ES2873404T3 - Vehículo autónomo, tal como un vehículo guiado automatizado o un robot móvil autónomo - Google Patents

Abstract

Un vehículo autónomo, como un vehículo (AGV) guiado automatizado o un robot (AMR) móvil autónomo, que comprende: - una estructura (2) de soporte, - una pluralidad de ruedas sobre las que se lleva dicha estructura (2) de soporte, - al menos un motor eléctrico soportado por la estructura (2) de soporte, para accionar al menos una de dichas ruedas, y - uno o más circuitos de control electrónicos soportados por la estructura (2) de soporte, dicho vehículo se caracteriza porque: - la estructura de soporte tiene una configuración general de doble casco, con dos cascos (3R, 3L) separados, paralelos entre sí y separados transversalmente, y al menos dos estructuras (C1, C2, L1, L2; G1, G2) de puente que conectan dichos cascos (3R, 3L) entre sí, - dicha pluralidad de ruedas comprende dos ruedas delanteras y dos ruedas traseras situadas cerca de los extremos delantero y trasero de los dos cascos (3R, 3L), y - dichas al menos dos estructuras (C1, C2, L1, L2; G1, G2) de puente tienen extremos conectados a los dos cascos por interposición de juntas (E1, E2, E3) elásticas, - de tal manera que los dos cascos (3R, 3L) estén libres para realizar movimientos oscilantes diferenciados de manera que permitan que las dos ruedas delanteras y las dos ruedas traseras permanezcan en contacto con dicha superficie sobre la que se mueve el vehículo, incluso cuando esta la superficie tiene irregularidades y/o variaciones de pendiente.

Description

DESCRIPCIÓN

Vehículo autónomo, tal como un vehículo guiado automatizado o un robot móvil autónomo

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a vehículos autónomos, comprendiendo con esta expresión tanto los denominados Vehículos Automatizados Guiados (AGV) como los denominados Robots Móviles Autónomos (AMR). Según una distinción convencional, los AGV normalmente requieren la provisión de una infraestructura, por ejemplo, en forma de bandas magnéticas en el piso o luces de navegación (balizas) para guiar el vehículo a lo largo de una ruta determinada. En cambio, los AMR se mueven utilizando un sistema de navegación y un procesador que están a bordo del robot. Los AMR son capaces de percibir el entorno en el que se mueven y tomar decisiones en función de lo que perciben y cómo han sido programados, por ejemplo, deteniéndose, reiniciando y maniobrando alrededor de los obstáculos que encuentran en su camino.

La invención está dirigida a cualquier categoría de vehículo autónomo (tal como un vehículo guiado automatizado o un robot móvil autónomo) del tipo descrito anteriormente, particularmente para uso en un entorno industrial. Además, no se excluye el uso de la invención fuera del campo industrial.

Más específicamente, la invención se refiere a un vehículo autónomo o robot móvil autónomo del tipo que comprende:

• una estructura de soporte,

• una pluralidad de ruedas sobre las que se lleva dicha estructura de soporte,

• al menos un motor eléctrico soportado por la estructura de soporte, para accionar al menos una de dichas ruedas, y

• uno o más circuitos de control electrónicos llevados por la estructura de soporte.

Estado de la técnica

Los vehículos del tipo anterior se conocen y se utilizan desde hace algún tiempo en la industria para diversas aplicaciones. Por ejemplo, en la industria automotriz, desde finales de la década de 1970 (ver, por ejemplo, la figura 3 del documento Gb 1564669 A, que es propiedad del Solicitante, y que da a conocer las características del preámbulo de la reivindicación 1), se conocen plantas de montaje para vehículos de motor en las que la estructura de un vehículo de motor fue transportada por medio de un AGV a través de una serie de estaciones de montaje, no necesariamente dispuestas en línea. Con el incremento exponencial que se ha producido en los últimos años en los costes de inversión necesarios para producir vehículos nuevos, las técnicas antes mencionadas se han vuelto de creciente interés, ya que permiten, especialmente en el caso de producir vehículos de alta gama, donde el número de vehículos a producir en la unidad de tiempo es relativamente pequeño, el abandono del esquema convencional de una gran planta de producción en línea y en su lugar la explotación de plantas de producción con un diseño más delgado y modular, fácilmente reconfigurable según las nuevas necesidades de producción y/o fácilmente transportable incluso a un sitio diferente, para responder a las nuevas demandas del mercado.

Como parte de estos desarrollos, existe la necesidad de una nueva generación de vehículos autónomos que puedan responder plenamente a estas necesidades.

Objeto de la invención

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un vehículo autónomo que pueda operar de manera eficiente y confiable y que, al mismo tiempo, tenga una estructura extremadamente simple y de bajo coste.

Otro objeto de la invención es proporcionar un vehículo autónomo que tenga una estructura constituida según criterios de modularidad, de manera que sea fácilmente adaptable y/o reconfigurable según la aplicación a la que se destina.

Un objeto adicional y más particular de la invención es el de producir un vehículo autónomo que garantice un transporte seguro y fiable de las estructuras o componentes que se disponen en él, garantizando en particular un contacto correcto y constante de todas las ruedas del vehículo con el superficie sobre la que se mueve el vehículo, sin que sea necesario, sin embargo, que se proporcionen en el vehículo sistemas de suspensión complicados y costosos.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un vehículo autónomo que pueda configurarse de manera que no interfiera con los obstáculos colocados a lo largo de su recorrido, por ejemplo, pasándolos por encima o a horcajadas.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un vehículo autónomo que también se pueda convertir rápidamente en una configuración de tamaño reducido, para facilitar el transporte.

Finalmente, otro objeto de la invención es conseguir todos los objetivos antes mencionados con una estructura de montaje y construcción sencilla y económica.

Sumario de la invención

Con el fin de lograr uno o más de los objetos antes mencionados, la invención se refiere a un vehículo del tipo indicado al comienzo de la presente descripción, caracterizado porque:

• la estructura de soporte tiene una configuración general de doble casco, con dos cascos separados, paralelos entre sí y separados transversalmente, y al menos dos estructuras de puente que conectan dichos cascos entre sí,

• el vehículo comprende dos ruedas delanteras y dos ruedas traseras ubicadas cerca de los extremos delantero y trasero de los dos cascos,

• las al menos dos estructuras de puente mencionadas anteriormente tienen extremos conectados a los dos cascos por interposición de juntas elásticas,

• de tal manera que los dos cascos tengan libertad para realizar movimientos oscilantes diferenciados de manera que permitan que las dos ruedas delanteras y las dos ruedas traseras permanezcan en contacto con la superficie sobre la que se mueve el vehículo, incluso cuando esta superficie presente irregularidades y/o variaciones de pendiente.

Gracias a las características anteriores, los dos cascos que forman parte de la estructura del vehículo son capaces de realizar oscilaciones diferenciadas, para permitir que las ruedas sigan las irregularidades y variaciones de pendiente de la superficie sobre la que se mueve el vehículo, estando configurados los cascos para seguir el perfil del terreno por gravedad, o por su propio peso, o en todo caso por el peso del equipo transportado por el vehículo. El resultado mencionado anteriormente se obtiene sin la necesidad de asociar sistemas de suspensión sofisticados (y en consecuencia costosos) con las ruedas del vehículo.

En una realización preferida, las ruedas delanteras y las ruedas traseras forman parte de conjuntos de ruedas que constituyen módulos separados, conectados rígidamente a los extremos delanteros y a los extremos traseros de los dos cascos que forman parte de la estructura del vehículo. Preferiblemente, dos de los conjuntos de ruedas comprenden cada uno una rueda de dirección y una rueda motriz e incluyen un primer motor eléctrico para accionar la rueda y un segundo motor eléctrico para dirigir la rueda. Los otros dos conjuntos de ruedas comprenden cada uno una rueda pivotante no motriz.

De nuevo, en el caso de la realización preferida antes mencionada, los dos cascos tienen cada uno una estructura de material metálico, que comprende una pared superior, una pared inferior y dos paredes laterales. Preferiblemente, cada casco tiene uno o más espacios de contención, provistos de puertas que se pueden abrir, para contener una o más unidades de procesamiento y control electrónico y el cableado correspondiente, así como una o más baterías eléctricas para alimentar los motores eléctricos de las ruedas.

Según otra característica preferida de la invención, las al menos dos estructuras de puente antes mencionadas comprenden un primer travesaño y un segundo travesaño que tienen cada uno un cuerpo cilíndrico tubular con dos extremos opuestos conectados a los dos cascos por interposición de dos juntas elásticas, cada una incluye un cuerpo anular de material elastomérico, coaxial al cuerpo cilíndrico del travesaño.

Según otra característica preferida, las al menos dos estructuras de puente antes mencionadas también comprenden una primera y una segunda placa de soporte de herramientas, dispuestas en planos horizontales y teniendo cada extremo opuesto descansando sobre superficies de soporte de los dos cascos, y que están cada una conectada a la respectiva superficie de soporte mediante la interposición de uno o más soportes elásticos de material elastomérico. En la realización preferida, en la que cada casco tiene una estructura metálica que comprende una pared superior, una pared inferior y dos paredes laterales, la superficie de soporte de cada placa de soporte de herramientas en el casco está definida por una pared inferior de un hueco formado en un lado interior del casco y se abren tanto en el lado interior como en el lado superior del casco.

La configuración "base" del vehículo según la invención puede, por supuesto, estar dotada de cualquier tipo de equipamiento que lo haga adecuado para una aplicación específica. Por ejemplo, se puede disponer un dispositivo de elevación ("elevador") de cualquier tipo en cada placa de soporte, configurado para variar la altura de una estructura llevada por encima del vehículo.

Preferiblemente, los dos cascos también comprenden una pluralidad de ruedas auxiliares con múltiples elementos rodantes, del tipo conocido como "ruedas omnidireccionales".

Gracias a todas las características anteriores, el vehículo es capaz de satisfacer las necesidades de un funcionamiento eficiente y fiable, y en particular la necesidad de asegurar que todas las ruedas del vehículo permanezcan siempre en contacto con la superficie sobre la que se mueve el vehículo, incluso cuando esta superficie presenta irregularidades o variaciones de pendiente, sin requerir, al mismo tiempo, la adopción de estructuras complejas, pesadas y costosas.

En una realización adicional, las dos estructuras de puente que forman parte del vehículo según la invención tienen la forma de dos estructuras de pórtico, cada una de las cuales incluye dos montantes que se elevan verticalmente desde los dos cascos, y que tienen extremos superiores conectados por un travesaño, de tal manera que el espacio entre los dos cascos es completamente libre, teniendo cada montante de cada estructura de pórtico un extremo inferior conectado a un casco respectivo de la estructura de soporte del vehículo por interposición de una junta elástica.

Gracias a las características anteriores, en esta realización, el vehículo según la invención es capaz de pasar por una estación operativa sin interferir con los equipos dispuestos en dicha estación, pudiendo superar el obstáculo colocándose a horcajadas sobre él.

Preferiblemente, en esta realización, los dos travesaños de las dos estructuras de pórtico están conectados entre sí por un bastidor superior.

También en el caso de esta realización, la configuración "base" del vehículo también puede estar dotada de cualquier tipo de equipamiento que lo haga adecuado para una aplicación específica. Simplemente a modo de ejemplo, en los montantes de ambas estructuras de pórtico, los elementos deslizantes respectivos pueden montarse de una manera deslizante verticalmente, conectados rígidamente entre sí mediante una estructura de interconexión. Estos elementos deslizantes forman un aparato de desplazamiento vertical que puede, por ejemplo, ser bajado una vez que el vehículo está en posición de trabajo en una estación de montaje de una planta industrial, para permitir la realización de operaciones sobre una estructura transportada por este en aparato de desplazamiento vertical.

Según una variante adicional de la invención, la estructura de soporte puede estar constituida de manera abatible en una configuración inoperante de tamaño reducido, con los dos cascos adyacentes entre sí. Por ejemplo, en el caso específico de la última realización mencionada anteriormente, en cada montante de cada estructura de pórtico, se articula un montante auxiliar alrededor de un eje vertical, al que se conecta el travesaño superior de la estructura de pórtico, de tal manera que el vehículo pueda asumir una configuración de tamaño reducido, por ejemplo, para facilitar el transporte, en la que los dos cascos son adyacentes entre sí y las dos estructuras de pórtico están dispuestas en planos inclinados con respecto a un plano perpendicular a la dirección longitudinal de los cascos.

En el caso de esta realización, si se proporciona un bastidor superior que conecta las dos estructuras de pórtico, este bastidor superior se monta de manera desmontable, de modo que se puede quitar antes de transformar el vehículo en la configuración de espacio reducido.

Aún en el caso de esta última realización, en los montantes auxiliares de ambas estructuras de pórtico, los respectivos elementos deslizantes están montados de manera deslizante verticalmente, y están conectados entre sí por una viga de interconexión que tiene extremos opuestos articulados a los dos elementos deslizantes en vertical ejes, de tal manera que permitan que el vehículo asuma la configuración de tamaño reducido mencionada anteriormente, con los dos cascos adyacentes entre sí y las dos estructuras de pórtico dispuestas en planos inclinados con respecto a planos perpendiculares a la dirección longitudinal de los cascos.

Todas las características anteriormente mencionadas permiten que el vehículo se transforme en una configuración de tamaño reducido en un tiempo extremadamente rápido, por ejemplo, para prepararlo para el transporte a otro lugar de producción. También en este caso, como podemos ver, este resultado se obtiene con medios extremadamente sencillos y de bajo coste.

La configuración de base del vehículo según la invención, en la versión con estructura de pórtico, también puede disponerse con brazos robotizados soportados, directa o indirectamente, por las dos estructuras de pórtico. Esta variante se puede explotar, por ejemplo, en una planta que comprende una línea de montaje, una pluralidad de AGV dispuestos para avanzar a lo largo de dicha línea y para recibir componentes en la misma. El vehículo que lleva los brazos robóticos puede colocarse a horcajadas en la línea de montaje y programarse para recoger componentes de posiciones estacionarias al costado de la línea y depositarlos en los AGV que avanzan a lo largo de la línea. La combinación de dos tipos de vehículos autónomos permite optimizar la eficiencia, aprovechando sus respectivas especificidades.

Descripción detallada de la invención

Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción que sigue con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados únicamente a modo de ejemplo no limitativo, en los que:

• La figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización de un vehículo según la presente invención.

• La figura 2 es una vista en perspectiva adicional del vehículo de la figura 1,

• La figura 3 es una vista en planta del vehículo de las figuras 1 y 2,

• La figura 4 es una vista en perspectiva parcial, parcialmente en sección transversal, del vehículo de las figuras 1-3.

• La figura 5 es una vista en perspectiva parcial adicional parcialmente en sección transversal del vehículo de las figuras 1-3.

• Las figuras 6, 7 son vistas en perspectiva del vehículo de las figuras 1-3 que muestran espacios de contención definidos dentro de la estructura del vehículo, con las puertas relativas en condición abierta.

• La figura 8 es una vista en perspectiva de una segunda realización del vehículo según la invención.

• La figura 9 es una vista en perspectiva parcial, parcialmente en sección transversal, del vehículo de la figura 8,

• La figura 10 es una vista en perspectiva de una tercera realización del vehículo según la invención.

• La figura 11 es una vista en perspectiva parcialmente en sección transversal de un detalle de la estructura del vehículo de la figura 10,

• Las figuras 12, 13 son vistas en perspectiva adicionales que ilustran más detalles del vehículo de la figura 10,

• Las figuras 14A, 14B, 14C ilustran el vehículo de la figura 10 en tres etapas sucesivas de la operación necesaria para transformar el vehículo en una configuración de tamaño reducido, apta para el transporte.

• La figura 15 es una vista en planta del vehículo de la figura 10 en la configuración de tamaño reducido; • Las figuras 16A, 16B son dos vistas en perspectiva de una realización de un conjunto de rueda motriz utilizado en el vehículo según la invención, y

• La figura 17 es una vista esquemática en perspectiva de una variante adicional del vehículo según la invención.

Con referencia a las figuras 1-3, el número 1 indica, en su totalidad, un vehículo autónomo o un robot móvil autónomo que se puede utilizar en una planta industrial, en particular en una planta de montaje de vehículos de motor, para transportar una estructura de vehículo de motor, por ejemplo, una carrocería de vehículo de motor o un subconjunto de carrocería a través de una o más estaciones de montaje, o para transportar, por ejemplo, cualquier otro componente o subconjunto de vehículo de motor a través de una o más estaciones de mecanizado y montaje. Sin embargo, como ya se indicó anteriormente, debe entenderse que el vehículo según la invención es de aplicación general, tanto en el campo industrial como en el campo no industrial.

El vehículo 1 comprende una estructura 2 de soporte montada sobre ruedas que tiene una configuración general de doble casco, con dos cascos 3R, 3L separados, paralelos entre sí y separados transversalmente, y una pluralidad de estructuras de puente que conectan dichos cascos entre sí.

En las soluciones aquí ilustradas, el vehículo es capaz de moverse en cualquier dirección y, en particular, tanto en una dirección longitudinal principal A como en una dirección transversal, perpendicular a la dirección principal, estando equipado con ruedas motrices que también pueden ser dirigidas por 90 grados y ruedas pivotantes sin tracción. De manera más general, en un vehículo con ruedas orientables, pero que no puede ser dirigido en 90 grados, los dos cascos 3L, 3R pueden estar dispuestos en la dirección A de avance principal antes mencionada (como se ilustra en los dibujos), o incluso en una dirección transversal, perpendicular a la dirección principal de avance.

En las realizaciones aquí ilustradas, cada uno de los cascos 3R, 3L tiene una estructura que consta de paredes de acero soldadas y/o atornilladas entre sí y tiene una configuración alargada, con una pared 30 superior, una pared 31 inferior, una pared 32 lateral interior y un pared 33 lateral exterior.

En los extremos delantero y trasero de los dos cascos 3R, 3L, los conjuntos R1, R2, R3, R4 de cuatro ruedas están conectados rígidamente. Como puede verse en los dibujos, cada uno de dichos conjuntos de ruedas tiene una carcasa que tiene una configuración cilíndrica general con un eje vertical. Dos de estos conjuntos de ruedas, por ejemplo, los conjuntos R2, R3 a lo largo de la diagonal (pero podrían ser los dos conjuntos delanteros o los dos conjuntos traseros o dos conjuntos llevados por el mismo casco), llevan una rueda 500 de dirección y tracción (figuras 16A, 16B) y cada uno incluye un primer motor M1 eléctrico para accionar la rueda 500 y un segundo motor M2 eléctrico para dirigir la rueda.

El módulo constituyente completo de cada uno de los conjuntos R1-R4 está disponible comercialmente en sí mismo y, tomado por separado, no cae dentro del alcance de la presente invención. Los otros dos conjuntos de ruedas, por ejemplo, los conjuntos R1, R4, solo presentan una rueda pivotante no motriz y, por tanto, están desprovistos de motores eléctricos.

El vehículo puede equiparse con un sistema de conducción autónomo de cualquier tipo conocido. Dependiendo de si se trata de un AGV o AMR (ver la distinción al comienzo de esta descripción), se pueden proporcionar infraestructuras, por ejemplo, en forma de bandas magnéticas en el suelo o luces de navegación (balizas) para guiar el vehículo a lo largo de un ruta determinada, o sistemas y procesadores de navegación a bordo pueden estar provistos en el vehículo, capaces de percibir el entorno y, en consecuencia, controlar el movimiento del vehículo. En el ejemplo ilustrado, cada uno de los módulos R1-R4 antes mencionados lleva un dispositivo D que forma parte del sistema de conducción y control del vehículo, que permite conducir el vehículo según cualquier recorrido predeterminado en el piso de la planta en el que esta usado. Estos sistemas son de por sí conocidos y permiten obtener el control del movimiento del vehículo, sin necesidad de disponer de una pista de guiado del vehículo en el suelo de la planta, como era el caso de los AGV de primera generación. Por ejemplo, los sistemas de guía y control pueden incluir, de una manera conocida per se por los expertos en la técnica, dispositivos emisores y receptores de rayos láser configurados para cooperar con una pluralidad de reflectores estacionarios dispuestos en la planta para constituir referencias útiles para guiar el vehículo a través de la planta. Los dispositivos D también pueden incluir sistemas de seguridad que incluyen sensores de proximidad y/o sensores de contacto para bloquear el movimiento del vehículo en las proximidades de cualquier obstáculo.

Dentro de la estructura de los cascos 3R, 3L, se obtienen espacios de contención para una o más unidades de control electrónico del vehículo, para baterías eléctricas para alimentar los motores eléctricos del vehículo, para cableado de conexión a los motores eléctricos y a los sistemas de conducción y seguridad que están provistos en el vehículo, así como para unidades de transmisión y recepción inalámbricas para conectar la electrónica de a bordo del vehículo con uno o más controladores electrónicos estacionarios provistos en el sistema o también con controladores en forma de ordenadores portátiles, tabletas de ejemplo, que pueden ser utilizadas por los operadores de la planta.

Los espacios de contención antes mencionados son accesibles por medio de puertas P que se pueden abrir, como se muestra mejor en las figuras 1, 2 y 6, 7.

Con referencia nuevamente a las figuras 1-3, las estructuras de los dos cascos 3R, 3L están conectadas entre sí por medio de dos travesaños C1, C2 centrales que tienen un cuerpo tubular cilíndrico con extremos opuestos conectados a los dos cascos 3R, 3L por interposición de articulaciones elásticas.

Como se ve mejor en la figura 4, cada uno de los dos travesaños C1, C2 tiene un cuerpo metálico cilíndrico y tubular cuyo eje B está dirigido transversal y perpendicularmente con respecto a la dirección A longitudinal del vehículo. Cada extremo del cuerpo 4 cilíndrico está soldado a una brida 5, en forma de placa perpendicular al eje B. La brida 5 está conectada por pernos 6 (ver nuevamente la figura 4) a una contraplaca 7 soldada a la estructura del respectivo casco 3R o 3L. Entre las bridas 5, 7 se interpone un cuerpo anular de material E1 elastomérico.

El conjunto de las dos placas 5, 7 con el cuerpo E1 anular elástico constituye una junta elástica susceptible de deformarse elásticamente, tanto con respecto a los movimientos relativos de las placas 5, 7 correspondientes a una torsión alrededor del eje B, como a la movimientos en la dirección del eje B o en una dirección perpendicular a él. De esta manera, la fluencia elástica es tal que tiene fluencias en direcciones preferenciales para hacer que el vehículo se adapte solo en las direcciones deseadas y, al mismo tiempo, suficientemente rígido en direcciones en las que se debe mantener la geometría general del vehículo.

Gracias a las características anteriores, los travesaños C1, C2 conectan los dos cascos 3R, 3L entre sí, dejándolos, sin embargo, libres de tener oscilaciones diferenciadas que permitan que el vehículo permanezca con las cuatro ruedas en contacto con el suelo de la planta incluso cuando este piso presenta irregularidades y/o variaciones de pendiente. Durante el uso, la estructura del vehículo 1 es forzada por su propio peso y/o el peso adicional del equipo que lleva el vehículo, a seguir el perfil de la superficie sobre la que se mueve el vehículo, manteniendo todas las ruedas en contacto con este. superficie, gracias a la posibilidad de oscilaciones diferenciadas de los dos cascos 3R, 3L, que viene dada por los travesaños C1, C2, así como por los elementos de conexión adicionales que se describen a continuación.

Con referencia en particular a las figuras 3 y 5, las estructuras de los dos cascos 3R, 3L también están conectadas entre sí por dos placas L1, L2 de soporte de herramientas. Las placas L1, L2 son placas de acero, dispuestas en un plano horizontal justo por encima del plano definido por las paredes 31 inferiores de los dos cascos 3R, 3L.

Como se puede ver en la figura 5 para la placa L2, cada uno de los extremos de cada una de las placas L1, L2 se extiende hacia el espacio interior del respectivo casco 3R o 3L, más allá de la pared 32 interior, y está asegurado por pernos 8 (figura 5) a la pared 31 inferior del casco interponiendo bloques de material E2 elastomérico.

Como se ha indicado anteriormente, las placas L1, L2 pueden utilizarse para transportar componentes y/o herramientas con las que se puede equipar el vehículo, así como para soportar piezas a transportar en el propio vehículo.

En particular, cada una de las placas L1, L2 se puede utilizar para montar un dispositivo de elevación de cualquier tipo conocido (por ejemplo, un cilindro de fluido de eje vertical o un dispositivo de elevación de pantógrafo), que permite la variación de la posición de altura de la estructura llevada en el vehículo. La posición bajada de las placas L1, L2 con respecto al plano de las paredes 30 superiores de los dos cascos 3R, 3L permite que estos dispositivos de elevación no sobresalgan o solo sobresalgan ligeramente por encima del plano de las paredes 30 cuando están en el configuración completamente rebajada.

Volviendo a los soportes E2 elásticos que conectan los extremos de las placas L1, L2 a los dos cascos 3R, 3L, estos soportes elásticos también dejan cierta posibilidad de movimiento relativo a los cascos, asegurando el correcto funcionamiento del vehículo, manteniendo el contacto de todas las ruedas del vehículo con el piso incluso cuando este último presenta irregularidades y/o variaciones de pendiente, sin requerir sin embargo ninguna complicación constructiva, y en particular sin requerir la adopción de sistemas de suspensión particularmente sofisticados en asociación con las ruedas del vehículo. El resultado de lo anterior es, por lo tanto, una estructura extremadamente simple, que se puede producir y ensamblar en poco tiempo y con un coste de producción muy bajo.

Una ventaja más de la estructura descrita anteriormente es que está construida según un criterio de modularidad, utilizando un número reducido de componentes estandarizables y, por tanto, susceptible de reconfigurarse de forma sencilla y rápida para adaptarse a las necesidades de cada aplicación específica. En particular, los travesaños C1, C2 y las placas L1, L2 pueden sustituirse por componentes similares de diferente longitud, para modificar la dimensión transversal del vehículo, según la configuración y dimensiones de la estructura a transportar. Los conjuntos R1-R4 de ruedas constituyen el mismo número de módulos que también se pueden reemplazar fácilmente con diferentes tipos de módulos o que se pueden ensamblar de acuerdo con diferentes configuraciones, por ejemplo, para proporcionar las ruedas motrices tanto en los extremos delanteros como en ambos en el extremos traseros de los dos cascos 3R, 3L. Los mismos cascos 3R y 3L se pueden reemplazar por cascos de diferente longitud, dependiendo de los requisitos de la aplicación.

De nuevo con referencia a las figuras 1, 2 y 3, la estructura del vehículo finalmente comprende una pared W1 delantera y una pared W2 trasera que conectan los conjuntos R1, R2 y R3, R4 de ruedas entre sí. Las paredes W1, W2 no tienen función de soporte de carga y están conectadas a los respectivos conjuntos de ruedas por medio de elementos de conexión flexibles de cualquier tipo conocido (no mostrado), las paredes (que también podrían omitirse por completo) no obstaculizan los movimientos diferenciados de los dos cascos 3R, 3L.

Preferiblemente, los dos cascos también comprenden una pluralidad de ruedas auxiliares con múltiples elementos rodantes, del tipo "rueda omnidireccional" (no ilustrado).

La figura 8 muestra una segunda realización del vehículo según la invención. En esta realización, la estructura de los dos cascos 3R, 3L, así como la disposición de los conjuntos R1-R4 de ruedas en los extremos delantero y trasero de los dos cascos permanece sin cambios. Sin embargo, en este caso, los travesaños C1, C2, las placas L1, L2 de soporte de herramientas y también las paredes W1, W2 delantera y trasera se eliminan por completo; las estructuras de puente que conectan los dos cascos 3R, 3L juntas son dos estructuras G1, G2 de pórtico. Cada una de las estructuras G1, G2 de pórtico comprende dos montantes UR, UL verticales que se elevan verticalmente a partir de los dos cascos 3R, 3L en áreas adyacentes a los extremos delanteros y traseros de los dos cascos, respectivamente. Los montantes UR, UL tienen sus extremos superiores conectados por travesaños T1, T2. Además, en la realización preferida mostrada aquí, los dos travesaños T1, T2 superiores de las dos estructuras G1, G2 de pórtico están conectados rígidamente entre sí por un bastidor T de conexión que, en el ejemplo ilustrado, incluye una viga 9 central longitudinal y dos pares de vigas 10 de arriostramiento que conectan la parte central de la viga 9 con las porciones extremas del respectivo travesaño T1, T2. De esta forma, las dos estructuras G1, G2 de pórtico, junto con el bastidor T superior, constituyen una única estructura rígida soportada por los dos cascos 3R, 3L. La ventaja de esta disposición es que, de esta forma, el vehículo puede ser utilizado en una estación de montaje o procesamiento sin interferir con un obstáculo representado por una estructura que se encuentra en la estación, pudiendo atravesar este obstáculo.

También en el caso de esta realización, la configuración "base" del vehículo puede estar dotada de cualquier tipo de equipamiento que lo haga adecuado para una aplicación específica. A modo de ejemplo, en la solución ilustrada aquí, un elemento S deslizante está montado de manera deslizante en los montantes UR, UL de cada estructura G1, G2 de pórtico. En el ejemplo ilustrado, el elemento S deslizante se puede operar por medio de un sistema de tornillo y tuerca, que incluye dos tuercas N asociadas con el elemento S deslizante y enganchadas por columnas roscadas V que son axialmente estacionarias y que son accionadas en rotación por respectivos motores (no ilustrados). El accionamiento de los motores eléctricos provoca el desplazamiento vertical del elemento S deslizante. De nuevo, en el caso de la realización preferida ilustrada aquí, los dos elementos deslizantes S asociados con las dos estructuras G1, G2 de pórtico están conectados rígidamente entre sí mediante una viga B1 longitudinal.

La estructura que consta de los elementos S deslizantes y la viga B1 se puede utilizar para soportar una estructura o un componente que luego se puede bajar una vez que el vehículo se haya detenido en una estación de montaje, para llevar dicha estructura a dicho componente en las proximidades de los equipos operativos.

En el caso de las realizaciones de la figura 8, el mantenimiento de todas las ruedas del vehículo en contacto con la superficie sobre la que se mueve el vehículo está garantizado por la posibilidad de que los dos cascos 3R, 3L tengan movimientos diferenciados reducidos. Este resultado también se obtiene en este caso debido a que las estructuras que constituyen los puentes entre los dos cascos 3R, 3L, o, mejor dicho, en este caso las dos estructuras G1, G2 de pórtico, están unidas a los cascos mediante juntas elásticas. En particular, como se muestra en detalle en la figura 9, cada uno de los montantes UR, UL tiene una porción de extremo inferior que está anclada al casco respectivo por interposición de bloques de material E3 elastomérico. Con referencia a la figura 9, en el ejemplo de realización ilustrado, la parte inferior de cada UR vertical, UL tiene una porción 11 horizontal que se extiende por encima de la pared 30 superior del casco respectivo, que luego se extiende hacia una porción 12 vertical cuyo extremo inferior es soldado a una placa 13 horizontal. La placa 13 horizontal está conectada por medio de pernos 14 a la pared 31 inferior del respectivo casco por interposición de los soportes E3 elásticos.

Las figuras 10-15 se refieren a otro desarrollo de la realización de la figura 8, en la que también es posible transformar el vehículo en una configuración de tamaño reducido, por ejemplo, para facilitar el transporte. Las figuras 14A, 14B, 14C muestran tres etapas sucesivas de una operación mediante la cual el vehículo se puede plegar en la configuración de tamaño reducido, con los dos cascos 3R, 3L dispuestos adyacentes entre sí y desplazados longitudinalmente. Con este fin, en primer lugar, se prevé que el bastidor T superior esté conectado de forma desmontable a las dos estructuras G1, G2 de pórtico. En el ejemplo ilustrado en la figura 10, el bastidor T consta de dos vigas dispuestas en forma de X, con sus extremos conectados de manera amovible a los extremos superiores de los montantes UR, UL de las dos estructuras G1, G2 de pórtico. La conexión extraíble se puede realizar, por ejemplo, mediante pernos.

En el caso de esta realización, cada uno de los montantes UR, UL de las dos estructuras G1, G2 de pórtico tiene su extremo inferior conectado al casco respectivo por los bloques E3 elásticos de material elastomérico (figura 11) como ya se describió con referencia a la realización de las figuras 8 y 9. En este caso, sin embargo, un montante 16 auxiliar está articulado a cada montante alrededor de un eje vertical X (ver figura 13), por medio de las bisagras 15. De nuevo en este caso, los dos travesaños T1, T2 de las dos estructuras G1, G2 de pórtico están conectados a los extremos superiores de los dos montantes 16 auxiliares. Además, los elementos S deslizantes están montados de manera deslizante en los dos montantes 16 auxiliares de cada estructura de pórtico.

De nuevo, en el caso de esta realización, la viga B1 que conecta los dos elementos deslizantes S está conectada a cada elemento deslizante S de manera articulada alrededor de un eje X1 vertical, como se muestra en la figura 12. Gracias a la estructura y disposición antes mencionadas, toda la estructura del vehículo se puede transformar, una vez que se retira el bastidor T superior, en la condición plegada de tamaño reducido que se ilustra en las figuras 14C, 15.

La figura 14A muestra una vista en perspectiva del vehículo en la configuración operativa de uso. La figura 14B muestra el vehículo con el bastidor T superior retirado. Las figuras 14C y 15 son una vista en perspectiva y una vista en planta del vehículo en la configuración plegada, en la que los dos cascos 3R, 3L están adyacentes entre sí, en una posición longitudinalmente desplazada, y las dos estructuras G1, G2 de pórtico están dispuestas. en planos inclinados con respecto a un plano perpendicular a la dirección longitudinal de los cascos. Cabe señalar también que, en el ejemplo específico ilustrado en las figuras 10-15, la conexión de cada uno de los montantes UR, UL al casco respectivo está reforzada por un brazo 13 horizontal que se extiende por encima de la pared 30 superior del respectivo casco comenzando desde la porción 11 del montante (ver figura 11) y continuando (ver figura 10) con una porción 14 perpendicular a la porción 13 y dispuesta transversalmente sobre la pared 30 superior, y una porción 15 de extremo dirigida verticalmente, que está anclada a la pared lateral interior del casco respectivo.

Como se desprende de la descripción anterior, la variante de las figuras 10-15 presenta, además de todas las ventajas que se han descrito anteriormente con referencia a las otras realizaciones de la invención, la ventaja adicional de realizar la operación de transporte del vehículo a otro sitio de producción extremadamente simple y rápido, ya que es posible plegar el vehículo en una configuración de espacio reducido, sin tener que realizar complejas operaciones de desmontaje.

Por supuesto, la configuración elegida para dar a la estructura del vehículo la posibilidad de plegarse en una configuración general reducida, con los dos cascos en posiciones adyacentes entre sí, también puede ser diferente de la ilustrada aquí puramente a modo de ejemplo.

Como ya se indicó, cualquiera que sea la configuración "base" del vehículo, se puede implementar con equipamiento adicional, dependiendo de las necesidades específicas de cada aplicación.

La figura 17 muestra un ejemplo adicional, en el que la estructura base del vehículo, en una configuración con estructuras de pórtico, como se describe con referencia a las figuras 8 y 10, se completa con brazos 600 robóticos. Los brazos 600 robóticos son robots manipuladores invertidos de cualquier tipo conocido transportados por las superestructuras que están montadas en los cascos 3R, 3L y que incluyen las dos estructuras G1, G2 de pórtico. En el ejemplo ilustrado, los brazos 600 están soportados por vigas T superiores longitudinales que conectan las estructuras G1, G2 de pórtico. Los brazos 600 robóticos se pueden utilizar para recoger componentes P de una o más posiciones estacionarias (por ejemplo, estantes) en el lateral de la línea, y para depositar componentes recogidos en pallets que, a su vez, son movidos por AGV 700 que avanzan a lo largo de una línea L de montaje. El vehículo según la invención está dispuesto a horcajadas sobre la línea. La combinación de dos tipos de vehículos autónomos (vehículo 1 con estructuras pórtico y vehículos 700) permite optimizar la eficiencia, aprovechando sus respectivas especificidades.

Por supuesto, sin perjuicio del principio de la invención, los detalles de construcción y las realizaciones pueden variar ampliamente con respecto a los descritos e ilustrados puramente a modo de ejemplo, sin apartarse del alcance de la presente invención, que se define en las reivindicaciones.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un vehículo autónomo, como un vehículo (AGV) guiado automatizado o un robot (AMR) móvil autónomo, que comprende:

- una estructura (2) de soporte,

- una pluralidad de ruedas sobre las que se lleva dicha estructura (2) de soporte,

- al menos un motor eléctrico soportado por la estructura (2) de soporte, para accionar al menos una de dichas ruedas, y

- uno o más circuitos de control electrónicos soportados por la estructura (2) de soporte,

dicho vehículo se caracteriza porque:

- la estructura de soporte tiene una configuración general de doble casco, con dos cascos (3R, 3L) separados, paralelos entre sí y separados transversalmente, y al menos dos estructuras (C1, C2, L1, L2; G1, G2) de puente que conectan dichos cascos (3R, 3L) entre sí,

- dicha pluralidad de ruedas comprende dos ruedas delanteras y dos ruedas traseras situadas cerca de los extremos delantero y trasero de los dos cascos (3R, 3L), y

- dichas al menos dos estructuras (C1, C2, L1, L2; G1, G2) de puente tienen extremos conectados a los dos cascos por interposición de juntas (E1, E2, E3) elásticas,

- de tal manera que los dos cascos (3R, 3L) estén libres para realizar movimientos oscilantes diferenciados de manera que permitan que las dos ruedas delanteras y las dos ruedas traseras permanezcan en contacto con dicha superficie sobre la que se mueve el vehículo, incluso cuando esta la superficie tiene irregularidades y/o variaciones de pendiente.

2. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas ruedas delanteras y dichas ruedas traseras forman parte de conjuntos de ruedas que constituyen módulos (R1, R2, R3, R4) separados, conectados rígidamente a los extremos delantero y trasero de los dos cascos (3R, 3L).

3. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos dos de dichos conjuntos (R2, R3) de ruedas comprenden cada uno una rueda de dirección y una rueda motriz e incluyen un primer motor eléctrico para accionar la rueda y un segundo motor eléctrico para dirigir la rueda.

4. Un vehículo autónomo según la reivindicación 3, caracterizado porque dos de dichos conjuntos (R1, R4) de ruedas comprenden cada uno una rueda pivotante no motriz.

5. Un vehículo autónomo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno de dichos cascos (3R, 3L) tiene una estructura de material metálico, que comprende una pared (30) superior, una pared (31) inferior y dos paredes (32, 33) laterales.

6. Un vehículo autónomo según la reivindicación 5, caracterizado porque al menos uno de los cascos (3R, 3L) tiene uno o más espacios de contención, provistos de puertas (P) que se pueden abrir para contener una o más unidades de procesamiento y control electrónico y el cableado correspondiente.

7. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas al menos dos estructuras de puente comprenden un primer travesaño (C1) y un segundo travesaño (C2) que tiene un cuerpo (4) tubular cilíndrico que tiene dos extremos opuestos conectados a los dos cascos (3R, 3L) por interposición de dos juntas elásticas que incluyen cada una un cuerpo anular de material (E1) elastomérico, coaxial con el cuerpo (4) cilíndrico del travesaño (C1, C2).

8. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1 o la reivindicación 7, caracterizado porque dichas al menos dos estructuras de puente comprenden una primera y una segunda placa (L1, L2) de soporte de herramientas, dispuestas en planos horizontales y teniendo cada extremo opuesto descansando sobre superficies de soporte de los dos cascos (3R, 3L) cada uno conectado a la respectiva superficie de soporte por interposición de uno o más soportes (E2) elásticos de material elastomérico.

9. Un vehículo autónomo según la reivindicación 8, caracterizado porque cada casco (3R, 3L) tiene una estructura de material metálico, que comprende una pared (30) superior, una pared (31) inferior y dos paredes laterales, y porque la superficie de apoyo de cada placa (L1, L2) de soporte de herramientas en el casco está definida por una pared (31) inferior del casco.

10. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque un dispositivo de elevación configurado para variar la posición de altura de una estructura transportada por encima del vehículo está dispuesto sobre cada placa (L1, L2) de soporte de herramientas.

11. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dos cascos (3R, 3L) comprenden ruedas auxiliares con múltiples elementos rodantes, del tipo "ruedas omnidireccionales".

12. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque las dos estructuras de puente tienen la forma de dos estructuras (G1, G2) de pórtico, cada una de las cuales incluye dos montantes (UR, UL), que se elevan verticalmente desde los dos cascos (3R, 3L) y tienen los extremos superiores conectados por un travesaño (T1, T2), de tal manera que el espacio entre los dos cascos (3R, 3L) sea completamente libre, teniendo cada montante (UR, UL) de cada estructura (G1, G2) de pórtico un extremo inferior conectado a un respectivo casco (3R, 3L) de la estructura (2) de soporte del vehículo por interposición de una junta (E3) elástica.

13. Un vehículo autónomo según la reivindicación 12, caracterizado porque los dos travesaños (T1, T2) de las dos estructuras (G1, G2) de pórtico están conectados entre sí por un bastidor (T) superior.

14. Un vehículo autónomo según la reivindicación 13, caracterizado porque un elemento (S) deslizante está montado en los dos montantes (UR, UL) de al menos una de las dos estructuras (G1, G2) de pórtico de una manera deslizable verticalmente.

15. Un vehículo autónomo según la reivindicación 13, caracterizado porque Los respectivos elementos (S) deslizantes están montados en los montantes (UR, UL) de ambas estructuras (G1, G2) de pórtico, de manera deslizante verticalmente, que están rígidamente conectados entre sí mediante una estructura (B1) de interconexión.

16. Un vehículo autónomo según la reivindicación 1 o la reivindicación 12, caracterizado porque la estructura (2) de soporte está formada de modo que sea plegable en una configuración inoperante de tamaño reducido, con los dos cascos adyacentes entre sí.

17. Un vehículo autónomo según la reivindicación 12, caracterizado porque en cada montante (UR, UL) de cada estructura (G1, G2) de pórtico, se articula un montante (16) auxiliar alrededor de un eje (X) vertical, al que se encuentra el travesaño (T1, T2) superior de la estructura (G1, G2) de pórtico está conectado, de tal manera que el vehículo puede asumir una configuración plegada de tamaño reducido, en la que los dos cascos (3R, 3L) son adyacentes y desplazados longitudinalmente entre sí, y las dos estructuras (G1, G2) de pórtico están dispuestos en planos inclinados con respecto a un plano perpendicular a la dirección longitudinal de los cascos.

18. Un vehículo autónomo según la reivindicación 17, caracterizado porque los dos travesaños (T1, T2) de las dos estructuras (G1, G2) de pórtico están conectados entre sí por un bastidor (T) superior que está montado de forma desmontable, de modo que el bastidor (T) se puede quitar antes de transformar el vehículo en la configuración plegada de tamaño reducido.

19. Un vehículo autónomo según la reivindicación 17, caracterizado porque los respectivos elementos (S) deslizantes están montados verticalmente en los montantes (16) auxiliares de ambas estructuras (G1, G2) de pórtico, que están conectados entre sí por una viga (B) de interconexión que tiene extremos opuestos articulados a los dos elementos (S) deslizantes sobre ejes (X1) verticales.

20. Un vehículo autónomo según la reivindicación 12, caracterizado porque las dos estructuras (G1, G2) de pórtico soportan, directa o indirectamente, brazos (600) robóticos.

21. Una planta que comprende una línea (L) de montaje, una pluralidad de AGV (700) dispuestos para avanzar a lo largo de dicha línea y para recibir componentes en la misma y al menos un vehículo (1) autónomo según la reivindicación 20, dispuesto a horcajadas sobre la línea (L) de montaje y programado para recoger los componentes (P) por medio de dichos brazos (600) robóticos desde una o más posiciones estacionarias al lado de la línea y para depositar los componentes (P) recogidos en los AGV (700) que avanzan a lo largo de la línea.