwendungsbereichen vorteilhaft eingesetzt werden. So sind aus der Praxis beispielsweise Flurfördersysteme, omnidirektionale Robotersysteme oder mobile Manipulatoren bekannt, die aufgrund des omnidirektionalen Antriebs sowohl in beengten Raumverhältnissen vielseitig manövrieren können als auch bei zeitkritischen Anwendungen rasch in beliebige Richtungen in der Bewegungsebene verfahren werden können. An omnidirectional drive device makes it possible to drive the vehicle on a ground in any direction of the movement plane and to be able to proceed. Such vehicles can be used advantageously in various fields of application. For example, in practice, there are known floor conveyor systems, omnidirectional robotic systems or mobile manipulators which, owing to the omnidirectional drive, can maneuver in versatile spaces, as well as in time-critical applications can be moved quickly in any direction in the plane of movement.

Die Fahrzeuge weisen regelmäßig eine geeignete Bremseinrichtung auf, um das Fahrzeug abbremsen und zum Stilstand bringen zu können. Bei einem elektromotorischen Antrieb kann die Bremseinrichtung ein integraler Bestandteil der elektromotorischen Antriebseinrichtung sein. The vehicles regularly have a suitable braking device to slow down the vehicle and bring to the style. In an electric motor drive, the braking device may be an integral part of the electric motor drive device.

Ein derartiges Fahrzeug eignet sich auch zur Verwendung als Fahrsimulator, mit dem die Bewegungen von bodengebundenen Fahrzeugen wie beispielsweise Personenkraftwagen, aber auch von Schienenfahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen simuliert werden können. Such a vehicle is also suitable for use as a driving simulator, with which the movements of ground-based vehicles such as passenger cars, but also of rail vehicles, ships or aircraft can be simulated.

Aus der Praxis sind stationäre Fahrsimulatoren seit langer Zeit bekannt. Eine Fahrsimulatorkabine wird dabei auf einem Hexapod angeordnet, der eine Beweglichkeit der Fahrsimulatorkabine mit sechs Freiheitsgraden erlaubt. Durch die stationäre Anordnung des Hexapod können translatorische Beschleunigungen lediglich eingeschränkt simuliert und deren Auswirkungen nur näherungsweise auf die Fahrsimulatorkabine übertragen werden. From practice stationary driving simulators have been known for a long time. A driving simulator cabin is arranged on a hexapod, which allows a mobility of the driving simulator cabin with six degrees of freedom. Due to the stationary arrangement of the hexapod, translational accelerations can only be simulated to a limited extent and their effects only approximately transferred to the driving simulator cab.

Es ist deshalb aus der Praxis bekannt, einen Hexapod mit einer darauf angeordneten Fahrsimulatorkabine auf einem verfahrbaren Schienensystem eindimensional oder zweidimensional verfahrbar zu lagern. Ein derartiges Schienensystem muss ausreichend mechanisch stabil und belastbar ausgestaltet sein, um den mechanischen Beanspruchungen standhalten zu können, die bei den simulierten Fahrmanövern von dem Hexapod auf das Schienensystem ausgeübt werden können. Dies führt dazu, dass die beweglichen Komponenten des Schienensystems ein hohes Eigengewicht aufweisen, das zusätzlich zu dem Hexapod mit der Fahrsimulatorkabine bewegt und beschleunigt werden muss. Bei einem Schienensystem, das eine rechteckige Fläche von etwa 700 m² abdecken kann, kann das Gesamtgewicht der bewegten Massen etwa 80 Tonnen betragen. Die Dynamik der mit einer derartigen Fahrsimulatoreinrichtung simulierbaren Bewegungsabläufe ist dadurch eingeschränkt. It is therefore known from practice, one-dimensionally or two-dimensionally movable to store a Hexapod with a driving simulator cabin arranged on a movable rail system. Such a rail system must be sufficiently mechanically stable and resilient in order to withstand the mechanical stresses that can be exerted by the hexapod on the rail system in the simulated driving maneuvers. As a result, the movable components of the rail system have a high dead weight that must be moved and accelerated in addition to the hexapod with the driving simulator cab. In a rail system that can cover a rectangular area of about 700 m ² , the total weight of the moving masses can be about 80 tons. The dynamics of the simulated with such a driving simulator movement is limited.

In DE 101 06 150 A1 wird ein freifahrender Fahrsimulator beschrieben, bei dem eine Fahrsimulatorkabine auf einem Rahmengestell angeordnet ist. An dem Rahmengestell ist eine omnidirektionale Antriebseinrichtung angeordnet, mit deren Hilfe das Rahmengestell und die darauf angeordnete Fahrsimulatorkabine in beliebige Richtungen beschleunigt werden kann. Die einzelnen Räder der Antriebseinrichtung können unabhängig von einander angetrieben und mit einer zugeordneten Bremseinrichtung abgebremst werden. In DE 101 06 150 A1 a free-running driving simulator is described in which a driving simulator cab is arranged on a frame. On the frame an omnidirectional drive means is arranged, with the aid of which the frame and the driving simulator cabin arranged thereon can be accelerated in any direction. The individual wheels of the drive device can be driven independently of each other and braked with an associated braking device.

Der selbstfahrende Fahrsimulator kann beliebig auf einen Untergrund verfahren werden. Um zu verhindern, dass der selbstfahrende Fahrsimulator einen für die Fahrsimulationen vorgesehenen Bereich verlässt, sind externe Sicherheitseinrichtungen notwendig und vorgesehen. In der vorangehend zitierten Veröffentlichung ist ein auf dem Untergrund mit einer ebenen Bodenfläche verlegter Sicherheitsbalg beschrieben, der ein mechanisches Hindernis für den selbstfahrenden Fahrsimulator bildet und verhindern soll, dass der selbstfahrende Fahrsimulator die von dem Sicherheitsbalg umgrenzte Bodenfläche verlässt. The self-driving driving simulator can be moved on any surface. In order to prevent the self-propelled driving simulator leaving an area intended for driving simulations, external safety devices are necessary and provided for. The publication cited above describes a safety bellows laid on the ground with a flat bottom surface, which forms a mechanical obstacle for the self-propelling driving simulator and is intended to prevent the self-propelled driving simulator from leaving the ground area bounded by the safety bellows.

Derartige Sicherheitsmaßnahmen werden jedoch für selbstfahrende Fahrsimulatoren als nicht ausreichend erachtet. Beispielsweise kann durch eine konstruktive Umrandung und Begrenzung der für den selbstfahrenden Fahrsimulator zur Verfügung stehenden Bodenfläche nicht verhindert werden, dass bei der Ausführung eines Fahrmanövers oder bedingt durch eine technische Fehlfunktion der Fahrsimulator mit großer Geschwindigkeit und gegebenenfalls sogar noch aktiv angetrieben oder beschleunigt auf den Rand der zur Verfügung stehenden Bodenfläche zufährt. Eine zusätzliche Absicherung der für Fahrsimulationen zur Verfügung stehenden Bodenfläche beispielsweise durch Fangzäune oder ausreichend nachgiebige Absperreinrichtungen ist mit hohen Kosten und mit einem erheblichen zusätzlichen Raumbedarf verbunden. However, such safety measures are considered insufficient for self-propelled driving simulators. For example, can not be prevented by a design bordering and limiting the available for the self-propelled driving simulator floor surface that in the execution of a maneuver or due to a technical malfunction of the driving simulator with great speed and possibly even actively driven or accelerated to the edge of the supplies available floor space. An additional safeguarding of the available for driving simulations floor area, for example by Fang fences or sufficiently compliant shut-off devices is associated with high costs and with a considerable additional space requirements.

Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, ein Fahrzeug der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass innerhalb einer zur Verfügung stehenden Nutzfläche eine möglichst ungehinderte Bewegung des Fahrzeugs möglich ist und das Fahrzeug zuverlässig abgebremst werden kann, sobald das Fahrzeug die zur Verfügung stehende Nutzfläche zu verlassen droht. It is therefore regarded as an object of the present invention, a vehicle of the type mentioned in such a way that an unhindered movement of the vehicle is possible within an available floor space and the vehicle can be reliably decelerated as soon as the vehicle is available Useable area is threatening to leave.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Fahrzeug eine Sicherheitseinrichtung mit mindestens einem Reibelement zum Abbremsen des sich auf einem Untergrund bewegenden Fahrzeugs aufweist, sobald eine Sicherheitsbedingung nicht mehr erfüllt ist, wobei das Reibelement zum Abbremsen des Fahrzeugs aus einer Freilaufposition zum Untergrund hin verlagert und in einer Bremsposition an den Untergrund angedrückt werden kann, und wobei das Reibelement in der Bremsposition festgelegt werden kann, um in einer beliebigen Richtung parallel zum Untergrund eine gegen eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegengerichtete Bremskraft zu erzeugen. Da die Sicherheitseinrichtung an dem Fahrzeug angeordnet ist und mitgeführt wird, sind keine externen Sicherheitseinrichtungen zusätzlich notwendig. Durch die Festlegung des Reibelements in der Bremsposition kann das Reibelement zur Erzeugung einer Bremswirkung in einer beliebigen Richtung parallel zum Untergrund verwendet werden, so dass einer ebenfalls beliebigen Bewegung des Fahrzeugs mit der omnidirektionalen Antriebseinrichtung engegengewirkt werden kann. This object is achieved in that the vehicle has a safety device with at least one friction element for braking the vehicle moving on a ground, as soon as a safety condition is no longer met, wherein the friction element for braking the vehicle from a freewheeling position shifts towards the ground and can be pressed in a braking position to the ground, and wherein the friction element can be set in the braking position to generate in any direction parallel to the ground a counter to a direction of movement of the vehicle braking force. Since the safety device is arranged on the vehicle and is carried along, no external safety devices are additionally necessary. By fixing the friction element in the braking position, the friction element can be used to generate a braking effect in any direction parallel to the ground, so that any movement of the vehicle with the omnidirectional drive device can also be counteracted.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Reibelement von einer Zwangsführung in der Bremsposition zwangsgeführt wird. Die Zwangsführung kann in Abhängigkeit von einer vorgesehenen Verlagerung des Reibelements zwischen der Freilaufposition und der Bremsposition ausgestaltet sein und beispielsweise eine lineare Verlagerung oder eine Verschwenkung des Reibelements in die Bremsposition zulassen, dort jedoch das Reibelement zuverlässig fixieren und zurückhalten, um die Bremswirkung zu erzeugen. It is preferably provided that the friction element is forcibly guided by a positive guide in the braking position. The forced operation can be configured as a function of an intended displacement of the friction element between the free-running position and the braking position and, for example, allow a linear displacement or pivoting of the friction element in the braking position, but there reliably fix the friction element and hold back to generate the braking effect.

Es ist ebenfalls möglich, stattdessen oder zusätzlich zu einer Verlagerung des Reibelements mit der Sicherheitseinrichtung die mit der omnidirektionalen Antriebseinrichtung angetriebenen Räder anzuheben oder zu verlagern, so dass das Reibelement mit dem Untergrund in Kontakt kommt und eine Bremskraft erzeugt. Die Räder können zu diesem Zweck aktiv angehoben und das Fahrzeug dadurch abgesenkt werden, bis das Reibelement oder die mehreren Reibelemente, die an dem Fahrzeug festgelegt sind, mit dem Untergrund in Kontakt kommen und durch das Fahrzeuggewicht auf den Untergrund angedrückt werden. Die Räder können auch in einer Radlenkereinrichtung vertikal oder schwenkbar von dem Untergrund weg verlagerbar gelagert sein und mittels einer betätigbaren Sperreinrichtung in der Antriebs- und Bewegungsposition gehalten werden. Durch eine Betätigung der Sperreinrichtung kann die Sperre gelöst und eine Verlagerung der Räder von dem Untergrund weg ermöglicht werden. Durch das Gewicht des Fahrzeugs werden die Räder verlagert und das Fahrzeug zum Untergrund hin abgesenkt, bis das Reibelement oder die Reibelemente mit dem Untergrund in Kontakt gelangen und eine entgegen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs wirkende Bremskraft erzeugen können. It is also possible, instead or in addition to a displacement of the friction element with the safety device, to lift or displace the wheels driven by the omnidirectional drive device so that the friction element comes into contact with the ground and generates a braking force. The wheels can be actively raised for this purpose and the vehicle lowered thereby until the friction element or the plurality of friction elements which are fixed to the vehicle come into contact with the ground and are pressed by the vehicle weight on the ground. The wheels can also be mounted so as to be displaceable vertically or pivotably away from the ground in a wheel link device and held in the drive and movement position by means of an actuatable blocking device. By actuating the locking device, the lock can be released and a displacement of the wheels away from the ground can be made possible. Due to the weight of the vehicle, the wheels are displaced and the vehicle is lowered toward the ground until the friction element or the friction elements come into contact with the ground and can generate a braking force acting counter to the direction of movement of the vehicle.

Die aktive oder durch das Fahrzeuggewicht erzwungene Verlagerung der Räder vom Untergrund weg kann auch zusätzlich zu einer zwangsgeführten Verlagerung der Reibelemente zum Untergrund hin vorgesehen sein und bei einer Betätigung der Sicherheitseinrichtung erfolgen. The active or by the vehicle weight forced displacement of the wheels away from the ground may also be provided in addition to a positively guided displacement of the friction elements to the ground and take place upon actuation of the safety device.

Das Reibelement, das zum Abbremsen des Fahrzeugs an den Untergrund angedrückt werden kann, weist vorteilhafter Weise eine Formgebung auf, die ein zuverlässiges Abbremsen des Fahrzeugs begünstigt. Das Reibelement kann beispielsweise eine Reibplatte aus einem Material sein, das in Verbindung mit dem Untergrund einen möglichst hohen bzw. einen an die gewünschte Bremswirkung angepassten Reibungskoeffizient aufweist. In Abhängigkeit von den mit dem Fahrzeug erreichbaren Geschwindigkeiten und den Sicherungsmaßnahmen für einen in dem Fahrzeug befindlichen Benutzer kann ein Reibungskoeffizient zwischen 0,5 und 1,5 bzw. zwischen 0,6 und 1,4 besonders vorteilhaft sein. Sofern keine Rücksicht auf in dem Fahrzeug befindliche Personen oder Gegenstände genommen werden muss, kann ein möglichst hoher Reibungskoeffizient angestrebt und vorgegeben werden, um innerhalb der zur Verfügung stehenden Nutzfläche eine möglichst hohe Dynamik bei Bewegungen des Fahrzeugs zulassen zu können. The friction element, which can be pressed against the ground to brake the vehicle, advantageously has a shape that promotes reliable braking of the vehicle. The friction element may, for example, be a friction plate made of a material which, in conjunction with the substrate, has the highest possible coefficient of friction or a coefficient of friction adapted to the desired braking effect. Depending on the speeds achievable with the vehicle and the safety measures for a user in the vehicle, a friction coefficient of between 0.5 and 1.5 or between 0.6 and 1.4 may be particularly advantageous. If no consideration must be given to persons or objects located in the vehicle, the highest possible coefficient of friction can be sought and predetermined in order to allow the greatest possible dynamics in the movement of the vehicle within the available usable area.

Um ein rasches Abbremsen des Fahrzeugs erreichen zu können, kann vorgesehen sein, dass jedem antreibbaren Rad der Antriebseinrichtung mindestens ein Reibelement zugeordnet ist. Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, dass jedem Rad des Fahrzeugs und damit auch gegebenenfalls nicht angetriebenen Rädern des Fahrzeugs ein Reibelement zugeordnet ist. Es ist ebenfalls möglich, dass ein einziges Reibelement oder eine geringe Anzahl von Reibelementen eine ausreichend große Reibfläche aufweisen und derart angeordnet sind, dass allen Rädern zumindest ein Bereich eines Reibelements zugeordnet ist, der eine ausreichende Bremswirkung erzeugen kann. In order to be able to achieve rapid deceleration of the vehicle, it can be provided that at least one friction element is assigned to each drivable wheel of the drive device. It may be appropriate that each wheel of the vehicle and thus possibly non-driven wheels of the vehicle is assigned a friction element. It is also possible that a single friction element or a small number of friction elements have a sufficiently large friction surface and are arranged such that all wheels at least a portion of a friction element is assigned, which can produce a sufficient braking effect.

Das eine Reibelement oder die mehreren Reibelemente sind zweckmäßiger Weise an dem Fahrzeug so angeordnet und verteilt, dass die Bremskraft möglichst gleichmäßig über eine Aufstandsfläche des Fahrzeugs verteilt erzeugt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine einseitige Abbremsung und ein dabei gegebenenfalls auf das Fahrzeug wirkendes Kippmoment unterhalb geeignet vorgegebener Schwellenwerte bleiben, um ein unerwünschtes Verkippen oder Umkippen des Fahrzeugs bzw. ein Abheben eines Reibelements zuverlässig verhindern zu können. The one friction element or the plurality of friction elements are expediently arranged and distributed on the vehicle in such a way that the braking force is generated distributed as evenly as possible over a footprint of the vehicle. In this way, it can be achieved that a one-sided deceleration and a tilting moment possibly acting on the vehicle remain below suitably predetermined threshold values in order to be able to reliably prevent unwanted tilting or overturning of the vehicle or lifting off of a friction element.

Durch die Zwangsführung kann mit einfachen konstruktiven Mitteln erreicht werden, dass das Reibelement unabhängig von einer aktuellen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs an den Untergrund angedrückt werden kann und eine der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegengerichtete Bremskraft erzeugen kann. Eine einem Abbremsvorgang vorausgehende Ausrichtung des Reibelements oder seiner Zwangsführung relativ zu dem Fahrzeug ist nicht erforderlich, da das Reibelement für eine Abbremsung des Fahrzeugs in jeder Bewegungsrichtung verwendet werden kann. Due to the positive guidance can be achieved with simple structural means that the friction element can be pressed independently of a current direction of movement of the vehicle to the ground and can generate a direction of movement of the vehicle opposing braking force. Alignment of the friction element or its positive guidance relative to the vehicle, which precedes deceleration, is not required since the friction element can be used to decelerate the vehicle in any direction of movement.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungserfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Zwangsführung einen Kniehebelmechanismus aufweist, mit dem das an einem dem Untergrund zugewandten Ende des Kniehebelmechanismus angeordnete Reibelement aus der Freilaufposition in die Bremsposition verlagert werden kann. Der Kniehebelmechanismus kann so ausgestaltet sein, dass das Reibelement mit einer geringen Rückhaltekraft in der Freilaufposition zurückgehalten werden kann, und aufgrund einer hohen Übersetzung nach der Betätigung des Kniehebelmechanismus rasch und mit einem großen Anpressdruck an den Untergrund angedrückt werden kann. Durch die Ausgestaltung der einzelnen Hebelarme und Hebelarmlängen des Kniehebelmechanismus können die Lagerung des Reibelements ebenso wie dessen Freilaufposition und Bremsposition sowie die Zwangsführung des Reibelements an die konstruktive Ausgestaltung des Fahrzeugs und insbesondere an den für die Sicherheitseinrichtung zur Verfügung stehenden Raum angepasst werden. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the positive guide has a toggle mechanism with which the friction element arranged on an end of the toggle mechanism facing the ground can be displaced from the freewheeling position into the braking position. The toggle mechanism may be configured so that the friction member can be retained with a small retaining force in the freewheeling position, and can be pressed quickly and with a large contact pressure to the ground due to a high gear ratio after the operation of the toggle mechanism. Due to the configuration of the individual lever arms and lever arm lengths of the toggle mechanism, the bearing of the friction element as well as its free-running position and braking position and the positive guidance of the friction element can be adapted to the structural design of the vehicle and in particular to the available space for the safety device.

Eine besonders einfache und stabile Zwangsführung des Reibelements kann dadurch bewirkt werden, dass die Zwangsführung einen linearen und zum Untergrund gerichteten Zwangsführungsabschnitt aufweist, der in der Bremsposition eine Verlagerung des Reibelements parallel zum Untergrund verhindert. Der lineare Zwangsführungsabschnitt kann beispielsweise durch eine oder mehrere Führungsflächen gebildet werden, die für eine Befestigungseinrichtung des Reibelements einen mehrere Richtungen umfassenden Anschlag vorgeben. Der lineare Zwangsführungsabschnitt kann auch durch in Hülsen gelagerte Führungsstangen oder durch anders ausgestaltete Führungselemente gebildet werden, die eine lineare Zwangsführung des Reibelements zum Untergrund hin bewirken und erzwingen. A particularly simple and stable positive guidance of the friction element can be brought about by the positive guidance having a linear and ground-directed forced guidance section which, in the braking position, prevents a displacement of the friction element parallel to the ground. The linear positive guide section can be formed, for example, by one or more guide surfaces which predetermine a multi-direction stop for a fastening device of the friction element. The linear positive guide portion can also be formed by guide rods mounted in sleeves or by differently configured guide elements, which cause and force a linear positive guidance of the friction element to the ground.

Eine Verlagerung des Reibelements aus der Freilaufposition in die Bremsposition kann kostengünstig und gleichzeitig mechanisch stabil dadurch erreicht werden, dass das Reibelement an einem ersten Ende eines um eine horizontale Achse schwenkbar gelagerten Hebelarms angeordnet ist und das Reibelement mit dem Hebelarm aus der Freilaufposition in die Bremsposition verschwenkt werden kann. Das Reibelement kann starr oder ebenfalls um eine horizontale Achse schwenkbar an dem ersten Ende des Hebelarms gelagert sein. A displacement of the friction element from the freewheeling position into the braking position can be achieved economically and at the same time mechanically stable by arranging the friction element at a first end of a lever arm pivotally mounted about a horizontal axis and pivoting the friction element with the lever arm from the freewheeling position into the braking position can be. The friction element may be mounted rigidly or likewise pivotable about a horizontal axis at the first end of the lever arm.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Sicherheitseinrichtung eine Federeinrichtung aufweist, die bei einer Anordnung des Reibelements in der Freilaufposition vorgespannt ist und nach einer Betätigung der Federeinrichtung das Reibelement in die Bremsposition drückt. Die Federeinrichtung kann so dimensioniert und ausgelegt sein, dass ein ausreichend hoher Anpressdruck des Reibelements an den Untergrund erzeugt werden kann, um ein rasches Abbremsen des Fahrzeugs auch bei hohen Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Die für eine Verlagerung des Reibelements und dessen Arretierung der Bremsposition erforderliche Energie kann vollständig als Federenergie in der Federeinrichtung gespeichert sein, sodass keine zusätzliche Energie für das Abbremsen des Fahrzeugs erforderlich ist. According to a particularly advantageous embodiment of the inventive concept it is provided that the safety device has a spring device which is biased in an arrangement of the friction element in the freewheeling position and presses the friction element in the braking position after actuation of the spring means. The spring device can be dimensioned and designed so that a sufficiently high contact pressure of the friction element can be generated to the ground to allow rapid deceleration of the vehicle even at high speeds. The energy required for a displacement of the friction element and its locking of the braking position can be stored completely as spring energy in the spring device, so that no additional energy is required for braking the vehicle.

Zweckmäßigerweise weist die Federeinrichtung eine oder mehrere Schraubenfedern oder Tellerfedern auf. Es sind auch andere Federelemente und Federprinzipien, beispielsweise eine Gasdruckfedereinrichtung, die vorab mit einem ausreichenden Gasdruck vorgespannt ist, möglich und zur Verwendung bei der Sicherheitseinrichtung geeignet. Die Federeinrichtung kann zudem eine Federführungseinrichtung aufweisen, um das eine Federelement oder die mehreren Federelemente zuverlässig zwischen einer vorgespannten Ausgangsposition und einer das Reibelement in die Bremsposition drückenden Endposition führen kann. Conveniently, the spring device on one or more coil springs or disc springs. There are also other spring elements and spring principles, for example, a gas spring device, which is preloaded in advance with a sufficient gas pressure, possible and suitable for use in the safety device. The spring device may also have a spring guide device, by which one spring element or the plurality of spring elements can reliably lead between a pretensioned starting position and an end position pushing the friction element into the braking position.

Es ist vorgesehen, dass der Hebelarm drehbar um eine vertikale Drehachse horizontal beabstandet von der vertikalen Drehachse an einem zweiten Ende schwenkbar gelagert und das dass Reibelement in der Bremsposition ebenfalls horizontal beabstandet und radial mit dem zweiten Ende des Hebelarms fluchtend an den Untergrund gedrückt wird, sodass bei dem Abbremsen das zweite Ende des Hebelarms selbsttätig in einer der Bewegungsrichtung entgegengesetzten Ausrichtung ausgerichtet und das Reibelement an dem ersten Ende des Hebelarms durch die der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegen gerichtete Bremskraft an den Untergrund gedrückt wird. Eine derartig ausgestaltete Sicherheitseinrichtung ermöglicht eine selbsttätige Ausrichtung während eines Abbremsvorgangs, sodass unabhängig von der jeweiligen Bewegungsrichtung jederzeit eine der Bewegungsrichtung entgegen gerichtete Bremskraft ausgeübt werden kann. Zudem wirkt die Anordnung des Reibelements an dem in der vorangehend beschriebenen Weise ausgerichteten Hebelarm selbstverstärkend für die Bremskraft, sodass während eines Abbremsvorgangs das Reibelement auch ohne eine extern ausgeübte Andruckkraft auf den Untergrund angedrückt wird. It is envisaged that the lever arm is pivotally mounted about a vertical axis of rotation horizontally spaced from the vertical axis of rotation at a second end and that the friction element in the braking position also horizontally spaced and radially pressed with the second end of the lever arm in alignment with the ground, so during deceleration, the second end of the lever arm is automatically aligned in a direction opposite to the direction of movement, and the friction element at the first end of the lever arm is pressed against the ground by the braking force directed counter to the movement direction of the vehicle. Such a designed safety device allows automatic alignment during a deceleration process, so that regardless of the direction of movement at any time a movement direction opposing braking force can be exerted. In addition, the arrangement of the friction element acts in the aligned in the manner described above lever arm self-reinforcing for the braking force, so that during a deceleration process the Friction element is pressed without an externally applied pressure force on the ground.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Zwangsführung eine dem Untergrund zugewandte kegelstumpfförmige Gleitfläche und das Reibelement eine kegelstumpfförmige Oberseite aufweist, die der Gleitfläche der Zwangsführung zugewandt ist, und das bei einer Verlagerung des Reibelements in die Bremsposition in die Oberseite des Reibelements an der Gleitfläche entlanggleitet und das Reibelement dadurch zum Untergrund hin verlagert wird. Auch bei dieser Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung richtet sich das Reibelement relativ zu der Zwangsführung so aus, dass eine der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegen gerichtete Bremskraft erzeugt wird. Durch die kegelstumpfförmige Oberseite des Reibelements, die mit der ebenfalls kegelstumpfförmigen Gleitfläche der Zwangsführung zusammen wirkt und das Reibelement zum Untergrund hin andrückt, wird während eines Abbremsvorgangs der Anpressdruck des Reibelements erhöht und die der bewegendes Fahrzeug entgegen gerichtete Bremskraft entsprechend vergrößert. It is also conceivable that the positive guide has a frustoconical sliding surface facing the ground and the friction element has a frustoconical upper side which faces the sliding surface of the positive guide, and which slides along the sliding surface in a displacement of the friction element into the braking position in the upper side of the friction element and the friction element is thereby displaced toward the ground. Also in this embodiment of the safety device, the friction element is oriented relative to the forced operation so that one of the direction of movement of the vehicle directed counter braking force is generated. Due to the frusto-conical upper side of the friction element, which cooperates with the likewise frusto-conical sliding surface of the positive guide and presses the friction element to the ground, the contact pressure of the friction element is increased during a deceleration process and correspondingly increases the braking force opposing the moving vehicle.

An Stelle einer kegelstumpfförmigen Gleitfläche kann auch eine kegelförmige Gleitfläche und an Stelle einer kegelstumpfförmigen Oberseite kann auch eine kegelförmige Oberseite des Reibelements vorgesehen sein. Instead of a frusto-conical sliding surface can also be a conical sliding surface and instead of a frusto-conical top can also be provided a conical upper side of the friction element.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das mindestens eine Reibelement in der Bremsposition jedes antreibbare Rad der omnidirektionalen Antriebseinrichtung von dem Untergrund abhebt. Das Reibelement muss dazu nicht nur mit einem ausreichenden Anpressdruck an den Untergrund angedrückt werden, sondern mit der Zwangsführung derart weit in Richtung des Untergrunds verlagert werden, dass eine dem Untergrund zugewandte Reibfläche des Reibelements über eine Radaufstandsfläche des Fahrzeugs vorspringt und zumindest alle antreibbaren Räder der omnidirektionalen Antriebseinrichtung von dem Untergrund abhebt. Mit einer derartigen Sicherheitseinrichtung können nicht nur im Falle einer übermäßig raschen Bewegung oder bei einer über eine vorgesehen Nutzfläche hinausgehenden Bewegung ein Abbremsvorgang eingeleitet werden sondern auch im Falle einer Fehlfunktion des Fahrsimulators, die in einer ungewünscht hohen Antriebsleistung der antreibbaren Räder resultiert, Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst und eine zuverlässige Abbremsung des Fahrzeugs erzwungen werden. Da die antreibbaren Räder von dem Untergrund abgehoben werden, ist die Sicherheitseinrichtung unabhängig von einer eventuell möglichen Fehlbedingung durch einen in dem Fahrzeug befindlichen Bediener oder durch eine automatisierte oder manuelle Kontrolle des Fahrzeugs von außen. According to a particularly advantageous embodiment of the inventive concept it is provided that the at least one friction element in the braking position lifts each drivable wheel of the omnidirectional drive device from the ground. For this purpose, the friction element need not only be pressed against the ground with a sufficient contact pressure, but also be displaced so far toward the ground by the positive guidance that a friction surface of the friction element facing the ground projects over a wheel contact surface of the vehicle and at least all drivable wheels of the omnidirectional Drive device lifts from the ground. With such a safety device, a deceleration process can be initiated not only in the event of an excessively rapid movement or over a planned useful area movement but also in case of malfunction of the driving simulator, resulting in an undesirably high drive power of the driven wheels, safety measures triggered and a reliable deceleration of the vehicle to be enforced. Since the drivable wheels are lifted from the ground, the safety device is independent of any possible fault condition by an operator located in the vehicle or by an automated or manual control of the vehicle from the outside.

Die Sicherheit kann zusätzlich dadurch verbessert werden, dass das Reibelement mit einem energieverbrauchenden Rückhalteelement in der Freilaufposition zurückgehalten wird, wobei das energieverbrauchende Rückhalteelement von einer Energieversorgung kontinuierlich mit Rückhalteenergie versorgt werden muss, um das Reibelement in der Freilaufposition zurückzuhalten. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch im Falle einer Fehlfunktion innerhalb der Sicherheitseinrichtung, die beispielsweise zu einer Unterbrechung der Energieversorgungseinrichtung führt, dass Reibelement aus der Freilaufposition heraus in die Bremsposition verlagert wird, ohne das eine Aktivierungsenergie oder Verlagerungsenergie extern zugefügt werden muss. In addition, the safety can be improved by retaining the friction element with an energy-consuming retaining element in the free-running position, wherein the energy-consuming retaining element must be continuously supplied with restraining energy by a power supply in order to retain the friction element in the freewheeling position. In this way it can be ensured that, even in the case of a malfunction within the safety device, which leads for example to an interruption of the power supply device, the friction element is displaced from the freewheeling position out into the braking position, without an activation energy or displacement energy has to be externally added.

In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das energieverbrauchende Rückhalteelement einen Elektromagnet aufweist. Das Reibelement kann von dem Elektromagneten in der Freilaufposition zurückgehalten werden. Die hierfür erforderliche Magnetwirkung setzt voraus, dass ein ausreichend großer Stromfluss durch den Elektromagnet aufrechterhalten wird. Bei einer Unterbrechung des Stromflusses verliert sich die magnetische Wirkung des Elektromagneten und das Reibelement wird aus der Freilaufposition freigegeben. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung der Zwangsführung kann dann das Reibelement beispielsweise durch eine geeignete Federeinrichtung oder selbsttätig bzw. verstärkt durch eine zunächst geringe Reibkraft in die Bremsposition verlagert und dort von der Zwangsführung gehalten wird. It is advantageously provided that the energy-consuming retaining element has an electromagnet. The friction element can be retained by the electromagnet in the freewheeling position. The magnetic effect required for this requires that a sufficiently large current flow through the electromagnet is maintained. In an interruption of the flow of current, the magnetic effect of the electromagnet loses and the friction element is released from the freewheeling position. Depending on the particular configuration of the safety device of the forced operation, the friction element can then be displaced, for example by a suitable spring device or automatically or reinforced by an initially low frictional force in the braking position and held there by the forced operation.

Nachfolgend werden einige exemplarische Ausführungsbeispiele näher beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt: Hereinafter, some exemplary embodiments will be described in detail, which are shown in the drawing. It shows:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer omnidirektionalen Antriebseinrichtung, das als selbstfahrender Fahrsimulator mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung verwendet werden kann. 1 a schematic representation of a vehicle with an omnidirectional drive device, which can be used as a self-propelled driving simulator with a safety device according to the invention.

2 eine schematische Darstellung des in 1 dargestellten Fahrzeugs auf einem Testgelände, 2 a schematic representation of the in 1 shown vehicle on a test area,

3 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung, wobei sich das Reibelement in der Freilaufposition befindet, 3 a schematic representation of an embodiment of the safety device, wherein the friction element is in the freewheeling position,

4 eine schematische Darstellung der in 3 gezeigten Sicherheitseinrichtung, wobei sich das Reibelement in seiner Bremsposition befindet und die Räder des Fahrzeugs von einem Untergrund abgehoben sind, 4 a schematic representation of in 3 shown safety device, wherein the friction element is in its braking position and the wheels of the vehicle are lifted from a ground,

5 eine schematische Darstellung einer anders ausgestalteten Sicherheitseinrichtung, wobei sich das Reibelement in einer Freilaufposition befindet, 5 a schematic representation of a differently configured safety device, wherein the friction element is in a freewheeling position,

6 eine schematische Darstellung der in 5 gezeigten Sicherheitseinrichtung, wobei sich das Reibelement in einer Bremsposition befindet, 6 a schematic representation of in 5 shown safety device, wherein the friction element is in a braking position,

7 eine schematische Darstellung einer wiederum anders ausgestalteten Sicherheitseinrichtung, wobei sich das Reibelement in einer Freilaufposition befindet, 7 a schematic representation of a turn differently configured safety device, wherein the friction element is in a freewheeling position,

8 eine schematische Darstellung der in 7 gezeigten Sicherheitseinrichtung, wobei sich das Reibelement in einer Bremsposition befindet, 8th a schematic representation of in 7 shown safety device, wherein the friction element is in a braking position,

9 eine wiederum anders ausgestaltete Ausführungsform einer Sicherheitseinrichtung, wobei das Reibelement mit einem Elektromagneten in seiner Freilaufposition zurückgehalten wird und die Sicherheitseinrichtung eine Federeinrichtung aufweist, mit welcher das Reibelement in die Bremsposition gedrückt werden kann, 9 a turn differently configured embodiment of a safety device, wherein the friction element is retained with an electromagnet in its freewheeling position and the safety device comprises a spring device with which the friction element can be pressed into the braking position,

10 eine abweichend ausgestaltete Sicherheitseinrichtung mit einem Kniehebelmechanismus, 10 a differently configured safety device with a toggle mechanism,

11 eine wiederum abweichend ausgestaltete Sicherheitseinrichtung mit einem Reibelement, das in einem linearen Zwangsführungsabschnitt senkrecht zum Untergrund zwangsgeführt und über einen Kniehebelmechanismus in die Bremsposition verlagert werden kann, 11 a turn deviating configured safety device with a friction element that can be forcibly guided in a linear positive guide portion perpendicular to the ground and moved via a toggle mechanism in the braking position,

12 eine schematische Darstellung der in 11 gezeigten Sicherheitseinrichtung, wobei das Reibelement mit einer Federeinrichtung zum Untergrund hin verlagert ist und an den Untergrund gedrückt wird, 12 a schematic representation of in 11 shown safety device, wherein the friction element is displaced with a spring device towards the ground and is pressed against the ground,

13 eine Sicherheitseinrichtung, bei der ein mit dem Reibelement in Werkverbindung stehender Hebelarm selbsttätig in die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet wird, und 13 a safety device in which a standing with the friction element in factory connection lever arm is automatically aligned in the direction of movement of the vehicle, and

14 eine abweichend ausgestaltete Zwangsführung, die ebenfalls eine in beliebiger Richtung gerichtete Bremskraft erzeugen kann. 14 a differently configured forced operation, which can also generate a directed in any direction braking force.

Ein in 1 lediglich schematisch dargestelltes Fahrzeug 1 mit einem dreieckigen Rahmengestell 2 weist eine omnidirektionale Antriebseinrichtung 3 auf. Die omnidirektionale Antriebseinrichtung 3 weist drei jeweils in einer Ecke des Rahmensgestells 2 angeordnete Räder 4 auf, die um eine vertikale Achse 5 drehbar gelagert sind und einzeln um diese vertikale Achse 5 gedreht sowie unabhängig voneinander angetrieben werden können. Für eine Bewegung des Fahrzeugs 1 in eine vorgegebene Richtung können alle Räder 4 synchron um die jeweils zugeordnete vertikale Achse 5 verdreht und ausgerichtet sowie angetrieben werden. An in 1 only schematically illustrated vehicle 1 with a triangular frame 2 has an omnidirectional drive device 3 on. The omnidirectional drive device 3 has three each in a corner of the frame 2 arranged wheels 4 on that around a vertical axis 5 are rotatably mounted and individually about this vertical axis 5 rotated and can be driven independently. For a movement of the vehicle 1 in a given direction can all wheels 4 synchronous about the respectively assigned vertical axis 5 twisted and aligned as well as driven.

Auf dem Rahmengestell 2 ist mit einer gestrichelten Linie lediglich angedeutet eine Fahrsimulatorkabine 6 angeordnet. In der Fahrsimulatorkabine 6 kann ein Benutzer eine Fahrsimulation durchführen. Um die von den simulierten Fahrmanövern jeweils auf den Benutzer ausgeübten Kräfte bzw. Krafteinwirkungen zu simulieren, kann das Fahrzeug 1 mit der Fahrsimulatorkabine 6 auf einem Untergrund 7 verfahren werden, wie es in 2 schematisch dargestellt ist. Das Fahrzeug 1 steht dabei über eine Funkverbindung mit einem stationären Kontrollzentrum 8 in Verbindung. An Stelle einer Funkverbindung könnte alternativ oder zusätzlich auch eine drahtgebundene Verbindung beispielsweise über ein langes Datenkabel vorgesehen sein, falls große Datentransferraten erforderlich sind oder Sicherheitsaspekte eine drahtgebundene Verbindung notwendig erscheinen lassen. On the frame 2 is merely indicated by a dashed line a driving simulator cabin 6 arranged. In the driving simulator cabin 6 a user can perform a driving simulation. In order to simulate the forces or force exerted by the simulated driving maneuvers on the user, the vehicle can 1 with the driving simulator cabin 6 on a surface 7 be proceeded as it is in 2 is shown schematically. The vehicle 1 stands thereby over a radio connection with a stationary control center 8th in connection. Instead of a radio link, alternatively or additionally, a wired connection could be provided, for example via a long data cable, if large data transfer rates are required or if security aspects make a wired connection appear necessary.

Auf dem Untergrund 7 ist eine ebene Nutzfläche 9 eines Testgeländes mit optisch und/oder magnetisch erkennbaren Begrenzungslinien 10 begrenzt. Zusätzlich sind Laser- und Funkstationen 11 in Ecken 12 der Nutzfläche 9 angeordnet, mit denen überwacht und sichergestellt werden kann, dass das Fahrzeug 1 nicht den vorgegebenen Bereich der Nutzfläche 9 auf dem Untergrund 7 verlässt. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 1 eine Abstandserkennungseinrichtung mit sich führt und beispielsweise über eine geeignete Lasereinrichtung den Abstand zu einer Wand oder Begrenzungslinie erkennt. On the underground 7 is a flat usable area 9 a test area with optically and / or magnetically recognizable boundary lines 10 limited. In addition, there are laser and radio stations 11 in corners 12 the useful area 9 arranged, with which can be monitored and ensured that the vehicle 1 not the given area of usable space 9 on the ground 7 leaves. Alternatively or additionally, it may also be provided that the vehicle 1 carries a distance detection device with it and, for example, recognizes the distance to a wall or boundary line via a suitable laser device.

Das Fahrzeug 1 mit der Fahrsimulatorkabine 6 bildet einen selbstfahrenden Fahrsimulator 13. Der Fahrsimulator 13 ist mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung 14 ausgestattet. Die Sicherheitseinrichtung 14 weist drei Reibelemente 15 auf, die zwischen den Rädern 4 angeordnet und während einer zulässigen Bewegung des Fahrzeugs 1 jeweils entgegen der Federkraft einer Federeinrichtung 16 in einer Freilaufposition zurückgehalten werden. Bei einem Auslösen und Betätigen der Sicherheitseinrichtung 14 werden die Reibelemente 15 von den zugeordneten Federeinrichtungen 16 an den Untergrund 7 angedrückt und bremsen eine Bewegung des Fahrzeugs 1 ab. The vehicle 1 with the driving simulator cabin 6 forms a self-driving driving simulator 13 , The driving simulator 13 is with a safety device according to the invention 14 fitted. The safety device 14 has three friction elements 15 on that between the wheels 4 arranged and during a permissible movement of the vehicle 1 in each case against the spring force of a spring device 16 be retained in a freewheeling position. Upon release and actuation of the safety device 14 become the friction elements 15 from the associated spring devices 16 to the underground 7 pressed and brake a movement of the vehicle 1 from.

In den 3 und 4 ist eine erste Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung 14 schematisch dargestellt, wobei sich das Reibelement 15 zunächst in der Freilaufposition befindet (3), und nach einer Betätigung der Sicherheitseinrichtung 14 das Reibelement 15 in eine Bremsposition verlagert und an den Untergrund 7 angedrückt wird. Dabei ist das Reibelement 15 an zwei beabstandet zueinander und senkrecht zum Untergrund 7 hin ausgerichteten teleskopierbaren Führungsstangen 17 vertikal verlagerbar gelagert, die eine Zwangsführung für das Reibelement 15 bilden. In the 3 and 4 is a first embodiment of the safety device 14 shown schematically, wherein the friction element 15 initially in the freewheeling position ( 3 ), and after operation of the safety device 14 the friction element 15 shifted to a braking position and to the ground 7 is pressed. Here is the friction element 15 at two spaced from each other and perpendicular to the ground 7 oriented telescopic guide rods 17 mounted vertically displaceable, which is a positive guide for the friction element 15 form.

In der in 4 dargestellten Bremsposition ist das Reibelement 15 derart weit in Richtung des Untergrund 7 hin verlagert worden, dass es über eine Radaufstandsfläche hinaus ragt und die Räder 4 sowie das Rahmengestell 2 und damit das ganze Fahrzeug 1 von dem Untergrund 7 abgehoben hat. Auf diese Weise wird durch eine der ursprünglichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 1 entgegen gerichteten Reibkraft eine Bremswirkung erzeugt und das Fahrzeug 1 abgebremst. In the in 4 shown braking position is the friction element 15 so far in the direction of the underground 7 been shifted so that it protrudes beyond a Radaufstandsfläche and the wheels 4 as well as the frame 2 and with it the whole vehicle 1 from the underground 7 has lifted off. In this way, by one of the original direction of movement of the vehicle 1 opposing frictional force generates a braking effect and the vehicle 1 braked.

Falls die einzelnen Räder 4 beispielsweise auf Grund einer Fehlfunktion des Fahrsimulators 13 noch angetrieben werden sollten, würde der durch die Sicherheitseinrichtung 14 erzwungene Abbremsvorgang nicht behindert oder verzögert werden. If the individual wheels 4 for example, due to a malfunction of the driving simulator 13 Should still be driven, would by the safety device 14 forced deceleration will not be hindered or delayed.

Bei einer in den 5 und 6 ebenfalls schematischen Darstellung einer anders ausgestalteten Sicherheitseinrichtung 14 ist das Reibelement 15 an einem ersten Ende 18 eines Hebelarms 19 schwenkbar gelagert. Der Hebelarm 19 ist seinerseits schwenkbar an dem Rahmengestell 2 gelagert und kann aus einer in einem Winkel zum Untergrund 7 verschwenkten Position (5), in der sich das Reibelement 15 in der Freilaufposition befindet, in eine senkrecht zum Untergrund 7 gerichteten Position verlagert werden (6), in der sich das Reibelement 15 in der Bremsposition befindet. Der Hebelarm 19 wird durch ein geeignetes Anschlagelement 20 in der senkrecht zum Untergrund 7 gerichteten Bremsposition des Reibelements 15 zurückgehalten. Der Hebelarm 19 in Verbindung mit dem Anschlagelement 20 bilden die Zwangsführung für das Reibelement 15. At one in the 5 and 6 likewise schematic representation of a differently configured safety device 14 is the friction element 15 at a first end 18 a lever arm 19 pivoted. The lever arm 19 in turn is pivotable on the frame 2 stored and can from one at an angle to the ground 7 pivoted position ( 5 ), in which the friction element 15 in the freewheeling position, in a direction perpendicular to the ground 7 be moved to a directed position ( 6 ), in which the friction element 15 is in the braking position. The lever arm 19 is by a suitable stop element 20 in the perpendicular to the ground 7 directed braking position of the friction element 15 retained. The lever arm 19 in connection with the stop element 20 form the positive guide for the friction element 15 ,

Bei einer in den 7 und 8 ebenfalls schematisch dargestellten und wiederum anders ausgestalteten Sicherheitseinrichtung 14 kann das Reibelement 15 mit Hilfe von zwei Kniehebelmechanismen 21 zwischen der Freilaufposition im Abstand zu dem Untergrund 7 und der Bremsposition an den Untergrund 7 angedrückt verlagert werden. Die Kniehebelmechanismen 21 ermöglichen eine mit vorteilhaft einer geringen Haltekraft bewerkstelligbare Rückhaltung in der Freilaufposition des Reibelements 15 und ermöglichen auf Grund der großen Übersetzung gleichzeitig eine rasche Verlagerung des Reibelements 15 in die Bremsposition an dem Untergrund 7. Die Kniehebelmechanismen 21 bilden hierbei die Zwangsführung für das Reibelement 15. At one in the 7 and 8th also shown schematically and in turn differently configured safety device 14 can the friction element 15 with the help of two toggle mechanisms 21 between the freewheeling position at a distance to the ground 7 and the braking position to the ground 7 be relocated pressed. The toggle mechanisms 21 enable a advantageously with a low holding force bewerkstelligbare retention in the freewheeling position of the friction element 15 and at the same time allow a rapid transfer of the friction element due to the large translation 15 in the braking position on the ground 7 , The toggle mechanisms 21 in this case form the positive guidance for the friction element 15 ,

In 9 ist eine wiederum anders ausgestaltete Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung 14 wird das Reibelement 15 mit einem Elektromagneten 22 in seiner Freilaufposition zurückgehalten. Die Sicherheitseinrichtung 14 weist eine aus Schraubenfedern 23 bestehende Federeinrichtung 16 auf, mit welcher das von den teleskopierbaren Führungsstangen 17 zwangsgeführte Reibelement 15 in die Bremsposition gedrückt werden kann. In 9 is a turn differently configured embodiment of the safety device 14 becomes the friction element 15 with an electromagnet 22 withheld in his freewheeling position. The safety device 14 has one of coil springs 23 existing spring device 16 on, with which of the telescoping guide rods 17 positively driven friction element 15 can be pressed into the braking position.

In 10 ist eine ebenfalls abweichend ausgestaltete Sicherheitseinrichtung 14 mit einem Kniehebelmechanismus 21 dargestellt, bei der eine Gegenfläche in der Mitte des Kniehebelmechanismus 21 von dem Elektromagneten 22 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 16 in einer ausgelenkten Position zurückgehalten wird. Bei einer Betätigung der Sicherheitseinrichtung 14 wird das Reibelement 15 durch die Federkraft der Federeinrichtung 16 längs der die Zwangsführung bildenden teleskopierbaren Führungsstangen 17 zum Untergrund 7 hin verlagert, die die Räder 4 vom Untergrund 7 abheben. In 10 is also a deviating configured safety device 14 with a toggle mechanism 21 shown in which a counter surface in the middle of the toggle mechanism 21 from the electromagnet 22 against the spring force of the spring device 16 is retained in a deflected position. Upon actuation of the safety device 14 becomes the friction element 15 by the spring force of the spring device 16 along the positive guide forming telescopic guide rods 17 to the underground 7 shifted towards the wheels 4 from the underground 7 take off.

In den 11 und 12 ist eine wiederum abweichend ausgestaltete Sicherheitseinrichtung 14 mit einem Reibelement 15 dargestellt, das in einem linearen Zwangsführungsabschnitt 24 senkrecht zum Untergrund 7 zwangsgeführt ist und über den Kniehebelmechanismus 21 in die Bremsposition verlagert werden kann. Das Reibelement 15 wird durch einen Elektromagneten 22 in der Freilaufposition zurückgehalten (11) und nach einer Betätigung der Sicherheitseinrichtung 14 von der Federeinrichtung 16 in die Bremsposition verlagert, bis es die Räder 4 und das Rahmengestell 2 von dem Untergrund 7 abhebt. In the 11 and 12 is a turn deviating configured safety device 14 with a friction element 15 represented in a linear forced guidance section 24 perpendicular to the ground 7 is forced and over the toggle mechanism 21 can be moved to the braking position. The friction element 15 is by an electromagnet 22 withheld in the freewheeling position ( 11 ) and after operation of the safety device 14 from the spring device 16 shifted to the braking position until it hits the wheels 4 and the frame 2 from the underground 7 takes off.

In 13 ist exemplarisch eine Sicherheitseinrichtung 14 mit einer selbstverstärkenden Anordnung des Reibelements 15 dargestellt. Das Reibelement 15 ist an einem ersten Ende 25 eines Hebelarms 26 angeordnet, der an einem gegenüberliegenden zweiten Ende 27 horizontal schwenkbar an einem um eine vertikale Drehachse 28 drehbar gelagerten Ausleger 29 gelagert ist. Sobald das Reibelement 15 aus der Freilaufposition zum Untergrund 7 hin verlagert wird und an einer Kontaktfläche 30 mit dem Untergrund 7 in Kontakt kommt, wird zunächst auf Grund des Abstands der Kontaktfläche 30 zu der vertikalen Drehachse 28 der Ausleger 29 in eine Ausrichtung verdreht, die entgegen der der mit einem Pfeil 31 angedeuteten Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ausgerichtet ist. Das Reibelement 15 bewirkt eine Bremskraft, die den Hebelarm 26 weiter zum Untergrund 7 hin verschwenken will und das Reibelement 15 verstärkt an den Untergrund 7 andrückt, wodurch ein selbstverstärkender Bremseffekt entsteht und das Fahrzeug 1 effektiv abgebremst wird. In 13 is an example of a safety device 14 with a self-reinforcing arrangement of the friction element 15 shown. The friction element 15 is at a first end 25 a lever arm 26 arranged at an opposite second end 27 horizontally pivotable at one about a vertical axis of rotation 28 rotatably mounted boom 29 is stored. Once the friction element 15 from the freewheeling position to the ground 7 is shifted towards and at a contact surface 30 with the underground 7 comes into contact, initially due to the distance of the contact surface 30 to the vertical axis of rotation 28 the boom 29 twisted in an orientation opposite to that with an arrow 31 indicated direction of travel of the vehicle 1 is aligned. The friction element 15 causes a braking force to the lever arm 26 continue to the underground 7 wants to pivot and the friction element 15 reinforced to the ground 7 pushes, creating a self-reinforcing braking effect and the vehicle 1 is braked effectively.

Auch die in 14 exemplarisch dargestellte und abweichend ausgestaltete Zwangsführung erzeugt eine selbstverstärkende und ebenfalls in beliebiger Richtung gerichtete Bremskraft. Die Zwangsführung weist dazu eine kegelförmig ausgestaltete und dem Untergrund 7 zugewandte Gleitfläche 32 auf. Das Reibelement 15 weist eine daran angepasste kegelförmige Oberseite 33 auf. In der Freilaufposition wird das Reibelement 15 beabstandet von dem Untergrund 7 in einem oberen Bereich eines von der Gleitfläche 32 begrenzten Freiraums 34 zurückgehalten. Bei einer Betätigung der Sicherheitseinrichtung 14 wird das Reibelement 15 fallen gelassen und durch ein Zusammenwirken der Oberseite 33 des Reibelements mit der Gleitfläche 32 der Zwangsführung an den Untergrund 7 angedrückt, wobei sich das Reibelement 15 entgegen der Fahrtrichtung ausrichtet und eine der Bewegung des Fahrzeugs 1 entgegengerichtete Bremskraft erzeugt. Also in 14 exemplified and deviating designed forced operation generates a self-reinforcing and also directed in any direction braking force. The Forced guidance has a cone-shaped and the underground 7 facing sliding surface 32 on. The friction element 15 has a tapered top adapted thereto 33 on. In the freewheeling position, the friction element 15 spaced from the ground 7 in an upper area of one of the sliding surface 32 limited space 34 retained. Upon actuation of the safety device 14 becomes the friction element 15 dropped and through a cooperation of the top 33 of the friction element with the sliding surface 32 the forced guidance to the underground 7 pressed, wherein the friction element 15 aligns against the direction of travel and one of the movement of the vehicle 1 generates opposing braking force.

Die Sicherheitseinrichtung 14 hält eine ausreichende Energieversorgung des Elektromagneten 22 aufrecht, solange die nachfolgenden Voraussetzungen erfüllt sind:

– Ein Bestätigungssignal wird kontinuierlich per Funk an den Fahrsimulator 13 übermittelt,
– ein in dem Fahrsimulator 13 angeordnetes Kontrollsystem stellt keinen Hardware-Fehler fest,
– von der Software wird keine Fehlermeldung übermittelt,
– die Leistungselektronik und die Antriebseinrichtung melden keine Fehlfunktion,
– die Energieversorgung ist aktiv und innerhalb vorgegebener Grenzen,
– es wird kein „Not-Aus“-Knopf in der Fahrsimulatorkabine 6 betätigt, und
– das Fahrzeug 1 überfährt nicht die Begrenzungslinien 10 des Testgeländes und die Laser- und Funkstationen 11 melden kein drohendes Verlassen des Testgeländes von dem Fahrzeug 1.

The safety device 14 keeps a sufficient energy supply of the electromagnet 22 up, as long as the following conditions are met:

- An acknowledgment signal is continuously transmitted by radio to the driving simulator 13 transmitted,
- one in the driving simulator 13 arranged control system detects no hardware error,
- no error message is sent by the software,
The power electronics and the drive device do not signal a malfunction,
- the energy supply is active and within prescribed limits,
- There will be no "emergency stop" button in the driving simulator cabin 6 pressed, and
- the vehicle 1 does not override the boundary lines 10 the test site and the laser and radio stations 11 Report no imminent leaving the test area of the vehicle 1 ,

Es können weitere Sicherheitskriterien vorgesehen und kontinuierlich überprüft werden, um sicherzustellen, dass ein zulässiger Betrieb des Fahrsimulators 13 gewährleistet ist und die Sicherheitseinrichtung 14 nicht ausgelöst und betätigt werden muss. Es ist ebenfalls möglich, beispielsweise aus Kostengründen auf einzelne Kriterien zu verzichten, sofern das dadurch eventuell vergrößerte Sicherheitsrisiko akzeptabel ist. Additional safety criteria may be provided and continuously reviewed to ensure that the driving simulator is allowed to operate 13 is guaranteed and the safety device 14 does not need to be triggered and actuated. It is also possible, for example for cost reasons, to dispense with individual criteria, provided that the possibly increased security risk is acceptable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10106150 A1 [0007]

Claims

Vehicle ( 1 ) with an omnidirectional drive device ( 2 ) with at least one drivable wheel ( 4 ), and with a braking device, characterized in that the vehicle ( 1 ) a safety device ( 14 ) and the safety device ( 14 ) at least one friction element ( 15 ), and that the friction element ( 15 ) for braking the vehicle ( 1 ) from a freewheeling position to the ground ( 7 ) and in a braking position to the ground ( 7 ) can be pressed, wherein the friction element ( 15 ) in the braking position can be set to move in any direction parallel to the ground ( 7 ) one against a direction of movement of the vehicle ( 1 ) to generate opposing braking force.

Vehicle ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the friction element ( 15 ) is constrained by a positive guide in the braking position to generate the braking force.

Vehicle ( 1 ) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the safety device ( 14 ) with the omnidirectional drive device ( 2 ) driven wheels ( 4 ) can lift or relocate, so that the at least one friction element ( 15 ) with the underground ( 7 ) comes into contact and generates a braking force.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the positive guide a toggle mechanism ( 21 ), with which the on a the underground ( 7 ) facing the end of the toggle mechanism ( 21 ) arranged friction element ( 15 ) can be moved from the freewheeling position to the braking position.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the positive guidance a linear and the underground ( 7 ) ( 24 ), which in the braking position, a displacement of the friction element ( 15 ) parallel to the ground ( 7 ) prevented.

Vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the friction element ( 15 ) at a first end ( 18 . 25 ) of a pivotable about a horizontal axis mounted lever arm ( 19 . 26 ) is arranged and the friction element ( 15 ) with the lever arm ( 19 . 26 ) can be pivoted from the freewheeling position to the braking position.

Vehicle according to claim 6, characterized in that the friction element ( 15 ) pivotable about a horizontal axis at the first end ( 18 . 25 ) of the lever arm ( 19 . 26 ) is stored.

Vehicle according to claim 6 or claim 7, characterized in that the lever arm ( 26 ) rotatable about a vertical axis of rotation ( 28 ) horizontally spaced from the vertical axis of rotation ( 28 ) at a second end ( 27 ) is pivotally mounted and that the friction element ( 15 ) are also spaced horizontally in the braking position and radially with the second end ( 27 ) of the lever arm ( 26 ) in alignment with the ground ( 7 ) is pressed so that when braking the second end ( 27 ) of the lever arm ( 26 ) automatically in one of the direction of movement of the vehicle ( 1 ) is aligned opposite orientation and the friction element ( 15 ) at the first end ( 25 ) of the lever arm ( 26 ) by the direction of movement of the vehicle ( 1 ) opposing braking force to the ground ( 7 ) is pressed.

Vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the forced operation a the underground ( 7 ) facing frustoconical sliding surface ( 32 ) and the friction element ( 15 ) a frusto-conical top ( 33 ), the sliding surface ( 32 ) the forced guidance is turned and that in a shift of the friction element ( 15 ) in the braking position the top ( 33 ) of the friction element ( 15 ) on the sliding surface ( 32 ) slides along and the friction element ( 15 ) to the underground ( 7 ) shifted.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the safety device ( 14 ) a spring device ( 16 ), which in an arrangement of the friction element ( 15 ) is biased in the freewheeling position and after an actuation of the spring element ( 16 ) the friction element ( 15 ) presses in the braking position.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one friction element ( 15 ) in the braking position each drivable wheel ( 4 ) of the omnidirectional drive device ( 3 ) from the underground ( 7 ) takes off.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction element ( 15 ) is retained in the free-running position with an energy-consuming retaining element, wherein the energy-consuming retaining element has to be continuously supplied with restraining energy by a power supply device in order to move the friction element ( 15 ) in the freewheeling position.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the energy-consuming retaining element an electromagnet ( 22 ) having.