DE2500792A1

DE2500792A1 - Elektromagnetische fuehrungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2500792A1
Application number: DE19752500792
Authority: DE
Inventors: Hisao Hammura; Shigeyoshi Kawano; Masayoshi Sunda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1975-07-17
Also published as: US4006790A; DE2500792C2

Description

Patentanwälte

pipl.-Ing. R. B E ETZ sen.

bipl.-lng. K. LAMPRECHT

Dr.-lng. R. B E E T Z Jr.

München 22, Stelnsdorf«tr.10 Tel. (089)227201/αα7244/20Β910

Telegr. Allpatent München . Telex 522O48

81-23.6**3P(23.644H)

10. 1. 1975

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Elektromagnetische Führungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Führungsvorrichtung, die insbesondere für ein unbemanntes (führerloses) Fahrzeug od. dgl. einsetzbar ist.

Wenn bei einer herkömmlichen Vorrichtung dieser Art das Fahrwegnetz oder die Fahrstrecke zahlreiche Abzweigungen aufweist, muß durch das Umschalten mit einer Umschaltvorrichtung einschließlich entlang des Fahrweges vorgesehener Umschalteinrichtungen das unbemannte

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Fahrzeug zu einem vorgewählten Bestimmungsort geführt werden. Das Umschalten ist sehr kompliziert, wenn die Anzahl der Abzweigstrekken groß genug ist, und darüber hinaus ist die Anzahl der Fehler und eines fehlerhaften Betriebes der gesamten Vorrichtung um so größer, je größer die Anzahl der Umschalteinrichtungen ist;, ■ Daher kann die herkömmliche Vorrichtung nicht frei von zahlreich auftretenden Fehlern sowie einem fehlerhaften Betrieb sein, ohne daß eine Überprüfung in kurzen Zeitabständen stattfindet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die unabhängig von der Kompliziertheit des Fahrwegnetzes ein Fahrzeug entlang der Fahrwege ohne Umschalten der Wege führen kann.

Erfindungsgemäß sind zwei parallele Leiter horizontal entlang der Fahrstrecke angeordnet; die Enden der Leiter sind an den Enden jedes Zweiges miteinander verbunden, so daß ein Strom jeweils in entgegengesetzten Richtungen durch die Leiter fließt, und so daß bewirkt wird, daß ein Hochfrequenzstrom von einem Oszillator durch alle Leiter ohne Umschalten fließt; das Fahrzeug fährt entlang jeder Strecke oder jedes Zweiges gleichmäßig.

Weiterhin wird das von horizontal angeordneten parallelen Leitern erzeugte Magnetfeld erfindungsgemäß durch am Fahrzeug angebrachte Fühlerspulen erfaßt, und, das Fahrzeug wird nach rechts an einen Abzweigungspunkt geleitet, in dem es hauptsächlich der rechten Hälfte des von den Leitern erzeugten Magnetfeldes folgt, während es an einem Abzweigungspunkt nach links geführt wird, indem es hauptsächlich der linken Hälfte des durch die Leiter erzeugten Magnetfeldes folgt..

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Weiterhin sind erfindungsgemäß zwei parallele Leiter vertikal entlang den Fahrstrecken angeordnet, so daß die obige Aufgabe leicht gelöst wird, wobei der Aufbau der Leiteranordnung erleichtert wird und die Abzweigkennlinien verbessert werden.

Die Erfindung betrifft also eine elektromagnetische Führungsvorrichtung , die beispielsweise zur Führung eines unbemannten Fahrzeuges einsetzbar ist. Beispielsweise ist ein zweiadriges Kabel an der Oberfläche einer Fahrstrecke vorgesehen. Die Ader-Leiter der zweiadrigen Kabel sind an ihren Enden verbunden, so daß der Strom durch den Leiter zirkulieren kann. Durch Erfassung des durch den zirkulierenden Strom erzeugten Magnetflusses mittels am unbemannten Fahrzeug angebrachter Fühlerspulen kann das Fahrzeug automatisch entlang des zweiadrigen Kabels ohne jedes Umschalten fahren.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: ·

Fig. 1 und 2 herkömmliche elektromagnetische Führungsvorrichtungen, wobei Fig. 1 einem Querschnitt eines Hauptteils der Anordnung und Fig. 2 einem Schaltplan, der Leiter entspricht,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Hauptteils einer elektromagnetischen Führungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei Leiter parallel und horizontal angeordnet sind,

." Fig. 4 einen Grundschaltplan der Leiter nach der Erfindung,

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Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform des in der Fig. 2 dargestellten Schaltplanes entsprechend dem in der in Fig. 4 gezeigten Plan,

Fig. 6 eine verbesserte Ausführungsform des in der Fig. 5 dargestellten Schaltplanes,

Fig. 7 A - 7E Fahrstrecken, die bei der Erfindung verfügbar sind,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Leiter vertikal parallel angeordnet sind,

Fig. 9 eine grundlegende Möglichkeit für einen Schaltplan der Leiter bei dem in der Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 A - 10 C die in den Fühlerspulen induzierten Spannungen, Fig. 11 ein Blockschaltbild der Fühlerschaltung, · Fig. 12 Ausgangssignale der Fühlerschaltung,

Fig. 13 A - 13 C Erfassungs- oder Fühlerkennlinien der Fühlerschaltung ,

Fig. 14 und 15 Fahrstrecken, und

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer weiteren erfindungsgemäßen Fühlerschaltung .

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Eine der herkömmlichen Anordnungen zur Lenkung eines unbemannten Fahrzeuges ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Insbesondere ist, wie in der Fig. 1 dargestellt, ein einzelner Draht W in die Oberfläche einer Strecke oder Straße eingebettet, auf oder entlang der das Fahrzeug fährt. Ein Hochfrequenzstrom fließt durch den Draht W, und der durch den Hochfrequenzstrom erzeugte Magnetfluß M wird durch zwei Fühlerspulen DL und DR einer Fühlereinheit D erfaßt, die am Fahrzeug CG angebracht ist. Das Fahrzeug ist so gelenkt, daß der Unterschied der Ausgangssignale der Fühlerspulen auf Null verringert werden kann, wodurch das Fahrzeug automatisch entlang des verlegten Drahtes W fährt. Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Verlegung eines derartigen Drahtes, wobei das Netz aus den Fahrwegen A, Bund C besteht. _v

Wenn nun ein Fahrzeug entlang des Weges B oder C fahren soll, müssen ein Oszillator OSC, der Weg A und die Wege B oder C in Reihe verbunden werden. Wenn jedoch die Wege B und C jeweils mit dem Oszillator OSC verbunden sind, ist der Weg C durch den Weg B kurzgeschlossen, so daß der Strom durch den Weg C klein wird. Wenn insbesondere der Weg C sehr lang ist, d. h. wenn der Weg C eine große Impedanz oder einen großen Scheinwiderstand besitzt, kann kein zur Erfassung ausreichender Magnetfluß erzeugt werden. Um in diesem Fall einen ausreichenden Magnetfluß im Weg C zu erzeugen, muß das Ausgangssignal des Oszillators OSC verstärkt werden. We,nn jedoch das Ausgangssignal des Oszillators zu groß ist, fließt ein zu großer Strom durch den Weg A, was zu einem unerwünschten Ergebnis führt. Dieses Problem ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn zahlreiche Abzweigungswege vorliegen. Um ein derartiges Problem aus-

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zuschließen, wird ein Umschalter RB verwendet, der die Wege B und C umschaltet. In der Fig. 2 besteht ein geschlossener Stromkreis beispielsweise aus dem Oszillator OSC - dem Weg A - dem Weg C und dem Oszillator OSC. In diesem Fall fährt das Fahrzeug CG entlang der Wege A und C. Wenn andererseits das Fahrzeug CG entlang des Weges B fahren soll, ist es erforderlich, die Wege A und B mit dem Oszillator OSC in Reihe zu schalten und den Weg C vom Oszillator OSC mittels des Umschalters RB zu trennen.

Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Hauptteils einer elektromagnetischen Führungsvorrichtung. In der Fig. 3 sind zwei horizontale und parallel zueinander angeordnete Leiter PW in die Oberfläche ■feiner Strecke G eingebettet. Für derartige Leiter ist beispielsweise ein zweiadriges Kabel geeignet, das eine Schicht aus einem synthetischen Harz aufweist, das gewöhnlich in der Nachrichtenübertragung verwendet wird. Mit F ist eine symmetrische Verteilung der Magnetfeldstärke bezeichnet, die durch das zweiadrige Kabel erzeugt wird, und weiterhin sind Fühlerspulen DR, DC und DL auf der Unterseite eines nicht dargestellten unbemannten Fahrzeuges vorgesehen. Wenn das Fahrzeug die rechte Magnetfeldverteilung erfassen und dieser folgen soll, werden die Fühl er spulen DC und DR verwendet, während die ^ühlerspulen DC und DL in Betrieb sind, wenn das Fahrzeug die linke Feldverteilung erfassen und dieser folgen soll. In der Fig. 3 bezeichnen L und R jeweils den linken und rechten Abfall des Magnetfeldes.

Im folgenden wird anhand der Fig. 4 und 5 der Aufbau von zwei parallelen Leitern entlang der durch ein Fahrzeug zu befahrenden Strekke erläutert, was ein Hauptmerkmal der Erfindung ist. Die Fig. 4 zeigt

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am einfachsten die Grundstrecke, bei der alle Abzweigungswege gerade sind. Diese Strecke beinhaltet den Grundgedanken der Erfindung. Insbesondere ist es lediglich erforderlich, einen einzigen Leiter kontinuierlich entlang des Umrisses des "baumartigen" Netzes in .der Figur vorzusehen. Auf diese Weise ist der Leiter in Reihe mit dem Oszillator OSC verbunden, d. h. der Leiter bildet eine geschlossene Schleife mit dem Oszillator. Dies kann mit einer herkömmlichen Vorrichtung nicht erreicht werden, bei der jeder Abzweigungsweg sowie der Hauptweg aus einem einzigen Leiter bestehen. Insbesondere soll darauf hingewiesen werden, daß jeder Weg aus einem zweiadrigen Kabel oder einer Leitung mit zwei parallelen Leitern besteht, wie diese beispielsweise als Speise- oder Antennenzuleitung bei einer Fernsehanlage verwendet werden, und daß die beiden Adern oder Leiter an jedem Ende jedes Zweiges miteinander verbunden sind, um insgesamt eine geschlossene Schleife zu bilden. Mit einem derartigen zweiadrigen Kabel wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß das erzeugte Magnetfeld entlang jedes Teils des Hauptweges und jedes Abzweigungsweges symmetrisch ist.

Die Fig. 5 zeigt eine verbesserte Abwandlung des in der Fig. 2 dargestellten herkömmlichen Netzes, wobei die Erfindung entsprechend der in der Fig. 5 dargestellten Weise angewendet wird. Die Pfeile in den Fig. 4 und 5 zeigen die Richtung des Stromes vom Oszillator OSC während der positiven Halbperiode der abwechselnden Periode an, und es soll darauf hingewiesen werden, daß unabhängig vom Fahrweg eines Fahrzeuges und unabhängig von der Fahrrichtung eines Fahrzeuges der Strom im rechten Leiter der parallelen Leiter fließt, wenn dies in Vorwärtsrichtung vom Fahrzeug betrachtet wird. Dies ist der Fall,

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damit das Fahrzeug (die Fahrzeuge) fahren, indem die Neigungen der oben erwähnten Magnetfeldstärkeverteilung ausgenützt werden, ohne eine Unregelmäßigkeit der Magnetfeldstärkeverteilung in jedem Abzweigungspunkt zu erzeugen.

Wenn das Fahrzeug sowohl rück- als auch vorwärtsfahren soll, muß lediglich eine weitere Fühlereinheit im rückwärtigen Teil des Fahrzeuges vorgesehen sein. Tatsächlich kann das Fahrzeug ohne die rückwärtige Fühlereinheit fahren, aber in diesem Fall ist die Sicherheit der Fahrzeugfahrt bis zu einem bestimmten Maß herabgesetzt.

Wenn in der Fig. 5 das Fahrzeug CG , das auf dem Weg A vorgesehen ist, in den Weg B entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn fahren soll, muß das Fahrzeug lediglich der linken Neigung der Magnetfeldstärkeverteilung, vom Fahrzeug aus in Vorwärtsrichtung gesehen, folgen. Wenn das Fahrzeug andererseits entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn in den Weg C fahren soll, muß es lediglich der rechten Neigung der Magnetfeldstärkeverteilung, vom Fahrzeug aus in Vorwärtsrichtung gesehen, folgen.

In der in der Fig. 5 dargestellten Fahrstrecke ist das Magnetfeld an den Punkten P und Q in gewissem Maße verteilt, aber aufgrund des Trägheitsverhaltens des Fahrzeuges treten keine Probleme auf.

Die Fig. 6 zeigt eine gegenüber der Fig. 5 verbesserte Fahrstrecke. Die verbesserte Strecke ist vorteilhaft, da das Fahrzeug vom Weg B zum Weg C kontinuierlich (ohne Rückwärtsfahrt) und umgekehrt fahren kann. Bei einer herkömmlichen Anordnung ist es sehr schwie-

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rig, die in der Fig. 6 dargestellte Fahrstrecke zu verwirklichen.

Die Fig. 7 A bis 7 E zeigen schematisch Beispiele von Fahrstrekken, die mit der Erfindung verwirklicht werden können. Die Fig. 7A zeigt das Grundnetz der erfindungsgemäßen Fahrstrecke. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß möglich, eine in der Fig. 7 B dargestellte Umgehungsstrecke, eine in der Fig. 7C gezeigte U-förmige Strecke, eine in der Fig. 7 D dargestellte schleifenförmige Strecke sowie eine in der Fig. 7 E gezeigte Y-förmige Strecke zu bilden, Weiterhin kann auch ein X-förmiges Netz entsprechend dem Y-förmigen Netz gebildet werden. Eine genauere Beschreibung dieser Netze wird nicht gegeben, da diese Netze auch aus den anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläuterten Netzen zu erhalten sind. V

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen sind die Wege jeder Strecke^ mit zwei parallelen Leitern ausgestattet, die horizontal verlegt oder eingebettet sind. Bei dieser parallelen Anordnung muß jedoch eine beträchtlich breite Aussparung eingebracht werden, um die Fahrweg-Leiter dort aufzunehmen, so daß der Aufwand zur Verlegung der Leiter groß wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem diese Schwierigkeit umgangen .wird, soll weiter unten näher erläutert werden. Im folgenden wird das Hauptmerkmal dieses Beispiels beschrieben. Zwei parallele Leiter sind vertikal in der Oberfläche der Strecke verlegt, wobei die parallel angeordneten Leiter am Ende jedes Weges miteinander verbunden sind, und die gesamte Strecke wird durch eine Wechselstromquelle erregt. Auf beiden Seiten des sogenannten

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zweiadrigen Drahtes werden jeweils zwei Punkte erzeugt, in denen die Stärke des induzierten Magnetfeldes ihr Maximum erreicht. Hinsichtlich der Punkte der maximalen Feldstärke ist eine Fühlerspule auf der linken und der rechten Seite des Fahrzeuges vorgesehen, und eine weitere Spule ist in der Mitte des Fahrzeuges angeordnet- Auf diese Weise fährt das Fahrzeug, indem es einem der Punkte auf der linken und rechten Seite folgt, so daß das Fahrzeug leicht den zu folgenden Weg, links oder rechts, auswählen kann.

Die Fig. 8 zeigt ein gerade beschriebenes Ausführungsbeispiel, bei dem ein zweiadriges Kabel (Draht) verlegt ist und drei Fühlerspulen am Fahrzeug vorgesehen sind. Das Fahrzeug CG ist mit einer Führereinrichtung und einer Steuereinrichtung versehen, um das Fahrzeug entsprechend den Ausgangssignalen der Fühlerspulen zu steuern. In der Fig. 8 ist ein Draht PW mit zwei parallelen.Adern im Untergrund G verlegt. Der Draht PW besteht aus einem oberen Leiter WU und einem unteren Leiter WD. Wechselströme fließen durch den oberen und unteren Leiter in entgegengesetzten Richtungen zueinander, so daß Wechselstromfelder, wie dies durch FL und FR angedeutet ist, auf beiden Seiten des Drahtes PW induziert werden. Die Phase des Feldes bei FL ist entgegengesetzt zur Phase bei FR. Die Magnetkraftlinien sind in der Fig. 8 mit HU und HD bezeichnet. Zur Erfassung des Magnetfeldes und zur Fahrt des Fahrzeuges entlang der Fahrstrekke ist das Fahrzeug CG mit den drei Fühlerspulen DL, DC und DR ausgestattet. Die Spulen DL, DC und DR sind so angeordnet, daß jede Wicklung jeder der Spulen waagrecht ist, um die senkrechte Komponente der Magnetkraftlinien zu erfassen.

Die Fig. 1OA zeigt das Meßergebnis zwischen der Entfernung X

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und der Spannung E, wobei die Entfernung X seitlich von der Mitte des Drahtes PW gemessen wird und die Spannung ^v- eine in den Spulen induzierte Spannung ist. Die Spannung E ist so dargestellt, daß sie links vom Draht PW negativ ist. Dies bedeutet, daß die Phasen der Spannungen auf der rechten und linken Seite entgegengesetzt zueinander sind.

Die Einzelheiten der Verdrahtung des oberen und unteren Leiters "WU und WD wird nun anhand der Fig. 9 näher erläutert. In dieser Figur sind der Umriß des zweiadrigen Kabels in einem einfachen Y-förmigen Netz und die zugeordnete Verteilung des Magnetfeldes dargestellt. In der Fig. 9 bezeichnen PW und PW jeweils einen rechten

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Abzweigungsweg und einen linken Abzweigungsweg, wobei die oberen und unteren Leiter jeweils durch Feat- und Strichlinien dargestellt sind. Die Verbindung zwischen den oberen und unteren Leiter geschieht in der folgenden "Weise: Wenn dem oberen oder unteren Leiter vom Hauptweg zum Abzweigungsweg gefolgt wird, so fließt der Strom in der gleichen Richtung entlang diesen Wegen. Was andererseits die Phase des Magnetfeldes anbelangt, so löschen die Felder der Abzweigungswege PW und PW einander im Zwischenraum zwi-

L· K

sehen den Wegen aus, und die Phasen der Felder auf der linken Seite des linken Abzweigungsweges PW. und auf der rechten Seite des rech-

Ju

ten Abzweigungsweges PW und auf der rechten Seite des rechten Ab-

JLj

zweigungsweges PW sind gleich wie die Phasen auf der linken und rechten Seite des Fahrweges PW, wie dies in der Fig. 9 dargestellt ist, in der Stromrichtungen durch Pfeile und die Phasen der Felder durch (+)- und (-)-Zeichen dargestellt sind.

Fig. 10 A, 1OB und IOC zeigen jeweils den-Verlauf der'in den

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Fühlerspulen induzierten Spannung E, wobei auf der Abszisse X die Lage der Spule dargestellt ist. Die Ordinate ist entlang dem Hauptweg PW gewählt, und der Ursprung des Koordinatensystems liegt in einem Abzweigungspunkt, wie dieser in der Fig. 9 gezeigt ist. Die Fig. 1OA entspricht einem Fall, in dem Y < O gilt, d. h. die Fühlerspule liegt oberhalb des Hauptweges PW. Die Fig. 1OB entspricht einem Fall, in dem die Spule der Ordinate Y in einer geringen Entfernung vorgeht, und die Fig. IOC einem Fall, in dem die Spule in einer weiteren Entfernung der Ordinate Y vorgeht. Die relativen Lagen des verlegten zweiadrigen Kabels und der Fühlerspulen sind ebenfalls in diesen Figuren angezeigt. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß, wenn der rechten Spitze des Spannungsverlaufes durch ein Mittel gefolgt werden kann, der rechte Abzweigungsweg am Abzweigungspunkt ausgewählt werden kann, und daß, wenn der linken Senke des Spannungsverlaufes in gleicher Weise gefolgt werden kann, der linke Abzweigungsweg ausgewählt werden kann.

Die Fig. 11 ist ein Blockdiagramm einer Fühler se haltung, um einer derartigen Spitze und Senke, wie oben erwähnt, zu folgen. Der Betrieb der Fühlerschaltung wird für einen Fall erläutert, in dem die rechte Abzweigung ausgewählt wird. Der Umschalter SW zur Auswahl des Zweiges ist in der gezeigten Stellung. In diesem Fall werden lediglich die in der Fig. 8 gezeigten Fühlerspulen DC und DR verwendet, und wenn das Fahrzeug genau der rechten Spitze des Spannungsverlaufes folgt, haben die Spulen anschließend die Stellungen der Fig. 1OA, 1OB und IOC. Die an verschiedenen Punkten der in der Schaltung der Fig. 11 auftretenden Signale haben den in der Fig. 12 dargestellten Verlauf.

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Bei der in der Fig. 11 dargestellten Schaltung wird eine Ausgang sspannung ER der Fühler spule DR direkt durch einen Gleichrichter ND gleichgerichtet, um in eine Gleichspannung ER umgewandelt zu werden. Andererseits wird das Ausgangssignal ER zu einem Vergleicher CP gespeist, so daß ein Rechtecksignal ER synchron mit dem Ausgangssignal ER erhalten wird. Die Ausgangsspannung EC der Fühlerspule DC wird synchron durch einen Synchron-Gleichrichter SD gleichgerichtet, indem das Rechtecksignal ER_rp als Synchronisiersignal verwendet wird, um in eine Gleichspannung EC ^ umgewandelt zu werden. Die Polarität der Gleichspannung EC _ ist positiv oder negativ, je nachdem, ob die Ausgangsspannungen EC und ER in Phase oder entgegengesetzt in Phase zueinander sind, und die Amplitude der Spannung EC ist proportional zur Spannung EC. Schließlich wird eine Gleichspannung ED durch Subtraktion von ER von EC in einem Differenzverstärker DA erhalten. Die Gleichspannung ED ist das Ausgangssignal des Fühlergliedes der Fig. 11 und wird auf Null verringert, wenn das Fahrzeug in einer derartigen Lage ist, daß die Fühler spulen DR und DC gleiche Spannungen liefern, wie dies in der Fig. 10 gezeigt ist. Wenn das Fahrzeug nach rechts fährt, ist EC ^>ER, so daß ED >■ O gilt. Wenn andererseits das Fahrzeug nach links von dem Punkt fährt, dann ist ED <: O.

Die Fig. 13 A , 13 B und 13 C zeigen jeweils die Beziehungen zwischen erfaßten Ausgangssignalen ED und den Entfernungen XD in der ' X-Richtung des Fahrzeuges CG entsprechend den Fig. 10 A, 10 B und IOC, wobei die Entfernung vom Hauptwegdraht (-kabel) PW oder dem

rechten Abzweigungswegdraht (-kabel) PW zur Fühlerspule DC gelt

messen ist (im folgenden werden jeder Weg und sein zugeordnetes zwei-

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adriges Kabel zur Vereinfachung mit dem gleichen Bezugszeichen ■ versehen). Wenn, wie aus der Fig. 13 B hervorgeht, das Fahrzeug eine kleine Entfernung zum Abzweigurigsweg PW vom Abzweigungspunkt gefahren ist, bleibt dennoch ein kleiner Einfluß des Drahtes

PW vom linken Abzweigungsweg übrig. Jedoch kann auch in diesem L

Fall ein erfaßtes Ausgangssignal erhalten werden, das im wesentlichen proportional zur Entfernung von dem zu folgenden Kabel oder Draht ist.

Wenn die induzierte Spannung ED lediglich gleichgerichtet und nicht zu ER synchronisiert ist, ist das erfaßte Ausgangssignal EC nicht negativ sondern positiv, wenn das Fahrzeug nach links abweicht, um die Fühlerspule DC nach links vom Hauptwegdraht PW oder dem Draht PW des linken Abzweigungsweges zu verschieben, so daß kaum ein Bereich für ein proportional erfaßtes Ausgangssignal erhalten werden kann.

Sobald derartige erfaßte Ausgangssignale erhalten werden, wie diese in den Fig. 1OA bis IOC dargestellt sind, ist es mit den herkömmlichen Steuerungen sehr einfach, das Fahrzeug entlang einer Strecke so zu betreiben, daß ED = O gilt, indem der Steuerwinkel des Fahrzeuges proportional zu ED gemacht wird.

Um andererseits das Fahrzeug entlang der linken Senke des Signalverlaufes zu leiten oder zu führen und den linken Abzweigungsweg PW auszuwählen, ist es lediglich erforderlich, den Auswahl-

schalter SW in der Schaltung der Fig. 11 umzuschalten, um die in der Fühlerspule DL induzierte Spannung EL anstelle der Spannung ER

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zu verwenden. Der Betrieb ist in diesem Fall der gleiche, wie dieser oben für das Auswählen des rechten Abzweigungsweges beschrieben wurde, und daher wird hier von einer näheren Beschreibung abgesehen.

Die Fig. 14 zeigt · einen Fall, in dem die Fahrstrecke nicht einfach- die Form, eines "Y" aufweist, sondern komplizierter aufgebaut ist. In dieser Figur sind die Leiter des zweiadrigen Kabels entlang der Fahrstrecke so verlegt, wie wenn sie horizontal parallel zueinander liegen, aber dies dient lediglich zur Vereinfachung der Darstel-. lung, und die Leiter sind tatsächlich vertikal parallel zueinander vorgesehen und so an jedem Abzweigungspunkt angeordnet, wie dies in der Fig. 9 dargestellt ist.

Auch bestehen in diesem Fall Diskontinuitäten des Magnetfeldes an den Punkten P, Q und R. Da jedoch die Spaltlänge ungefähr 30 mm beträgt, während die Trägheitsfahrstrecke des Fahrzeugs einige Male diese Länge ist, wird beim praktischen Lenken des Fahrzeugs keine Störung hervorgerufen.

Die Fig. 15 zeigt eine Fahrstrecke, die zu der in der Fig. 5 dar-' gestellten Fahrstrecke ähnlich ist; sie unterscheidet sich jedoch insofern, als die Leiter des zweiadrigen Kabels hier vertikal parallel zueinander angeordnet sind. Die Festlinie und die Strichpunktlinie stellen jeweils den oberen und unteren Leiter dar. Die Pfeile zeigen die Stromrichtung im oberen Leiter an. Die (+)- und (-)-Vorzeichen stellen, wie in der Fig. 9, die Phasenbeziehung zwischen den durch die Leiter erzeugten Magnetfeldern dar.

Die Fig. 16 zeigt eine Abwandlung der in der Fig. 11 dargestellten

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Fühlerschaltung, und gleiche Bezugszeichen sind für sich entsprechende Teile in beiden Figuren vorgesehen. Die Wechselspannungen ER und EC werden direkt in einen Differenzverstärker DA eingespeist, der ein Wechselstrom-Differenzsignal ED erzeugt. Es ist offensichtlich, daß

A v

das Differenzsignal ED vom Unterschied in der Amplitude und Phase zwischen den Spannungen ER und EC abhängt. Andererseits wird die Spannung ER in den Vergleicher CP eingespeist, der das in der Fig. 12 gezeigte Rechtecksignal ER erzeugt. Der synchronisierende Vergleicher SD, der das Signal ER als Synchronisiersignal verwendet, richtet das Signal ED synchron gleich und erzeugt eine Gleichspan-

Ά ν-·

nung ED mit einer positiven oder negativen Polarität, wie dies in der Fig. 11 gezeigt ist. Wenn so zwei Leiter entlang einer Fahrstrecke verlegt sind, wobei ein Leiter vertikal und parallel zum anderen vorgesehen ist_% und wenn eine Fühlerschaltung verwendet wird, wie diese in der Fig. 11 dargestellt ist, kann ein unbemanntes Fahrzeug leicht ,entlang eines linken oder rechten Abzweigungsweges fahren.

Wenn das Fahrzeug sowohl rück- als auch vorwärtsfahren soll, ist es mit zwei Feldfühlereinheiten an seinem Vorder- und Hinterende ausgestattet, wie dies oben erläutert wurde. Es ist auch möglich, lediglich eine Fühlereinheit zu verwenden, wodurch die Verkehrssicherheit in einem gewissen Maß leidet.

Wenn in der Fig. 15 das Fahrzeug CG entgegen dem Uhrzeigersinn vom Weg A zum Weg C fahren soll, muß es lediglich das Magnetfeld vom Fahrzeug in Vorwärtsrichtung aus gesehen erfassen und diesem folgen. Wenn andererseits das Fahrzeug in den Weg B fahren soll, muß es dem linken Magnetfeld folgen. Wenn darüber hinaus das

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Fahrzeug, das in der in der Figur dargestellten Lage ist, im Uhrzeigersinn in den Weg B fahren soll, muß es das rechte Feld vor ihm erfassen und diesem folgen.

Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ist ein zweiadriges Kabel in den Oberflächen der Fahrstrecke verlegt, aber dies ist nicht die einzige Möglichkeit, um das Kabel (Draht) entlang den Strekken vorzusehen. Beispielsweise kann das Kabel auf der Oberfläche mittels eines Haft- oder Klebemittels befestigt werden.

Die Erfindung hat folgende Vorteile:

(a) Für das in der Erfindung vorgesehene zweiadrige Kabel kann

eine Speiseleitung oder eine Antennenzuleitung für Nachrichtenübertragungsanlagen vorzugsweise verwendet werden, wobei auch andere Leiter möglich sind.

(b) Der Oszillator kann durch jede Einrichtung ersetzt werden, die einen Strom durch das verlegte Kabel sendet. In diesem Fall müssen die Fühlerspulen abhängig von der Frequenz des Stromes ausgewählt werden, der durch diese Einrichtung erzeugt wird.

(c) Die Erfindung ist auf gewöhnliche Motorfahrzeuge und Verkehrseinrichtungen anwendbar.

(d) Die Erfindung kann auch auf einen Kurvenschreiber angewendet werden, der in einem automatischen Schweißgerät verwendet wird.

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(e) Eine Vielfalt von Oberflächen kann als Fahrstrecke bei der Erfindung dienen.

(f) Bei der Verlegung der Leiter kann entweder ein kontinuierlicher Draht entlang der Fahrtstrecke in Art einer einfach gezogenen Linie oder eine Antennenzuleitung für Nachrichtenübertragungsanlagen mit geschlossenen Enden verwendet werden. Die Antennenzuleitung ist in bezug auf die Bearbeitung der Fahrwege vorzuziehen.

Wie oben erläutert wurde, kann erfindungsgemäß ein Strom, beispielsweise ein Hochfrequenzstrom, immer durch die Leiter geführt werden, die entlang der Fahrstrecke vorgesehen sind, unabhängig von deren Form, so daß, wenn die Erfindung auf ein unbemanntes Fahrzeug angewendet wird, das Fahrzeug entlang jedem Weg der Fahrstrecke fahren kann. Zusätzlich ist erfindungsgemäß kein Umschalter erforderlich, der bei herkömmlichen Vorrichtungen wesentlich ist, um die Fahrwegdrähte oder die. Frequenzen umzuschalten, so daß ein unbemanntes Fahrzeug elektromagnetisch leicht und genau fahren kann.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. Blektromagnetische Führungsvorrichtung, gekennzeichnet durch

zwei parallel, nahe zueinander und in einem vorbestimmten Netz verlegte Leiter,

eine Einrichtung, die die beiden Leiter in Reihe schaltet, eine Stromversorgungseinrichtung (OSC) der Leiter, und

eine an einem Gerät vorgesehene Fühlereinrichtung (DL, DC, DR) zur Erfassung des vom Strom erzeugten Magnetfeldes, so daß das Gerät entsprechend dem Ausgangssignal der Fühlereinrichtung (DL, DC, DR) entlang den Leitern geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter vertikal parallel zueinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter in einem vorbestimmten Netz mit Abzweigungen verlegt sind, und daß eine weitere Einrichtung das Gerät entlang eines der. auf beiden Seiten der Leiter erzeugten Magnetfelder führt.

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