DE69010360T2

DE69010360T2 - Fahrzeug mit Steuervorrichtung und Verfahren zum Steuern desselben.

Info

Publication number: DE69010360T2
Application number: DE69010360T
Authority: DE
Inventors: Joseph F Engelberger; William S Kazman; William Pong
Original assignee: Transitions Research Corp
Current assignee: Transitions Research Corp
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-03-14
Also published as: US4967862A; DE69010360D1; EP0389459A2; JPH02283344A; EP0389459A3; EP0389459B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf die Bewegung von "halbautonomen" Fahrzeugen über eine Fläche. Die Fahrzeuge sind "haltautonom in dem Sinne, daßsie auf äußere Führung ansprechen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wenn ein herkömmlicher Behälterstaubsauger heute verwendet wird, dann zieht der/die Hausfrau/mann typischerweise den Kasten durch Ziehen an dem Schlauch hinter sich her. Der normale Reinigungsvorgang wird mittels Lenkung der Düse zwischen Möbelstücken auf dem Boden und mittels Halten eines oberen Teils eines starren (Metall-) Schlauchrohrs durchgeführt. Beim Dehnen zum Erreichen und Reinigen in größerem Abstand (in Ecken usw), folgt der Kasten hinterher wie an einer Leine. Folglich muß der Betreiber eine Zugkraft auf den Behälter ausüben. Die Zugkraft ist insbesondere bemerkbar, wenn der Behälter über Teppichränder, Schwellen etc. gehen muß, was unbequem sein kann.
Ein anderes praktisches Problem mit den Behältern von Staubsaugern ist, daß der Behälter beim Ziehen manchmal hinter einem Hindernis, d.h. Beinen von Tischen oder Stühlen, Ecken von Betten und dergleichen, steckenbleibt. In diesem Fall muß der Betreiber aufhören zu ziehen, den Schlauch in eine Richtung weg vom Hindernis drehen und mittels Ziehen in verschiedenen Richtungen dafür sorgen, daßder Behälter das Hindernis umfährt. Das kann sowohl ermüdend wie auch langweilig sein.
Wie im folgenden ersichtlich wird, geht die Erfindung diese Probleme unter anderem dadurch an, daß die Bewegung eines angebundenen Fahrzeuges, wie beispielsweise eines Staubsaugers, in Antwort auf die Zugvektoren an dem Halteseil (beispielsweise an dem Staubsaugerschlauch) und den Kontakt des Fahrzeuges mit einem Hindernis verursacht wird. Die folgenden US- Patente Nr. 3,083,396, 3,439,368, 3,676,885, 3,753,265, 3,896,892 und 4,173,809 werden genannt und von der vorliegenden Erfindung abgegrenzt.
Das US-Patent Nr. 3,083,396 (Senne et al.) bezieht sich auf eine Staubsaugersteuerung, worin die Motorventilatoreinheit durch die Bewegung des Schlauches in bezug auf den Behälter ein- oder abgeschaltet werden kann. Das Senne et al Patent kann von der Erfindung dadurch unterschieden werden, daß Senne et al. nicht die automatische Bewegung des Staubsaugers in Antwort auf einen Zug an dem Staubsaugerschlauch oder Kontakt mit einem Hindernis offenbaren.
Das US-Patent Nr. 3,439,368 (Myers) offenbart eine Saugmaschine zum Reinigen des Bodens eines Schwimmbades. Die Maschine ist mit einem Führungssteuersystem versehen, das die Richtung der Fahrt um einen vorbestimmten Betrag ändert, wenn die Maschine Widerständen an der Seite oder an der Vorderseite begegnet. Die Saugmaschine von Myers kann von der Erfindung dadurch unterschieden werden, daßMaschine von Myers nicht das Merkmal eines Antriebs in Antwort auf den Zug des Halteseils umfaßt.
Das US-Patent Nr. 3,676,885 (Wulc '885) offenbart ein Saugreinigungsfahrzeug, welches sich in Übereinstimmung mit vorprogrammierten Befehlen bewegt. Wenn das Fahrzeug an ein Hindernis stößt, betreibt ein Vielrichtungsschaltmechanismus die Drehung des Fahrzeugs weg von dem Hindernis. Wie in dem Patent von Myers befindet sich in Wulc '885 keine Offenbarung mit Bezug auf die Bewegung des Reinigungsfahrzeuges in Antwort auf den Zugvektor an einem Saugschlauch wie in der Erfindung.
Das US-Patent Nr. 3,753,252 (Wulc '265) offenbart ein Reinigungsfahrzeug, welche eine Verbesserung gegenüber Wulc '885 Patent, das oben diskutiert wurde, darstellt. Der Hauptunterschied zwischen Wulc '265 und Wulc '885 ist die von dem Fahrzeug getrennte Anordnung des Antriebsmechanismuses, sodaß ein Betreiber den Antriebsmechanismus manuell steuern kann. Eine Bewegung des Fahrzeugs in Antwort auf den Zug an dem Halteschlauch wird von Wulc '265 weder erwähnt noch vorgeschlagen.
Das US-Patent Nr. 4,173,809 (Ku) welches den nächstliegenden Stand der Technik enthält, offenbart einen Saugreiniger, welcher sich zufällig über einen Teppich bewegt und die Bewegungsrichtung immer dann ändert, wenn einem Hindernis begegnet wird. Wie in den oben beschriebenen Druckschriften offenbart Ku nicht die Bewegung eines Staubsaugers in Antwort auf den Zug an einem Haltesaugschlauch.
Das US-Patent Nr. 3,896,892 (Kohls et al.) offenbart eine manuelle Steuerung für ein selbstangetriebenes Fahrzeug. Ein vorwärts ausziehbarer Handgriff kann längs des Handgriffes durch einen Betreiber bewegt werden, um die Richtung (vorwärts/rückwärts) und die Betriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugsantriebsmotors zu regulieren. Der Handgriff kann von einer neutralen Position nach hinten bewegt werden, um den Antriebsmotor umzukehren, und kann nach vorne bewegt werden, um den Antriebsmotor in zwei Vorwärtsgeschwindigkeiten zu betätigen. Dies wird durch drei Schalter (70, 71 und 72) ergänzt, die in Figur 6 des Patentes gezeigt sind.
Das später publizierte Dokument EP-A-318 700 offenbart keinen Puffer.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Technik zum 1) Liefern einer "Servozugkraft", um dem Betreiber bei der Anwendung von einer Zugkraft auf den Behälter zu unterstützen, und 2) eine "Hindernisvermeidung" zu schaffen, um zu verhindern, daß der Behälter hinter Hindernissen stecken bleibt.
Gemäß der Erfindung ist ein halbautonomes Fahrzeug versehen mit einem Halteschlauch, einem Antriebs- und Steuermechanismus, einem Halteseilsensor zum Aufnehmen von externen Führungseingängen in mindestens einer Achse, und einem kontaktempfindlichen Puffer zum Fühlen von Kollisionen des Fahrzeugs mit einem Hindernis. Ein Mikroprozessor empfängt den Eingang von dem Halteseilsensor und dem Puffer und überwacht die Bewegung des Fahrzeugs. Der Puffer ist mindestens am vorderen Rand des Fahrzeugs vorgesehen.
Der Halteseilsensor spricht primär auf eine Krafteingabe an, um die Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern, wodurch ein Servozug geschaffen wird, um den Betreiber beim Anwenden von Zugkräften auf das Fahrzeug zu unterstützen. Der Halteseilsensor kann eine zweite "Achse" der Steuerung umfassen, in der er auf Winkel-(Richtungs-) Eingänge von einem Betreiber anspricht, um die Richtung der Vorwärtsbewegung (d. h. Lenkung) des Fahrzeugs zu steuern. Verschiedene Ausführungsformen des Halteseilsensors sind offenbart.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrzeug ein Staubsauger mit einem Behälterkörper, zwei Antriebsrädern, einem Schlauch, der als Halteseil dient, und einem kontaktempfindlichen Puffer.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung funktioniert das Fahrzeug als ein "Servoanhänger" hinter einem anderen Roboterfahrzeug, wie es in der anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 307,765 angemeldet am 07. Februar 1989 mit dem Titel "Autonomes Vehicle for Working on a Surface and Method of Controlling Same", offenbart ist und hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung funktioniert das Fahrzeug als ein Karren, der von einer Person gezogen wird, an einem Rollstuhl angehakt ist oder ähnlichem.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung spricht der Puffer auf die Stelle des Kontaktes mit einem Hindernis in bezug auf den Rand des Fahrzeuges an.
Die Grundidee ist, daßder Puffer nicht nur anzeigt, wenn eine Kollision stattgefunden hat, sondern auch wo entlang des Puffers (d. h. entlang des Randes des Fahrzeuges) die Kollision aufgetreten ist.
Wenn der Puffer vom Analogtyp ist, dann ist das Ausgangssignal proportional der Stelle des Stoßes auf den Puffer. Ein geeigneter Puffer ist in der zugehörigen anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 265,784, eingereicht am 01. November 1988 mit dem Titel "Bumper for Impact Detection" offenbart und hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
Wenn andererseits der Puffer vom Digitaltyp ist (z. B. mit Mikroschaltern oder TAPE-SWITCH -Schaltsensoren, muß sein Fühlen in zwei Abschnitte unterteilt werden: weinigstens links/rechts und vorzugsweise ebenso einige Abschnitte auf jeder Seite.
Wenn eine Kollision detektiert wird, dann finden die folgenden Vorgänge statt:
a. Das Fahrzeug hält sofort an;
b. Das Fahrzeug setzt leicht zurück (in der Größenordnung von vier inches oder zehn Zentimetern);
c. Eine Systemsteuerung bestimmt, wo die Kollision in Bezug auf den Rand und die Vorwärtsrichtung der Fahrt des Fahrzeuges aufgetreten ist;
d. Das Fahrzeug dreht sich weit genug weg von dem Hinternis, damit es sicher um dieses herumgehen kann;
e. Das Fahrzeug umfährt das Hindernis und nimmt den normalen (schlauchgeführter) Betrieb wieder auf.
Wenn das Hindernis breit ist, können die obigen Schritte a bis e wiederholt werden, bis eine Umfahrung des Hindernisses durchgeführt werden kann.
Diese Erfindung ist besonders wertvoll für Behinderte und ältere Leute. Mit dieser Art von Gerät zu Hause wären solche Personen in der Lage ihr Appartement oder Haus selbst zu saugen, ohne daß sie auf äußere Hilfe angewiesen sind.
Eine andere Anwendung für diese Erfindung liegt in dem Bereich des (halb)professionellen Reinigens. Behältersaugen wird oft in Büros etc. durchgeführt. Für professionelle Leute, die bis zu acht Stunden am Tag mit Reinigen verbringen, vermindert eine solche Servo-"Hilfe"-Funktion den Streß und die Mühen.
In breiterer Hinsicht kann diese Erfindung in jeder Anwendung verwendet werden, wo eine Servozugfunktion hilfreich wäre; beispielsweise bei Krankenhausangestellten, die Essenswagen durch die Korridore schieben, Fabrikangestellten, die Wagen mit Versorgungsmaterial von Speichern zu Produktionsbereichen führen etc.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Lichte der folgenden Beschreibung offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine verallgemeinerte, perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Fahrzeugs von Figur 1.
Figur 3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems für das Fahrzeug von Figur 1.
Figur 4A ist eine perspektivische, teilweise geschnitte und teilweise schematische Ansicht eines Puffers für das Fahrzeug der Erfindung.
Figur 4B ist eine diagrainmatische Darstellung des Puffers von Figur 4A.
Figur 5 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Fahrzeugs von Figur 1 zeigt.
Figur 6 ist eine Draufsicht des Fahrzeugs gemäß dieser Erfindung in einer Staubsaugerausführung.
Figur 7 ist eine perspektivische Ansicht des Staubsaugers von Figur 6.
Figur 8 ist eine Draufsicht einer anderen Staubsaugerausführung ähnlich der zu Figur 6.
Figur 9 ist ein Querschnitt eines Halteseilsensors für das Fahrzeug von Figur 7 entlang der Linie 9-9.
Figur 10 ist eine ausführliche Draufsicht des Halteseilsensors von Figur 9.
Figur 11 ist eine schematische Ansicht einer geeigneten Sensoranordnung für einen Halteseilsensor des Fahrzeugs von Figur 1.
Figur 12 ist eine graphische Erläuterung von bestimmten Einzelheiten des Betriebes, der in dem Steuersystem von Figur 3 enthalten ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Figur 1 zeigt eine allgemeine perspektivische Ansicht des halbautonomen Fahrzeugs 10 dieser Erfindung. Dieses Fahrzeug 10 hat einen Körperteil 12, Räder (z. B. gezeigt in den Figuren 6, 7 und 8) zur Bewegung und zum Drehen, ein Halteseil 14, welches als ein Staubsaugerschlauch gezeigt ist, einen Halteseilsensor 16, einen kontaktempfindlichen Puffer 18, und ein Steuersystem (gezeigt in Figur 3) zum Empfangen von Eingängen von dem Lenkungssensor 16 und dem Puffer 18 und zur Steuerung (gezeigt in Figur 5) der Bewegung und der Drehung des Fahrzeugs 10. Für einen Fachmann, den diese Erfindung betrifft, wird leicht erkennbar sein, daßdas Steuersystem die Bewegung und Drehung des Fahrzeugs über Antriebsmotoren lenkt, die mit den Rädern verbunden sind.
Figur 2 ist eine allgemeine Ansicht des Halteseilsensors 16 von Figur 1, wobei der Schlauch 14 entfernt ist. Der Halteseilsensor umfaßt ein Gehäuse 19, das auf dem Behälterkörper 12 vorgesehen ist. Das Gehäse ist frei drehbar in Bezug auf die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs, wie durch einen Pfeil 51 angedeutet ist, und kann sich frei nach vorne neigen, wie durch einen Pfeil 52 und einen Schwenkpunkt 53 angezeigt ist. Ein Mitnehmer 54 erstreckt sich von dem Gehäuse 19 über den vorderen (führenden) Rand des Fahrzeugs.
Wie im folgenden ausführlich mit Bezug auf die Figuren 4A und 4B beschrieben wird, ist der vordere Rand des Fahrzeugs mit einem positions- und schaftempfindlichen Puffer versehen. Wie durch gestrichelte Linien 18A und 18B in Figur 1 angedeutet ist, ist ein zentraler Bereich ("vorderer" Bereich zwischen den Linien 18A und 18B) des Puffers 18 vorgesehen zum Empfang von Eingängen von dem Halteseil. Der Bereich außerhalb der Linien 18A und 18B ist vorgesehen zur Hindernisvermeidung. In anderen Worten, es wird angenommen, daßder Kontakt mit Hindernissen in dem Bereich außerhalb der Linien 18A und 18B auftritt.
Der Mitnehmer 24 ist nach vorne vorgespannt (durch jedes geeignete Mittel wie beispielsweise Federn, nachgiebiger Schaumstoff oder ähnlichem), um eine Kraft auf den Puffer im mittleren Bereich auszuüben, wenn kein Zug auf dem Halteseil ist. Diese Kraft wird mehr oder weniger als eine Hindernisbegegnung behandelt und veranlaßt das Fahrzeug anzuhalten. (Es wird im folgenden offensichtlich, daß tatsächliche Hindernisbegegnungen zu weiteren Vorgängen über das Anhalten des Fahrzeuges hinaus führen). Wenn eine Spannung wird auf das Halteseil (Saugschlauch 14) ausgeübt wird, übt der Mitnehmer 24 eine geringere Kraft auf dem Puffer 18 aus. Diese Kraft, wie in bezug auf die Figuren 44A und 4B erklärt wird, wird von dem Puffer 18 gefühlt und wird als Eingang auf die Fahrzeugsteuerung (gezeigt in Figur 3) eingegeben, um die Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu steuern. Dies beschreibt eine Ausführung des Servozugmerkmals der Erfindung. Im Lichte der hier gemachten Offenbarung werden Fachleuchte, auf welche die Erfindung sich am ehesten bezieht, erkennen, daß eine Anzahl von Maßnahmen ergriffen werden kann, um das Halteseil in eine Vorwärtsfahrzeuggeschwindigkeit zu übersetzen.
Der Mitnehmer 24, in Zusammenwirkung mit dem Puffer 18 (40 in Figuuren 4A und 4B) ist ebenfalls geeignet, um Lenkungseingänge zur Fahrzeugsteuerung zu liefern. Wie durch den pfeil 51 angezeigt ist, schwenkt der Mitnehmer 24 auf die eine oder andere Seite vorne (Totpunkt geradeaus), wenn das Halteseil 14 von der Mitte weggezogen wird. Die Stellung des Mitnehmers 24 wird von dem Puffer angezeigt, wie ausführlicher in bezug auf die Figuren 4A und 4B beschrieben wird. Wieder ist es im Lichte der hier gemachten Offenbarung für die Fachleute, auf welche sich die Erfindung als nächstes bezieht, erkennbar, daßeine Anzahl von Maßnahmen getroffen werden kann, um den Halteseilwinkel in eine Fahrzeugvorwärtsrichtung zu übersetzen.
Zwei Freiheitsgrade wurden mit bezug auf den Halteseilsensor diskutiert, die Spannung und der Winkel. Sofern vorgesehen ist, daßdas Fahrzeug 10 auf einer ebenen Fläche (d. h. in zwei Dimensionen) arbeitet, werden mehr Freiheitsgrade nicht benötigt, aber es liegt im Rahmen dieser Erfindung, ein Ertasten in mehreren Achsen vorzusehen, da ihre Verwendung auf mehrdimensionaler Anwendungen ausgedehnt werden kann.
Eine vereinfachte Version des Halteseilsensors kann allein mit der Spannungserfühlung zur Kontrolle der Vorwärtsbewegung betrieben werden, wobei die Lenkung in einer selbstverständlichen, mechanischen Weise in Antwort auf die Hebelkraft erfolgt, die von dem Halteseil auf das Fahrzeug ausgeübt wird, so wie man einen zweirädrigen Wagen lenken würde. Der Servoverstärkungsgrad im Antriebsmotor kann so niedrig eingestellt werden, daß die Widerstands-Antriebskräfte unter solchen Lenkkräften minimiert werden.
Figure 3 ist ein Schema eines Steuersystems 30 für das Fahrzeug 10. Der Puffer 18, welcher mindestens an dem vorderen Rand des Fahrzeugs vorgesehen ist, liefert einen Ausgang, der mindestens die Position (p) des Kontaktes des Fahrzeuges mit einem Hindernis anzeigt. Diese Position kann in Form eines Winkels mit Bezug auf die (Ursprungs)position des Halteseils definiert werden. In einigen Anwendungen, wie sie oben diskutiert wurden, ist es wünschenswert, daß der Puffer 18 einen Ausgang liefert, der die Kraft (f) des Kontaktes des Fahrzeugs mit dem Hindernis anzeigt.
Der Halteseilsensor 16, an welchem das Halteseil befestigt ist, liefert einen Ausgang, der mindestens die Halteseilspannung (T) anzeigt, welche in einigen Anwendungen durch einen "Steigungs"-Winkel der Halteseilverbindung angezeigt wird. Ein Verformungsmesser ist ebenso geeignet, um die Halteseilspannung zu detektieren. Es ist weiterhin möglich, daß der Sensor 16 einen Ausgang liefert, der die "Vorwärts"- Richtung (φ) anzeigt, in welcher das Fahrzeug fortlaufen sollte. Die "Vorwärts"-Richtung wird definiert in Bezug auf die Position des Halteseils, beispielsweise bis zu 90º an jeder Seite desselben. Diese Funktion kann leicht mit einem Potentiometer erfüllt werden oder sogar mit zwei (links und rechts) Mikroschaltern, die empfindlich auf den Halteseilwinkel in der "Kurs"-Achse (Lenkungsachse) sind.
Die Ausgänge des Puffers 18 und des Lenksensors 16 werden einer Systemsteuerung 32, wie einer Mikroprozessoreinheit (CPU) mit geeigneten Schnittstellen, zugeführt. Die Systemsteuerung 32 lenkt die Bewegung des Fahrzeuges über ein Antriebsuntersystem 34, welches typischerweise Motoren, Kodierer und Leistungsverstärker einschließt.
Eine Benutzerschnittstelle 36 kann ebenfalls für Funktionen wie beispielsweise "ein"/"aus", Lenkungssensorempfindlichkeit, Antriebs-Untersystem-Verstärkungsgrad (Gesamtfahrzeugsgeschwindigkeit und Empfindlichkeit) und Sicherheitsblockierungen (wie beispielsweise "Toter Mann" Schalter), wie auch zur Anzeige von Fahrzeugsbetriebsbedienungen an den Benutzer über Anzeigelampen, digitale Auslese, hörbare Einrichtungen 37, etc. vorgesehen werden.
Jede Anzahl von kontaktempfindlichen Pufferanordnungen kann für den Puffer 18 verwendet werden. Die Figuren 4A und 4B erläutern eine Ausführungsform 40 eines Aufbaus eines positions- und kraftempfindlichen Puffers (18 von Figur 1). Eine nachgiebige Schicht aus leitendem Schaumstoffmaterial 42, wie sie beispielsweise in Halbleiterschichtpaketen verwendet wird, wird von einer hochgradig leitenden Platte 44 durch ein Isolationsgitter 46 getrennt. Beim Kontakt mit einem Objekt in der Umgebung preßt sich das Schaumstoffmaterial 42 durch das Gitter 46 und berührt an dem Kontaktpunkt die leitende Platte 44. Ein Spannungsteiler wird gebildet, wie es durch den Strommesser 48 angezeigt ist, der mit den Punkten "A" und "B" des Schaumstoffmaterials 42 verbunden ist, und sowohl die Kontaktposition als auch die Kontaktkraft kann durch differentielle Messungen bestimmt werden. Figur 4B ist eine schematischere Darstellung des Puffers 40, der für die Verwendung als Puffer 18 des Fahrzeugs 10 geeignet ist. Der Puffer 40 ist ausführlicher in der anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 265,784, beschrieben, die am 01. November 1988 unter dem Titel "Bumper For Impact Detection" eingereicht wurde, und die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die Verwendung eines einzelnen Sensor sowohl für die Hindernisdetektierung wie auch für den Halteseilsensor führt zu niedrigeren Systemkosten.
Figur 5 offenbart ein Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs 10. Das Verfahren wird durch ein Programm 50 zur Implementierung in der Systemsteuerung 32 von Figur 3 wiedergegeben. In einem ersten Schritt 52 wird bestimmt, ob das Fahrzeug sich vorwärts bewegen soll, um seine Arbeit, wie beispielsweise Saugen, auf einer Fläche, wie beispielsweise einem Boden, auszuführen. Dies wird einfach durch die Anwesenheit einer Spannung auf dem Halteseil wie auch durch den Zustand einer Sicherheitsblockierung in dem System festgestellt. Wenn das Fahrzeug keinen Befehl zum Laufen hat, wird dieser Programmteil verlassen.
In Schritt 54 wird das Fahrzeug angesteuert, sich "vorwärts" zu bewegen. "Vorwärts" ist definiert als +/- 90º (180º) der möglichen Fahrzeugbewegung mit Bezug auf die Position des Halteseils. "Rückwärts" ist definiert als +/- 90º (180º) der möglichen Fahrzeugbewegung diametral entgegengesetzt zu der Position des Halteseils.
Der Grad (Geschwindigkeit) und die Richtung der Fahrzeugbewegung in Vorwärtsrichtung wird durch die Spannung (T) und den Winkel (φ) des Halteseils mit Bezug auf das Fahrzeug bestimmt.
In Schritt 56 wird festgestellt, ob das Fahrzeug einem Hindernis begegnet ist, wie durch einen Pufferkontakt angezeigt wird. Wie oben erwähnt ist, ist der Puffer mindestens um den vorderen (vorseitigen) Rand des Fahrzeugs angeordnet und spricht auf die Position (P) und eventuell die Kraft (F) des Kontakts des Fahrzeugs mit einem Hindernis an. Wenn es keinen Pufferkontakt gibt, schreitet das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung vor, wie es durch das Halteseil geführt wird vor (Geschwindigkeit und möglicherweise Lenkung).
Wenn es einen Kontakt mit einem Hindernis gibt, dann wird das Fahrzeug im Schritt 58 angehalten. An diesem Punkt, wenn das Fahrzeug von einem anderen Fahrzeug geschleppt wird, wird ein Signal zu dem schleppenden Fahrzeug gesendet, um dieses anzuhalten.
Dann wird das Fahrzeug veranlaßt, im Schritt 60 leicht zurückzusetzen. Typischerweise genügt das Zurücksetzen in der Größenordnung von 4 inches (10 cm). Vorzugsweise setzt das Fahrzeug in Richtung genau umgekehrt zu seiner Vorwärtsfahrtgeschwindigkeit vor dem Hindernis zurück. Jedoch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Rücksetzrichtung optimiert werden kann entsprechend der Position des Hinderniskontakts, beispielsweise diametral entgegengesetzt zur Position des Pufferkontaktes.
Der Grad und die Plötzlichkeit der Rückwärtsbewegung ist manchmal kritisch in Hinsicht sowohl auf "Benutzer-Freundlichkeit" und Navigationseffektivität. Beispielsweise ist es in den meisten Fällen nicht notwendig, daß die Rückwärtsbewegung in einer plötzlichen, sprunghaften Weise beginnt. Ebensowenig ist es notwendig, daß das Fahrzeug sich weiter rückwärts bewegt, als notwendig ist, um einen Hindernisabstand zu gewinnen, wenn die Vorwärtsbewegung wieder aufgenommen wird. Es ist jedoch vorzuziehen, daßdie Richtungsänderung des Fahrzeugs in einer sicheren und wirksamen Weise vonstatten geht. Dies kann ebenso das Ertönen einer hörbaren Einrichtung einschließen, die anzeigt, daßdas Fahrzeug dabei ist, sich rückwärts zu bewegen. Als eine Sicherheitsbedienung kann es wünschenswert sein, den Halteschlauch vor dem Rücksetzen zu überwachen. Wenn es eine große Spannung an dem Halteseil gibt, was ein gespanntes Halteseil anzeigt, wäre es wünschenswert, die Rücksetzbewegung aufzuschieben, bis die Spannung nachgelassen hat. Andererseits, wenn es eine geringe Halteseilspannung gibt, was ein relativ entspanntes Halteseil anzeigt, kann der Rücksetzvorgang früher beginnen. Nachdem das Fahrzeug zurückgesetzt hat, dreht sich das Fahrzeug in einem Schritt 62 um einen Winkel a in Richtung weg von dem Hindernis und nimmt die Vorwärtsbewegung wieder auf. Für streifende Stöße (Kollision mit Hindernissen bei nahezu 90º vom Halteseil) ist es im allgemeinen ausreichend, daß das Fahrzeug um eine kurze Strecke in der Größenordnung von 3 inches (7 - 8 cm) zurücksetzt, und sich um einen kleinen Winkel in der Größ0enordnung von 5 bis 10º dreht, bevor es erneut vorwärts fährt (Schritt 54). Bei mehr "frontalen" Stößen kann das Fahrzeug weiter in der Größenordnung von 1 Fuß (30 cm) zurücksetzen und sich um einen größeren Winkel in der Größenordnung von 10 - 20º drehen, bevor es erneut vorwärts fährt.
Die Figuren 6, 7 und 8 beziehen sich auf spezielle Ausführungsformen des Fahrzeugs dieser Erfindung. Ein Staubsauger 70 hat einen Behälterkörper 72, ein linkes Rad 74, ein rechts Rad 76 und einen Schlauch 78. Der Schlauch ist an einem Ende an dem Behälter befestigt, wo sich ein Halteseilsensor 80 befindet. Ein kontaktempfindlicher Puffer 82 ist mindestens am vorderen Rand des Fahrzeuges vorgesehen.
Der Sensor 80 fühlt die Spannung auf dem Halteseil und antwortet darauf durch Antreiben des Fahrzeugs in Richtung des Spannungsvektors und mit einer Geschwindigkeit proportional zum Betrag des Spannungsvektors. Wenn die Spannung nachläßt, dann bremst das Fahrzeug bis zum Halten ab. Wenn das halteseilgeführte Fahrzeug zufälligerweise zu einem Hindernis geführt wird, dann wird der Kontakt mit dem Hindernis detektiert, und das Fahrzeug setzt automatisch zurück und dreht sich, so daß es sich selbst von dem Hindernis befreit.
Der Puffer kann in zwei verschiedenen Versionen ausgeführt werden. Die erste Version verwendet leitendes Schaumfstoffmaterial als komprimierendes Medium. Das Schaumstoffmaterial ist vom selben Typ, wie er zum Transport und zum Schutz von integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendet wird. Ein MYLAR (Warenzeichen)-Plastikband ist an der Außenseite des Pufferschaums vorgesehen. Dazwischen befindet sich ein isolierendes Fiberglasgitter. Wenn der Puffer von einem Objekt getroffen wird dann gibt das MYLAR-Band (welches elektrisch geerdet ist) elektrischen Kontakt durch das Gitter, wodurch dieser Punkt des Schaummaterials geerdet wird. Elektrische Verbindungen an jedem Ende des Schaumstoffmaterials sind mit zwei CPU-A/D-Eingängen verbunden. Durch differentielle Messungen kann der Ort des Zusammenpralls (wie auch die relative Kraft des Zusammenstoßes) berechnet werden, siehe die US- Patentanmeldung Seriennummer 265,784, die am 01. November 1988 unter dem Titel "Bumper for Impact Detection" eingereicht wurde und hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Mit Bezug auf Figur 8 umfalt der zweite Typ von Puffer einen starren, U-förmigen Plastikrahmen 83, an dessen Außenseite verschiedene Abschnitte 84 von TAPE-SWITCH -Schaltersensoren befestigt sind. Der Rahmen ist durch Federn 85 auf dem Fahrzeug federgespannt.
Bei einer Kollision registrieren die TAPE-SWITCH -Sensoren zunächst einen Kontakt, was der CPU weitergegeben wird. Zweitens absorbieren die Federn etwas von der Energie durch Zunahme der Federspannung, d. h. der Pufferrahmen bewegt sich näher zu dem Fahrzeug.
Figur 7 ist eine perspektivische Ansicht des Staubsaugers von Figur 6. Die Pfeile 86 zeigen das Saugen an. Eine Kabeltrommel 87 und ein Stromkabel 88 sind gezeigt.
Die Erfindung hat eine wesentliche Anwendung in der Lenkung von Behälterstaubsaugern. Der Saugschlauch ist ein schlechtes Verfahren zum Führen und Lenken des Behälterstaubsaugers. Folglich stört der Behälter oft mit Möbeln oder Türpfosten zusammen und bleibt stecken. Der Verwender muß dann das Saugen anhalten, zu dem Behälter zurückkehren und das Wirrwarr auflösen. Dieses System wird das Auftreten von Stauungen miniinieren, da die gesamte Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs verbessert wird. In der Vergangenheit hat nur der Kontakt mit einem Hindernis oder Reibung den Staubsauger in der Bewegung angehalten. Nun wird das Fahrzeug angehalten, wenn die Spannung an dem Schlauch nachläßt. Wenn eine Stauung auftritt, dann befreit sich das Fahrzeug selbst und erlaubt dem Benutzer in ununterbrochener Weise das Saugen fortzusetzen.
Die Figuren 9 und 10 zeigen eine Ausführung des Halteseilsensors unter Verwendung von zwei kraftempfindlichen Widerständen (FSRs) 90 und 92. Insofern Figur 9 ein Querschnitt entlang der Linie 9-9 von Figur 10 (alternativ von Figur 7) ist, ist nur FSR 90 sichtbar auf Figur 9.
Der Halteseilsensor 100 umfaßt im wesentlichen zwei Hauptstrukturelemente; ein Rohr 102, das in einem Flansch 104 endet, und eine Plattform 106. Ein Schaumstoffteil 108 ist zwischen dem Flansch 104 und der Plattform 106 eingefügt. Klips 110 sind vorgesehen, wie gezeigt ist, um eine Vorspannung zum Halten des Flansches 104 gegen die Plattform 106 aufrecht zu erhalten. Die FSRs 90, 92 (90 sichtbar) sind zwischen dem Schaumstoff 108 und der Plattform 106 vorgesehen. In dieser Weise wird eine nachgiebige Anordnung erreicht, wodurch das Rohr 102 auf Eingänge von der Halteseilspannung anspricht. Die Klips 110 und der Schaumstoff 108 werden so gewählt, daß in einem Ruhezustand (keine Halteseilspannung) sich die FSRs in einem Mittelpunkt ihres dynamischen Bereiches befinden. (Es ist zu beachten, daß die Federklips 110 zur Klarheit der Beschreibung um 90º gedreht gegenüber dem Halteseilsensor zwischen den Figuren 9 und 10 gezeigt sind.)
Wie gezeigt ist, sind die FSRs 90, 92 rückwärtig vom Halteseil angeordnet. Wenn eine Spannung an dem Halteseil anliegt (als Ergebnis eines Ziehens an dem Halteseil) wird die Kraft auf die FSRs vermindert. Diese Kraft wird in ein Signal umgesetzt, das zu der Steuerung zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit zugeführt wird.
Wie am besten in den Figuren 6 und 10 erläutert ist, sind die FSRs 90, 92 von der Mittellinie des Fahrzeugs beabstandet. Auf diese Weise kann eine differentielle Kraft und somit ein FSR Ausgang entwickelt werden, wenn das Halteseil von der Mitte weggezogen wird. In anderen Worten, wenn das Halteseil in eine Richtung gezogen wird, dann erfährt das FSR auf dieser Seite von der Mitte weniger von einer Kraftabnahme, als das FSR auf der anderen Seite von der Mitte. Dieser Unterschied wird vorteilhaft verwendet, um eine Lenkungseingangsinformation für die Fahrzeugsteuerung abzuleiten.
Die elektrische Verbindung von jedem FSR ist schematisch in Figur 11 gezeigt. Wie bekannt ist, variieren solche Sensoren ihren inneren Widerstand ungefähr lineal mit der darauf angewendeten Kraft. Ihr innerer Widerstand liegt im Bereich Kilo-Ohm bis Mego-Ohm. Die beiden Sensoren 90 und 92 entsprechen zwei Freiheitsgraden, wie dem Lenken und der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs. Die Ausgangssignale von den FSRs 90, 92 liegen in Form von Spannung vor, worin: (FSR) = Widerstand des FSR.
Folglich liegen die Ausgangssignale von den FSRs in Form von Spannungen vor. Die Beziehung Schlauchziehen-zu-FSR-Kraft wäre für einen anderen Satz von FSRs, die die Halteseilspannung anzeigen, wie in bezug auf Figur 9 diskutiert wurde, umgekehrt. Folglich gilt, daß der Spannungsausgang (z. B. 0 - 5 Volt) und der entsprechende digitale Wert (z. B. 0-255) umso höher ist, je größer die angewendete Kraft ist.
Die Systemsteuerung (Element 32 in Figur 3) verarbeitet die eingehenden Daten in der folgenden Reihenfolge:
a. Durchführen von Analog-zu-Digital-Umsetzung der eingehenden FSR-Spannungen.
b. Verschieben der digitalen Werte so, daß eine Null- Zugkraft am Schlauch dem Null-Wert entspricht.
c. Kontrollieren, daßjedes negative Ergebnis von Schritt b ebenso einen Null-Ausgang ergibt.
d. Skalieren der gegenwärtigen Parameterwerte in einer solchen Weise, daßmaximale Zugkraft maximaler Radgeschwindigkeit entspricht.
e. Kalkulieren der jeweiligen Radgeschwindigkeiten entsprechend:
WL = (VL + VR) x f(VL)² x h
WR = (VL + VR) x f(VR)² x h
wobei:
WL = Geschwindigkeit des linken Rades
WR = Geschwindigkeit des rechten Rades
VL = Spannungsparameterwert vom linken FSR
VR = SPannungsparameterwert vom rechten FSR.
Die allgemeine Funktion f ist entsprechend zu Figur 12 definiert, wobei B < f < = 1. B ist hier = 0,5.
Der Grund für die Funktion f ist es, einen weichen Start zu erhalten, d. h., eine niedrige Geschwindigkeit für ein leichtes Ziehen am Schlauch.
Die Funktion h ist ein Dämpfungsfaktor, der zur Hindernisvermeidung verwendet wird. Der resultierende Ausgang von der Verwendung von h ist so, daß das Fahrzeug nach Abschluß der Hindernisvermeidung einen weichen Start während des ersten Bruchteils einer Sekunde bekommt.
Um einen Seitwärtszug zu erlauben, werden die folgenden Bedingungen angewendet:
Wenn VL = 0, dann f(VL) = 0 und f(VR) = 1.
Wenn VR = 0, dann f(VL) = 1 und f(VR) = 0.
f. Kontrollieren, daßdie Radgeschwindigkeiten innerhalb der zulässigen Bereiche sind.
g. Ausführen von Glättung, was eine Art von Software Niederpaßfilterung ist. Auf diese Weise können plötzliche Änderungen gedämpft werden.
Die Erfindung wurde implementiert auf einem autonomen, Haushaltsroboterstaubsauger, der von normalem 110V Haushaltsstrom versorgt wird. Ein solcher Roboterstaubsauger ist ausführlich beschrieben in der anhängigen, eigenen US-Patentanmeldung Nr. 307,765, die am 07. Februar 1989 unter dem Titel "Autonomous Vehicle for Working on a Surface and Method of Controlling Samen" angemeldet wurde.
Die oben erwähnte US-Patentanmeldung Nr. 307,765 beschreibt einen Behälterstaubsauger, der ungefähr 14 kg (31 lbs.) wiegt und die physikalischen Dimensionen der Länge = 61 cm, Breite = 35 cm und Höhe = 21 cm aufweist. Die Einheit folgt ihrem Strom- (Netz)kabel durch Bewegung in radialen Bewegungsmustern beginnend an dem elektrischen Wandanschlusses.
In der oben erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 307,765 beginnt der Roboter mit einer Vorwärtsbewegung in gerader Linie für eine vorbestimmte Strecke. Wenn er diese ganze Strecke ohne Unterbrechung fahren kann, dann wird dieser Abschnitt als offen betrachtet. Wenn nicht, dann registriert ein Puffer an der Vorderseite eine mögliche Kollision. Das Fahrzeug hält schnell an und beginnt rückwärts um die gleiche Strecke zu laufen, die es vorwärts gelaufen ist, d.h. es kehrt zum Ursprungspunkt zurück.
In der oben erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 307,765 liegt die Infrastruktur in Form eines Servo-Motors, CPU, Puffersensors, etc. bereits vor. Folglich wären die zusätzlichen Kosten durch Zufügung eines Halteseilführungsmerkmals gemäß dieser Erfindung minimal.
Figur 9 zeigt einen Lenkungs- (Halteseil)-Sensor für das Fahrzeug. Eine mechanische Verbindung setzt den Spannungsvektor des Halteseils 14 in eine Kraft und eine Position auf der Sensoroberfläche um. Ein Druck (Zug) auf den Sensor führt zu einer Vorwärtsbewegung. Erhöhter Druck ergibt eine schnelle Bewegung. Bewegung des Halteseils nach links von der Mitte lenkt das Fahrzeug nach links. Bewegung des Halteseils nach rechts von der Mitte lenkt das Fahrzeug nach rechts.
Die Schlauchkraftsensoren sind in T-förmigen Plastikrohren aufgenommen. Die beiden FSRs sind unterhalb der Plastikplattform/basis des T-Rohrs eingequetscht.
Wenn eine Schlauchzugkraft detektiert wird, dann muß die auf das T-Rohr ausgeübte Verdrehungskraft unterschieden werden von der Verdrehungkraft, welche von dem Schlauch kommt, wenn dieser sich nach vorne auf den Boden (durch ein eigenes Gewicht) neigt, wenn er nicht in gebrauch ist.
Die FSRs sind hinter den beiden rückwärtigen Ecken der Plattform angeordnet. Zwei große Klips üben eine Vorspannungskraft auf die FSRs aus. Dadurch wird durch Ziehen am Schlauch nach vorne die Kraft auf die FSRs vermindert. Die Vorspannungskräfte der Klips neutralisieren die Vorwärtsneigungskraft des Schlauches, welcher auf dem Boden liegt.
Die Schlauchzugkräfte können ebenso unter Verwendung derselben Art von leitendem Schaumstoffmaterial detektiert werden, wie es in dem Puffer oben beschrieben wurde. Da die Schaumstoffart ebenso (relative) Kräftemessungen ermöglichen kann, werden durch eine Scheibe des Schaumstoffmaterials unterhalb des T-förmigen Rohres (wie oben beschrieben) die Druckkräfte angezeigt. Zwei Elektroden müssen mit dem Schaumstoffmaterial (an jeder Seite) verbunden und dann an die zwei CPU-A/D-Eingänge angeschlossen werden.
Geeignete FSRs werden von der folgenden Firma hergestellt: Interlink Electronics, 535 E. Montecito Street, Santa Barbara, Kalifornien 93103.
Jedes FSR ist geeignet mit einem Zugwiderstand von 56 Kilo- Ohm verbunden. Die widerstandsgeteilte Spannung wird dann geeignet in einen A/D-Eingang einer CPU (beispielsweise Motorola MC68HC11A8) eingespeist, die als Steuerung von Figur 3 dient.
Die CPU steuert die beiden Servomotoren (linkes und rechtes Rad) über zwei HP HCTL-1000 Servomotorcontroller-ICs. Die CPU steuert die individuellen Geschwindigkeiten jedes Motors. Das Fahrzeug wird durch differentiellen Antrieb gelenkt.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daßdie vorliegende Erfindung sich wesentlich vom Stand der Technik unterscheidet. Beispielsweise das oben erwähnte US Patent Nr. 3,896,892 offenbart einen "Griff", welcher zwei Vorwärtsund eine Rückwärtsgeschwindigkeitssteuerung bereitstellt. Im Unterschied dazu gibt die Erfindung eine Servozugkraft in einem stetigen Bereich von Vorwärtsgeschwindigkeiten in Antwort auf die Halteseilspannung. Weiterhin ergibt die Erfindung das automatische Umrunden eines Hindernisses, wobei das Fahrzeug in Antwort auf den Kontakt mit einem Hindernis selbst umkehrt und sich neu orientiert .

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Bewegung eines halbautonomen Fahrzeuges (70) über eine Fläche, wobei ein kontaktempfindlicher Puffer (82) zumindest an einem vorderen Randteil des Fahrzeuges (70) vorgesehen ist, umfassend die folgenden Schritte:

vorsehen eines Halteschlauches oder Halteseiles oder dergleichen (78) an dem Fahrzeug (70);

fühlen der Spannung T an dem Halteschlauch (78);

veranlassen, daß das Fahrzeug (70) sich mit einer Geschwindigkeit v nach vorne bewegt in Antwort auf die gefühlte Spannung an dem Halteschlauch (78);

veranlassen, daßdas Fahrzeug (70) anhält und um eine Strecke d zurücksetzt in Antwort auf den Kontakt des Puffers (82) mit einem Hindernis;

veranlassen, daßdas Fahrzeug (70) sich um einen Winkel dreht nachdem das Fahrzeug (70) um die Strecke d zurückgesetzt hat; und

wiederaufnehmen der Vorwärtsbewegung in Antwort auf die fortgesetzte Spannung T an dem Halteschlauch nachdem das Fahrzeug (70) sich um einen Winkel α gedreht hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Vorwärtsgeschwindigkeit v des Fahrzeuges (70) proportional zur Spannung T an dem Halteschlauch (78) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Puffer (82) eine Stelle P des Kontaktes init einem Hindernis relativ zum Fahrzeug (70) feststellt, und worin das Fahrzeug (70) von diesem Hindernis zurückweicht in Antwort auf den Kontakt mit einem Hindernis.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Puffer (82) eine Stelle P eines Kontaktes mit einem Hindernis relativ zum Fahrzeug (70) feststellt und worin das Fahrzeug (70) nach dem Zurücksetzen sich von diesem Hindernis wegdreht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fahrzeug (70) nach dem Kontakt mit einem Hindernis und bevor es zurücksetzt pausiert.

6. Verfahren mach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

ertönenlassen einer Geräuschvorrichtung (37), wenn das Fahrzeug (70) ein Hindernis berührt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fahrzeug (70) nach dem Zurückweichen sich um einen Winkel α proportional zu einer Stelle P eines Kontaktes mit dem Hindernis dreht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

wiederholen der Schritte des Zurückweichens, Drehens und Wiederaufnehmens der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges (70), bis das Hindernis umgangen werden kann.

9. Verfahren nach Anspruch 1 , weiterhin umfassend:

fühlen eines Richtungswinkels θ, den der Halteschlauch (78) mit dem Fahrzeug (70) einschließt, und veranlassen, daßdas Fahrzeug (70) in Antwort auf den gefühlten Richtungswinkel θ des Halteschlauches (78) sich vorwärtsbewegt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

versehen des Halteschlauches (78) mit einem Sensor, welcher anzeigt, daß ein Benutzer den Halteschlauch hält; und

verhindern jeglicher Bewegung des Fahrzeuges (70), wenn kein Benutzer den Halteschlauch (78) hält.

11. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fahrzeug (70) über den Halteschlauch (78) durch ein Schleppfahrzeug geschleppt wird; und

wobei dem Schleppfahrzeug signalisiert wird, daß es anhalten soll, wenn das Fahrzeug (70) zum Halten veranlaut worden ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

vorsehen einer Weichstart-Eigenschaft f in dem Schritt, der das Fahrzeug (70) zur Vorwärtsbewegung in Antwort auf die Spannung T an dem Halteschlauch (78) veranlaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

vorsehen eines Dämpfungsfaktors h in dem Schritt, in welchem das Fahrzeug (70) seine Vorwärtsbewegung wieder aufnimmt, nachdem das Fahrzeug (70) zurückgesetzt und gedreht hat in Antwort auf den Kontakt mit einem Hindernis.

14. Halbautonomes Fahrzeug (70) zur Bewegung über eine Fläche, umfassend:

einen Körperteil (72);

Vorrichtungen (34), 74, 76) zum Bewegen und Drehen des Körperteils (72);

eine Puffervorrichtung (82), welche mindestens an einem vorderen Randteil des Fahrzeuges (70) zum Fühlen eines Kontaktes des Fahrzeuges (70) mit einem Hindernis vorgesehen ist;

einen Halteschlauch oder ein Halteseil oder dergleicchen (78), welcher an dem Fahrzeug (70) vorgesehen ist;

eine Halteschlauch-Sensorvorrichtung (80), an welcher der Halteschlauch (78) vorgesehen ist, zum Fühlen einer Spannung T an dem letzteren; und

eine Vorrichtung (32) zum Ausüben der Steuerung über die Bewegung und das Drehen des Fahrzeug (70) in Antwort auf die Halteschlauch-Sensorvorrichtung (80) und die Puffervorrichtung (82).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, worin die Puffervorrichtung (82) kräftesensitiv ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin umfassend:

eine Vorrichtung (90,92), welche mit der Halteschlauch-Sensorvorrichtung (80) assoziiert ist, um den Winkel 6 des Halteschlauches (78) in Bezug auf das Fahrzeug (70) Festzustellen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, worin die Halteschlauch-Vorrichtung umfaßt:

einen Flansch (104), an welchem der Halteschlauch (78) befestigt ist;

eine Plattform (106), welche relativ fest in Bezug auf das Fahrzeug (70) ist;

eine Vorrichtung (110), welche den Flansch (104) gegen die Plattform (106) nachgiebig hält; und

mindestens eine Kräftesensorvorrichtung (90,92), welche zwischen den Flansch (104) und der Plattform (106) vorgesehen ist, zum Anzeigen einer Verdrehung, welche sich aus der Spannung an dem Halteschlauch (78) ergibt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin die Vorrichtung (110), welche den Flansch (104) gegen die Plattform (106) nachgiebig hält, ein Schaumelement, welches zwischen dem Flansch (104) und der Plattform (106) liegt, und Clipse (110) umfaßt, welche eine Spannkraft ausüben, die den Flansch (104) gegen die Plattform (106) hält.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin die Vorspannung vorgesehen ist, um mindestens eine Kräftesensorvorrichtung (90,92) zu einem Mittelpunkt ihres Betriebsbereiches vorspannt, wenn keine Spannung an dem Halteschlauch (78) anliegt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin die mindestens eine Kräftesensorvorrichtung (90,92) rückwärtig an dem Halteschlauch (78) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin zwei Kräftesensorvorrichtungen (90,92) zwischen dem Flansch (104) und der Plattform (106) vorgesehen sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, worin die zwei Kräftesensor-Vorrichtungen (90,92) an jeder Seite einer länglichen Mittellinie des Fahrzeuges (70) so angeordnet sind, daß sie einen verschiedenen Ausgang in Antwort auf eine exzentrische (nicht-longitudinale) Spannung auf den Halteschlauch (78) ergeben, der einen Steuereingang anzeigt.