DE102014119270A1

DE102014119270A1 - vehicle

Info

Publication number: DE102014119270A1
Application number: DE102014119270.2A
Authority: DE
Inventors: Bruno Strah; Stephan Rinderknecht
Original assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Current assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit einem Fahrgestell (2), mit einem vorderen Räderpaar (4), das in einem vorderen Bereich (3) des Fahrgestells (2) an dem Fahrgestell (2) angeordnet ist und mit einem hinteren Räderpaar (6), das in einem hinteren Bereich (5) des Fahrgestells (2) an dem Fahrgestell (2) angeordnet ist. Das Fahrzeug (1) weist eine in Fahrzeuglängsrichtung (12) schwenkbar an dem Fahrgestell (2) angeordnete Lastaufnahmevorrichtung (8) auf. Zudem weist das Fahrzeug (1) eine Antriebseinrichtung und eine elektrisch und/oder datenleitend mit der Antriebseinrichtung verbundene Steuerungseinrichtung auf. Die Antriebseinrichtung steht mit Rädern der Räderpaare (4, 6) sowie mit der Lastaufnahmevorrichtung (8) in Wirkverbindung und ist so ausgestaltet, dass mit Hilfe geeigneter und auf der Steuerungseinrichtung gespeicherter Steuerungs- und Regelungsprogramme die Räder der Räderpaare (4, 6) sowie ein Schwenkwinkel der Lastaufnahmevorrichtung (8) so gesteuert werden können, dass das Fahrzeug (1) auf nur einem Räderpaar (4, 6) auf einem Untergrund (13) stabilisiert werden kann, während das andere Räderpaar (4, 6) keinen Kontakt mit dem Untergrund (13) hat. Mindestens ein Räderpaar (4, 6) ist in Fahrzeuglängsrichtung (12) verlagerbar an dem Fahrgestell (2) angeordnet und steht mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung, sodass ein Abstand (7) der Räderpaare (4, 6) voneinander durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann.The invention relates to a vehicle (1) with a chassis (2), with a front pair of wheels (4) which is arranged in a front region (3) of the chassis (2) on the chassis (2) and with a rear pair of wheels (2). 6) which is arranged in a rear region (5) of the chassis (2) on the chassis (2). The vehicle (1) has a load-receiving device (8) arranged pivotably on the chassis (2) in the vehicle longitudinal direction (12). In addition, the vehicle (1) has a drive device and a control device electrically and / or data-connected to the drive device. The drive device is connected to wheels of the pairs of wheels (4, 6) and with the load receiving device (8) in operative connection and is designed so that with the help of suitable and stored on the control device control and regulation programs, the wheels of the pairs of wheels (4, 6) and a Pivoting angle of the load receiving device (8) can be controlled so that the vehicle (1) on only one pair of wheels (4, 6) on a substrate (13) can be stabilized while the other pair of wheels (4, 6) no contact with the ground (13). At least one pair of wheels (4, 6) is arranged so as to be displaceable on the chassis (2) in the vehicle longitudinal direction (12) and is operatively connected to the drive device so that a distance (7) of the wheel pairs (4, 6) can be predetermined by the control device ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrgestell, mit einem vorderen Räderpaar, das in einem vorderen Bereich des Fahrgestells an dem Fahrgestell angeordnet ist, mit einem hinteren Räderpaar, das in einem hinteren Bereich des Fahrgestells an dem Fahrgestell angeordnet ist, mit einer in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbar an dem Fahrgestell angeordneten Lastaufnahmevorrichtung, mit einer Antriebseinrichtung und mit einer elektrisch und/oder datenleitend mit der Antriebseinrichtung verbundenen Steuerungseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung mit Rädern der Räderpaare sowie mit der Lastaufnahmevorrichtung in Wirkverbindung steht und so ausgestaltet ist, dass mit Hilfe geeigneter und auf der Steuerungseinrichtung gespeicherter Steuerungs- und Regelungsprogramme die Räder der Räderpaare sowie ein Schwenkwinkel der Lastaufnahmevorrichtung so gesteuert werden können, dass das Fahrzeug auf nur einem Räderpaar auf einem Untergrund stabilisiert werden kann, während das andere Räderpaar keinen Kontakt mit dem Untergrund hat. The invention relates to a vehicle with a chassis, with a front pair of wheels, which is arranged in a front region of the chassis on the chassis, with a rear pair of wheels, which is arranged in a rear region of the chassis on the chassis, with a pivotable in the vehicle longitudinal direction arranged on the chassis load-receiving device, with a drive device and with an electrically and / or data-connected to the drive means control device, wherein the drive means with wheels of the pairs of wheels and the load receiving device is operatively connected and configured so that by means of suitable and on the control device stored control and regulation programs, the wheels of the pairs of wheels and a pivot angle of the load receiving device can be controlled so that the vehicle can be stabilized on only one pair of wheels on a ground, while the other Pair of wheels has no contact with the ground.

Solche Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt und bieten die Möglichkeit, die mit radgetriebenen Fahrzeugen erreichbaren und vergleichsweisen hohen Geschwindigkeiten mit der Möglichkeit zu kombinieren, auch größere Hindernisse mit dem Fahrzeug zu überwinden. Zu diesem Zweck kann bei den bekannten Fahrzeugen beispielsweise das vordere Räderpaar angehoben werden und das Fahrzeug auf dem hinteren Räderpaar stabilisiert werden, um anschließend auf dem hinteren Räderpaar an das Hindernis heranzufahren, das vordere Räderpaar auf eine Oberseite des Hindernisses aufzusetzen und anschließend das Fahrzeug auf dem vorderen Räderpaar zu stabilisieren, während das hintere Räderpaar angehoben wird und schließlich ebenfalls auf der Oberseite des Hindernisses abgesetzt wird. Diese Funktionalität kann beispielsweise zum Überwinden von Stufen oder Treppen genutzt werden. Daher sind solche Fahrzeuge insbesondere für den Einsatz als Rollstühle oder als Serviceroboter geeignet und aus dem Stand der Technik bekannt. Such vehicles are known from the prior art and offer the possibility of combining the achievable with wheel-driven vehicles and comparatively high speeds with the ability to overcome even larger obstacles with the vehicle. For this purpose, in the known vehicles, for example, the front pair of wheels can be raised and the vehicle can be stabilized on the rear pair of wheels to then approach on the rear pair of wheels to the obstacle, put the front pair of wheels on top of the obstacle and then the vehicle on the stabilize the front pair of wheels, while the rear pair of wheels is raised and finally also placed on top of the obstacle. This functionality can be used, for example, to negotiate steps or stairs. Therefore, such vehicles are particularly suitable for use as wheelchairs or as a service robot and known from the prior art.

Beim Absetzen der Räderpaare sind die aus dem Stand der Technik bekannten Rollstühle entweder kurz vor dem Kontakt des abzusetzenden Räderpaars mit dem Untergrund nicht mehr auf dem anderen Räderpaar stabilisierbar, sodass das abzusetzende Räderpaar verhältnismäßig schnell und vergleichsweise unsanft auf dem Untergrund aufsetzt oder das stoßfreie Absetzen geht mit einer erheblichen Schwenkbewegung der Lastaufnahmevorrichtung einher, sodass das Absetzen äußerst unkomfortabel ist. When discontinuing the pairs of wheels known from the prior art wheelchairs are either just before the contact of the pair of wheels to be set off with the ground no longer stabilized on the other pair of wheels, so that the abzusetzende pair of wheels comparatively quickly and comparatively unsound on the ground touches or bumpless settling goes associated with a significant pivotal movement of the load bearing device, so that the settling is extremely uncomfortable.

Um mit den aus dem Stand der Technik bekannten Rollstühlen Treppen steigen zu können, ist es erforderlich, einen Raddurchmesser sowie einen Abstand der Räderpaare zueinander an eine Treppengeometrie anzupassen, die mit dem Rollstuhl überwunden werden soll. Diese Parameter werden bei den bekannten Rollstühlen zweckmäßigerweise an Normparameter für Treppengeometrien angepasst, um eine möglichst große Anzahl unterschiedlicher Treppen überwinden zu können. Allerdings weisen Treppen insbesondere in Privathaushalten häufig von der Norm abweichende Treppengeometrien auf, sodass mit den aus dem Stand der Technik bekannten Rollstühlen einige Treppen nicht überwunden werden können. In order to be able to climb stairs with the wheelchairs known from the prior art, it is necessary to adapt a wheel diameter and a spacing of the pairs of wheels to one another to a staircase geometry which is to be overcome with the wheelchair. In the case of the known wheelchairs, these parameters are expediently adapted to standard parameters for staircase geometries in order to be able to overcome the greatest possible number of different staircases. However, staircases, especially in private households, often deviate from the standard staircase geometries, so that some stairs can not be overcome with the wheelchairs known from the prior art.

Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen, die aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuge so weiterzuentwickeln, dass der Komfort beim Absetzen eines der Räderpaare erhöht werden kann und das Treppen mit deutlich voneinander abweichenden Treppengeometrien mit dem Fahrzeug zuverlässig überwunden werden können. As an object of the invention, it is considered to further develop the known from the prior art vehicles so that the comfort when discontinuing one of the pairs of wheels can be increased and the stairs with significantly different stair geometries can be reliably overcome with the vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Räderpaar in Fahrzeuglängsrichtung verlagerbar an dem Fahrgestell angeordnet ist und mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht, sodass ein Abstand der Räderpaare voneinander durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann. Auf diese Weise kann der Abstand der Räderpaare voneinander durch die Steuerungseinrichtung an die Treppengeometrie angepasst werden, sodass mit dem Fahrzeug auch Treppen überwunden werden können, die mit herkömmlichen treppensteigenden Fahrzeugen nicht überwunden werden können. Zudem kann die Möglichkeit, den Abstand der Räderpaare zueinander im Betrieb kontinuierlich zu verändern auch dazu genutzt werden, die Steuerungs- und Regelungsprogramme so auszulegen, dass auch eine Verstellung des Radpaarabstands während des Absetzens eines Räderpaars dazu genutzt wird, ein sanfteres Aufsetzen zu ermöglichen. Auf diese Weise kann der Fahrzeugkomfort weiter verbessert werden. Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug auch keine weitere Abstützung beim Treppensteigen beispielsweise an einem Treppengeländer oder einer hilfeleistenden Person notwendig. This object is achieved in that at least one pair of wheels in the vehicle longitudinal direction is arranged displaceable on the chassis and is in operative connection with the drive means, so that a distance of the pairs of wheels can be set by the control device. In this way, the distance between the pairs of wheels can be adjusted by the control device to the staircase geometry, so that stairs can be overcome with the vehicle, which can not be overcome with conventional stair climbing vehicles. In addition, the ability to continuously change the distance between the pairs of wheels during operation can also be used to design the control and regulation programs so that an adjustment of the Radpaarabstands used during the weaning of a pair of wheels to allow a gentler touchdown. In this way, the vehicle comfort can be further improved. Advantageously, in the vehicle according to the invention also no further support when climbing stairs, for example, on a stair railing or a helping person necessary.

Erfindungsgemäß sind die Steuerungs- und Regelungsprogramme so ausgelegt, dass eine in energetischer Hinsicht unter Berücksichtigung des Komforts optimierte Bewegung der Last ermöglicht wird. Diese Bewegung zeichnet sich durch einen ruck- und stoßfreien, stetigen Bewegungsablauf aus. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Treppensteigvorgang regelungstechnisch umfassend bzw. im Ganzen betrachtet und optimiert wird. Auf diese Weise wird beispielsweise ein stoßfreies Aufsetzen der Räder auf dem Untergrund ermöglicht, wodurch der Komfort bzw. die Transportbedingungen verbessert werden und die Lebensdauer des Fahrzeugs erhöht wird. According to the invention, the control and regulation programs are designed in such a way that a movement of the load optimized in terms of energy in consideration of comfort is made possible. This movement is characterized by a jerk-free and shock-free, steady movement. This is inventively achieved in that the stair climbing process is comprehensively considered and optimized as a whole. In this way, for example, a bum-free Placing the wheels on the ground allows, whereby the comfort or the transport conditions are improved and the life of the vehicle is increased.

Erfindungsgemäß ist die Antriebseinrichtung so ausgelegt, dass eine vergleichsweise zügige Verstellung des Abstands der Räderpaare zueinander während des Betriebs des Fahrzeugs automatisiert möglich ist. Sofern das Fahrzeug als Rollstuhl eingesetzt werden soll, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Abstand der Räderpaare zueinander um 10 Zentimeter, vorzugsweise 15 Zentimeter und besonders vorzugsweise 20 Zentimeter verstellt werden kann. Eine Änderung des Radpaarabstands um 10 Zentimeter ist vorteilhafterweise innerhalb einer Sekunde möglich. According to the invention, the drive device is designed such that a comparatively rapid adjustment of the spacing of the pairs of wheels relative to one another during operation of the vehicle is possible in an automated manner. If the vehicle is to be used as a wheelchair, it is advantageously provided that the distance between the pairs of wheels can be adjusted by 10 centimeters, preferably 15 centimeters and particularly preferably 20 centimeters. A change of the wheel pair distance by 10 centimeters is advantageously possible within one second.

Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung mehrere Antriebseinheiten aufweist und/oder dass die Steuerungseinrichtung mehrere, datenleitend miteinander verbundene Steuerungseinheiten aufweist. Vorteilhafterweise werden zum Antrieb der Räder, zum Verstellen des Schwenkwinkels der Lastaufnahmevorrichtung sowie zum Verstellen des Abstands der Räderpaare zueinander getrennte Antriebseinheiten eingesetzt. Zur Ansteuerung der verschiedenen Antriebseinheiten können mehrere Steuerungseinheiten verwendet werden, die erfindungsgemäß auch mit einer zentralen Steuerungseinheit verbunden sein können. Erfindungsgemäß handelt es sich bei mindestens einer Antriebseinheit der Antriebseinrichtung um einen elektromotorischen, elektromagnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Aktor. Die für den Betrieb der Antriebseinheiten erforderliche Energie wird vorteilhafterweise durch eine in dem Fahrzeug integrierte Batterie bereitgestellt. According to the invention, it is advantageously provided that the drive device has a plurality of drive units and / or that the control device has a plurality of control units connected to one another in data-conducting manner. Advantageously, separate drive units are used to drive the wheels, for adjusting the pivot angle of the load receiving device and for adjusting the distance between the pairs of wheels. For controlling the various drive units, a plurality of control units can be used, which according to the invention can also be connected to a central control unit. According to the invention, at least one drive unit of the drive device is an electromotive, electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuator. The energy required for the operation of the drive units is advantageously provided by a battery integrated in the vehicle.

Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Fahrzeug mindestens einen datenleitend mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Sensor zur Erfassung der für die Steuerung und Regelung des Fahrzeugs erforderlichen Größen aufweist. Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug mehrere unterschiedliche Sensoren auf, um die für die Steuerung und Regelung des Fahrzeugs erforderlichen Größen bestimmen zu können. According to the invention, it is advantageously provided that the vehicle has at least one sensor connected to the control device for detecting the variables required for the control and regulation of the vehicle. Advantageously, the vehicle has a plurality of different sensors in order to determine the necessary for the control and regulation of the vehicle sizes.

Erfindungsgemäß ist jede Antriebseinheit mit einem Sensor ausgestattet. Dieser Sensor ist vorteilhafterweise zur Erfassung eines Auslenkungswinkels und/oder einer Winkelgeschwindigkeit der Antriebseinheit und/oder des von der Antriebseinheit angetriebenen Elements des Fahrzeugs ausgelegt. Auf diese Weise können relative kinematische Größen wie beispielsweise Lage und Geschwindigkeit einzelner Elemente zueinander bestimmt werden. According to the invention, each drive unit is equipped with a sensor. This sensor is advantageously designed to detect a deflection angle and / or an angular velocity of the drive unit and / or the element of the vehicle driven by the drive unit. In this way, relative kinematic variables such as position and speed of individual elements to each other can be determined.

Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug Sensoren zur Bestimmung eines Neigungswinkels des Fahrzeugs auf. Erfindungsgemäß können hierzu ein Drehratensensor und ein Inklinometer verwendet werden. Auf diese Weise kann der Neigungswinkel besonders genau bestimmt werden, wobei die Bestimmung der absoluten Neigung gegenüber dem Untergrund möglich ist. Advantageously, the vehicle has sensors for determining a tilt angle of the vehicle. According to the invention, a yaw rate sensor and an inclinometer can be used for this purpose. In this way, the inclination angle can be determined particularly accurately, whereby the determination of the absolute inclination to the ground is possible.

Um unter anderem eine Distanz des Fahrzeugs zu einer Treppe oder vergleichbaren Hindernissen erfassen zu können, ist erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Fahrzeug mindestens einen Distanzsensor aufweist. In order to be able to detect inter alia a distance of the vehicle to a staircase or comparable obstacles, it is advantageously provided according to the invention that the vehicle has at least one distance sensor.

Der Komfort beim Absetzen eines der Räderpaare kann dadurch weiter erhöht werden, dass die Lastaufnahmevorrichtung höhenverstellbar ausgestaltet ist und mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht, sodass ein Abstand einer an der Lastaufnahmevorrichtung angeordneten Last von dem Fahrgestell durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann. Durch die Veränderung des Abstands der Last von dem Fahrgestell kann ein Schwerpunkt des Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs verändert werden. Die Lage des Schwerpunkts des Fahrzeugs wirkt sich unmittelbar auf eine Fahrzeugdynamik aus, sodass eine Beweglichkeit des Fahrzeugs durch die Möglichkeit, den Abstand der Last von dem Fahrgestell zu verändern und diese Möglichkeit in den Steuerungs- und Regelungsprogrammen abzubilden und zu nutzen weiter erhöht wird. Vorteilhafterweise kann erfindungsgemäß auch eine kontinuierliche Bewegung der Last in einem näherungsweise konstanten Abstand der Last zu dem Untergrund ermöglicht werden. Bei der Steuerung des Abstands der Last zu dem Untergrund bzw. bei der Ermittlung einer geeigneten Trajektorie des Abstandsverlaufs der Last, sollte erfindungsgemäß zumindest auch berücksichtigt werden, dass auf die Lastaufnahmevorrichtung möglichst geringe Beschleunigungskräfte während des Transports und insbesondere des Treppensteigens einwirken. The comfort when weaning one of the pairs of wheels can be further increased that the load receiving device is designed to be height adjustable and is in operative connection with the drive means, so that a distance of a arranged on the load receiving load from the chassis by the controller can be specified. By changing the distance of the load from the chassis, a center of gravity of the vehicle can be changed during operation of the vehicle. The position of the center of gravity of the vehicle has an immediate effect on a vehicle dynamics, so that a mobility of the vehicle by the ability to change the distance of the load from the chassis and this possibility in the control programs and use programs is further increased. Advantageously, according to the invention, a continuous movement of the load in an approximately constant distance of the load to the ground can be made possible. In the control of the distance of the load to the ground or in the determination of a suitable trajectory of the distance profile of the load, should at least also be considered according to the invention act on the load receiving device as low acceleration forces during transport and in particular climbing stairs.

Sofern das Fahrzeug für den Personentransport verwendet wird, ist der Komfort der zu transportierenden Person unter anderem beim Treppensteigen auch dadurch verringert, dass sich ein Neigungswinkel eines Sitzes des Fahrzeugs während des Treppensteigens kontinuierlich ändert. Auch beim Transport anderer Lasten bzw. Güter kann sich eine kontinuierliche Änderung des Neigungswinkels negativ auswirken. Diese Änderung wird bei den bekannten Fahrzeugen dadurch hervorgerufen, dass beispielsweise zum Anheben eines Räderpaars der Fahrzeugschwerpunkt durch ein Verschwenken der Lastaufnahmevorrichtung verlagert wird. Dadurch wird auch der Neigungswinkel der an der Lastaufnahmevorrichtung angeordneten Last verändert. If the vehicle is used for passenger transport, the comfort of the person to be transported, among other things when climbing stairs, is also reduced by the fact that an angle of inclination of a seat of the vehicle continuously changes while climbing stairs. Even when transporting other loads or goods, a continuous change in the angle of inclination can have a negative effect. This change is caused in the known vehicles in that, for example, to lift a pair of wheels, the center of gravity of the vehicle is displaced by a pivoting of the load receiving device. Thereby, the inclination angle of the arranged on the load receiving device load is changed.

Um dies zu vermeiden und den Komfort bzw. die Transportbedingungen zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lastaufnahmevorrichtung eine mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung stehende Lastschwenkeinheit aufweist, wobei an der Lastschwenkeinheit eine Last angeordnet werden kann und wobei ein Schwenkwinkel der Last in Fahrzeuglängsrichtung durch die Lastschwenkeinheit über die Antriebseinrichtung von der Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann. Die Möglichkeit, den Schwenkwinkel der Last in Fahrzeuglängsrichtung vorgeben zu können, bzw. der Schwenkwinkel der Last hat auch einen Einfluss auf die Fahrzeugdynamik, sodass durch Nutzung der Möglichkeit zur Verstellung des Schwenkwinkels der Last und Berücksichtigung dieser Möglichkeit in den Steuerungs- und Regelungsprogrammen die Bewegungsfreiheit des Fahrzeugs weiter erhöht werden kann. In order to avoid this and to improve the comfort or the transport conditions, the invention provides that the load receiving device having a drive device operatively connected to the load pivot unit, wherein on the load pivot unit, a load can be arranged and wherein a pivot angle of the load in the vehicle longitudinal direction through the Load swivel unit via the drive means can be specified by the control device. The ability to specify the swivel angle of the load in the vehicle longitudinal direction, or the swivel angle of the load also has an influence on the vehicle dynamics, so by using the possibility to adjust the swivel angle of the load and consideration of this possibility in the control and regulation programs freedom of movement of the vehicle can be further increased.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Schwenkwinkel der Last quer zur Fahrzeuglängsrichtung durch die Lastschwenkeinheit über die Antriebseinrichtung von der Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann. According to the invention, it is provided that a pivoting angle of the load can be predetermined transversely to the vehicle longitudinal direction by the load pivoting unit via the drive means of the control device.

Um das Fahrzeug an unterschiedliche Treppengeometrien einfach anpassen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens ein Räderpaar in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbar an dem Fahrgestell angeordnet ist und mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht, sodass ein Schwenkwinkel des schwenkbaren Räderpaars durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann, wobei eine Schwenkachse beabstandet zu Drehachsen der Räder des schwenkbaren Räderpaars ist. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß beispielsweise eine Bodenfreiheit des Fahrgestells bereichsweise erhöht werden, sodass auch höhere Stufen mit dem Fahrzeug erklommen werden können. Zudem bietet eine solche Verstellmöglichkeit Vorteile bei Fahrten in unwegsamem Gelände. In order to easily adapt the vehicle to different stair geometries, the invention provides that at least one pair of wheels in the vehicle longitudinal direction is pivotally mounted on the chassis and is in operative connection with the drive means, so that a pivot angle of the pair of pivotable wheels can be specified by the controller, wherein a Pivot axis spaced from the axes of rotation of the wheels of the pivotable pair of wheels. In this way, according to the invention, for example, a ground clearance of the chassis can be partially increased, so that higher levels can be climbed with the vehicle. In addition, such an adjustment offers advantages when driving in rough terrain.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist vorgesehen, dass mindestens ein Rad in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbar an dem Fahrgestell angeordnet ist und mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht, sodass ein Schwenkwinkel des schwenkbaren Rads durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben werden kann, wobei eine Schwenkachse beabstandet zu einer Drehachse des schwenkbaren Rads ist. Auf diese Weise können Bodenunebenheiten insbesondere bei Fahrten in unwegsamem Gelände einfach durch eine Verstellung des Schwenkwinkels des schwenkbaren Rads ausgeglichen werden. In a particularly advantageous embodiment of the vehicle according to the invention it is provided that at least one wheel in the vehicle longitudinal direction is pivotally mounted on the chassis and is in operative connection with the drive means, so that a pivot angle of the pivotable wheel can be specified by the control device, wherein a pivot axis spaced from a Rotary axis of the pivotable wheel is. In this way, bumps, especially when driving in rough terrain can be easily compensated by an adjustment of the pivot angle of the pivotable wheel.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Teillast an der Lastaufnahmevorrichtung festgelegt ist. Bei der Teillast kann es sich erfindungsgemäß beispielsweise um einen Personensitz, einen Container, eine Batterie oder dergleichen handeln. Die Teillast eignet sich erfindungsgemäß dazu, beladen zu werden oder mit einer oder mehreren Personen besetzt zu werden. Advantageously, the invention provides that a partial load is fixed to the load receiving device. The partial load can be according to the invention, for example, a passenger seat, a container, a battery or the like. The partial load is according to the invention to be loaded or to be occupied by one or more persons.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Further advantageous embodiments of the vehicle according to the invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing.

Es zeigt: It shows:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit verlagerbaren Räderpaaren, einer höhenverstellbaren Lastaufnahmeeinrichtung, die eine Lastschwenkeinheit aufweist, 1 a schematic representation of a vehicle with displaceable pairs of wheels, a height-adjustable load receiving device having a load pivoting unit,

2 und 3 schematische Darstellungen eines Fahrzeugs mit einem schwenkbar ausgestaltetem Räderpaar, 2 and 3 schematic representations of a vehicle with a pivotally designed pair of wheels,

4 bis 12 einen schematisch dargestellten Ablauf eines Treppensteigvorgangs eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer Lastschwenkeinheit, 4 to 12 a schematically illustrated sequence of a stair climbing operation of a vehicle according to the invention with a load pivoting unit,

13 bis 21 einen schematisch dargestellten Ablauf eines Treppensteigvorgangs des in den 4 bis 12 dargestellten Fahrzeugs, wobei ein Abstand der Räderpaare zueinander an eine abweichende Treppengeometrie angepasst ist. 13 to 21 a schematically illustrated sequence of a stair climbing process in the 4 to 12 shown vehicle, wherein a distance of the pairs of wheels is adapted to each other to a different stair geometry.

In 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 auf einer Treppe dargestellt. Das Fahrzeug 1 weist ein Fahrgestell 2 mit einem in einem vorderen Bereich 3 angeordneten vorderen Räderpaar 4 und mit einem in einem hinteren Bereich 5 des Fahrgestells 2 angeordneten hinteren Räderpaar 6 auf. Die Räderpaare 4 und 6 sind verlagerbar an dem Fahrgestell 2 angeordnet, sodass ein Abstand 7 der Räderpaare 4 und 6 zueinander durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung verstellt werden kann. Erfindungsgemäß kann die Antriebseinrichtung Antriebseinheiten mit elektromotorischen, elektromagnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Aktoren sowie Sensoren aufweisen. Die Antriebseinrichtung wird durch eine ebenfalls nicht dargestellte Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs 1 angesteuert. In 1 is schematically a vehicle 1 shown on a staircase. The vehicle 1 has a chassis 2 with one in a front area 3 arranged front pair of wheels 4 and with one in a rear area 5 of the chassis 2 arranged rear pair of wheels 6 on. The wheels pairs 4 and 6 are displaceable on the chassis 2 arranged so that a distance 7 the wheels pairs 4 and 6 each other can be adjusted by a drive device, not shown. According to the invention, the drive device may comprise drive units with electromotive, electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuators as well as sensors. The drive device is by a likewise not shown control device of the vehicle 1 driven.

Das Fahrzeug 1 weist zudem eine schwenkbar an dem Fahrgestell 2 angeordnete Lastaufnahmevorrichtung 8 auf, die ebenfalls mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht. Durch eine geeignete Ansteuerung über die Antriebseinrichtung kann die Lastaufnahmevorrichtung 8 um eine Schwenkachse 9 verschwenkt werden, um einen Fahrzeugschwerpunkt zu verlagern. The vehicle 1 also has a pivotable on the chassis 2 arranged load bearing device 8th on, which is also in operative connection with the drive device. By suitable control via the drive device, the load receiving device 8th around a pivot axis 9 be pivoted to relocate a vehicle's center of gravity.

Die Lastaufnahmevorrichtung 8 ist höhenverstellbar ausgestaltet und weist eine Lastschwenkeinheit 10 auf, an der eine Last 11 angeordnet ist. Dadurch, dass die Lastaufnahmevorrichtung 8 höhenverstellbar ausgestaltet ist, kann ein Abstand der Last 11 zu dem Fahrgestell 2 durch eine entsprechende Ansteuerung über die Antriebseinrichtung vorgegeben werden, wodurch der Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 verlagert werden kann. Mit Hilfe der Lastschwenkeinheit 10 kann die Last 11 in Fahrzeuglängsrichtung 12 verschwenkt werden, um einen Neigungswinkel der Last anzupassen. The load-carrying device 8th is designed adjustable in height and has a load pivot unit 10 on, at the one load 11 is arranged. Because of the load bearing device 8th adjustable in height, can be a distance of the load 11 to the chassis 2 be predetermined by a corresponding control via the drive means, whereby the center of gravity of the vehicle 1 can be relocated. With the help of the load pivot unit 10 can the load 11 in the vehicle longitudinal direction 12 be pivoted to adjust a tilt angle of the load.

In 2 ist schematisch ein Fahrzeug 1 auf einem unwegsamen Untergrund 13 dargestellt. Ein vorderes Räderpaar 4 ist schwenkbar an einem Fahrgestell 2 des Fahrzeugs 1 angeordnet, wobei eine Schwenkachse 14 des schwenkbaren Räderpaars 4 einer Schwenkachse einer Lastaufnahmevorrichtung 8 entspricht und beabstandet zu einer Drehachse 15 des vorderen Räderpaars 4 ist. In 3 ist schematisch das Fahrzeug 1 dargestellt, wobei die Räderpaare 4 und 6 um zwei zueinander beabstandete Schwenkachsen 14' und 14'' schwenkbar gelagert sind. In 2 is schematically a vehicle 1 on a rough ground 13 shown. A front pair of wheels 4 is pivotable on a chassis 2 of the vehicle 1 arranged, wherein a pivot axis 14 of the pivotable pair of wheels 4 a pivot axis of a load receiving device 8th corresponds to and spaced from a rotation axis 15 of the front pair of wheels 4 is. In 3 is schematically the vehicle 1 shown, with the pairs of wheels 4 and 6 about two spaced pivot axes 14 ' and 14 '' are pivotally mounted.

In den 4 bis 12 ist schematisch ein Ablauf eines Treppensteigvorgangs eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Bei dem Treppensteigvorgang fährt das Fahrzeug 1 zunächst an eine erste Stufe 16 heran. Anschließend werden die Räderpaare 4 und 6 sowie die Lastaufnahmevorrichtung 8 so angesteuert, dass das Fahrzeug 1 auf dem vorderen Räderpaar 4 stabilisiert wird, während das hintere Räderpaar 6 keinen Kontakt mit einem Untergrund 13 hat. Anschließend wird das hintere Räderpaar 6 auf der ersten Stufe 16 abgesetzt, wie in den 6 und 7 schematisch dargestellt ist. Bei dem Absetzen des hinteren Räderpaars 6 auf der ersten Stufe 16 können erfindungsgemäß in Abhängigkeit von einem Neigungswinkel die Lastaufnahmeeinrichtung 8 und die Last 11 derart beschleunigt werden, dass ein Reaktionsmoment an dem Räderpaar 6 entgegen der Bewegungsrichtung des Räderpaars 6 wirkt und dadurch das Räderpaars 6 beim Absetzen auf die erste Stufe 16 abgebremst wird, sodass die Geschwindigkeit des Räderpaars 6 beim Kontakt des Räderpaars 6 mit der ersten Stufe 16 näherungsweise gleich Null ist. Die dabei erzeugte Bewegung der Lastaufnahmeeinrichtung 8 und der Last 11 kann anschließend wieder abgebremst werden, wobei die Räderpaare 4 und 6 beim Abbauen der Geschwindigkeit der Lastaufnahmeeinrichtung 8 und der Last 11 entweder in Bodenkontakt bleiben oder wobei zumindest ein Teil der Bewegungsenergie der Lastaufnahmevorrichtung 8 und der Last 11 zum Anheben des vorderen Räderpaars 4 genutzt wird. Des Weiteren wird bei sämtlichen Vorgängen ein Neigungswinkel einer an der Lastaufnahmevorrichtung 8 angeordneten Last 11 durch eine Lastschwenkeinheit 10 angepasst, sodass der Neigungswinkel während des Treppensteigvorgangs zumindest annährend konstant bleibt. In the 4 to 12 Fig. 2 is a schematic of a stair climbing operation of a vehicle 1 shown. In the stair climbing process the vehicle drives 1 first to a first stage 16 approach. Subsequently, the pairs of wheels 4 and 6 as well as the load handling device 8th so driven that the vehicle 1 on the front pair of wheels 4 is stabilized while the rear pair of wheels 6 no contact with a surface 13 Has. Subsequently, the rear pair of wheels 6 on the first level 16 deposed, as in the 6 and 7 is shown schematically. When settling the rear pair of wheels 6 on the first level 16 can according to the invention in dependence on an angle of inclination, the load receiving device 8th and the load 11 be accelerated so that a reaction torque on the pair of wheels 6 against the direction of movement of the pair of wheels 6 acts and thus the pair of wheels 6 when settling on the first stage 16 is braked, so the speed of the pair of wheels 6 at the contact of the pair of wheels 6 with the first stage 16 is approximately equal to zero. The generated thereby movement of the load receiving device 8th and the load 11 can then be decelerated again, with the pairs of wheels 4 and 6 when reducing the speed of the load receiving device 8th and the load 11 either remain in contact with the ground or at least part of the kinetic energy of the load-bearing device 8th and the load 11 for lifting the front pair of wheels 4 is being used. Furthermore, in all operations, an angle of inclination of one on the load receiving device 8th arranged load 11 by a load swing unit 10 adjusted so that the angle of inclination remains at least approximately constant during the stair climbing process.

In den 8 bis 12 sind weitere Momentaufnahmen des Treppensteigvorgangs des Fahrzeugs 1 dargestellt, bei dem das Fahrzeug 1 auch eine zweite Stufe 17 einer Treppe 18 überwindet. In den schematischen Darstellungen ist jeweils gut zu erkennen, dass der Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 durch ein Verschwenken der Lastaufnahmevorrichtung 8 um eine Schwenkachse 9 verändert wird, um ein Abheben des vorderen bzw. hinteren Räderpaars 4, 6 zu ermöglichen. Dies erfolgt über die nicht dargestellte Antriebseinrichtung durch eine ebenfalls nicht dargestellte Steuerungseinrichtung gemäß auf der Steuerungseinrichtung gespeicherter Steuerungs- und Regelungsprogramme. Gleichzeitig werden die Räderpaare geeignet angesteuert, um das Fahrzeug 1 auf dem vorderen oder dem hinteren Räderpaar 4, 6 zu stabilisieren. Mit Hilfe der Steuerungs- und Regelungsprogramme wird auch der Neigungswinkel der Last an den Schwenkwinkel der Lastaufnahmevorrichtung angepasst. In the 8th to 12 are further snapshots of the stair climbing process of the vehicle 1 shown in which the vehicle 1 also a second stage 17 a staircase 18 overcomes. In the schematic representations, it is easy to see that the center of gravity of the vehicle 1 by pivoting the load receiving device 8th around a pivot axis 9 is changed to a lifting of the front or rear pair of wheels 4 . 6 to enable. This is done via the drive means, not shown, by a likewise not shown control device according stored on the control device control and regulation programs. At the same time, the pairs of wheels are properly controlled to the vehicle 1 on the front or the rear pair of wheels 4 . 6 to stabilize. With the aid of the control and regulation programs, the inclination angle of the load is also adapted to the swivel angle of the load receiving device.

In den 13 bis 21 ist das in den 4 bis 12 dargestellte Fahrzeug 1 bei einem vergleichbaren Treppensteigvorgang schematisch dargestellt, wobei ein Abstand 7 der Räderpaare 4 und 6 voneinander durch die nicht dargestellte Antriebseinrichtung verändert und an eine Treppengeometrie einer zu überwindenden Treppe 19 angepasst wurde. Stufen 20 und 21 der Treppe 19 weisen jeweils eine geringere Stufenhöhe und eine längere Stufentiefe auf als die in den 4 bis 12 dargestellten und von dem Fahrzeug 1 in der in den 4 bis 12 dargestellten Situation zu überwindenden Stufen 16 und 17 der Treppe 18. In the 13 to 21 is that in the 4 to 12 illustrated vehicle 1 schematically illustrated in a comparable stair climbing process, wherein a distance 7 the wheels pairs 4 and 6 changed by the drive device, not shown, and to a staircase geometry of a staircase to be overcome 19 was adjusted. stages 20 and 21 the stairs 19 each have a lower step height and a longer step depth than those in the 4 to 12 shown and from the vehicle 1 in the in the 4 to 12 illustrated situation to be overcome stages 16 and 17 the stairs 18 ,

Claims

Vehicle ( 1 ) with a chassis ( 2 ), with a front pair of wheels ( 4 ) located in a front area ( 3 ) of the chassis ( 2 ) on the chassis ( 2 ) is arranged, with a rear pair of wheels ( 6 ) located in a rear area ( 5 ) of the chassis ( 2 ) on the chassis ( 2 ) is arranged, with a vehicle in the longitudinal direction ( 12 ) pivotable on the chassis ( 2 ) arranged load receiving device ( 8th ), with a drive device and with a control device connected electrically and / or data-conducting with the drive device, wherein the drive device with wheels of the wheel pairs ( 4 . 6 ) and with the load handling device ( 8th ) is in operative connection and is designed such that, with the aid of suitable control and regulating programs stored on the control device, the wheels of the pairs of wheels ( 4 . 6 ) and a swivel angle of the load receiving device ( 8th ) can be controlled so that the vehicle ( 1 ) on only one pair of wheels ( 4 . 6 ) on a surface ( 13 ) can be stabilized while the other pair of wheels ( 4 . 6 ) no contact with the underground ( 13 ), characterized in that at least one pair of wheels ( 4 . 6 ) in the vehicle longitudinal direction ( 12 ) displaceable on the chassis ( 2 ) is arranged and is in operative connection with the drive device, so that a distance ( 7 ) of the pairs of wheels ( 4 . 6 ) can be predetermined by the controller.

Vehicle ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the drive device has a plurality of drive units and / or that the control device has a plurality of data-connected control units.

Vehicle ( 1 ) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the load-carrying device ( 8th ) is designed to be adjustable in height and is in operative connection with the drive device, so that a distance of a to the load receiving device ( 8th ) arranged load ( 11 ) of the chassis ( 2 ) can be specified by the controller.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the load-carrying device ( 8th ) a load pivoting unit operatively connected to the drive device ( 10 ), wherein on the load pivoting unit ( 10 ) a burden ( 11 ) and wherein a swivel angle of the load ( 11 ) in the vehicle longitudinal direction ( 12 ) by the load pivoting unit ( 10 ) can be specified by the control device via the drive device.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one pair of wheels ( 4 . 6 ) in the vehicle longitudinal direction ( 12 ) pivotable on the chassis ( 2 ) is arranged and is in operative connection with the drive device, so that a pivot angle of the pivotable pair of wheels ( 4 . 6 ) can be specified by the control device, wherein a pivot axis ( 14 ) spaced apart from axes of rotation ( 15 ) of the wheels of the pivotable pair of wheels ( 4 . 6 ).

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one wheel in the vehicle longitudinal direction ( 12 ) pivotable on the chassis ( 2 ) and is in operative connection with the drive device, so that a pivot angle of the pivotable wheel can be specified by the control device, wherein a pivot axis is spaced from a rotational axis of the pivotable wheel.

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a partial load on the load receiving device ( 8th ).

Vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle ( 1 ) at least one data-conducting connected to the control device sensor for detecting the for the control and regulation of the vehicle ( 1 ) has required sizes.