DE2949204C2

DE2949204C2 -

Info

Publication number: DE2949204C2
Application number: DE2949204A
Authority: DE
Inventors: Michel Paris Fr Deplante
Original assignee: ARCANTE PARIS FR
Current assignee: ARCANTE, PARIS, FR
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1988-11-03
Also published as: GB2037015B; GB2037015A; FR2443713A1; DE2949204A1; FR2443713B1; US4345662A; CH632859A5; BE880483A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Anlage ist bereits aus der US-PS 38 81 568 be kannt, deren Fahrzeuge verhältnismäßig aufwendig mit einer Vielzahl von Abtastern versehen sind, wobei aber keine Sicherheit beim Auftreten von Hindernissen gegeben ist. Zudem sind die Fahrzeuge der bekannten Anlage verhältnismäßig schwerfällig, da sie nur am vorderen Ende zwei steuerbare und am rückwärti gen Ende zwei angetriebene, nicht steuerbare Räder besitzen. Die optische Leitspur wird daher nicht mit ausreichender Ge nauigkeit verfolgt, insbesondere in Kurven, im Bereich von Weichen usw.

Durch die Erfindung soll eine Anlage der eingangs genannten Art so verbessert werden, daß eine genaue Führung der Fahr zeuge bei sicherer Vermeidung von Zusammenstößen mit Hindernissen und weniger aufwendiger Bauweise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die bei den Fahrzeugen der erfindungsgemäßen Anlage vorhande nen vier Lenkräder gestatten eine hervorragende Anpassung an die Leitspur auch an schwierigen Stellen derselben in Vor wärts- und Rückwärtsrichtung und das einzige Antriebsrad in der Mitte verbessert noch diese Steuerbarkeit bei geringst möglichem Aufwand für die Kraftübertragung. Dadurch wird es möglich, nur zwei Abtaster in Form von Sender-Empfänger-Ein heiten anstelle der bei der bekannten Anlage verwendeten Viel zahl von Abtastern einzusetzen. Es läßt sich ein sehr präziser Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb der Fahrzeuge erzielen, wobei auch das Verfolgen von Kurven mit sehr kleinem Radius möglich ist. Durch die Ultraschallanlage werden Hindernisse sicher wahrgenommen und dadurch Zusammenstöße vermieden.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Perspektivzeichnung eines automa tisch gesteuerten Fahrzeugs, das eine Last befördert,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug von Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Lenkräder und der Antriebsräder des Fahrzeugs von Fig. 1 und 2,

Fig. 4 die schematische Darstellung eines optischen Ab tasters,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Fahr zeugs gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Seitenriß des Fahrzeugs in Fig. 5,

Fig. 7 verschiedene Abtaststellungen bezüglich der Leitspur,

Fig. 8 bis 12 verschiedene optische "Kontakte".

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das automatisch gesteuerte Fahrzeug 1 gemäß der Erfindung ein bezüglich der Form und der Betriebsart symmetrisches Fahrzeug. Dieses Fahrzeug kann beliebig vorwärts oder rückwärts fahren, ohne daß einer dieser Fahrtrichtungen eine Vorzugsrolle in bezug auf Antrieb oder Lenkung zukommt. Die Karosserie 2 ist symmetrisch, und ihre beiden Enden 2 a, 2 b verjüngen sich, um das Unterfahren einer Last 3 zu erleichtern.

Das Fahrzeug 1 trägt eine Last 3, die auf der anhebbaren Ladefläche 4 des Fahrzeugs ruht; die feste Verbindung zwi schen der Last 3 und der Ladefläche 4 wird durch einen formschlüssigen Eingriff, z. B. durch auf der anhebbaren La defläche 4 vorgesehene vorstehende Kegel 5 und in der Bo denfläche der zu transportierenden Last ausgebildete ent sprechende kegelförmige Vertiefungen sichergestellt. Die Last kann von einer Platte oder einem Plattformkarren gebildet werden.

Das vordere Ende 2 a und das hintere Ende 2 b des Fahrzeugs enthält jeweils eine Zusammenstoßverhütungseinrichtung 7, die von jeweils einem oder mehreren Ultraschallsendern und -Empfängern gebildet werden, die nach dem Radarprinzip ar beiten, um Hindernisse wie Fußgänger, Karren usw. festzu stellen, die sich evtl. auf dem Weg des Fahrzeugs befinden. Die Zusammenstoßverhütungseinrichtungen 7 ermöglichen auch das automatische Steuern und Rangieren des Wagens für den Eintritt in einen Aufzug, wobei zunächst die Tür und dann die Rückwand des Aufzugs abgetastet wird. Das Fahrzeug 1 wird durch eine Leitspur 8 geführt, die mit vom Fahrzeug wahrnehmbaren Signaleinrichtungen versehen ist, wobei das letztere auch Steuerungs- und Verkehrsinformationen em pfängt, die von der Zentralstelle geliefert werden, z. B. bezüglich des Fahrwegs, der Haltestellen, usw. Diese An weisungen werden z. B. vorab aufgezeichnet oder können auch beim Durchfahren gewisser Punkte auf das Fahrzeug übertragen werden.

Die schematische Darstellung von Fig. 2 zeigt die Anord nung der vier Trag- und Lenkräder 9 des Fahrzeugs und das Antriebsrad 10. Die vier Lenkräder 9 sind an den Ecken des Fahrzeugs 1 angeordnet, während das Antriebsrad in des sen Mittelpunkt liegt. An jedem Ende des Fahrzeugs ist ein Abtaster 11, 12 zum Abtasten der Leitspur 8 vorgesehen, um die Leitsignale zu liefern.

Fig. 2 zeigt auf der rechten Seite am Ende 2 b des Fahrzeugs 1 die Zusammenstoßverhütungskeule 13 des bzw. der Ultraschall- Sender-Empfänger 7. Wenn ein Hindernis Ultraschall zum Sen der-Empfänger 7 reflektiert, verarbeitet dieser das empfange ne Signal und trennt es von Störsignalen. Es wird dann für die Steuerung der Fahrzeugbewegung ausgewertet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die vier Lenkräder 9 des Fahrzeugs miteinander durch ein Gestänge verbunden, so daß die Räder 9 in der gleichen Richtung geschwenkt wer den, um den Kurvenradius R des Fahrzeugs zu verringern und insbesondere um zu ermöglichen, daß der Mittelpunkt des Fahrzeugs (Antriebsrad 10) der Leitspur so genau wie mög lich folgen kann. Dies ist wichtig, damit das Fahrzeug im Bereich von Weichen, Kurven, usw. nicht zu viel Platz ein nimmt.

Jeder der Abtaster 11, 12 ist aus zwei Teilen zusammen gesetzt, von denen jeder die Abtastung des entsprechenden Randes der Leitspur übernimmt, und von denen nur einer un ter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben wird.

Fig. 4 stellt einen Teil eines solchen optischen Abtasters dar, der aus einem Lichtsender 21 und einem Empfänger 27 besteht, deren Felder 21 a, 27 a in Höhe des Farbstreifens 22 überlagert sind.

Das vom Sender 21 ausgestrahlte Licht beleuchtet den Farb streifen 22. Ein Teil dieser beleuchteten Fläche, der einem auf den Rand des Streifens 22 zentrierten Rechteck ent spricht, liegt der Fotozelle des Empfängers 27 gegenüber. Reflexmindernde Zwischenwände 23 begrenzen das Gesichtsfeld des Empfängers 27. Für den Einbau derselben sind gewisse geometrische Vorkehrungen zu beachten, damit in Anbetracht der Unregelmäßigkeiten der Leitspur das vom Sender 21 aus gestrahlte Licht nicht nach einer Totalreflexion sondern nur nach Streuung zum Empfänger 27 gelangt.

Die von jedem der beiden Empfänger des gleichen Abtasters ausgehenden Signale werden in zwei Verstärkern, AD, AG ver stärkt, wobei der Ausgang des einen an den negativen Ein gang und der Ausgang des anderen an den positiven Eingang einer Vergleichsschaltung 24 angeschlossen ist, deren Aus gangssignal die Lenkeinrichtung des Fahrzeugs steuert.

Fig. 5 und 6 geben Einzelheiten einer Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß der Erfindung. Die Fahrzeugbeschreibung er folgt unter Verwendung der gleichen Bezugszahlen für die gleichen Teile wie in der obigen Beschreibung und be schränkt sich auf noch nicht beschriebene Einzelheiten.

Die Lenkräder 9 sind in Lagerblöcke 91 eingebaut, die ih rerseits auf vertikal angeordnete Stoßdämpfer 92 montiert sind. Die Lagerblöcke 91 sind mit Armen 93 versehen. Die Arme 93 der Vorderräder sind durch einen Schwingarm 94 miteinander verbunden und das gleiche gilt für die Arme 93 der Hinterräder, die ebenfalls durch einen Schwingarm 94 miteinander verbunden sind.

Weiterhin ist einer der vorderen Lagerblöcke 91 und einer der hinteren Lagerblöcke 91 mit je einer Lasche 95 verse hen, die der Befestigung eines entsprechenden Schwingarmes 96 dienen, und die beiden Schwingarme sind mit dem Arm 97 eines Betätigungsteils 98, z. B. eines Getriebemotors, ver bunden, der in Abhängigkeit von den von der Steuerschaltung gelieferten Signalen betätigt wird und in der Figur nicht dargestellt ist.

Der Antrieb erfolgt durch das Antriebsrad 10, das in der Mitte der Fahrzeugachse liegt. Die Riemenscheibe 101 die ses Rades wird über einen Riemen 102 von der Abtriebs-Rie menscheibe 103 eines Getriebemotors 104 angetrieben.

Die verschiedenen elektrischen Schaltungen und Motoren wer den durch zwei Batterieaggregate 105 gespeist, die im vor deren und hinteren Teil des Fahrzeugs untergebracht sind, um das Gewicht gleichmäßig zu verteilen.

Die anhebbare Tragfläche des Fahrzeugs besteht aus vier Tragsegmenten 41, die von den Armen 42 getragen werden. Die beiden vorderen Arme 42 und die beiden hinteren Arme 42 sind durch je eine Verbindungsstange 43 miteinander verbunden, an der sie drehbar befestigt sind. Weiterhin ist eine der vorderen Stangen mit einer der hinteren Stan gen durch Verbindungsstangen 44 verbunden, und ein Betätigungsglied, z. B. ein Arbeitszylinder 45, betätigt eine der Stangen. Da die Verbindungsstangen 44 in Lagern mon tiert sind, können die Arme 42 bei Betätigung eines An triebsteils, wie z. B. des Arbeitszylinders 45, geschwenkt werden, um eine Ladung anzuheben oder abzusenken. Die Po sitionierung der Ladung auf der von der oberen Fläche der Karosserie gebildeten Ladefläche wird durch die bereits beschriebenen Zapfen 5 übernommen.

Schließlich zeigen Fig. 5 und 6 die vorderen und hinteren Abtaster 11, 12 zu beiden Seiten der Längssymmetrieachse des Fahrzeugs.

Fig. 7 zeigt verschiedene mögliche Stellungen A, B, C der beiden Teile F ₁, F ₂ eines Abtasters 11, 12 im Verhältnis zu einer Leitspur 8. Jeder Teil F ₁, F ₂ ist z. B. so aufge baut wie in Fig. 4 dargestellt. Die Leitspur 8 gemäß der Erfindung besteht aus einer Mittelspur 8 a, die gewisse op tische Eigenschaften aufweist, eingefaßt von zwei Seiten spuren 8 b, deren optische Merkmale sehr verschieden von denjenigen der Mittelspur 8 a sind. Bei normaler Stellung müssen die beiden Teile F ₁, F ₂ eines jeden Abtasters zu beiden Seiten der Grenzlinie zwischen der Mittelspur 8 a und der entsprechenden Seitenspur 8 b liegen. Da die von den Lichtquellen eines jeden der Teile F ₁, F ₂ des Abtasters abgegebenen Signale gleich sind, sind in diesem Fall die empfangenen Signale ebenfalls gleich, so daß die Vergleichs schaltung ein Ausgangssignal Null liefert. Wenn dagegen der Abtaster F ₁, F ₂ die Stellung B einnimmt, ist das Strahlen bündel und folglich der vom Teil F ₂ empfangene Lichtstrom größer als der von Teil F ₁ empfangene, woraus sich am Aus gang der Vergleichsschaltung ein Signal mit entsprechendem Vorzeichen, z. B. negativ, ergibt, wenn das Strahlenbündel F ₁ mit dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung und das Strahlenbündel F ₂ an den negativen Eingang angeschlos sen ist.

Bei der Stellung C hat das von der Vergleichsschaltung gelieferte Signal das dem obigen Fall entgegengesetzte Vorzeichen.

Wenn also das von der Vergleichsschaltung gelieferte Sig nal von Null verschieden ist, steuert dieses Signal die Bewegung der Lenkräder 9 in entsprechender Richtung und Amplitude, um die Stellung des Fahrzeugs 1 im Verhältnis zur optischen Leitspur 8 zu korrigieren, damit das Aus gangssignal der Vergleichsschaltung 24 gegen 0 strebt.

Der optische Abtaster kann auch verwendet werden, um Steuersignale im Zusammenhang mit dem Fahrweg zu empfangen.

Bei der Darstellung von Fig. 8 werden die Seitenspuren 8 b durch einen Querstreifen 8 c unterbrochen, der die gleichen optischen Eigenschaften aufweist wie die Mittelspur 8 a. Wenn ein Abtaster 11, 12 über einen solchen Querstreifen 8 c fährt, der auch als "optischer Kontakt" bezeichnet wer den kann, übersteigt die Summe der von den Teilen F ₁, F ₂ des Abtasters gelieferten Signale den Schwellenwert des Normalsignals. Diese Überschreitung des Schwellenwerts wird als Impuls gewertet. Durch die Verwendung solcher op tischer Kontakte ist es möglich, Signale nach einem be stimmten Code zu übertragen. Im einfachsten Fall haben die optischen Kontakte die gleiche Breite und dienen zur Über tragung eines Impulses auf die Fahrzeugschaltung, damit diese auf den nächsten Programmschritt übergeht.

Desgleichen ist es möglich, verschiedene Signale zu sen den, die entweder durch mehrere optische Kontakte oder durch Kontakte verschiedener Breite oder aber durch Ver bindung dieser beiden Codiermöglichkeiten erzielt werden.

Dies ist z. B. erforderlich, damit das Fahrzeug die ver schiedenen Teile seines Fahrwegs erkennt: Abzweigungen, Kurven, Aufzug, usw.

Fig. 9, 10, 11, 12 zeigen einige Beispiele für die Ver wendung optischer Kontakte.

Fig. 9 zeigt eine Abzweigweiche 40, deren Einlaufseite mit einem optischen Kontakt 41′ versehen ist. Je nach der Codierung kann dieser optische Kontakt das Anhalten, die Geschwindigkeitsreduzierung oder jedes beliebige andere Fahrzeugmanöver beim Einlaufen in die Weichse hervorrufen.

Fig. 10 zeigt eine Zusammenführungsweiche 50, deren Herz stück bis zu den Seitenspuren 8 b durch die Teile 51 mit den gleichen optischen Eigenschaften wie die Seiten streifen 8 b verlängert wird, um zu verhindern, daß der Schnittpunkt in jedem der möglichen Fälle als optischer Kontakt aufgefaßt wird.

Fig. 11 zeigt eine Zwangshaltestelle. Die Mittelspur 8 a der optischen Leitspur 8 wird von einem gewissen Punkt an durch einen Mittelstreifen 60 ersetzt, der die gleichen optischen Eigenschaften aufweist wie die Seitenstreifen 8 b. Wenn die Seitenstreifen 8 b nicht reflektierend sind, erhalten die Teile F ₁, F ₂ des Abtasters keine reflektier te Lichtinformation mehr. Das vom Fahrzeug empfangene Nullsignal wird als Haltebefehl aufgefaßt. Der Mittelteil, der vom optischen Gesichtspunkt aus den Seitenspuren gleicht, muß lang genug sein, damit dieses in Fig. 11 dar gestellte Fehlen des Mittelteils nicht als Durchgang durch ein Weichenherzstück oder durch eine Kreuzung oder auch als Störsignal gedeutet wird.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, könnte ein auf der horizontal oder der vertikal gezeichneten Spur laufendes Fahrzeug die Unterbrechung der Seitenspuren als optischen Kontakt aus legen.

Um einen solchen Abtastfehler zu vermeiden, besteht das Herzstück 7′ der Kreuzung aus einer Fläche mit einer Zwi schenfarbe. In diesem Fall erhält man durch Kombinieren der Signale der beiden Abtaster zur Summe F ₁ + F ₂ und zur Differenz F ₁-F ₂ die gleichen Signale wie auf einem Spur abschnitt ohne optischen Kontakt. Da nämlich die Signale F ₁, F ₂ gleich sind, ist deren Differenz Null. Wenn die Zwi schenfarbe 50% des Lichtes reflektiert, liefert jeder Ab taster F ₁, F ₂ das gleiche Signal wie beim Abtasten, wenn der Abtaster zur Hälfte auf der Spur 8 b′ und zur Hälfte auf der Spur 8 a′ läuft.

Die oben beschriebene Anlage mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen kann in Fabriken für die automatische Material verteilung an die Arbeitsplätze, in Krankenhäusern für pe riodische Dienstleistungen wie Essenverteilung, Verteilen und Einsammeln von Wäsche, in Lagerhäusern usw. verwendet werden. Da die Lenkung und Steuerung der Fahrzeuge auf ein fache Weise mit Hilfe der optischen Lenkspur erfolgen kann, mit oder ohne auf Magnetkarten oder ähnliche Träger aufge zeichneten und im automatischen Fahrzeug untergebrachten Sonderprogrammen, kann das Fahrzeug Transportwege und -Mit tel wie Gänge und automatische Aufzüge verwenden.

Claims

1. Anlage mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen im Gleis wechselbetrieb auf einer vorbestimmten Fahrstrecke mit Haltestellen, Verzweigungen, Kreuzungen, Ein- und Aus gängen von Aufzügen, wobei jedes Fahrzeug mit Ei genantrieb mit Lenkrädern, mindestens einem Antriebsrad, mit optischen Abtastern zum Verfolgen einer am Boden vor gezeichneten optischen Spur und mit einer Vorrichtung für die Aufnahme einer Last versehen und durch passive Steuer signale gesteuert ist, wobei die optischen Abtaster aus zwei Sender-Empfänger-Einheiten bestehen, die Lichtsignale aussenden, welche von der optischen Spur zum Empfänger reflektiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahr zeug (1) über ein einziges mittleres Antriebsrad (10) und eine Ultraschall-Sende- und Empfangsanlage (7) verfügt, die nach dem Radarprinzip arbeitet und in dem abgegrenz ten Volumen einer Keule (13) Hindernisse wahrnimmt, daß jedes Fahrzeug (1) vier Lenkräder (9) besitzt, die an den Scheitelpunkten eines tragenden Rechtecks angeordnet und so miteinander verbunden sind, daß sie eine aufeinander abgestimmte Bewegung ausführen, daß die optische Spur (8) aus einer Mittelspur (8 a) und aus zwei Seitenspuren (8 b) besteht, wobei die Mittelspur (8 a) und die Seitenspuren (8 b) verschiedene optische Eigenschaften aufweisen und die Sender-Empfänger-Einheit (21, 27) eines jeden opti schen Abtasters (11, 12) zu beiden Seiten der Grenzlinie

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (1) symmetrisch und umsteuerbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugkarosserie (2) symmetrisch und an beiden Enden (2 a, 2 b) verjüngt ist und über eine Ladefläche (4) verfügt.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladefläche (4) des automatisch gesteuerten Fahrzeugs (1) über eine Fernsteuerung zum Aufnehmen einer Last (3) anhebbar ist.

5. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sender (21) eines jeden optischen Ab tasters (11, 12) eine Lichtquelle aufweist und ein Empfän gerteil (27) nur das innerhalb eines bestimmten Feldes (27 a) gestreute Licht empfängt.

6. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die optische Spur (8) optische Kontakte (8 c) enthält, die durch einen Streifen gebildet werden, der die Mittelspur (8 a) und/oder die Seitenspuren (8 b) schei det, um in vorbestimmter Weise die von der optischen Spur (8) zurückgeworfenen optischen Signale zu verändern und die zwischen der Mittelspur (8 a) und einer der Seitenspuren (8 b) läuft, und daß die Sender-Empfänger-Einheit (21, 27) eine Schaltung (24) ansteuert, welche die Summe und die Differenz der von den beiden Sender-Empfänger-Einheiten (21, 27) kommenden Signale bildet, um zu überwachen, daß gleichzeitig die Differenz praktisch Null ist und die Sum me dem Doppelten eines Mittelwertes entspricht, und um eine Servosteuerung der Lenkorgane des Fahrzeugs (1) zu bewirken, wenn die Differenz der beiden Signale im Mit telwert nicht Null ist.

7. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnittpunkt (50) von zwei opti schen Spuren (8) ein Abschnitt (51) vorgesehen ist, der den Kernbereich der Schnittstelle einnimmt und sämtliche Seitenspuren (8 b) der sich überschneidenden optischen Spu ren (8) miteinander verbindet, und daß die optischen Ei genschaften dieser Schnittstelle (51) dem Mittelwert zwi schen den optischen Eigenschaften der Mittelspur (8 a) und der Seitenspuren (8 b) entsprechen.