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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laderoboter für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zur Steuerung eines solchen Laderoboters.
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Für das automatische Laden von Elektrofahrzeugen in der Privatgarage werden derzeit Laderoboter entwickelt, die in der Lage sind, einen Ladestecker in eine Ladebuchse Elektrofahrzeugs einzustecken. Bei einer Roboterlösung für eine Privatgarage besteht die Herausforderung, ein kostengünstiges System zu entwickeln.
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Vor diesem Hintergrund beschreibt die
CN 105539190 A eine automatische Ladevorrichtung mit drei Freiheitsgraden für ein elektrisches Kraftfahrzeug und ein Steuerverfahren für die Ladevorrichtung. Die Ladevorrichtung umfasst Bewegungsplattformen für drei Richtungen, Motoren für die Bewegungsplattform, Hall-Sensoren, Befestigungsklammern und eine Ladeöffnung. Die Bewegungsplattformen umfassen eine Basis, eine Bewegungsplattform für vertikale Bewegungen, eine Bewegungsplattform für Vorwärts-Rückwärts-Bewegungen und eine Bewegungsplattform für Links-Rechts-Bewegungen. Die Bewegungswege der drei Plattformen sind senkrecht zueinander. Die Bewegungsplattformen sind durch die Basis miteinander verbunden. Die Ladevorrichtung kann so gesteuert werden, dass sie sich flexibel in den drei Richtungen bewegt und eine Ladeschnittstelle genau in Stoßverbindung mit dem Fahrzeug steht.
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Die
DE 20 2012 003 577 U1 beschreibt einen Automatik-Verbinder für die Anwendung in Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Im Bodenbereich befindet sich ein um 180 Grad klappbares Gehäuse, das durch einen Schwenkantrieb in eine Arbeitsposition gedreht werden kann. In diesem Gehäuse befindet sich die Stromzuführung zu einem Stecker, der in jede Richtung verfahrbar ist und der so mit einer unter einem Fahrzeug angeordneten Steckdose verbunden werden kann. Das Gehäuse wird nur aktiviert, wenn in dem Fahrzeug die Position zur Herstellung der Kontaktverbindung erkannt wurde. Hat das Fahrzeug die erforderliche Position erreicht, so wird unter dem Fahrzeug das klappbare Gehäuse um 180 gedreht, sodass der Stecker nach oben in Richtung des darüber stehenden Fahrzeuges zeigt. Der Stecker wird dann in die unter dem Fahrzeug angeordnete Steckdose eingeschoben.
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Die
US 2014/0333261 A1 beschreibt eine automatische Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug. Die Ladevorrichtung umfasst einen Ladestecker und einen Bewegungsmechanismus für den Ladestecker. Der Bewegungsmechanismus umfasst eine erste Bewegungsvorrichtung, eine zweite Bewegungsvorrichtung und eine dritte Bewegungsvorrichtung. Die erste Bewegungsvorrichtung und die zweite Bewegungsvorrichtung sind miteinander verbunden und bewegen den Ladestecker seitlich bzw. in Längsrichtung, um ihn relativ zu einer Ladebuchse des Elektrofahrzeug auszurichten. Die dritte Bewegungsvorrichtung bewegt den Ladestecker vertikal, um ihn in die Ladebuchse einzuführen oder daraus zu entfernen.
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Die
DE 10 2016 207 767 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Stecken eines elektrischen Ladesteckers in eine Ladesteckdose eines Elektrofahrzeugs. Die Vorrichtung weist ein Parallelkinematiksystem auf, welches drei translatorische Bewegungsfreiheitsgrade und einen rotatorischen Bewegungsfreiheitsgrad erlaubt. An dem Parallelkinematiksystem ist ein Ladestecker derart angebracht, dass der Ladestecker in den vier Bewegungsfreiheitsgraden bewegt werden kann. Das Parallelkinematiksystem ist an einem an einer Wand anbringbaren Gestell angebracht. Das Gestell erlaubt eine erste Drehausrichtung des Parallelkinematiksystems um eine erste Achse sowie eine Fixierung des gemäß der ersten Drehausrichtung ausgerichteten Parallelkinematiksystems.
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Bei Fahrzeugen mit einem Luftfahrwerk besteht eine Herausforderung darin, dass sich das Fahrzeug nach dem Abstellen bzw. Parken des Fahrzeugs in den ersten 30min ca. 5cm absenkt. Das Absenken des Fahrzeugs muss bei dem Roboterkonzept berücksichtigt werden, damit keine Beschädigungen am Fahrzeug oder am Laderoboter auftreten. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen.
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Bei einem ersten Ansatz hält der Laderoboter den Ladestecker über einen Greifer, sodass der Ladestecker nach dem Einstecken vom Laderoboter lösbar ist und sich der Laderoboter beim Absenken des Fahrzeugs nicht mitbewegen muss. Allerdings bedarf ein Greifer bzw. Werkzeug einer applikationsspezifischen Entwicklung und stellt ein weiteres Bauteil dar, das ausfallen kann. Zudem wird ein Mechanismus mit Aktuator zum Öffnen und Schließen des Greifers benötigt. Aufgrund der Kostensensibilität des angestrebten Laderoboters ist es ratsam, auf einen Greifer zu verzichten. Zudem ist das Detektieren der geometrisch eindeutigen Kontur der Ladebuchse am Fahrzeug zum positionsgenauen Stecken heute bereits gelöst, während das Auffinden des Griffs des Ladesteckers im gesteckten Zustand an unbestimmter Position mit zusätzlichem hohen Aufwand verbunden ist.
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Bei einem zweiten Ansatz ist der Ladestecker so mit dem Laderoboter verbunden, dass das System nicht selbsttätig den Ladestecker vom Laderoboter lösen kann. Der Laderoboter ist nicht-selbsthemmend konzipiert, sodass nach dem Steckvorgang, wenn der Ladestecker im Fahrzeug eingesteckt ist und der Laderoboter mit dem Ladestecker verbunden ist, die Antriebe des Laderoboters stromlos geschaltet werden und daher beim Absenken des Fahrzeugs der Laderoboter geführt ebenfalls absenkt. Eine nicht-selbsthemmende Roboterstruktur bzw. ein nicht-selbsthemmenden Antriebskonzept, z.B. über Zahnriemen oder eine Spindel mit Steilgewinde, löst somit das Problem der Nachführung beim Absenken des Fahrzeugs. Befindet sich die Roboterstruktur hingegen in einer nichtgesteckten Position, so fällt die Roboterstruktur bei stromlosen Antrieben herunter. Für diesen Fall können Bremsen an den Antrieben vorgesehen werden, die aber wiederum zu erhöhten Kosten im Gesamtsystem des Laderoboters führen.
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Bei einem dritten Ansatz ist der Ladestecker ebenfalls so mit dem Laderoboter verbunden, dass das System nicht selbsttätig den Ladestecker vom Laderoboter lösen kann. Der Laderoboter ist allerdings selbsthemmend konzipiert, sodass nach dem Steckvorgang, wenn der Ladestecker im Fahrzeug eingesteckt ist und der Laderoboter mit dem Ladestecker verbunden ist, die Antriebe des Laderoboters beim Absenken des Fahrzeugs nachgeführt werden müssen. Dabei muss eine geregelte Nachführung des Laderoboters beim Absenken der Fahrzeugs gewährleistet werden. Im nichtgesteckten Zustand wird die Roboterstruktur über die Selbsthemmung im Antriebskonzept, z.B. durch eine selbsthemmende Spindel oder ein Schneckengetriebe, auch im Fall einer Stromunterbrechung gehalten. Allerdings wird die Roboterstruktur bei stromlosen Antrieben auch im gesteckten Zustand an einer fixen Position gehalten, sodass ein Absenken des Fahrzeugs zu einer Relativbewegung zum Laderoboter führt. Dies kann zu Beschädigungen am Fahrzeug und am Laderoboter führen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Lösungen für einen Laderoboter und die Steuerung eines solchen Laderoboters aufzuzeigen, die es auf kostengünstige Weise ermöglichen, das Absenken eines zu ladenden Fahrzeugs sowie das Auftreten von Stromunterbrechungen zu bewältigen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Laderoboter mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und durch ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Laderoboter für ein Kraftfahrzeug auf:
- - eine Robotorstruktur aus zwei oder mehr Strukturgliedern;
- - eine Steckeraufnahme für einen Ladestecker;
- - Antriebe für eine Bewegung der Steckeraufnahme relativ zu einer Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebe nicht-selbsthemmend ausgebildet sind;
- - eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Antriebe; und
- - eine Ablagevorrichtung, die eine Ablageposition für die Robotorstruktur definiert.
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Erfindungsgemäß weist ein Laderoboter mit nicht-selbsthemmend ausgebildeten Antrieben eine Ablagevorrichtung, die eine Ablageposition definiert. Bei der Ablageposition handelt es sich vorzugsweise um eine Position in der Nähe eines Befestigungsgestells des Laderoboters. Durch die Ablagevorrichtung wird die Roboterstruktur sicher an der Ablageposition gehalten, ohne das die Antriebe bestromt werden müssen. Der Ladestecker des Laderoboters befindet sich somit entweder am Fahrzeug (gesteckter Zustand), an der definierten Ablageposition (Ruhezustand) oder in der Bewegung im freien Raum zwischen diesen beiden Positionen. Für den Fall, dass eine Stromunterbrechung im freien Raum auftritt, wird die Roboterstruktur automatisch in die Ablageposition verbracht. Dazu ist die Ablagevorrichtung vorzugsweise derart gestaltet, dass die Roboterstruktur durch die Schwerkraft zumindest annäherungsweise in die Ablageposition geführt wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Ablagevorrichtung eine Aufnahme für ein Strukturglied, eine Arbeitsplatform, die Steckeraufnahme oder den Ladestecker auf. Vorzugsweise ist die Aufnahme dabei formschlüssig ausgestaltet. Durch die Aufnahme kann erreicht werden, dass die Roboterstruktur selbst bei äußeren Einwirkungen, z.B. aufgrund von versehentlichen Berührungen durch einen Nutzer, zuverlässig in der Ablageposition verbleibt. Eine formschlüssige Ausgestaltung der Aufnahme schützt dabei auch vor kräftigeren Stößen. Eine formschlüssige Ausgestaltung kann beispielsweise durch einen Zentrierdorn für die Arbeitsplatform oder Ablageflächen für Strukturglieder der Roboterstruktur realisiert werden. Durch einen Zentrierdorn kann gleichzeitig die Führung der Roboterstruktur in die Ablageposition unterstützt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Laderoboter eine Energiespeicher auf, der eine Stromversorgung der Antriebe und der Steuerungsvorrichtung für den Fall einer Unterbrechung einer Stromversorgung über einen Anschluss an ein Stromnetz absichert. Für den Fall, dass eine Stromunterbrechung im freien Raum oder während eines Ladevorgangs auftritt, verfügt der Laderoboter neben einem Anschluss an das Stromnetz über einen zusätzlichen Energiespeicher, beispielsweise einen Akkumulator. Durch die Verwendung eines zusätzlichen Energiespeichers kann gewährleistet werden, dass die die Roboterstruktur auch ohne Stromversorgung über das Stromnetz aus einer beliebigen Position in die Ablageposition verbracht werden kann. Insbesondere wird sichergestellt, dass der Nutzer den Laderstecker im Falle eines Stromausfalls aus dem gesteckten Zustand in den Ruhezustand fahren kann. Andernfalls würde eine Nutzung des Fahrzeugs durch den gesteckten Ladestecker verhindert.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Antriebe und die Steuerungsvorrichtung parallel zum Energiespeicher mit dem Stromnetz verbunden. Alternativ werden die Antriebe und die Steuerungsvorrichtung nur aus dem Energiespeicher gespeist, der seinerseits über ein Ladegerät mit dem Stromnetz verbunden ist. Mit beiden Ansätzen kann der Energiespeicher problemlos in das Robotersystem eingebunden werden. Aufgrund der langen Standzeiten des Laderoboters kann das Ladegerät klein dimensioniert und die Kapazität des Energiespeichers für wenige Steckzyklen ausgewählt werden. Auf diese Weise lassen sich die Kosten im Gesamtsystem minimieren.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung eingerichtet, die Roboterstruktur im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung über den Anschluss an das Stromnetz in die Ablageposition zu bewegen.
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Dementsprechend umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Laderoboters die Schritte:
- - Detektieren einer Unterbrechung einer Stromversorgung über einen Anschluss an ein Stromnetz; und
- - Bewegen der Roboterstruktur in eine durch eine Ablagevorrichtung des Laderoboters definierte Ablageposition.
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Analog dazu enthält ein computerlesbares Speichermedium Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgende Schritte zur Steuerung eines Laderoboters veranlassen:
- - Detektieren einer Unterbrechung einer Stromversorgung über einen Anschluss an ein Stromnetz; und
- - Bewegen der Roboterstruktur in eine durch eine Ablagevorrichtung des Laderoboters definierte Ablageposition.
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Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.
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Entsprechend weist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Laderoboters auf:
- - einen Sensor zum Detektieren einer Unterbrechung einer Stromversorgung über einen Anschluss an ein Stromnetz; und
- - eine Steuerung zum Bewegen der Roboterstruktur in eine durch eine Ablagevorrichtung des Laderoboters definierte Ablageposition.
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Kommt es zu einer Unterbrechung zum Stromnetz, während sich der Ladestecker im freien Raum befindet, wird die Roboterstruktur gezielt in die Ablageposition gesteuert. Dadurch wird sichergestellt, dass die sich die Roboterstruktur exakt in der gewünschten Position befindet. Auch im Falle einer Unterbrechung zum Stromnetz während eines Ladevorgangs wird das Abholen des Ladesteckers eingeleitet, da der Ladevorgang ebenfalls unterbrochen ist. Empfängt der Laderoboter einen Ladewunsch über eine Kommunikationsschnittstelle zum Fahrzeug oder zum Nutzer, während eine Unterbrechung zum Stromnetz vorliegt, so wird vorzugsweise kein Steckvorgang eingeleitet. Stattdessen wird eine entsprechende Meldung an das Fahrzeug oder an den Nutzer ausgegeben. Der Nutzer kann daraufhin gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zur Behebung der Unterbrechung veranlassen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung eingerichtet, vor dem Bewegen der Roboterstruktur in die Ablageposition ein Verriegelungselement des Ladesteckers zu entriegeln. Je nach Ausführung des Ladesteckers kann der Ladestecker in der Ladebuchse verriegelt sein, um ein Herausfallen oder eine unberechtigte Entnahme des Ladesteckers zu verhindern. In diesem Fall muss das Verriegelungselement zunächst entriegelt werden, bevor die Roboterstruktur bewegt werden kann.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
- 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Laderoboters für ein Kraftfahrzeug;
- 2 zeigt schematisch ein Verfahren zur Steuerung eines Laderoboters;
- 3 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung eines Laderoboters;
- 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung eines Laderoboters;
- 5 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Laderoboters für ein Kraftfahrzeug;
- 6 zeigt schematisch ein erstes Konzept einer Absicherung der Stromversorgung;
- 7 zeigt schematisch ein zweites Konzept einer Absicherung der Stromversorgung; und
- 8 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Ablagevorrichtung des Laderoboters.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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1 zeigt schematisch in Form einer Prinzipskizze eine Ausführungsform eines Laderoboters 1 für ein Kraftfahrzeug. Der Laderoboter 1 weist eine Roboterstruktur aus einer Reihe von Strukturgliedern 2 auf, an denen mittels Gelenken 7 eine Arbeitsplatform 9 montiert ist. Die Arbeitsplatform 9 trägt eine Steckeraufnahme 3. In die Steckeraufnahme 3 kann ein Ladestecker 4 eingebracht und dort fixiert werden. Die Strukturglieder 2 sind über weitere Gelenke 7 an Schlitten 6 befestigt, die entlang Linearachsen 5 bewegbar sind. Über Antriebe 8 können die Schlitten 6 und damit die Strukturglieder 2 bewegt werden. Durch die Bewegung der Strukturglieder 2 ist eine Bewegung bzw. Positionierung der Steckeraufnahme 3 mit dem Ladestecker 4 im Raum möglich. Die Antriebe 8 sind nicht-selbsthemmend ausgeführt. Zur Steuerung der Bewegung weist der Laderoboter 1 eine Steuerungsvorrichtung 10 auf, die geeignete Steuersignale an die Antriebe 8 ausgibt. Eine Ablagevorrichtung 11 definiert eine Ablageposition für die Robotorstruktur. Die Ablagevorrichtung 11 sorgt dafür, dass die Robotorstruktur bei stromlosen Antrieben 8 nicht ungehindert und unkontrolliert herunterfällt. Die Ablagevorrichtung 11 kann dabei derart gestaltet sein, dass die Roboterstruktur allein durch die Schwerkraft in die Ablageposition geführt wird.
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2 zeigt schematisch ein Verfahren zur Steuerung eines Laderoboters. In einem ersten Schritt wird eine Unterbrechung einer Stromversorgung über einen Anschluss an ein Stromnetz detektiert 20. Die Roboterstruktur wird daraufhin in eine durch eine Ablagevorrichtung des Laderoboters definierte Ablageposition bewegt 22. Sofern der Ladestecker zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Stromversorgung in eine Ladebuchse eingesteckt und dort verriegelt ist, wird vor dem Bewegen der Roboterstruktur zunächst ein Verriegelungselement des Ladesteckers entriegelt 21. Empfängt 23 der Laderoboter einen Ladewunsch über eine Kommunikationsschnittstelle zum Fahrzeug oder zum Nutzer, während eine Unterbrechung zum Stromnetz vorliegt, so wird kein Steckvorgang eingeleitet. Stattdessen wird eine entsprechende Meldung an das Fahrzeug oder an den Nutzer ausgegeben 24.
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3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zur Steuerung eines Laderoboters. Die Vorrichtung 30 hat einen Eingang 31, über den Informationen zum Status einer Stromversorgung des Laderoboters empfangen werden können. Die Vorrichtung 30 hat zudem einen Sensor 32 zum Detektieren einer Unterbrechung einer Stromversorgung über einen Anschluss an ein Stromnetz. Wird vom Sensor 32 auf Grundlage der empfangenen Informationen eine Unterbrechung der Stromversorgung detektiert, so veranlasst eine Steuerung 33 eine Bewegung der Roboterstruktur in eine durch eine Ablagevorrichtung des Laderoboters definierte Ablageposition. Sofern der Ladestecker zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Stromversorgung in eine Ladebuchse eingesteckt und dort verriegelt ist, wird durch die Steuerung 33 vor dem Bewegen der Roboterstruktur zunächst ein Verriegelungselement des Ladesteckers entriegelt. Die von der Steuerung 33 generierten Daten werden über einen Ausgang 36 der Vorrichtung 30 an den Laderoboter ausgegeben.
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Der Sensor 32 und die Steuerung 33 können von einer Kontrolleinheit 34 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 37 können gegebenenfalls Einstellungen des Sensors 32, der Steuerung 33 oder der Kontrolleinheit 34 geändert werden. Über die Benutzerschnittstelle 37 kann der Nutzer zudem einen Ladewunsch eingeben. Ein solcher kann alternativ oder zusätzlich auch vom Fahrzeug ausgehen und über den Eingang 31 empfangen werden. Wird ein Ladewunsch empfangen, während eine Unterbrechung zum Stromnetz vorliegt, so wird kein Steckvorgang eingeleitet. Stattdessen wird eine entsprechende Meldung über den Ausgang 36 an das Fahrzeug oder über die Benutzerschnittstelle 37 an den Nutzer ausgegeben.
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Die in der Vorrichtung 30 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 35 der Vorrichtung 30 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 30. Der Sensor 32, die Steuerung 33 sowie die Kontrolleinheit 34 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU oder einer CPU. Der Eingang 31 und der Ausgang 36 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein.
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4 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 40 zur Steuerung eines Laderoboters. Die Vorrichtung 40 weist einen Prozessor 42 und einen Speicher 41 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 40 um einen Computer oder ein Steuergerät. Im Speicher 41 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 40 bei Ausführung durch den Prozessor 42 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 41 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 42 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 40 hat einen Eingang 43 zum Empfangen von Informationen, insbesondere von Sensordaten zur Stromversorgung. Vom Prozessor 42 generierte Daten werden über einen Ausgang 44 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 41 abgelegt werden. Der Eingang 43 und der Ausgang 44 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein.
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Der Prozessor 42 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.
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Die Speicher 35, 41 der beschriebenen Ausführungsformen können sowohl volatile als auch nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.
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Nachfolgend sollen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der 5 bis 8 beschrieben werden.
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5 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Laderoboters 1 für ein Kraftfahrzeug. Der Laderoboter 1 entspricht weitgehend dem Laderoboter 1 aus 1, allerdings weist er zusätzlich einen Energiespeicher 14 auf. Der Energiespeicher 14 dient der Absicherung der Stromversorgung der Antriebe 8 und der Steuerungsvorrichtung 10 für den Fall, dass es zu einer Unterbrechung der Stromversorgung durch das Stromnetz kommt. Der Energiespeicher 14 kann auf unterschiedliche Weise in das Robotersystem eingebunden sein, wie weiter unten anhand der 6 und 7 erläutert wird. Falls eine Unterbrechung detektiert wird, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 10 eine Bewegung der der Roboterstruktur in die durch die Ablagevorrichtung 11 definierte Ablageposition. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung 10 bei Bedarf zuvor ein Verriegelungselement des Ladesteckers 4 entriegeln. Ein weiterer Unterschied zum Laderoboter 1 aus 1 besteht in der Ausgestaltung der Ablagevorrichtung 11. Diese weist in 5 eine Aufnahme 12 für zumindest eines der Strukturglieder 2, die Arbeitsplatform 9, die Steckeraufnahme 3 oder den Ladestecker 4 auf. Die Aufnahme 12 ist dabei vorzugsweise formschlüssig ausgestaltet, sodass das in der Aufnahme 12 zu liegen kommende Bauteil zuverlässig ortsfest gehalten wird.
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6 zeigt schematisch ein erstes Konzept einer Absicherung der Stromversorgung über einen zusätzlichen Energiespeicher 14, z.B. einen Akkumulator. Bei diesem Konzept sind die Steuerungsvorrichtung 10 und die Antriebe 8 parallel zum Energiespeicher 14 über eine Versorgungssteuerung 16 mit dem Stromnetz 15 verbunden. Die Versorgungssteuerung 16 kann beispielsweise Bestandteil einer DC-Spannungsversorgung oder einer Steuereinheit einer unabhängigen USV sein (USV: unterbrechungsfreie Stromversorgung).
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7 zeigt schematisch ein zweites Konzept einer Absicherung der Stromversorgung über einen zusätzlichen Energiespeicher 14. Bei diesem Konzept sind die Steuerungsvorrichtung 10 und die Antriebe 8 direkt mit dem Energiespeicher 14 verbunden und werden somit immer aus dem Energiespeicher 14 gespeist. Der Energiespeicher 14 wiederum ist mit einem Ladegerät 17 verbunden, welches seinerseits mit dem Stromnetz 15 verbunden ist. Aufgrund der üblicherweise langen Standzeiten des Laderoboters kann das Ladegerät 17 klein dimensioniert und die Kapazität des Energiespeichers 14 für wenige Steckzyklen ausgewählt werden, um die Kosten im Gesamtsystem zu minimieren.
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8 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Ablagevorrichtung 11 des Laderoboters. Bei dieser Ausführungsform weist die Ablagevorrichtung 11 eine Aufnahme 12 auf, die an die Form der Arbeitsplatform angepasst ist. Durch diese Ausgestaltung wird ein Verschieben der Arbeitsplatform in X-Richtung sicher verhindert. Die Ablagevorrichtung 11 weist zudem einen Zentrierdorn 13 auf, der mit einer entsprechenden Öffnung in der Arbeitsplatform zusammenwirkt. Der Zentrierdorn 13 verhindert einerseits ein Verschieben der Arbeitsplatform in Z-Richtung, andererseits wird durch den Zentrierdorn 13 die Führung der Roboterstruktur in die Ablageposition unterstützt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laderoboter
- 2
- Strukturglied
- 3
- Steckeraufnahme
- 4
- Ladestecker
- 5
- Linearachse
- 6
- Schlitten
- 7
- Gelenk
- 8
- Antrieb
- 9
- Arbeitsplatform
- 10
- Steuerungsvorrichtung
- 11
- Ablagevorrichtung
- 12
- Aufnahme
- 13
- Zentrierdorn
- 14
- Energiespeicher
- 15
- Stromnetz
- 16
- Versorgungssteuerung
- 17
- Ladegerät
- 20
- Detektieren einer Unterbrechung einer Stromversorgung
- 21
- Entriegeln eines Verriegelungselements des Ladesteckers
- 22
- Bewegen der Roboterstruktur in eine Ablageposition
- 23
- Empfangen eines Ladewunsches
- 24
- Ausgeben einer Meldung
- 30
- Vorrichtung
- 31
- Eingang
- 32
- Sensor
- 33
- Steuerung
- 34
- Kontrolleinheit
- 35
- Speicher
- 36
- Ausgang
- 37
- Benutzerschnittstelle
- 40
- Vorrichtung
- 41
- Speicher
- 42
- Prozessor
- 43
- Eingang
- 44
- Ausgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 105539190 A [0003]
- DE 202012003577 U1 [0004]
- US 2014/0333261 A1 [0005]
- DE 102016207767 A1 [0006]
