DE102016014463A1 - Supply of a motor vehicle by means of a robot system - Google Patents
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Versorgen wenigstens eines Kraftfahrzeugs (40) mittels eines Robotersystems mit einer Roboteranordnung, die wenigstens einen mobilen Roboter (10) aufweist, und einer Steuerung (11, 30) zum Verbinden eines durch den mobilen Roboter (10) geführten ersten Verbindungsmittels (21) mit einem fahrzeugseitigen zweiten Verbindungsmittel (42) zum Aufladen eines Energiespeichers (41) und/oder Betanken eines Tanks des Kraftfahrzeugs (40), insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 8, umfasst wenigstens eine der Schrittfolgen: Verbinden (S40) des ersten und zweiten Verbindungsmittels (21, 42) in Abhängigkeit von einer ermittelten Kraft an dem erstem Verbindungsmittel (21) nach wenigstens teilweise automatisiertem Navigieren oder Positionieren (S10) des Kraftfahrzeugs (40), insbesondere auf einen Stellplatz (60), und/oder Positionieren (S30) einer mobilen Basis (129 des mobilen Roboters (10), insbesondere relativ zu dem Kraftfahrzeug (40); und/oder Auswählen (S20) des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, ersten Verbindungsmittels (21) von wenigstens zwei Verbindungsmitteln und/oder des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, mobilen Roboters (10) von wenigstens zwei mobilen Robotern der Roboteranordnung in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeug (40), insbesondere einer Position des Kraftfahrzeugs (40), insbesondere seines Stellplatzes (60) und/oder seines zweiten Verbindungsmittels (42), und Anfahren und Aufnehmen (S20) des, insbesondere ausgewählten, ersten Verbindungsmittels (21) mit dem, insbesondere ausgewählten, mobilen Roboter (10).A method according to the invention for supplying at least one motor vehicle (40) by means of a robot system having a robot arrangement comprising at least one mobile robot (10) and a controller (11, 30) for connecting a first connection means guided by the mobile robot (10) ( 21) with a vehicle-side second connecting means (42) for charging an energy store (41) and / or refueling a tank of the motor vehicle (40), in particular according to one of claims 5 to 8, comprising at least one of the step sequences: connecting (S40) of the first and second connecting means (21, 42) in response to a determined force on the first connecting means (21) after at least partially automated navigation or positioning (S10) of the motor vehicle (40), in particular on a parking space (60), and / or positioning ( S30) a mobile base (129 of the mobile robot (10), in particular relative to the motor vehicle (40); and / or selections n (S20) of the, in particular vehicle-favorable, first connecting means (21) of at least two connecting means and / or of the, in particular vehicle-favorable, mobile robot (10) of at least two mobile robots of the robot arrangement in dependence on the motor vehicle (40), in particular a position of the motor vehicle (40), in particular its parking space (60) and / or its second connecting means (42), and starting and picking up (S20) the, in particular selected, first connecting means (21) with the, in particular selected, mobile robot (10) ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen eines Energiespeichers und/oder Betanken eines Tanks eines Kraftfahrzeugs mittels eines Robotersystems sowie ein Robotersystem und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for charging an energy storage device and / or refueling a tank of a motor vehicle by means of a robot system as well as a robot system and a computer program product for carrying out the method.
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aufladen eines Energiespeichers und/oder Betanken eines Tanks eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.Object of the present invention is to improve charging of an energy storage and / or refueling of a tank of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 5, 9 stellen ein Robotersystem bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Claims 5, 9 protect a robot system or computer program product for carrying out a method described here. The subclaims relate to advantageous developments.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Robotersystem zum Versorgen eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge, insbesondere eines oder mehrerer Personenkraftwagen, mit elektrischer Energie und/oder Kraftstoff und/oder Gas eine Roboteranordnung mit einem oder mehreren, insbesondere mehreren baugleichen und/oder mehreren diversitären, mobilen Robotern und eine, insbesondere verteilte und/oder hierarchische, Steuerung auf.According to one embodiment of the present invention, a robot system for supplying one or more motor vehicles, in particular one or more passenger cars, with electrical energy and / or fuel and / or gas has a robot arrangement with one or more, in particular a plurality of identically constructed and / or multiple diverse, mobile Robots and a, in particular distributed and / or hierarchical, control on.
Baugleiche mobile Roboter können in einer Ausführung vorteilhaft gegeneinander ausgetauscht werden bzw. alternativ eingesetzt und/oder einheitlich betrieben werden, während aus einer Roboteranordnung mit diversitären mobilen Roboter in einer Ausführung vorteilhaft jeweils ein, insbesondere für das jeweilige Kraftfahrzeug und/oder seinen Standort, besonders geeigneter der, insbesondere baulich, unterschiedlichen mobilen Roboter verwendet, insbesondere ausgewählt werden kann. Identically identical mobile robots can advantageously be exchanged for one another in an embodiment or alternatively used and / or operated uniformly, while in one embodiment a robot arrangement with diverse mobile robots is particularly suitable, in particular for the respective motor vehicle and / or its location used, in particular structurally, different mobile robot, in particular can be selected.
Das Robotersystem, insbesondere sein(e) Roboter und/oder Steuerung, ist/sind in einer Ausführung zum Verbinden eines durch den bzw. einen der mobilen Roboter geführten ersten Verbindungsmittels mit einem fahrzeugseitigen zweiten Verbindungsmittel zum Aufladen eines Energiespeichers und/oder Betanken eines Tanks des (jeweiligen) Kraftfahrzeugs eingerichtet bzw. wird/werden hierzu verwendet.The robot system, in particular its robot and / or controller, is / are in an embodiment for connecting a first connection means guided by the or one of the mobile robots to a vehicle-side second connection means for charging an energy store and / or refueling a tank of the vehicle (respective) motor vehicle established or is / are used for this purpose.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum, insbesondere parallelen und/oder sequentiellen, Versorgen eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge, insbesondere eines oder mehrerer Personenkraftwagen, mit elektrischer Energie und/oder Kraftstoff und/oder Gas mittels des Robotersystems die Schrittfolge auf: Verbinden des ersten und zweiten Verbindungsmittels in Abhängigkeit bzw. auf Basis von einer ermittelten Kraft an dem erstem Verbindungsmittel nach vollständig oder teilweise automatisiertem Navigieren oder Positionieren des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf einen Stellplatz, und/oder Positionieren einer mobilen Basis des mobilen Roboters, insbesondere relativ zu dem Kraftfahrzeug.According to one embodiment of the present invention, a method for, in particular parallel and / or sequential, supplying one or more motor vehicles, in particular one or more passenger cars, with electrical energy and / or fuel and / or gas by means of the robot system, the sequence of steps: connecting the first and second connecting means in response or based on a determined force on the first connecting means after fully or partially automated navigation or positioning of the motor vehicle, in particular on a parking space, and / or positioning a mobile base of the mobile robot, in particular relative to the motor vehicle ,
Durch ein wenigstens teilweise automatisiertes Navigieren oder Positionieren des Kraftfahrzeugs und/oder ein wenigstens teilweise automatisiertes Positionieren einer mobilen Basis des mobilen Roboters kann in einer Ausführung eine günstige, insbesondere sichere und/oder kompakte, Konfiguration von Kraftfahrzeug und mobilem Roboter (relativ zueinander) realisiert werden.By at least partially automated navigation or positioning of the motor vehicle and / or at least partially automated positioning of a mobile base of the mobile robot, a favorable, in particular safe and / or compact, configuration of motor vehicle and mobile robot (relative to each other) can be realized in one embodiment ,
Dabei auftretende bzw. verbleibende (Positionier)Ungenauigkeiten können in einer Ausführung vorteilhaft durch ein kraftgeführtes bzw. -steuertes, insbesondere -regeltes, Verbinden des ersten und zweiten Verbindungsmittels kompensiert und so die Versorgung des Kraftfahrzeugs weiter verbessert, insbesondere automatisiert und/oder sicher(er) und/oder effizient(er) durchgeführt, werden.Occurring or remaining (positioning) inaccuracies can advantageously compensated in one embodiment by a force-controlled or -steuertes, in particular -regeltes, connecting the first and second connecting means and so further improves the supply of the motor vehicle, in particular automated and / or safe (he ) and / or efficiently.
Zur kompakteren Darstellung wird vorliegend auch ein Regeln bzw. ein Ansteuern auf Basis rückgeführter Ist-Werte als Steuern im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet, ein antiparalleles Kräftepaar bzw. Drehmoment verallgemeinernd als Kraft im Sinne der vorliegenden Erfindung.For a more compact representation, in the present case also a control or a drive on the basis of returned actual values is referred to as taxes in the sense of the present invention, generalizing an antiparallel force pair or torque as force in the sense of the present invention.
Zusätzlich oder alternativ weist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung das Verfahren zum, insbesondere parallelen und/oder sequentiellen, Versorgen eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge, insbesondere eines oder mehrerer Personenkraftwagen, mit elektrischer Energie und/oder Kraftstoff und/oder Gas mittels des Robotersystems die Schrittfolge auf: Auswählen des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, ersten Verbindungsmittels von bzw. aus zwei oder mehr (potentiellen ersten) Verbindungsmitteln und/oder des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, mobilen Roboters von bzw. aus zwei oder mehr mobilen Robotern der Roboteranordnung in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeug, insbesondere einer, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Position des Kraftfahrzeugs, insbesondere seines, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Stellplatzes und/oder seines zweiten Verbindungsmittels, und Anfahren und Aufnehmen des, insbesondere ausgewählten, ersten Verbindungsmittels mit dem, insbesondere ausgewählten, mobilen Roboter.Additionally or alternatively, according to an embodiment of the present invention, the method for, in particular parallel and / or sequential, supplying one or more motor vehicles, in particular one or more passenger cars, with electrical energy and / or fuel and / or gas by means of the robot system, the step sequence Selecting the, in particular vehicle-favorable, first connection means from or from two or more (potential first) connection means and / or the, in particular vehicle-favorable, mobile robot from or from two or more mobile robots of the robot arrangement as a function of the motor vehicle, in particular one , in particular current or predicted, position of the motor vehicle, in particular its, in particular current or forecast, parking space and / or its second connecting means, and starting up and recording the, in particular selected, first connecting means with the, in particular selected, mobile robot.
Hierdurch kann jeweils ein fahrzeuggünstigstes von mehreren Verbindungsmitteln und/oder ein fahrzeuggünstigster von mehreren mobilen Robotern eingesetzt werden. So kann beispielsweise in einer Ausführung ein mobiler Roboter wahlweise jeweils dasjenige von mehreren (potentiellen ersten) Verbindungsmitteln aufnehmen und zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit dessen zweitem Verbindungsmittel verbinden, das diesem (jeweiligen) Kraftfahrzeug am nächsten ist, beispielsweise jeweils ein einem oder mehreren Stellplätzen zugeordnetes Verbindungsmittel. Zusätzlich oder alternativ kann das bzw. eines von mehreren potentiellen ersten Verbindungsmitteln wahlweise von demjenigen von verschiedenen mobilen Robotern aufgenommen und mit dem zweitem Verbindungsmittel eines Kraftfahrzeugs verbunden werden, der diesem (jeweiligen) Kraftfahrzeug am nächsten und/oder hierfür, insbesondere baulich, geeignet(er) ist.As a result, in each case one vehicle-advantageous of a plurality of connection means and / or a vehicle-favorable of several mobile robots can be used. Thus, for example, in one embodiment, a mobile robot can selectively pick up either one of a plurality of (potential first) connection means and connect it to its second connection means for supplying a motor vehicle closest to that (respective) motor vehicle, for example a connection means associated with one or more parking spaces , Additionally or alternatively, the or one of a plurality of potential first connection means may optionally be picked up by the one of different mobile robots and connected to the second connection means of a motor vehicle closest to this (respective) motor vehicle and / or for this, in particular structurally suitable (he ).
Entsprechend wird bzw. ist in einer Ausführung dasjenige (erste) Verbindungsmittel als fahrzeuggünstigstes (erstes) Verbindungsmittel ausgewählt, das dem zu versorgenden Kraftfahrzeug und/oder dessen, insbesondere aktuellem oder prognostiziertem, Stellplatz, am nächsten und/oder frei bzw. verfügbar und/oder für das Kraftfahrzeug, insbesondere baulich, geeignet, insbesondere am besten geeignet, ist, als fahrzeuggünstigster mobiler Roboter in einer Ausführung derjenige mobile Roboter, der dem zu versorgenden Kraftfahrzeug und/oder dessen, insbesondere aktuellem oder prognostiziertem, Stellplatz, am nächsten und/oder frei bzw. verfügbar und/oder für das Kraftfahrzeug, dessen, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Stellplatz und/oder das, insbesondere ausgewählte bzw. fahrzeuggünstigste, (erste) Verbindungsmittel, insbesondere baulich, geeignet, insbesondere am besten geeignet, ist.Correspondingly, in one embodiment, the (first) connecting means is selected as vehicle-favorable (first) connecting means, closest to and / or available and / or available to the motor vehicle to be supplied and / or its, in particular current or predicted, parking space for the motor vehicle, in particular structurally, suitable, in particular most suitable, as the vehicle-cheapest mobile robot in one embodiment, that mobile robot, the next to the vehicle to be supplied and / or its, in particular current or predicted, next and / or free or available and / or for the motor vehicle whose, in particular current or predicted, parking space and / or the, in particular selected or vehicle cheapest, (first) connecting means, in particular structurally, suitable, in particular most suitable.
In einer Ausführung weist das Verfahren, insbesondere zusätzlich zu dem Auswählen des ersten Verbindungsmittels und/oder mobilen Roboters, den Schritt auf: vollständig oder teilweise automatisiertes Navigieren oder Positionieren des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf einen Stellplatz, und/oder des mobilen Roboters, insbesondere einer mobilen Basis des mobilen Roboters, insbesondere des mobilen Roboters, insbesondere seiner mobilen Basis, relativ zu dem Kraftfahrzeug.In one embodiment, the method, in particular in addition to selecting the first connection means and / or mobile robot, the step: fully or partially automated navigation or positioning of the motor vehicle, in particular on a parking space, and / or the mobile robot, in particular a mobile Base of the mobile robot, in particular the mobile robot, in particular its mobile base, relative to the motor vehicle.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine günstige, insbesondere sichere(re) und/oder kompakte(re), Konfiguration von Kraftfahrzeug und mobilem Roboter (relativ zueinander) realisiert werden.As a result, in one embodiment, a favorable, in particular safe (re) and / or compact (re), configuration of motor vehicle and mobile robot (relative to each other) can be realized.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Verfahren, insbesondere zusätzlich zu dem Auswählen des ersten Verbindungsmittels und/oder mobilen Roboters, den Schritt auf: insbesondere vollständig oder teilweise automatisiertes, Durchführen und/oder Auswerten des Verbindens des ersten und zweiten Verbindungsmittels in Abhängigkeit von einer ermittelten Kraft an dem erstem Verbindungsmittel.Additionally or alternatively, in one embodiment, the method, in particular in addition to the selection of the first connection means and / or mobile robot, the step: in particular fully or partially automated, performing and / or evaluating the connection of the first and second connection means in response to a determined force on the first connecting means.
Wie bereits erläutert, können insbesondere (Positionier)Ungenauigkeiten in einer Ausführung vorteilhaft durch ein kraftgeführtes bzw. -steuertes, insbesondere -regeltes, Verbinden des ersten und zweiten Verbindungsmittels kompensiert und so die Versorgung des Kraftfahrzeugs verbessert, insbesondere automatisiert und/oder sicher(er) und/oder effizient(er) durchgeführt, werden. Durch ein Auswerten des Verbindens in Abhängigkeit von einer ermittelten Kraft, insbesondere einem Kraftverlauf während des Verbindens, kann in einer Ausführung vorteilhaft der Zustand der Verbindung zwischen erstem und zweiten Verbindungsmittel bewertet und eine entsprechende Reaktion ausgelöst, insbesondere eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder ein Verbinden und/oder Laden bzw. Betanken verhindert werden, falls die Verbindung einem vorgegebenen Kriterium nicht genügt bzw. ein Laden bzw. Betanken nur zugelassen bzw. durchgeführt werden, falls die Verbindung einem vorgegebenen Kriterium genügt.As already explained, in particular (positioning) inaccuracies in one embodiment can advantageously be compensated by a force-controlled, in particular regulated, connection of the first and second connecting means and thus improves the supply of the motor vehicle, in particular automatically and / or safely. and / or performed efficiently. By evaluating the connection as a function of a determined force, in particular a force curve during the connection, the state of the connection between the first and second connection means can advantageously be evaluated and a corresponding reaction triggered, in particular an error message output and / or a connection and / or charging or refueling be prevented if the connection does not meet a predetermined criterion or charging or refueling are only allowed or performed if the connection meets a predetermined criterion.
In einer Ausführung wird die Kraft an dem erstem Verbindungsmittel, insbesondere ein(e) von dem und/oder auf das erste Verbindungsmittel vor, während und/oder nach dem Verbinden ausgeübte Kraft, insbesondere also (auch) ein Drehmoment, mittels eines ein- oder mehrteiligen und7oder -achsigen Krafterfassungsmittels ermittelt, das in einer Weiterbildung an dem ersten Verbindungsmittel und/oder zwischen erstem Verbindungsmittel und mobilem Roboter, insbesondere an einer Aufnahme und/oder einem (Werkzeug)Flansch des mobilen Roboters bzw. eines gelenkigen Arms des Roboters, und/oder an einem oder mehreren Gelenken, insbesondere Gelenkantrieben, des Roboters, insbesondere (s)eines gelenkigen Arms und/oder zwischen diesem und einer mobilen Basis des Roboters, angeordnet sein und/oder einen oder mehrere ein- oder mehrachsige Kraft-, insbesondere also (Kraft-)Momenten-Sensoren aufweisen kann. So kann insbesondere eine in Gelenk(antrieb)en des gelenkigen Arms erfasste Kraft rechnerisch, insbesondere modellgestützt, in eine Kraft am roboter(arm)geführten ersten Verbindungsmittel transformiert werden.In one embodiment, the force on the first connecting means, in particular a (e) by and / or on the first connecting means before, during and / or after the connection force, in particular so (also) a torque, by means of a on or in a further development on the first connection means and / or between the first connection means and the mobile robot, in particular on a receptacle and / or a (tool) flange of the mobile robot or an articulated arm of the robot, and / or or at one or more joints, in particular joint drives, of the robot, in particular (s) of an articulated arm and / or between this and a mobile base of the robot, and / or one or more mono- or multi-axis force, in particular ( Force) torque sensors may have. Thus, in particular, a force detected in the joint (drive) of the articulated arm can be transformed mathematically, in particular model-based, into a force on the robot (arm) guided first connecting means.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Verfahren, insbesondere zusätzlich zu dem kraftgeführten Verbinden nach dem wenigstens teilweise automatisierten Navigieren oder Positionieren des Kraftfahrzeugs und/oder der mobilen Basis, den Schritt: Auswählen des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, ersten Verbindungsmittels von bzw. aus zwei oder mehr (potentiellen ersten) Verbindungsmitteln in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeug, insbesondere einer, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Position des Kraftfahrzeugs, insbesondere seines, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Stellplatzes und/oder seines zweiten Verbindungsmittels, und/oder den Schritt auf: Auswählen des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, mobilen Roboters von bzw. aus zwei oder mehr mobilen Robotern der Roboteranordnung in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeug, insbesondere einer, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Position des Kraftfahrzeugs, insbesondere seines, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Stellplatzes und/oder seines zweiten Verbindungsmittels.Additionally or alternatively, in one embodiment, the method, in particular in addition to the force-guided connection after the at least partially automated navigation or positioning of the motor vehicle and / or the mobile base, the step: selecting the, in particular vehicle-favorable, first connecting means from or from two or more (potential first) connecting means in dependence on the motor vehicle, in particular one, in particular current or predicted, position of the motor vehicle, in particular its, in particular current or forecast, parking space and / or its second connection means, and / or the step of: selecting the, in particular vehicle-favorable, mobile robot from two or more mobile robots of the robot arrangement in dependence on the motor vehicle, in particular one, in particular current or predicted, position of the motor vehicle , in particular its, in particular current or forecast, parking space and / or its second means of connection.
Wie bereits erläutert, kann hierdurch in einer Ausführung jeweils ein fahrzeuggünstigstes von mehreren Verbindungsmitteln und/oder ein fahrzeuggünstigster von mehreren mobilen Robotern eingesetzt und so die Versorgung des Kraftfahrzeugs (weiter) verbessert werden.As already explained, in one embodiment, in each case one vehicle-advantageous of a plurality of connecting means and / or a vehicle-favorable of several mobile robots can be used and thus the supply of the motor vehicle (further) can be improved.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Verfahren, insbesondere zusätzlich zu dem kraftgeführten Verbinden nach dem wenigstens teilweise automatisierten Navigieren oder Positionieren des Kraftfahrzeugs und/oder der mobilen Basis, den Schritt auf: Anfahren und Aufnehmen des, insbesondere ausgewählten, ersten Verbindungsmittels mit dem, insbesondere ausgewählten, mobilen Roboter.Additionally or alternatively, in one embodiment, the method, in particular in addition to the force-guided connection after the at least partially automated navigation or positioning of the motor vehicle and / or the mobile base, comprises the step: starting and receiving the, in particular selected, first connecting means with the, especially selected, mobile robots.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Verfahren den Schritt auf: Anfahren einer Lagerung und Ablegen des durch den mobilen Roboter geführten ersten Verbindungsmittels, insbesondere nach einem Lösen von dem zweiten Verbindungsmittel.Additionally or alternatively, in one embodiment, the method comprises the step of: starting storage and depositing the guided by the mobile robot first connecting means, in particular after a release of the second connecting means.
Hierdurch kann in einer Ausführung derselbe mobile Roboter sequentiell und/oder wahlweise verschiedene erste Verbindungsmittel führen bzw. mit einem zweiten Verbindungsmittel verbinden und/oder dasselbe erste Verbindungsmittel sequentiell und/oder wahlweise von verschiedenen mobilen Robotern geführt bzw. mit einem zweiten Verbindungsmittel verbunden und so die Versorgung des Kraftfahrzeugs (weiter) verbessert werden.Thereby, in one embodiment, the same mobile robot can sequentially and / or selectively connect different first connection means and / or guide the same first connection means sequentially and / or optionally from different mobile robots or connected to a second connection means and so on Supply of the motor vehicle (further) to be improved.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Verfahren den Schritt auf: Ermitteln, insbesondere taktiles oder berührungsloses, insbesondere optisches, Ermitteln, einer, insbesondere zwei- oder dreidimensionalen, Lage und/oder Orientierung des zweiten Verbindungsmittels, mittels eines, insbesondere durch den mobilen Roboter geführten oder unabhängig von diesem mobilen oder stationären Erfassungsmittels.Additionally or alternatively, in one embodiment, the method comprises the step: determining, in particular tactile or non-contact, in particular optical, determining, in particular two- or three-dimensional, position and / or orientation of the second connection means, by means of one, in particular by the mobile robot guided or independent of this mobile or stationary detection means.
Ein durch den mobilen Roboter geführtes Erfassungsmittels kann in einer Ausführung vorteilhaft effizient in einer vorteilhaften Erfassungsstellung angeordnet werden, ein unabhängig von dem mobilen Roboter mobiles Erfassungsmittels unabhängig von diesem in einer vorteilhaften Erfassungsstellung angeordnet werden, beispielsweise, während der mobile Roboter noch das erste Erfassungsmittel aufnimmt oder dergleichen. Durch ein stationäres Erfassungsmittel kann in einer Ausführung vorteilhaft ein apparativer und/oder Steuerungsaufwand reduziert werden.In one embodiment, a detection means guided by the mobile robot can advantageously be arranged efficiently in an advantageous detection position, an independent of the mobile robot mobile detection means are arranged independently of this in an advantageous detection position, for example, while the mobile robot still recording the first detection means or like. By a stationary detection means can advantageously be reduced in one embodiment, an apparatus and / or control effort.
In einer Ausführung kommuniziert die Steuerung, insbesondere eine übergeordnete Steuerungsebene bzw. -hierarchiestufe bzw. -instanz der Steuerung, mit dem bzw. den Kraftfahrzeugen und/oder einer Robotersteuerung des bzw. der mobilen Roboter, insbesondere parallel und/oder sequentiell, drahtlos, insbesondere zur Durchführung von einem oder mehreren der hier beschriebenen Schritte, bzw. ist hierzu, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, eingerichtet, in einer Weiterbildung basierend auf einem WLAN-Standard, RFID-Technologie oder dergleichen.In one embodiment, the controller, in particular a superordinate control level or hierarchy level or instance of the controller, communicates with the motor vehicle (s) and / or a robot controller of the mobile robot (s), in particular in parallel and / or sequentially, wirelessly, in particular for carrying out one or more of the steps described here, or is for this purpose, in particular hardware and / or software, in particular program technology, set up in a development based on a WLAN standard, RFID technology or the like.
Insbesondere durch eine solche Kommunikation kann die Navigation bzw. Positionierung von Kraftfahrzeug(en) und Basis des bzw. der Roboter und/oder das Aufladen des Energiespeichers bzw. Betanken des Tanks verbessert werden.The navigation or positioning of the motor vehicle (s) and the base of the robot (s) and / or the charging of the energy store or refueling of the tank can be improved in particular by such a communication.
In einer Ausführung weisen der bzw. einer oder mehrere der mobilen Roboter (jeweils) eine, insbesondere ungebunden(e) bzw. frei bewegliche, mobile Basis mit einer Antriebsanordnung zum Bewegen in wenigstens, insbesondere genau, zwei translatorischen, insbesondere horizontalen, Freiheitsgraden und/oder wenigstens, insbesondere genau, einem rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere um die Vertikale, auf. In einer Weiterbildung kann die mobile Basis ein, insbesondere omnidirektionales und/oder lenkbares, Räder-, Raupen- oder Kettenfahrwerk oder dergleichen aufweisen.In one embodiment, the or one or more of the mobile robots (respectively) have a, in particular unbound (e) or freely movable, mobile base with a drive arrangement for moving in at least, in particular exactly, two translational, in particular horizontal, degrees of freedom and / or at least, in particular precisely, a rotational degree of freedom, in particular around the vertical. In a development, the mobile base can have a, in particular omnidirectional and / or steerable, wheel, tracked or tracked running gear or the like.
Hierdurch kann der mobile Roboter in einer Ausführung das Kraftfahrzeug vorteilhaft anfahren, insbesondere einen gelenkigen (Roboter)Arm vorpositionieren.As a result, in one embodiment, the mobile robot can advantageously approach the motor vehicle, in particular pre-position an articulated (robot) arm.
Zusätzlich oder alternativ weisen der bzw. einer oder mehrere der mobilen Roboter in einer Ausführung (jeweils) einen gelenkigen (Roboter)Arm mit einem oder mehreren, insbesondere wenigstens vier, insbesondere wenigstens sechs, insbesondere wenigstens sieben, Gelenken, insbesondere Drehgelenken, und (je) einem Gelenkantrieb zu dessen bzw. deren Bewegen auf.Additionally or alternatively, the or one or more of the mobile robots in one embodiment (each) an articulated (robot) arm with one or more, in particular at least four, in particular at least six, in particular at least seven, joints, in particular hinges, and (depending ) a joint drive to its or their movement.
Hierdurch kann der mobile Roboter, insbesondere ein mittels Positionieren seiner mobilen Basis vorpositionierter mobiler Roboter, in einer Ausführung das durch ihn geführte erste Verbindungsmittel vorteilhaft mit dem zweiten Verbindungsmittel verbinden. In this way, in one embodiment, the mobile robot, in particular a mobile robot prepositioned by positioning its mobile base, can advantageously connect the first connecting means guided through it to the second connecting means.
Zusätzlich oder alternativ weisen der bzw. einer oder mehrere der mobilen Roboter, insbesondere dessen bzw. deren gelenkiger (Roboter)Arm, in einer Ausführung (jeweils) eine, insbesondere bewegliche, Aufnahme auf, die das erste Verbindungsmittel, insbesondere form- und/oder reibschlüssig und/oder magnetisch, insbesondere elektromagnetisch, temporär aufnimmt bzw. hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.Additionally or alternatively, the or one or more of the mobile robot, in particular its or its articulated (robot) arm, in one embodiment (in each case) one, in particular movable, recording, the first connecting means, in particular form and / or frictionally engaged and / or magnetically, in particular electromagnetically, temporarily receives or is set up for this purpose or is used.
Hierdurch kann in einer Ausführung derselbe mobile Roboter sequentiell und/oder wahlweise verschiedene erste Verbindungsmittel führen bzw. mit einem zweiten Verbindungsmittel verbinden und/oder dasselbe erste Verbindungsmittel sequentiell und/oder wahlweise von verschiedenen mobilen Robotern geführt bzw. mit einem zweiten Verbindungsmittel verbunden und so die Versorgung des Kraftfahrzeugs (weiter) verbessert werden.Thereby, in one embodiment, the same mobile robot can sequentially and / or selectively connect different first connection means and / or guide the same first connection means sequentially and / or optionally from different mobile robots or connected to a second connection means and so on Supply of the motor vehicle (further) to be improved.
Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Robotersystem eine oder mehrere Lagerungen auf, an denen das bzw. (jeweils wenigstens) eines der ersten Verbindungsmittel, insbesondere form- und/oder reibschlüssig und/oder magnetisch, insbesondere elektromagnetisch, temporär gelagert wird bzw. die hierzu eingerichtet ist/sind bzw. verwendet wird/werden.Additionally or alternatively, in one embodiment, the robot system on one or more bearings on which the or (each at least) one of the first connection means, in particular form and / or frictionally and / or magnetically, in particular electromagnetically, temporarily stored or the is set up for this / are or used / will be.
Hierdurch kann das (jeweilige) erste Verbindungsmittel in einer Ausführung bei Nichtbedarf vorteilhaft (zwischen)gelagert bzw. dem bzw. den mobilen Robotern zur Verfügung gestellt werden.In this way, the (respective) first connection means can advantageously be stored (between) in an embodiment when not in use, or made available to the mobile robot (s).
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Robotersystem, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:
- - Mittel zum Verbinden des ersten und zweiten Verbindungsmittels in Abhängigkeit von einer ermittelten Kraft an dem erstem Verbindungsmittel nach wenigstens teilweise automatisiertem Navigieren oder Positionieren des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf einen Stellplatz, und/oder Positionieren einer mobilen Basis des mobilen Roboters, insbesondere relativ zu dem Kraftfahrzeug; und/oder
- - Mittel zum Auswählen des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, ersten Verbindungsmittels von wenigstens zwei Verbindungsmitteln und/oder des, insbesondere fahrzeuggünstigsten, mobilen Roboters von wenigstens zwei mobilen Robotern der Roboteranordnung in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeug, insbesondere einer, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Position des Kraftfahrzeugs, insbesondere seines, insbesondere aktuellen oder prognostizierten, Stellplatzes und/oder seines zweiten Verbindungsmittels, und Anfahren und Aufnehmen des, insbesondere ausgewählten, ersten Verbindungsmittels mit dem, insbesondere ausgewählten, mobilen Roboter.
- - Means for connecting the first and second connecting means in response to a determined force on the first connecting means after at least partially automated navigation or positioning of the motor vehicle, in particular on a parking space, and / or positioning a mobile base of the mobile robot, in particular relative to the motor vehicle ; and or
- Means for selecting the, in particular vehicle-favorable, first connection means of at least two connection means and / or of the, in particular vehicle-favorable, mobile robot of at least two mobile robots of the robot arrangement as a function of the motor vehicle, in particular one, in particular current or predicted, position of the motor vehicle, in particular its, in particular current or predicted, parking space and / or its second connecting means, and starting and receiving the, in particular selected, first connecting means with the, in particular selected, mobile robot.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere das Robotersystem, insbesondere dessen Roboter(anordnung), steuern und/oder das bzw. die Kraftfahrzeuge navigieren oder positionieren kann.A means in the sense of the present invention may be designed in terms of hardware and / or software, in particular a data or signal-connected, preferably digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU) and / or a memory and / or bus system or multiple programs or program modules. The CPU may be configured to execute instructions implemented as a program stored in a memory system, to capture input signals from a data bus, and / or to output signals to a data bus. A storage system may comprise one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid state and / or other non-volatile media. The program may be such that it is capable of embodying or executing the methods described herein so that the CPU may perform the steps of such methods and thereby control, in particular, the robot system, in particular its robot, and / or the or the Navigate or position motor vehicles.
In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch die Steuerung bzw. ihr(e) Mittel.In one embodiment, one or more, in particular all, steps of the method are completely or partially automated, in particular by the controller or its (e) means.
Die vorliegende Erfindung wird mit besonderem Vorteil zum (elektrischen) Laden eines (elektrischen) Energiespeichers eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen(s), verwendet, insbesondere in Tiefgaragen oder dergleichen, und wird daher nachfolgend mit Bezug hierauf weiter erläutert. Es kann jedoch in einer Ausführung zusätzlich oder alternativ zum Betanken eines Tanks eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen(s), mit Kraftstoff, insbesondere Benzin oder Diesel, und/oder insbesondere verflüssigtem, Gas, insbesondere Wasserstoff, verwendet werden.The present invention is used with particular advantage for (electrically) charging an (electric) energy store of one or more motor vehicles, in particular passenger cars, in particular in underground garages or the like, and will therefore be explained further below with reference thereto. However, in one embodiment, in addition to or as an alternative to refueling of a tank of one or more motor vehicles, in particular passenger cars, with fuel, in particular gasoline or diesel, and / or in particular liquefied, gas, in particular hydrogen, can be used.
Das bzw. die ersten Verbindungsmittel können entsprechend in einer Ausführung (elektrische Lade)Stecker und/oder Einfüllrohre aufweisen, insbesondere sein, das bzw. die zweiten Verbindungsmittel entsprechend insbesondere (elektrische Gegen)Stecker bzw. Buchsen und/oder Einfüll- bzw. Tankstutzen oder dergleichen. Allgemein werden bzw. sind in einer Ausführung erstes und zweites Verbindungsmittels miteinander form- und/oder reibschlüssig und/oder magnetisch, insbesondere elektromagnetisch, (temporär miteinander) verbunden, insbesondere durch Stecken, bzw. hierzu eingerichtet bzw. verwendet.The one or more first connecting means may accordingly comprise in one embodiment (electrical charging) plugs and / or filling tubes, in particular, the second or the second Connecting means corresponding in particular (electrical counter) plug or sockets and / or filling or filler neck or the like. In general, in one embodiment, first and second connection means are positively and / or frictionally engaged and / or magnetically, in particular electromagnetically, (temporarily connected with each other), in particular by means of plugging or for this purpose.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert,:
-
1 : einen mobilen Roboter eines Robotersystems beim Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und -
2 : ein Verfahren zum Aufladen des Energiespeichers mittels des Robotersystems nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
1 a mobile robot of a robot system when charging an energy storage of a motor vehicle according to an embodiment of the present invention; and -
2 : A method of charging the energy storage by means of the robot system according to an embodiment of the present invention.
Der mobile Roboter
Das Robotersystem weist in einer Ausführung eine oder mehrere weitere mobile Roboter auf, insbesondere einen oder mehrere mit dem mobilen Roboter
Das Robotersystem weist eine oder mehrere, insbesondere baugleiche, Lagerungen auf, von denen in
An der bzw. den Lagerungen bzw. AC-Wallboxen
Der bzw. die mobilen Roboter
Das Robotersystem weist eine Steuerung auf. Diese umfasst die Robotersteuerung(en)
Die (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz 30 steuert (drahtlos) die mobilen Roboter
Das Robotersystem führt ein nachfolgend mit Bezug auf
In einem Schritt S10 wird das (jeweilige) Kraftfahrzeug
In einem Schritt S20 wählt die zentrale (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz 30 einen fahrzeuggünstigsten, insbesondere freien und/oder für die Abmessungen des Kraftfahrzeugs (am) geeignet(st)en und/oder dem Kraftfahrzeug bzw. dessen aktuellen oder prognostizierten Stellplatz nächsten, mobilen Roboter
Die zentrale (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz 30 wählt in Schritt S20 (auch) einen fahrzeuggünstigsten, insbesondere freien und/oder für die Abmessungen des Kraftfahrzeugs (am) geeignet(st)en und/oder dem Kraftfahrzeug bzw. (aktuellen oder prognostizierten) Stellplatz nächsten, (elektrischen Lade)Stecker 21 aus. Weist das Robotersystem nur einen einzigen Stecker bzw. nur eine einzige AC-Wallbox
Kommandiert durch die zentrale (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz 30 fährt in Schritt S20 der, gegebenenfalls ausgewählte, mobile Roboter
Anschließend kommandiert die zentrale (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz 30 in einem Schritt S30 die mobile Basis
In einem Schritt S40 ermittelt die Robotersteuerung
In einem Schritt S50 wertet die Robotersteuerung
Wird dabei ein erfolgreicher Steckvorgang bzw. eine zulässiger Zustand der Steckpaarung
Ergibt die Auswertung in Schritt S50, dass der Steckvorgang fehlgeschlagen bzw. kein zulässiger Zustand der Steckpaarung
In einem Schritt S80 überwacht die (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz 30 den Ladevorgang. Sobald eine Abbruchbedingung detektiert wird (S80: „Y“), beispielsweise eine gewünschte oder maximale Lademenge erreicht oder ein Öffnen einer Tür des Kraftfahrzeugs oder eine Bewegung des Kraftfahrzeugs oder dergleichen erfasst worden ist, fährt das System bzw. Verfahren mit einem Schritt S90 fort, andernfalls (S80: „N“) wird der Ladevorgang fortgesetzt.In a step S80, the (control)
In Schritt S90 löst der Knickarm
Sofern an einem der AC-Wallbox
Man erkennt, dass durch das Laden mit dem stellplatznächsten bzw. dem Stellplatz 60 zugeordneten ersten Verbindungsmittels
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.Although exemplary embodiments have been explained in the foregoing description, it should be understood that a variety of modifications are possible. It should also be noted that the exemplary embodiments are merely examples of the scope, applications and construction of any To limit the way. Rather, the expert is given by the preceding description, a guide for the implementation of at least one exemplary embodiment, with various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the components described, can be made without departing from the scope, as it turns out according to the claims and these equivalent combinations of features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- mobiler Robotermobile robot
- 1111
- Robotersteuerung (Steuerung)Robot control (control)
- 1212
- mobile Basismobile base
- 1313
- Radwheel
- 1414
- (Rad)Antrieb(sanordnung)(Wheel) drive (sanordnung)
- 1515
- gelenkiger Roboter-/Knickarmarticulated robotic / articulated arm
- 1616
- Aufnahmeadmission
- 1717
- Kraft(-Momenten)-SensorForce (-Momenten) sensor
- 2121
- (elektrischer Lade)Stecker 21 (erstes Verbindungsmittel)(electrical charging) connector 21 (first connection means)
- 2222
- AC-Wallbox (Lagerung)AC wallbox (storage)
- 2323
- Kabelelectric wire
- 3030
- zentrale (Leit)Steuerungsebene bzw. -instanz (Steuerung)central (control) control level or instance (control)
- 4040
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 4141
- Energiespeicherenergy storage
- 4242
- Gegenstecker/BuchseMating plug / socket
- 4343
- WLAN-KommunikationsmittelWireless communication
- 5050
- Kamera (Erfassungsmittel)Camera (detection means)
- 6060
- Stellplatzparking space
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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