DE102020204048A1 - Lifting robot for loading and unloading a wheelchair into / from a vehicle and method for operating a lifting robot - Google Patents

Lifting robot for loading and unloading a wheelchair into / from a vehicle and method for operating a lifting robot Download PDF

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Christian Schönwald
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heberoboter (1) zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls (20) in ein/aus einem Fahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit (2) mit mindestens zwei angetriebenen, aktiv lenkbaren Rädern (3), eine an der Antriebseinheit (2) angeordnete Stützeinrichtung (4) mit mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5), eine Hebeeinrichtung (6) zum Aufladen und Anheben des Rollstuhls (20), eine Umfeldsensorik (7), und eine Steuerung (8), wobei die Steuerung (8) dazu eingerichtet ist, den Heberoboter (1) zumindest zeitweise automatisiert zu fahren und hierzu mittels der Umfeldsensorik (7) erfasste Umfelddaten zu empfangen und die Antriebseinheit (2) auf Grundlage der empfangenen Umfelddaten anzusteuern, wobei die Steuerung (8) ferner dazu eingerichtet ist, beim Ansteuern der Antriebseinheit (2) einen Zustand und ein Verhalten der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5) zu berücksichtigen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Heberoboters (1) zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls (20) in ein/aus einem Fahrzeug.The invention relates to a lifting robot (1) for loading and unloading a wheelchair (20) into / from a vehicle, comprising a drive unit (2) with at least two driven, actively steerable wheels (3), one on the drive unit (2) Support device (4) with at least two passively rotatably mounted castors (5), a lifting device (6) for loading and lifting the wheelchair (20), an environment sensor (7), and a control (8), the control (8) is set up to drive the lifting robot (1) at least temporarily in an automated manner and for this purpose to receive environment data recorded by means of the environment sensor system (7) and to control the drive unit (2) on the basis of the received environment data, the controller (8) also being configured to when activating the drive unit (2), a state and a behavior of the at least two passively rotatably mounted swivel castors (5) must be taken into account. The invention also relates to a method for operating a lifting robot (1) for loading and unloading a wheelchair (20) into / from a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heberoboter zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls in ein/aus einem Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Heberoboters.The invention relates to a lifting robot for loading and unloading a wheelchair into / from a vehicle and a method for operating a lifting robot.

Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen ein Rollstuhl in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs befördert werden kann. Beispielhaft genannt seien Rampen oder Hebebühnen. Die genannten Lösungen eignen sich jedoch nicht für eine Anwendung bei automatisiert gefahrenen Kraftfahrzeugen und vollautomatisierten Mobilitätslösungen im öffentlichen Personennahverkehr.Devices are known with which a wheelchair can be transported into an interior of a motor vehicle. Examples are ramps or lifting platforms. However, the solutions mentioned are not suitable for use in automated motor vehicles and fully automated mobility solutions in local public transport.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen ein Rollstuhl automatisiert in ein Fahrzeug geladen werden kann.The invention is based on the object of specifying a device and a method with which a wheelchair can be automatically loaded into a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Heberoboter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a lifting robot with the features of claim 1 and a method with the features of claim 10. Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Insbesondere wird ein Heberoboter zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls in ein/aus einem Fahrzeug geschaffen, umfassend eine Antriebseinheit mit mindestens zwei angetriebenen, aktiv lenkbaren Rädern, eine an der Antriebseinheit angeordnete Stützeinrichtung mit mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen, eine Hebeeinrichtung zum Aufladen und Anheben des Rollstuhls, eine Umfeldsensorik, und eine Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Heberoboter zumindest zeitweise automatisiert zu fahren und hierzu mittels der Umfeldsensorik erfasste Umfelddaten zu empfangen und die Antriebseinheit auf Grundlage der empfangenen Umfelddaten anzusteuern, wobei die Steuerung ferner dazu eingerichtet ist, beim Ansteuern der Antriebseinheit einen Zustand und ein Verhalten der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen zu berücksichtigen.In particular, a lifting robot for loading and unloading a wheelchair in / from a vehicle is created, comprising a drive unit with at least two driven, actively steerable wheels, a support device arranged on the drive unit with at least two passively rotatably mounted castors, a lifting device for loading and unloading Lifting the wheelchair, an environment sensor system, and a controller, the controller being set up to drive the lifting robot at least temporarily in an automated manner and for this purpose to receive environment data captured by means of the environment sensor system and to control the drive unit on the basis of the received environment data, the control system also being set up to do so is to take into account a state and a behavior of the at least two passively rotatably mounted castors when controlling the drive unit.

Ferner wird insbesondere ein Verfahren zum Betreiben eines Heberoboters zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls in ein/aus einem Fahrzeug zur Verfügung gestellt, wobei der Heberoboter eine Antriebseinheit mit mindestens zwei angetriebenen, aktiv lenkbaren Rädern, eine an der Antriebseinheit angeordnete Stützeinrichtung mit mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen, eine Hebeeinrichtung zum Aufladen und Anheben des Rollstuhls, eine Umfeldsensorik, und eine Steuerung umfasst, wobei der Heberoboter mittels der Steuerung zumindest zeitweise automatisiert gefahren wird, wobei hierzu mittels der Umfeldsensorik erfasste Umfelddaten empfangen werden und die Antriebseinheit auf Grundlage der empfangenen Umfelddaten angesteuert wird, und wobei beim Ansteuern der Antriebseinheit ein Zustand und ein Verhalten der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen berücksichtigt wird.Furthermore, in particular a method for operating a lifting robot for loading and unloading a wheelchair in / from a vehicle is provided, the lifting robot having a drive unit with at least two driven, actively steerable wheels and a supporting device arranged on the drive unit with at least two passively rotatable -bearing swivel castors, a lifting device for charging and lifting the wheelchair, an environment sensor system, and a controller, the lifting robot being driven at least temporarily by means of the controller, with environment data recorded by the environment sensor system being received for this purpose and the drive unit being received on the basis of the received environment data is controlled, and when controlling the drive unit, a state and a behavior of the at least two passively rotatably mounted steering rollers are taken into account.

Der Heberoboter und das Verfahren ermöglichen es, einen Rollstuhl zusammen mit einem Rollstuhlfahrer in ein Fahrzeug einzuladen oder aus dem Fahrzeug auszuladen. Dies kann insbesondere automatisiert erfolgen. Insbesondere ist der Heberoboter kompakt aufgebaut und daher kostengünstig in der Herstellung. Um den Aufbau einfach zu halten ist vorgesehen, neben aktiv lenkbaren Rädern auch passiv drehbar-gelagerte Lenkrollen (auch als Castor-Rollen bezeichnet) zu verwenden. Um ein automatisiertes Anfahren zum Fahrzeug dennoch präzise und ohne Störung zu ermöglichen ist vorgesehen, dass beim Ansteuern der Antriebseinheit ein Zustand und ein Verhalten der zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen berücksichtigt wird. Dies erfolgt insbesondere, indem die Steuerung beim Ansteuern der Antriebseinheit eine Trajektorie derart bestimmt und ausführt, dass ein Zustand und ein Verhalten der zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen berücksichtigt wird.The lifting robot and the method make it possible to load a wheelchair together with a wheelchair user into a vehicle or to unload it from the vehicle. In particular, this can be done automatically. In particular, the lifting robot has a compact design and is therefore inexpensive to manufacture. In order to keep the structure simple, provision is made to use passively rotatable swivel castors (also known as Castor castors) in addition to actively steerable wheels. In order to enable an automated approach to the vehicle nonetheless precisely and without interference, provision is made for a state and behavior of the two passively rotatably mounted castors to be taken into account when the drive unit is activated. This takes place in particular in that the control determines and executes a trajectory when activating the drive unit in such a way that a state and a behavior of the two passively rotatably mounted steering rollers are taken into account.

Die Antriebseinheit wird insbesondere elektromotorisch angetrieben und umfasst hierzu beispielsweise einen Elektromotor an jedem der angetriebenen aktiv lenkbaren Räder sowie einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise eine Batterie.The drive unit is driven in particular by an electric motor and for this purpose comprises, for example, an electric motor on each of the driven actively steerable wheels and an electrical energy store, for example a battery.

Die Stützeinrichtung kann beispielsweise zwei Gabeln aufweisen, welche an einer Seite einer länglichen Erstreckungsrichtung der Gabeln jeweils mit der Antriebseinheit verbunden sind und an der anderen Seite der länglichen Erstreckungsrichtung an einer Unterseite jeweils eine der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen aufweisen. Beim Einladen und Ausladen des Rollstuhls in das bzw. aus dem Fahrzeug wird die Stützeinrichtung, das heißt beispielsweise die zwei Gabeln, insbesondere zumindest teilweise unter bzw. vor das Fahrzeug gefahren, während zumindest ein Teil der Hebeeinrichtung in einen Fahrzeuginnenraum eingebracht wird. Die Stützeinrichtung kann prinzipiell die gleiche Länge wie die Hebeeinrichtung aufweisen oder auch kürzer ausgebildet sein.The support device can for example have two forks, which are connected to the drive unit on one side of an elongated direction of extension of the forks and each have one of the passive rotatably mounted castors on the other side of the elongated direction of extension on an underside. When loading and unloading the wheelchair into or out of the vehicle, the support device, that is, for example, the two forks, is in particular at least partially driven under or in front of the vehicle, while at least part of the lifting device is brought into a vehicle interior. The support device can in principle have the same length as the lifting device or can also be made shorter.

Die Hebeeinrichtung kann zumindest teilweise mit der Antriebseinheit in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein bzw. sich zumindest teilweise ein Gehäuse mit der Antriebseinheit teilen. Insbesondere ein Antrieb der Hebeeinrichtung zum angetriebenen Heben und Absenken eines Rollstuhls kann in einem solchen Gehäuse ausgebildet sein. Die Hebeeinrichtung kann beispielsweise mindestens eine Plattform aufweisen, auf der Räder des Rollstuhls angeordnet werden können und mittels derer der Rollstuhl angehoben oder abgesenkt werden kann.The lifting device can be accommodated at least partially with the drive unit in a common housing or at least partially share a housing with the drive unit. In particular, a drive for the lifting device for driven lifting and lowering of a wheelchair can be embodied in such a housing. The lifting device can for example have at least one platform on the wheels of the wheelchair can be arranged and by means of which the wheelchair can be raised or lowered.

Die Umfeldsensorik umfasst beispielsweise einen 2D- oder 3D-Lidarscanner und eine Kamera. Ferner kann die Umfeldsensorik weitere Sensoren umfassen, wie beispielsweise einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor etc.The environment sensor system includes, for example, a 2D or 3D lidar scanner and a camera. Furthermore, the environment sensor system can include further sensors, such as a radar sensor and / or an ultrasonic sensor, etc.

Die Steuerung verarbeitet die von der Umfeldsensorik erfassten Umfelddaten. Hierzu erkennt die Steuerung beispielsweise Objekte im Umfeld und lokalisiert den Heberoboter innerhalb des Umfelds mittels an sich bekannter Verfahren. Ferner plant die Steuerung eine Trajektorie zum Anfahren einer Fahrzeugöffnung (z.B. eine hintere Fahrzeugtür) eines Fahrzeugs, in die der Rollstuhl eingeladen werden soll bzw. aus der der Rollstuhl ausgeladen werden soll.The control processes the environment data recorded by the environment sensors. For this purpose, the control recognizes, for example, objects in the environment and localizes the lifting robot within the environment using methods known per se. The control system also plans a trajectory for approaching a vehicle opening (e.g. a rear vehicle door) into which the wheelchair is to be loaded or from which the wheelchair is to be unloaded.

Insbesondere steuert die Steuerung auch die Hebeeinrichtung. Insbesondere steuert die Steuerung hierbei das Anheben und Absenken der Hebeplattform, insbesondere das Anheben der Hebeeinrichtung mit oder ohne darauf angeordnetem Rollstuhl vor dem Erreichen einer Fahrzeugöffnung eines Fahrzeugs. Dies kann insbesondere auf Grundlage von erfassten Umfelddaten erfolgen. Beispielsweise kann eine mittels einer Kamera erfasste Kontur der geöffneten Fahrzeugtür zur Orientierung für die Steuerung dienen. Hierbei bestimmt die Steuerung insbesondere eine Höhe, auf die die Hebeeinrichtung angehoben werden muss, beispielsweise auf Grundlage eines von der Fahrzeugöffnung erfassten Kamerabildes.In particular, the controller also controls the lifting device. In particular, the controller controls the raising and lowering of the lifting platform, in particular the lifting of the lifting device with or without a wheelchair arranged thereon, before reaching a vehicle opening of a vehicle. This can be done in particular on the basis of captured environmental data. For example, a contour of the opened vehicle door captured by means of a camera can be used for orientation for the control. In this case, the controller determines, in particular, a height to which the lifting device must be raised, for example on the basis of a camera image captured from the vehicle opening.

Die Steuerung kann einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.The control can be designed individually or collectively as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Heberoboter mindestens einen Lenkrollenpositionssensor aufweist, wobei der mindestens eine Lenkrollenpositionssensor derart ausgebildet ist, eine Lenkposition zumindest einer der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen zu bestimmen und die bestimmte Lenkposition beschreibende Sensordaten an die Steuerung zu übermitteln. Hierdurch kann eine Position der Lenkrollen abgeschätzt werden und eine Positionsschätzung bzw. ein Positionssignal der Steuerung bereitgestellt werden. Die Steuerung kann auf Grundlage der Positionsschätzung bzw. des Positionssignals eine Trajektorie des Heberoboters planen und/oder anpassen bzw. diese beim Ansteuern der Antriebseinheit berücksichtigen.In one embodiment it is provided that the lifting robot has at least one steering roller position sensor, the at least one steering roller position sensor being designed to determine a steering position of at least one of the at least two passively rotatably mounted steering rollers and to transmit sensor data describing the determined steering position to the controller. In this way, a position of the steering rollers can be estimated and a position estimate or a position signal of the controller can be provided. On the basis of the position estimate or the position signal, the controller can plan and / or adapt a trajectory of the lifting robot or take this into account when controlling the drive unit.

Insbesondere ist vorgesehen, dass für jede vorhandene Lenkrolle ein Lenkrollensensor vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine Lenkposition für jede der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen bestimmt werden und beim Ansteuern der Antriebseinheit berücksichtigt werden.In particular, it is provided that a steering roller sensor is provided for each existing steering roller. In this way, a steering position can be determined for each of the passive, rotatably mounted steering rollers and taken into account when the drive unit is activated.

Der mindestens eine Lenkrollensensor kann verschieden ausgebildet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Lenkrollensensor um die Lenkrolle herum angeordnete mechanische Taster aufweist, die bei Berührung mit der Lenkrolle auslösen und ein Positionssignal erzeugen und bereitstellen. Beispielsweise können vier solcher mechanischer Taster vorgesehen sein, die jeweils paarweise gegenüberliegend um eine Lenkrolle herum angeordnet sind, das heißt die in Bezug auf einen Kreis, dessen Mittelpunkt eine Drehachse der Lenkrolle bildet, an den Winkelpositionen 0°, 90°, 180° und 270° angeordnet sind. Auf diese Weise kann zumindest grob bestimmt werden, welche Winkel- bzw. Drehposition die betrachtete Lenkrolle aufweist, das heißt es kann zumindest bestimmt werden, in welchem von vier Quadranten sich die Lenkrolle aktuell befindet. Für eine Berücksichtigung der Lenkrolle beim Fahren des Heberoboters ist dies ausreichend, da die Steuerung hieraus bestimmen kann, wie sich der Heberoboter beim bzw. nach einem Anfahren verhalten wird.The at least one steering roller sensor can be designed differently. For example, it can be provided that the swivel castor sensor has mechanical buttons arranged around the swivel castor, which trigger when they come into contact with the swivel castor and generate and provide a position signal. For example, four such mechanical buttons can be provided, each of which is arranged in pairs opposite one another around a swivel castor, i.e. at the angular positions 0 °, 90 °, 180 ° and 270 in relation to a circle whose center forms the axis of rotation of the swivel castor ° are arranged. In this way, it can at least roughly be determined which angular or rotational position the steering roller under consideration has, that is to say it can at least be determined in which of four quadrants the steering roller is currently located. This is sufficient for taking the steering roller into account when driving the lifting robot, since the control can use this to determine how the lifting robot will behave during or after starting up.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass ein Lenkrollensensor eine Lichtsensorik umfasst, beispielsweise in Form einer Lichtschrankensensorik. Eine Anordnung um die Lenkrolle herum ist hierbei analog zu der voranstehend beschriebenen Anordnung der mechanischen Taster (d.h. beispielsweise an den Winkelpositionen 0°, 90°, 180° und 270°). Hierbei erfasst die Lichtsensorik ein Vorbeilaufen der Lenkrolle beispielsweise über eine Lichtreflexion und/oder eine Änderung der Lichtreflexion an der Lenkrolle.Alternatively or additionally, it can also be provided that a steering roller sensor comprises a light sensor system, for example in the form of a light barrier sensor system. An arrangement around the swivel castor is analogous to the arrangement of the mechanical buttons described above (i.e. for example at the angular positions 0 °, 90 °, 180 ° and 270 °). In this case, the light sensor system detects a passing of the steering roller, for example via a light reflection and / or a change in the light reflection on the steering roller.

In einer weiteren Alternative weist ein Lenkrollensensor einen an einer Drehachse der Lenkrolle angeordneten Strichcode auf, der mittels eines Fotosensors erfasst wird und als Maß für eine Bewegung und/oder eine Winkelposition der Lenkrolle verwendet wird.In a further alternative, a swivel castor sensor has a bar code which is arranged on an axis of rotation of the swivel castor and which is detected by means of a photo sensor and is used as a measure of a movement and / or an angular position of the swivel castor.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerung ferner dazu eingerichtet ist, ein Ausrichtungsmanöver zum Ausrichten der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen durchführen zu können, um diese in eine gewünschte Ausrichtung zu bringen. Ein solches Ausrichtungsmanöver kann beispielsweise routinemäßig vor einem Anfahren eines Fahrzeugs durchgeführt werden. Ein Ausrichtungsmanöver umfasst insbesondere ein Rückwärtsfahren, welches solange durchgeführt wird, bis eine Lenkposition der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen durch passives Lenken mit Sicherheit festgelegt ist, das heißt bis die Lenkrollen sich mit Sicherheit passiv entlang des rückwärtsgewandten Pfades ausgerichtet haben. Anschließend wird insbesondere eine Vorwärtsbewegung ausgeführt, die solange andauert, bis die Lenkrollen sich entlang des vorwärtsgewandten Pfades ausgerichtet haben. Ein solches Ausrichtungsmanöver wird von der Steuerung insbesondere in einem ausreichend großen Abstand vor der Fahrzeugöffnung des Fahrzeugs ausgeführt, sodass in einem kleinen Abstand vor der Fahrzeugöffnung eine feine Ausrichtung des Heberoboters mittels der Antriebseinheit möglich ist, ohne dass ein unkontrolliertes und ungewolltes Umschwenken der passiven Lenkrollen eine solche Fahrt behindern. Ferner kann das Ausrichtungsmanöver auch ein Positionieren des Heberoboters in einem ausreichend großen Abstand von der Fahrzeugöffnung des Fahrzeugs umfassen. Insbesondere wird der Heberoboter hierbei derart an diese Position gebracht, dass der Heberoboter aus dieser Position mit den passiven Lenkrollen in Geradeausrichtung losfahren kann und die Fahrzeugöffnung auf einer geraden Trajektorie anfahren kann.In one embodiment it is provided that the controller is further set up to be able to carry out an alignment maneuver for aligning the at least two passively rotatably mounted castors in order to bring them into a desired alignment. Such an alignment maneuver can, for example, be carried out routinely before a vehicle starts moving. An alignment maneuver includes, in particular, driving backwards, which is carried out until a steering position of the passive, rotatably mounted castors is also achieved by passive steering Security is established, that is, until the castors have certainly passively aligned along the backward-facing path. In particular, a forward movement is then carried out which lasts until the steering rollers have aligned themselves along the forward-facing path. Such an alignment maneuver is carried out by the controller in particular at a sufficiently large distance in front of the vehicle opening of the vehicle, so that a fine alignment of the lifting robot by means of the drive unit is possible at a small distance in front of the vehicle opening without uncontrolled and unwanted swiveling of the passive castors impede such a journey. Furthermore, the alignment maneuver can also include positioning the lifting robot at a sufficiently large distance from the vehicle opening of the vehicle. In particular, the lifting robot is brought to this position in such a way that the lifting robot can drive straight ahead from this position with the passive castors and can approach the vehicle opening on a straight trajectory.

Insbesondere kann das Ausrichtungsmanöver derart ausgestaltet sein, dass die passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen nach Durchführen des Ausrichtungsmanövers für eine Geradeausfahrt ausgerichtet sind.In particular, the alignment maneuver can be designed in such a way that the passive, rotatably mounted steering rollers are aligned for straight-ahead travel after the alignment maneuver has been carried out.

Vor Durchführen eines solchen Ausrichtungsmanövers kann auch vorgesehen sein, dass eine Ausrichtung der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen überprüft wird. Je nach Ergebnis der Überprüfung wird das Ausrichtungsmanöver durchgeführt oder nicht.Before performing such an alignment maneuver, it can also be provided that an alignment of the passive, rotatably mounted steering rollers is checked. Depending on the result of the check, the alignment maneuver is carried out or not.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hebeeinrichtung zwei Gabeln aufweist, auf die der Rollstuhl durch Unterfassen von Rädern des Rollstuhls angeordnet werden kann. Die Gabeln können nach einem Aufladen bzw. Auffahren des Rollstuhls angehoben werden, sodass ein Höhenunterschied zwischen einem Untergrund und einem Fahrzeugboden oder einen Bordstein etc. überwunden werden kann. Die zwei Gabeln können beispielsweise oberhalb von zwei Gabeln der Stützeinrichtung angeordnet sein und mittels eines Antriebs der Hebeeinrichtung parallel zueinander angehoben oder abgesenkt werden.In one embodiment it is provided that the lifting device has two forks on which the wheelchair can be arranged by reaching under the wheels of the wheelchair. The forks can be raised after loading or driving the wheelchair so that a difference in height between a ground and a vehicle floor or a curb etc. can be overcome. The two forks can be arranged, for example, above two forks of the support device and raised or lowered parallel to one another by means of a drive of the lifting device.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hebeeinrichtung mindestens eine Erkennungseinrichtung aufweist, wobei die mindestens eine Erkennungseinrichtung derart ausgebildet ist, eine vorgegebene Position eines Fahrzeugbodens eines Fahrzeugs oder eines Bordsteins zu erkennen und ein Erkennungssignal an die Steuerung zu übermitteln, wobei die Steuerung ferner dazu eingerichtet ist, eine automatisierte Anfahrt nach Empfangen des Erkennungssignals zu stoppen.In one embodiment it is provided that the lifting device has at least one detection device, the at least one detection device being designed to detect a predetermined position of a vehicle floor of a vehicle or a curb and to transmit a detection signal to the controller, the controller also being set up to do so is to stop an automated approach after receiving the detection signal.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hebeeinrichtung mindestens eine um eine horizontale Achse drehbare Rampe aufweist, welche durch Kontakt mit einem Fahrzeugboden oder mit einem Bordstein aus einer Transportposition in eine Rampenposition gedreht werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die drehbare Rampe zwei Schenkelelemente aufweist, die an der horizontalen Achse zusammenlaufen. Die zwei Schenkelemente sind fest miteinander verbunden und weisen zueinander insbesondere einen stumpfen Winkel (d.h. einen Winkel größer als 90° und kleiner als 180°) auf. Durch Kontakt des in der Transportposition nach unten weisenden Schenkelelements mit dem Fahrzeugboden oder dem Bordstein werden die zwei Schenkelelemente der drehbaren Rampe um die horizontale Achse gedreht, sodass das in der Transportposition nach oben weisende Schenkelelement auf den Fahrzeugboden oder den Bordstein in die Rampenposition abgesenkt wird.In one embodiment it is provided that the lifting device has at least one ramp which can be rotated about a horizontal axis and which can be rotated from a transport position into a ramp position by contact with a vehicle floor or with a curb. In particular, it is provided that the rotatable ramp has two leg elements which converge on the horizontal axis. The two leg elements are firmly connected to one another and in particular have an obtuse angle to one another (i.e. an angle greater than 90 ° and less than 180 °). By contact of the leg element pointing downwards in the transport position with the vehicle floor or the curb, the two leg elements of the rotatable ramp are rotated about the horizontal axis, so that the leg element pointing upwards in the transport position is lowered onto the vehicle floor or the curb into the ramp position.

In einer weiterbildenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass die drehbar gelagerte Rampe mindestens eine Erkennungseinrichtung aufweist, wobei die mindestens eine Erkennungseinrichtung derart ausgebildet ist, das Erreichen einer Rampenposition zu erkennen und ein Erkennungssignal an die Steuerung zu übermitteln, wobei die Steuerung ferner dazu eingerichtet ist, eine automatisierte Anfahrt nach Empfangen des Erkennungssignals zu stoppen. Die Erkennungseinrichtung kann beispielsweise einen mechanischen Taster und/oder eine Lichtschranke aufweisen, welche beispielsweise die Rampenposition erfassen kann und bei Erreichen der Rampenposition das Erkennungssignal erzeugt und an die Steuerung übermittelt. Insbesondere kann beispielsweise erfasst werden, ob das in der Transportposition nach unten weisende Schenkelelement eine vorgegebene Ausrichtung und/oder Position erlangt hat, was gleichbedeutend mit dem Erreichen der Rampenposition ist.In a further developing embodiment it is provided that the rotatably mounted ramp has at least one detection device, the at least one detection device being designed to detect the reaching of a ramp position and to transmit a detection signal to the controller, the controller also being set up to provide a Stop automated approach after receiving the detection signal. The detection device can for example have a mechanical button and / or a light barrier which can detect the ramp position, for example, and when the ramp position is reached generates the detection signal and transmits it to the controller. In particular, it can be detected, for example, whether the leg element pointing downward in the transport position has attained a predetermined alignment and / or position, which is equivalent to reaching the ramp position.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Heberoboter mindestens einen Notaus-Schalter aufweist, wobei der mindestens eine Notaus-Schalter höhenverstellbar ausgebildet ist, sodass der mindestens eine Notaus-Schalter beim Anheben der Hebeeinrichtung mitbewegt werden kann. Hierdurch kann ein Rollstuhlfahrer den Transport sowie das Anheben und Absenken des Rollstuhls jederzeit durch Betätigen des Notaus-Schalters abbrechen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Notaus-Schalter auf einem Ausleger in Höhe einer Armlehne eines angehobenen Rollstuhls mitbewegt wird. Hierzu kann der Ausleger beispielsweise mechanisch direkt oder indirekt mit der Hebeeinrichtung verbunden sein.In one embodiment it is provided that the lifting robot has at least one emergency stop switch, the at least one emergency stop switch being designed to be height-adjustable so that the at least one emergency stop switch can be moved when the lifting device is raised. This means that a wheelchair user can cancel the transport, lifting and lowering of the wheelchair at any time by pressing the emergency stop switch. It can be provided, for example, that the emergency stop switch is moved along on a boom at the level of an armrest of a raised wheelchair. For this purpose, the boom can, for example, be mechanically connected directly or indirectly to the lifting device.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Heberoboter eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweist, wobei die drahtlose Kommunikationsschnittstelle dazu eingerichtet ist, mit einer Rollstuhlsteuerung und/oder einem mobilen Endgerät zu kommunizieren und Steuersignale zu empfangen. Die empfangenen Steuersignale werden anschließend an die Steuerung übermittelt und von dieser umgesetzt. Eine solche drahtlose Kommunikationsschnittstelle ist beispielsweise als Bluetooth- oder WLAN-Schnittstelle ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Heberoboter mittels einer Anwendung (App) auf einem mobilen Endgerät, insbesondere auf einem Smartphone oder Tablet, bedient werden kann. Hierzu erzeugt die Anwendung Steuersignale, welche mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle an die Steuerung des Heberoboters übermittelt werden.In one embodiment it is provided that the lifting robot has a wireless communication interface, the wireless communication interface being set up to communicate with a wheelchair controller and / or a mobile terminal device and to receive control signals. The received control signals are then transmitted to the controller and implemented by it. Such a wireless communication interface is designed, for example, as a Bluetooth or WLAN interface. In particular, it can be provided that the lifting robot can be operated by means of an application (app) on a mobile terminal device, in particular on a smartphone or tablet. For this purpose, the application generates control signals which are transmitted to the control of the lifting robot by means of the wireless communication interface.

Es kann vorgesehen sein, dass mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle auch mit dem Fahrzeug kommuniziert wird, in das bzw. aus dem der Rollstuhl ein- bzw. ausgeladen werden soll. Beispielsweise kann ein Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür des Fahrzeugs von der Steuerung des Heberoboters über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle veranlasst werden.It can be provided that the wireless communication interface also communicates with the vehicle into or from which the wheelchair is to be loaded or unloaded. For example, the vehicle door of the vehicle can be opened and / or closed by the control of the lifting robot via the wireless communication interface.

Weitere Merkmale zur Ausgestaltung des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Heberoboters. Die Vorteile des Verfahrens sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Heberoboters.Further features for the configuration of the method emerge from the description of configurations of the lifting robot. The advantages of the method are in each case the same as in the embodiments of the lifting robot.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Heberoboters (Seitenansicht);
  • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Heberoboters (Ansicht von unten);
  • 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform mit einem Lenkrollenpositionssensor;
  • 4a, 4b schematische Darstellungen zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform mit einer drehbaren Rampe.
The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Here show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the lifting robot (side view);
  • 2 a schematic representation of an embodiment of the lifting robot (view from below);
  • 3 a schematic representation to illustrate an embodiment with a steering roller position sensor;
  • 4a , 4b schematic representations to illustrate a further embodiment with a rotatable ramp.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Heberoboters 1 zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls 20 in ein/aus einem Fahrzeug (nicht gezeigt) in einer Seitenansicht gezeigt.In 1 Fig. 3 is a schematic representation of an embodiment of the lifting robot 1 for loading and unloading a wheelchair 20th in a / from a vehicle (not shown) shown in a side view.

Der Heberoboter 1 umfasst eine Antriebseinheit 2 mit zwei angetriebenen, aktiv lenkbaren Rädern 3, eine an der Antriebseinheit 2 angeordnete Stützeinrichtung 4 mit mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen 5. Ferner umfasst der Heberoboter 1 eine Hebeeinrichtung 6 zum Aufladen und Anheben des Rollstuhls 20, eine Umfeldsensorik 7 und eine Steuerung 8. Die Steuerung 8 ist als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikroprozessor ausgeführt wird.The lifting robot 1 includes a drive unit 2 with two driven, actively steerable wheels 3 , one on the drive unit 2 arranged support device 4th with at least two passively rotatable swivel castors 5 . Furthermore, the lifting robot includes 1 a lifting device 6th for charging and lifting the wheelchair 20th , an environment sensor system 7th and a controller 8th . The control 8th is designed as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microprocessor.

Die Umfeldsensorik 7 umfasst beispielsweise einen 2D-Lidarscanner für eine Groborientierung und eine Kamera zum Erfassen einer Fahrzeugöffnung an einem Fahrzeug. Die Umfeldsensorik 7 erfasst fortlaufend ein Umfeld des Heberoboters 1 und führt der Steuerung 8 entsprechende Umfelddaten zu.The environment sensors 7th includes, for example, a 2D lidar scanner for rough orientation and a camera for detecting a vehicle opening on a vehicle. The environment sensors 7th continuously detects the surroundings of the lifting robot 1 and leads the control 8th corresponding environmental data.

Die Steuerung 8 ist dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert, den Heberoboter 1 zumindest zeitweise automatisiert zu fahren und hierzu mittels der Umfeldsensorik 7 erfasste Umfelddaten zu empfangen und die Antriebseinheit 2 auf Grundlage der empfangenen Umfelddaten anzusteuern. Hierbei berücksichtigt die Steuerung 8 einen Zustand und ein Verhalten der zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen 5.The control 8th is set up, in particular programmed, the lifting robot 1 at least temporarily to drive automatically and for this purpose by means of the environment sensors 7th to receive captured environmental data and the drive unit 2 based on the received environmental data. The control takes this into account 8th a state and a behavior of the two passively rotatable swivel castors 5 .

Es kann vorgesehen sein, dass der Heberoboter 1 einen Notaus-Schalter 21 aufweist, wobei der Notaus-Schalter 21 höhenverstellbar ausgebildet ist, sodass der Notaus-Schalter 21 beim Anheben der Hebeeinrichtung 6 mitbewegt werden kann. Beispielsweise kann der Heberoboter 1 einen in Höhe einer Armlehne des Rollstuhls 20 angeordneten Ausleger 22 aufweisen, der parallel zur Hebeeinrichtung 6 in vertikaler Richtung mitbewegt werden kann.It can be provided that the lifting robot 1 an emergency stop switch 21 having, the emergency stop switch 21 is designed to be adjustable in height, so that the emergency stop switch 21 when lifting the lifting device 6th can be moved. For example, the lifting robot 1 one at the height of an armrest of the wheelchair 20th arranged boom 22nd have, which is parallel to the lifting device 6th can be moved in the vertical direction.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der Heberoboter 1 eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 23 aufweist, wobei die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 23 dazu eingerichtet ist, mit einer Rollstuhlsteuerung und/oder einem mobilen Endgerät zu kommunizieren und Steuersignale zu empfangen. Die empfangenen Steuersignale werden an die Steuerung 8 übermittelt und von dieser umgesetzt. Hierdurch kann ein Rollstuhlfahrer oder eine Hilfsperson den Heberoboter 1 bedienen bzw. ein Ein- und Ausladen überwachen.In particular, it is provided that the lifting robot 1 a wireless communication interface 23 having, wherein the wireless communication interface 23 is set up to communicate with a wheelchair controller and / or a mobile terminal and to receive control signals. The received control signals are sent to the controller 8th transmitted and implemented by them. This enables a wheelchair user or an assistant to use the lifting robot 1 operate or monitor loading and unloading.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Heberoboters 1 zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls 20 in ein/aus einem Fahrzeug (nicht gezeigt) in einer Ansicht von unten gezeigt. Die Ausführungsform ist die gleiche wie die in der 1 gezeigte Ausführungsform, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale und Begriffe. Deutlich zu erkennen ist, dass die Stützeinrichtung 5 ein Paar aus Gabeln 9 aufweist, die jeweils eine passive drehbar-gelagerte Lenkrolle 5 aufweisen.In 2 Fig. 3 is a schematic representation of an embodiment of the lifting robot 1 for loading and unloading a wheelchair 20th in / out of a vehicle (not shown) shown in a view from below. The embodiment is the same as that in FIG 1 The embodiment shown and the same reference symbols denote the same features and terms. It can be clearly seen that the support device 5 a pair of forks 9 has, each of which has a passive swivel-mounted swivel castor 5 exhibit.

In 3 ist eine schematische Darstellung einer Gabel 9 von unten zur Verdeutlichung einer Ausführungsform gezeigt, bei der der Heberoboter Lenkrollenpositionssensoren 10-x aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Heberoboter für jede der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen 5 mindestens einen Lenkrollenpositionssensor 10-x aufweist.In 3 is a schematic representation of a fork 9 Shown from below to illustrate an embodiment in which the lifting robot has swivel castor position sensors 10-x having. In particular, it is provided that the lifting robot for each of the passive, rotatably mounted steering rollers 5 at least one swivel castor position sensor 10-x having.

Die Lenkrollenpositionssensoren 10-x bestimmen eine Lenkposition der passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen 5 und übermitteln die bestimmte Lenkposition beschreibende Sensordaten 11 an die Steuerung. Die Steuerung kann ausgehend von der bestimmten Lenkposition einen Zustand, insbesondere einen Lenkwinkel der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen 5, bestimmen und den bestimmten Zustand beim Ansteuern der Antriebseinheit berücksichtigen.The castor position sensors 10-x determine a steering position of the passively rotatable swivel castors 5 and transmit sensor data describing the specific steering position 11 to the controller. Based on the determined steering position, the controller can set a state, in particular a steering angle of the passive, rotatably mounted steering rollers 5 , determine and take into account the specific state when controlling the drive unit.

Die gezeigte Ausführungsform umfasst für jede passive drehbar-gelagerte Lenkrolle 5 vier Lenkrollenpositionssensoren 10-x, die in einem Abstand von jeweils 90° zueinander auf einem Umkreis 12 um eine Drehachse 13 der Lenkrolle 5 angeordnet sind. Die Lenkrollenpositionssensoren 10-x sind beispielweise als Taster ausgebildet, die ein Vorbeilaufen der Lenkrolle 5 erfassen, indem diese beim Verbeilaufen von der Lenkrolle 5 betätigt werden. Alternativ hierzu können die Lenkrollenpositionssensoren 10-x auch als Lichtschranken ausgebildet sein, die ein Vorbeilaufen der Lenkrolle beispielsweise mittels einer durch die Lenkrolle bewirkte Änderung einer Lichtreflexion erfassen.The embodiment shown comprises for each passive swivel-mounted swivel castor 5 four swivel castor position sensors 10-x that are at a distance of 90 ° to each other on a circumference 12th around an axis of rotation 13th the swivel castor 5 are arranged. The castor position sensors 10-x are designed, for example, as buttons that allow the castor to pass 5 grasp by this when walking by the castor 5 be operated. Alternatively, the swivel castor position sensors 10-x can also be designed as light barriers which detect the passing of the steering roller, for example by means of a change in a light reflection caused by the steering roller.

Im Moment des Registrierens der Lenkrolle 5 an einem der Lenkrollenpositionssensoren 10-x kann eine Lenkrollenposition genau bestimmt werden. Die Lenkrollenposition entspricht beim Registrieren nämlich der Winkelposition des jeweils auslösenden Lenkrollenpositionssensors 10-x. Aus einer Historie der Auslösungen kann auch bei nicht vorliegender Auslösung zumindest bestimmt werden, in welchen Winkelbereich sich die Lenkrolle 5 aktuell befindet. Diese Informationen werden von der Steuerung beim Ansteuern der Antriebseinheit berücksichtigt.At the moment of registering the swivel castor 5 on one of the castor position sensors 10-x a swivel castor position can be precisely determined. When registering, the swivel castor position corresponds to the angular position of the respective triggering swivel castor position sensor 10-x . From a history of the releases, even if there is no release, it can at least be determined in which angular range the swivel castor is 5 currently located. This information is taken into account by the control when activating the drive unit.

Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, ein Ausrichtungsmanöver zum Ausrichten der passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen 5 (1 und 2) durchführen zu können, um diese in eine gewünschte Ausrichtung zu bringen. Beispielsweise kann eine Rückwärtsbewegung und eine anschließende Vorwärtsbewegung ausgeführt werden, um die Lenkrollen 5 in eine gewünschte und bekannte Position zu bringen, um anschließend ein Anfahrmanöver zum Anfahren eines Fahrzeugs ohne Störung ausführen zu können. Ferner sind auch gezielt ausgeführte Lenkmanöver möglich, um die passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen 5 auszurichten.It can be provided that the controller is set up to perform an alignment maneuver for aligning the passively rotatably mounted castors 5 ( 1 and 2 ) in order to bring them into a desired orientation. For example, a backward movement and a subsequent forward movement can be performed around the castors 5 Bring into a desired and known position in order to then be able to carry out a starting maneuver for starting a vehicle without interference. Targeted steering maneuvers are also possible around the passive swivel-mounted swivel castors 5 align.

In den 4a und 4b sind schematische Darstellungen zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Die Ausführungsform ist prinzipiell wie die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform ausgebildet.In the 4a and 4b schematic representations are shown to illustrate a further embodiment. The embodiment is basically like that in FIGS 1 and 2 Shown embodiment formed.

Es ist zusätzlich jedoch vorgesehen, dass die Hebeeinrichtung 6 eine um eine horizontale Achse 14 drehbare Rampe 15 aufweist, welche durch Kontakt mit einem Fahrzeugboden oder mit einem Bordstein 30 aus einer Transportposition 16 durch Drehung um die horizontale Achse 14 in eine Rampenposition 17 gedreht werden kann.However, it is also provided that the lifting device 6th one around a horizontal axis 14th rotating ramp 15th has, which by contact with a vehicle floor or with a curb 30th from a transport position 16 by rotating around the horizontal axis 14th in a ramp position 17th can be rotated.

In der gezeigten Ausführungsform weist die drehbare Rampe 15 zwei in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnete Schenkelelemente 18 auf, die sich an der horizontalen Achse 14 treffen.In the embodiment shown, the rotatable ramp 15th two leg elements arranged at an obtuse angle to one another 18th on, which is on the horizontal axis 14th meet.

Umfasst die Hebeeinrichtung beispielsweise zwei Gabeln, so ist jeweils eine drehbare Rampe 15 für jede der Gabeln vorgesehen.If the lifting device comprises, for example, two forks, there is a rotatable ramp in each case 15th provided for each of the forks.

Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die drehbar gelagerte Rampe 15 mindestens eine Erkennungseinrichtung 19 aufweist, wobei die mindestens eine Erkennungseinrichtung 19 derart ausgebildet ist, das Erreichen der Rampenposition 17 zu erkennen und ein Erkennungssignal an die Steuerung zu übermitteln, wobei die Steuerung ferner dazu eingerichtet ist, eine automatisierte Anfahrt des Bordsteins 30 nach Empfangen des Erkennungssignals zu stoppen. Die Erkennungseinrichtung 19 ist beispielsweise als Taster ausgebildet und an einem Ende der drehbaren Rampe 15 angeordnet, wobei der Taster bei einem Kontakt mit einer Oberseite des Bordsteins 30 (oder des Fahrzeugbodens) ausgelöst wird.In a further development, it can be provided that the rotatably mounted ramp 15th at least one recognition device 19th having, wherein the at least one detection device 19th is designed such that the ramp position is reached 17th to recognize and to transmit a recognition signal to the controller, wherein the controller is also set up to automatically approach the curb 30th stop after receiving the detection signal. The recognition device 19th is designed, for example, as a button and at one end of the rotatable ramp 15th arranged, the button upon contact with an upper side of the curb 30th (or the vehicle floor) is triggered.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden zum Einladen eines Rollstuhls 20 in einen Innenraum eines Fahrzeugs beispielsweise die folgenden Schritte ausgeführt. Eine automatisierte Fahrt und das Einladen des Rollstuhls 20 wird beispielsweise über eine Anwendung auf einem mobilen Endgerät gebucht. Der Heberoboter 1 fährt automatisiert zu einer vereinbarten Zeit zu einem vereinbarten Treffpunkt, um dort einen Rollstuhl 20 zusammen mit einem Rollstuhlfahrer in ein Fahrzeug einzuladen oder den Rollstuhl 20 zusammen mit dem Rollstuhlfahrer aus dem Fahrzeug auszuladen.In one embodiment of the method, a wheelchair is used for loading 20th For example, the following steps are carried out in an interior of a vehicle. Automated driving and loading of the wheelchair 20th is booked, for example, via an application on a mobile device. The lifting robot 1 drives automatically to an agreed meeting point at an agreed time to use a wheelchair 20th together with a wheelchair user to load into a vehicle or the wheelchair 20th to unload from the vehicle together with the wheelchair user.

Der Rollstuhl 20 wird am Treffpunkt zusammen mit einem Rollstuhlfahrer, manuell oder motorisiert, auf die Hebeeinrichtung 6 gefahren und gesichert. Anschließend fährt der Heberoboter 1 automatisiert, d.h. gesteuert bzw. geregelt von der Steuerung 8, das Fahrzeug an. Hierbei kann eine stufenweise Anfahrt vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Heberoboter 1 eine Grobpositionierung auf Grundlage von Umfelddaten vornehmen, die mittels eines Lidar-Scanners erfasst wurden. Ist eine Grobpositionierung erfolgt, so wird der Heberoboter 1 an die Fahrzeugöffnung des Fahrzeugs herangefahren, wobei hierzu mittels einer Kamera der Umfeldsensorik Kamerabilder des Fahrzeugs und des Umfelds erfasst werden. Es kann vorgesehen sein, dass vor Beginn einer automatisierten Fahrt ein Ausrichtungsmanöver zum Ausrichten der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen 5 durchgeführt wird. Vor Durchführen eines solchen Ausrichtungsmanövers kann vorgesehen sein, dass eine Ausrichtung der passiven drehbar-gelagerten Lenkrollen überprüft wird. Je nach Ergebnis der Überprüfung wird das Ausrichtungsmanöver durchgeführt oder nicht.The wheelchair 20th is at the meeting point together with a wheelchair user, manually or motorized, on the lifting device 6th driven and secured. The lifting robot then moves 1 automated, ie controlled or regulated by the controller 8th to turn the vehicle on. A step-by-step approach can be provided here. For example, the lifting robot 1 Carry out a rough positioning on the basis of environmental data that were recorded by means of a lidar scanner. If a rough positioning has taken place, the lifting robot will 1 to the vehicle opening of the vehicle, with camera images of the vehicle and the environment being recorded for this purpose by means of a camera of the environment sensor system. Provision can be made for an alignment maneuver to align the passive, rotatably mounted steering rollers before the start of an automated drive 5 is carried out. Before performing such an alignment maneuver, it can be provided that an alignment of the passive, rotatably mounted steering rollers is checked. Depending on the result of the check, the alignment maneuver is carried out or not.

Vor Erreichen des Fahrzeugs wird hebt die Hebeeinrichtung 6 den Rollstuhl 20 auf eine vorgegebene Höhe, die oberhalb der Höhe eines Fahrzeugbodens liegt. Der Heberoboter 1 fährt dann weiter in Richtung einer Fahrzeugöffnung des Fahrzeugs, wobei die Stützeinrichtung 4 unter oder vor den Fahrzeugboden bzw. einen Schweller gefahren wird. Durch den Fahrzeugboden bzw. einen Schweller des Fahrzeugs wird eine drehbare Rampe 15 (4a, 4b) von einer Transportposition 16 in eine Rampenposition 17 gedreht. Dies erfolgt solange, bis eine Erkennungseinrichtung 19, die als Taster an einem Schenkelelement 18 der drehbaren Rampe 15 ausgebildet ist, ausgelöst wird. Nach Empfangen eines zugehörigen Erkennungssignals stoppt die Steuerung 8 (1 und 2) die automatisierte Fahrt. Da die drehbare Rampe 15 in die Rampenposition 17 gebracht ist, kann der Rollstuhl 20 manuell oder motorisiert in den Innenraum auf einen Fahrzeugboden des Fahrzeugs rollen.The lifting device is raised before the vehicle is reached 6th the wheelchair 20th to a predetermined height which is above the height of a vehicle floor. The lifting robot 1 then travels further in the direction of a vehicle opening of the vehicle, wherein the support device 4th is driven under or in front of the vehicle floor or a sill. A rotatable ramp is created through the vehicle floor or a sill of the vehicle 15th ( 4a , 4b) from a transport position 16 in a ramp position 17th turned. This continues until a recognition device 19th that act as a button on a leg element 18th the rotating ramp 15th is formed, is triggered. The control stops after receiving an associated recognition signal 8th ( 1 and 2 ) the automated drive. As the rotating ramp 15th into the ramp position 17th is brought, the wheelchair can 20th Roll manually or motorized into the interior on a vehicle floor of the vehicle.

Hat der Rollstuhl 20 die Hebeeinrichtung 6 verlassen, so entfernt sich der Heberoboter 1 automatisiert von dem Fahrzeug und kann den nächsten Rollstuhl 20 ein- oder ausladen.Has the wheelchair 20th the lifting device 6th leave, the lifting robot moves away 1 automated by the vehicle and can use the next wheelchair 20th invite or unload.

Das Ausladen eines Rollstuhls 20 aus dem Fahrzeug erfolgt prinzipiell in analoger Weise, wobei das Auf- und Abladen des Rollstuhls 20 zu anderen Zeitpunkten erfolgt.Unloading a wheelchair 20th from the vehicle is in principle carried out in an analogous manner, with the loading and unloading of the wheelchair 20th takes place at other times.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
HeberoboterLifting robot
22
AntriebseinheitDrive unit
33rd
aktiv lenkbares Radactively steerable bike
44th
StützeinrichtungSupport device
55
passiv drehbar-gelagerte Lenkrollepassively rotatable swivel castor
66th
HebeeinrichtungLifting device
77th
UmfeldsensorikEnvironment sensors
88th
Steuerungsteering
99
Gabelfork
10-x10-x
Lenkrollenpositionssensoren 10-x Castor position sensors 10-x
1111
SensordatenSensor data
1212th
UmkreisRadius
1313th
DrehachseAxis of rotation
1414th
horizontale Achsehorizontal axis
1515th
drehbare Ramperotating ramp
1616
TransportpositionTransport position
1717th
RampenpositionRamp position
1818th
SchenkelelementeLeg elements
1919th
ErkennungseinrichtungDetection device
2020th
Rollstuhlwheelchair
2121
Notaus-SchalterEmergency switch
2222nd
Auslegerboom
2323
drahtlose Kommunikationsschnittstellewireless communication interface
3030th
BordsteinCurb

Claims (10)

Heberoboter (1) zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls (20) in ein/aus einem Fahrzeug, umfassend: eine Antriebseinheit (2) mit mindestens zwei angetriebenen, aktiv lenkbaren Rädern (3), eine an der Antriebseinheit (2) angeordnete Stützeinrichtung (4) mit mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5), eine Hebeeinrichtung (6) zum Aufladen und Anheben des Rollstuhls (20), eine Umfeldsensorik (7), und eine Steuerung (8), wobei die Steuerung (8) dazu eingerichtet ist, den Heberoboter (1) zumindest zeitweise automatisiert zu fahren und hierzu mittels der Umfeldsensorik (7) erfasste Umfelddaten zu empfangen und die Antriebseinheit (2) auf Grundlage der empfangenen Umfelddaten anzusteuern, wobei die Steuerung (8) ferner dazu eingerichtet ist, beim Ansteuern der Antriebseinheit (2) einen Zustand und ein Verhalten der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5) zu berücksichtigen.A lifting robot (1) for loading and unloading a wheelchair (20) into / from a vehicle, comprising: a drive unit (2) with at least two driven, actively steerable wheels (3), a support device (4) arranged on the drive unit (2) with at least two passively rotatably mounted castors (5), a lifting device (6) for loading and lifting the wheelchair (20), an environment sensor system (7), and a controller (8), wherein the controller (8) is set up to drive the lifting robot (1) at least temporarily in an automated manner and for this purpose to receive environment data recorded by means of the environment sensor system (7) and to control the drive unit (2) on the basis of the received environment data, wherein the controller (8) is further set up to take into account a state and a behavior of the at least two passively rotatably mounted castors (5) when controlling the drive unit (2). Heberoboter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Lenkrollenpositionssensor (10-x), wobei der mindestens eine Lenkrollenpositionssensor (10-x) derart ausgebildet ist, eine Lenkposition zumindest einer der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5) zu bestimmen und die bestimmte Lenkposition beschreibende Sensordaten an die Steuerung (8) zu übermitteln.Lifting robot (1) Claim 1 , characterized by at least one steering roller position sensor (10-x), the at least one steering roller position sensor (10-x) being designed to determine a steering position of at least one of the at least two passively rotatably mounted steering rollers (5) and to supply sensor data describing the particular steering position to transmit the control (8). Heberoboter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (8) ferner dazu eingerichtet ist, ein Ausrichtungsmanöver zum Ausrichten der mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5) durchführen zu können, um diese in eine gewünschte Ausrichtung zu bringen.Lifting robot (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the The controller (8) is also set up to be able to carry out an alignment maneuver for aligning the at least two passively rotatably mounted castors (5) in order to bring them into a desired alignment. Heberoboter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (1) zwei Gabeln aufweist, auf die der Rollstuhl (20) durch Unterfassen von Rädern des Rollstuhls (20) angeordnet werden kann.Lifting robot (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lifting device (1) has two forks on which the wheelchair (20) can be arranged by gripping under the wheels of the wheelchair (20). Heberoboter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (6) mindestens eine Erkennungseinrichtung (19) aufweist, wobei die mindestens eine Erkennungseinrichtung (19) derart ausgebildet ist, eine vorgegebene Position eines Fahrzeugbodens eines Fahrzeugs oder eines Bordsteins (30) zu erkennen und ein Erkennungssignal an die Steuerung (8) zu übermitteln, wobei die Steuerung (8) ferner dazu eingerichtet ist, eine automatisierte Anfahrt nach Empfangen des Erkennungssignals zu stoppen.Lifting robot (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lifting device (6) has at least one detection device (19), the at least one detection device (19) being designed in such a way that a predetermined position of a vehicle floor of a vehicle or a curb ( 30) and to transmit a recognition signal to the controller (8), the controller (8) also being set up to stop an automated approach after receiving the recognition signal. Heberoboter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (6) mindestens eine um eine horizontale Achse (14) drehbare Rampe (15) aufweist, welche durch Kontakt mit einem Fahrzeugboden oder mit einem Bordstein (30) aus einer Transportposition (16) in eine Rampenposition (17) gedreht werden kann.Lifting robot (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lifting device (6) has at least one ramp (15) rotatable about a horizontal axis (14), which by contact with a vehicle floor or with a curb (30) from a Transport position (16) can be rotated into a ramp position (17). Heberoboter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbar gelagerte Rampe (15) mindestens eine Erkennungseinrichtung (19) aufweist, wobei die mindestens eine Erkennungseinrichtung (19) derart ausgebildet ist, das Erreichen einer Rampenposition (17) zu erkennen und ein Erkennungssignal an die Steuerung (8) zu übermitteln, wobei die Steuerung (8) ferner dazu eingerichtet ist, eine automatisierte Anfahrt nach Empfangen des Erkennungssignals zu stoppen.Lifting robot (1) Claim 6 , characterized in that the rotatably mounted ramp (15) has at least one detection device (19), the at least one detection device (19) being designed to detect when a ramp position (17) has been reached and to send a detection signal to the controller (8) to transmit, wherein the controller (8) is further set up to stop an automated approach after receiving the detection signal. Heberoboter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Notaus-Schalter (21), wobei der mindestens eine Notaus-Schalter (21) höhenverstellbar ausgebildet ist, sodass der mindestens eine Notaus-Schalter (21) beim Anheben der Hebeeinrichtung (6) mitbewegt werden kann.Lifting robot (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one emergency stop switch (21), wherein the at least one emergency stop switch (21) is designed to be height-adjustable so that the at least one emergency stop switch (21) when lifting the lifting device ( 6) can also be moved. Heberoboter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle (23), wobei die drahtlose Kommunikationsschnittstelle (23) dazu eingerichtet ist, mit einer Rollstuhlsteuerung und/oder einem mobilen Endgerät zu kommunizieren und Steuersignale zu empfangen.Lifting robot (1) according to one of the preceding claims, characterized by a wireless communication interface (23), the wireless communication interface (23) being set up to communicate with a wheelchair controller and / or a mobile terminal and to receive control signals. Verfahren zum Betreiben eines Heberoboters (1) zum Einladen und Ausladen eines Rollstuhls (20) in ein/aus einem Fahrzeug, wobei der Heberoboter (1) eine Antriebseinheit (2) mit mindestens zwei angetriebenen, aktiv lenkbaren Rädern (3), eine an der Antriebseinheit (2) angeordnete Stützeinrichtung (4) mit mindestens zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5), eine Hebeeinrichtung (6) zum Aufladen und Anheben des Rollstuhls (20), eine Umfeldsensorik (7), und eine Steuerung (8) umfasst, wobei der Heberoboter (1) mittels der Steuerung (8) zumindest zeitweise automatisiert gefahren wird, wobei hierzu mittels der Umfeldsensorik (7) erfasste Umfelddaten empfangen werden und die Antriebseinheit (2) auf Grundlage der empfangenen Umfelddaten angesteuert wird, und wobei beim Ansteuern der Antriebseinheit (2) ein Zustand und ein Verhalten der zwei passiv drehbar-gelagerten Lenkrollen (5) berücksichtigt wird.A method for operating a lifting robot (1) for loading and unloading a wheelchair (20) into / from a vehicle, the lifting robot (1) having a drive unit (2) with at least two driven, actively steerable wheels (3), one on the Drive unit (2) arranged support device (4) with at least two passively rotatably mounted castors (5), a lifting device (6) for loading and lifting the wheelchair (20), an environment sensor (7), and a control (8), wherein the lifting robot (1) is at least temporarily driven automatically by means of the control (8), for this purpose environment data captured by the environment sensor system (7) are received and the drive unit (2) is controlled on the basis of the received environment data, and when the drive unit is activated (2) a state and a behavior of the two passively rotatably mounted swivel castors (5) is taken into account.
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US20100059303A1 (en) 2006-12-01 2010-03-11 Mp S.R.L. Self Moving Cart for Invalids, and Method for Managing Said Cart in Business Centres or Other Specific Areas
WO2011163283A2 (en) 2010-06-22 2011-12-29 Wilson Harold R Wheelchair lift transfer device

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