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Die Erfindung betrifft ein Transportsystem zum automatisierten Transportieren eines Fahrzeugs von einer Startposition zu einer Zielposition, aufweisend mindestens einen Transportroboter mit einer Hebevorrichtung zum Anheben des Fahrzeugs und mit einem Antrieb zum Bewegen des angehobenen Fahrzeugs.
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Stand der Technik
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Es sind bereits vollautomatisierte Parkhäuser und Parkanlagen bekannt, in denen Roboter Fahrzeuge an einer Startposition anheben, die Fahrzeuge anschließend transportieren und an einem Zielort abstellen. Diese Transportroboter können dabei jeweils ein Fahrzeug anheben und von einem Abholbereich zu einem Abstellbereich automatisiert transportieren. Alternativ gibt es Transportroboter mit transportierbaren Gestellen als Abstellbereich, auf welchen ein Fahrzeug abgestellt werden kann, sodass der Transportroboter das Fahrzeug zusammen mit dem Gestell zum Abstellbereich transportieren kann. Derartige Transportroboter können üblicherweise nur in speziell für derartige Zwecke ausgeführten Parkhäusern oder Parkanlagen eingesetzt werden, da zum Anheben eines Fahrzeuges der Parkroboter weit über die Abmessungen des Fahrzeuges hinausragen und somit zusätzlichen Platz beim Anheben und Abstellen des Fahrzeugs benötigen kann. Die Abstellflächen müssen daher überdimensioniert sein als es für das eigentliche Fahrzeug notwendig wäre.
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Zudem weisen bekannte Parkroboter häufig ein großdimensioniertes Gegengewicht auf, um beim Anheben des Fahrzeugs ein Umkippen zu verhindern. Derartige Parkroboter benötigen zum Manövrieren große Flächen, wodurch eine sichere Berücksichtigung von mehreren parallel betriebenen Transportrobotern sowie anderen Verkehrsteilnehmern insbesondere bei einem Fehlerfall problematisch sein kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Transportsystem vorzuschlagen, welches die Dimensionierung eines autonomen Parksystems verringern und die für Fahrzeuge benötigten Abstellflächen verkleinern kann.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Transportsystem zum automatisierten Transportieren eines Fahrzeugs von einer Startposition zu einer Zielposition bereitgestellt. Das Transportsystem weist mindestens einen Transportroboter mit einer Hebevorrichtung zum Anheben des Fahrzeugs und einen Antrieb zum Bewegen des angehobenen Fahrzeugs auf. Erfindungsgemäß ist zum Anheben des Fahrzeugs ein Schwerpunkt des mindestens einen Transportroboters unter dem zu transportierenden Fahrzeug positionierbar, wobei durch die Hebevorrichtung über mindestens einen längenverstellbaren Tragarm eine Hebekraft auf mindestens zwei variierbare Radgreifer zum Anheben des Fahrzeugs ausübbar ist.
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Es kann somit mindestens ein Transportroboter unter einem an einer Startposition abgestellten Fahrzeug angeordnet und zum Anheben des Fahrzeug eingesetzt werden. Das Fahrzeug kann durch einen oder zwei Transportroboter gemäß einem Prinzip einer Hebebühne an seinen Rädern durch den mindestens einen Transportroboter angehoben werden. Der mindestens eine Transportroboter kann dabei unter dem Fahrzeug angeordnet die Reifen des Fahrzeugs von innen greifen und durch die Hebevorrichtung anheben. Die Radgreifer können beispielsweise gabelförmig ausgeführt sein und unter die Räder des Fahrzeugs in axialer Richtung der Räder an diesen positioniert werden. Die Hebevorrichtung kann beispielsweise eine Hydraulik in dem mindestens einen Transportroboter sein. Die Hydraulik wird dabei optimalerweise elektronisch geregelt und gesteuert. Der mindestens eine Transportroboter kann hierdurch sehr nah an den Fahrzeugreifen angeordnet werden. Dadurch existiert ein optimaler Winkel für den Hebeprozess, sodass zusätzliche Kontergewichte entfallen können, da das Fahrzeug nicht umfallen kann. Der mindestens eine Transportroboter kann hierdurch kleinere Abmessungen und ein geringeres Gewicht als bisher bekannte Transportroboter aufweisen.
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Durch das Hochheben wird das Fahrzeug von dem mindestens einem Transportroboter in einen Transportzustand versetzt. Somit kann das Fahrzeug von dem Transportroboter bewegt und zu einer Zielposition transportiert werden. Insbesondere kann der mindestens eine Transportroboter eine optimierte Manövrierfähigkeit zum Transportieren des Fahrzeugs nutzen.
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Das vorgeschlagene Transportsystem, kann in bereits bestehenden Parkhäusern eingesetzt werden, ohne dass hierfür spezielle Umbaumaßnahmen oder ergänzende Zusatzkomponenten notwendig sind. Ebenso ist ein Einsatz in einem Mischbetrieb mit anderen Verkehrsteilnehmern wie weiteren Transportrobotern oder manuell gefahrenen Fahrzeugen ohne weitere Maßnahmen realisierbar, da der mindestens eine Transportroboter nicht oder nur geringfügig über die Abmessung des zu transportierenden Fahrzeuges herausragt. Komponenten wie Transportgestelle sowie seitlich oder frontal vom Fahrzeug beanstandete Gegengewichte können entfallen. Durch den Verzicht von über das Fahrzeug weit hinausragenden Komponenten kann zudem die Sicherheit des Verfahrens des Transports eines Fahrzeugs auf unebenen Flächen wie beispielsweise Rampen deutlich erhöht werden. Des Weiteren kann die Fläche für das Parken eines Fahrzeuges minimal größer als die eigentliche Standfläche des zu parkenden Fahrzeuges gewählt werden, da der mindestens eine Transportroboter vollständig unter dem Fahrzeug positionierbar ist oder nur geringfügig über die Standfläche des Fahrzeugs herausragt. Ebenso können Flächen, die in einem Parkhaus oder auf einem Parkplatz für das Fahren und Manövrieren benötigt werden, eine deutlich geringere Fläche als bei bekannten Parkrobotern oder dem manuellen Einparken aufweisen. Optimalerweise kann der mindestens eine Transportroboter elektrisch betrieben und angetrieben sein und bei Bedarf automatisch eine Ladestation ansteuern und einen Ladevorgang der elektrischen Energiespeicher initiieren.
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Nach einem Anheben, einem Transportieren und einem Absetzen bzw. Absenken des Fahrzeugs an dem Zielort, kann das Transportsystem von dem am Zielort abgestellten Fahrzeug beabstandet werden. Somit kann das Transportsystem von dem ordnungsgemäß abgestellten Fahrzeug wegfahren und muss während der Abstelldauer nicht am Fahrzeug verbleiben. Insbesondere kann das Transportsystem zum Transportieren eines nächsten Fahrzeugs verwendet werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Transportsystems sind die Radgreifer an eine Reifengröße des Fahrzeugs anpassbar. Hierbei können die Radgreifer gabelförmig ausgeführt sein und in ihren Abmessungen anpassbar sein. Die Radgreifer können beispielsweise geöffnet oder geschlossen werden. Hierdurch kann ein Positionieren der Radgreifer an den Rädern des Fahrzeugs vereinfacht und eine Anpassung der Radgreifer an Reifenbreite und Reifengröße des Fahrzeugs vorgenommen werden. Das Fahrzeug kann somit durch den mindestens einen Transportroboter sicher angehoben und transportiert werden, da die Radgreifer passgenau an den Rädern festgeklammert werden können.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Transportsystems sind die mindestens zwei Radgreifer durch den längenverstellbaren Tragarm an eine Spurweite des Fahrzeugs anpassbar. Somit können jeweils zwei voneinander weggerichtete Radgreifer flexibel zueinander beabstandet werden, wodurch die Radgreifer an einen Abstand der Räder bzw. eine Spurweite des Fahrzeugs einstellbar sind. Der mindestens eine Transportroboter kann hierdurch in seinen Abmessungen auf eine Vielzahl an unterschiedlichen Fahrzeugen eingestellt werden und diese zum Transportieren anheben.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Transportsystems weist das Transportsystem zwischen zwei längenverstellbaren Tragarmen mindestens eine längenverstellbare Querverbindung zum Anpassen der Radgreifer an einen Radstand des Fahrzeugs auf. Das Transportsystem kann einen Transportroboter zum Anheben und Transportieren des Fahrzeugs aufweisen. In einer einteiligen Ausführung des Transportsystems kann der Transportroboter zwei Bereiche mit jeweils zwei Radgreifern aufweisen. Diese Bereiche können vorzugsweise nahe der Vorderachse und der Hinterachse des Fahrzeugs positioniert werden. Damit die Radgreifer an einen Abstand der Achsen bzw. einen Radstand des Fahrzeugs anpassbar sind weist der Transportroboter eine längenverstellbare Querverbindung auf, welche die Radgreifer vorzugsweise in Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander variabel beabstanden kann. Hierdurch kann der mindestens eine Transportroboter seine Dimensionen verändern und die Radgreifer an unterschiedlichen Positionen der Räder fahrzeugübergreifend einstellen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Transportsystems ist der mindestens eine Transportroboter in einer Längsrichtung zu einer Fahrzeugachse unter dem Fahrzeug positionierbar. Somit kann der mindestens eine Transportroboter frontal unter ein Fahrzeug fahren und dieses durch Anheben der Räder in einen Transportzustand versetzen. Der mindestens eine Transportroboter des Transportsystems kann vorzugsweise mehrere Antriebsräder aufweisen, sodass eine Manövrierfähigkeit des mindestens einen Transportroboters erhöht werden kann. Optimalerweise kann der mindestens eine Transportroboter auf einer Stelle wenden bzw. sich drehen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Transportsystems ist die Startposition und/oder die Zielposition eine Parkfläche. Das Transportsystem eignet sich insbesondere für den Einsatz auf engen Parkflächen oder beengten Parkhäusern. Durch seine geringe Standfläche weist das Transportsystem eine große Wendigkeit auf einer geringen Fläche auf. Bevorzugterweise ist der mindestens eine Transportroboter derart ausgestaltet dass er einen geringen Wendekreis benötigt. Alternativ ist es dem mindestens einen Transportroboter möglich auf der Stelle zu wenden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Transportsystem durch ein externes Parkmanagementsystem steuerbar. In einer bevorzugten Ausführung kann der mindestens eine Transportroboter durch ein externes Parkmanagementsystem ferngesteuert werden. In diesem Fall können die Sensoren, Berechnungskomponenten und dergleichen in der Infrastruktur des Parkplatzes oder des Parkhauses integriert sein. Dadurch können sogenannte Deadlocks und Komplexitäten, wie beispielsweise unerwartete Verkehrsteilnehmer, die hinter einer Ecke positioniert sind, vermindert oder verhindert werden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Transportsystem durch eine in den mindestens einen Transportroboter integrierte Sensorik und ein Steuerungssystem autonom steuerbar. Dabei agiert der mindestens eine Parkroboter für die Aufgabe des Parkens eines zu transportierenden Fahrzeugs bei einzelnen Befehlen wie Anheben des Fahrzeugs, Transportieren des Fahrzeugs und dergleichen autonom. Lediglich Rahmendaten, wie beispielsweise die Zielposition oder die Route zur Zielposition, können durch ein externes Parkmanagementsystem vorgegeben werden. Die Erfassung der Umwelt oder beispielsweise der Reaktionen auf Hindernisse und dergleichen werden durch den mindestens einen Transport-roboter selbständig durchgeführt. Hierzu besitzt der mindestens eine Transportroboter Sensoren, Kameras und andere Lokalisierungskomponenten. Alternativ kann sowohl die Infrastruktur bzw. das externe Parkmanagement-system als auch der mindestens eine Transportroboter, Lokalisierungs-komponenten aufweisen und eine gemeinsame Steuerung des Transportsystems ermöglichen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Transportsystem mit der integrierten Sensorik und dem integrierten Steuerungssystem in Zusammenwirken mit dem externen Parkmanagementsystem steuerbar. Hierdurch kann beispielsweise eine Kombination als einer sogenannten „smarten“ Infrastruktur und „smarten“ Transportrobotern realisiert werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Transportsystems ist bei einem Fehlerfall oder einer erkannten gefährlichen Situation das angehobene Fahrzeug von dem mindestens einen Transportroboter absenkbar. Hierdurch kann der mindestens eine Transportroboter bei einer erkannten gefährlichen Situation oder bei einem festgestellten Fehlerfall das transportierte Fahrzeug sofort auf den Boden absetzen. Hat das transportierte Fahrzeug einen Gang eingelegt bzw. bei einem Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe die Parkeinstellung gewählt, so kann sich das auf den Boden abgesetzte Fahrzeug selbst abbremsen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug eine aktivierte Feststellbremse oder eine angezogene Handbremse aufweisen durch welche das Fahrzeug bei einem Absetzen auf den Boden gebremst werden kann. Hierdurch kann insbesondere eine unkontrollierte Situation, bei der der Transportroboter mit dem Fahrzeug ungebremst rollt, verhindert oder ein möglicher Schaden reduziert werden. Dieses Fehlerkonzept bzw. Sicherheitskonzept in Form des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere bei einem Befahren von Rampen zum Wechseln von Parkebenen eine unkontrollierte Fahrt von einem Transportroboter mit einem Fahrzeug verhindern oder dessen Folgen zumindest mindern. Eine gefährliche Situation kann eine zu hohe Geschwindigkeit des Transportroboters, eine sogenannte Deadlock-Situation, fehlerhafte Richtung des Transportroboters, unerwartetes Verhalten benachbarter Verkehrsteilnehmer und dergleichen sein. Mögliche Fehler des mindestens einen Transportroboters oder des Parkplatzmanagementsystems können beispielsweise defekte oder dejustierte Sensoren, Softwarefehler und dergleichen sein. Eine gefährliche Situation kann auch durch Fehler des mindestens einen Transportroboters entstehen. Derartige Fehler können hierbei durch eine Eigendiagnose des mindestens einen Transportroboters oder einer zentralen Steuereinheit des Parkplatzmanagementsystems erfolgen. Das Parkplatzmanagementsystem kann beispielsweise den mindestens einen Transportroboter überwachen und beispielsweise beobachtete Abweichungen von einer geplanten Transportroute als Fehler deuten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Transportsystems ist der mindestens eine Transportroboter zumindest temporär mit dem abgesenkten Fahrzeug koppelbar. Somit bleibt der mindestens eine Transportroboter zumindest zeitweise mechanisch formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem abgesetzten Fahrzeug verbunden. Beispielsweise kann der mindestens eine Transportroboter das Fahrzeug nur so weit absenken, dass der Transportroboter sich zwischen dem Fahrzeug und dem Untergrund verkeilen kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass der mindestens eine Transportroboter unkontrolliert weiterfahren oder weiterrollen kann. Insbesondere können somit Schäden durch den mindestens einen fehlerbehafteten Transportroboter verhindert oder reduziert werden. Somit können die Bremsvorrichtungen des transportierten Fahrzeugs effektiv dazu verwendet werden eine gefährliche Situation während eines Transports zu verhindern oder zu mindern.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Transportsystems sind die mindestens zwei Transportroboter synchronisierbar. Sofern mehr als ein Transportroboter verwendet wird, werden die Aktionen wie beispielsweise Anheben oder Fahren der mindestens zwei Transportroboter für die verschiedenen Aufgaben synchronisiert. In einer Ausführung wird die Aufgabe der Synchronisierung durch einen ausgewählten Transportroboter ausgeführt. In einer anderen Ausführung kann die Synchronisierung durch mehrere Transportroboter durchgeführt und untereinander verifiziert werden. Alternativ kann die Synchronisierung durch ein externes Parkmanagementsystem durchgeführt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Transportsystems sind eine Position der Räder und die Reifengröße des Fahrzeugs automatisch durch mindestens einen Sensor des mindestens einen Transportroboters ermittelbar. Somit können die für die Radgreifer notwendigen Positionen der Räder am Fahrzeug und die Größe der Räder automatisch ermittelt werden. Hierfür können beispielsweise Kameras, LIDAR-Sensoren, Radar-Sensoren und dergleichen verwendet werden. Des Weiteren können auch mechanische oder ultraschallbasierte Abtastsysteme zum Ermitteln der notwendigen Größen eingesetzt werden.
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Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische Untersicht auf ein unter einem Fahrzeug angeordnetes Transportsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 2 eine schematische Untersicht auf ein unter einem Fahrzeug angeordnetes Transportsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
- 3 schematische Darstellungen des Transportsystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zum Veranschaulichen eines Hebevorgangs eines Fahrzeugs.
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In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
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Die 1 zeigt eine schematische Untersicht auf ein unter einem Fahrzeug 2 angeordnetes Transportsystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Transportsystem 1 besteht hierbei aus einem Transportroboter 4, welcher unter dem Fahrzeug 2 angeordnet ist.
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Der Transportroboter 4 weist hierbei vier Radgreifer 6 auf, welche an den Rädern des Fahrzeugs 2 positioniert wurden. Die Radgreifer 6 sind noch nicht an eine Reifengröße des Fahrzeugs 2 angepasst. Hierfür werden die Radgreifer 6 in einem weiteren Schritt verkleinert, sodass die Radgreifer 6 die Räder des Fahrzeugs 2 formschlüssig greifen und halten können.
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Jeweils zwei Radgreifer 6 sind mit einem längenverstellbaren Tragarm 8 verbunden. Die Tragarme 8 können zum Anordnen des Transportsystems 1 unter dem Fahrzeug 2 die Breite des Transportroboters 4 durch Reduzieren des Abstands zwischen zwei Radgreifern 6 verkleinern. Hierdurch kann der Transportroboter 4 in Längsrichtung zu einer Fahrzeugachse F unter dem Fahrzeug 2 positioniert werden. Durch die Tragarme 8 können die Radgreifer 6 an die Spurweite von verschiedenen Fahrzeugen 2 angepasst werden. Eine nicht dargestellte Hebevorrichtung kann eine Hebekraft auf die Tragarme 8 ausüben und somit das Fahrzeug 2 an seinen Rädern von einem Untergrund beabstanden, sodass der Transportroboter 4 das Fahrzeug 2 von einer Startposition zu einer Zielposition bewegen kann. Hierfür weist der Transportroboter 4 einen Antrieb 10 mit einer nicht dargestellten Sensorik zum automatisierten oder teilautomatisierten Befahren von Transportrouten von der Startposition zu der Zielposition.
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Zum Anpassen der Radgreifer 6 an einen Radstand des Fahrzeugs 2 sind die Tragarme 8 über eine längenveränderbare Querverbindung 12 miteinander verbunden. Hierdurch kann der Abstand der Radgreifer 6 in Richtung der Fahrzeugachse F variiert werden.
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Die Pfeile verdeutlichen die Bewegungsmöglichkeiten der unterschiedlichen Komponenten des Transportsystems 1.
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Die 2 stellt eine schematische Untersicht auf ein unter einem Fahrzeug 2 angeordnetes Transportsystem 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darf. Im Unterscheid zu der ersten Ausführungsform, weist das Transportsystem 1 zwei Transportroboter 4 auf. Die Transportroboter 4 sind hier quer zu der Fahrzeugachse F angeordnet.
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Jeder Transportroboter 4 weist zwei in ihren Dimensionen variierbare Radgreifer 6 auf, welche mit jeweils einem längenveränderbaren Tragarm 8 endseitig verbunden sind und eine von einer Hebevorrichtung erzeugbare Hebekraft auf die Räder des Fahrzeugs 2 übertragen können. Die Radgreifer 6 sind an jeweils einer Seite eines länglichen Tragarms 8 entgegengesetzt gerichtet angeordnet. Hierdurch können die Radgreifer 6 von einer Fahrzeugmitte aus um die Räder des Fahrzeugs 2 herum positioniert werden.
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Die Radgreifer 6 können somit durch einen Tragarm 8 an die Spurweite des Fahrzeugs 2 eingestellt werden. Die Anpassung kann hierbei sensorgesteuert, wie beispielsweise durch Kameras, Drucksensoren oder Annäherungssensoren, realisiert werden. Eine Anpassung der Radgreifer 6 an einen Radstand des Fahrzeugs 2 kann durch die jeweiligen Antriebe 10 der beiden Transportroboter 4 durchgeführt werden. Die Schritte der jeweiligen Transportroboter 4 zum Positionieren unter dem Fahrzeug 2, dem Ausrichten der Radgreifer 6 an die Räder des Fahrzeugs 2, einem Anpassen der Radgreifer 6 an die Reifengröße des Fahrzeugs 2 sowie ein anschließendes Anheben und Transportieren des Fahrzeugs 2 kann vorzugsweise synchronisiert erfolgen. Somit kann beispielsweise der Hebevorgang von den Transportrobotern 4 gleichzeitig durchgeführt werden, wobei bei einem Abstellen bzw. Einparken des Fahrzeugs 2 die Transportroboter 4 sich zeitlich versetzt bewegen können.
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Die 3a, 3b und 3c zeigen schematische Darstellungen des Transportsystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zum Veranschaulichen eines Hebevorgangs eines Fahrzeugs 2. Die Pfeile verdeutlichen die Bewegungsabläufe bzw. Anpassungsmöglichkeiten der Komponenten während der Verfahrensschritte.
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Wie bereits in der 1 beschrieben, weist das Transportsystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen Transportroboter 4 auf. In der 3a wurde der Transportroboter 4 bereits unter dem Fahrzeug 2 positioniert. Die Radgreifer 6 wurden an die Positionen der Räder des Fahrzeugs 2 angepasst und ausgerichtet.
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In der 3b wurden die Dimensionen der Radgreifer 6 an die Reifengröße bzw. einen Raddurchmesser des Fahrzeugs 2 derart angepasst, dass bei einem Heben der Radgreifer 6 die Räder und das Fahrzeug 2 angehoben werden können. Hierfür werden die Radgreifer 6 in ihrer Dimension bis zu einem Körperkontakt mit den Rädern verkleinert.
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In einem weiteren Schritt, welcher in der 3c veranschaulicht ist, wird durch die Hebevorrichtung eine Hebekraft erzeugt, welche über die Radgreifer 6 an die Räder des Fahrzeugs 2 übertragen wird. Hierdurch kann das Fahrzeug 2 von dem Untergrund beabstandet bzw. angehoben werden. In dem angehobenen Zustand kann der Transportroboter 4 das Fahrzeug 2 uneingeschränkt manövrieren und das Fahrzeug 2 autonom oder ferngesteuert zu der Zielposition bewegen. Wenn das Fahrzeug 2 an die Zielposition transportiert wurde, kann das Fahrzeug 2 auf den Untergrund abgesenkt werden. Anschließend kann sich das Transportsystem 1 vom Fahrzeug 2 entfernen und zu einem nächsten an einer Startposition abgestellten Fahrzeug bewegen um eine weitere Transportaufgabe zu übernehmen.
