ES2941784T3 - Vehículo de transporte terrestre no tripulado y método para transportar artículos - Google Patents

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Abstract

Un vehículo de transporte terrestre no tripulado, UGV, incluye una carcasa que tiene una placa base y al menos una pared lateral de la carcasa que es sustancialmente perpendicular a la placa base. En la carcasa está dispuesto al menos un accionamiento de rueda, que está acoplado a al menos una rueda. La rueda está dispuesta en un rebaje en la placa base. El UGV incluye además una pluralidad de sensores para detectar el entorno del UGV y un controlador para la ubicación y navegación autónomas del UGV sobre la base de los parámetros de detección de la pluralidad de sensores. El UGV incluye al menos un elemento receptor de carga que está acoplado a la pared lateral de la carcasa y se extiende hacia afuera desde la pared lateral de la carcasa, donde el elemento receptor de carga comprende una superficie de soporte de carga para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversal a la placa base. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Vehículo de transporte terrestre no tripulado y método para transportar artículos
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un vehículo de transporte terrestre no tripulado, a una multitud de vehículos de transporte terrestres no tripulados que actúan en cooperación, y a un método para transportar artículos, por ejemplo, monumentos de cabina para aeronaves, en particular utilizando una multitud de vehículos de transporte terrestres no tripulados que actúan en cooperación.
Aunque aplicable para cualquier tipo de tareas de transporte o procesos de ensamblaje, la presente invención y los correspondientes conceptos y desafíos subyacentes se explicarán con mayor detalle principalmente en conjunto con un proceso de ensamblado de una aeronave.
ANTECEDENTES TÉCNICOS
Cuando se instalan monumentos dentro del fuselaje de una aeronave en una línea de ensamblado final (FAL), las cargas grandes deben maniobrarse y colocarse con precisión en condiciones de espacio reducido. Los trabajadores humanos solo pueden mover estas grandes cargas bajo condiciones difíciles, condiciones de trabajo potencialmente peligrosas y en gran medida poco ergonómicas. Los sistemas técnicos auxiliares tales como los exoesqueletos o vehículos terrestres autónomos (AGV) son conocidos a partir de la técnica anterior.
Por ejemplo, el documento US 2010/0300837 A1 describe un aparato para mover objetos que tiene una pluralidad de carros que se comunican de forma inalámbrica, que pueden mover un objeto mediante el control coordinado de los carros sin que el objeto se caiga. El documento JP 2007-111826 A describe un sistema de transporte cooperante de una pluralidad de brazos robóticos en comunicación.
El documento DE 10 2017 108 148 A1 describe un sistema de transporte sin conductor que tiene una pluralidad de vehículos de transporte sin conductor que están dispuestos en una relación predefinida entre sí con el fin de transportar una carga. Cada uno de los vehículos de transporte sin conductor tiene una pluralidad de rodillos y al menos un elemento de posicionamiento para acoplar la carga. Cada uno de los vehículos de transporte sin conductor tiene un controlador a bordo, actuando uno de los vehículos de transporte sin conductor como maestro, y el resto de los vehículos de transporte actuando como esclavos.
El documento CN 108 946 586 A describe un vehículo de transporte de guía automática multifuncional que incluye una carrocería de vehículo, un sistema de conducción de vehículo, un dispositivo de gato multipunto, dos placas de soporte, un sistema de bus y un dispositivo de guía de seguridad, en donde la carrocería de vehículo está provista de un chasis, y el chasis está provisto de dos bastidores de base de pedestal de horquilla que están dispuestos en paralelo. El sistema de conducción de vehículo está provisto de dos ruedas motrices, una pluralidad de ruedas universales y dos primeros dispositivos de accionamiento utilizados para accionar correspondientemente las dos ruedas motrices para que giren. Las dos ruedas motrices están dispuestas en las porciones inferiores de los dos lados del medio del chasis en la dirección anteroposterior correspondientemente. El dispositivo de gato multipunto está provisto de una pluralidad de dispositivos de elevación y segundos dispositivos de accionamiento utilizados para accionar correspondientemente la pluralidad de dispositivos de elevación para realizar el movimiento de elevación. Cada placa de soporte está provista de al menos dos dispositivos de elevación. El sistema de bus controla sincrónicamente la pluralidad de segundos dispositivos de accionamiento, y el dispositivo de guía de seguridad está provisto de un radar láser de estado sólido, un sensor láser para evitar obstáculos, un sensor de contacto, una banda anticolisión mecánica dispuesta en la carrocería de vehículo, una alarma de sonido-luz y un botón de parada de emergencia.
El documento US 2017/0308084 A1 describe un sistema de vehículo guiado automatizado que incluye una pluralidad de vehículos guiados automatizados dispuestos en una relación predeterminada entre sí para soportar una carga útil. Cada uno de los vehículos de guiado automatizado tiene una pluralidad de rodillos que se extienden desde el vehículo de guiado automatizado y se acoplan a una superficie del suelo. Así mismo, al menos un localizador se extiende desde el vehículo guiado automatizado y se acopla a la carga útil. Cada uno de los vehículos guiados automatizados tiene también un controlador a bordo dispuesto dentro de un alojamiento del mismo, actuando el controlador a bordo controlador maestro y el resto de los controladores a bordo actuando como controladores esclavos. El controlador maestro se comunica con los controladores esclavos para mantener el control de la posición y la velocidad de cada vehículo guiado automatizado tanto en una dirección lateral como en una longitudinal. Así mismo, los controladores esclavos envían información de retroalimentación al controlador maestro.
Por lo tanto, existe una necesidad fundamental de soluciones flexibles y adaptables para el transporte automático, tripulado de artículos en líneas de producción o ensamblado, en particular para el transporte automático de monumentos de cabina para aeronaves en una línea de ensamblado final, que puedan implementarse a bajo coste y que aseguren una buena maniobrabilidad de los monumentos de cabina que tienen que transportarse en un espacio confinado.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto, uno de los objetos de la invención es encontrar soluciones mejoradas para los sistemas técnicos auxiliares en el transporte de artículos, en particular en el transporte de monumentos de cabina en una línea de ensamblado final (FAL).
Este y otros objetivos se logran mediante un vehículo de transporte terrestre no tripulado (UGV) que tiene las características de la reivindicación 1, mediante una multitud de vehículos de transporte terrestres no tripulados (UGV) que tienen las características de la reivindicación 10, y mediante un método para transportar artículos por medio de una multitud de vehículos de transporte terrestres no tripulados (UGV) que tienen las características de la reivindicación 12.
Según un primer aspecto de la invención, un vehículo de transporte terrestre no tripulado (UGV) comprende un alojamiento, que tiene una placa base y al menos una pared lateral del alojamiento que es sustancialmente perpendicular a la placa base. Dispuesto en el alojamiento hay al menos un accionamiento de rueda, que está acoplado a al menos a una rueda, en particular a una rueda omnidireccional. La rueda omnidireccional se puede realizar, por ejemplo, como una rueda Mecanum. La al menos una rueda está dispuesta en un rebaje en la placa base. El UGV comprende una pluralidad de sensores para detectar el entorno del UGV y un controlador para la ubicación autónoma, navegación y prevención de colisiones del UGV basándose en los parámetros de detección de la pluralidad de sensores. El UGV comprende además al menos un elemento de recepción de carga que está acoplado a la pared lateral del alojamiento y se extiende hacia fuera desde la pared lateral del alojamiento. El al menos un elemento de recepción de carga comprende una superficie de soporte de carga para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversalmente a la placa base.
Según un segundo aspecto de la invención, una multitud de vehículos de transporte terrestres no tripulados (UGV) comprende una pluralidad de UGV según el primer aspecto de la invención, desempeñando uno de la pluralidad de UGV el papel de vehículo principal, y el controlador del vehículo principal está conectado a los controladores del resto de la pluralidad de UGV a través de comunicación inalámbrica, y que está diseñado para controlar los movimientos del resto de la pluralidad de UGV. Dentro del concepto de la invención, "controlar" significa también coordinar el movimiento conjunto de los UGV.
Según un tercer aspecto de la invención, un método para transportar artículos, por ejemplo, monumentos de cabina para una aeronave, en particular utilizando una multitud de vehículos de transporte terrestres no tripulados (UGV) que actúan en cooperación tales como, por ejemplo, según el segundo aspecto de la invención, comprende las etapas de distribuir al menos dos UGV según el primer aspecto de la invención alrededor de una circunferencia exterior del artículo, elevar el artículo usando los elementos de recepción de carga de los UGV, y mover el artículo elevado controlando en cooperación las ruedas omnidireccionales de los al menos dos UGV. Preferentemente, se pueden utilizar al menos tres UGV para transportar un monumento. Por ejemplo, el método según el tercer aspecto de la invención se puede utilizar para transportar monumentos tales como, por ejemplo, conjuntos de aseos, conjuntos de asientos de pasajeros, cocinas u otros tipos de monumentos de cabina. Así mismo, el término monumentos no debe interpretarse de forma restrictiva. Por ejemplo, cajas de transporte, bastidores de transporte o cualquier tipo de contenedor pueden transportarse también mediante los vehículos de transporte terrestres. El término monumento puede entenderse también como un contenedor de carga a ser transportado en la bodega de carga de una aeronave.
Uno de los conceptos de la invención es utilizar vehículos de transporte de actuación autónoma que tengan movilidad omnidireccional para aplicar fuerzas de elevación locales en varios puntos en el exterior de una carga que se va a transportar, tal como, por ejemplo, un monumento de cabina, en la línea de ensamblado final de un ensamblado de aeronave. La carga que se va a transportar es transportada por los vehículos de transporte, actuando uno de los vehículos de transporte como vehículo principal, controlando o gestionando los movimientos y la funcionalidad de los demás vehículos de transporte para trasladar la carga que se va a transportar a una posición de ensamblado de forma controlada.
Debido a su bajo peso en vacío y diseño compacto, los UGV se pueden usar en entornos confinados, tales como una línea de ensamblado final de aeronaves. Los UGV tienen la ventaja de una excelente maniobrabilidad y, por lo tanto, pueden proporcionar un soporte valioso para los trabajadores humanos. Debido a la implementación modular de interfaces de carga e interfaces de herramientas, los UGV pueden adaptarse, de forma adaptativa y altamente flexible, a una amplia gama de condiciones de transporte. Por tanto, también es posible implementar un sistema de transporte único, basado en tales UGV, en toda la línea de ensamblado final. Esto permite una implementación rentable de un sistema de asistencia técnica sin puntos de transferencia o interfaces con otros sistemas de transporte.
Ventajosamente, los UGV pueden estar construidos de tal forma que la carga misma, es decir, por ejemplo, los monumentos de cabina que se van a transportar, sirva como un marco estabilizador. Esto permite que los UGV tengan una construcción ligera y compacta. En particular, si están diseñados con ruedas omnidireccionales o ruedas Mecanum o módulos de desplazamiento/giro - ambos de los que requieren un accionamiento complejo y tienen, por lo tanto, un alto peso en vacío - es suficiente proporcionar solo una rueda omnidireccional o rueda Mecanum o módulo de desplazamiento/giro por UGV, incluso si un UGV que tiene solo una rueda omnidireccional o un módulo de desplazamiento/giro no fuera lo suficientemente estable para desplazarse por sí solo. Cuando una carga es recibida por una pluralidad de tales UGV que tienen cada uno solo una rueda omnidireccional o un módulo de desplazamiento/giro, la estabilidad del desplazamiento la proporciona la propia carga, ya que los UGV de transporte pueden distribuirse más o menos uniformemente alrededor de la circunferencia exterior de la carga.
En otra realización ventajosa, las cargas del artículo que se va a transportar pueden transferirse a la superficie de transporte, en donde el u Gv se conduce, no solo a través de una sola rueda del UGV, sino a través de una pluralidad de ruedas, y por tanto una pluralidad de puntos de aplicación de carga. Esto puede ser ventajoso, en particular, si la superficie de transporte es sensible a cargas elevadas. Por ejemplo, una placa de suelo de un vehículo, en particular de una aeronave, no debería someterse a cargas excesivas. Por tanto, se reduce ventajosamente una carga por superficie, en particular, cuando se prescriban valores de umbral específicos o cuando se proporcionan superficies de transporte particularmente sensibles. Por ejemplo, una carga por área puede reducirse a 25 kg por cm2 o menor. Por supuesto, la invención no se limita a un umbral de 25 kg por cm2. Además de dotar al UGV de múltiples ruedas, la carga por área puede reducirse también mediante el uso cooperante de múltiples UGV que transportan en cooperación el artículo que se va a transportar.
Cuando el UGV comprende exactamente una rueda, la estabilización de los UGV por la carga o artículo se logra porque los UGV pueden recibir la carga en elementos de carga dispuestos en una pared lateral de su alojamiento. Independientemente del número de ruedas del UGV, en comparación con la recepción de una carga en el lado superior, las características de marcha y maniobra de los UGV se mejoran significativamente proporcionando los elementos de soporte o recepción de carga en la pared lateral. Además, también es posible recibir carga que está parada en el suelo y que no se puede elevar de otra manera. En el caso de UGV que tengan que recibir la carga en el lado superior, cualquier carga que tenga un espacio de libre acceso en su lado inferior puede recibirse, o un sistema de elevación adicional, que coloca las cargas en el lado superior de los UGV, es necesario. Ambas restricciones limitantes se eliminan ventajosamente por los UGV según la invención.
Los UGV pueden formar entre los mismos una red ad-hoc basada en un protocolo de comunicación inalámbrica, de tal forma que el número de UGV se pueda aumentar o disminuir dinámicamente y sin modificación específica, dependiendo de las condiciones de transporte vigentes en ese momento. Los UGV en sí no necesitan reprogramarse o modificarse especialmente para este fin, puesto que se proporciona una arquitectura de interfaz estandarizada y armonizada.
Una gran ventaja de los UGV es su gran capacidad de carga cuando se elevan grandes cargas en un espacio reducido. Gracias al mecanismo de elevación integrado, en combinación con el hecho de que la carga se recibe lateralmente, en el lado del alojamiento, el posicionamiento de los artículos que se van a transportar, tales como monumentos de cabina para aeronaves, puede ajustarse con mucha precisión por los UGV.
Los diseños y realizaciones ventajosas son dados las realizaciones adicionales, dependientes y por la descripción, con referencia a las Figuras.
Según algunas realizaciones del UGV según la invención, el al menos un elemento de recepción de carga puede extenderse sustancialmente paralelo a la placa base. Por ejemplo, el elemento de recepción de carga puede tener también sustancialmente forma de placa. Opcionalmente, la superficie de soporte de carga del elemento de recepción de carga puede ser plana. Más opcionalmente, la superficie de soporte de carga puede extenderse sustancialmente paralela a la placa base, también. Son posibles otras formas o configuraciones del elemento de recepción de carga. Por ejemplo, la superficie de soporte de la carga puede ser curva, por ejemplo, cóncava para recibir tuberías o similares, en forma de V o similar.
Según algunas realizaciones del UGV según la invención, el al menos un elemento de recepción de carga puede acoplarse a la pared lateral del alojamiento para ser estacionario con respecto a la placa base, al menos con respecto a la dirección vertical. Opcionalmente, el elemento de recepción de carga puede estar acoplado a la pared lateral del alojamiento de forma estacionaria con respecto a la placa base en todas las direcciones. Es decir, cuando se eleva un artículo, el elemento de recepción de carga permanece estacionario con respecto al alojamiento del UGV mientras que al menos una rueda del UGV se desvía con respecto a la placa base. En consecuencia, se puede evitar el movimiento relativo entre el alojamiento y el artículo que se va a elevar, por lo que el daño del artículo o la pérdida del artículo se pueden evitar de manera más confiable.
Según algunas realizaciones del UGV según la invención, el al menos un elemento de recepción de carga puede acoplarse de forma separable a la pared lateral del alojamiento. Por tanto, varios elementos de recepción de carga, que pueden, por ejemplo, tener superficies de soporte de diferentes formas, pueden acoplarse fácilmente a la pared lateral del alojamiento. En términos generales, la pared lateral del alojamiento puede comprender una interfaz de acoplamiento mecánico configurada para acoplar de forma separable al menos un elemento de recepción de carga a la pared lateral del alojamiento.
Según algunas realizaciones del UGV según la invención, la al menos una pared lateral del alojamiento puede tener al menos una ranura de perfil en T o de cola de milano como interfaz de acoplamiento mecánico, que se extiende paralelo a la placa de base y en donde se puede acoplar un carril de lengüeta de perfil en T o de cola de milano del al menos un elemento de recepción de carga en una forma encastrable. Un diseño de este tipo permite intercambiar diferentes tipos de elementos de recepción de carga rápidamente y sin herramientas especiales, dependiendo de la carga que se va a transportar. Debido a la arquitectura de perfil en T o de cola de milano de la interfaz del elemento de recepción de carga, la capacidad de carga de los elementos de recepción de carga es particularmente alta.
Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, un portaherramientas, que tiene una conexión de herramienta eléctrica, puede disponerse en al menos una pared lateral del alojamiento. En algunas realizaciones, en este caso se puede conectar una ventosa accionable eléctricamente a la conexión de herramienta eléctrica. Se pueden aplicar ventosas accionables eléctricamente a las paredes exteriores de los monumentos de cabina para evitar que los monumentos de cabina se deslicen de los elementos de recepción de carga.
Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, el UGV puede comprender exactamente una rueda, que está acoplada al accionamiento de rueda y dispuesta en el rebaje de la placa base. Así, un UGV ligero se proporciona con un bajo número de componentes. Otras realizaciones del UGV según la invención pueden equiparse exactamente con cuatro ruedas, que están acopladas a cuatro accionamientos de ruedas y dispuestas en un rebaje en la placa base. Al proporcionar más de una rueda, la presión aplicada a la superficie de transporte sobre la que ruedan las ruedas se puede disminuir ventajosamente. Al proporcionar exactamente cuatro ruedas, se puede lograr una posición altamente estable del UGV y una mejor tracción.
Según algunas otras realizaciones del UGV según la invención, el accionamiento de rueda de los UGV puede comprender al menos una suspensión de ruedas y al menos un motor de elevación. Cada rueda puede estar suspendida en una suspensión de rueda y al menos un motor de elevación puede estar provisto o acoplado a cada rueda. En particular, cada motor de elevación puede estar acoplado cinemáticamente a una rueda para desviar dicha rueda con respecto al alojamiento en la dirección vertical. Según algunas realizaciones, al menos dos motores de elevación sirven para desviar la suspensión de la rueda con respecto al alojamiento en una dirección perpendicular a la placa de suelo. En términos generales, los motores de elevación permiten que la rueda se extienda de forma controlada a través del rebaje en la placa base para elevar el alojamiento, con la carga recibida, desde el suelo.
Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, la suspensión de rueda puede comprender dos brazos de suspensión de las ruedas, que se conectan al alojamiento a través de dos varillas con roscas de dientes de sierra acopladas a los dos motores de elevación. Los motores de elevación pueden ser, por ejemplo, motores paso a paso, que pueden ajustar una altura de elevación precisa de la carga a través de las varillas con roscas de dientes de sierra. Como alternativa, los motores de elevación pueden realizarse como servomotores, por ejemplo, o, generalmente como un motor eléctrico. Las roscas de dientes de sierras son roscas trapezoidales que tienen dos ángulos de flanco diferentes, de 30° a 45° por un lado, y de 0° a 3° por el otro. Tales roscas de dientes de sierra pueden absorber grandes fuerzas cuando se cargan en el flanco de rosca más plano y, en particular en este caso, son particularmente ventajosas para los mecanismos de elevación para levantar grandes cargas en la dirección vertical. La desventaja de una facilidad de desensamblado apenas tiene importancia en el caso de movimientos de elevación vertical.
Según algunas realizaciones del UGV según la invención, el UVG puede comprender al menos dos ruedas y un sensor de inclinación configurado para capturar una inclinación de la placa base con respecto a una dirección de referencia predefinida, en donde el controlador puede configurarse para controlar los motores de elevación acoplados a las ruedas de tal forma que la inclinación de la placa base con respecto a la dirección de referencia se mantenga dentro de un intervalo predefinido. La dirección de referencia puede ser, por ejemplo, la dirección de la gravedad o una dirección perpendicular a una región uniforme de la superficie de transporte sobre la que se desplaza el UGV. Al controlar los motores de elevación basándose en la inclinación capturada, la placa base y, así, el elemento de recepción de carga se pueden mantener en una orientación deseada, predefinida. Por ejemplo, el intervalo de inclinación predefinido puede incluir un intervalo angular de 5 grados con respecto a la dirección de referencia. En términos generales, el control de la inclinación del UGV facilita el transporte de artículos sobre regiones irregulares de la superficie de transporte y evita que el artículo transportado se caiga del elemento de recepción de carga.
Según la invención, el controlador del UGV tiene un módulo de comunicación inalámbrica, a través del que el controlador de un UGV puede intercambiar datos con un controlador de otro UGV. A través de los módulos de comunicación inalámbrica, una pluralidad de UGV pueden mover una carga juntos de forma cooperante, porque se pueden intercambiar importantes parámetros de movimiento de los UGV individuales, opcionalmente en tiempo real, entre el grupo de UGV involucrados en el transporte. Por ejemplo, si se utilizan al menos dos UGV, se puede definir un vehículo principal ("maestro") y una pluralidad de vehículos seguidores ("esclavos"). Posiblemente, también se puede realizar un modo de operación cooperante sincronizando los tiempos del sistema de los UGV individuales con el UGV maestro y, basándose en esto, "cronometrar" los movimientos con tiempos de inicio predefinidos. Con una sincronización regular, preferiblemente continua, la sincronicidad en un intervalo de milisegundos es posible. El vehículo principal en este caso asume el control de los movimientos de los vehículos seguidores por medio de comunicación inalámbrica con el controlador de los vehículos seguidores.
Según algunas realizaciones del sistema de transporte no tripulado según la invención, se puede proporcionar una estación base que incluye una interfaz de carga eléctrica, en donde los UGV pueden comprender un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica, por ejemplo, para operar los motores de elevación, el controlador, los sensores, etc., y una interfaz de carga de UGV configurada para acoplarse a la interfaz de carga eléctrica de la estación base para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica.
Opcionalmente, la interfaz de carga eléctrica de la estación base y la interfaz de carga UGV pueden configurarse para su carga inductiva. Por ejemplo, la estación base puede comprender una interfaz de carga que incluye una placa de carga y una bobina inductora de carga dispuesta debajo de la placa de carga o integrada en la placa de carga. El UGV puede comprender una bobina inductora de recepción dispuesta o integrada en la placa base del alojamiento de la interfaz de carga del UGV. Para su carga, el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica puede simplemente conducir sobre la placa de carga de la estación base. Por tanto, la carga se puede realizar de forma autónoma en una forma muy sencilla.
Los diseños y realizaciones anteriores pueden combinarse entre sí de cualquier manera apropiada. Otros posibles diseños, realizaciones e implementaciones de la invención incluyen también combinaciones de características de la invención no mencionadas explícitamente anteriormente o descritas a continuación con respecto a las realizaciones ilustrativas. En particular, los expertos en la materia añadirán también aspectos individuales como mejoras o adiciones a la respectiva forma básica de la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La presente invención se describe con mayor detalle a continuación basándose en las realizaciones ilustrativas que se muestran en las figuras esquemáticas.
la Figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención;
la Figura 2 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
la Figura 3 muestra una ilustración esquemática de los componentes presentes en el interior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención;
la Figura 4 muestra una ilustración esquemática de dos estados operativos del vehículo de transporte terrestre no tripulado de la Figura 3 durante la elevación de las cargas que se van a transportar;
la Figura 5 muestra ilustraciones esquemáticas de tres situaciones de recepción de carga de vehículos de transporte terrestre no tripulados durante la elevación de monumentos de cabina;
la Figura 6 muestra una vista esquemática en perspectiva de un lado de la placa base de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención;
la Figura 7 muestra una ilustración esquemática de cuatro estados operativos del vehículo de transporte terrestre no tripulado de la Figura 6 durante la elevación y el transporte de las cargas que se van a transportar;
la Figura 8 muestra los componentes presentes en el interior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado mostrado en las Figuras 6 y 7;
la Figura 9 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
la Figura 10 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
la Figura 11 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
la Figura 12 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
la Figura 13 muestra una ilustración esquemática de una situación de recepción de carga de vehículos de transporte terrestre no tripulados durante la elevación de un palé;
la Figura 14 muestra una ilustración esquemática de una situación de recepción de carga de vehículos de transporte terrestre no tripulados durante la elevación de una tubería;
la Figura 15 ilustra esquemáticamente un diagrama de bloques funcional de un sistema de transporte según una realización de la invención; y
la Figura 16 ilustra esquemáticamente un diagrama de bloques funcional de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención.
Las figuras adjuntas pretenden proporcionar una mayor comprensión de las realizaciones de la invención. Las mismas ilustran realizaciones y, en combinación con la descripción, sirven para explicar los principios y conceptos de la invención. Otras realizaciones y muchas de las ventajas indicadas son evidentes a partir de los dibujos. Los elementos de los dibujos no se muestran necesariamente en escala real en relación unos con otros. La terminología que indica dirección, tal como "superior", "inferior", "izquierdo/a", "derecho/a", "arriba", "abajo", "horizontal", "vertical", "delantero/a", "trasero/a" e indicaciones similares se utilizan únicamente con fines explicativos y no pretenden limitar la universalidad a las configuraciones específicas como se muestra en las figuras.
En las figuras del dibujo - a menos que se especifique lo contrario - los elementos, características y componentes que son idénticos, funcionalmente idénticos y que actúan de forma idéntica se indican en cada caso con los mismos números de referencia.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES ILUSTRATIVAS
Los monumentos de cabina, dentro del concepto de la presente invención, incluyen todas las instalaciones de cabinas de pasajeros para aeronaves que están destinadas a atender a los pasajeros y/o su uso por parte de los pasajeros. Tales instalaciones en la cabina de pasajeros para aeronaves, tales como conjuntos de aseos, conjuntos de asientos de pasajeros o cocinas, se denominan también monumentos y se abastecen de agua, aire, electricidad, datos o similares en la posición de instalación correspondiente a través de las líneas de alimentación presentes en la aeronave. Las funciones de los monumentos de cabina pueden enrutarse a los monumentos a través de varias líneas eléctricas de datos y/o líneas de fuentes de alimentación.
Los vehículos de transporte no tripulados, dentro del concepto de la presente invención, en este caso incluyen los vehículos de transporte sin conductor que, con el fin de transportar mercancías cargadas en los vehículos, realizan operaciones de movimiento en tierra tales como, por ejemplo, cambios de dirección, maniobras de aceleración o frenado, sustancialmente sin participación o intervención humana, por ejemplo, con la ayuda de sensores y software, integrados en el vehículo de transporte, para su ubicación, navegación, detección de obstáculos y planificación de rutas.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado (UGV) 100. La Figura 3 muestra una ilustración esquemática de los componentes presentes en el interior del UGV 100. Las Figuras 6 a 8 muestran otro UGV 1000, en donde las Figuras 6 y 7 muestran una vista en perspectiva esquemática del exterior del UGV 1000 y la Figura 8 muestra una ilustración esquemática de los componentes presentes en el interior del UGV 1000. La Figura 16 muestra un diagrama de bloques funcional de un UGV 100, 1000.
Como se muestra ilustrativamente en la Figura 16, un UGV 100, 1000 puede comprender un alojamiento 1, 1001, al menos un accionamiento de rueda 10, al menos una rueda 13, un controlador 15 y una pluralidad de sensores S. Opcionalmente, se puede proporcionar un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 y una interfaz de carga 120 del UGV, también. El UGV 100, 1000 comprende al menos un elemento de recepción o soporte de carga 6 que está configurado para soportar un artículo que se va a transportar y que está acoplado al alojamiento 1, 1001 del UGV 100, 1000. En particular, el elemento de recepción de carga 6 puede estar acoplado de forma separable al alojamiento, por ejemplo, de tal forma que es estacionario con respecto al alojamiento 1, 1001 en el estado acoplado. El accionamiento de rueda 10 está cinemáticamente acoplado a al menos una rueda 13, 130 y configurado para accionar la rueda 13, 130 con el fin de mover el UGV 100, 1000 sobre una superficie de transporte. Además, el accionamiento de rueda 10 está configurado para desviar al menos una rueda 13, 130 de forma que el alojamiento 1, 1001 pueda elevarse junto con el elemento de carga 6 para elevar un artículo soportado por el elemento de recepción de carga 6.
Como se puede observar en la Figura 16, el accionamiento de rueda 10 puede incluir al menos una suspensión de rueda 14 y al menos un motor de elevación 11. En términos generales, cada rueda 13, 130 se puede acoplar a una suspensión de rueda individual y se pueden proporcionar uno o más motores de elevación 11 por rueda 13, 130. El funcionamiento del accionamiento de rueda 10 puede controlarse por el controlador 15, por ejemplo, basándose en los datos del sensor capturados por los sensores S. El controlador 15, los motores de elevación 11, y, en la medida de lo necesario, los sensores S pueden alimentarse con energía eléctrica a partir del dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 que, por ejemplo, puede ser una batería, un acumulador, o similar. El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 se puede cargar a través de la interfaz de carga 120 del UGV.
El controlador 15 puede comprender, por ejemplo, un ASIC, un FPGA o cualquier otro medio informático o procesador adecuado. El controlador 15 sirve para controlar y monitorear el accionamiento de rueda, os sensores y otros componentes electrónicos o eléctricos del UGV 100.
Los sensores S pueden, por ejemplo, incluir un sensor piroeléctrico 3 que proporciona información sobre fuentes de calor cercanas y que, por lo tanto, puede usarse para proteger a los trabajadores humanos en las proximidades del UGV. Otros sensores, en particular, sensores del entorno para capturar información sobre los alrededores del UGV, tales como, por ejemplo, sensores de radar, sensores ultrasónicos, sensores ópticos, sensores IR, sensores láser, sensores LIDAR u otros tipos de sensores se pueden proporcionar en diferentes posiciones y en diferentes disposiciones en el UGV 100, 1000. Sin limitación de la universalidad, los sensores 2a y 2b se muestran en la Figura 16. Más opcionalmente, se puede proporcionar un sensor de inclinación 8. Ventajosamente, los sensores para la detección del entorno se pueden usar también con fines de navegación. Por ejemplo, el controlador 15 puede recibir los datos de sensor de los sensores ambientales y controlar el funcionamiento del accionamiento de rueda basándose en los datos del sensor capturados. Además, los sensores del entorno pueden capturar un progreso de ensamblado de un producto en una línea de ensamblado. Por ejemplo, durante el transporte de artículos en una línea de ensamblado, los sensores pueden capturar información que representa un estado de ensamblado de un producto que se va a ensamblar. Opcionalmente, los sensores pueden leer los códigos de barras adjuntos a los artículos ya ensamblados y/o un algoritmo de reconocimiento de imágenes puede determinar a partir de las imágenes capturadas qué artículos del producto ya están ensamblados. El UGV 100 puede transmitir el progreso de ensamblado capturado o determinado a un sistema de control central, por ejemplo, un servidor (no mostrado), y recibir del sistema de control central una notificación de qué artículo se va a transportar a continuación. Adicionalmente, o como alternativa, un módulo de sensor (no mostrado) puede transportarse en el elemento de recepción de carga 6 como un artículo, equipándose el módulo de sensor con un sistema de sensor configurado para capturar el progreso del ensamblado y/o configurado para capturar indicadores de calidad del producto.
Un UGV 100, 1000 se puede usar solo o en combinación con al menos otro UGV 100, 1000 para realizar tareas de transporte. Puesto que cada UGV 100, 1000 comprende sensores S, cada UGV 100, 1000 podrá navegar de forma autónoma. Cuando se usa en combinación con otros UGV 100, 1000, cada UGV 100, 1000 puede estar equipado con un elemento de recepción de carga individual 6 para acoplarse fácilmente con una interfaz del artículo que se va a transportar. Por supuesto, todos los UGV 100, 1000 pueden también estar equipados con el mismo tipo de elemento de recepción de carga 6. Opcionalmente, la información de sensor capturada por los UGV 100, 1000 puede compartirse entre los UGV 100, 1000 que juntos transportan un artículo, por ejemplo, a través de un módulo de comunicación inalámbrica 15A del controlador 15. Esto ayuda a los UGV 100, 1000 en la navegación autónoma, en particular, cuando se transportan artículos grandes y cuando los sensores del entorno de uno o más de los UGV 100, 1000 están al menos parcialmente ensombrecidos por el artículo.
El UGV 100, 1000 se puede utilizar para tareas de transporte en líneas de ensamblado, en particular, en una línea de ensamblado final de aeronaves. Debido a su excelente maniobrabilidad, por ejemplo, por emplear ruedas omnidireccionales 13, 130, el UGV 100, 1000 puede navegar fácilmente dentro del fuselaje de una aeronave que está ensamblada. De manera similar, el UGV 100, 1000 se puede utilizar en el ensamblado de otros grandes productos, tales como barcos, trenes, o en general en el suministro de material en líneas de producción. Otros casos de uso pueden ser la carga y descarga de vehículos. Por supuesto, otros casos de uso del UGV 100, 1000 son posibles, también. Por ejemplo, el UGV 100, 1000 puede realizar tareas de transporte en entornos interiores, tales como almacenes, supermercados, oficinas, laboratorios, hospitales, etc., o en entornos al aire libre, tales como aeropuertos, estaciones de tren, puertos, minas, etc.
Como se muestra ilustrativamente en las Figuras 1 a 4, en esencia, el UGV 100 comprende un alojamiento 1, que tiene una placa base 1c y al menos una pared lateral 1a del alojamiento que es sustancialmente perpendicular a la placa base 1c. El alojamiento 1 puede tener, por ejemplo, una estructura sustancialmente en forma de caja, posiblemente con esquinas redondeadas, en el otro lado, caras, es decir, en las paredes laterales que completan el alojamiento 1 para formar un recinto cerrado para los componentes internos. Dispuesta en el rebaje 1d en la placa de suelo 1c hay una rueda 13, que está suspendida dentro del UGV 100, por ejemplo, por medio de una suspensión de rueda 14 que tiene dos brazos de suspensión 14A, 14B.
La rueda 13 puede ser, por ejemplo, una rueda omnidireccional tal como, por ejemplo, la denominada rueda Mecanum o Ilon, que tiene una serie de rodillos en forma de cilindro montados en giro en la circunferencia de la rueda 13 en un ángulo de inclinación en relación con el eje principal de giro de la rueda 13. Los rodillos proporcionan contacto con el suelo o superficie de transporte. Los rodillos pueden girar libremente sobre el eje de rodamiento inclinado. La rueda 13 como tal es accionada a través de un accionamiento de rueda 10 dentro del alojamiento 1 con dirección de giro variable y velocidad de giro variable. En función de la dirección de giro y la velocidad de giro seleccionadas, la rueda omnidireccional 13 puede moverse en todas las direcciones, paralela al plano del piso.
Como alternativa, sin embargo, para este fin, puede ser posible realizar la rueda 13 como una rueda individualmente dirigida que tiene una suspensión giratoria controlable para hacer girar el eje de rodadura de la rueda perpendicular al suelo. Por ejemplo, la rueda 13 puede estar integrada como rueda motriz en un módulo de desplazamiento/giro que, además del movimiento giratorio de la rueda motriz, permite también una capacidad adicionalmente activa de rotación en eje vertical y alineación. El accionamiento de rueda puede en este caso tener dos motores de accionamiento separados, uno de los que acciona la rueda motriz del módulo de desplazamiento/giro, mientras que el otro efectúa su alineación sobre el eje vertical. La capacidad de girar alrededor del eje de rodadura de la rueda y del eje vertical es infinita en cada caso y, por tanto, permite un movimiento continuo de las ruedas sin posiciones finales. Como alternativa, para implementar la movilidad omnidireccional del UGV 100, la rueda 13 se puede realizar también como una rueda para todos los lados, es decir, como una rueda unida a la superficie circunferencial principal de la que hay una serie de ruedas auxiliares, cuyos ejes de giro están en ángulo recto con respecto al eje principal de giro de la rueda 13.
El UGV 100 puede comprender una pluralidad de sensores para la detección del entorno. Por ejemplo, adjunto a la parte superior del alojamiento 1 puede haber un sensor piroeléctrico 3 que proporciona información sobre las fuentes de calor cercanas y que, por tanto, puede usarse para proteger a los trabajadores humanos en las proximidades del UGV. Otros sensores tales como, por ejemplo, sensores de radar, sensores ultrasónicos, sensores ópticos, sensores IR, sensores láser, sensores LIDAR u otros tipos de sensores pueden integrarse en el alojamiento 1 del UGV 100 en diferentes posiciones y en diferentes disposiciones. Sin limitación de la universalidad, se representan los sensores 2a y 2b, como ejemplos, en diferentes paredes laterales del UGV 100 en las Figuras 1 a 4.
El UGV 100 puede comprender un controlador 15 para la ubicación y navegación autónomas del UGV 100 en función de los parámetros de detección de la pluralidad de sensores. El controlador 15 puede comprender, por ejemplo, un ASIC, un FPGA o cualquier otro medio informático o procesador adecuado. El controlador 15 sirve para controlar y monitorear el accionamiento de rueda, os sensores y otros componentes electrónicos o eléctricos del UGV 100.
En una de las paredes laterales 1a del alojamiento - que se muestra orientada hacia delante en las Figuras 1 y 2 - puede haber una o más ranuras 5, que discurren paralelas a la placa base 1c. Estas ranuras 5 sirven para recibir uno o más elementos de recepción de carga 6. La Figura 1 muestra dos elementos de recepción de carga 6a, 6b, cada uno de los que representa horquillas de recepción de carga 6a y 6b que sobresalen hacia fuera. En la Figura 2, solo se muestra un elemento de recepción de carga 6, como plataforma o placa de recepción de carga ensanchada 6c. Cada uno de los elementos de recepción de carga 6a, 6b, 6c comprende una superficie de soporte sustancialmente uniforme 60 para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende perpendicular a la placa base 1c. La Figura 12 muestra ilustrativamente un elemento de recepción de carga 6 en forma de un componente sustancialmente en forma de cuña 6d que sobresale hacia fuera de la pared lateral 1a del alojamiento. El componente en forma de cuña 6d puede comprender una superficie de soporte curvada cóncava 60 que se extiende hacia fuera desde la pared lateral 1a del alojamiento e inclinada con respecto al mismo. Por tanto, la superficie de soporte 60 del componente en forma de cuña 6d está configurada para soportar un artículo con respecto a la dirección vertical. Opcionalmente, una contraparte 61 puede acoplarse a la pared lateral 1a, 1001a del alojamiento además de al componente en forma de cuña 6d. Como se muestra a modo de ejemplo en la Figura 12, la contraparte 61 puede extenderse en dirección vertical a lo largo de la pared lateral 1a, 1001a del alojamiento e incluir una sección final curva cóncava dispuesta frente a la superficie de soporte 60. Una configuración de este tipo se puede usar ventajosamente para elevar y transportar una tubería P como se muestra ilustrativamente en la Figura 14. En términos generales, el al menos un elemento de recepción de carga 6 del UGV 1, 1001 puede comprender una superficie de soporte de carga 60 para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversalmente a la placa base 1c, 1001c.
Como se muestra además en las Figuras 1, 2 y 12, los elementos de recepción de carga 6a, 6b, 6c pueden tener características antideslizantes proporcionadas en la superficie de recepción de carga 60, por ejemplo, un material antideslizante 62 (Figura 12) y/o perfiles acanalados (Figuras 1 y 2). También puede ser posible bascular o inclinar los elementos de recepción de carga 6 con respecto a la horizontal, para compensar las diferencias de altura entre el soporte de carga de diferentes UGV.
Las ranuras 5 pueden ser, por ejemplo, ranuras de perfil en T o de cola de milano, en donde los carriles de lengüeta de perfil en T o de cola de milano de los respectivos elementos de recepción de carga 6a, 6b, 6c pueden encajar de forma encastrada. Para este fin, los carriles de lengüeta se pueden introducir en las ranuras 5 desde el exterior. Las ranuras 5 pueden discurrir paralelas a la placa base 1c y a diferentes distancias de la placa base 1c, paralelas entre sí, para permitir la adaptación flexible de diferentes alturas de carga a la carga que se va a transportar. En términos generales, el al menos un elemento de recepción de carga 6 está acoplado de forma separable con la pared lateral 1a del alojamiento. En particular, el al menos un elemento de recepción de carga 6 puede estar acoplado a la pared lateral 1a del alojamiento para ser estacionario con respecto a la placa base 1c, al menos con respecto a la dirección vertical.
También se puede disponer un portaherramientas 4a en la pared lateral 1a del alojamiento. El portaherramientas 4a, opcionalmente, puede tener una conexión de herramienta eléctrica, es decir, con la finalidad de suministrar energía eléctrica, la conexión puede estar conectada, a través de líneas eléctricas, a un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 tal como, por ejemplo, una batería o acumulador, dentro del alojamiento 1. El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 puede proporcionar también una fuente de alimentación independiente para los demás componentes eléctricos y electrónicos del UGV 100. El portaherramientas 4a puede moverse en la dirección vertical con respecto a la placa base 1c, por ejemplo, por un motor de elevación del portaherramientas (no mostrado) acoplado cinemáticamente al portaherramientas 4a.
Se puede unir una gran variedad de herramientas a la conexión de herramientas. La Figura 2, ilustrativamente, ilustra una ventosa accionada eléctricamente 4b, que está conectada a la conexión de la herramienta eléctrica. La ventosa 4b puede ser, por ejemplo, una ventosa de vacío que se apoya contra una superficie exterior plana de la carga que se va a transportar y que permite una manipulación mejorada de la carga por medio de un vacío entre la superficie de aspiración y la superficie exterior. La Figura 9 muestra ilustrativamente un tope horizontal 4c acoplado al portaherramientas 4a, que puede ser pivotante alrededor de un eje que se extiende en la dirección vertical. El tope 4c se puede utilizar para soportar un artículo que va a transportar con respecto a la dirección paralela a la placa base 1c, 1001c. La Figura 10, ilustrativamente, muestra un tope o elemento de sujeción vertical 4d acoplado al portaherramientas 4a. El elemento de sujeción 4d puede servir para sujetar un artículo entre el elemento de sujeción 4d y la superficie de soporte 60 del elemento de recepción de carga 6. La Figura 11 muestra ilustrativamente una interfaz magnética 4e acoplada a la pared lateral 1a del alojamiento, 1001a. La interfaz magnética 4e puede incluir una placa portadora 40 acoplada mecánicamente a la pared lateral 1a, 1000a y un dispositivo magnético 41, en particular un electroimán, acoplado al portaherramientas 4a. La placa portadora 40 se puede acoplar de forma separable a la pared lateral 1a, 10001, por ejemplo, por medio de la ranura de perfil en T o de cola de milano 5 de la misma forma que se ha descrito anteriormente para el elemento de recepción de carga 6. El dispositivo magnético 41 puede acoplarse mecánica y/o eléctricamente al portaherramientas 4a. Por tanto, el dispositivo magnético 41 se puede activar, por ejemplo, alimentarse con energía eléctrica por el portaherramientas 4a, y, opcionalmente, moverse con respecto a la placa portadora 40, en particular en la dirección vertical, por el portaherramientas 4a. Además, La Figura 12, ilustrativamente, muestra la contraparte 62 para ser acoplada al portaherramientas 4a. Otros ejemplos de herramientas pueden incluir manipuladores, por ejemplo, brazos manipuladores que permiten la manipulación de los artículos, por ejemplo, agarre y giro de los artículos.
Como se muestra ilustrativamente en las Figuras 3 y 4, se pueden proporcionar dos motores de elevación 11 dentro del alojamiento 1, para permitir que la carga o artículo se eleve después de que la carga haya sido cargada en los elementos de recepción de carga 6. Estos motores de elevación 11 están configurados para desviar los brazos de suspensión 14A, 14B de las ruedas, con respecto al alojamiento 1, en una dirección perpendicular a la placa base 1c, es decir, en la dirección vertical. Por ejemplo, los brazos de suspensión 14A, 14B de las ruedas puede conectarse al l alojamiento 1 a través de dos varillas con roscas de dientes de sierra 12 acopladas a los dos motores de elevación 11, de tal forma que los motores de elevación 11 puedan mover los brazos de suspensión 14 de las ruedas hacia arriba o hacia abajo a lo largo del recorrido de las varillas con roscas de dientes de sierra 12, y así retraer o extender la rueda omnidireccional 13 desde el rebaje 1c. Los motores de elevación 11 pueden ser motores eléctricos tales como, por ejemplo, motores paso a paso o servomotores. El UGV 100 mostrado ilustrativamente en las Figuras 1 a 4 comprende exactamente una rueda 13. Para esta rueda 13 se proporciona un accionamiento de rueda 10, incluyendo una suspensión de rueda 14 y dos motores de elevación 11. En términos generales, también para el caso de que se proporcione más de una rueda, el accionamiento de rueda 10 puede comprender al menos una suspensión de rueda 14 por rueda y al menos un motor de elevación 11 por rueda, en donde cada motor de elevación 11 está acoplado cinemáticamente a una rueda para desviar dicha rueda con respecto al alojamiento en la dirección vertical.
En los escenarios (A) y (B) de la Figura 4 se representan dos posibles estados operativos de los motores de elevación 11: en primer lugar, en el escenario (A), la suspensión de rueda 14 se encuentra en el extremo superior de las varillas con roscas de dientes de sierra 12, de tal forma que la rueda omnidireccional 13 está completamente, o casi completamente, alojada dentro del alojamiento 1, es decir, la distancia de la placa base 1c desde el suelo es cero, o al menos muy pequeña. Tras el accionamiento de los motores de elevación 11, la suspensión de rueda 14 se mueve hacia abajo a lo largo de las varillas con roscas de dientes de sierra 12 mediante un movimiento giratorio, de tal forma que la rueda omnidireccional 13 sale del rebaje 1d, hacia abaja fuera del alojamiento 1 y, por tanto, todo el alojamiento 1 se eleva desde el suelo hasta alcanzar la altura máxima de elevación, en el escenario (B).
El controlador 15 del UGV 100 incluye un módulo de comunicación inalámbrica 15A (Figura 16), a través del que el controlador 15 de un primer UGV 100 puede intercambiar datos con un controlador 15 de un segundo UGV 100. En particular, cada uno de los diferentes UGV 100 puede designarse como un vehículo principal ("maestro") o un vehículo seguidor ("esclavos"), de tal forma que el controlador 15 del vehículo principal esté conectado al controlador 15 de los vehículos seguidores a través de comunicación inalámbrica, y pueda controlar y monitorear los movimientos de los vehículos seguidores. Por ejemplo, los datos de sensor capturados por los sensores S pueden compartirse entre los UGV 100 a través del módulo de comunicación inalámbrica 15A.
Esto se puede utilizar ventajosamente en un método para transportar monumentos de cabina, que, por ejemplo, puede utilizar una multitud de UGV 100 que actúan en cooperación. En este caso, en primer lugar, al menos tres UGV 100 - por ejemplo, los UGV 100 representados y explicados en las Figuras 1 a 4 - se distribuyen alrededor de la circunferencia exterior de un monumento de cabina. Preferentemente, cuatro UGV, cada uno con una rueda, se disponen en una constelación especialmente dispuesta en relación con la carga útil. El monumento cabina se coloca de forma adecuada sobre los elementos de recepción de carga de los UGV 100, de tal forma que el monumento de cabina pueda elevarse en un movimiento coordinado por los motores de elevación 11 de los UGV 100. El monumento de cabina, elevado puede, por tanto, moverse mediante el control cooperativo de las ruedas omnidireccionales 13 de los al menos tres UGV 100, por ejemplo, dentro de una línea de ensamblado final, desde un punto de entrega hasta una posición de ensamblado final.
En el movimiento cooperativo de los UGV, uno de los al menos tres UGV 100 puede asumir el papel de vehículo principal. El controlador 15 del vehículo principal se comunica, a través de comunicación inalámbrica, con el controlador 15 de los otros UGV 100, y puede emitir comandos de movimiento a los vehículos seguidores.
En la Figura 5 se representan ilustraciones esquemáticas (I), (II) y (III) de tres situaciones de recepción de carga de los UGV 100 durante la elevación de los monumentos de cabina. En la situación (I), un UGV 100 puede elevar un conjunto de asiento de pasajero 20. Para este fin, cuñas de soporte 7a y 7b, cada una con materiales antideslizantes en sus superficies inclinadas, pueden colocarse en los elementos de recepción de carga, o en el elemento de recepción de carga del UGV 100. Por tanto, el UGV 100 puede recibir también lados inferiores inclinados como, por ejemplo, por ejemplo, travesaños 21 de un conjunto de asiento de pasajero 20, en línea recta y sin volcar.
En la situación (II), otro UGV 100 recibe el conjunto de asientos de pasajeros 20 en una plataforma de recepción de carga 6c. Aquí no se necesitan más cuñas de soporte, puesto que el lado inferior del conjunto de asientos de pasajeros 20 tiene una barra de montaje recta 22 en este punto.
En el caso de conjuntos de aseos 30, la conexión de herramienta del portaherramientas 4a de un UGV 100 puede usarse - como se muestra como ejemplo en la situación (III) - para acoplar interfaces de conexión 32 en una pared lateral 31 de un conjunto de aseos 30 que tiene una puerta de aseos 33, y para suministrarle señales de alimentación eléctrica. Esto permite, por ejemplo, controlar la funcionalidad del conjunto durante el transporte y comprobar si es necesaria.
Por supuesto, el método descrito anteriormente no se limita al transporte de monumentos de cabina de una aeronave. Como se muestra ilustrativamente en las Figuras 13 y 14, otros artículos pueden transportarse según este método. La Figura 13 muestra ilustrativamente un palé C que es elevado y transportado por cuatro UGV 100, 1000 (solo tres visibles en la Figura 13). En el palé C, pueden cargarse artículos, tales como puertas para vehículos, como se muestra ilustrativamente en la Figura 13. La Figura 14 muestra ilustrativamente el uso del método descrito anteriormente para elevar y transportar una tubería P mediante cuatro UGV 100, 1000 (solo tres visibles en la Figura 14).
Las Figuras 6 a 8 muestran una realización 1000 de un UGV que tiene una disposición de cuatro ruedas 130. La movilidad del UGV 1000 en todas las direcciones resulta del hecho de que un UGV 1000 tiene cuatro ruedas Mecanum especialmente dispuestas. También puede ser posible dotar al UGV de ruedas dirigidas individualmente que tengan una suspensión giratoria controlable para hacer girar el eje de rodadura de la rueda perpendicular al suelo. En términos generales, el UGV 100 puede comprender cuatro ruedas omnidireccionales. Los elementos esenciales y el modo de funcionamiento del UGV 1000 son esencialmente los mismos que los del UGV 100 descritos en relación con las Figuras 1 a 5, con una alojamiento 1001, que tiene una placa base 1001c y al menos una pared lateral 1001a del alojamiento sustancialmente perpendicular a la placa base 1001c, proporcionándose igualmente. En el resto de las superficies laterales, es decir, en las paredes laterales que completan el alojamiento 1000 para formar un recinto cerrado para los componentes internos, el alojamiento 1000 puede tener, por ejemplo, una estructura sustancialmente en forma de caja, posiblemente con esquinas redondeadas. Dispuestas en el rebaje o rebajes 1001d de la placa base 1001c hay cuatro ruedas 130, que están suspendidas por suspensiones de ruedas 14 dentro del UGV. Una diseño de este tipo es ventajoso, por ejemplo, si la carga del artículo que se va a transportar se transfiere a la superficie de transporte no solo a través de una rueda del UGV, sino a través de una pluralidad de ruedas, y por tanto una pluralidad de puntos de aplicación de carga. Esto puede ser ventajoso, en particular, si la superficie de transporte es también la placa de suelo de una aeronave, y esta superficie no debería someterse a cargas excesivas.
En la Figura 7 se muestra que las ruedas 130 se pueden bajar o retraer por medio de motores de elevación. Es posible en este caso disponerlos sobre dos ejes, pero las ruedas pueden también controlarse, o elevarse y bajarse, individualmente, por ejemplo, con ayuda de la suspensión de rueda 14 proporcionada para cada rueda. La Figura 7 muestra varios estados operativos. Por tanto, la Figura 7, en el escenario (A) muestra las ruedas retraídas 130, La Figura 7 en el escenario (B) muestra las ruedas 130 extendidas, y los escenarios (C) y (D) de la Figura 7 muestran las ruedas delanteras o traseras 130 retraídas cuando, al mismo tiempo, las ruedas 130 del otro eje están extendidas. Tal elevación o subida de las ruedas 130 en el sentido del eje o en el sentido de las ruedas puede ser ventajosa cuando se pasa por porciones irregulares de un suelo o superficie de transporte, por ejemplo, al pasar un surco o hueco. En particular, los motores de elevación 11 acoplados a las ruedas pueden controlarse para mantener la placa base 1001c básicamente horizontal. Como se muestra esquemáticamente en la Figura 16, el UGV 1000 puede comprender un sensor de inclinación 8 configurado para capturar una inclinación de la placa base 1001c con respecto a una dirección de referencia predefinida, es decir, la dirección de la gravedad. Por ejemplo, el sensor de inclinación 8 puede incluir tres sensores de aceleración electrónicos que miden una aceleración a lo largo de tres ejes perpendiculares. El controlador 15 del UGV 1000 recibe la inclinación medida o capturada de la placa base 1001c y controla los motores de elevación 11 acoplados a las ruedas 130 de tal forma que la placa base 1001a con respecto a la dirección de referencia se mantenga dentro de un intervalo predefinido. Opcionalmente, cuando se utiliza una multitud de UGV 1000 controlados en cooperación para transportar un artículo, los UGV 1000 pueden comunicar la inclinación de sus placas base entre sí y además un valor de elevación de cada una de sus ruedas 130, en donde el controlador 15 del UGV principal está configurado para emitir comandos de control a cada UGV 1000 de la multitud de UGV 1000 para controlar los motores de elevación 11 de cada UGV 1000 de tal forma que la inclinación del artículo con respecto a la dirección de referencia, que resulta de su contacto con los elementos de recepción de carga 6 de los UGV 1000, se mantenga dentro de un intervalo predefinido.
La Figura 8 muestra una vista detallada del interior del UGV 1000. Dentro del alojamiento 1001, el mecanismo de accionamiento o accionamiento de rueda 10 y el mecanismo de elevación y descenso o las suspensiones de rueda (no visibles en la Figura 8) están dispuestos en un diseño compacto. También se proporcionan dispositivos de almacenamiento de energía, que permiten que el UGV 1000 se mueva de forma independiente.
Como ya se ha descrito anteriormente, varios artículos pueden transportarse mediante un método que utiliza una multitud de UGV que actúan en cooperación. Este método puede realizarse por todos los tipos de UGV 100, 1000 descritos anteriormente, independientemente del número de ruedas 13, 130. Cuando se utilizan UGV 1000 que tienen más de una rueda 130, al menos dos UGV 1000 - por ejemplo, los UGV 100 representados y explicados en las Figuras 6 a 8 o 9 a 12 - se distribuyen alrededor de la circunferencia exterior de un artículo, por ejemplo, un monumento cabaña. El artículo se coloca de forma adecuada sobre los elementos de recepción de carga 6 de los UGV 1000, de tal forma que el monumento de cabina pueda elevarse en un movimiento coordinado por los motores de elevación 11 de los UGV 1000. En particular, las ruedas 13 se desvían con respecto a la placa base 1001c en la dirección vertical. El artículo, elevado puede, por tanto, moverse mediante el control cooperativo de las ruedas omnidireccionales 130 de los al menos dos UGV 1000, por ejemplo, dentro de una línea de ensamblado final, desde un punto de entrega hasta una posición de ensamblado final.
Un método como el descrito anteriormente, por ejemplo, puede llevarse a cabo por medio de un sistema de transporte no tripulado, UTS, 200 que incluye dos o más UGV 100, 1000. La Figura 15 muestra esquemáticamente un UTS 200 que comprende cuatro u Gv 100, 1000 y una estación base 210. Por supuesto, se pueden proporcionar otros más o menos de cuatro UGV 100, 1000. Los UGV 100, 1000 pueden configurarse como se ha descrito anteriormente. La estación base 210 puede comprender una alimentación de corriente eléctrica 230, al menos una interfaz de carga eléctrica 220 para cargar los UGV 100, 1000 y un cambiador de herramientas opcional 240.
Las interfaces de carga 230 pueden comprender una placa de carga 221, en donde el UGV 100, 1000 puede conducir y aparcar, y una bobina inductora de carga 222 dispuesta debajo de la placa de carga 221 o integrada en la placa de carga 221. Las interfaces de carga 220 están conectadas eléctricamente a la alimentación de corriente 230 de la estación base 210. Opcionalmente, se puede proporcionar un controlador (no mostrado) para controlar la operación de las interfaces de carga 230.
El UGV 100, 1000 puede comprender una interfaz de carga 120 del UGV que solo se muestra esquemáticamente en la Figura 16. En términos generales, la interfaz de carga 120 del UGV está configurada para conectarse a las interfaces de carga 230 de la estación base 220. Opcionalmente, la interfaz de carga 120 del UGV está configurada para conectarse de forma autónoma a las interfaces de carga 230 de la estación base 220. Por ejemplo, la interfaz de carga 120 del UGV puede comprender una bobina inductora de recepción (no mostrada) dispuesta o integrada en la placa base 1c, 1001d del alojamiento de la interfaz de carga 120 del UGV. Para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 14, el UGV puede simplemente conducir sobre la placa de carga de la estación base. Por tanto, la carga se puede realizar de forma autónoma en una forma muy sencilla.
El cambiador de herramientas opcional 220 puede incluir un cargador que contiene varias herramientas, por ejemplo, ventosas 4b (Figura 2), elementos de tope 4c (Figura 9), elementos de sujeción 4d (Figura 10), interfaces magnéticas 4e (Figura 11), contrapartes 62 (Figura 12), etc. Un UGV 100, 1000 del sistema de transporte 200 puede conducir de forma autónoma al cambiador de herramientas 220 y acoplar la herramienta respectiva a su portaherramientas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Vehículo de transporte terrestre no tripulado, UGV (100; 1000), que comprende:
un alojamiento (1; 1001), que tiene una placa base (1c; 1001c), y al menos una pared lateral (1a; 1001a) del alojamiento que es sustancialmente perpendicular a la placa base (1c; 1001c);
al menos un accionamiento de rueda (10), que está dispuesto en el alojamiento (1; 1001); al menos una rueda (13; 130), que está acoplada a al menos un accionamiento de rueda (10) y dispuesta en un rebaje (1d; 1001d) en la placa base (1c; 1001c);
una pluralidad de sensores (2a; 2b; 3) para detectar el entorno del UGV (100: 1000); un controlador (15) para la localización y navegación autónoma del UGV (100; 1000) en función de los parámetros de detección de la pluralidad de sensores (2a; 2b; 3), teniendo el controlador (15) un módulo de comunicación inalámbrica (15A), a través del que el controlador (15) de un UGV (100; 1000) está configurado para intercambiar datos con un controlador (15) de otro UGV (100) para así adaptarse y mover una carga en cooperación; y
al menos un elemento de recepción de carga (6) que está acoplado a la pared lateral (1a; 1001a) del alojamiento y se extiende hacia fuera desde la pared lateral (1a; 1001a) del alojamiento, comprendiendo el al menos un elemento de recepción de carga (6) una superficie de soporte de carga (60) para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversalmente a la placa base (1c; 1001c), estando el vehículo de transporte terrestre no tripulado caracterizado por que el al menos un accionamiento de rueda (10) está configurado para desviar la al menos una rueda (13, 130) de forma que el alojamiento (1, 1001) pueda elevarse junto con el elemento de recepción de carga (6) para elevar un artículo soportado por el elemento de recepción de carga (6).
2. El UGV (100; 1000) según la reivindicación 1, en donde el al menos un elemento de recepción de carga (6) se extiende sustancialmente paralelo a la placa base (1c; 1001c).
3. El UGV (100; 1000) según la reivindicación 1 o 2, en donde el al menos un elemento de recepción de carga (6) está acoplado a la pared lateral (1a; 1001a) del alojamiento para ser estacionario con respecto a la placa base (1c; 1001c), al menos con respecto a la dirección vertical.
4. El UGV (100; 1000) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un elemento de recepción de carga (6) está acoplado de forma separable a la pared lateral (1a; 1001a) del alojamiento.
5. El UGV (100; 1000) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un portaherramientas (4a), que tiene una conexión de herramienta eléctrica, está dispuesto en al menos una pared lateral (1a; 1001a) del alojamiento.
6. El UGV (100; 1000) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el accionamiento de rueda (10) comprende al menos una suspensión de rueda (14) y al menos un motor de elevación (11), en donde cada rueda (13) está suspendida en una suspensión de rueda (14), y en donde se proporciona al menos un motor de elevación (11) para cada rueda (13; 130), estando cada motor de elevación (11) acoplado cinemáticamente a una rueda (13; 130) a fin de desviar dicha rueda (13; 130) con respecto al alojamiento (1; 1001) en la dirección vertical.
7. El UGV (1000) según la reivindicación 6, en donde el UVG (1000) comprende al menos dos ruedas (13) y un sensor de inclinación (8) configurado para capturar una inclinación de la placa base (1001c) con respecto a una dirección de referencia predefinida, es decir, la dirección de la gravedad, en donde el controlador (15) está configurado para controlar los motores de elevación (11) acoplados a las ruedas (13) de tal forma que la inclinación de la placa base (1001a) con respecto a la dirección de referencia se mantenga dentro de un intervalo predefinido.
8. El UGV (1000) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el UGV (1000) comprende exactamente cuatro ruedas (130), que están acopladas a cuatro accionamientos de rueda, estando cada rueda (13) dispuesta en un rebaje (1001d) en la placa base (1001c).
9. El UGV (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el UGV (100) comprende exactamente una rueda (13), que está acoplada al accionamiento de rueda y dispuesta en el rebaje (1d) en la placa base (1c).
10. Sistema de transporte no tripulado (200), que comprende una pluralidad de UGV (100; 1000) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, desempeñando uno de la pluralidad de UGV (100) el papel de vehículo principal, y estando conectado el controlador (15) del vehículo principal a los controladores (15) del resto de la pluralidad de UGV (100) mediante comunicación inalámbrica, y estando diseñado para controlar los movimientos del resto de la pluralidad de UGV (100).
11. Sistema de transporte no tripulado (200) según la reivindicación 10, que comprende además una estación base (210) que incluye una interfaz de carga eléctrica (220), en donde los UGV (100; 1000) comprenden un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica (16) y una interfaz de carga UGV (120) configurada para acoplarse a la interfaz de carga eléctrica (220) de la estación base (210) para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica (16).
12. Método para transportar artículos, por ejemplo, monumentos de cabina para una aeronave, que comprende: distribuir al menos dos UGV (100; 1000) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 alrededor de una circunferencia exterior del artículo;
elevar el artículo utilizando los elementos de recepción de carga (6) de los UGV (100); y
mover el artículo elevado controlando en cooperación las ruedas (13) de los al menos dos UGV (100).
13. Método según la reivindicación 12, desempeñando uno de los al menos dos UGV (100; 1000) el papel de vehículo principal, y estando conectado el controlador (15) del vehículo principal a los controladores (15) del resto de la pluralidad de UGV (100) mediante comunicación inalámbrica, y estando diseñado para controlar los movimientos de los al menos dos UGV (100; 1000) diferentes.
14. Método según la reivindicación 12 o 13, que comprende, además:
capturar una inclinación de la placa base (1c) del alojamiento (1) de cada UGV (1000) con respecto a una dirección de referencia mediante un sensor de inclinación (8); controlar una desviación de las ruedas (13) de cada UGV (100) con respecto a la placa base (1001c), de tal forma que la inclinación de la placa base (1001c) esté dentro de un intervalo predefinido; y
controlar en cooperación la deflexión de las ruedas (13) de todos los UGV (1000) con respecto a la placa base (1c), de tal forma que las placas base (1001c) de todos los UGV (1000) se coloquen en un plano común.
15. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, utilizándose el método para transportar conjuntos de aseos, conjuntos de asientos de pasajeros o cocinas en una línea de ensamblado final de una planta de ensamblado de aeronaves.
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