DE4308559A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Schwingungen und Erschütterungen einer in einem bewegten Fahrzeug vorzugsweise beweglich gelagerten Plattform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, in bewegten Fahrzeugen beförderte Perso­ nen oder Güter mittels Vorrichtungen zu transportieren, die unter Verwendung von Federsystemen in dem Fahrzeug passiv gelagert sind. Die Anwendungsbeispiele reichen von dem allgemeinen bekannten gefederten Personensitz über federgelagerte Gestelle zur Befestigung von Fernsehkame­ ras oder Radaranlagen in Polizeifahrzeugen bis hin zu ge­ federten Vorrichtungen zur Aufnahme von Behältern, die beispielsweise explosionsgefährliche Stoffe enthalten. Besonders problematisch ist der Transport von erkrankten Personen, insbesondere von Baby- und Kleinkindern, auf einer Bahre in einem Krankenfahrzeug. Die hier verwende­ ten passiven Federsysteme zur Aufnahme der Bahren reichen im allgemeinen nicht aus, um während der Fahrt auftretende von dem Krankenfahrzeug verursachte Schwingungen und Er­ schütterungen von diesen Personen wirkungsvoll fernzuhalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens zu schaffen, durch welche - im Gegensatz zu den bis­ her passiv wirkenden Verfahren und Vorrichtungen - eine aktive Kompensationsregelung der Schwingungen und Erschüt­ terungen von in bewegten Fahrzeugen angeordneten Platt­ formen erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenzen und Amplituden der auftretenden Schwingungen und Erschütterungen der Plattform mindestens in Richtung einer der Achsen des Fahrzeuges meßtechnisch ermittelt werden, daß die ermittelten Meßwerte mit vorgegebenen die Ruhelage der Plattform repräsentierenden Sollwerten ver­ glichen werden, und daß durch den Vergleich rechnerisch ermittelte Differenzwerte als Regelsignale für ein mit der Plattform zusammenwirkendes Stellantriebssystem der­ art verwendet werden, daß die Schwingungen und Erschüt­ terungen der Plattform minimiert werden.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht dahin, daß die Frequenzen und Amplituden der Schwingun­ gen und Erschütterungen in drei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen erfaßt und ausgewertet werden, die mit den drei Hauptachsen des Fahrzeuges übereinstimmen.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die durch das bewegte Fahrzeug hervorgerufenen Schwingun­ gen und Erschütterungen der Plattform von der Plattform­ belastung und von den Schwingungsformen unabhängig fast vollständig kompensiert werden. Eine erfindungsgemäße An­ wendung auf die eingangs beschriebenen Beispiele ist be­ sonders vorteilhaft, was insbesondere für den Transport von erkrankten Personen in Krankenfahrzeugen gilt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann sich dadurch auszeich­ nen, daß zur meßtechnischen Ermittlung der Frequenz- und Amplitudenistwerte der Schwingungen und Erschütterungen Neigungssensoren vorgesehen sind, beispielsweise kapazi­ tive Neigungssensoren oder kardanisch auf gehängte Kreisel. Die Ausgänge der Neigungssensoren sind an Eingänge einer Regeleinrichtung angeschlossen, der von einem Sollwert­ geber die Ruhelage der beweglich gelagerten Plattform re­ präsentierende Sollwerte zugeführt werden. Diese Regel­ einrichtung, vorzugsweise eine digitale Signale verarbei­ tende mikroprozessorgesteuerte Regeleinrichtung, ermit­ telt durch richtungsabhängigen Vergleich der Ist- und Sollwerte die Regelsignale für das mit der Plattform zu­ sammenwirkende Stellantriebssystem. Das Stellantriebs­ system kann z. B. elektrische Antriebsmotore aufweisen, die mit Spindel-, Getriebe-, Zahnradsegmentantrieben oder dergleichen gekuppelt sind. Weiterhin ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß die aktiv regelbare Plattform mittels passiv wirkender Federsysteme in dem Fahrzeug gelagert ist. Die Stromversorgung der Re­ geleinrichtung und/oder des Stellantriebssystems kann durch das im Fahrzeug vorhandene Bordnetz oder durch eine zusätzliche Batterie mit zugehörenden Umformern erfolgen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Kompensation von Schwingungen und Er­ schütterungen einer in einem bewegten Fahrzeug vorzugs­ weise beweglich gelagerten Plattform, insbesondere einer in einem Krankenfahrzeug angeordneten Krankenbahre, eines in einem Polizeifahrzeug befindlichen Gestells zur Be­ festigung einer Fernsehkamera oder Radaranlage einer Vor­ richtung zur Aufnahme eines einen explosionsgefährlichen Stoff enthaltenden Behälters oder dergleichen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Frequenzen und Amplituden der auf­ tretenden Schwingungen und Erschütterungen der Plattform mindestens in Richtung einer der Achsen des Fahrzeuges meßtechnisch ermittelt werden, daß die ermittelten Meß­ werte mit vorgegebenen die Ruhelage der Plattform reprä­ sentierenden Sollwerten verglichen werden, und daß durch den Vergleich rechnerisch ermittelte Differenzwerte als Regelsignale für ein mit der Plattform zusammenwirkendes Stellantriebssystem derart verwendet werden, daß die Schwingungen und Erschütterungen der Plattform minimiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen und Amplituden der Schwingungen und Erschütterungen in drei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen erfaßt und ausgewertet werden, die mit den drei Hauptachsen des Fahrzeuges übereinstimmen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur meßtech­ nischen Ermittlung der Frequenz- und Amplitudenistwerte der Schwingungen und Erschütterungen Neigungssensoren vorgesehen sind, und daß die Ausgänge der Neigungssenso­ ren an Eingänge einer Regeleinrichtung angeschlossen sind, der von einem Sollwertgeber die Ruhelage der beweglich gelagerten Plattform repräsentierende Sollwerte zugeführt werden und die durch richtungsabhängigen Vergleich der Ist- und Sollwerte die Regelsignale für das mit der Platt­ form zusammenwirkende Stellantriebssystem ermittelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ka­ pazitive Neigungssensoren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kreisel als Neigungssensoren vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch kardanisch auf gehängte Kreisel.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine digitale Signale verarbeitende mikroprozessorgesteu­ erte Regeleinrichtung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellantriebssystem elektrische Antriebsmotore aufweist, die mit Spindel-, Getriebe-, Zahnradsegmentan­ trieben oder dergleichen gekuppelt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiv regelbare Plattform mittels passiv wirkender Federsysteme in dem Fahrzeug gelagert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das im Fahrzeug vorhandene Bordnetz zur Stormversorgung der Regeleinrichtung und/oder des Stell­ antriebssystems vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Batterie mit Umformern zur Strom­ versorgung der Regeleinrichtung und/oder des Stellantriebs­ systems.