DE1806750A1 - Steuerungssystem fuer unbemannte Fahrzeuge mit Eigenantrieb - Google Patents

Description

American Chain & Cable Company 23o Park Avenue

New York» N.Y. / U.S.A.

Steuerungssystem für unbemannte Fahrzeuge mit Eigenantrieb

Die Erfindung betrifft Steuerungssysteme, insbesondere Steuerungssystem« für unbemannte Fahrzeuge mit Eigenantrieb, etwa Zugmaschinen zur Verwendung in Lagerhäusern zum Transportieren von Lasten von einem Platz an einen anderen.

Es ist bekannt, daß ein unbemanntes Fahrzeug mit Eigenantrieb längs eines vorgegebenen Weges, der durch einen elektrisch erregten Leiter definiert ist, geführt nrerden kann, indem die Lage des Leiters abgetastet und das Fahrzeug längs der durch den Leiter definierten Bahn geführt wird. Ein derartiges System ist zum Beispiel in der USA-Patentschrift 2.317.4oo beschrieben. In einem derartigen System gibt es verschiedene Entscheidungspunkte, an denen sich Bahnteile kreuzen, aufeinander zu oder voneinander weg verlaufen; eine Entscheidung ist auch an dem Zielpunkt des Fahrzeugs erforderlich. In der Patentschrift 3.147.817 ist ein System beschrieben, nach dem die Führungsbahn durch Leiter definiert ist, die mit mindestens ../ zwei verschiedenen Frequenzen an den Entscheidungspunkten erregt sind, und der Fühler am Fahrzeug wird an einem Entschei- / dungspunkt so gesteuert oder abgestimmt, daft er nur auf eine / der beiden Frequenzen anspricht. Ein solches System erfordert

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offensichtlich, getrennte Energiequellen für die verschiedenen , ■ liege sowie genau gesteuerte Fühlelesiente. In der USA-Patentschrift 3.245*493. ist ein System beschrieben,, bei dem. an. jedem Entschejidunrspiinkt eine Unterbrechung oder ein Zwischenraum in der Führungsbahn ist, und die LenkmecLanilc des Fahrzeugs ist in Geradeaus richtung durch ein intern erzeugtes Signal verriegelt,, so φβ der Fühler, der normalerweise das Fahrzeug; steuert, am Jintfc&eidtnigspu-iikt effektiv überbrückt ist. Bin derartiges ü>ystäm ist nicht zueckEiässig, denn die FahrzeugbowDijung wird während des Aufenthaltes des Fahrzeugs in diesen Zwischenraum zwischen den Leiterteilen nicht wirksam .cresteuert.

. / 33 in wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist daher die Schaffuri[;· eines Steuerun^ssystens, das das Fahrzeug; wirkungsvoll steuert durch selektive Erregung eines einzigen .nesclLlossener). Leiterlcreises an den Entscheidungspunkteii, das verrJIltnismüssiT einfach ist und ein /'inimura an I/artung erfordert, das n0tia.rtirr.e. οteuerungseinrichtungen ven^endet, und bei dom die oteueruni'iseinrichtunjen ihre Energie aus dem Leiter der Führungsbahn beziehen. ■' - ...

Das hier zu beschreibende Steuerungssystem uefaßt eine von Fahrzeug einzuhaltende Führungsbahn, die durcli einen Leiter, oder einen Draht definiert ist, die in den Fußboden eingelassen sind. Der Leiter ist zu einem einzigen geschlossenen Kreis zusai-unen- !reschaltet, der durch einen KonstantstromoszillatOr erregt wird. Das Fahrzeug enthält Fühlereinrichtungen, die dem erregten Leiter folgen und das Fahrzeug längs der lifiiinführun,? leiten. Die Bahn kann verschiedene Entscheidun^s-punkte enthalten.,. etwa Punkte, an denen Leiterteile in nahe Nachbarschaft gebracht werden., so daß das Fahrzeug entscheiden muß, welcher Bahn es folien soll, oder Kreuzung-, Abzweigungs- und Einmündun^s-punkte. Uie Führungsbahn weist getrennt erregbare Teile an diesen Entscheidungspunkten auf, die durch Bahnführun<js-5teuerungseinrichtungen ^e- ___ steuert werden, die auf ein Signal vom Fahrzeug hin selektiv erregt xtferden,. so daß nur der Abschnitt erregt wird, der. in der

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Richtung verlauft, in der das Fahrzeug weiterfahren soll. l'Ienn mehrere Fahrzeuge verwendet werden, ist vorgeseher., daß ein voraus fahrendes Fahrzeug eine Ilalteschleife (Haltebackc) an einem Punkt hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug erregt, das ein Signal erzeugt, welches von einem nachfolgenden Fahrzeug aufgefangen wird und das Fahrzeug zum Anhalten veranlaßt, bis das vor ausfahrende Fahrzeug den vorgegebenen Punkt passiert hat. ähn liche Elockiereinriclitungen sind, an den erwähnten Entscheidungspunkten vorgesehen.

Einige Füiirungssteuereinrichtungen entnehmen Energie aus dem Leiter der Führungsbahn und umfassen eine neuartige Konstruktion.

Fig. 1 ist ein Schema einer typischen Führungsbahn mit einem Führungssystem nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine teils scheiiatisch gehaltene Teilansicht eines in dem vorliegenden System benutzten Fahrzeugs;

Fig. 3 ist ein schematischer Grundri."· eines bei dem Steuerungssystem verwendeten Fahrzeugs;

Fig. 4 stellt ein Schaltschema des ICreuzungspunkts nach Fig. 1 dar, ausgebildet für ein System mit nur einem Fahrzeug;

Fi^. 5 zeigt ein Schaltschema des Abzweigpunkts nach Fig. 1, ausgebildet für ein Systera mit nur einem Fahrzeug;

Fig. 6 ist ein Schaltschena des Kinmündungspunkts nach Pig. I, ausgebildet für ein System mit nur einem Fahrzeug;

Fig. 7 ist ein Sc" salts enema für einen Teil des Bahnsystems nach r.i~. 1, aus^obil^et f-'tr Cic Verwendung mehrerer Fahrzeuge;

Fig. '"> -stellt ein ; c ir.ltscner.n ::ür einen Kreuzungspunkt nn.cn ^i:i ~. 1 dar, ausgebildet f-tr die" Verwendung mehrerer Fahr-

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Fig. 9 ist ein Schaltscliema für einen Abzweigpunkt nach Fig. 1, ausgebildet für die Verwendung mehrerer Fahrzeuge;

Fig.Io ist ein Schaltschema für einen Einmündungspunkt nach Fig. 1, ausgebildet für die Verwendung mehrerer Fahrzeuge;

Fig.11 zeigt einen Verdrahtungsplan des Teils der Führungsbahn, in dem Abzweig- und Einmündungspunkte elektrisch einzuleiten sind;

Fig.12 zeigt das Steuerungssystem als Blockdiagramm;

Fig.13 ist eine Seitenansicht eines Teils eines eingebauten Bodenbauteils (Bodenmoduls);

Fig.14 ist eine Schnittansicht eines Teils eines Bodenmoduls nach Fig. 13; ·

Fig.15 zeigt eine Schnittanricht eines Teils eines anderen Moduls;

Fig.16 ist der zugehörige Grundriß;

Fig.17 ist der zugehörige Schaltplan;

Fig.18 ist der zugehörige Verdrahtungsplan.

Die Führungsbahn 10 nach Fig. 1 wird zum Steuern der Bewegung von mindestens einer Zugmaschine oder mindestens einem anderen Fahrzeug verwendet, das Anhänger zwischen den Stationen 1, 2 und 3 fördert. Die Führungsbahn enthält, wie man sieht, eine Kreuzung I, eine Abzweigung II, an der das Fahrzeug in einer der beiden Bahnen 21, 22 weiterfahren kann (in letzterer befindet sich Station 3), und eine Einmündung III.

T.'ie sich später deutlicher zeigen wird, ist die Führungsbahn 2o

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durch einen einzigen Kreis bestimmt, der Leiter oder Drähte aufweist, die in den Boden eingelassen und so "verbunden sind, daß jederzeit ein einzelner Kreis definiert ist. Der Leiter wird durch einen Konstantstromoszillator erregt, beispielsweise mit einer Frequenz von 2 IcIIz bei- 1/8 A.

Das Fahrzeug T nach Fig. 2, etwa eine Zugmaschine, besitzt hintere Antriebsräder 24, die von einem Motor 25 über ein Differential angetrieben werden, und ein lenkbares Vorderrad 27, das von einem Lenkmotor.28 gelenkt wird. Auf dem Fahrzeug ist eine Steuereinrichtung untergebracht, die Anweisungen längs der Führungsbahn abtastet und ein entsprechendes Signal zum selektiven Erregen von Teilen der Führungsbahn erzeugt, an denen das Fahrzeug entlanglaufen soll; das wird weiter unten noch ausführlich beschrieben. Das Steuerungssystem enthält einen Programmwählor oder -schalter 29, in den der Bedienungsmann einen Bestimmungsort eingibt, an den das Fahrzeug zu führen ist.

Iii Fi;;. 3 sind, die Abtastfühler 3o den Fahrzeugs zu sehen, die zur Steuerung des Lenkmotors 2G benutzt werden und das Fahrzeug an der erregten Führungsbahn entlang steuern, wie es beispielsweise in der USA-Patentschrift 3.039.054 beschrieben ist. Ferner besitzt das Fahrzeug einen Permanentmagneten 31, der innerhalb des Bahnsteuerungssystems benutzt wird, und einen selektiv erregbaren Elektromagneten 32, der ebenfalls bei dem 3ahns1cuerungssrstoj-iverwendet wird.

Ferner weist das Fahrzeug eine Signaleinrichtung, etwa eine Suchspule 33 auf, die zum Steuern der Pahrzeughewegungen und besonders ZtIIi Anhalten des Fahrzeugs für den Fall verwendet wird, da.?* ein voraus fahrendes Fahrzeug S3ine liexiegung unterbrechen inu^te oder dem nachfolgenden Fahrzeug näher ist als vorgesehen.

Ferner sind selektiv "erregbare. Abtasteinrichtungen in Form zweier Ctd'be 54, 35 vorgesehen, die Fühleinrichtungen aufweisen, die zu:;: Aussenden odor Abnehmen von Signalen bestimmt sind, die an

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vorgegebenen Stellen längs der Fahrzeugbahn angebracht sind, ura eine Fahrzeugführung auf dem kürzesten iiege und das Anhalten des Fahrzeugs am Zielpunkt zu erreichen.

In Gebieten der Führungsbahn, in denen die Bahn andre Bahnteile schneidet oder in denen Bahnteile in naher riackb ar schaft verlaufen (Fig. 1), so daß es erforderlich ist, Entscheidungen über den von dem Fahrzeug zu verfolgenden .Bahnteil zu treffen, wird die Bahnsteuerung durch selektives Erregen eines der beiden Teile solcher Bereiche herbeigeführt CFig. 1, Bereiche I, II und III).

Fig. 4 zeigt schematisch, wie die Entscheidung an derartigen Treffpunkten zustande kommt. Ein auf dem Bahnteil 50 haankonmiendes Fahrzeug betätigt eine monostabile Offnerschaltung 51, die einen bistabilen Kreis 56 steuert, welcher einen Teil 52 der kreuzenden Bahn 53 erregt und einen Abschnitt 54 entregt. Der bistabile Kreis 56 enthält einen llaltekreis, der deij. Abschnitt 5 2 erregt beläßt, ./enn daher das Fahrzeug sich dem Kreuzungspunkt der Bahnteile 50 und 53 nähert, wird nur die Bahn 50 erregt, und ■ der Abtastfühler auf dem Fahrzeug laßt daher das Fahrzeug auf der Bahn v/eiterfahren. V.^renn das Fahrzeug sich weiterbewegt und die Kreuzung passiert, bringt eine monostabile Schliessersclwiltung 55, die vor dem Lei.terteil 52 liegt, den bistabilen "reis 56 in seine Ausgangslage zurück, in dem die Nebenschluflcitung" 52 entregt wird, so daß der Strom die normale Bahn 54 durchfließt. Entsprechend wird bei Annäherung an die kreuzung auf der Bahn 53 eine monostabile Öffnerschaltung 57 benutzt, um einen Nebenschlußabschnitt 58 zu erregen und den Hauptabschnitt 59 ^? der Bahn 50 zu entregen. Insbesondere betätigt der nonostabiic Kreis 57 einen bistabilen Kreis 59 in der Hebenschlußleitung 58, so da^ diese erregt ist, bis das Fahrzeug den Xreuzungspunkt -Tassiert hat und vorübergehend'einen monostabilen Schliesser 60 erregt, der den bistabilen Kreis 59 entregt, so d£ der-Kreis 58 ent regt und der Stromfluß durch den Abschnitt 59' der Bahn 50 wiederherge- stellt Tiird. * ...

Die monostabilen Schaltungen 51, 55, 57 und 60 können Üced-Schal-

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ter enthalten, die längs der Bahn und in den Fußboden eingelassen sind und durch einen Magneten auf dem Fahrzeug erregt werden, etwa durch einenMagneten 31 (Fig. 3). Die bistabilen Schaltungen 56, 59 können monBtabile Reed-Schalter mit einem Haltestromkreis aufweisen. Ifie schematisch in dem Schema nach Fig. 4 dargestellt, umfassen die bistabilen Schaltungen 56, 59 ein Ruhekontaktpaar 62, die elektrisch miteinander verbunden sind und einen Kreis zwischen den Abschnitten 53, 54 des Leiters schliessen können. Ferner umfaßt die bistabile Schaltung einen Haltestromkreis 63. Wenn die monostabile Schaltung 51 den Stromfluß durch die Abschnitte 54 unterbricht, kann Strom nur durch den Haltestromkreis 63 fliessen und damit die Kontakte 62 offen halten, bis die zweite monostabile Schaltung 55, die normalerweise geöffnet ist, vorübergehend geschlossen wird, um den Ilaltekreis 63 kurzzuschliessen und den Stromfluß zwischen den Abschnitten 53, 54 des Leiters wiederherzustellen. Die zweite bistabile Schdtung 59 ist ähnlich angeschlossen.

Die Art und Weise, in der der Leiter selektiv erregt wird, wenn ein Fahrzeug an einem Ab zwei <iungspunkt (Punkt II in Fig. 1) gesteuert werden soll, ist in Fig. 5 dargestellt; danach ist ein bistabiler Kreis 65, d.h. ein zwei Stellungen einnehmender Kreis, ohne Ilaltekreis in der Bahn des Fahrzeugs angeordnet und schließt normalerweise cinm ICreis, wodurch ein Abschnitt 66 erregt wird, der sich in ?.iclitunp des Hauptabschnitts 67 der Führungsbahn erstreckt. Die bistabile Schaltung 55 unterbricht normalen/eise den Stromrlu" zu einen zv.-eiten Leiterabsclinitt 68, der zwischen den Abschnitt 67 und dem Abschnitt 6.°,' in Pachtung der abzweigenden 2aa:i licr^t. Abschnitt OG¹ wird durch einen Leiterteil 69 · erregt, der parallel zu eine;;·, weiteren Abschnitt 70 verläuft, welcher durch einen Abschnitt 71 nit dem Abschnitt 66 verbunden ist. .'.'an sieht, daß die Teile 69, 70 in entgegengesetzter Pachtung stromdurchflossen sind, so UaP- kein resultierendes Signal entsteht, dr.s ein. Lenksignal für das Fahrzeug darstellen könnte, :;enn das Faiirzeu" sich den Abzueinun?spunl;t nähert, wird, soforn eier Ller.troua.nnet 32 in den Fahrzeug richtig erregt ist, wie

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es der Fall" ist, wenn das Bahnsteuersystem das Fahrzeug zum Abbiegen veranlassen will, der erregte Elektromagnet 32 auf dem Fahrzeug die bistabile Schaltung 65 .betätigen, so daß der Kreis zum Abschnitt 66 unterbrochen wird und stattdessen den Kreis mit dem Leiterabschnitt 68 schliessen, so daß das Fahrzeug dem erregten Leiterabschnitt 68 der abzweigenden Bahn folgen wird. JDie bistabile Schaltung 65 bleibt in dieser Stellung, bis sie wieder durch ein entgegengesetztes Signal aus dem Elektromagneten 32 eines nachfolgenden Fahrzeugs aμfgefordert wird, in die Stellung zurückzufallen, in der der Leiterabschnitt 66 erregt wird, so daß das Fahrzeug auf normaler Bahn zwischen den Abschnitten 67 und 72a weiterfährt. Parallel zu den Abschnitten 66, 68 liegt ein Widerstand 67a, der als Belastung im Kreis während des Schaltaugenblicks verbleibt und damit die Möglichkeit verhindert, daß die Führungsbahn während des Schaltens vorübergehend einen geöffneten Kreis bildet.

Die Art und Weise, in der die Steuerung der Bahnerregung an einem Einleitungspunkt nach Art des Punkts III in Fig. 1 erfolgt, wird schematisch in Fig. 6 gezeigt; danach wird der Bahnabschnitt elektrisch an eine bistabile Schaltung 75 der vorerwähnten Art B angeschlossen, so daß der Strom normalerweise durch einen Bahnleiterabschnitt 76 fließt, der von der Flucht mit dem Nebejischlußabschnitt 68' herkommend mit einem Abschnitt 77 elektrisca verbunden ist, der in den Abschnitt 72b übergeht. Der Nebenwegleiter 68* besitzt einen Abschnitt' 78, der parallel zu dem Verbindungsstück 79 verläuft, so daß in diesem Bereich normalerweise kein Signal entsteht. V/enn sich ein Fahrzeug auf der Mebenwegleitungsbahn 68· befindet und sich dem Einleitungspunkt näriert, läuft es in den Hauptbahnabschnitt 77 ein.

Wenn sich jedoch ein Fahrzeug über die Bahn 72 nähert, betätigt der Permanentmagnet 31 auf dem Fahrzeug die bistabile Schaltung 75 und unterbricht den Stromfluß zu dem Abschnitt 76 und läßt 'Stromfluß zum Abschnitt 81 zu, so daß das Fahrzeug länrrs des ilauptwegs auf den Abschnitt 77 läuft, nachdem das. Fahrzau^ der

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Einmündungspunlct passiert hat, wird eine monostabile Schaltung 82, die normalerweise geöffnet ist, vorübergehend geschlossen und schließt den Haltestromkreis der bistabilen Schaltung 75 kurz und stellt den Stromfluß zum Abschnitt 76 wieder her.

In der oben erwähnten Beschreibung sind die monostabilen Schaltungen vom Typ eines einfachen Schalters mit den Buchstaben A bezeichnet worden,die mit einem Ilaltekreis haben den Buchstaben B erhalten, und die bistabilen Schaltungen sind mit S gekennzeichnet worden.

Bei Schaltungen vom B-Typ wird die Impedanz des Haltekreisteils wesentlich grosser gemacht als die Impedanz des Führungsbahnabsclmitts. So ist beispielsweise in Fig. (3 die Impedanz des Halteteils wesentlich grosser als die Impedanz des parallel dazu liegenden BahnabSchnitts 80-79-76. Die beiden Stromwege teilen daher den Strom im umgekehrten Verhältnis ihrer "Widerstände auf. Der Stromfluß durch den Weg 31 ist gegenüber dem Stromfluß durch den T^;'eg 79 zu vernachlässigen, und das abgestrahlte Signal entspricht jeweils dem Strom. Έίτά die Schaltung 75 vom B-Typ geschaltet, stellt das Leiterstücl: 79 einen offenen Kreis dar, und der gesamte Strom wird gezwungen, die EaIm 81 zu durchlaufen. Fließt Gtrom über den I'/eg 79, ist die von dem Signalgenerator absorbierte Energie gering im Vergleich zu der vom Signalgenerator absorbierten Energie" bei Stromflu* durch die Bahn 81. Da bei den erfincungsgemassen System die Schaltungen im allgemeinen B-Typ iioduln in entregter Lage enthalten, ausser wenn- sie von einem Fahrzeug überfahren werden, sind nur wenige B-Typ-Einrichtungen zugleich "ein" geschaltet, so daß die von den B-Typ-Kreiseil verbrauchte Energie relativ gering ist. itan sieht also, daß in jedem Fall die Inpedaiiz- der parallel zu &e:a Kaltekreis liegenden Bahn niedrig ist.

Ils wird darauf hingewiesen, daß in allen Figuren die Pfeile sowohl die Fahrtrichtung der Fahrzeuge wie- auch den augenblickiichen Stronfluß darstellen. ."··;'!:■ -

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Es leuchtet ein, daß die monostabilen und bistabilen Kreise, die in den Boden eingelassen sind, Vorzugspreise als verkapselte Baugruppen oder Moduln ausgeführt sind. In den bisherigen schematischen Darstellungen sind die Moduln auch durch die Buchstaben A, B und S gekennzeichnet worden. Der Modul A in der vorzugsweise verwendeten Form benutzt einen monostabilen Reed-Schalter. Der Modul B enthält einen monostabilen Reed-Schalter mit einem Haltekreis. Der Modul S enthält einen bistabilen P.eed-Schalter.

Der Modul A nach den Fig. 13 und 14 weist ein Gehäuse 100 auf, in dem eine Baugruppe zusammengestellt ist. Die Baugruppe umfaßt im Winkel zueinander liegende Ankerplatten 102, die mit einem Klebstoff 103 an einen ICunststoffnalter 104 geheftet sind, der einen Hohlraum aufweist, in dem der gekapselte Reed-Schalter liegt. Die Baugruppe ist in Silikongummi getaucht, und ein Epoxidharz 106 hält die ummantelte Saugruppe fest in dem Gehäuse. 100. Der Modul ist als Ganzes in eine öffnung ir.i Boden eingelassen, v/ob ei das obere Ankerende über das Gehäuse hinausragt und im wesentlichen bündig mit der Bodenoberfläche liegt und wobei die Leitungen seitwärts heraustreten und in geeigneter l'Jeise an den Leiter in der Führungsbahn angeschlossen sind. Das obere Ende des Ankers ist mit einem geeigneten Werkstoff vergossen.

Der 3-IvIodu 1 nach den Fig. 15 und 16 stimmt im wesentlichen, mit. dem Hodul A überein, abgesehen davon, daß um den liörper 104-.eine. Spule, gevriekelt ist und elektronische Bauteile vorgesehen sind,, die schematisch in Fig. 17 erkennbar sind. . ......

Gemäß Fig.18 weist der B-Modul neben den Ruhekontakten einen Ilaltekreis auf, der bisher mit . }l bezeichnet ist ,und aus zwei Parallel· zv/eigen 110 und 111 besteht, die entgegengesetzt gerichtete. Dioden 112,113 und entgegengesetzt gewickelte. Spulen 114, .115 aufweisen, Parallel zu den Spulen 114, .115. sind Kondensatoren 116, 117_ yor-_; gesehen. Durch diese Anordnung wird der !'(pchselstrom, der bei ■ /_:, geöffneten Kontakten in den. Zweig,-des B-Modiils geleitet -wird, in_; ■ einen Gleichstrom gewandelt, der ,ein konstantes -Hagnetfeld-.in-.. ; ^

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der Nachbarschaft des Reed-Schalters erzeugt und dessen Kontakte in der Offenstellung hält, bis der B-Modul zurückgestellt wird durch Kurzschliessen der Kontakte, wie es beim vorübergehenden Schliessen eines Α-Moduls geschieht.

Der S-Modul stimmt im wesentlichen mit dem A-lIodul überein, abgesehen davon, daß anstelle eines monostabilen Reed-Schalters Io5 ein bistabiler Reed-Schalter vorgesehen ist.

Wenn auf einer Führungsbalm mehrere Fahrzeuge benutzt werden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, muß dafür gesorgt werden, daß die Fahrzeuge einander nicht berühren, weder bei der normalen Bewegung längs einer einzelnen Bahn noch an den Entscheidungspunkten nach Art der Kreuzung I, der Abzweigung II und der Einmündung III.

Bei der Bewegung des Fahrzeugs entlang eines Einzelabsclmitts des Leiters wird eine Störung oder eine Berührung zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugen dadurch ausgeschaltet, daß wahlweise eine Ilaltespule oder Backe 85 hinter einem Fahrzeug ein Signal erzeugt, das von der Spule 33 am Fahrzeug abgetastet wird und das Fahrzeug zum Halten veranlaßt (Fig. 7). Die Spulen 85 werden selektiv durch bistabile Schaltungen 86 der oben beschriebenen Art erregt, und die Schaltungen sind so ausgelegt, daß normalerweise ein Strom durch den Bahnleiter fließt. Wenn jedoch ein Fahrzeug eine bistabile Schaltung 86 passiert, unterbricht der Permanentmagnet 31 auf dem Fahrzeug vorübergehend den Stromfluß durch den Hauptleiter, so daß Strom durch den lialtekreis 88 der bistabilen Schaltung fließt, die die Bake 85 hinter dem Fahrzeug bzw. in der Bahn des nachfolgenden Fahrzeugs erregt. :.'enn das voranfahrende Fahrzeug an der bistabilen Schaltung 86 vorbeifährt, schließt der am Fahrzeug befindliche Permanentmagnet vorübergehend einen Kreis zu einer monostabilen Sch al tun si o9, die elektrisch mit der folgenden bistabilen Schaltung 3C verbunden ist, und schließt vorübergehend deren Ilaltehreis 08 kurz, ur. die Laltebake 35 zu entregen. Die Anordnung ist so ausleiert, ca:" die eine bistabile Schaltung 86 betätigt

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wird und die zugehörige Bake 85 erregt, bevor die monostabile Schaltung 8 9 betätigt \*ird, um die zuvor erregte Haltebake 8 5 zu entregen.

Die Art und Weise, in der ein solches Block- oder Haltsystem an einem Kreuzungspunkt nach Art der Kreuzung I in Fig. 1 verwendet wird, ist schematisch in Fig. 8 dargestellt, in der die übliche Verdrahtung nach Fig. 4 mit gestrichelten Linien abgegrenzt ist. Wenn mehrere Fahrzeuge verwendet werden, sind zusätzlich längs der sich kreuzenden Bahnteile bistabile Schaltungen 86 einzuführen, die Haltebaken 85 steuern und durch monostabile Schaltungen 89 rücJegestellt werden. Jedoch erregt jede bistabile Schal- · tung 86 nicht nur ihre zugehörige Haltebake 85 sondern daneben noch eine zusätzliche Haltebake 90 am entgegengesetzten Bahnabschnitt, so daß ein längs der kreuzenden Bahn ankommendes Fahrzeug angehalten wird, bis das erste Fahrzeug die Kreuzung passiert hat. Die Haltebaken 85 und 90 sind zivar schematisch der Einfachheit halber nebeneinanderliegend angedeutet, bei der Ausführung der Schaltung kann aber eine Bake über die andere öder in den gleichen Schlitz im Boden gelegt werden, so daß ein Fühler entweder die Bake 85 oder die Bake 90 oder auch beide abtasten wird, wenn sie erregt sind.

In entsprechender ','/eise ist genäß Fig. 9 bei einer mit mehreren Fahrzeugen benutzten Abzweigung eine bistabile Schaltung 06 sowohl in der Hauptbahn wie in der abzweigenden Bahn zum Erregen von Baken 85 zum Abbrechen der Bewegung eines nachfolgenden Fahrzeugs vorgesehen. Geeignete Baken 85 sind, wie ersichtlich, zum Steuern der Bewegung längs der Hauptbahn, der abzvreigenden Bahn und der Webenbahn vorgesehen, so daß es keinem Fahrzeug möglich ist, ein anderes zu überholen.

Wie aus Fig. 10 zu entnehmen ist, erregen im Falle einer Einmündung (vgl. Punkt III in Fig. 1) die bistabilen Schaltungen 86 nicht nur eine Bake 85 zum Anhalten eines nachfolgenden Fahrzeugs sondern erregen ausserdem eine Bake 91 an der einmündenden Bahn, um ein Fahrzeug aufzuhalten, das län^s der einnündc-ivJ.en

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Bahn sich auf den Einmindungspunkt hin bewegt. Bei dem System nach Fig. 10 werden zusätzliche monostabile Schaltungen 92, 93 benutzt. Ein über die Schaltung 92 fahrendes Fahrzeug betätigt den B-Iiodul 86-1. Das Fahrzeug fährt weiter über die Schaltung 93 und entregt den B-ilodul 86-2. Dadurch wird effektiv das HaItkomnando von 36-2 auf 86-1 übertragen, so daß die Schaltung .89-3 das Kaltlcommando 36-1 löscht, wenn das Fahrzeug über 89-3 läuft. Ferner löscht 89-3 die Sperre des Treffpunkts.

Die Art der elektrischen Verbindungen im Bereich der Führungsbahn zwischen dem Abzweigpunkt II und eiern Binmündungspunkt III ist in Fig. 11 dargestellt, wonach lUlckleitungen 69a und 78a zwischen den Abschnitten 72a und 69 bzw. den Abschnitten 73 und 72b vorgesehen sind. Durch Schraffierung sind Bereiche angedeutet, in denen die Stromrichtungen einander entgegengesetzt sind, so daß kein resultierendes ,Signal entsteht, das die Lenkung stören könnte

I'an sieht, da" in jedem Bahnsteucrungskreis, der nit den verschiedenen monostabilen oder bistabilen Schaltungen auf'rebaut ist, ein kontinuierlicher Stror. sowohl im Ilauptkreis wie auch in de:i als abzweigander oder einmündender Kreis zu bezeichnender ICreis aufrechterhalten wird. Im Ergebnis wird in gesainten LeitersystoD. die "leicLmässi'ie Stromversorgung pralctisch. gesichert.

Jede monostabile oder bistabile Schaltung wird vorzugsweise in ForLi kleiner Kapseln in den Boden eingelassen, so daß sie nach. Bedarf durca geeignete Vorrichtungen auf den Fahrzeug, etwa durch Permanentmagnete oder Elektromagnete betätigt werden kann.

Tfenn auch die Verwendung der lioduln bisher in Zusammenhang mit der Steuerung dor Erregung zweier Bahnen einer Führungsbahn beschrieben worden ist, so können doch die Iloduln auch zur Steuerung von mehr als zwei Bahnen eingesetzt v/erden.

In l-'ig. 12 wird schema tisch das Zusammenwirken zwischen dem Steuerungssystem auf dein Fahrzeug und der Bahnsteuerungssysteme längs

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der Führungsbahn wiedergegeben; die waagerechte Linie stellt den Boden dar, in den der oben beschriebene Leiter eingebettet ist. Das Fahrzeug führt einen Abtastfühler 3o in Form von Spulen mit, die eine Steuerung der Lenkung betätigen, um einen Lenkmotor zu steuern, der das Vorderrad des Fahrzeugs lenkt und es der Bahn folgen läßt.

Die monostabilen und bistabilen lloduln A, B und S, die die Auswahl der Erregung von Bahnabschnitten an den Entscheidungspunkten steuern, und die Halteschleifen, die ein Signal zum Anhalten des Fahrzeugs abgeben, sind in den Soden eingelassen.

Das Fahrzeug trägt einen Permanentmagneten 31, der die monostabilen und bistabilen Moduln A und B betätigt, und einen Elektromagneten 32, der die bistabilen Entscheidungspunkt-äoduln S und manchmal A steuert. Ferner tastet ein Fühler die Erregung einer Kaltebake ab, um das Fahrzeug anzuhalten.

Der Permanentmagnet 31 ist an der Mittellinie der Zugmaschine angeordnet und betätigt alle "ioduln vom A- oder B-Typ, die an dieser Linie erscheinen. Der Elektromagnet 32 ist in einem bestimmten Abstand von der Fahrzeugmittellinie angebracht und betätigt alle Moduln im Boden, die in diesem bestimmten Abstand seitwärts der Hittellinie angeordnet sind und den S- oder A-Typ angehören.

Das Fahrzeug führt, wie dargelegt, ein Programm mit sich, in das der Bedienungsmann Anweisungen eingibt, die das Ziel des Fahrzeugs bestimmen. In dieses Programm liefert ein Code-Fühler ein von der Aufnahme von Signalen aus dem Boden abhängiges Signal. Insbesondere liefern in bestimmter Weise an bestimmten Stellen in den Boden eingelassene Magnete Signale, die von einem Codefühler gelesen und in dem Programm verglichen werden, um ein Anhaltsignal oder ein Bahnsteuerungssignal zu erzeugen. Das Anhaltsignal stellt den Motor ab und läßt die Bremse ansprechen. Bin geeignetes Bahnsteuerungssignal erregt selektiv den Elektromagneten 32, so daß an jedesn Entscheidungspunkt, etwa, einem

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Abzweigungspunkt II, die richtige Entscheidung getroffen wird, um das Fahrzeug über die kürzeste Bahn zu führen. Falls ein Signalausfall, etwa von der Führungsbahn her auftritt, weil die Führungsbahn stromlos ist,' wird der Start- und Anhalt-Steuerung ein Signal zum Anhalten des Fahrzeugs gegeben.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. -ie- 18Q6750

   Patentansprüche

   Steuerungssystem für unbemannte Fahrzeuge mit Eigenantrieb, gekennzeichnet durch eine Führungsbahn (Ιο) , die durch einen im Boden ausgelegten, zu einer geschlossenen Schleife zusammengeführten Leiter definiert ist, durch Mittel zum Erregen des Leiters, durch ein Fahrzeug (T) mit darauf befindlichen Abtastmitteln (3o) zum Abtasten des Leiters, durch in der Führungsbahn befindliche Abschnitte, in denen der Leiter im Winkel geführt ist und eine Kreuzung oder einen Entscheidungspunkt bildet, wobei der Leiter einen ersten, mit der einen Bahn am Entscheidungspunkt fluchtenden. Abschnitt und einen zweiten, mit einer anderen' Bahn an dem Entscheidungspunkt fluchtenden Abschnitt besitzt, durch Verbindungselemente, die die beiden Abschnitte elektrisch überbrücken, durch Einrichtungen zum selektiven Anschliessen des ersten oder des zweiten Abschnitts an den Leiterkreis in der Weise, daß diese Abschnitte selektiv erregbar sind, durch signalgebende Hinrichtungen (34, 35) an dem Fahrzeug und durch auf ein Signal der signalgebenden Einrichtungen ansprechende Einrichtungen, das abgegeben wird, wenn das Fahrzeug sich dem Entscheidungspunkt nähert, und das selektiv einen der Leiterabschnitte erregt.

   2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entscheidungspunkt Abzweigungsbannen aufweist und daß der erste bzw. zweite Abschnitt längs dieser Abzweigung· bahnen auseinanderlaufen.

   3. Steuerungssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch .^e-

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   kennzeichnet, daß im Boden Schaltmittel vorgesehen sind, die durch ein Signal von den signalgebenden Einrichtungen (34, 35) betätigt werden, um selektiv einen der Leiterabschnitte zu erregen.

   Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen im Boden jenseits des Entscheidungspunkts, die auf ein Signal des Fahrzeugs ansprechen, um den Leiterabschnitt, der entregt war, zu erregen und den Leiterabschnitt, der erregt war, zu entregen.

   5. Stetierungssystem nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel im Boden als bistabile Schaltungen ausgeführt und mit dem Leiter verbunden s ind.

   Steuerungssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine iuonostabile Schaltung im Boden, die mit dem Leiter jenseits des Entscheidungspunktes verbunden ist und durch ein Signal vom Fahrzeug erregt werden kann, die bistabile Schaltung in ihre Ausgangslage zurückzustellen, falls sie durch ein erstes Signal in eine zweite Lage gestellt worden ist.

   Steuerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die raonostabile Schaltung ein Gehäuse (100) mit einem Anker (102) aufweist, dessen eines Ende herausragt, wodurch beim Einsetzen der Einrichtung in den Soden das Ende des Ankers (102) heraussteht und nach oben zeigt, sowie unterhalb des Ankers einen monostabilen P.eed-Schalter (105), der mit dem Leiter verbunden ist, und daß ömhüllungsmaterial (104, 106) um Anker und Ileed-Schalter gegeben ist und das Gehäuse (100)

   ausfüllt. 90 9825/1100

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   Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Schaltung im Boden ein Gehäuse (100) aufweist, einen Anker (102), dessen eines Ende vorsteht, wodurch dieses Ende, wenn das Gehäuse (100) in den Boden eingesenkt ist, das Ende übersteht und nach oben gerichtet ist, daß ein monostabiler Ruhekontakt-Reed-Schalter (105) unterhalb des Ankers angeordnet und mit dem Leiter verbunden ist₉ daß ein Haltekreis durch öffnen der Kontakte des Reed-Schalters erregt wird und die Kontakte in geöffneter Schalterlage hält, und daß Umhüllungsmaterial (104, 106) den Anker und den Reed-Gchalter umgibt und das Gehäuse ausfüllt.

   9. Steuerungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekreis Parallelwege (110, 111) aufweist, die je eine Diode (112, 113), eine Spule (114, 115) und einen Kondensator (116) bzw. (117) parallel zu der Spule aufweisen, wobei die Dioden einander entgegengesetzt gerichtet und die Spulen in entgegengesetztem Drehsinn gewickelt sind.

   10. Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Schaltung iv\ Boden ein Gehäuse (loo) aufweist, einen Anker (102), dessen eines Ende vorsteht, wodurch dieses Ende, wenn das Gehäuse (ICO) in den Boden eingesenkt ist, überstellt und nach oben gerichtet ist, daß Urihüllungsmaterial (104, 106) den Anker und den Reed-Schalter umgibt und das Gehäuse ausfüllt, und daß ein bistabiler Reed-Sclialter unterhalb des Ankers angeordnet und mit dem Leiter verbunden ist.

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   11. Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Schaltung Schalter zum,Unterbrechen des Stromflusses zu,-einem, der Bahnabschnitte aufweist, sowie einen Hebenschlußkreis für die Stromzuführung zu dem anderen Bahn-

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   abschnitt und einen Haltekreis, der durch den Strom gespeist wird, xirelcher durch den letztgenannten Abschnitt fließt, damit der Schalter in der letztgenannten Stellung verbleibt.

   12. Steuerungssystem nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine monostabile Schaltung jenseits des Entscheidungspunkts und zur Erregung durch ein von dem Fahrzeug kommendes Signal bestimmt, um den Haltekreis kurzzuschliessen und dadurch die bistabile Schaltung in ihre Ausgangslage zurückzustellen.

   13. Steuerungssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Haltekreis im Boden vor der bistabilen Schaltung, durch eine zweite bistabile Schaltung vor der erstgenannten, wobei die zvreite bistabile Schaltung mit der Haltebake verbunden ist und durch ein vom Fahrzeug kommendes Signal erregt werden kann, um die Haltebake zu erregen und dadurch das nachfolgende Fahrzeug anzuhalten.

   14. Steuerungssystem nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine - monostabile Schaltung im Coden jenseits der ersten und der zweiten bistabilen Schaltung und erregbar durch ein von dem Fahrzeug ausgehendes Signal, auf das hin die erste bistabile Schaltung in ihre Ausgangs lage zurückzustellen ist, nachdem das Fahrzeug die zweite bistabile Schaltung passiert hat.

   15. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungspunkte Einmündungspunkte umfassen, wobei der erste und der zweite Leiterabschnitt längs dieser Bahnen liegen, da5 eine bistabile Schaltung vor dem Entscheidungspunkt lieft, wobei diese bistabile Schaltung Schalter zum Unterbrechen des Stromflusses zu einem der Abschnitte umfaßt, daß

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   eine Hebenschlußleitung für die Zuführung- von Strom zu dem· anderen Balmabschnitt vorgesehen ist, daß ein Haltekreis durch den Strom erregt ist, der durch den letztgenannten Abschnitt fließt und den Schalter in der letztgenannten Stellung hält, und daß eine monostabile Schaltung jenseits des Entscheidungspunlcts angeordnet ist, die durch ein vom Fahrzeug kommendes Signal erregbar ist, um den Ilaltekreis kurzzuschliessen und dadurch die bistabile Schaltung in ihre Ausgangslage zurückzustellen.

   16. Steuerungssystem nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine I-Ialtebake in dem Boden vor der genannten bistabilen Schaltung, und durch eine zweite bistabile Schaltung vor der erstgenannten bistabilen Schaltung, wobei die zweite bistabile Schaltung mit der Ilaltebake verbunden und dazu bestimmt ist, von einem vom Fahrzeug herrührenden Signal erregt zu werden, um die Ilaltebake zu erregen und dadurch ein nachfolgendes Fahrzeug anzuhalten.

   17. Steuerungssystem nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine monostabile Schaltung im Boden jenseits der zweitgenannten bistabilen Schaltung und dazu bestimmt, durch ein vom Fahrzeug herrührendes Signal erregt zu werden, um die erstgenannte bistabile Schaltung in ihre Ausgangs lage zurückzustellen, nachdem das Fahrzeug die zweitgenannte bistabile Schaltung passiert hat.

   18. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Entscheidungspunkt zwei Führungsbahnen des Leiters kreuzen,■ ■ άαΖ der erstgenannte Leiterabschnitt längs einor der'-Bahnen·, lic;t,- daß der zweite Abschnitt des Leiters ins-■ ^esä'iit parallel zn und mit Abstand ven der einen BaIm jenseits ■■" des xnts.cheidun.'isnunktn verl.vu^ct, Cav", c'as letzt";cnn.iiji-

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   21. Cteuerungssystem näcli Anspruch 1., dadurcii gekennzeichnet., daß der lintscheidungspunlct sich verzweigende Bahnen aufweist,, wobei der erste und der zweite Bahnabschnitt längs dieser Zweigbahnen verlaufen, und daß die letztgenannten Mittel eine

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   25. Bistabile Schaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der" Halt eier eis parallele Wege (110, 111) aufweist, daß jeder Weg eine Diode (112, 113) und eine Spule (114, 115) sowie eine Kapazität (116, 117) in Parallelschaltung zur Spule aufweist, und daß die Dioden einander entgegengesetzt gerichtet und die Spulen in entgegengesetztem Drehsinn gewickelt sind, wobei die Kapazitäten entgegengesetzt polarisiert sind.

   26. Bistabile Schaltung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (100), durch einen Anker (102), dessen eines Ende vorsteht, so daß das Ende dieses Ankers, wenn das Gehäuse in den Boden eingelassen wird, vorsteht, durch einen bistabilen Reed-Schaltcr (105) unterhalb dieses Ankers und durch Füllmaterial (104, 106), das den Anker und den "eed-Schalter umgibt und das Gehäuse ausfüllt.

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