EP3233525A1 - Mecanum wheeled vehicle - Google Patents

Mecanum wheeled vehicle

Info

Publication number
EP3233525A1
EP3233525A1 EP15817768.3A EP15817768A EP3233525A1 EP 3233525 A1 EP3233525 A1 EP 3233525A1 EP 15817768 A EP15817768 A EP 15817768A EP 3233525 A1 EP3233525 A1 EP 3233525A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chassis
mecanum
storage means
support
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15817768.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Baudouin UEBELHART
Pavel Zdrahal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omniroll AG
Original Assignee
Omniroll AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omniroll AG filed Critical Omniroll AG
Publication of EP3233525A1 publication Critical patent/EP3233525A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D61/00Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern
    • B62D61/12Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with variable number of ground engaging wheels, e.g. with some wheels arranged higher than others, or with retractable wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B60B19/12Roller-type wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/22Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having rubber springs only
    • B60G11/23Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having rubber springs only of the torsional-energy-absorption type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D59/00Trailers with driven ground wheels or the like
    • B62D59/04Trailers with driven ground wheels or the like driven from propulsion unit on trailer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/07572Propulsion arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/07586Suspension or mounting of wheels on chassis

Definitions

  • the invention relates to a Mecanumrad scholar for omnidirectional driving maneuvers, in particular without mechanical steering, according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a system according to claim 13 and a method for operating a Mecanumradministers according to claim 15.
  • Mecanum wheel vehicles are well known.
  • a Mecanumrad In a Mecanumrad are about the circumference of a rim of the wheel a plurality of rotatably mounted, usually barrel-shaped rollers at an angle to the axis of rotation of the rim, mounted by usually 45 ° rotatable. It is not the rim but only the aforementioned rollers that make contact with the ground.
  • the rollers have no direct drive and can rotate freely about their respective roller rotation axis (which extends at an angle to the rim or Mecanumradlaunchachse).
  • the entire Mecanumrad however, can be driven by a drive, usually an electric motor with variable rotation and variable speed.
  • Known MecanumradGermane usually have four wheels, which are arranged in a rectangle.
  • Mecanum wheel vehicles for omnidirectional operation in particular with the above-described improved Mecanumyern have been proven. Due to the comparatively complex structure of mechanical wheels to conventional, rolling wheels, the maximum load capacity of mechanical wheels is subject to narrow limits, so that MecanumradGermane so far only limited to carry loads (payloads) or for driving very heavy vehicles.
  • the object of the invention is therefore to specify a mechanical wheel vehicle improved with regard to its load carrying capacity, with which an omnidirectional operation is possible despite a high vehicle weight and / or a high payload. Furthermore, the object is to provide a system comprising a correspondingly improved Mecanumradfahr- tool and carried by this charge. In addition, the object is to provide an operating method for advantageous operation of a correspondingly improved MecanumradGermanes.
  • MecanumradGerman initially comprises several, in particular three or four Mecanumra- dantriebe, the Mecanumrate are preferably arranged the corners of an imaginary triangle or rectangle limiting.
  • Mecanumradantriebe each comprising a Mecanumrad and a, in particular electromotive drive to provide, to ensure an optimized control, it is preferable if the more than three or four Mecanumradantriebe are in turn summarized in three or four groups, which are controlled in groups by the control means.
  • each Mecanumrad comprises several, distributed over the circumference, preferably tonnenformige roles, wherein the roller axes of rotation of the rollers are arranged at an angle to the respective Mecanumrad- or wheel rotational axis of Mecanumrades.
  • the cancurrent drives can be actuated or controlled individually or in groups for realizing an omnidirectional operation by means of control means with which the mechanical wheels or mechanical wheel groups can be rotated at individual speeds and / or directions of rotation, the desired or predetermined (total or resulting) movement direction of the MecanumradGermanes resulting from a sum of individual vectors of Mecanumyer.
  • control means with which the mechanical wheels or mechanical wheel groups can be rotated at individual speeds and / or directions of rotation, the desired or predetermined (total or resulting) movement direction of the MecanumradGermanes resulting from a sum of individual vectors of Mecanumcken.
  • the Mecanumradwild described above according to the invention is consistent with known MecanumradGermanen.
  • support means (not in the form of Mecanumradn) are provided to support a weight force component, in particular a main weight portion of a chassis of the MecanumradGermanes and any payload on a ground (road).
  • the Mecanumcken relative to the chassis (parallel to the weight direction of the vehicle and / or a payload) resiliently fixed to the chassis by means of force storage means, which are designed and arranged so that only a partial weight of a total weight force of the Me- canumgann be supported on the ground - here must the force storage means in the vertical direction (ie parallel to the weight force direction) and / or perpendicular (at least with a spring force component) to the surface extension of the chassis or to a defined by the Mecanumrä- support plane for supporting on the ground be resilient.
  • the force storage means are designed such that the spring travel is limited, so that a residual spring travel (in the direction of the weight force) remains or is given with support means supported on the ground.
  • the spring stiffness of the force storage means is preferably to choose lower than a spring stiffness of optional, preferably between the support means and the chassis arranged Abstweilkraft Grande Eatmit- elements, with which the Supporting means are optionally mounted resiliently relative to the chassis.
  • the spring force or spring stiffness of the force storage means is preferably matched to the weight of the chassis, any superstructures and / or any payload, so that, despite a limitation of the weight force portion to be supported via the Mecanum wheels, a still sufficient weight share via the Mecanum wheels on the ground is supported or supported to ensure a (sufficient) traction of Mecanumrader on the ground to ensure propulsion for omnidirectional moving the MecanumradGermanes.
  • the traction is sufficient in order to be able to transmit a so-called scribing torque, which is necessary in order to overcome a rolling resistance of the vehicle, to or be supported on the ground.
  • the mechanical drives, the chassis and the supporting means form an inseparable unit which can be moved together, preferably in the event of not loading a payload so that the support means, as will be explained later in the context of an advantageous development, not supported on the ground.
  • Mecanumrad donors for carrying payloads
  • Mecanumrad- vehicles which have, for example, heavy, durable structures aufwei- sen to construct and the weight of these structures only partially the Mecanum wheels and the other part on the support means on To support the ground.
  • the support means there are different possibilities. In the simplest case, it is possible to drag support means by driving the Mecanumiza dragging over the ground. However, it is particularly preferred if the support means for minimizing friction are designed to be movable together with the chassis by driving the mechanical wheels over the ground.
  • the support means have a, about 360 °, rotatable load wheel, in particular in the form of a load roller to a, preferably parallel to a ground extending axis of rotation, which in a direction change of the vehicle by a corresponding control of Mecanumradantriebe is rotatable about a preferably perpendicular to the axis of rotation of the load wheel extending steering axis relative to the chassis. It is particularly useful to provide a plurality of such trained and articulated load wheels for improved load distribution. Very particularly preferably four, the corners of a rectangle limiting load wheels are provided.
  • the at least one load wheel is preferred as "conventional wheel without additional, rotatable relative to the wheel wheels", ie not designed as Mecanumrad and preferably not active, but only indirectly driven via the Mecanumrad.
  • the at least one load wheel is also not actively rotatable about the joint axis by means of a steering drive, but only passively by a corresponding change of direction of the vehicle, wherein also an embodiment with active, ie actuated steering can be realized which, depending on the vehicle direction, the load wheel about a joint axis directly driven rotates.
  • a load wheel rotatable about an axis of rotation as well as around a joint axis it is also conceivable to provide supporting means in the form of a rotatable roller, in particular arranged in a cage, which can roll omnidirectionally and thus follow a vehicle direction predetermined by the mechanical wheel drives.
  • support means in the form of a rotatable chain in the manner of a tracked vehicle, in which case it is preferable to have an active steering system for pivoting such a chain drive (a chain can also be formed from a rubber-elastic material ), so as to set a dependent of the respective direction of travel of the Mecanumrades preferred orientation of the chain drive.
  • these are preferably not active but can only be driven indirectly via the drive wheel drives.
  • an embodiment is of particular advantage, in which the support means during an empty drive of MecanumradGermanes not contact the ground, but only when applying a corresponding payload, which at the same time ensures that the means by which the mecanum wheels are resiliently mounted relative to the chassis, are tensioned, as already explained, even when in the support plane defined by the Mecanum- wheels supporting a residual spring travel of the force storage means should be maintained parallel to the weight direction of force, in particular to compensate for unevenness of the ground and to prevent an excessive load on the Mecanumzier must be supported. This is important in order to ensure controlled omnidirectional propulsion of the Mecanum wheel vehicle, even on uneven ground.
  • the support means are arranged or fixed in height-adjustable manner on the chassis such that a distance between a support surface formed by the support means and the support means for supporting a partial load, ie a weight force component, is supported supporting the ground and the ground or the support plane defined by the Mecanumgann and thus the distance of the aforementioned support surface is adjustable to the chassis to the spring travel, the force storage means when loading the chassis with a payload can cover until the support surface of the support means reached the ground and / or optional Abstützkrafttechnischtechnik maximum tension according to the payload, are able to adjust.
  • the maximum, to be supported by the Mecanumckenn on the ground weight force is set at the same time.
  • this distance setting preferably follows as a function of a measured weight of the payload.
  • an embodiment is feasible in which only the mechanical wheels are mounted with respect to the chassis by means of the force storage means resiliently to limit the maximum load to be supported or supported and the support means not.
  • the force storage means resiliently to limit the maximum load to be supported or supported and the support means not.
  • the force storage means are designed in such a way that a residual spring travel of the force storage means remains parallel to the direction of the weight force to ensure residual spring capacity, even in the case of a load-driven mechanical vehicle.
  • the spring travel which is theoretically maximally traversable until reaching a stop, is parallel to the direction of the weight force, i. the corresponding spring travel component is longer than the distance of the support surface of the support means to the ground or to the support plane defined by the mechanical wheels in an unloaded state and / or longer than a maximum spring travel of optional support force storage means parallel to the aforementioned weight direction of force.
  • the aforementioned travel of the force storage means can be adjusted for example by distance variation of a support surface of the support means to the ground or to the chassis, by a corresponding height-adjustable arrangement of the support means relative to the chassis.
  • a resilient mounting of the support means relative to the chassis via corresponding Abstützkrafttechnischstoff may additionally or alternatively to the aforementioned means for adjusting the bias of the force storage means (manual or aktuiert) means for adjusting the bias of the support means may be provided on the vehicle.
  • the preload of the force storage means or any support means and / or a (maximum) travel of the force storage means (in particular the distance of a support surface of support means to a Mecanumradab spabene or to the ground) depending on the weight of a payload is adjustable , wherein it is particularly preferred if the setting is automated, ie vorappelbar via actuator means. It has now turned out to be particularly expedient if the corresponding weight force can be determined with the aid of measuring means of the Mecanum wheel vehicle.
  • the mechanical wheel vehicle has weight force measuring means which are designed and arranged such that the weight force of a payload or of a weight component of this payload which is transmitted via the support means or at least one gear wheel on the lower is supportable is measurable
  • said measuring means force measuring means
  • said measuring means are signal conductively connected to corresponding control means for driving the aforementioned actuator means, wherein the control means, the actuator means for adjusting the bias of the force storage means and / or the aforementioned spring travel and / or a bias of any Abstützkrafttechnischstofftechnikn depending on a sensor signal of the measuring means, ie vary or adjust depending on the payload weight (or weight fraction), on the one hand to limit the load of Mecanumcken and on the other hand to ensure sufficient traction, in particular to overcome a rolling resistance of Mecanum- wheeled vehicle.
  • Mecanumradberges as a load vehicle, which is suitable and intended for receiving or transporting a payload, it has been found to be advantageous if arranged on the chassis a, in particular tiltable, charging device, preferably a charging trough for receiving the payload is.
  • lifting means for relative height adjustment (spacing adjustment) of a payload relative to the chassis
  • the lifting means move the undercarriage in the direction of the ground, thereby tensioning the force storage means of the mecanum wheels until the supporting means have tensioned the ground and / or optional supporting force storage means.
  • the lifting means are designed for relative displacement of a lifting or transport surface to the chassis.
  • the lifting means comprise a fork, in particular a forklift in the manner of a forklift or a lifting platform, wherein forklift or lifting fork be let then form the aforementioned support or transport surface of the lifting means for receiving the load or define.
  • the support or transport surface for charging a payload is aligned or arranged parallel to the support plane defined by the mechanical wheels.
  • the force storage means for resiliently supporting the mechanical wheels, in particular together with the respective drive (in particular in each case an electric motor), there are different possibilities.
  • the force storage means are designed as classic springs, for example as compression springs, such as coil springs and / or torsion springs;
  • the force storage means may also have combinations of differently shaped springs.
  • such springs are formed of metal and / or formed resilient due to their geometry.
  • the force storage means include gas springs or hydraulic springs or a combination of mechanical springs, gas springs and / or hydraulic springs.
  • spring-loaded or force-storing force-storing means exclusively or additionally on the basis of the choice of material (for example elastomeric material). It is essential that the force storage means are designed and arranged so that they support in supporting on the ground support means for limiting the weight to be supported by the Mecanumyern, i. serve for power buffering.
  • the Mecanumizer in particular together with their drives, ie the Mecanumradantriebe arranged on resiliently mounted support arms on the chassis or are resiliently mounted with respect to this, wherein the support arms are pivotally fixed to the chassis, such that through Swiveling the support arms changes the spring tension of the force storage means.
  • the swivel angle for adjusting the force storage means bias voltage manually or by means of Aktuatorm ntel n is changed to vary the weight of the Mecanumlign to be carried weight or weight component.
  • the force storage means comprise torsion springs, which can be tensioned by pivoting the support arms.
  • the mechanical wheels as known from WO 2013/041310, comprise two rims, each of which carries rotatably arranged rollers over its circumference , wherein the rims are connected to each other via damping means, which allow a limited relative movement of the rims, in particular a relative movement in the circumferential direction and / or perpendicular to a Mecanumraddre- hachse and / or perpendicular to a rim rotation axis of the rims and / or tilt angle to each other.
  • the Mecanumgan are designed as described in the aforementioned international patent application.
  • the invention also leads to a system comprising a Mecanum wheel vehicle designed according to the concept of the invention and a payload carried by it (again removable or removable), wherein a weight force of the payload proportionally over the Mecanumer and proportionately on the support means on a substrate is supported.
  • the invention also leads to a method for operating a trained according to the concept of the invention MecanumradGermanes.
  • the core of the method is that a part of the weight of the chassis and / or a payload of Mecanumlig and the other part of the weight is supported on the supporting means on the ground. It is preferred in this case if the weight force which is supported via the mechanical wheels is set as a function of a measured weight force of the payload.
  • Fig. 1 a a trained according to the concept of the invention
  • MecanumradGerman for carrying loads without payload Fig. 1 b, the MecanumradGerman of FIG. 1 a with attached
  • Fig. 2 is a view of an embodied according to the concept of the invention embodiment of a Mecanumradhuss from below
  • FIG. 3 in a highly schematic representation of an alternative
  • Embodiment of a MecanumradGermanes in a side view 4 is a highly schematized view of an alternative embodiment of a trained according to the concept of the invention MecanumradGermanes arranged on a chassis lifting means, here exemplarily comprising a Hubgabe, and
  • Fig. 5 is also a highly schematic, alternative embodiment of a Mecanumradministeres.
  • like elements and elements having the same function are indicated by the same reference numerals.
  • MecanumradGermanes 1 the basic principle of a designed according to the concept of the invention Mecanumradgivees 1 is shown. This comprises a total of four Mecanumradantriebe 2, which limit the corners of an imaginary rectangle and of which in the side view only two spaced in the direction of a longitudinal direction of the vehicle 1 drives can be seen. The two other Mecanumradantriebe are located in the drawing plane behind.
  • Each Mecanumradantieb 2 comprises a Mecanumrad 3 with not shown, arranged thereon, electric motor drive. All drives are connected in a conventional manner with control means, not shown, for individually driving the Mecanumcken 3 to ensure an omnidirectional operation.
  • the Mecanumcken 3 are resiliently mounted on power storage means 4 relative to a chassis 5, which carries the Mecanumcken 3 with their drives.
  • the force storage means 4 are reproduced by way of example only as a helical spring in the context of a simplified representation. Of course, other resilient mountings are possible - it is essential that at least one perpendicular to a base U oriented Federkaftkomponente between the chassis 5 and the Mecanumgann 3 acts.
  • the chassis 5 carries with this fixedly connected support means 6, here in the form of load wheels rotatably mounted about a respective rotation axis 7 and about a hinge axis 8 oriented perpendicular thereto.
  • the support means 6 are neither directly drivable about the axis of rotation 7 nor about the hinge axis 8 by means of a separate drive, but rotate or pivot about them as a function of locomotion of the wheeled vehicle 1 due to the drive of the mechanical wheels 3.
  • FIG a state without a payload shown. It acts in the embodiment shown, essentially caused by the chassis 5 weight force on the power storage means 4 on the Mecanumgan 3 so that they support this entire weight force on the ground in the state shown.
  • the support surfaces 9 formed by the support means 6, more precisely by the load wheels (desired contact surfaces to the ground) are spaced apart from the substrate U.
  • the power storage means 4 are selected so that, based on the payload 10 or the corresponding total weight, there is sufficient traction of the Mecanum wheels 3 on the ground U in order to move the Mecanum wheel vehicle (omnidirectionally).
  • the bias of the force storage means 4, in particular in dependence of the load to be loaded 10 is adjustable and / or a bias of optional Abstützkraft Mrsitzn not shown here, with which the support means 6 are resiliently mounted when needed relative to the chassis 5 can. It is also conceivable to set the distance of the support surface with respect to the condition according to FIG. 1 a without load relative to the ground for setting the spring travel and thus a residual spring travel of the spring.
  • measuring means (force measuring means) 1 1 are provided, for example on the chassis 5, with which the weight of a payload is determined.
  • this weight force which can alternatively also be determined outside of the wheeled vehicle 1
  • one of the abovementioned settings is then made manually or by means of an actuator, wherein it is particularly preferred if this is done automatically as a function of a sensor. sorsignals the measuring means 1 1 is carried out by appropriate controls of the actuator means by means of control means.
  • Fig. 2 shows a possible embodiment of a MecanumradGermanes 1, which is designed according to the concept of the invention from below.
  • the four the corners of an imaginary rectangle, limiting Mecanumradantriebe 2, each comprising a Mecanumrad 3, which is drivable by means of a drive, here in each case an electric motor drive 12 to ensure an omnidirectional operation.
  • the drives 12 are driven by control means 13 in an individual direction and / or at an individual speed.
  • Each Mecanumrad comprises a plurality of distributed over a circumference of the wheel arranged, preferably barrel-shaped rollers whose roller axes of rotation is arranged at an angle to the Mecanumradwindachsen, preferably the Mecanumradwindachsen two adjacent Mecanumrate are aligned and the Mecanumradformatachse two Mecanumrad- pairs are aligned parallel to each other.
  • the chassis 5 against which the Mecanumradantriebe 2 are resiliently mounted.
  • the chassis 5 also carries support means 6 for carrying a load.
  • FIG. 3 shows a highly schematic representation of a preferred embodiment of a mechanical wheeled vehicle 1.
  • the Mecanumradantriebe 2 are articulated via support arms 14 pivotally mounted on the chassis 5.
  • the support arm 14 are each associated with power storage means 4 in the form of torsion springs, wherein the torsion springs are preferably biased with separate, not shown drives for varying the force storage means bias.
  • torsion springs differently designed springs eg gas springs or coil springs can be used.
  • supporting means 6 are provided with which a part of a payload to be supported can be supported on a ground.
  • the lifting means 15 include a forklift 16, which with a suitable For example, electric motor drive is arranged vertically adjustable relative to the chassis 5.
  • Alternative lifting means 15 for example in the form of a height-adjustable platforms via a piston-cylinder arrangement, a spindle drive or a scissor joint drive or the like.
  • Drives are additionally or alternatively feasible.
  • the drives preferably comprise a motor, in particular an electric motor.
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment of a Mecanumradfahrzeu- ges 1 with Mecanumradantneben 2 and support means 6, which are lifted from the ground when not loaded with a payload analogous to the embodiment shown in Figures 1 a and 1 b.
  • the support means 6 comprise rotatably and steerably arranged rollers which are fixed to a height-adjustable chassis section of the chassis 5, which is referred to as a support element 18 in the embodiment shown, which is again adjustable in height on the chassis. 5 is set.
  • the support means 6 are fixed in height adjustable on the chassis 5.
  • the support frame 18 is supported via a spring element 19 on the chassis 5 and serves to receive a payload.
  • the spring stiffness of the spring element 19 is less than the spring stiffness of the force storage means 4, whereby the support member 18 lowers under load until the support means 6 or their support surface reach the ground, in which state a residual spring travel of the force storage means 4 is ensured, so that only a partial weight force on the Mecanumzier 3 is supported on the ground.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a Mecanum wheeled vehicle, in particular for transporting a payload, - with a number of Mecanum wheel drives (2), in particular three or four, respectively comprising a Mecanum wheel and a drive, in particular an electromotive drive - with control means (13) for activating the Mecanum wheel drives (2) for omnidirectional operation - with a chassis, the weight of which can be supported both by the Mecanum wheels (3) and by supporting means (6) of the vehicle that are provided in addition to the Mecanum wheels (3) on a base (U), wherein the Mecanum wheels (3), in particular together with the associated drives, are resiliently mounted with respect to the carrier arrangement with the aid of energy storage means (4) to limit the proportion of the weight of the chassis (5) and any payload (10) to be carried by the latter that is to be supported by the Mecanum wheels (3) on the base (U).

Description

Mecanumradfahrzeug  Mecanumradfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Mecanumradfahrzeug für omnidirektionale Fahrmanöver, insbesondere ohne mechanische Lenkung, gemäß Anspruch 1 . Ferner betrifft die Erfindung ein System, gemäß Anspruch 13 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Mecanumradfahrzeugs gemäß Anspruch 15. The invention relates to a Mecanumradfahrzeug for omnidirectional driving maneuvers, in particular without mechanical steering, according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a system according to claim 13 and a method for operating a Mecanumradfahrzeugs according to claim 15.
Mecanumradfahrzeuge sind allgemein bekannt. Bei einem Mecanumrad sind über den Umfang einer Felge des Rades mehrere drehbar gelagerte, in der Regel tonnenförmige Rollen unter einem Winkel zur Drehachse der Felge, von meist 45° drehbar angebracht. Nicht die Felge, sondern aus- schließlich die vorgenannten Rollen stellen den Kontakt zum Untergrund her. Die Rollen haben dabei keinen direkten Antrieb und können sich frei um ihre jeweilige Rollendrehachse (welche sich winklig zur Felgen- bzw. Mecanumraddrehachse erstreckt) drehen. Das gesamte Mecanumrad kann dagegen von einem Antrieb, in der Regel einem Elektromotor mit veränderlichem Drehsinn und variabler Drehzahl angetrieben werden. Bekannte Mecanumradfahrzeuge haben üblicherweise vier Räder, die in einem Rechteck angeordnet sind. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebe der Mecanumräder kann durch eine individuelle Drehrichtungswahl der Mecanumräder gegenüber dem Untergrund (Fahrbahn) aus der Summe der Vektoren der einzelnen Mecanumräder eine Gesamtbe- wegungsrichtung für das Fahrzeug eingestellt werden, wobei beliebige Fahrzeugbewegungsrichtungen, d.h. ein omnidirektionaler Betrieb realisiert wird. Das Grundprinzip des Mecanumrades ist beispielsweise in der DE 2 153 019 A beschrieben. Aus der WO 2013/041310 A1 ist ein gegenüber bis dato bekannten Meca- numrädern verbessertes Mecanumrad beschrieben, welches sich dadurch auszeichnet, dass zwei, jeweils rotierbare Rollen tragende Felgen des Mecanumrades über Dämpfungsmittel miteinander verbunden sind, die eine gedämpfte Relativbewegung der Felgen zueinander zulassen, wodurch unkontrollierte Schwebezustände bisheriger Mecanumradfahrzeuge vermieden werden, die auf den Wechsel eines entlang der Rollen wandernden Abstützpunktes von Rolle zu Rolle beim Drehen der Felge zurückzuführen waren. Mecanum wheel vehicles are well known. In a Mecanumrad are about the circumference of a rim of the wheel a plurality of rotatably mounted, usually barrel-shaped rollers at an angle to the axis of rotation of the rim, mounted by usually 45 ° rotatable. It is not the rim but only the aforementioned rollers that make contact with the ground. The rollers have no direct drive and can rotate freely about their respective roller rotation axis (which extends at an angle to the rim or Mecanumraddrehachse). The entire Mecanumrad, however, can be driven by a drive, usually an electric motor with variable rotation and variable speed. Known Mecanumradfahrzeuge usually have four wheels, which are arranged in a rectangle. By an appropriate control of the drives of Mecanumräder can be set by an individual direction of rotation of the Mecanumräder compared to the ground (road) from the sum of the vectors of the individual Mecanumräder a total movement direction for the vehicle, with any vehicle movement directions, ie an omnidirectional operation is realized. The basic principle of the Mecanumrades is described for example in DE 2 153 019 A. WO 2013/041310 A1 describes an improved Mecanum wheel which has been improved compared to hitherto known Mecanum wheels, which is characterized in that two rims of the Mecanum wheel bearing respective rotatable rollers are connected to one another via damping means which allow a damped relative movement of the rims to one another. whereby uncontrolled floating states of previous Mecanumradfahrzeuge be avoided, which were due to the change of a rolling along the support point from role to role in turning the rim.
Mecanumradfahrzeuge für einen omnidirektionalen Betrieb, insbesondere mit den zuvor beschriebenen, verbesserten Mecanumrädern haben sich bewährt. Aufgrund des vergleichsweise komplexen Aufbaus von Mecanumrädern zu herkömmlichen, abrollenden Rädern ist die maximale Trag- last von Mecanumrädern engen Grenzen unterworfen, wodurch sich Mecanumradfahrzeuge bisher nur bedingt zum Tragen von Lasten (Zuladungen) oder zum Antreiben besonders schwerer Fahrzeuge eignen. Mecanum wheel vehicles for omnidirectional operation, in particular with the above-described improved Mecanumrädern have been proven. Due to the comparatively complex structure of mechanical wheels to conventional, rolling wheels, the maximum load capacity of mechanical wheels is subject to narrow limits, so that Mecanumradfahrzeuge so far only limited to carry loads (payloads) or for driving very heavy vehicles.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt daher der Er- findung die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich seiner Tragfähigkeit verbessertes Mecanumradfahrzeug anzugeben, mit welchem trotz eines hohen Fahrzeuggewichtes und/oder einer hohen Zuladung ein Omnidirektio- nalbetrieb möglich ist. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein System anzugeben, umfassend ein entsprechend verbessertes Mecanumradfahr- zeug sowie eine von diesem getragene Ladung. Darüber hinaus besteht die Aufgabe darin, ein Betriebsverfahren zum vorteilhaften Betreiben eines entsprechend verbesserten Mecanumradfahrzeuges anzugeben. On the basis of the aforementioned prior art, the object of the invention is therefore to specify a mechanical wheel vehicle improved with regard to its load carrying capacity, with which an omnidirectional operation is possible despite a high vehicle weight and / or a high payload. Furthermore, the object is to provide a system comprising a correspondingly improved Mecanumradfahr- tool and carried by this charge. In addition, the object is to provide an operating method for advantageous operation of a correspondingly improved Mecanumradfahrzeuges.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Mecanumradfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Systems wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Das nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Mecanumradfahrzeug umfasst zunächst mehrere, insbesondere drei oder vier Mecanumra- dantriebe, wobei die Mecanumräder bevorzugt die Ecken eines gedachten Dreiecks oder Rechtecks begrenzend angeordnet sind. Insbesondere für den Fall, dass vergleichsweise große Zuladungen transportiert werden sollen und/oder das Gesamtgewicht des Mecanumradfahrzeuges vergleichsweise hoch ist, mit der Folge, dass große Anrollwiderstände überwunden werden müssen, ist es denkbar, mehr als drei oder vier Meca- numradantriebe, jeweils umfassend ein Mecanumrad und einen, insbesondere elektromotorischen Antrieb, vorzusehen, wobei zur Gewährleis- tung einer optimierten Steuerung es bevorzugt ist, wenn die mehr als drei oder vier Mecanumradantriebe wiederum in drei oder vier Gruppen zu- sammengefasst sind, die gruppenweise von den Steuermitteln ansteuerbar sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, einem der Mecanumräder oder mehreren der Mecanumrädern, vorzugsweise sämtlichen Mecanum- rädern mehrere Antriebe, insbesondere einen Antrieb auf jeder Radseite zuzuordnen, um das maximal aufbringbare Drehmoment zu erhöhen. Auch in diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die Antriebe in drei oder vier Gruppen zusammengefasst werden, die von den Steuermitteln ansteuerbar sind, wobei bevorzugt die Antriebe jeder Gruppe von den Steuermit- teln gleich angesteuert werden. Unabhängig von der konkreten, vorgenannten Ausgestaltung umfasst jedenfalls jedes Mecanumrad mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete, bevorzugt tonnenformige Rollen, wobei die Rollendrehachsen der Rollen winklig zur jeweiligen Mecanumrad- bzw. Felgendrehachse des Mecanumrades angeordnet sind. In an sich bekannter Weise sind die Me- canumantriebe einzeln oder in Gruppen zur Realisierung eines omnidirek- tionalen Betriebs über Steuermittel ansteuerbar bzw. angesteuert, mit denen die Mecanumräder oder Mecanumradgruppen mit individuellen Geschwindigkeiten und/oder Drehrichtungen rotierbar sind, wobei die ge- wünschte, bzw. vorgegebene (Gesamt- bzw. resultierende) Bewegungsrichtung des Mecanumradfahrzeuges aus einer Summe von Einzelvektoren der Mecanumräder resultiert. Auf diese Weise kann trotz bevorzugtem Verzicht auf eine mechanische Lenkung jede beliebige Bewegungsrichtung, d.h. ein omnidirektionaler Betrieb realisiert werden und es besteht die Möglichkeit zum Rotieren bzw. Wenden des gesamten Mecanumradfahrzeuges auf der Stelle und/oder während des Bewegens des Mecanumradfahrzeuges in einer gewünschten Bewegungsrichtung. Insoweit stimmt das zuvor beschriebene Mecanumradfahrzeug gemäß der Erfindung mit bekannten Mecanumradfahrzeugen überein. Zur Realisierung einer erhöhten Tragkraft bzw. Zulademöglichkeit des Mecanumradfahrzeuges ist nun vorgesehen, dass zusätzlich zu den Mecanumrädern an dem Fahrgestell fixierte oder an einem an dem Fahrgestell beweglich gelagerten bzw. festgelegten, insbesondere höhenverstellbaren Tragelement, Abstützmittel (nicht in der Form von Mecanumrädern) vorgesehen sind, um einen Gewichtskraftkraftanteil, insbesondere einen Haupt- Gewichtskraftanteil eines Fahrgestells des Mecanumradfahrzeuges und einer etwaigen Zuladung auf einem Untergrund (Fahrbahn) abzustützen. Gleichzeitig ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, den Anteil der Gewichtskraft des Fahrgestells und etwaiger Aufbauten und/oder einer et- waigen Zuladung, der über die Mecanumräder auf dem Untergrund abzustützen ist, zu begrenzen, um somit eine unzulässige Überlastung der Me- canumräder zu verhindern. Hierzu sind die Mecanumräder gegenüber dem Fahrgestell (parallel zur Gewichtskraftrichtung des Fahrzeugs und/oder einer Zuladung) federnd an dem Fahrgestell fixiert und zwar mit Hilfe von Kraftspeichermitteln, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass nur eine Teil-Gewichtskraft einer Gesamtgewichtskraft von den Me- canumrädern auf dem Untergrund abzustützen ist - hier müssen die Kraftspeichermittel in vertikaler Richtung (d.h. parallel zur Gewichtskraftrichtung) und/oder senkrecht (zumindest mit einer Federkraftkomponente) zur Flächenerstreckung des Fahrgestells bzw. zu einer von den Mecanumrä- dem definierten Abstützebene zum Abstützen auf dem Untergrund federnd ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Kraftspeichermittel dabei derart ausgebildet, dass der Federweg begrenzt ist, so dass ein Restfederweg (in der Gewichtskraftrichtung) bei sich auf dem Untergrund abstützenden Abstützmitteln verbleibt bzw. gegeben ist. Für den Fall, dass auch die Ab- Stützmittel federnd gelagert werden sollen, was fakultativ möglich ist, ist die Federsteifigkeit der Kraftspeichermittel bevorzugt geringer zu wählen als eine Federsteifigkeit von fakultativen, bevorzugt zwischen den Abstützmitteln und dem Fahrgestell angeordneten Abstützkraftspeichermit- teln, mit denen die Abstützmittel ggf. federnd gegenüber dem Fahrgestell gelagert sind. This object is achieved with regard to the Mecanumradfahrzeuges with the features of claim 1. With regard to the system, the object is achieved with the features of claim 13 and with regard to the method with the features of claim 15. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention. The trained according to the concept of the invention Mecanumradfahrzeug initially comprises several, in particular three or four Mecanumra- dantriebe, the Mecanumräder are preferably arranged the corners of an imaginary triangle or rectangle limiting. In particular in the event that comparatively large payloads are to be transported and / or the total weight of the Mecanumradfahrzeuges is comparatively high, with the result that large Anrollwiderstände must be overcome, it is conceivable, more than three or four Mecanumradantriebe, each comprising a Mecanumrad and a, in particular electromotive drive to provide, to ensure an optimized control, it is preferable if the more than three or four Mecanumradantriebe are in turn summarized in three or four groups, which are controlled in groups by the control means. In principle, it is also conceivable to assign a plurality of drives, in particular a drive on each wheel side, to one of the mechanical wheels or several of the mechanical wheels, preferably all the mechanical wheels, in order to increase the maximum torque that can be applied. In this case too, it is preferred if the drives are combined into three or four groups which can be activated by the control means, wherein preferably the drives of each group are controlled by the control elements in the same way. Regardless of the specific, aforementioned embodiment, each Mecanumrad comprises several, distributed over the circumference, preferably tonnenformige roles, wherein the roller axes of rotation of the rollers are arranged at an angle to the respective Mecanumrad- or wheel rotational axis of Mecanumrades. In a manner known per se, the cancurrent drives can be actuated or controlled individually or in groups for realizing an omnidirectional operation by means of control means with which the mechanical wheels or mechanical wheel groups can be rotated at individual speeds and / or directions of rotation, the desired or predetermined (total or resulting) movement direction of the Mecanumradfahrzeuges resulting from a sum of individual vectors of Mecanumräder. In this way, in spite of preferential waiver of a mechanical steering any direction of movement, ie an omnidirectional operation can be realized and there is the possibility to rotate or turn the entire Mecanumradfahrzeuges on the spot and / or while moving the Mecanumradfahrzeuges in a desired direction of movement. In that regard, the Mecanumradfahrzeug described above according to the invention is consistent with known Mecanumradfahrzeugen. To realize an increased load capacity or Zulademöglichkeit the Mecanumradfahrzeuges is now provided that in addition to the Mecanumrädern fixed to the chassis or on a movably mounted on the chassis or fixed, in particular height-adjustable support member, support means (not in the form of Mecanumrädern) are provided to support a weight force component, in particular a main weight portion of a chassis of the Mecanumradfahrzeuges and any payload on a ground (road). At the same time, it is provided within the scope of the invention to limit the proportion of the weight of the chassis and of any superstructures and / or any payload which is to be supported on the ground via the mechanical wheels, in order thus to prevent unacceptable overloading of the engine. prevent canumbian wheels. For this purpose, the Mecanumräder relative to the chassis (parallel to the weight direction of the vehicle and / or a payload) resiliently fixed to the chassis by means of force storage means, which are designed and arranged so that only a partial weight of a total weight force of the Me- canumrädern be supported on the ground - here must the force storage means in the vertical direction (ie parallel to the weight force direction) and / or perpendicular (at least with a spring force component) to the surface extension of the chassis or to a defined by the Mecanumrä- support plane for supporting on the ground be resilient. Preferably, the force storage means are designed such that the spring travel is limited, so that a residual spring travel (in the direction of the weight force) remains or is given with support means supported on the ground. In the event that the Ab- support means are to be mounted resiliently, which is optionally possible, the spring stiffness of the force storage means is preferably to choose lower than a spring stiffness of optional, preferably between the support means and the chassis arranged Abstützkraftspeichermit- elements, with which the Supporting means are optionally mounted resiliently relative to the chassis.
Im Ergebnis wird ein Mecanumradfahrzeug erhalten, welches bei Beibehaltung seiner omnidirektionalen Betriebsweise durch eine entsprechende Ansteuerung der Mecanumräder bzw. von deren Antrieben ermöglicht und welches gleichzeitig in der Lage ist, eine vergleichsweise große Zuladung zu transportieren, da aufgrund einer entsprechenden federnden Lagerung der Mecanumräder gegenüber einem Fahrgestell und dem zusätzlichen Vorsehen von Abstützmitteln gewährleistet ist, dass lediglich ein Gewichtskraftanteil des Fahrgestells und/oder einer etwaigen Zuladung über die Mecanumräder auf dem Untergrund abgestützt ist, während der ande- re bzw. verbleibende Gewichtskraftanteil, insbesondere der größte Gewichtskraftanteil über die Abstützmittel auf dem Untergrund abstützbar ist. As a result, a Mecanumradfahrzeug obtained which allows while maintaining its omnidirectional operation by a corresponding control of Mecanumräder or their drives and which is at the same time able to transport a relatively large payload, as due to a corresponding resilient mounting of Mecanumräder against a Chassis and the additional provision of support means is ensured that only one weight portion of the chassis and / or any payload on the Mecanumräder is supported on the ground, while the other re or remaining weight portion, in particular the largest weight portion can be supported on the support via the support means.
Hierzu befinden sich dann eine Abstützfläche der Abstützmittel und die Abstützfläche der Mecanumrader gemeinsam auf dem Untergrund, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene (bei ideal planem Untergrund). For this purpose, there are then a support surface of the support means and the support surface of the Mecanumrader together on the ground, especially in a common plane (with ideal flat ground).
Bevorzugt ist dabei die Federkraft bzw. Federsteif ig keit der Kraftspeichermittel so auf das Gewicht des Fahrgestells, etwaiger Aufbauten und/oder einer etwaigen Zuladung, abgestimmt, dass trotz einer Begrenzung des über die Mecanumrader abzustützenden Gewichtskraftanteils ein noch ausreichender Gewichtskraftanteil über die Mecanumrader auf dem Untergrund abstützbar bzw. abgestützt ist, um eine (ausreichende) Traktion der Mecanumrader auf dem Untergrund zur Sicherstellung eines Vortriebes zum omnidirektionalen Bewegen des Mecanumradfahrzeuges zu gewährleisten. Insbesondere sollte sichergestellt sein, dass die Traktion ausreichend ist, um ein sogenanntes Anreißmoment, welches notwendig ist, um einen Anrollwiderstand des Fahrzeuges zu überwinden auf den Untergrund weitergegeben bzw. an diesem abgestützt werden kann. In this case, the spring force or spring stiffness of the force storage means is preferably matched to the weight of the chassis, any superstructures and / or any payload, so that, despite a limitation of the weight force portion to be supported via the Mecanum wheels, a still sufficient weight share via the Mecanum wheels on the ground is supported or supported to ensure a (sufficient) traction of Mecanumrader on the ground to ensure propulsion for omnidirectional moving the Mecanumradfahrzeuges. In particular, it should be ensured that the traction is sufficient in order to be able to transmit a so-called scribing torque, which is necessary in order to overcome a rolling resistance of the vehicle, to or be supported on the ground.
Dabei bilden die Mecanumradantriebe, das Fahrgestell und die Abstützmittel eine untrennbare Einheit, die gemeinsam verfahrbar ist, bevorzugt für den Fall der nicht Zuladung einer Zuladung so, dass sich die Abstützmittel, wie später noch im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung erläu- tert werden wird, nicht auf dem Untergrund abstützen. Neben einer grundsätzlichen Eignung eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Mecanumradfahrzeugs zum Tragen von Zuladungen ist es aufgrund der Erfindung auch erstmals möglich, vergleichsweise schwere Mecanumrad- fahrzeuge, welche beispielsweise schwere, dauerhafte Aufbauten aufwei- sen zu konstruieren und die Gewichtskraft dieser Aufbauten nur teilweise über die Mecanumräder und zum anderen Teil über die Abstützmittel am Boden abzustützen. Ganz besonders bevorzugt ist ein im Rahmen der Erfindung realisierbarer Fahrzeugtyp, bei welchem auf dem Fahrgestell Hebemittel fixiert sind, mit denen eine Zuladung relativ zu dem Fahrgestell höhenverstellbar ist. Eine solche Ausführungsform ermöglich es, unter eine Zuladung zu fahren, die Zuladung relativ zu dem Fahrgestell mit Hilfe der Hebemittel höhenzuverstellen, so dass ein Teil von der Zuladungsgewichtskraft über die Abstützmittel auf dem Untergrund abgestützt wird und nur ein Teil der Gewichtskraft über die Mecanumrader, wobei dieser Gewichtskraftanteil ausreichend groß gewählt ist, um eine Traktion der Me- canumräder auf dem Untergrund zu gewährleisten. The mechanical drives, the chassis and the supporting means form an inseparable unit which can be moved together, preferably in the event of not loading a payload so that the support means, as will be explained later in the context of an advantageous development, not supported on the ground. In addition to a basic suitability of a designed according to the concept of the invention Mecanumradfahrzeugs for carrying payloads, it is also possible for the first time by the invention comparatively heavy Mecanumrad- vehicles, which have, for example, heavy, durable structures aufwei- sen to construct and the weight of these structures only partially the Mecanum wheels and the other part on the support means on To support the ground. Very particular preference is given to a vehicle type which can be realized within the scope of the invention, in which lifting means are fixed on the chassis with which a payload can be adjusted in height relative to the chassis. Such an embodiment makes it possible to drive under a payload, adjust the payload relative to the chassis by means of the lifting means, so that a part of the payload weight force on the support means is supported on the ground and only a part of the weight force on the Mecanumrader, This weight force portion is chosen sufficiently large to ensure traction of Mecanumräder on the ground.
Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Abstützmittel gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Im einfachsten Fall ist es möglich, Abstützmittel durch Antreiben der Mecanumräder schleifend über den Untergrund zu bewegen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn sich die Abstützmittel zur Reibungsminimierung zusammen mit dem Fahrgestell durch Antreiben der Mecanumräder rollend über den Untergrund fortbewegend ausgebildet sind. Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Abstützmittel ein um eine, sich vorzugsweise parallel zu einem Untergrund erstreckende, Drehachse, bevorzugt um 360°, rotierbares Lastrad, insbesondere in Form einer Lastrolle aufweisen, welches bei einem Richtungswechsel des Fahrzeugs durch eine entsprechende Ansteuerung der Mecanumradantriebe um eine sich vorzugsweise senkrecht zur Drehachse des Lastrades erstreckenden Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell rotierbar ist. Besonders zweckmäßig ist es, mehrere derartig ausgebildeter und gelenkig angeordneter Lasträder für eine verbesserte Lastverteilung vorzusehen. Ganz besonders bevorzugt sind vier, die Ecken eines Rechtecks begrenzende, Lasträder vorgesehen. Das mindestens eine Lastrad ist dabei bevorzugt als„herkömmliches Rad ohne zusätzliche, relativ zu dem Rad rotierbare Rollen", d.h. nicht als Mecanumrad ausgebildet und bevorzugt nicht aktiv, sondern nur mittelbar über die Mecanumräder angetrieben. Bevorzugt ist das mindestens eine Lastrad auch nicht aktiv um die Gelenkachse mittels eines Lenkantriebs rotierbar, sondern nur passiv durch einen entsprechenden Richtungswechsel des Fahrzeugs, wobei auch eine Ausführungsform mit aktiver, d.h. aktuierter Lenkung realisierbar ist, die in Ab- hangigkeit der Fahrzeugrichtung das Lastrad um eine Gelenkachse direkt angetrieben rotiert. Zusätzlich oder alternativ zu einem um eine Drehachse sowie um eine Gelenkachse rotierbaren Lastrad ist es auch denkbar, Abstützmittel in Form einer rotierbar, insbesondere in einem Käfig angeordneten Rolle vorzusehen, die omnidirektional rollen und somit einer von den Mecanumradantrieben vorgegebenen Fahrzeugrichtung folgen kann. Denkbar ist es grundsätzlich auch, Abstützmittel in Form einer rotierbaren Kette, in der Art eines Kettenfahrzeugs vorzusehen, wobei es in diesem Fall bevorzugt ist, eine aktive Lenkung zum Verschwenken eines derartigen Kettenantriebes (eine Kette kann hier auch aus einem gummielasti- sehen Material ausgebildet sein) vorzusehen, um somit eine von der jeweiligen Fahrtrichtung des Mecanumrades abhängige Vorzugsausrichtung des Kettenantriebes einzustellen. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Abstützmittel sind diese bevorzugt jedoch nicht aktiv sondern nur mittelbar über die Mecanumradantriebe antreibbar. With regard to the specific design of the support means, there are different possibilities. In the simplest case, it is possible to drag support means by driving the Mecanumräder dragging over the ground. However, it is particularly preferred if the support means for minimizing friction are designed to be movable together with the chassis by driving the mechanical wheels over the ground. It is particularly preferred in this case if the support means have a, about 360 °, rotatable load wheel, in particular in the form of a load roller to a, preferably parallel to a ground extending axis of rotation, which in a direction change of the vehicle by a corresponding control of Mecanumradantriebe is rotatable about a preferably perpendicular to the axis of rotation of the load wheel extending steering axis relative to the chassis. It is particularly useful to provide a plurality of such trained and articulated load wheels for improved load distribution. Very particularly preferably four, the corners of a rectangle limiting load wheels are provided. The at least one load wheel is preferred as "conventional wheel without additional, rotatable relative to the wheel wheels", ie not designed as Mecanumrad and preferably not active, but only indirectly driven via the Mecanumräder The at least one load wheel is also not actively rotatable about the joint axis by means of a steering drive, but only passively by a corresponding change of direction of the vehicle, wherein also an embodiment with active, ie actuated steering can be realized which, depending on the vehicle direction, the load wheel about a joint axis directly driven rotates. In addition or as an alternative to a load wheel rotatable about an axis of rotation as well as around a joint axis, it is also conceivable to provide supporting means in the form of a rotatable roller, in particular arranged in a cage, which can roll omnidirectionally and thus follow a vehicle direction predetermined by the mechanical wheel drives. In principle, it is also conceivable to provide support means in the form of a rotatable chain, in the manner of a tracked vehicle, in which case it is preferable to have an active steering system for pivoting such a chain drive (a chain can also be formed from a rubber-elastic material ), so as to set a dependent of the respective direction of travel of the Mecanumrades preferred orientation of the chain drive. Regardless of the specific configuration of the support means, these are preferably not active but can only be driven indirectly via the drive wheel drives.
Insbesondere bei einem Fahrzeug, welches zum Tragen bzw. transportieren einer Zuladung ausgebildet ist, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Kraftspeichermittel für die Mecanumräder derart auszubilden oder abzustellen, dass die Abstützmittel bei nicht mit einer Zuladung be- aufschlagtem Fahrgestell, welches gegebenenfalls noch Aufbauten trägt, oberhalb einer von den Mecanumrädern definierten Abstützebene, sprich oberhalb des Untergrundes angeordnet sind, und sich erst bei Beaufschlagen mit einer dimensionierten bzw. schweren Zuladung bei gleichzeitiger bzw. automatischer Erhöhung der Federspannung der Kraftspei- chermittel zusammen mit Fahrgestell, absenken. Mit anderen Worten ist eine Ausführungsform von besonderem Vorteil, bei der die Abstützmittel während einer Leerfahrt des Mecanumradfahrzeuges den Untergrund nicht kontaktieren, sondern erst bei Aufbringen einer entsprechenden Zuladung, welche gleichzeitig dafür sorgt, dass die Mittel, mit denen die Me- canumräder federnd gegenüber dem Fahrgestell gelagert sind, gespannt werden, wobei, wie bereits erläutert, selbst bei in der von den Mecanum- rädern definierten Abstützebene befindlichen Abstützmitteln ein Restfederweg der Kraftspeichermittel parallel zur Gewichtskraftrichtung aufrecht erhalten bleiben sollte, insbesondere um Unebenheiten des Untergrundes ausgleichen zu können und um zu verhindern, dass eine zu große Last über die Mecanumräder abgestützt werden muss. Dies ist wichtig, um auch bei Unebenheiten des Untergrundes einen kontrollierten omnidirekti- onalen Vortrieb des Mecanumradfahrzeuges zu gewährleisten. In particular, in a vehicle which is designed to carry or transport a payload, it has been found to be advantageous to design or park the power storage means for the Mecanum wheels in such a way that the support means in the case of a chassis not loaded with a payload, which may still have superstructures carries, above a support plane defined by the Mecanumrädern, that are arranged above the ground, and only when applied with a dimensioned or heavy payload with simultaneous or automatic increase of the spring tension of the energy storage means together with chassis, lower. In other words, an embodiment is of particular advantage, in which the support means during an empty drive of Mecanumradfahrzeuges not contact the ground, but only when applying a corresponding payload, which at the same time ensures that the means by which the mecanum wheels are resiliently mounted relative to the chassis, are tensioned, as already explained, even when in the support plane defined by the Mecanum- wheels supporting a residual spring travel of the force storage means should be maintained parallel to the weight direction of force, in particular to compensate for unevenness of the ground and to prevent an excessive load on the Mecanumräder must be supported. This is important in order to ensure controlled omnidirectional propulsion of the Mecanum wheel vehicle, even on uneven ground.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Abstützmit- tel höhenverstellbar an dem Fahrgestell angeordnet bzw. festgelegt sind, derart, dass ein Abstand zwischen einer von den Abstützmitteln gebildeten Abstützfläche, mit der sich die Abstützmittel zum Abstützen einer Teillast, d.h. eines Gewichtskraftanteils auf dem Untergrund abstützen und dem Untergrund bzw. der von den Mecanumrädern definierten Abstützebene und somit der Abstand der vorgenannten Abstützfläche zu dem Fahrgestell einstellbar ist, um den Federweg, den die Kraftspeichermittel beim Beladen des Fahrgestells mit einer Zuladung zurücklegen können, bis dass die Abstützfläche der Abstützmittel den Untergrund erreicht und/oder fakultative Abstützkraftspeichermittel entsprechend des Zuladungsgewich- tes maximal gespannt sind, einstellen zu können. Durch diese Maßnahme wird gleichzeitig die maximale, von den Mecanumrädern auf den Untergrund abzustützende Gewichtskraft eingestellt. Wie später noch erläutert werden wird, folgt diese Abstandseinstellung bevorzugt in Abhängigkeit einer gemessenen Gewichtskraft der Zuladung. Wie eingangs bereits angedeutet, ist eine Ausführungsform realisierbar, bei welcher ausschließlich die Mecanumräder gegenüber dem Fahrgestell mit Hilfe der Kraftspeichermittel federnd zur Begrenzung der maximal zu tragenden bzw. abzustützenden Last gelagert sind und die Abstützmittel nicht. Alternativ ist es denkbar, nicht nur die Mecanumräder federnd gegenüber dem Fahrgestell zu lagern, sondern zusätzlich auch die Abstützmittel über Abstützkraftspeicherm ittel, wobei dann die Federsteif ig keit der Abstützkraftspeicherm ittel bevorzugt größer ist als die der Kraftspeichermittel, um somit sicherzustellen, dass nur ein Anteil der Gewichtskraft über die Mecanumräder auf dem Untergrund abgestützt wird bzw. abstützbar ist. It has proved to be particularly advantageous when the support means are arranged or fixed in height-adjustable manner on the chassis such that a distance between a support surface formed by the support means and the support means for supporting a partial load, ie a weight force component, is supported supporting the ground and the ground or the support plane defined by the Mecanumrädern and thus the distance of the aforementioned support surface is adjustable to the chassis to the spring travel, the force storage means when loading the chassis with a payload can cover until the support surface of the support means reached the ground and / or optional Abstützkraftspeichermittel maximum tension according to the payload, are able to adjust. By this measure, the maximum, to be supported by the Mecanumrädern on the ground weight force is set at the same time. As will be explained later, this distance setting preferably follows as a function of a measured weight of the payload. As already indicated, an embodiment is feasible in which only the mechanical wheels are mounted with respect to the chassis by means of the force storage means resiliently to limit the maximum load to be supported or supported and the support means not. Alternatively, it is conceivable not only to store the Mecanumräder resiliently relative to the chassis, but also the support means on Abstützkraftspeicherm mediate, in which case the Federsteif ig speed of Abstützkraftspeicherm means is preferably greater than that of the force storage means, thus ensuring that only a proportion the weight is supported by the Mecanumräder on the ground or can be supported.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Kraftspeichermittel derart ausgebildet sind, dass selbst bei mit einer Zuladung beaufschlagtem Mecanum- radfahrzeug ein Restfederweg der Kraftspeichermittel parallel zur Gewichtskraftrichtung zur Gewährleistung eines Restfedervermögens verbleibt. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, wenn der theoretisch bis zum Erreichen eines Anschlages maximal zurücklegbare Federweg parallel zur Gewichtskraftrichtung, d.h. die entsprechende Federweg komponente, län- ger ist als der Abstand der Abstützfläche der Abstützmittel zum Untergrund bzw. zu der von den Mecanumrädern definierten Abstützebene in einem unbeladenen Zustand und/oder länger ist als ein maximaler Federweg fakultativer Abstützkraftspeichermittel parallel zu der vorgenannten Gewichtskraftrichtung. It is particularly expedient if the force storage means are designed in such a way that a residual spring travel of the force storage means remains parallel to the direction of the weight force to ensure residual spring capacity, even in the case of a load-driven mechanical vehicle. In other words, it is preferred if the spring travel, which is theoretically maximally traversable until reaching a stop, is parallel to the direction of the weight force, i. the corresponding spring travel component is longer than the distance of the support surface of the support means to the ground or to the support plane defined by the mechanical wheels in an unloaded state and / or longer than a maximum spring travel of optional support force storage means parallel to the aforementioned weight direction of force.
Um bei unterschiedlichen Zuladungen eine ausreichende Traktion der Me- canumradantriebe bzw. der Mecanumräder auf dem Untergrund sicherzustellen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn Mittel zum Einstellen der Vorspannung der Kraftspeichermittel und/oder eines maximaler Federweges, den die Kraftspeichermittel unter Erhöhung der Federspannung zurücklegen können, bis die Abstützmittel auf dem Untergrund auf- setzen bzw. die von den Mecan um rädern definierte Abstützebene erreichen und/oder bis fakultative Abstützkraftspeichermittel entsprechend der Zuladung maximal gespannt sind, einstellbar ist und somit auch der maximal von den Mecanumrädern auf dem Untergrund abzustützende Ge- wichtsanteil. Hierbei kann es sich um manuell oder bevorzugt mit Hilfe von Aktuatormitteln, insbesondere eines elektromotorischen Antriebs antreibbare Mittel zur Einstellung der Vorspannung und/oder des Federwegs handeln. Der vorgenannte Federweg der Kraftspeichermittel kann beispielsweise durch Abstandsvariation einer Abstützfläche der Abstützmittel zum Untergrund bzw. zum Fahrgestell eingestellt werden, durch eine entsprechende höhenverstellbare Anordnung der Abstützmittel relativ zu dem Fahrgestell. Für den Fall einer federnden Lagerung der Abstützmittel gegenüber dem Fahrgestell über entsprechende Abstützkraftspeichermittel können zusätzlich oder alternativ zu den vorgenannten Mitteln zur Einstel- lung der Vorspannung der Kraftspeichermittel (manuelle oder aktuierte) Mittel zur Einstellung der Vorspannung der Abstützmittel am Fahrzeug vorgesehen sein. In order to ensure sufficient traction of the mecanum wheel drives or the Mecanum wheels on the ground at different payloads, it has proven to be advantageous if means for adjusting the bias of the power storage means and / or a maximum spring travel, the force storage means cover while increasing the spring tension until the support means are resting on the ground. set or reach the support plane defined by the Mecan wheels and / or until optional Abstützkraftspeichermittel are maximally stretched according to the payload, is adjustable and thus also the maximum weight to be supported by the Mecanumrädern on the ground. This can be manually or preferably with the aid of actuator means, in particular an electromotive drive drivable means for adjusting the bias and / or the spring travel. The aforementioned travel of the force storage means can be adjusted for example by distance variation of a support surface of the support means to the ground or to the chassis, by a corresponding height-adjustable arrangement of the support means relative to the chassis. In the case of a resilient mounting of the support means relative to the chassis via corresponding Abstützkraftspeichermittel may additionally or alternatively to the aforementioned means for adjusting the bias of the force storage means (manual or aktuierte) means for adjusting the bias of the support means may be provided on the vehicle.
Besonders zweckmäßig ist es, wie erwähnt, wenn die Vorspannung der Kraftspeichermittel oder etwaiger Abstützmittel und/oder ein (maximaler) Federweg der Kraftspeichermittel (insbesondere der Abstand einer Abstützfläche von Abstützmitteln zu einer Mecanumradabstützebene bzw. zum Untergrund) in Abhängigkeit der Gewichtskraft eine Zuladung einstellbar ist, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die Einstellung auto- matisiert, d.h. über Aktuatormittel vornehmbar ist. Als besonders zweckmäßig hat es sich nun herausgestellt, wenn die entsprechende Gewichtskraft mit Hilfe von Messmitteln des Mecanumradfahrzeuges bestimmbar ist. Dass also das Mecanumradfahrzeug Gewichtskraftmessmittel aufweist, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass die Gewichtskraft ei- ner Zuladung oder eines Gewichtskraftanteils dieser Zuladung, welcher über die Abstützmittel oder mindestens ein Mecanumrad auf dem Unter- grund abstützbar ist messbar ist, wobei diese Messmittel (Kraftmessmittel) signalleitend mit entsprechenden Steuermitteln zum Ansteuern der vorgenannten Aktuatormittel verbunden sind, wobei die Steuermittel die Aktua- tormittel zum Einstellen der Vorspannung der Kraftspeichermittel und/oder des vorgenannten Federweges und/oder einer Vorspannung von etwaigen Abstützkraftspeichermitteln in Abhängigkeit eines Sensorsignals der Messmittel, d.h. in Abhängigkeit des Zuladungsgewichtes (oder Gewichtsanteils) variieren bzw. einstellen, um einerseits die Belastung der Meca- numräder zu begrenzen und andererseits eine ausreichende Traktion, insbesondere zum Überwinden eines Anrollwiderstandes des Mecanum- radfahrzeuges zu gewährleisten. It is particularly expedient, as mentioned, if the preload of the force storage means or any support means and / or a (maximum) travel of the force storage means (in particular the distance of a support surface of support means to a Mecanumradabstützebene or to the ground) depending on the weight of a payload is adjustable , wherein it is particularly preferred if the setting is automated, ie vornehmbar via actuator means. It has now turned out to be particularly expedient if the corresponding weight force can be determined with the aid of measuring means of the Mecanum wheel vehicle. That is to say that the mechanical wheel vehicle has weight force measuring means which are designed and arranged such that the weight force of a payload or of a weight component of this payload which is transmitted via the support means or at least one gear wheel on the lower is supportable is measurable, said measuring means (force measuring means) are signal conductively connected to corresponding control means for driving the aforementioned actuator means, wherein the control means, the actuator means for adjusting the bias of the force storage means and / or the aforementioned spring travel and / or a bias of any Abstützkraftspeichermitteln depending on a sensor signal of the measuring means, ie vary or adjust depending on the payload weight (or weight fraction), on the one hand to limit the load of Mecanumräder and on the other hand to ensure sufficient traction, in particular to overcome a rolling resistance of Mecanum- wheeled vehicle.
Für den bevorzugten Fall der Ausbildung des Mecanumradfahrzeuges als Lastfahrzeug, welches geeignet und bestimmt ist zur Aufnahme bzw. zum Transportieren einer Zuladung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn auf dem Fahrgestell eine, insbesondere kippbare, Ladeeinrichtung, bevorzugt eine Ladewanne zur Aufnahme der Zuladung angeordnet ist. For the preferred case of the formation of Mecanumradfahrzeuges as a load vehicle, which is suitable and intended for receiving or transporting a payload, it has been found to be advantageous if arranged on the chassis a, in particular tiltable, charging device, preferably a charging trough for receiving the payload is.
Zusätzlich oder alternativ können auf dem Fahrgestell Hebemittel (Ab- tandsvariationsmittel) zum relativen Höhenverstellen (Abstandverstellen) einer Zuladung relativ zu dem Fahrgestell vorgesehen werden, wobei bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Mecanumradfahrzeuges mit bei nicht Beaufschlagung mit einer Zuladung von dem Untergrund abgehobenen bzw. beabstandeten Abstützmitteln die Hebemittel das Fahrgestell in Richtung Untergrund bewegen und dabei die Kraftspeichermittel der Me- canumräder spannen, bis die Abstützmittel den Untergrund und/oder fakultative Abstützkraftspeichermittel gespannt sind, erreichen. Anders ausgedrückt sind die Hebemittel zum Relativverstellen einer Hebe- bzw. Auflage- bzw. Transportfläche zu dem Fahrgestell ausgebildet. Bevorzugt um- fassen die Hebemittel eine Gabel, insbesondere eine Hebegabel in der Art eines Gabelstaplers oder eine Hebeplattform, wobei Hebegabel oder He- beplattform dann die vorerwähnte Auflage bzw. Transportfläche der He- bemittel zur Aufnahme der Last bilden bzw. definieren. Bevorzugt ist die Auflage- bzw. Transportfläche zum Aufladen einer Zuladung parallel zur von den Mecanumrädern definierten Abstützebene ausgerichtet bzw. an- geordnet. In addition or as an alternative, lifting means (distance variation means) for relative height adjustment (spacing adjustment) of a payload relative to the chassis can be provided on the chassis, wherein in a preferred embodiment of the Mecanum wheel vehicle with not lifted by a load from the ground lifted or spaced support means the lifting means move the undercarriage in the direction of the ground, thereby tensioning the force storage means of the mecanum wheels until the supporting means have tensioned the ground and / or optional supporting force storage means. In other words, the lifting means are designed for relative displacement of a lifting or transport surface to the chassis. Preferably, the lifting means comprise a fork, in particular a forklift in the manner of a forklift or a lifting platform, wherein forklift or lifting fork beplattform then form the aforementioned support or transport surface of the lifting means for receiving the load or define. Preferably, the support or transport surface for charging a payload is aligned or arranged parallel to the support plane defined by the mechanical wheels.
Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Kraftspeichermittel zum federnden Lagern der Mecanumräder, insbesondere zusammen mit dem jeweiligen Antrieb (insbesondere jeweils ein Elektromotor) gibt es unter- schiedliche Möglichkeiten. In dem einfachsten Fall sind die Kraftspeichermittel (Federmittel) als klassische Federn, beispielsweise als Druckfedern, wie Schraubenfedern und/oder Torsionsfedern ausgebildet; die Kraftspeichermittel können auch Kombinationen unterschiedlich gestalteter Federn aufweisen. Bevorzugt sind solche Federn aus Metall ausgebildet und/oder aufgrund ihrer Geometrie federnd ausgebildet. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Kraftspeichermittel Gasdruckfedern oder hydraulische Federn oder eine Kombination aus mechanischen Federn, Gasdruckfedern und/oder hydraulischen Federn umfassen. Auch ist es denkbar ausschließlich oder zusätzlich aufgrund der Materialwahl (z.B. Elastomerma- terial) federnde bzw. kraftspeichernde Kraftspeichermittel vorzusehen. Wesentlich ist es, dass die Kraftspeichermittel derart ausgebildet und angeordnet sind, dass diese bei sich auf dem Untergrund abstützenden Abstützmittel für eine Begrenzung der von den Mecanumrädern abzustützenden Gewichtskraft Sorge tragen, d.h. zur Kraftpufferung dienen. With regard to the specific configuration of the force storage means for resiliently supporting the mechanical wheels, in particular together with the respective drive (in particular in each case an electric motor), there are different possibilities. In the simplest case, the force storage means (spring means) are designed as classic springs, for example as compression springs, such as coil springs and / or torsion springs; The force storage means may also have combinations of differently shaped springs. Preferably, such springs are formed of metal and / or formed resilient due to their geometry. It is also conceivable that the force storage means include gas springs or hydraulic springs or a combination of mechanical springs, gas springs and / or hydraulic springs. It is also conceivable to provide spring-loaded or force-storing force-storing means exclusively or additionally on the basis of the choice of material (for example elastomeric material). It is essential that the force storage means are designed and arranged so that they support in supporting on the ground support means for limiting the weight to be supported by the Mecanumrädern, i. serve for power buffering.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Mecanumräder, insbesondere zusammen mit ihren Antrieben, d.h. die Mecanumradantriebe über federnd gelagerte Stützarme an dem Fahrgestell angeordnet bzw. gegenüber diesem federnd gelagert sind, wobei die Stützarme schwenkbar an dem Fahrgestell fixiert sind, derart, dass sich durch Verschwenken der Stützarme die Federspannung der Kraftspeichermittel ändert. Ganz be- sonderes bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Schwenkwinkel zum Einstellen der Kraftspeichermittelvorspannung manuell oder mit Hilfe von Aktuatorm ittel n veränderbar ist, um die von den Mecanumrädern zu tragende Gewichtskraft bzw. Gewichtskraftanteil zu variieren. Als beson- ders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn die Kraftspeichermittel Torsionsfedern umfassen, welche durch Schwenken der Stützarme spannbar sind. It is particularly preferred if the Mecanumräder, in particular together with their drives, ie the Mecanumradantriebe arranged on resiliently mounted support arms on the chassis or are resiliently mounted with respect to this, wherein the support arms are pivotally fixed to the chassis, such that through Swiveling the support arms changes the spring tension of the force storage means. Quite Particular preference is given to an embodiment in which the swivel angle for adjusting the force storage means bias voltage manually or by means of Aktuatorm ntel n is changed to vary the weight of the Mecanumrädern to be carried weight or weight component. It has proven to be particularly advantageous if the force storage means comprise torsion springs, which can be tensioned by pivoting the support arms.
Zum Gewährleisten eines optimalen Untergrundkontaktes und zur Vermeidung von aus dem Stand der Technik bekannten Schwebezuständen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Mecanumräder, wie aus der WO 2013/041310 bekannt ist, zwei Felgen umfassen, die jeweils rotierbar angeordnete Rollen über ihren Umfang tragen, wobei die Felgen über Dämpfungsmittel miteinander verbunden sind, die eine begrenzte Relativbewegung der Felgen zulassen, insbesondere eine Relativbewegung in Umfangsrichtung und/oder senkrecht zu einer Mecanumraddre- hachse und/oder senkrecht zu einer Felgendrehachse der Felgen und/oder kippwinklig zueinander. Bevorzugt sind die Mecanumräder wie in der vorgenannten internationalen Patentanmeldung beschrieben ausgebildet. In order to ensure optimum ground contact and to avoid floating states known from the prior art, it has proven to be advantageous if the mechanical wheels, as known from WO 2013/041310, comprise two rims, each of which carries rotatably arranged rollers over its circumference , wherein the rims are connected to each other via damping means, which allow a limited relative movement of the rims, in particular a relative movement in the circumferential direction and / or perpendicular to a Mecanumraddre- hachse and / or perpendicular to a rim rotation axis of the rims and / or tilt angle to each other. Preferably, the Mecanumräder are designed as described in the aforementioned international patent application.
Die Erfindung führt auch auf ein System, umfassend ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Mecanumradfahrzeug sowie eine von diesem getragene (wieder abnehmbare bzw. entfernbare) Zuladung, wo- bei eine Gewichtskraft der Zuladung anteilig über die Mecanumräder und anteilig über die Abstützmittel auf einem Untergrund abgestützt ist. Zudem führt die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Betreiben eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Mecanumradfahrzeuges. Kern des Verfahrens ist es, dass ein Teil der Gewichtskraft des Fahrgestells und/oder einer Zuladung der Mecanumräder und der andere Teil der Gewichtskraft über die Abstützmittel auf dem Untergrund abgestützt wird. Bevorzugt ist es dabei, wenn die Gewichtskraft, die über die Mecanumrä- der abgestützt wird in Abhängigkeit einer gemessenen Gewichtskraft der Zuladung eingestellt wird. Insbesondere durch eine entsprechende Anpassung der Vorspannung der Kraftspeichermittel und/oder einen Feder- weg der Kraftspeichermittel, insbesondere einen maximalen Federweg der Kraftspeichermittel, den diese zurücklegen müssen, bis die Abstützmittel den Untergrund erreichen und/oder bis fakultative Abstützkraftspeicherm Ittel die maximal von der Zuladung verursachte Federspannung erreichen. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. The invention also leads to a system comprising a Mecanum wheel vehicle designed according to the concept of the invention and a payload carried by it (again removable or removable), wherein a weight force of the payload proportionally over the Mecanumräder and proportionately on the support means on a substrate is supported. In addition, the invention also leads to a method for operating a trained according to the concept of the invention Mecanumradfahrzeuges. The core of the method is that a part of the weight of the chassis and / or a payload of Mecanumräder and the other part of the weight is supported on the supporting means on the ground. It is preferred in this case if the weight force which is supported via the mechanical wheels is set as a function of a measured weight force of the payload. In particular, by a corresponding adjustment of the bias voltage of the force storage means and / or a spring travel of the force storage means, in particular a maximum travel of the force storage means they must cover until the support means reach the ground and / or to optional Abstützkraftspeicherm Ittel the maximum caused by the payload Reach spring tension. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.
Diese zeigen in: These show in:
Fig. 1 a ein gemäß nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Fig. 1 a a trained according to the concept of the invention
Mecanumradfahrzeug zum Tragen von Lasten ohne Zuladung, Fig. 1 b das Mecanumradfahrzeug gemäß Fig. 1 a mit aufgesetzter  Mecanumradfahrzeug for carrying loads without payload, Fig. 1 b, the Mecanumradfahrzeug of FIG. 1 a with attached
Ladung,  Charge,
Fig. 2 eine Ansicht auf eine nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Ausführungsform eines Mecanumradfahrzeugs von unten Fig. 2 is a view of an embodied according to the concept of the invention embodiment of a Mecanumradfahrzeugs from below
Fig. 3 in einer stark schematisierten Darstellung eine alternative Fig. 3 in a highly schematic representation of an alternative
Ausführungsform eines Mecanumradfahrzeuges in einer Seitenansicht Fig. 4 eine stark schematisierte Ansicht einer alternativen Ausfüh- rungsform eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Mecanumradfahrzeuges mit auf einem Fahrgestell angeordneten Hebemitteln, hier beispielhaft umfassend eine Hubgabe, und Embodiment of a Mecanumradfahrzeuges in a side view 4 is a highly schematized view of an alternative embodiment of a trained according to the concept of the invention Mecanumradfahrzeuges arranged on a chassis lifting means, here exemplarily comprising a Hubgabe, and
Fig. 5 eine ebenfalls stark schematisierte, alternative Ausführungsform eines Mecanumradfahrzeuges. In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Fig. 5 is also a highly schematic, alternative embodiment of a Mecanumradfahrzeuges. In the figures, like elements and elements having the same function are indicated by the same reference numerals.
In den Fig. 1 a und 1 b ist das Grundprinzip eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Mecanumradfahrzeuges 1 gezeigt. Dieses um- fasst insgesamt vier Mecanumradantriebe 2, die die Ecken eines gedachten Rechteckes begrenzen und von denen in der Seitenansicht nur zwei in Richtung einer Längsrichtung des Fahrzeuges 1 beabstandete Antriebe zu sehen sind. Die beiden weiteren Mecanumradantriebe befinden sich in der Zeichnungsebene dahinter. Jeder Mecanumradantieb 2 umfasst ein Me- canumrad 3 mit nicht gezeigtem, daran angeordnetem, elektromotorischen Antrieb. Sämtliche Antriebe sind in an sich bekannter Weise mit nicht dargestellten Steuermitteln zum individuellen Antreiben der Mecanumräder 3 zur Gewährleistung eines omnidirektionalen Betriebes verbunden. Zu erkennen ist, dass die Mecanumräder 3 über Kraftspeichermittel 4 federnd gelagert sind gegenüber einem Fahrgestell 5, welches die Mecanumräder 3 mit ihren Antrieben trägt. Die Kraftspeichermittel 4 sind lediglich beispielhaft als Schraubenfeder im Rahmen einer vereinfachten Darstellung wiedergegebenen. Selbstverständlich sind auch andere, federnde Lagerungen möglich - wesentlich ist, dass zumindest eine senkrecht zu einem Untergrund U orientierte Federkaftkomponente zwischen dem Fahrgestell 5 und den Mecanumrädern 3 wirkt. In Figs. 1 a and 1 b, the basic principle of a designed according to the concept of the invention Mecanumradfahrzeuges 1 is shown. This comprises a total of four Mecanumradantriebe 2, which limit the corners of an imaginary rectangle and of which in the side view only two spaced in the direction of a longitudinal direction of the vehicle 1 drives can be seen. The two other Mecanumradantriebe are located in the drawing plane behind. Each Mecanumradantieb 2 comprises a Mecanumrad 3 with not shown, arranged thereon, electric motor drive. All drives are connected in a conventional manner with control means, not shown, for individually driving the Mecanumräder 3 to ensure an omnidirectional operation. It can be seen that the Mecanumräder 3 are resiliently mounted on power storage means 4 relative to a chassis 5, which carries the Mecanumräder 3 with their drives. The force storage means 4 are reproduced by way of example only as a helical spring in the context of a simplified representation. Of course, other resilient mountings are possible - it is essential that at least one perpendicular to a base U oriented Federkaftkomponente between the chassis 5 and the Mecanumrädern 3 acts.
Neben den Mecanumrädern 3 trägt das Fahrgestell 5 mit diesem fest ver- bundene Abstützmittel 6, hier in der Form von um jeweils eine Drehachse 7 sowie um eine senkrecht dazu orientierte Gelenkachse 8 rotierbar gelagerte Lasträder. In addition to the mechanical wheels 3, the chassis 5 carries with this fixedly connected support means 6, here in the form of load wheels rotatably mounted about a respective rotation axis 7 and about a hinge axis 8 oriented perpendicular thereto.
Die Abstützmittel 6 sind weder um die Drehachse 7 noch um die Gelenk- achse 8 mittels eines separaten Antriebs unmittelbar antreibbar, sondern rotieren bzw. verschwenken um diese in Abhängigkeit einer Fortbewegung des Mecanumradfahrzeuges 1 aufgrund des Antriebs der Mecanumräder 3. In Fig. 1 a ist ein Zustand ohne eine Zuladung gezeigt. Es wirkt eine in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen von dem Fahrgestell 5 verursachte Gewichtskraft über die Kraftspeichermittel 4 auf die Mecanumräder 3, so dass diese in dem gezeigten Zustand diese gesamte Gewichtskraft auf dem Untergrund abstützen. Die von den Abstützmitteln 6, genauer von den Lasträdern gebildeten Abstützflächen 9 (Sollkontaktflächen zum Untergrund) sind zum Untergrund U beabstandet. The support means 6 are neither directly drivable about the axis of rotation 7 nor about the hinge axis 8 by means of a separate drive, but rotate or pivot about them as a function of locomotion of the wheeled vehicle 1 due to the drive of the mechanical wheels 3. In FIG a state without a payload shown. It acts in the embodiment shown, essentially caused by the chassis 5 weight force on the power storage means 4 on the Mecanumräder 3 so that they support this entire weight force on the ground in the state shown. The support surfaces 9 formed by the support means 6, more precisely by the load wheels (desired contact surfaces to the ground) are spaced apart from the substrate U.
Fig. 1 b zeigt das Mecanumradfahrzeug 1 gemäß Fig. 1 a mit aufgesetzter Zuladung (Last) 10. Diese hat eine Gewichtskraft F von X Nrn. Aufgrund der Zuladung 10 bzw. aufgrund von deren Gewichtskraft F werden die Kraftspeichermittel 4 durch Zurücklegen eines Federweges gespannt, in dem das Fahrgestell 5 mit Zuladung 10 entgegen der Federkraft der Kraftspeichermittel 4 in der Gewichtskraftrichtung selbsttätig nach unten verstellt, bis die Abstützmittel 6 sich mit ihrer Abstützfläche 9 auf dem Unter- grund abstützen. Es bleibt ein geringer Restfederweg der Kraftspeichermittel zum Ausgleich von Unebenheiten des Untergrundes U erhalten (Restfedervermögen). Durch entsprechende Wahl der Kraftspeichermittel 4 und des verbleibenden Restfederweges bzw. Restfedervermogens ist die über die Mecanumräder 3 abzustützende Gewichtskraft begrenzt. Mit anderen Worten wird nur ein Anteil der Gewichtskraft der Zuladung 10 über die Mecanumräder und der andere Teil über die Abstützmittel auf dem Untergrund abgestützt. Die Kraftspeichermittel 4 sind so gewählt, dass bezogen auf die Zuladung 10 bzw. das entsprechende Gesamtgewicht ausreichend Traktion der Mecanumräder 3 auf dem Untergrund U gegeben ist, um das Mecanumradfahrzeug (omnidirektional) fortzubewe- gen. 1 a with attached load (load) 10. This has a weight F of X Nos. Due to the payload 10 or due to their weight F, the force storage means 4 are stretched by covering a spring travel in which the undercarriage 5 with payload 10 is automatically moved downward in the direction of the weight force against the spring force of the force-storing means 4 until the support means 6 are supported with their support surface 9 on the ground. There remains a small residual spring travel of the force storage means to compensate for unevenness of the substrate U obtained (Residual resiliency). By appropriate choice of the force storage means 4 and the remaining residual spring travel or residual spring capacity over the Mecanumräder 3 weight to be supported is limited. In other words, only a portion of the weight of the payload 10 is supported via the Mecanumräder and the other part of the supporting means on the ground. The power storage means 4 are selected so that, based on the payload 10 or the corresponding total weight, there is sufficient traction of the Mecanum wheels 3 on the ground U in order to move the Mecanum wheel vehicle (omnidirectionally).
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Vorspannung der Kraftspeichermittel 4, insbesondere in Abhängigkeit der zu ladenden Zuladung 10 einstellbar ist und/oder eine Vorspannung von fakultativen hier nicht gezeigten Abstützkraftspeichermitteln, mit denen die Abstützmittel 6 bei Bedarf gegenüber dem Fahrgestell 5 federnd gelagert sein können. Ebenso ist es denkbar, den Abstand der Abstützfläche bezogen auf den zustand gemäß Fig. 1 a ohne Last relativ zum Untergrund zur Einstellung des Federweges und damit eines Restfederweges der Feder einzu- stellen. Particularly preferred is an embodiment in which the bias of the force storage means 4, in particular in dependence of the load to be loaded 10 is adjustable and / or a bias of optional Abstützkraftspeichermitteln not shown here, with which the support means 6 are resiliently mounted when needed relative to the chassis 5 can. It is also conceivable to set the distance of the support surface with respect to the condition according to FIG. 1 a without load relative to the ground for setting the spring travel and thus a residual spring travel of the spring.
Ganz besonders bevorzugt erfolgt mindestens eine der vorgenannten Einstellungen in Abhängigkeit der zu bestimmenden Gewichtskraft oder eines zu bestimmenden Gewichtskraftanteils der Zuladung 10. Hierzu können beispielsweise wie in Fig. 1 angedeutet Messmittel (Kraftmessmittel) 1 1 vorgesehen werden, beispielsweise auf dem Fahrgestell 5, mit denen die Gewichtskraft einer Zuladung bestimmbar ist. In Abhängigkeit dieser Gewichtskraft, welche alternativ auch außerhalb des Mecanumradfahrzeugs 1 bestimmt werden kann, werden dann manuell oder über Aktuatormittel eine der vorgenannten Einstellungen vorgenommen, wobei es ganz besonders bevorzugt ist, wenn dies automatisch in Abhängigkeit eines Sen- sorsignals der Messmittel 1 1 durch entsprechende Ansteuerungen der Aktuatormittel mit Hilfe von Steuermitteln erfolgt. Very particular preference is given to at least one of the aforementioned settings depending on the weight to be determined or a weight of force to be determined the payload 10. For this purpose, for example, as indicated in Fig. 1 measuring means (force measuring means) 1 1 are provided, for example on the chassis 5, with which the weight of a payload is determined. As a function of this weight force, which can alternatively also be determined outside of the wheeled vehicle 1, one of the abovementioned settings is then made manually or by means of an actuator, wherein it is particularly preferred if this is done automatically as a function of a sensor. sorsignals the measuring means 1 1 is carried out by appropriate controls of the actuator means by means of control means.
Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Mecanumradfahrzeuges 1 , welches nach dem Konzept der Erfindung ausgebildet ist von unten. Zu erkennen sind die vier, die Ecken eines gedachten Rechtecks, begrenzenden Mecanumradantriebe 2, die jeweils ein Mecanumrad 3 umfassen, welches mittels eines Antriebs, hier jeweils eines elektromotorischen Antriebes 12 zur Gewährleistung eines omnidirektionalen Betriebs antreibbar ist. Die Antriebe 12 werden dabei von Steuermitteln 13 in eine individuelle Richtung und/oder mit einer individuellen Geschwindigkeit angetrieben. Fig. 2 shows a possible embodiment of a Mecanumradfahrzeuges 1, which is designed according to the concept of the invention from below. Evident are the four, the corners of an imaginary rectangle, limiting Mecanumradantriebe 2, each comprising a Mecanumrad 3, which is drivable by means of a drive, here in each case an electric motor drive 12 to ensure an omnidirectional operation. The drives 12 are driven by control means 13 in an individual direction and / or at an individual speed.
Jedes Mecanumrad umfasst eine Mehrzahl von über einen Umfang des Rades verteilt angeordneten, bevorzugt tonnenförmigen Rollen, deren Rollendrehachsen winklig zu den Mecanumraddrehachsen angeordnet ist, wobei bevorzugt die Mecanumraddrehachsen zweier benachbarter Meca- numräder fluchten und die Mecanumraddrehachse zweier Mecanumrad- paare parallel zueinander ausgerichtet sind. Zu erkennen ist das Fahrgestell 5, gegenüber welchem die Mecanumradantriebe 2 federnd gelagert sind. Das Fahrgestell 5 trägt zudem Abstützmittel 6 zum Tragen einer Last. Each Mecanumrad comprises a plurality of distributed over a circumference of the wheel arranged, preferably barrel-shaped rollers whose roller axes of rotation is arranged at an angle to the Mecanumraddrehachsen, preferably the Mecanumraddrehachsen two adjacent Mecanumräder are aligned and the Mecanumraddrehachse two Mecanumrad- pairs are aligned parallel to each other. To recognize the chassis 5, against which the Mecanumradantriebe 2 are resiliently mounted. The chassis 5 also carries support means 6 for carrying a load.
Fig. 3 zeigt stark schematisiert eine bevorzugte Ausführungsform eines Mecanumradfahrzeuges 1 . Die Mecanumradantriebe 2 sind über Stützarme 14 verschwenkbar an dem Fahrgestell 5 angelenkt. Dem Stützarm 14 sind jeweils Kraftspeichermittel 4 in Form von Torsionsfedern zugeordnet, wobei die Torsionsfedern bevorzugt mit separaten, nicht gezeigten Antrieben zur Variation der Kraftspeichermittelvorspannung vorspannbar sind. Selbstverständlich sind zusätzlich oder alternativ zu Torsionsfedern auch anders gestaltete Federn z.B. Gasdruckfedern oder Schraubenfedern einsetzbar. FIG. 3 shows a highly schematic representation of a preferred embodiment of a mechanical wheeled vehicle 1. The Mecanumradantriebe 2 are articulated via support arms 14 pivotally mounted on the chassis 5. The support arm 14 are each associated with power storage means 4 in the form of torsion springs, wherein the torsion springs are preferably biased with separate, not shown drives for varying the force storage means bias. Of course, in addition to or as an alternative to torsion springs differently designed springs eg gas springs or coil springs can be used.
Zu erkennen ist auch hier, dass neben den Mecanumrädern 3 Abstützmit- tel 6 vorgesehen sind, mit welchen ein Teil einer zu tragenden Zuladung auf einem Untergrund abstützbar ist. It can also be seen here that, in addition to the mechanical wheels 3, supporting means 6 are provided with which a part of a payload to be supported can be supported on a ground.
Fig. 4 zeigt in einer stark schematisierten Ansicht ein Mecanumradfahr- zeug 1 , welches von seinem prinzipiellen Aufbau dem Ausführungsbei- spiel gemäß Fig. 1 a bis 2 entspricht. Auf dem Fahrgestell 5 befinden sich Hebemittel 15 (Abstandsvariationsmittel) zum Verändern eines Abstandes zwischen einer von den Hebemitteln 15 definierten Auflagefläche 17 für eine zu transportierende Last und dem Fahrgestell 5. In dem konkreten Ausführungsbeispiel umfassen die Hebemittel 15 eine Hebegabel 16, die mit einem geeigneten, beispielsweise elektromotorischen Antrieb relativ zum Fahrgestell 5 höhenverstellbar angeordnet ist. 4 shows in a highly schematic view a Mecanumradfahr- convoy 1, which corresponds to the exemplary embodiment of FIG. 1 a to 2 of its basic structure. On the chassis 5 are lifting means 15 (distance variation means) for varying a distance between a defined by the lifting means 15 supporting surface 17 for a load to be transported and the chassis 5. In the concrete embodiment, the lifting means 15 include a forklift 16, which with a suitable For example, electric motor drive is arranged vertically adjustable relative to the chassis 5.
Alternative Hebemittel 15, beispielsweise in Form einer über eine Kolbenzylinderanordnung, einen Spindeltrieb oder ein Scherengelenkantrieb oder dgl. Antriebe höhenverstellbare Plattformen sind zusätzlich oder alternativ realisierbar. Bevorzugt umfassen die Antriebe einen Motor, insbesondere einen Elektromotor. Alternative lifting means 15, for example in the form of a height-adjustable platforms via a piston-cylinder arrangement, a spindle drive or a scissor joint drive or the like. Drives are additionally or alternatively feasible. The drives preferably comprise a motor, in particular an electric motor.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Mecanumradfahrzeu- ges 1 mit Mecanumradantneben 2 sowie Abstützmitteln 6, die bei nicht Beaufschlagung mit einer Zuladung analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 a und 1 b vom Untergrund abgehoben sind. Die Abstützmittel 6 umfassen rotierbar und lenkbar angeordnete Rollen, die an einem höhenverstellbaren Fahrgestellabschnitt des Fahrgestells 5, wel- eher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Tragelement 18 bezeichnet ist festgelegt sind, welches wieder höhenverstellbar an dem Fahrge- stell 5 festgelegt ist. Mit anderen Worten sind die Abstützmittel 6 höhenverstellbar am Fahrgestell 5 fixiert. Das Traggestell 18 stützt sich über ein Federelement 19 am Fahrgestell 5 ab und dient zur Aufnahme einer Zuladung. Die Federsteifigkeit des Federelementes 19 ist dabei geringer als die Federsteifigkeiten der Kraftspeichermittel 4, wodurch sich das Tragelement 18 bei Lastbeaufschlagung absenkt, bis die Abstützmittel 6 bzw. deren Abstützfläche den Untergrund erreichen, wobei in diesem Zustand ein Restfederweg der Kraftspeichermittel 4 sichergestellt ist, so dass nur eine Teilgewichtskraft über die Mecanumräder 3 am Untergrund abge- stützt wird. Fig. 5 shows an alternative embodiment of a Mecanumradfahrzeu- ges 1 with Mecanumradantneben 2 and support means 6, which are lifted from the ground when not loaded with a payload analogous to the embodiment shown in Figures 1 a and 1 b. The support means 6 comprise rotatably and steerably arranged rollers which are fixed to a height-adjustable chassis section of the chassis 5, which is referred to as a support element 18 in the embodiment shown, which is again adjustable in height on the chassis. 5 is set. In other words, the support means 6 are fixed in height adjustable on the chassis 5. The support frame 18 is supported via a spring element 19 on the chassis 5 and serves to receive a payload. The spring stiffness of the spring element 19 is less than the spring stiffness of the force storage means 4, whereby the support member 18 lowers under load until the support means 6 or their support surface reach the ground, in which state a residual spring travel of the force storage means 4 is ensured, so that only a partial weight force on the Mecanumräder 3 is supported on the ground.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Mecanumradfahrzeug 1 Mecanum wheel vehicle
2 Mecanumradantneb  2 Mecanumradantneb
3 Mecanumräder  3 mechanical wheels
4 Kraftspeichermittel  4 energy storage agent
5 Fahrgestell  5 chassis
6 Abstützmittel  6 support means
7 Drehachse ZDR-P- 7 rotary axis ZDR-P-
8 Gelenkachse 8 joint axis
9 Abstützfläche  9 support surface
10 Zuladung  10 payload
1 1 Messmittel  1 1 measuring device
12 Antriebe der Mecanumradantriebe 12 drives of Mecanumradantriebe
13 Steuermittel 13 control means
14 Stützarme  14 support arms
15 Hebemittel  15 lifting gear
16 Hebegabel  16 lifting fork
17 Auflagefläche  17 bearing surface
18 Tragelement  18 supporting element
19 Federelement  19 spring element
U Untergrund Underground

Claims

Mecanumradfahrzeug, insbesondere zum Transportieren einer Zuladung, Mecanum wheeled vehicle, especially for transporting a load,
- mit mehreren, insbesondere drei oder vier, Mecanumradantrieben (2), jeweils umfassend mindestens ein Mecanumrad und mindestens einen, insbesondere elektromotorischen, Antrieb, - with several, in particular three or four, Mecanum wheel drives (2), each comprising at least one Mecanum wheel and at least one, in particular electric motor, drive,
- mit zum Ansteuern der Mecanumradantriebe - for controlling the Mecanum wheel drives
(2) für einen omnidi- rektionalen Betrieb ausgebildeten Steuermitteln (13), (2) control means (13) designed for omnidirectional operation,
- mit einem Fahrgestell (6), dessen Gewichtskraft sowohl über die Mecanumrader (3) als auch über zusätzlich zu den Mecanumrä- dern (3) vorgesehene Abstützmittel (6) des Fahrzeugs auf einem Untergrund (U) abstützbar ist, - with a chassis (6), the weight of which can be supported on a surface (U) both via the Mecanum wheels (3) and via support means (6) of the vehicle provided in addition to the Mecanum wheels (3),
wobei die Mecanumrader (3), insbesondere gemeinsam mit den zugehörigen Antrieben, zum Begrenzen des über die Mecanumrader (3) auf dem Untergrund (U) abzustützenden Gewichtskraftanteils des Fahrgestells (5) und einer etwaigen von diesem zu tragenden Zuladung (10) mit Hilfe von Kraftspeichermitteln (4) federnd gegenüber dem Fahrgestell gelagert sind. wherein the Mecanum wheels (3), in particular together with the associated drives, are used to limit the proportion of the weight of the chassis (5) to be supported on the ground (U) via the Mecanum wheels (3) and any load (10) to be carried by it with the help of Energy storage means (4) are mounted resiliently relative to the chassis.
Fahrzeug nach Anspruch 1 , Vehicle according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Abstützmittel (6) mindestens ein beim Fahren des Fahrzeuges um eine Drehachse (7) rotierbares Lastrad aufweisen, welches bei einem Richtungswechsel des Fahrzeuges um eine Gelenkachse rotierbar ist und/oder dass die Abstützmittel (6) eine rotierbar angeordnete Kugel zum Abstützen auf dem Untergrund (U) aufweisen. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, that the support means (6) have at least one load wheel that can be rotated about an axis of rotation (7) when the vehicle is moving, which can be rotated about a joint axis when the vehicle changes direction and/or that the support means (6) has a rotatably arranged ball for supporting on the Have underground (U). Vehicle according to one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Kraftspeichermittel (4) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Abstützmittel (6) bei nicht mit einer Zuladung (10) beaufschlagtem Fahrgestell (5) oberhalb einer von den Mecanum- rädern (3) definierten Abstützebene angeordnet sind und sich bei Beaufschlagen mit einer Zuladung (10) bei gleichzeitiger Erhöhung der Federspannung der Kraftspeichermittel (4), insbesondere zusammen mit dem Fahrgestell (5), absenken in Richtung Untergrund (U). in that the force storage means (4) are designed and arranged in such a way that the support means (6) are arranged above a support plane defined by the Mecanum wheels (3) when the chassis (5) is not loaded with a payload (10) and when loaded with a load (10) while simultaneously increasing the spring tension of the force storage means (4), in particular together with the chassis (5), lower towards the ground (U).
Fahrzeug nach Anspruch 3, Vehicle according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Abstand zwischen einer von den Abstützmitteln (6) gebildeten Abstützfläche (6) und der von den Mecanumrädern that the distance between a support surface (6) formed by the support means (6) and that of the Mecanum wheels
(3) definierten Abstützebene einstellbar ist. (3) defined support level can be adjusted.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, Vehicle according to one of claims 3 or 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine maximale Federwegkomponente der Kraftspeichermittelthat a maximum spring travel component of the force storage means
(4) parallel zu einer Verstellrichtung des Fahrgestells (5) bei Beaufschlagung mit einer Zuladung (10), ohne Zuladung (10) größer ist als der in die gleiche Richtung gemessene Abstand zwischen einer Abstützfläche der Abstützmittel (6) und der von den Mecanumrädern (3) definierten Abstützebene. (4) parallel to an adjustment direction of the chassis (5) when loaded with a payload (10), without payload (10) is greater than the distance measured in the same direction between a support surface of the support means (6) and that of the Mecanum wheels ( 3) defined support level.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Abstützmittel (6) nicht federnd gegenüber dem Fahrgestellthat the supporting means (6) are not resilient relative to the chassis
(5) gelagert sind, oder derart über Abstützkraftspeichermittel ge- genüber dem Fahrgestell (5) federnd gelagert sind, dass eine Federsteif ig keit der Abstützkraftspeichermittel größer ist einer Feder- steifigkeit der Kraftspeichermittel (4). (5) are stored, or are supported in this way via supporting force storage means. are resiliently mounted relative to the chassis (5) so that a spring stiffness of the supporting force storage means is greater than a spring stiffness of the force storage means (4).
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine Vorspannung der Kraftspeichermittel (4) und/oder ein Federweg der Kraftspeichermittel zum Einstellen des maximal von den Mecanumrädern (3) auf dem Untergrund abzustützenden Gewichtsanteils, manuell oder mittels Aktuatormitteln, einstellbar ist. that a preload of the force storage means (4) and/or a spring travel of the force storage means for adjusting the maximum proportion of weight to be supported by the Mecanum wheels (3) on the ground can be adjusted, manually or by means of actuator means.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Mecanumradfahrzeug (1 ) Messmittel (1 1 ) zum Bestimmen einer Gewichtskraft oder eines Gewichtskraftanteils des Fahrgestells (5) und/oder einer Zuladung (10) aufweist, und dass die Messmittel (1 1 ) signalleitend mit Steuermitteln (13) zum Ansteuern der Aktuatorm ittel zum Einstellen der Vorspannung der Kraftspeichermittel (4) und/oder des Federweges in Abhängigkeit eines Sensorsignals der Messmittel (1 1 ) verbunden sind. that the mecanum wheeled vehicle (1) has measuring means (1 1) for determining a weight force or a weight force component of the chassis (5) and/or a payload (10), and that the measuring means (1 1) are signal-conducting with control means (13) for controlling the Actuator means for adjusting the preload of the force storage means (4) and/or the spring travel depending on a sensor signal of the measuring means (1 1) are connected.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass auf dem Fahrgestell (5) eine, insbesondere kippbare, Ladeinrichtung, bevorzugt eine Ladewanne, zur Aufnahme einer Zuladung (10) angeordnet ist. that a, in particular tiltable, loading device, preferably a loading tray, is arranged on the chassis (5) for receiving a load (10).
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass auf dem Fahrgestell (5), insbesondere mittels eines Aktuators, bevorzugt umfassend einen Kolben-Zylinderantrieb und/oder einen Scherengelenkantrieb, antreibbare, Hebemittel (15), insbesondere mit einer Hebegabel (16) oder einer Hebeplattform, zum Anheben einer Zuladung (10) relativ zum dem Fahrgestell (5) angeordnet sind. that on the chassis (5), in particular by means of an actuator, preferably comprising a piston-cylinder drive and / or a Scissor joint drive, drivable lifting means (15), in particular with a lifting fork (16) or a lifting platform, are arranged for lifting a load (10) relative to the chassis (5).
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Mecanumräder (3), insbesondere zusammen mit den Antrieben, über, insbesondere mittels Torsionsfedern, federnd gelagerte, verschwenkbare Stützarme (!4) an dem Fahrgestell (5) angeordnet sind, derart dass sich durch Verschwenken der Stützarme (14) die Federspannung der Kraftspeichermittel (4) ändert und/oder dass die Federvorspannung der Kraftspeichermittel (4) durch aktives Einstellen der Verschwenkwinkel der Stützarme (14), insbesondere mit Hilfe von Aktuatormitteln oder manuell, einstellbar ist. that the Mecanum wheels (3), in particular together with the drives, are arranged on the chassis (5) via resiliently mounted, pivotable support arms (!4), in particular by means of torsion springs, in such a way that the spring tension of the Energy storage means (4) changes and / or that the spring preload of the force storage means (4) can be adjusted by actively adjusting the pivot angle of the support arms (14), in particular with the help of actuator means or manually.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Vehicle according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Mecanumräder (3) mehrere Felgen mit jeweils über deren Umfang verteilt angeordneten, relativ zu der jeweiligen Felge verdrehbar gelagerten Rollen aufweisen und dass mindestens zwei benachbarte der Felgen über Dämpfungsmittel miteinander verbunden sind, die eine gedämpfte, begrenzte Relativbewegung der Felgen in Umfangsrichtung und/oder senkrecht zu einer Mecanum- raddrehachse und/oder senkrecht zu einer Felgendrehachse der Felgen und/oder kippwinklig zueinander zulassend ausgebildet sind. that the Mecanum wheels (3) have several rims, each with rollers arranged distributed over their circumference and rotatably mounted relative to the respective rim, and that at least two adjacent ones of the rims are connected to one another via damping means, which ensure a damped, limited relative movement of the rims in the circumferential direction and/or or are designed perpendicular to a Mecanum wheel rotation axis and/or perpendicular to a rim rotation axis of the rims and/or at a tilt angle to one another.
System, umfassend ein Mecanumradfahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine von diesem getragene Zuladung (10), wobei eine Gewichtskraft der Zuladung (10) anteilig über die Mecanumräder (3) und anteilig über die Abstützmittel (6) auf einem Untergrund (U) abgestützt ist. System comprising a mecanum wheeled vehicle (1) according to one of the preceding claims and a payload (10) carried by it, wherein a weight of the payload (10) is proportionally over the Mecanum wheels (3) and are partially supported on a surface (U) via the support means (6).
System nach Anspruch 13, System according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Kraftspeichermittel (4) bei aufgebrachter Zuladung (10) um einen Restfederweg, insbesondere zum Ausgleich von Unebenheiten der Untergrundes (U), komprimierbar sind. that the energy storage means (4) can be compressed by a residual spring travel when the load (10) is applied, in particular to compensate for unevenness in the ground (U).
Verfahren zum Betreiben eines Mecanumradfahrzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 12, Method for operating a mecanum wheeled vehicle according to one of claims 1 to 12,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Teil der Gewichtskraft des Fahrgestells (5) und/oder einer etwaigen Zuladung (10) über die Mecanumräder (3) und der andere Teil der Gewichtskraft über die Abstützmittel (6) auf dem Untergrund (U) abgestützt wird. that part of the weight of the chassis (5) and/or any payload (10) is supported on the surface (U) via the Mecanum wheels (3) and the other part of the weight is supported on the surface (U) via the support means (6).
Verfahren nach Anspruch 15, Method according to claim 15,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Gewichtskraft einer Zuladung (10) gemessen wird, insbesondere auf dem Mecanumradfahrzeug (1 ), und dass eine Vorspannung der Kraftspeichermittel (4) und/oder ein Federweg der Kraftspeichermittel (4) in Abhängigkeit der gemessenen Gewichtskraft eingestellt werden/wird. that the weight of a payload (10) is measured, in particular on the Mecanum wheeled vehicle (1), and that a preload of the force storage means (4) and/or a spring travel of the force storage means (4) are/will be adjusted depending on the measured weight.
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