DE3000031A1

DE3000031A1 - Automatische lenkeinrichtung fuer einen fuehrerlosen wagen

Info

Publication number: DE3000031A1
Application number: DE19803000031
Authority: DE
Inventors: Olof Halvar Lindfors
Original assignee: Carrago Transportsystem AB
Current assignee: Toyota Material Handling Manufacturing Sweden AB
Priority date: 1979-01-02
Filing date: 1980-01-02
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE3000031C2; SE417021B; SE7900011L; US4344498A

Description

Automatische Lenkeinrichtung für einen führerlosen Wagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sorte von Transportwagen, die üblicherweise den führerlosen Wagen oder führerlosen Lastkraftwagen zugerechnet werden,

d. h. Fahrzeugen, die nicht auf Schienen oder ähnlichem laufen und die keinen Fahrzeugführer benötigen. Diese Sorte von Fahrzeugen kommt zunehmend bei internen Transporten in Fertigungshallen, Lagern etc. zum Einsatz.

25

Die führerlosen Wagen, wie sie momentan im Gebrauch sind, können einer Spur oder einem Umlaufkreis, der durch ortsfeste Richtungsgeber definiert wird, automatisch folgen. Die Richtungsgeber können beispielswexse entweder aus elektrischen Führungskabeln, die in die Erde oder in den Boden eingelassen sind und deren magnetisches Feld einen Empfänger auf dem Wagen betätigt, aus optischen Reflektoren, die mit optischen Bahnsuchern auf dem Wagen zusammenarbeiten, die mit Photozellen ausgestattet sind, oder aus Stahlbändern bestehen, die in oder auf der Erde oder auf dem Boden angebracht sind und mit elektromagnetischen Sensoren auf den Wagen zusammenarbeiten. Eine seit-

IX/rs

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070

Dresdner Bank (München) Kto 3939844

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

- 6 - DE 0151

liehe Abweichung des Wagens von der durch den Richtungsgeber definierten Spur bewirkt, daß der Spursucher die Lenkeinrichtung des Wagens in der Richtung betätigt, die erforderlich ist, um den Wagen in die vorbestimmte Spur zurückzubringen. Die Lenkung des Wagens kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer Lenkungsräder bewirkt werden, die um eine vertikale Achse im Winkel einstellbar sind oder mittels einer getrennten Steuerung des Antriebs eines Paars von im Winkel nicht einstell-•0 baren Lenkungsrädern, die eine gemeinsame geometrische Achse (Differential-Lenkung) haben.

Bei herkömmlichen Systemen kommt es manchmal vor, daß der Wagen, wenn er automatisch eine Wendung oder eine Richtungsänderung vornimmt, in eine Position gerät, die so weit von der vorbestimmten Spur abweicht, daß der Sensor oder der Empfänger des Wagens aus dem Tastkontakt mit der ortsfesten Richtungsgeber-Einrichtung gelangt; ein Unfall, der mit dem Entgleisen eines Schienenfahr-

^" zeuges vergleichbar ist. Unfälle dieser Art treten bevorzugt an glatten Stellen auf, an denen die Haftung der Räder auf dem Untergrund oder dem Boden nicht mehr ausreicht, um ein Gleiten zu verhindern.

Die Erfindung ist primär auf eine Einheit gerichtet,

die das Wenden oder die Richtungsänderung eines führerlosen Wagens automatisch steuert, und sie hat den grundsätzlichen Zweck, das Auftreten von Unfällen oder Störungen oben beschriebener Art auszuschließen oder wesent-

lieh zu reduzieren, indem eine Anlage zur Anwendung kommt, die die Winkelbewegung des Wagens bezüglich des Untergrunds oder des Bodens überwacht und die die Lenkeinrichtung des Wagens, bei Erfassung einer beginnenden Abweichung von einer vorbestimmten Art und Weise der Winkelbewegung des Wagens, veranlaßt, betätigt zu werden, um der Abweichung entgegenzuwirken. Dabei soll der Gebrauch eines Richtungsgebungs-Systems für führerlose

- 7 - DE 0151

Wagen möglich gemacht werden, das eine Spur oder einen Fahrkreis aus ausschließlich geraden, parallelen und/ oder sich kreuzenden Linien, d. h. ohne jegliche gekrümmte Übergänge zwischen verschiedenen Teilen der Spur oder des Fahrkreises definiert, wobei eine Steueranlage vorgesehen ist, die es dem Wagen ermöglicht, eine vorbestimmte Spur oder einen vorbestimmten Weg mit genügender Genauigkeit ohne Zuhilfenahme von ortsfesten Richtungsgebern zu beschreiben.
10

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines

Wagens mit einer erfindungsgemäßen Steuereinheit, die durch ein Blockdiagramm dargestellt ist,

Fig. 2 einen Wagen gemäß Fig. 1 in einer

Vielzahl aufeinanderfolgender Positionen entlang einer sich aus mehreren geraden Elementen zusammensetzenden Spur,

^J Fig. 3 und 4 jeweils eine Variante des Wagens

gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Wagens, der sich vom Wagen gemäß Fig. 1 im Typ unterscheidet,

Fig. 6 eine abgeänderte Form des Wagens gemäß Fig. 1, und

- 8 - DE 0151

Fig. 7 eine weitere Ausführung eines Wagens,

der mit einer erfindungsgemäßen Anlage für die Steuerung des Drehens des Wagens versehen ist.
5

Der Wagen gemäß Fig. 1 hat ein durch eine Umrißlinie gezeigtes Fahrgestell 1, das nur durch vier Räder 2, 3, 4, 5 getragen wird. Die Vorderräder 2, 3 sind bezüglich des Fahrgestells fest ausgerichtet und haben eine gemeinsame geometrische Achse 10. Jedes der Vorderräder 2, 3 wird durch ein Getriebe 6 bzw. 7 von einer Antriebseinheit 8 bzw. 9 angetrieben. Jedes der Hinterräder 4, 5 ist durch eine Radgabel 13 bzw. 14 gehalten, die um jeweilige vertikale Achsen 11 bzw. 12 schwenkbar sind, so daß sich die Hinterräder frei den Richtungsänderungen des Wagens anpassen können. Das Fahrgestell besitzt eine vordere und eine hintere Bahn-Sucheinheit 15 bzw. 16, die mit einer ortsfesten Richtungsgeber-Einrichtung, beispielsweise einem elektrischen Kabel 17, das in den Boden eingelassen ist zusammenarbeitet. Der vordere

Bahnsucher 15 ist für den Einsatz während der Vorwärtsbewegung des Wagens und der hintere Bahnsucher 16 ist für den Einsatz während einer Rückwärtsbewegung des Wagens ausgelegt. Zwei Meßräder 18, 19, die sich unab- ^5 hängig voneinander durch ihren Kontakt mit dem Grund oder dem Boden drehen, sind zwischen den Antriebsrädern 2, 3 vorgesehen, wobei sie eine gemeinsame geometrische Achse haben, die in derselben vertikalen Ebene wie die

geometrische Achse 10 der Antriebsräder 2 und 3 liegt on

und zu dieser parallel ist. Jedes der Meßräder 18 und 19 treibt einen Meßsignal-Generator 20 bzw. 21 an.

Der Wagen besitzt eine Steuereinheit 22. Diese

Einheit besitzt einen Betriebs-Signalgeber E bzw. F für

jede Antriebseinrichtung 8, 9, und ebenfalls die elektronische Ausstattung, die für die Steuerung des Betriebs-Signalgebers erforderlich ist. Jeder Betriebs-

- 9 - DE 0151

' Signalgeber E bzw. F hat zwei Eingangskleiratien el , e2 und f1 bzw. f2. Das Anliegen eines Signals an der Eingangsklemme el bzw. f1 veranlaßt den Betriebs-Signalgeber E bzw. F das Signal-VORWÄRTS der Antriebseinheit 8 bzw. 9 zu übermitteln. Das Anliegen eines Signals an der anderen Eingangsklemme e2, f2 veranlaßt den Signalgeber E bzw. F das Singal RÜCKWÄRTS der Antriebseinheit 8 bzw. 9 zu übermitteln. Die Antriebseinheiten 8, 9 sind so ausgestaltet, daß sie die entsprechenden Räder 2, 3 mit

'0 einer Geschwindigkeit antreiben, die durch das Niveau des Signals vorbestimmt ist, das durch den Signalgeber E bzw. F übermittelt wurde. Die Ausstattung für die Steuerung des Signalgebers E, F besteht aus vier Steuereinheiten A, B, C, D, deren Eingangsklemmen a4, b4, c4,

'^ d4 mit den Ausgangsklemmen k2, k3, k4, k5 einer Befehlseinheit K verbunden sind, die zu einer bestimmten Zeit eine der Steuereinheiten A, B, C, D durch die Übermittlung eines Signals durch die entsprechende Ausgangsklemme aktiviert. Jede der Steuereinheiten besitzt zwei

^" Ausgangsklemmen al, a2, b1, b2, d, c2, d1 bzw. d2 für die Versorgung der Eingangsklemmen el, e2 und f1, f2 des Betriebs-Signalgebers E, F mit den Steuersignal-Kombinationen, die erforderlich sind, den Signalgeber zu veranlassen, Signale entsprechend den Arbeitsgängen BEWEGUNG VORWÄRTS (Steuereinheit A), BEWEGUNG RÜCKWÄRTS (Steuereinheit B), DREHUNG IM UHRZEIGERSINN (Steuereinheit C) und DREHUNG IM GEGENUHRZEIGERSINN (Steuereinheit D) zu übermitteln. Wenn beispielsweise die Steuereinheit A durch ein Signal von der Ausgangsklemme

k2 der Befehlseinheit K aktiviert wird, so erzeugt die Steuereinheit A ein Signal an ihren beiden Ausgangsklemmen al und a2. Die Klemmen sind mit den Eingangsklemmen el bzw. f1 des Betriebs-Signalgebers E und F verbunden und sie veranlassen jeden der beiden Signalgeber ein Betriebssignal VORWÄRTS der entsprechenden Antriebseinheit 8, 9 zu übermitteln, wodurch die An-

- 10 - DE 0151

triebseinheiten veranlaßt werden, die Räder 2, 3 vorwärts anzutreiben. Eine fünfte Ausgangsklemme k1 der Befehlseinheit K ist der Träger eines Signals, das einer gewünschten Geschwindigkeitsrate entspricht. Dieses Signal wird zu Eingangsklemmen a3, b3, c3₇ d3 der Zentraleinheiten A, B, C, D geführt, und es legt den Pegel der Signale fest, die durch die Ausgangsklemmen der aktivierten Steuereinheit übertragen werden und es legt dadurch auch den Pegel der Signale fest, die durch die Betriebs-Signalgeber E, F zu den Antriebseinheiten 8, 9 weitergeleitet werden, um die Antriebseinheiten zu veranlassen, die Räder 2, 3 mit der gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben. Jede der Steuereinheiten A, B, C, D besitzt eine zusätzliche Eingangsklemme a5, b5, c5, d5 für ein Korrektur-Signal zur Modifizierung des Pegels der durch die Steuereinheiten durch die Ausgangsklemmen al, a2, b1, b2, c1, c2, d1 bzw. d2 ausgesandten Signale. Im einzelnen bewirkt das Anliegen eines positiven Spannungs-Signals an der Eingangsklemme a5 der Steuereinheit A, falls diese durch ein Signal von der Ausgangsklemme k2 der Befehlseinheit K aktiviert wurde, eine Verminderung des Pegels des durch die Ausgangsklemme al der Steuereinheit A ausgesandten Signals um einen Betrag, der dem Pegel des positiven Spannungssignals entspricht, es bewirkt jedoch keine Veränderung des Pegels des durch die Ausgangskiemme a2 der Steuereinrichtung abgegebenen Ausgangs-Signals. Das Anliegen eines negativen Spannungs-Signals an der Eingangsklemme a5 der Steuereinheit A bewirkt eine Abschwächung des Pegels des durch die Ausgangs-

^ou klemme a2 der Steuereinheit ausgesandten Ausgangssignals, es bewirkt jedoch keine Veränderung des Pegels des durch die Ausgangsklemme al der Steuereinheit ausgesandten Ausgangssignals. Die anderen Steuereinrichtungen B, C und D sind so ausgebildet, daß sie auf ähnliche Weise

durch ihre Eingänge b5, c5 bzw. d5 gesteuert werden.

- 11 - DE 0151

Die Einrichtung zur Erzeugung der Korrektur-Signale und zu ihrer Weiterleitung an die Eingangsklemmen a5 bis d5 der Steuer-Einheiten A bis D werden nun näher beschrieben.

Der Bahnsucher 15 ist durch eine Übertragungs-Leitung 23 mit einer Verstärker-Einheit 2 4 verbunden. Die Ausgangsklemme 24a der Verstärker-Einheit trägt ein Korrektur-Signal, dessen Polarität und dessen Pegel von der durch den Bahnsucher 15 erfaßten Abweichung in die eine oder die andere Richtung von der durch den Richtungsgeber 17 vorbestimmten Bahn abhängen. Im nichtaktivierten Zustand des Relais X verbindet dessen Wechselkontakt x3 die Ausgangsklemme 24a mit der Eingangsklemme a5 der Steuereinheit A. Das Relais X ist so ausgebildet, daß es in Betrieb ist, wenn ein Spannungs-Signal an einer der Ausgangsklemmen k4 bzw. k5 der Befehls-Einheit K oder an einer sechsten Ausgangsklemme k6 anliegt, dessen Wirkungsweise weiter unten erläutert werden soll.

Der Bahnsucher 16 ist durch ein Übertragungs-Kabel 25 mit einer Verstärker-Einheit 26 verbunden. Der Ausgang 26a der Verstärker-Einheit 26 trägt ein Korrektursignal, dessen Polarität und dessen Pegel von der durch den Bahnsucher 16 erfaßten Abweichung in die eine oder die andere Richtung von der durch den Richtungsgeber 17 vorbestimmten Bahn abhängt. Im nichtaktivierten Zustand des Relais X verbindet dessen Wechselkontakt x2 die Ausgangsklemme 26a mit der Eingangsklemme

^ου b5 der Steuereinheit B über einen Polaritäts-Inverter 27.

Der Meßsignal-Generator 20 ist mit einem Eingang m1 eines Differenzverstärkers M verbunden. Im nichtaktivierten Zustand eines Relais V verbindet dessen Wechselkontakt v1 den Meßsignal-Generator 21 mit der zweiten Eingangsklemme m2 des Differenzverstärkers M

- 12 - DE 0151

über einen Polaritäts-Inverter 29. Im aktivierten Zustand des Relais V (seine Funktion wird weiter unten erläutert) verbindet der Kontakt v1 den Meßsignal-Generator 21 direkt mit der zweiten Eingangsklemme m2. Im aktivierten Zustand des Relais X verbindet dessen Wechselkontakt x1 die Ausgangsklemme m3 des Differenzverstärkers M mit einer Signal-Leitung bb. Diese Signal-Leitung kann mit dem Eingang a5 der Steuereinheit A durch den Wechselkontakt x3 in seiner betätigten Position verbunden werden und sie kann ebenfalls mit dem Eingang b5 der Steuereinheit B durch den Wechselkontakt x2 in seiner betätigten Stellung in Reihe mit dem Polaritäts-Inverter 27 verbunden werden. Ferner ist die Signal-Leitung bb ständig mit dem Eingang c5 der Steuereinheit C und ebenfalls mit der Eingangs-Klemme d5 der Steuereinheit D in Reihe mit einem Polaritäts-Inverter 28 verbunden.

Jeder der Meßsignal-Generatoren 20, 21 ist so ausgebildet, daß er ein Meßsignal erzeugt, das proportional zur Geschwindigkeit ist, mit der sich das entsprechende Meßrad 18 bzw. 19 dreht, wobei das Signal positiv ist, wenn die Räder vorwärts rollen und wobei es negativ ist, wenn die Räder rückwärts rollen.

Das Relais V ist so angeordnet, daß es aktiviert wird, wenn ein Signal auf irgendeine der Ausgangsklemmen k4 und k5 der Befehlseinheit K übertragen wird, d. h., wenn der Wagen eine Drehung (eine Drehung im Uhrzeigersinn für ein Signal an der Klemme k4, eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn für ein Signal an der Klemme k5) ausführen soll. Der Differenzverstärker M ist so ausgebildet, daß er ein Signal erzeugt, das proportional der Differenz der an die Eingangsklemmen m1, m2 geleiteten Meßsignale ist, wobei das der Ausgangsklemme m3 zuge-

führte resultierende Signal positiv ist, wenn das dem

030029/0786

- 13 - DE 0151

Differenzverstärker zugeführte positive Meßsignal das negative Meßsignal übersteigt. Ferner ist jeder der beiden Meßsignal-Generatoren 20, 21 mit einem der Eingangs -Klemmen n1, n2 eines Integrators oder eines Zählwerks N verbunden, das ein Ausgangssignal erzeugt, das proportional zur Summe der durch die Meßräder 18, 19 zurückgelegten Strecken ist. Mit Hilfe von Steuer-Impulsen von der Adressen-Einheit L kann der Integrator oder das Zählwerk N entweder zur Berechnung der durch

TO den Wagen zurückgelegten Strecke (wenn der Wagen vorwärts oder rückwärts bewegt wird) oder zur Berechnung des Drehwinkels, der durch den Wagen beschrieben wird (wenn sich der Wagen dreht) herangezogen werden, und er kann vor dem Betriebsstart in der Nullstellung abgeglichen werden. Das Ausgangssignal wird durch die Ausgangsklemme n3 der Einheit N an die Adressen-Einheit L gegeben. Die Adressen-Einheit L besitzt einen Differenzverstärker zum Vergleichen der Ausgangssignale mit vorgeschriebenen Werten der Fahrlänge und des Drehwinkels, die vorangehend in die Adressen-Einheit eingegeben wurden. Die Adressen-Einheit besitzt ebenfalls eine durch den Differenzverstärker gesteuerte Einrichtung, die die Befehls-Einheit veranlaßt, eine weitere Bewegung oder Drehbewegung des Wagens zu stoppen, sobald der durch die Einheit N- übermittelte aktuelle Wert mit dem vorgeschriebenen Wert übereinstimmt.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Ausstattung wird im folgenden beschrieben. 30

Durch einen Richtungsgeber gesteuerte Vorwärts-Bewegung

Die Befehls-Einheit überträgt ein Signal auf ihre Ausgangs-Klemmen k1 und k2. Das Signal an der Ausgangs-Klemme k2 aktiviert die Steuereinheit A, indem sie die Einheit veranlaßt, auf jede ihrer Ausgangsklemmen al,

- 14 - DE 0151

a2 ein Steuersignal zu übertragen, dessen Pegel durch das Geschwindigkeits-Anfangs-Signal festgelegt wird, das durch die Ausgangs-Klemme k1 der Befehlseinheit K an die Eingangs-Klemme a3 der Steuereinheit A übermittelt wird. Die Steuersignale an den Ausgangs-Klemmen al, a2 werden zu den Eingangs-Klemmen el bzw. f1 der Betriebs-Signalgeber E, F weitergeleitet. Die Betriebs-Signalgeber E, F werden dadurch veranlaßt, ein Betriebssignal VORWÄRTS weiterzuleiten, das die Antriebsein- hexten veranlaßt, die entsprechenden Räder 2, 3 in Vorwärts -Richtung mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die dem Geschwindigkeits-Anfangs-Signal entspricht. Die Bahnsucher-Einheit 15 erzeugt kein Signal, solange sie sich bezüglich des Kabels 17 in einer korrekten Stellung befindet. Eine Abweichung von der korrekten Position veranlaßt den Bahnsucher ein Signal zu erzeugen, das der Eingangs-Klemme a5 der Steuereinheit A durch die Ausgangs -Klemme 24a des Verstärkers 24 und den Wechsel-Kontakt x3 in seiner Ruhe-Stellung übermittelt wird.

Eine Abweichung nach rechts bewirkt ein positives Signal, eine Abweichung nach links ein negatives Signal an der Eingangs-Klemme a5. Es wird nun einmal davon ausgegangen, daß eine Abweichung nach rechts auftritt, wodurch ein positives Korrektur-Signal an der Eingangs-Klemme a5 bewirkt wird. Wie oben erklärt, bewirkt dieses Signal eine Abschwächung des Pegels des Signals, das an der Ausgangs-Klemme al der Steuereinheit A übertragen wird und zwar um einen Betrag, der dem Pegel des Korrektur-Signals entspricht, während der Pegel des Signals an

^ου der Ausgangsklemme a2 nicht verändert wird. Die Abschwächung des Pegels des zum Betriebs-Signalgeber E durch seine Eingangs-Klemme el geleiteten Signals bewirkt eine entsprechende Abänderung des durch den Betriebs-Signalgeber E übermittelten Betriebs-Signals,

so daß die Antriebs-Einheit 8 veranlaßt wird, das Rad 2 mit einer geringeren Geschwindigkeit als der des

Ö30Ö29/Ö78S

- 15 - DE 0151

• Rades 3 anzutreiben. Das wird das vordere Ende des Wagens und den Bahnsucher 15 veranlassen, sich nach links in die vorgeschriebene Position zu bewegen. Folglich wird das durch den Bahnsucher 15 erzeugte Signal nachfolgend abklingen und es wird wieder zu Null werden, wenn der Bahnsucher die korrekte seitliche Position bezüglich des Kabels 17 wiedergewinnt.

Durch einen Richtungsgeber gesteuerte Rückwärts-'^ Bewegung

Die Befehlseinheit K übermittelt ein Signal auf ihre Ausgangs-Klemmen k1 und k3. Das Signal an der Ausgangs-Klemme k3 aktiviert die Steuereinheit B, wobei '^ es die Steuereinheit veranlaßt, auf jede ihrer Ausgangs-Klemmen b1 und b2 ein Signal zu übermitteln, dessen Pegel durch das Geschwindigkeits-Anfangs-Signal vorbestimmt ist, das durch die Ausgangs-Klemme k1 der Befehlseinheit K zur Eingangs-Klemme b3 der Steuereinheit B geleitet

wird. Die Steuer-Signale an den Ausgangs-Klemmen b1, b2 werden zu den Eingangs-Klemmen e2 bzw. f2 der Betriebs-Signalgeber E, F weitergeleitet. Beide Betriebs-Signalgeber E, F werden dadurch veranlaßt, das Betriebs-Signal RÜCKWÄRTS an die Antriebs-Einheit 8 bzw. 9 zu übermitteln,

die dadurch veranlaßt werden, das jeweilige Rad 2, 3 rückwärts mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die dem Geschwindigkeits-Anfangs-Signal entspricht. Jegliche Abweichung von der korrekten Position bezüglich des Kabels 17 veranlaßt den Bahnsucher 16, ein Signal zu erzeugen, das der Eingangs-Klemme b5 der Steuereinheit B durch die Ausgangs-Klemme 26a des Verstärkers 26, den Wechselkontakt x2 in seiner Ruhestellung und den Inverter 27 zugeführt wird. Der Bahnsucher 16 ist so ausgebildet, daß eine Abweichung nach rechts (in Fig. 1) ein negatives

Signal und eine Abweichung nach links ein positives Signal an der Ausgangs-Klemme 26a erzeugt. Der Inverter

- 16 - DE 0151

27 bewirkt, daß die Signale der Eingangs-Klemme b5 mit umgekehrter Polarität übermittelt werden. Aus einer Abweichung nach rechts in der Figur folgt beispielsweise die Übermittlung eines positiven Korrektur-Signals auf die Eingangs-Klemme b5. Aus diesem Signal folgt eine Abschwächung des Pegels des an die Ausgangs-Klemme b1 der Steuereinheit B übermittelten Signals um einen Betrag, der dem Pegel des Korrektur-Signals entspricht, während der Pegel des Signals an der Ausgangs-Klemme b2

TO nicht verändert wird. Aus der Verringerung des Pegels des Steuersignals, das dem Betriebs-Signalgeber E durch seine Eingangs-Klemme e2 übermittelt wird, ergibt sich eine entsprechende Abänderung des Betriebs-Signals _r das durch den Betriebs-Signalgeber E übermittelt wird, so daß die Antriebs-Einrichtung 8 veranlaßt wird, das Rad 2 mit .einer verringerten Geschwindigkeit anzutreiben. Das wird das hintere Ende des Wagens und den Bahnsucher 16 veranlassen, sich nach links in die richtige Stellung zu bewegen. Das durch den Wegsucher 16 erzeugte Signal fällt folglich zunehmend und wird zu Null, wenn der Bahnsucher bezüglich des Kabels 17 wieder genau zentriert ist.

Vorwärts-Bewegung ohne Hilfe eines Richtungsgebers 25

Die Befehlseinheit K übermittelt ein Signal auf seine Ausgangs-Klemmen k1, k2 und k6. Das Signal auf der Ausgangs-Klemme k6 aktiviert das Relais X, welches seine Wechsel-Kontakte x1, x2 und x3 betätigt. Das

^O Signal auf k2 bewirkt, wie oben beschrieben, daß das Signal VORWÄRTS durch beide Betriebs-Signalegeber E, F weitergeleitet werden, wobei beide Antriebs-Einheiten 8, 9 veranlaßt werden, das jeweilige Rad 2, 3 in Vorwärts-Richtung anzutreiben, so daß beide Meßsignal-Generatoren,

"■^ die durch die Räder angetrieben werden, ein positives Signal erzeugen werden. Der Inverter 29 bewirkt, daß das

- 17 - DE 0151

Signal vom Meßsignal-Generator 21 mit negativer Polarität zum Differenzverstärker M gelangt. Solange sich der Wagen in einer geraden Spux bewegt, rollen die Meßräder 18 und 19 mit gleichen Geschwindigkeiten. Die den Eingangs-Klemmen m1 und m2 des Differenzverstärkers übermittelten Signale sind gleichgroß und entgegengesetzt, und es wird somit kein Signal durch die Ausgangs-Klemme m3 des Differenzverstärkers übermittelt. Falls sich der Wagen jedoch auf einer gekrümmten Bahn bewegt, wird sich ein Meßrad schneller als das andere drehen, wodurch sich die algebraische Summe der dem Differenzverstärker M zugeführten Signale von Null unterscheiden wird. Es wird folglich ein Korrektur-Signal an der Ausgangs-Klemme m3 des Differenzverstärkers entstehen. Dieses Korrektur-Signal wird der Eingangs-Klemme a5 der Steuereinheit A durch die betätigten Wechselkontakte x1 und x3 übermittelt. Man kann beispielsweise annehmen, daß der Wagen während seiner Vorwärts-Bewegung nach rechts von der ursprünglichen Richtung abweicht, wodurch das Meßrad 18 veranlaßt wird, sich schneller als das Meßrad 19 zu drehen, mit dem Ergebnis, daß die Größe des positiven Signals, das der Eingangs-Klemme m1 des Differenzverstärkers zugeführt wird, die Größe des negativen Signals, das der Eingangs-Klemme m2 zugeführt wird,

2-> übersteigt. Der Differenzverstärker wird dann ein positives Korrektur-Signal erzeugen, dessen Größe der Differenz der beiden Eingangs-Signale entspricht. Aus der Weiterleitung des Korrektur-Signals zur Eingangs-Klemme a5 der Steuereinheit A folgt, wie oben beschrieben, eine Verkleinerung des Pegels des durch den Betriebs-Signalgeber E weitergeleiteten Betriebssignals, so daß die Antriebs-Einheit 8 veranlaßt, wird, das Rad 2 mit einer verringerten Geschwindigkeit anzutreiben.

Diese Geschwindigkeitsreduzierung wird solange aufrecht-

erhalten, bis beide Meßräder wieder mit gleichen Geschwindigkeiten rotieren.

30ö2i/@ii

- 18 - DE 0151

Rückwärts-Bewegung ohne Hilfe eines Riehtungsgebers

Die Befehlseinheit K überträgt ein Signal auf jede ihrer Ausgangs-Klemmen k1, k3 und k6. Das Signal auf der Klemme k6 aktiviert das Relais X, welches ihre Wechselkontakte x1, x2 und x3 betätigt. Das Signal an den Ausgangs -Klemmen k3 bewirkt, wie oben beschrieben, daß beide Betriebs-Signalgeber E und F das Betriebssignal· RÜCKWÄRTS auf die Antriebseinheit 8 bzw. 9 weiterieiten, wobei die Antrietseinheiten dazu bewegt werden, das entsprechende Rad rückwärts anzutreiben, mit einer Geschwindigkeit, die dem Geschwindigkeits-Anfangs-Signal· entspricht, das durch die Ausgangs-Klemme k1 der Befehlseinheit K übertragen wurde. Die entsprechende Rück- wärts-Drehung beider Meßräder 18 und 19 bewirkt, daß beide Meßsignal-Generatoren negative Signale erzeugen. Der Inverter 29 bewirkt, daß das durch einen Meßsignal·- Generator 21 erzeugte Signal· der Eingangskiemme m2 des Differenzverstärkers ais positives Signal· zugeführt wird. Man kann beispieisweise annehmen, daß der Wagen während seiner Rückwärts-Bewegung die Tendenz hat, gemäß der Figur nach rechts zu drehen, das bedeutet, eine gekrümmte Spur zu beschreiben, deren konkave Seite in der Figur rechts iiegt. Das Meßrad 18 wird sich dann schne^er al·s das Meßrad 19 drehen, und dadurch bewirken, daß die Größe des negativen Signais an der Eingangs- ^emme m1 des Differenzverstärkers M die Größe des positiven Signals an der Eingangsklemme m2 übersteigt.

Der Differenzverstärker erzeugt demgemäß ein negatives on
^JU Korrektursignal, welches von der Ausgangsklemme m3 durch die betätigten Kontakte x1 und x2 sowie den Inverter 27 der Eingangsklemme b5 der Steuereinheit B übermittelt wird. Der Inverter 27 bewirkt, daß das Signal der Klemme b5 mit umgekehrter, d. h. positiver

Polarität zugeführt wird. Dieses positive Korrektur-Signal bewirkt, wie bereits oben beschrieben, eine Reduzierung der Geschwindigkeit, mit der das Rad 2 durch

030029/078S

- 19 - DE 0151

die Antriebseinheit 8 angetrieben wird. Diese Reduzierung der Geschwindigkeit gleicht die Geschwindigkeiten der Meßräder einander an und bewirkt, daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers zu Null wird.

Drehen im Uhrzeigersinn

Die Befehlseinheit K übermittelt ein Signal auf jede ihrer Ausgangs-Klemmen k1, k4 und k6. Die Relais X und V werden aktiviert. Das Relais X betätigt seine Wechselkbntakte x1, x2 und x3. Das Relais V betätigt seinen Kontakt v1 in die Arbeitsposition und bewirkt, daß der Signal-Generator 21 direkt mit der Eingangsklemme m1 des Differenzverstärkers M verbunden wird. Das Signal an der Eingangsklemme k4 wird an die Eingangsklemme c4 der Steuereinheit C übermittelt. Die Ausgangsklemme c1 der somit aktivierten Steuereinheit C übermittelt ein Steuersignal zur Eingangsklemme el des Betriebs-Signalgebers E, wodurch die Übermittlung eines Betriebssignals VORWÄRTS auf die Antriebseinheit 8 bewirkt wird. Das Signal veranlaßt die Antriebseinheit, das Rad 2 vorwärts mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die durch das Geschwindigkeits-Anfangs-Signal festgelegt ist, welches an der Ausgangsklemme k1 der Befehlseinheit K vorliegt. Die Ausgangsklemme c2 der Steuereinheit C übergibt ein Steuersignal an die Eingangskiemme f2 des Betriebs-Signalgeber F, was die Übertragung eines Betriebssignals RÜCKWÄRTS zur Antriebseinheit 9 zur Folge hat. Das Signal veranlaßt die An-

^ triebseinheit, das Rad 3 rückwärts zu drehen mit einer Geschwindigkeit, die durch das Geschwindigkeits-Anfangssignal festgelegt ist, welches durch die Ausgangs-Klemme k1 übermittelt wird. Der Wagen führt eine Drehung im Uhrzeigersinn aus. Die Meßräder 18 und 19 werden durch ihren Kontakt mit dem Grund oder mit dem Boden veran-

- 2Ο - DE 0-151

laßt, vorwärts bzw. rückwärts zu drehen. Folglich erzeugt der Meßsignal-Generator 20 ein positives Signal und der Meßsignal-Generator 21 erzeugt ein negatives Signal; diese Signale werden der Eingangsklemme ml bzw. m2 des Differenzverstärkers übermittelt. Solange die vertikale Drehachse des Wagens im Mittelpunkt 0 zwischen den Meßrädern 18 und 19 bleibt, haben diese Signale die gleiche Größe, so daß an der Ausgangs-Klemme m3 des Differenzverstärkers M kein Signal anliegt. Falls jedoch die Geschwindigkeit der Räder 2 und 3 bezüglich des Bodens nicht gleich sind, beispielsweise falls ein Rad gleitet oder einen kleineren Durchmesser als das andere Rad besitzt, so wird die Drehachse des Wagens näher am langsameren Rad als am sich schneller drehenden Rad liegen. Folglich werden die Geschwindigkeiten der Meßräder 18 und 19- und damit die Größen der durch die M.eßsignal-Generatoren 20 und 21 erzeugten Signale voneinander abweichen _r was bewirkt, daß ein Differenzsignal zur Ausgangs-Klemme m3 des Differenzverstärkers M übertragen wird. Man kann z.B. annehmen, daß sich das Antriebsrad 2 langsamer als das Antriebsrad 3 gegenüber dem Boden bewegt, und daß sich folglich das Meßrad 18 langsamer als das Meßrad 19 dreht» Die Größe des durch den Meßsignal-Generator erzeugten negativen Signals wird dann die Größe des durch den Meßsignal-Generator 20 erzeugten positiven Signals übersteigen, mit der Folge, daß der Differenzverstärker oder Komparator M ein negatives Korrektur-Signal zur Ausgangs-Klemme m3 überträgt. Dieses Ausgangssignal wird der Eingangs-Klemme c5 der Steuereinheit C über den betätigten Kontakt x1 und die Übertragungs-Leitung bb übermittelt. Dieses negative Korrektur-Signal bewirkt eine Reduzierung der Größe des Signals, welches durch die Ausgangs-Klemme c2 der Steuereinheit C weitergeleitet und der Eingangs-Klemme f2 des Betriebs-Signalgebers F zugeführt wird. Die daraus

030029/0785

- 21 - DE 0151

resultierende Modifikation des durch den Betriebs-Signälgeber F weitergeleiteten Betriebssignals bewirkt, daß die Antriebseinheit 9 das Rad 3 mit einer reduzierten Geschwindigkeit antreibt, wobei die Drehachse des Wagens bezüglich des Grunds wieder in die korrekte Position O in der Mitte zwischen den Meßrädern zurückgeführt wird.

Drehen im Gegenuhrzeigersinn

Die Befehlseinheit überträgt ein Signal auf ihre Ausgangs-Klemmen k1, k5 und k6. Die Relais X und V werden aktiviert und betätigen ihre Wechselkontakte x1, x2, x3 und v1. Das Signal an der Ausgangs-Klemme k5 wird der Eingangsklemme d4 der Steuereinheit D zugeführt und aktiviert die Steuereinheit D. Die Ausgangsklemme d1 der Steuereinheit D überträgt ein Steuersignal auf die Eingangsklemme e2 des Betriebs-Signalgebers E und veranlaßt den Signalgeber, das Betriebssignal RÜCK-

™ WÄRTS auf die Antriebseinheit 8 zu übertragen, welche dadurch veranlaßt wird, das Rad 2 rückwärts mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die durch das Geschwindigkeits-Anfangs-Signal festgelegt ist, welches durch die Ausgangsklemme k1 der Befehlseinheit K zur Verfügung gestellt ist. Die Ausgangsklemme d2 der Steuereinheit D versorgt die Eingangsklemme f1 des Betriebs-Signalgebers F mit einem Steuersignal, welches bewirkt, daß der Signalgeber das Betriebssignal VORWÄRTS der Antriebseinheit 9 übermittelt, die dadurch veran-

laßt wird, das Rad 3 vorwärts mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die durch das Geschwindigkeits-Anfangs-Signal festgelegt ist, welches durch die Ausgangsklemme k1 der Befehlseinheit K zur Verfügung gestellt wurde. Die beschriebene Betätigung der Räder führt zu einer Drehung im Gegen-Uhrzeigersinn des Wagens auf dem Boden. Der Kontakt der Meßräder 18 und 19 mit dem Boden

- 22 - DE 0151

bewirkt, daß diese sich rückwärts bzw. vorwärts drehen. Falls aus irgendeinem Grund die vertikale Drehachse des Wagens bezüglich des Bodens von der geeigneten Position O in der Mitte zwischen den Meßrädern abweichen sollte, so werden auch die Geschwindigkeiten der Meßräder und folglich auch die Größen der durch die Meßsignal-Generatoren 20 und 21 erzeugten Signale voneinander abweichen, so daß ein Differential-Signal an der Ausgangs-Klemme m3 des Differenzverstärkers er-

^O scheint. Man kann z. B. annehmen, daß sich das Rad 2 aus irgendeinem Grund, beispielsweise aufgrund seitlichen Gleitens, gegenüber dem Boden langsamer fortbewegt als das Rad 3, was zur Folge hat, daß die Drehachse des Wagens in Richtung des Rades 2 verschoben

'^ wird. Das Meßrad 18 wird sich dann langsamer drehen als das Meßrad 19. Folglich wird das durch den Meßsignal-Generator 21 erzeugte positive Signal größer sein als das durch den Meßsignal-Generator 20 erzeugte negative Signal. Der Differenzverstärker M wird dadurch ein

^iU positives Korrektur-Signal erzeugen, das einen Pegel hat, der der Differenz zwischen den Größen der den Eingangs-Klemmen des Differenzverstärkers zugeführten Signale entspricht. Dieses positive Korrektur-Signal wird von der Ausgangs-Klemme m3 durch den betätigten

Kontakt x1 und die Übertragungs-Leitung bb dem Inverter 28 zugeführt, durch den das Signal als negatives Signal derselben Größe an die Eingangs-Klemme d5 der Steuereinheit D weitergeleitet wird. Dieses negative Signal bewirkt eine Reduzierung des Pegels des Signals, welches

an die Ausgangs-Klemme d2 der Steuereinheit D angelegt und der Eingangsklemme f1 des Betriebs-Signalgebers F zugeführt wurde. Die daraus resultierende Modifikation des durch den Betriebs-Signalgeber weitergeleiteten Betriebssignals veranlaßt die Antriebseinheit, das Rad 3 mit einer reduzierten Geschwindigkeit anzutreiben. Als Folge davon wird die Drehachse des Wagens bezüglich des Bodens in die korrekte Position

030029/078S

- 23 - DE 0151

in der Mitte zwischen den Meßrädern zurückgeführt.

Der Vorteil des beschriebenen Systems besteht darin, daß der Wagen nach der Ausführung einer Richtungsänderung eine genau definierte Position bezüglich der Startposition vor der Richtungsänderung hat. Das erleichtert jede Handhabung oder Behandlung der transportierten Güter, die in der neuen Position des Wagens vorgesehen sein kann; die erhöhte Genauigkeit verringert auch die Gefahr, daß der Bahnsucher des Wagens aus dem Fühlungskontakt mit dem Richtungsgeber kommt, der für die spätere Verschiebung des Wagens vorgesehen ist, was eine Abweichung des Wagens von der richtigen Bahn zur Folge hat. Ein weiterer Vorteil besteht in der Eigenschaft des Wagens, sich entlang eines oder mehrerer vorbestimmter gerader Bahnelemente ohne Hilfe von Richtungsgebern fortzubewegen.

FLg. 2 zeigt ein Beispiel einer Bahn oder einer 2Θ Wegstrecke, die sich aus einer Vielzahl von Elementen zusammensetzt, für einen Wagen, der mit einer erfindungsgemäßen Steuer-Einrichtung ausgestattet ist. Der Wagen arbeitet auf einem Boden, der mit vier geraden Führungskabeln versehen ist, von denen drei 30, 31, 32 zueinander parallel sind und das vierte Kabel 33 im rechten Winkel zu den anderen Kabeln verläuft. In der Position a bewegt sich der Wagen vorwärts entlang dem Leitungskabel 30. Wenn er auf das

Leitungskabel 33 stößt, wird der Wagen gestoppt und on
^v mit Hilfe seiner Antriebsräder um einen Winkel von 90° im Uhrzeigersinn in die Stellung b gedreht. Der Wagen bewegt sich dann entlang dem Kabel 33, bis er auf das Kabel 31 trifft, wo er gestoppt und im Gegenuhrzeigersinn in die Stellung c gedreht wird. Von der

Stellung c bewegt sich der Wagen eine vorbestimmte Strecke entlang dem Führungskabel 31 in die Stellung d,

030029/078S

- 24 - DE O151

in der er im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkel von ca. 120° gedreht wird und im Anschluß daran veranlaßt wird, sich in einer geraden Linie zum Führungskabel 32 hin fortzubewegen, wo er in der Stellung e gestoppt, um einen Winkel von ca. 60° im Gegenuhrzeigersinn gedreht und dann veranlaßt wird , sich entlang dem Leitungskabel 32 bis zu dessen Schnittpunkt mit dem Leitungskabel 33 fortzubewegen, wo der Wagen in der Position f gestoppt und im Gegenuhrzeigersinn um 90° gedreht wird. Der Wagen wird dann veranlaßt, sich vorwärts entlang dem Führungskabel 3 3 in die Position g zu bewegen, wird im Uhrzeigersinn um 90° gedreht, dann veranlaßt, rückwärts im rechten Winkel zum Führungskabel 3 3 zu fahren, bis er in die Stellung h gelangt, dann veranlaßt, zum Führungskabel 33 zurückzukehren, dort im Gegenuhrzeigersinn um 90° in die Stellung g gedreht und schließlich veranlaßt, entlang dem Führungskabel 3 3 wegzufahren. Diese Folge von Arbeitsvorgängen wird durch Signale an den Ausgangs-Klemmen der Befehlseinheit

*® K wie oben beschrieben bewirkt. Die Befehlseinheit wird wiederum durch eine Adresseneinheit L gesteuert, die die Auswahl, die Synchronisation und die Anlegedauer der aufeinanderfolgenden Signale festlegt, die durch die Befehlseinheit weitergeleitet werden sollen,

wobei sie so ausgebildet ist, daß sie sowohl durch in der Adresseneinheit gespeicherte Daten als auch durch Befehls-Impulse geregelt werden kann, die sie während der Fahrt des Wagens von Steuer-Elementen empfängt, die an gewissen Punkten entlang der Wagen-

spur angeordnet sind. Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung werden die Meßräder 18 und 19 und der jeweilige Meßsignal-Generator 20 bzw. 21 dafür verwendet, Signale an die Adressen-Einheit zurückzuleiten, die die zurückgelegte Strecke und den

beschriebenen Drehwinkel anzeigt, wobei die Signale mit vorgegebenen Größen verglichen werden, die im Datenspeicher der Adresseneinheit gespeichert sind. Die-

- 25 - DE 0151

se Signale werden durch den Integrator bzw. durch die Meßeinheit N wie oben erwähnt erzeugt. Die Integrator-Einheit N errechnet einen Wert, der proportional oder gleich der Summe der durch die Meßräder 1 8 und 19 zurückgelegten Strecken während eines Verschiebungs- oder eines Dreh-Arbeitsvorganges ist. Dieser Wert wird darauffolgend in die Adressen-Einheit L rückgeführt und in einem in dieser Adresseneinheit L vorgesehenen Komparator mit einer vorbestimmten Größe für die in der Adressen-Einheit gespeicherte Länge der Strecke oder für den gespeicherten Drehwinkel verglichen. Sobald die verglichenen Werte oder Größen gleich befunden werden, wird die Befehlseinheit K veranlaßt, in der Weise betätigt zu werden, daß die Verschiebung oder die Drehung des Wagens unterbrochen wird.

Die Messung der Fahrstrecke und des Drehwinkels kann auch durch einen Integrator N erfolgen, der mit dem Ausgang nur eines Meßsignal-Generators 20 oder 21 versorgt ist. Die Verwendung beider Meßsignal-Generatoren hat jedoch den Vorteil, daß die Genauigkeit der Messung in gewisser Weise erhöht wird, da sich die Meßfehler der beiden Meßräder bis zu einem gewissen Grad kompensieren.

Wenn sich der Wagen gemäß Fig. 2 fortbewegt, bewegt er sich von der Stellung g in die Stellung h ^ und zurück ohne Hilfe eines ortsfesten Richtungsgebers. Aufgrund der Tatsache, daß die Ausgangsposition für ^ diese Verschiebung sehr genau ist und daß die Geradlinigkeit der Bahn während der Verschiebung mit Hilfe der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung überwacht wird, ist die Genauigkeit der Verschiebung des Wagens trotz des Fehlens eines ortsfesten Rich-

tungsgebers ausreichend. Es ist sogar möglich, den Wagen

- 26 - DE 0151

ohne jegliche Zuhilfenahme von ortsfesten Richtungsgebern zu betreiben. Das Antriebs-Programm, das die Entfernungen der aufeinanderfolgenden geraden Fahr-Abschnitte und gegebenenfalls die Winkel der an ausgewählten Punkten der Bahn oder der Kreisbahn auszuführenden Drehungen wird durch Daten verkörpert, die in die Adressen-Einheit eingegeben, dort gespeichert und aufeinanderfolgend mit den tatsächlichen Werten oder Größen verglichen werden, die durch den Integrator N — in die Adressen-Einheit gespeist werden. .

Bei der Beschreibung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wurde davon ausgegangen, daß die gewünschte Position der vertikalen Drehachse der Mittelpunkt O zwischen den Antriebsrädern 2 und 3 ist und daß die Meßräder 18 und 19 bezüglich des Punktes O ebenfalls symmetrisch angeordnet sind. Die beschriebene Anlage kann jedoch auch zur überwachung und zur Steuerung der Drehung des Wagens auch bei anderen Anordnungen der vertikalen Drehachse verwendet werden. In Fig. 3, in der die Bezugsziffern 2, 3, 18 und 19 dieselben Teile wie in Fig. 1 bezeichnen, geht man davon aus, daß die erwünschte vertikale Drehachse des Wagens die geometrische Achse der Antriebsräder 2 und 2 in einem Punkt P außerhalb des linken Antriebs-Rades 2 schneidet. Um die Drehachse im Punkt P ortsfest zu halten, müssen die Antriebsräder 2 und 3 in gleicher Richtung und mit Geschwindigkeiten rollen, die proportional zum jeweiligen horizontalen Abstand vom Punkt P sind. Wenn man die

Geschwindigkeiten, mit denen die Meßräder 18 und 19 auf dem Boden rollen mit V₁ und v~ und ihren jeweiligen Abstand vom Punkt P mit r₁ und r_o bezeichnet, so muß die folgende Bedingung erfüllt sein:

- 27 - DE 0151

Zi

^V2

Wenn die Geschwindigkeiten der Antriebsräder die oben angegebene Bedingung nicht erfüllen, beispielsweise aufgrund eines seitlichen Gleitens eines der Antriebsräder, so weicht die Drehachse vom Punkt P ab, wodurch die Geschwindigkeiten V₁ und v~ der Meßräder die oben angegebene Formel nicht mehr erfüllen. Zwischen der Verschiebungs-Geschwindigkeit w der tatsächlichen Drehachse und den Geschwindigkeiten v. und V2 der Meßräder 18 und 19 gilt die folgende Beziehung:

ν r
w = ■ ^x Λ

^r2 - ^Γ1

Folglich muß der Differenzverstärker M (Fig. 1 ) in diesem Fall so ausgebildet sein, daß er ein Ausgangssignal errechnet, dessen Größe proportional zur Differenz V₁r_ - v_?r. (oder zur Differenz

^r2

oder zur Differenz

300003t

- 28 - DE 0151

ist. Dieses Ergebnis kann beispielsweise erzielt werden, indem man das Ausgangssignal eines der Meßsignal-Generatoren mit einem entsprechend gewählten Faktor multipliziert, bevor man es dem Differenzverstärker.

zuführt.

Die Anordnung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten darin, daß der Wagen mit nur einem Meßrad 35 ausgestattet ist. Dieses Rad treibt einen Meßsignal-Generator 36 an, der durch einen Verstärker 37 ein positives Signal auf eine Übertragungsleitung 38 übermittelt, wenn das Meßrad 35 vorwärts rollt, und der ein negatives Signal weiterleitet, wenn das Meßrad 35 rückwärts rollt. Wenn das Meßrad stillsteht, wird kein Signal übertragen. Die Übertragungsleitung 38 ist anstatt mit der Ausgangsklemme m3 des Differenzverstärkers M mit den Steuer-Einheiten C und D (Fig. 1) verbunden. Die Anordnung hat die Tendenz, die vertikale Drehachse des Wagens ortsfest bezüglich des Grunds oder des Bodens zu halten, wobei diese ortsfeste Stellung mit dem Punkt R zusammenfällt, indem das Meßrad den Grund oder den Boden berührt. Die Überwachung funktioniert auf ähnliche Weise wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1. Natürlich kann das Meßrad 35« nicht - wie die beiden Meßräder gemäß Fig. 1 dazu verwendet werden, den Drehwinkel des Wagens zu messen oder seine Abweichung von einer geraden Spur zu korrigieren.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Wagen 40 mit zwei Stütz-Rädern 41 und 42, die sich frei und voneinander unabhängig drehen können und eine gemeinsame geometrische Achse 5 2 haben sowie ein Antriebsrad 43. Das Antriebsrad ist gemeinsam mit seinem (nicht gezeigten)

° Antriebs-Mechanismus um eine Achse 44 schwenkbar und kann um diese Achse mit Hilfe eines Schneckenrads 45a

030029/0786

- 29 - DE 0151

und einer Schneckenwelle 45b gedreht werden, die Bestandteil eines Lenk-Getriebes 45 ist, das so ausgebildet ist, daß es mit Hilfe von Signalen von der Steuereinheit 48 betätigt werden kann. Jedes der beiden Stützräder 41 und 42 ist mit einem Meßsignal-Generator 46 bzw. 47 verbunden. Jeder der Generatoren ist mit einer Eingangsklemme 49 bzw. 50 der Steuereinheit 48 verbunden.

In dem gezeigten Fall befindet sich das Antriebsrad in einer Stellung, in der seine geometrische Achse 51 mit der geometrischen Achse 52 der Stützräder 41 und 42 einen rechten Winkel einschließt und diese in der Mitte zwischen den Stützrädern im Punkt S schneidet. Das Antriebsrad 43 möchte den Wagen 40 um eine vertikale Achse durch den Punkt S drehen, wodurch sich die Räder 41 und 42 in entgegengesetzter Richtung mit gleichen Winkelgeschwindigkeiten drehen werden, und die durch diese Räder angetriebenen Meßsignal-Generatoren 46 und 47 Signale gleicher Größe erzeugen werden. Diese Signale werden einem Differenzverstärker zugeführt, der in der Steuereinheit 48 vorgesehen ist und so ausgebildet ist, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, das der Differenz zwischen den Eingangssignalen entspricht. Dieses Ausgangssignal steuert das Lenk-Getriebe. Wenn sich der Wagen um die vertikale Achse durch S dreht, sind die Eingangssignale gleich, und es existiert kein Ausgangssignal. Wenn sich jedoch die Drehachse vom Punkt S in Richtung eines der Stützräder 41 oder 42 wegbewegt, so dreht sich dieses Rad langsamer als das andere Rad,

^ου und es wird ein Unterschied zwischen den Eingangssignalen der Steuereinheit 48 auftreten. Das resultierende Ausgangssignal des Differenzverstärkers der Steuereinheit 48 veranlaßt das Lenkgetriebe 45, die Stellung des Rads 43 in die Richtung zu verändern, die

zur Wiederherstellung der korrekten Stellung der Schwenkachse erforderlich ist. Man kann beispielsweise annehmen, daß sich die Drehachse in Richtung des Rades

- 30 - DE 0151

41 bewegt hat, woraus folgte daß sich dieses Rad nun schneller dreht als das Rad 42. Die daraus resultierenden unterschiedlichen Signale, die durch die Steuereinheit 48 weitergeleitet werden, bewirken, daß das Lenkgetriebe das Antriebsrad 43 etwas im Uhrzeigersinn um die vertikale Achse dreht. Diese Winkeleinstellung des Antriebsrads verschiebt den Schnittpunkt zwischen der geometrischen Achse des Rades 43 und der geometrischen Achse 52 der Stützräder 41 und 42 kurzzeitig beispielsweise in den Punkt S'. Das Rad 43 möchte nun das Stützrad 41 schneller drehen als das Stützrad 42. Die Winkel-Abweichung des Antriebsrades 43 von der normalen Dreh-Stellung wird solange aufrechterhalten, bis sich die Räder 41 und 42 in gleichem Maß drehen, wodurch die entsprechenden Meßsignale gleiche Werte annehmen.

Der Schaltungsaufbau für die Lenkung des Wagens während der Vorwärts- und der Rückwärtsfahrt, ebenso wie die Adressen-Einheit und die Befehlseinheit, die in der gleichen Art 'und Weise wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 arbeiten, sind in der Fig. 5 nicht gezeigt, da dies für die Erklärung des Systems für die Steuerung des Dreh-Arbeitsvorganges nicht erforderlich ist.

In Fig. 5 dienen die Räder 41 und 42 sowohl als Stützräder für den Wagen als auch als Meßräder. Es ist möglich, zusätzlich zu den Stützrädern 41 und 42

zwei getrennte Meßräder anzubringen, von denen jedes jeweils einen Meßsignal-Generator - wie in der Anordnung gemäß Fig. 1 - betätigt. Dadurch kann der Vorteil einer im gewissen Maß erhöhten Meßgenauigkeit erzielt

werden.
35

030029/078S

- 31 - DE 0151

ΐ In der Vorrichtung gemäß Fig. 6 entspricht die Anordnung und die Wirkungsweise der Stützräder 2a, 3a und der Meßräder 18a und 19a der Anordnung und der Wirkungsweise der Räder 2, 3, 18 und 19 der Fig. 1. Die individuell schwenkbaren Stützräder 4 und 5 der Fig. 1 sind durch zwei Stützräder 54 und 55 ersetzt, die durch einen gemeinsamen Rad-Halter 56 gelagert sind, der so angeordnet ist, daß er frei um eine vertikale Achse 57 schwenken kann. Es ist auch möglich, ^O die beiden schwenkbar gelagerten Räder durch ein einziges schwenkbar gelagertes Rad zu ersetzen.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 7 besitzt der Wagen 74 drei Stützräder 59, 60 und 61. Das Stützrad

'5 59 ist an einem Ende und die Stützräder 60 und 61 am anderen. Ende des Wagens montiert. Das Rad 59 hat eine vorgegebene Ausrichtung und seine geometrische Achse 6 2 verläuft im rechten Winkel zur Längsachse des Wagens. Die Räder 60 und 61, die jeweils durch einen

^Ayi eigenen Motor (nicht gezeigt) angetrieben werden, können um die jeweilige vertikale Achse 6 3 bzw. 64 schwenken. Jedes Rad kann um die jeweiliae Achse mit Hilfe eines eigenen Schneckenrad-Abschnitts 65 bzw. 66 und einer Schneckenwelle 67 und 68 in einer

bestimmten Winkelstellung justiert werden. Die Schneckenwellen werden durch ein Lenkgetriebe 6 9 angetrieben, das so ausgebildet ist, daß es automatisch eine solche Beziehung zwischen den Drehwinkeln der Räder 60 und 61 aufrechterhält, daß der Schnittpunkt T zwischen den

Verlängerungen der Radachsen Y und Z immer in der vertikalen Ebene durch die geometrische Achse des Rades 59 zu liegen kommt. Jeweils ein Meßrad 70 und 71 befindet sich auf jeder Seite des Stützrades 59.

Die zentrale Achse der Meßräder fällt entweder mit der 35

geometrischen Achse 6 2 des Stützrades 5 9 zusammen oder sie kommt in der vertikalen Ebene durch die geometrische Achse 62 zu liegen. Jedes Meßrad treibt einen

- 32 - DE 0151

Meßsignal-Generator 7 2 bzw. 73 an. Die Ausgangs-Signale der Generatoren werden einem Differenzverstärker U zugeführt, der als Steuereinheit für das Lenk-Getriebe 69 dient, d. h. die für die Betätigung desselben erforderlichen Steuersignale erzeugt. Die Arbeitsweise des Differenzverstärkers U entspricht der Arbeitsweise, wie sie weiter oben in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde. Wenn die Drehachse des Wagens von einem vorbestimmten Punkt T abweicht, erzeugt der Differenzverstärker ein (positives oder negatives) Steuersignal, welches bewirkt, daß das Lenkgetriebe 69 die Räder 60 und 61 in die Richtung verstellt, die erforderlich ist, um die Drehachse des Wagens in die vorbestimmte Stellung zurückzuführen.

Die Erfindung schafft ein Fahrzeug ohne einen darauf befindlichen Fahrzeugführer - im folgenden kurz führerloser Wagen bezeichnet - mit einer automatischen Lenkeinrichtung, die es dem Wagen ermöglicht, sowohl entlang einer geraden Linie zu fahren als auch eine Drehung um eine vertikale Achse auszuführen. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Drehbewegung besitzt der Wagen eine Einrichtung, die die Stellung der Drehachse des Wagens bezüglich der Fläche, auf der der Wagen fährt während dieser Bewegung überwacht. Diese Einrichtung, die mindestens ein Meßrad besitzt, das die Lauffläche des Wagens berührt, ist so ausgebildet, daß sie nach Aufdeckung einer Abweichung der Drehachse

von einer festgelegten Stellung ein Korrektursignal on

erzeugt, welches für die- [Jachst'.-llung der Lenkeinrichtung dos Fahrzeuges verwendet wird, so daß die Abweichung der vertikal·." η Achse von der richtigen Stellung konpensj ■ rf v/i r I.

f "ι Γ? 0 013 / 01

Leerseite

Claims

- BfIm tun - Kimnic Patentanwälte

ÖUHL1NG rVINNE (υμ^ und EPA)

GPiIPP - ΡριΙΜΛΝΝ Dipl.-:ng. H.Tiedtke

RUPE r ELLMANN D.pl.-Ghem. G. Bühling

Dipl.-Ing. R. Kinne 3000031 Dipl.-Ing. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-53 96 53

Telex: 5-24 845 ti pat

cable: Germaniapatent München
2. Januar 19 80

DE 01 51/case C42 P2D BL/IB

Patentansprüche

U J Führerloser Wagen, gekennzeichnet durch ein Wagen-Fahrgestell (1),

mindstens drei Räder zur Unterstützung des Fahrgestelle (1),

eine Antriebseinrichtung (8, 9) und eine Kraftübertragungs-Einrichtung (6, 7) für den Antrieb mindestens eines der Räder,

eine erste Lagerungseinrichtung für nicht mehr als zwei der Räder, die so angeordnet ist, daß sie eine einzige geometrische Achse (10) des Rades bzw. der Räder definiert, die sich bezüglich des Fahrgestells (1) in einer vorgegebenen horizontalen Richtung erstreckt,

eine zweite Lagerungseinrichtung für das mindestens verbleibende eine Stützrad, die gelenkig mit dem Fahrcre·- stell verbunden ist, um eine Richtungseinstellung des einen Rades bezüglich des Fahrgestells (1) zu erlauben und um somit dem Wagen ein Drehen um eine vertikale Drehachse zu erlauben, die die einzige geometrische Achse (10) schneidet,

eine Lenkeinrichtung zur Einstelluna der Larrp. der Drehachse relativ zum Fahrgestell (1), wobei die Verbesserung in einer

Einrichtung zur Überwachung der Stellung der Drehachse besteht, und diese Einrichtung mindestens ein Meßrad (18 bzw. 19), das mit der

^IX/rs O30029/O?8S

Deutsche Bank (München! KIo 51/61070 Dresdner Bank (München) Klo 3939844 Postscheck (München) Klo. 670-43-804

- 2 - DE O151

das Fahrgestell (1) unterstützenden Oberfläche in Berührung steht und eine horizontale geometrische Achse besitzt, die sich in derselben vertikalen Ebene wie die einzige geometrische Achse (10) erstreckt, sowie eine Signal-Erzeugungs-Einrichtung (20, 21) besitzt, die durch mindestens ein Meßrad betätigt werden kann, um ein Signal, das die Drehgeschwindigkeit des Meßrades (18, 19) darstellt zu erzeugen, und ferner so ausgebildet ist, daß ein Ausgangssignal geschaffen wird, das von dem durch die Signal-Erzeugungs-Einrichtung (20, 21) erzeugten Signal abgeleitet ist, wobei es ein Vorzeichen hat, das die Fortbewegungsrichtung und eine Amplitude hat, die die Größe der Geschwindigkeit eines vorbestimmten Punktes der einzigen geometrischen Achse

(10) relativ zur den Wagen tragenden Oberfläche ausdrückt, wobei der Punkt eine erwünschte Lage der Drehachse definiert, und

eine Einrichtung, die durch das Ausgangssignal zur Betätigung der Lenkeinrichtung derart gesteuert wird, daß sie die Lenkeinrichtung veranlaßt, die Drehachse in eine erwünschte Stellung einzurichten.

2. Wagen nach Anspruch 1 mit 2 Meßrädern (18 und 19) ,gekennzeichnet durch ein Ifeßgerät (N) ,das die während einer Ausführung ei-

ner Dfehbewegurgdurch die mit mindestens einem der Meßräder arbeitsmäßig verbundene Signal-Erzeugungs-Einrichtung übermittelten Signale empfängt und daraus einen Betrag errechnet, der den aus der Drehbewegung des Wagens resultierenden Drehwinkel repräsentiert, und

durch

eine Einrichtung, die den errechneten Betrag mit einem vorgegebenen Betrag vergleicht, der eine vorbestimmte Richtungsänderung des Fahrgestells darstellt.

030029/0735

- 3 - DE 0151
3. Wagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

ein Meßgerät (N), das die während der Fahrt des Wagens von einer Stellung in eine andere durch die Signal-Erzeugungs-Einrichtung übermittelten Signale empfängt und daraus einen Betrag errechnet, der die während der Fahrt vom Wagen zurückgelegte Strecke darstellt, und durch eine

Einrichtung, die den errechneten Betrag mit einem vorgegebenen Betrag, der eine vorbestimmte Entfernung darstellt, vergleicht.
4. Wagen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Meßgerät (N), das die während der Fahrt des

Wagens von einer Stellung in eine andere durch die mit mindestens einem der Meßräder (18, 19) arbeitsmäßig verbundene Signal-Erzeugungs-Einrichtung übermittelten Signale empfängt und daraus einen Betrag errechnet, der die während der Fahrt vom Wagen zurückgelegte Strecke darstellt, und durch eine
Einrichtung, die den errechneten Betrag mit einem vorgegebenen Betrag, der eine vorbestimmte Entfernung darstellt, vergleicht.
5. Wagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei von den mindestens drei Stützrädern gleichzeitig die Meßräder bilden.
6. Führerloser Wagen, gekennzeichnet durch ein Wagen-Fahrgestell (1),

mindestens drei Räder zur Unterstützung des Fahrgestells,

eine Antriebseinrichtung (8, 9) und eine Kraftübertragungseinrichtung (6, 7) für den Antrieb mindestens eines der Räder,

eine erste Lagerungseinrichtung für nicht mehr als zwei der Räder, wobei diese so angeordnet ist, daß sie eine einzige geometrische Achse (10) des Rades oder der Räder definiert, die sich bezüglich des Fahrgestells (1) in einer vorgegebenen horizontalen Richtung er-

- 4 - DE 0151

streckt,

eine zweite Lagerungseinrichtung für das mindestens verbleibende eine Stützrad, die gelenkig mit dem Fahrgestell (1) verbunden ist, um eine Richtungseinstellung wenigstens des einen Rades bezüglich des Fahrgestells zu erlauben und um somit dem Wagen ein Drehen um eine vertikale Drehachse zu erlauben, die die einzige geometrische Achse (10) schneidet, und

eine Lenkeinrichtung zur Einstellung der Lage der Drehachse relativ zum Fahrgestell (1), wobei die Verbesserung die folgenden Elemente aufweist

zwei Meßräder (18, 19) gleichen Durchmessers mit einer gemeinsamen horizontalen geometrischen Achse, die sich in der vertikalen Ebene durch die einzige geometrische Achse (10) erstreckt,

zwei Signal-Generatoren (20, 21), die beide jeweils durch eines der Meßräder (18, 19) in Betrieb gehalten werden und ein Signal erzeugen, das die Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Meßrades (18, 19) darstellt, eine Einrichtung (M) für das Vergleichen der Signale und für die Erzeugung eines Ausgangssignals, das den Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Meßräder darstellt, und

eine durch das Ausgangssignal gesteuerte Einrich- ·" tung für die Justierung der Lenkeinrichtung in Richtung einer Einstellung, die die Rotationsgeschwindigkeiten der Meßräder (18, 19) angleicht.