DE8701764U1

DE8701764U1 - Vorrichtung zur Führung mehrerer fahrerloser Fahrzeuge

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Publication number: DE8701764U1
Application number: DE8701764U
Authority: DE
Original assignee: Bleichert Foerderanlagen 6960 Osterburken De GmbH
Current assignee: Bleichert Foerderanlagen 6960 Osterburken De GmbH
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1987-06-25

Description

&idiagr;9.5.1987.

VORRICHTUNG ZUR FÜHRUNG MEHRERER FAHRERLOSER FAHRZEUGE

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung mehrerer entlang eines in der Fahrbahn verlegten Führungsdrahtes induktiv gelenkter, fahrerloser Fahrzeuge, deren Fahrzeuge je einen Magnetfeldsensoren aufweisenden, auf die Frequenz des FührungswechselStroms abgestimmten Führungstaster und eine dem Führungstaster nachgeordnete Auswertschaltung zur Erzeugung eines Lenksignals in Abhängigkeit von den durch den Führungswechselstrom im Führungstaster induzierten Strömen aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zentrale der eingangs genannten Art möglichst einfach und betriebssicher aus zugestalten.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsstromgenerator vorgesehen ist, der an den Führungsdraht anschließbar ist, um diesen mit einem Führungswechselstrom zu beaufschlagen, und daß zur Signalübermittlung von der Zentrale zu den Fahrzeugen ein Codierer vorgesehen ist _t der die zu übermittelnden Signale digitalisiert mit einer Tastung der Frequenz F des Fuhrungswechselstroms auf digitale "Q" = F + DF und digitale "1" - F - DF, mit DF = 0,05 F bis 0,10 F. Vor-

WEITER SEITE 5 DER URSPRÜNGLICH EINGEREICHTEN BESCHREIBUNG

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zügsweise sind die Magnetfeldsensoren Induktionsspulen, die mit ihter Spülenachse quer 2äür Fahrtrichtung nebeneinander dicht über der Fahrbahn am Fahrzeug gelagert sind *

Die Erfindung nutzt für diese Signalübermittlung die sowieso für den Führungswechsel strom vorhandenen Fühi?Ungsleiter und Magnetfeldsensoren aus« Die Signalübermittlühg erfolgt, abgesehen von der kurzen drahtlosen Strecke zwischen den Magrietfeidsensoren und dem in Unmittelbarer Nähe der Magnetfeldsensoren gelegenen Führüngsleiterabschnitt, über den Führungsdraht, erfordert also keine zusätzlichen Übertragungsmittel und ist wegen der weitgehend drahtgebundenen Übertragung durch äußere elektrische Felder weniger störanfällig als weiim über dj e ganze Strecke drahtlos übermittelt wird. Die Störanfälligkeit kann man weiter reduzieren durch die Wahl geeigneter Übertragungsfrequenzen und geeigneter Modulationsverfahren.

Auch für den umgekehrten Weg der Sigrialübermittlung von den Fahrzeugen zur Zentrale nutzt eine Weiterbildung den Führungsdraht aus. Diese Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß für Signalübermittlung von den Fahrzeugen zur Zentrale in jedem Fahrzeug ein Sender angeordnet ist, für dessen Sendefrequenz W vorzugsweise giltt W = 5 F bis 20 F, daß dieser Sender ausgangsseitig an eine Antenne angeschlossen ist, die auf den vom Fahrzeug angesteuerten Führungsdraht gerichtet ist, daß die Signale digitalisiert dieser Sendefrequenz aufgeprägt werden, und daß an der Zentrale ein Empfänger vorgesehen ist, der unter Zwischen- i schaltung eines auf diese Signalfrequenz abgestimmten i

Filters an den Führungsdraht angeschlossen ist. Die Ober- I

grenze der Sendefrequenz ist möglicherweise durch gesetz- f.

liehe Vorschriften bedingt. |

Es bedarf für diese Signa!Übermittlung nur einer zusätzli- 1 chen Antenne, die sehr geringe Sendeenergie erfordert, ff

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Weil ^ie Antenne unmittelbar auf den Führungsdraht gerichtet sein kann und die SignalÜbermittlung über die längste Strecke über den Führungsdraht erfolgt. Auch die Sig'nälübermittlung in dieser Richtung ist* da sie über die größte Strecke drahtgebunden ist, durch äußere Einwirkung gen weniger störanfällig«

Ein Fahrzeug ist vorzugsweise zweiachsig und mit mindestens einer lenkbaren Achse ausgestattet.

Es empfiehlt sich, daß je eine Antenne in Vorwärtsfahrtrichtung vorn und in Vorwärtsfahrtrichtung hinten am Fahrzeug angeordnet ist* Dadurch ist sichergestellt, daß immer eine Antenne zur Verfugung steht, die unmittelbar über dem Führungsdraht steht, auch dann, wenn das Fahrzeug über Unterbrechungen des Führungsdrähtes im Bereich von Weichen und dergleichen fährt.

Man kann, wenn mehrere Antennen vorgesehen sind, diese parallel betreiben, man kann aber auch im Fahrzeug einen Antennenumschalter vorsehen, der jeweils eine Antenne aktiv einschaltet, und zwar diejenige, die das stärkste Empfangssignal empfängt.

Die Zentrale muß in der Lage sein, bei der Signalübermittlung die einzelnen Fahrzeuge individuell anzusprechen. Das geschieht am einfachsten dadurch, daß für Signalüberinittlung von der Zentrale zu den Fahrzeugen jedes Fahrzeug im Empfänger nachgeordnet eingängsseitig einen Adressenerkenner aufweist, daß eine Sperre vorgesehen ist, durch die die Weiterverarbeitung der vom Empfänger empfangenen Signale gesperrt werden kann, und daß die Sperre durch den Adressenerkenner offenbar ist und geöffnet wird bei Empfang eines dem Fahrzeug eindeutig zugeordneten Adressenwortes .

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Zweckmäßig werden in den einzelnen Fahrzeugen die Daten in Form je eines Fahrzeugtelegrammes bereitgehalten, das Auskunft über den Zustand Und die Funktion des Fahrzeuges geben. Diese Telegramme kann dann die Zentrale im Bedarfsfall von den einzelnen Fahrzeugen abfragen. Eine dementsprechende Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Signalübermittlung von den einzelnen Fahrzeugen zur Zentrale an jedem Fahrzeug ein Sendewortspeieher vorgesehen ist, der mit DAten aus Funktionseinheiten des betreffenden Fahrzeuges angesteuert wird und, angestoßen durch ein Rufzeichen des Empfängers, über den zugehörigen Sender seinen jeweiligen Dateninhalt' an die Zentrale sendet.

Damit während der Abfrage das Telegramm nicht umgestellt wird und dadurch Störungen auftreten, empfiehlt es sich, daß den Funktionseinheiten und dem Sendewortspeieher eine Blockierung zwischengeschaltet ist, die während der Abfrage des Sendewortes aus dem Sendewortspeieher die Veränderung des Sendewortes durch die angeschlossenen Funktionseinheiten blockiert.

^!Die Frequenz F des FührungswechselStroms beträgt vorzugsweise 5,6 kHz (=5.600 Schwingungen pro Sekunde) und DF =500 kHz (=500 Schwingungen pro Sekunde). Das erfordert einerseits keine allzugroße Bandbreite eingangsseitig für die Aüswertschaltung, die ja die Führungswechselstromfrequenzen 5,1, 5,6 und 6,1 kHz empfangen muß, und bedingt andererseits für eine betriebssichere Decodierung der Digitalsignale genügenden Frequenzabstand.

Die Sendefrequenz W beträgt zweckmäßig 50 kHz. Diese Frequenz unterscheidet sich genügend von der Frequenz F = 5,6 kHz oder einer anderen sinnvollen Führungsfrequenz im Bereich weniger kHz und ist auch hoch genug, um die kleine drahtlose Strecke zwischen Antenne und Führungsdraht mit

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geringer Sendeenergie zu überbrücken* Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung

&Igr; näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 ein in der Fahrbahn verlegtes Führungsnetz mit zugehöriger Zentrale,

Figur 2 von unten gesehen ein fahrerloses Fahrzeug, das auf dem Führungsnetz nach Figur
1 geführt wird,

Figur 3 den Schnitt III aus Figur 2 mit einem i

Teil der Fahrbahn geschnitten und I

Figur 4 im Blockschaltbild das Kommunikations- |I

system. |

Das Führungsnetz 1 besteht aus einem Führungsdraht 2, der [

sich mehrfach verzweigt. Der Führungsdraht wird von einem i

Führungsstromgenerator 3 der Zentrale 4 mit Führungswech- j

selstrom beaufschlagt. Die offenen Enden des Führungsdrah- &Idigr;

tes sind über je einen Kondensator gegen Masse abgeschlos- |

sen. Der Widerstandswert für jeden dieser Kondensatoren |

ist, bezogen auf den Führungswechselstrom, höher als der |

Widerstand des zugehörigen Führungsdrahtes. 1

Der Führungsdraht 2 ist, wie aus Figur 3 zu ersehen, \

wenige Zentimeter unterhalb der Fahrbahn 6 im Boden einge- ;

lassen. Über das Führungsnetz werden entlang des Führungs- ji

drahtes fahrerlose Fahrzeuge induktiv gelenkt, wie zum |

Beispiel das Fahrzeug 10. f

Das Fahrzeug 10 ist zweiachsig/ die vordere Radachse 11 t.

ist lenkbar, die hintere Radachse 12 ist nicht lenkbar. \

Die lenkbare Radachse 11 schwenkt um die Schwenkachse 13. ' An der lenkbaren Radachse 11 ist ein Führungstaster 14
befestigt, der koaxial zur lenkbaren Radachse 11 zwei Induktionsspulen nebeneinander aufweist. Die lenkbare Radachse kann auch selbst nicht schwenkbar «ein. Dann sind an
der lenkbaü'en Radachse die beiden Räder !Schwenkbar angebracht. Mit der Radachse %l schwenkt der dort angebrachte
Führungstaster 11 mit den Rädern/ entsprechend wird er

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auch schwenkbar gelagert und mit den Rädern geschwenkt bei einer lenkbaren Radachse, die nicht schwenkbar ist.

Es können auch mehr als zwei Induktionsspulen im Führungstaster koaxial aufgereiht vorgesehen sein, es sind aber zur Zeit immer nur zwei Induktionsspulen wirksam geschaltet. Diese beiden Induktionsspulen sind in Figur 4 mit und 17 bezeichnet. Die Induktionsspulen 16 und 17 bilden mit den Kondensatoren 18, 19 Schwingkreise, die mit starker Dämpfung auf die Frequenz F des Führungswechsel-Stroms abgestimmt sind. Diese Frequenz F beträgt 5,6 kHz. \

Die beiden Schwingkreise steuern eine nachgeordnete Aus- j

wertschaltung 20 an. In Abhängigkeit von den Induktionen, die der im Führungsdraht fließende Führungswechselstrom in den Induktionsspulen 16 und 17 erzeugt, erzeugt die Auswertschaltung 20 ein Lenksignal, das an einen Lenkantrieb 21 des betreffenden Fahrzeugs gelangt und die lenkbare Radachse 11 entsprechend schwenkt, derart, daß der Führungsdraht 2 immer möglichst mittig zwischen den beiden Induktionsspulen 16 und 17 geführt wird.

In der Zentrale 4 ist ein Steuergerät 22 vorgesehen, das von einem äußeren Bedienungspult 23 bedient werden kann. Das Steuergerät 22 steuert den Führungsstromgenerator 3 an und schaltet diesen ein und aus. Es steuert außerdem mit einer zu übermittelnden Nachricht, die zum Beispiel üb^x das Bedienungspult 23 eingegeben oder ausgelöst wird, einen Codierer 24 an, der diese Nachricht seriell digital codiert. Mit diesen Digitalsignalen steuert der Codierer 24 einen Senderumtaster 25 der Zentrale an. Dieser Senderümtaster ist an den Führungsstromgenerator angeschlossen. Dieser Führungsstromgenerator 3 ist in seiner Frequenz F !Umschaltbar- vert F auf F +/- DF. Im Beispiel beträgt DF 500 kHz, demzufolge ist der Führungsstromgenerator einschaltbär auf F = 5,6 kHz/ F + DF = 6/1 kHz und P · Df a S,l kHz.

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Dem Digitalsignal "O" wird die Frequenz F + DF zugeordnet, dem Digitalsignal "1" die Frequenz F-DF. Entsprechend wird bei vorliegen von Digitalsignalen der Führungsstromgenerator umgetastet. Liegen keine Digitalsignale vor, ist die Führungsstromfrequenz F = 5,6 kHz.

Die Schwingkreise 16, 18; 17, 19 sind entsprechend gedämpft und auf die Mittenfrequenz F abgestimmt, so daß auch bei den getasteten Frequenzen F +/- DF für die Steuerung hinreichende Induktionsspannung hervorgerufen wird.

An den einen Schwingkreis 17,19 ist ein an dem Fahrzeug angeordneter Empfänger 30 angeschlossen, der den induzierten Führungswechselstrom wieder in die Digitalsignale decodie-'t. Diesem Empfänger 30 nachgeordnet ist ein Adressenerkenner 31 und parallel dazu eine Sperre 32. Die Sperre 32 ist normalerweise geschlossen und sperrt die Vielterleitung der Digitalsignale. Der Adressenerkenner spricht auf ein vorprogrammiertes, dem betreffenden Fahrzeug eindeutig zugeordnetes Adressenwort an und öffnet bei Vorliegen dieses Adressenwortes für eine bestimmte, vorbestimmte Zeitspanne oder eine vorbestimmte Länge einer Nachricht die Sperre 32. Der Sperre 32 nachgeschaltet ist eine Informationsverarbeitungsschaltung 33, an die die empfangenen Daten nur gelangen, wenn die Sperre geöffnet ist. Diese Informationsverarbeitungsschaltung 33 kann die Signale weiterleiten an Funktionseinheiten 46 des Fahrzeuges. Außerdem leitet sie die Signale weiter an eine Abfragesteuerung 34.

Die Abfragesteuerung 34 ist durch spezielle Signale anstetler'bar' Und steuert ihrerseits bei Empfang dieser¹ Signale einen Sender 35j einen parallel/seriell Wandler 36 und einen Blockieret¹ 37 des Fahrzeugs an. Mit 38 ist ein Sendewortäpeicher bezeichnet, der über den Blockierer

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an die einzelnen Funktionseinheiten des Fahrzeuges angeschlossen ist und ständig ein mehrere bits umfassendes Sendewort gespeichert enthält, das den aktuellen Zustand der Funktionseinheiten 46 repräsentiert.

Während des Sendebetriebes wird der Blockierer 37 blockiert, so daß für den Moment der Sendung die Aktualisierung des Sendewortes unterbrochen wird. Das im Seüde-•r wortspeicher 38 gespeicherte Sendewort wird in dem Wandler

i 36 in eine"digitale Serie umgewandelt und gelangt an den |; Sender 35. Der Sender 35 beaufschlagt eine Antenne 41, die I unten am Fahrzeug angeordnet ist und auf den gerade abge-• fahrenen Führungsdraht 2 gerichtet ist - vergleiche Figur ' 2 und 3. Die Sendefrequenz des Senders 35 beträgt 50 kHz.

j. Das von der Antenne 41 ausgehende Signal wird von dem

I Führungsdraht 2 empfangen und gelangt an der Zentrale über

, eine Abzweigleitung 42 an ein Filter 43, in dem der Füh-

I rungswechselStrom zurückgehalten wird, und von da an einen

I decodierenden Empfänger 39, in dem das übermittelte Sende-

I wort wiedergewonnen wird, das dann über die Leitung 40 an

I . das Steuergerät 22 zur weiteren Auswertung gelangt. Die ■f Antenne 41 ist, bezogen auf die Vorwärtsfahrt gemäß Pfeil 47, vorn am Fahrzeug 10 angebracht, eine weitere Antenne 44 ist am hinteren Ende des Fahrzeuges 10 angebracht. Die beiden Anttüinen 41 und 44 können parallel geschaltet sein, si« können aber auch mittels eines Umschalters 45 wahlweise einschaltbar sein, wobei dieser Umschalter von einer Funktionseinheit 46 so angesteuert werden Jtann, daß, wenn nur eine der beiden Antennen dem vom Fahrzeug angesteuerten Führungsdraht direkt gegenübersteht, diese dann akti- m viert ist/ im anderen Fall eine von beiden.

|i Der in Figur 4 durch die strichpunktierte Linie 15 Umfäh-I rene Teil ist in der Zentrale 4 angeordnet und der durch I die strichpunktierte Linie 9 umfahrene Teil einschließlich

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der Funktionseinheiten 46 ist an dem Fahrzeug 10 ängeord-¹ net, AUf dem gleichen FÜhrürigsnetz &iacgr; können Weitefö Fähr-¹ zeuge wie das Fahrzeug 10 gleichzeitig fähren Und Von der gemeinsamen Zentrale 4 individuell gesteuert Werden* Diese Fahrzeuge enthalten dann die gleichen Teile wie die durch die strichpunktierte Linie 9 umfahrenen, nur mit einer anderen Kennung des Adressenerekenners 31.

!Die Zentrale ist auf diese Weise in der Lage/ durch entsprechend adressierte Abfragebefehle die Sendewoftspeicher der einzelnen Fahrzeuge abzufragen und sich damit laufend über den Zustand des gesamten Fahrzeugparks ins Bild zu setzen. Natürlich können über dieses Kommunikationssystem auch andere Nachrichten als die beschriebenen ausgetauscht werden. Wesentlich ist, daß die Kommunikation in beiden Richtungen über den sowieso verlegten Führungsdraht erfolgt und nur ein sehr kurzes Stück drahtlos übertragen wird. Für die drähtlose Übertragung wird eine der sowieso vorgesehenen Induktionsspulen 16, 17 als Empfangsantenne verwendet. Die Zusatzeiririchtüngen, die an der Zentrale und an den einzelnen Fahrzeugen zur Durchführung der Kommunikation erforderlich sind, sind von minimalem Aufwand. Die Kommunikation ist nicht störanfällig gegenüber äußeren Feldern. ·

Claims

r * tt 11 >t 3S9 19.5.1987. re nt ANSPRUCH

1. Vorrichtung zur Führung mehrerer entlang eines in der
Fahrbahn verlegten Führungsdrahtes induktiv gelenkter,
fahrerloser Fahrzeuge, deren Fahrzeuge je einen Magnetfeldsensoren aufweisenden, auf die Frequenz eines Führungswechselstroms abgestimmten Führungstaster und eine dem Führungstaster nachgeordnete Auswertschaltung zur Erzeugung eines
Lenksignals in Abhängigkeit von den durch den Führungswechsel strom im Führungstaster induzierten Strömen aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Führungsstromgenerator ( 3 ) vorgesehen ist, der an den Führungsdraht anschließbar ist, um diesen mit einem Fuhrungswechsalstrom zu beaufschlagen, und

daß zur Signalübermittlung von der Zentrale ( 4 ) zu den Fahrzeugen ( 10 ) ein Codierer ( 24 ) vorgesehen ist, der
die zu übermittelnden Signale digitalisiert ( 0/1 ) mit einer Tastung der Frequenz F des FührungswechselStroms auf digitale "0" = F ·»· DF und digitale "1" = F - DF, mit
DF = 0,05 F bis 0,10 F.