JP2023521444A - ペイロードリフト装置を有する無人輸送車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、ペイロードリフト装置（２）を有する、ペイロードを搬送するための無人、特に自動誘導型の輸送車両（１）、特に工場内の材料輸送車両に関する。本発明によれば、リフト装置（２）の特に費用効果が高く、更に堅固で効率的な構造のために、リフトプロセスは偏心駆動部によって実現される。

Description

本発明は、ペイロードを搬送するための無人、特に自動誘導、好ましくは自律自動誘導型の輸送車両に関する。かかる車両は、通常、生産工場においていわゆる産業用トラック又は材料輸送車両として、例えば、倉庫内で又は倉庫から生産ラインへ特定のペイロードを輸送するために、好ましくは自律的にナビゲートしながら用いられる。

かかる輸送車両の場合、積載物は、ペイロードそのものと、ペイロードを別個に積載することができるペイロードキャリア、例えば、ラック、又はローラトロリー等の両方から直接構成されてもよい。ここで、輸送車両がかかるペイロードキャリアの下を移動し、前記ペイロードキャリアを独立して持ち上げ、前記ペイロードキャリアを目的地に輸送し、前記ペイロードキャリアを再度そこに降ろすことができることが意図されている。この目的のために、輸送車両は、一体型のリフト装置を装備している。

リフト機能を実装するための様々な解決策が実践から公知である。大きな積載物を迅速且つ正確に持ち上げることを可能にするために、リフト装置は、高い剛性及び高出力モータ構成を必要とし、それに応じて電気エネルギーの需要が高くなり、その結果、必然的に重量が重くなり、バッテリが大きくなり、コストが高くなり、又は移動範囲が短くなる。

特許文献１（独国特許出願公開第１０２０１３０１３４３８号明細書）は、例えば、輸送車両を開示しており、そのリフト機能は、様々なスラスト及びレバー装置によって実装されており、それらの設計原理及び剛性要件のために、高いシステム重量を示し、大きな構造空間要件を有している。

特許文献２（欧州特許出願公開第１０２７０６号明細書）は、更なる輸送車両を開示しており、そのリフト装置は、製造が複雑で比較的高価なボールねじ駆動装置により構成されている。

独国特許出願公開第１０２０１３０１３４３８号明細書 欧州特許出願公開第１０２７０６号明細書

この背景に対して、本発明の目的は、最も安価であると同時に、可能な限り堅固で、効率的な構造である可能性があるリフト装置を有する輸送車両を提案することにある。

前記目的は、独立請求項に記載するような特徴の組み合わせによって達成される。本発明の更なる実施形態及び改良は、従属請求項並びに以下の説明及び図面から明らかになる。

本発明は、リフト動作が偏心駆動部によって実施されることを提供する。このようにして、大きな積載物を持ち上げ、保持するための、単純で、安価で、頑丈で、保守の少ない解決策を実現することができる。

特にコンパクトで、保守の点で好ましい輸送車両の構造を実現するために、前記輸送車両は、駆動コンポーネントがその内部に配置される平坦なシャーシを有し、シャーシに対して高さ調節可能であり、ペイロードを搬送することに役立つ少なくとも１つの積載物キャリア要素を有する。ここで、偏心駆動部は、リフト動作中にリフト力を積載物キャリア要素に導入する少なくとも１つの回転可能に取り付けられた偏心要素を有する。このようにして、リフト移動量を偏心要素の構成によって容易且つ効果的に構造的に画成することができ、動作信頼性が向上し、誤動作及び故障が回避される。

本発明の１つの好ましい改良によれば、確実なリフト同期のために、リフト装置は、略シャーシ全体を通って横方向に延在し、それぞれの場合において、対向する端部に１つの偏心要素を有するリフトシャフトを備える。更に、リフト動作は、従って、リフトシャフトに作用する単一の駆動ユニットによって、容易且つ安価に実施することができる。

好ましい一実施形態によれば、構造空間の特に柔軟で且つ効果的な利用と同時に、駆動ユニットからリフトシャフトへの力の堅牢な伝達の目的のために、リフトシャフトは、ラップアラウンド駆動部によって作動される。

安価に実施することができる積載物キャリア要素の効率的な誘導及び支持のために、積載物キャリア要素において、リフトシャフトがそれを通って延在するために構成されるアパーチャの少なくとも１つの周辺部分が、リフト方向における積載物キャリア要素の誘導のために、及びリフト方向に対する横方向支持のために設けられる。

本発明の更なる改良によれば、積載物キャリア要素の更なる改善された誘導及び支持のために、積載物キャリア要素は、端部側に、リフト方向に平行に形成され、長手方向においてシャーシの対応する領域に対して当接し、その上を摺動する平面部分を有する。

好ましい実施形態によれば、安定していると同時に軽量化された構造のために、輸送車両は、シャーシの両側にそれぞれの場合において対向して配置される２つの積載物キャリア要素を有する。

剛性を向上させるか、又は機能範囲を増大させるために、２つの積載物キャリア要素は、少なくとも１つの横方向接続部によって互いに接続されてもよい。

長手方向におけるリフト装置の容易に実施される堅牢な同期のために、本発明の好ましい一実施形態は、リフト装置が、同じ積載物キャリア要素に作用し、ラップアラウンド駆動部によって互いに結合される少なくとも２つの偏心要素を有することを提供する。

本発明の特に好ましい実施形態によれば、偏心要素は、径方向外側に配置され、リフト動作中に積載物キャリア要素上を転動する転がり軸受要素を有する。偏心要素及びそのカウンタベアリングは、従って、摩耗を低減するために硬化させる必要がない。同様に、汚染を受けやすい保守集約的な潤滑剤、又は摩耗を受けやすい摺動コーティングを省くことが可能である。更に、駆動モータは、積載物に加えて、偏心要素とそのカウンタ軸受との間の任意の大きな摩擦抵抗にも克服する必要がない。駆動ユニットの出力を、より小さい構造空間及びより低いエネルギー消費のために低減することができ、又はより大きい積載物を持ち上げ、輸送することができる。

好ましい実施形態によれば、リフト装置は、互いに連結され、同時に強制的に移動可能であり、積載物を昇降させることに役立つ４つの偏心要素を備えていてもよい。

従って、積載物の中断のない均一な昇降を、純粋に機械的に、且つ制御技術的な別個の費用なしに、実現することができる。

本発明を、例示的な実施形態に基づき、以下でより詳細に検討する。

輸送車両の極めて簡略化した図の平面図（図ａ）、並びにリフト装置を格納した状態（ｂ）及び展開した状態（ｃ）での側面図である。 図１と同様の図であるが、ペイロードキャリアを追加した図である。 ペイロードキャリア内にペイロードを有する輸送車両の一実施形態の例示的な図である。 シャーシ及びリフト装置の幾つかの要素の３次元図（ａ）と、積載物キャリア要素のアパーチャ内の誘導部の拡大図（ｂ）である。 持ち上げられた輸送位置（ａ）及び下げられた駐車位置（ｂ）における輸送車両１及びリフト装置２の幾つかの要素の部分側面図を示す。 転がり軸受要素を有する偏心要素の一実施形態を示す。 リフトシャフトの駆動部の詳細図を示す。

図１
無人輸送車両１は、特に、生産及び組立工場において、例えば、部品及びコンポーネントを生産ラインから及び生産ラインへ、又は部品倉庫において輸送する目的のため、平滑な床面上でペイロードを搬送することに役立つ。輸送車両１は、一体型空間監視センサ及び制御システムに基づいて自律的にその走行経路を選択するが、それらはここでは強調せず、示さない。

輸送車両１は、平坦でコンパクトなシャーシ８を有し、その内部及び上に全ての制御及び駆動コンポーネントが配置されている。

図示の実施形態において、輸送車両１は、一対の支持輪１５及び一対の駆動輪１４上で移動する。駆動輪１４は、互いに独立して個々に駆動可能であり、従って、輸送車両１の推進及び操舵の両方に役立つ。

積載物を搬送するために、又は積載物の載置のために、輸送車両１は、リフト装置２の構成部分を形成する２つの積載物キャリア要素９、９’を有している。積載物キャリア要素９、９’は、長手方向に、又は移動方向Ｆに平行な、細長い形態であり、上部領域においてシャーシ８の側面に位置している。図示の実施形態において、各積載物キャリア要素９、９’はボックス状中空体として構成されている。積載物を持ち上げるため、積載物キャリア要素９、９’は、格納された駐車位置（図ｂ）から展開された輸送位置へのリフト移動量１６によって垂直リフト方向Ｈに持ち上げられることができる。

積載物キャリア要素９、９’は、例えば、剛性を増加させるために、及び／又はより大きな平坦な積載面を実現するために、１つ以上のストラット、ストリップ、又はパネル（ここでは図示せず）によって交差接続（２１）されてもよい。

図２
輸送車両１は、別個のペイロードキャリア６内のペイロードを優先的に輸送するように設計されている。ペイロードキャリア６は、図示するようなラックの形態、又はトロリー又はローラトロリーの形態等の、様々な形態で構築されてもよい。

ペイロードキャリア６は、積載物キャリア要素９、９’が駐車位置にある状態で輸送車両１がペイロードキャリア６の下を移動できるように構築されている。ペイロードキャリア６は、移動方向に対して横方向に延び、ペイロードキャリア６の持ち上げ及び輸送中に積載物キャリア要素が支持される２つのトラバース７、７’を有している。図示の実施形態において、トラバース７、７’は、２つの外側に位置する長手方向部材１７、１７’によって接続されている。

積載物を輸送するため、輸送車両１はペイロードキャリア６の下を移動し、リフト装置２を作動させる。ここで、積載物キャリア要素９、９’は、リフト方向Ｈに持ち上げられ、トラバース７、７’に当接し、ペイロードキャリア６を床から持ち上げる。ペイロードキャリア６は、その後、目的地に輸送され、そこで逆の順序で再度床に降ろすことができる。

図３
図は、輸送車両１の例示的な使用シナリオを示し、図２ｂに示す状況に略対応している。輸送車両１の一実施形態は、ローラトロリーとして構成されるペイロードキャリア６の下に位置する。ペイロードキャリア６には、袋が満載されたワイヤメッシュボックスから構成されるペイロード２２が積載されている。

図４
図４は、リフト装置２のコンポーネントを有するシャーシ８の幾つかの構造要素を示している。

リフト装置２は、回転軸Ｄを中心として回転可能であり、略シャーシ８全体を通って横方向に延在し、その際、その両端において２つの対向する積載物キャリア要素９、９’に係合するリフトシャフト１０を有する。それぞれの場合において、１つのディスク状偏心要素３、３’’が、リフトシャフト１０の両端に、回転結合方式で固定されるように配置されている。全体として、リフト装置２は、垂直方向において積載物キャリア要素９、９’を支持する４つのディスク状偏心要素３、３’、３’’、３’’’を有する。

各積載物キャリア要素９、９’は、リフトシャフトがそれを通って係合するためのアパーチャ１１を有する。各アパーチャは、垂直方向に細長い形状であり、リフト方向Ｈ及び互いに平行に配向される２つの直線周辺部分１２を有する。これらの２つの周辺部分１２によって、特に移動方向Ｆに平行に、又はリフト方向Ｈに対して横方向に作用する力が、積載物キャリア要素９からリフトシャフト１０、従ってシャーシ８へと導入される。このようにして、周辺部分１２は、積載物キャリア要素９、９’のための力の誘導及び支持のために役立つ。

更に、各積載物キャリア要素９、９’は、端部側において、リフト方向Ｈに対して平行に形成される平面部分１３、１３’を有する。これらの表面部分１３、１３’は、同様に、リフト動作中の垂直ガイドとして、並びにシャーシ８への長手方向力の支持及び導入のために役立つ。

図５
図５は、持ち上げられた輸送位置（図ａ）及び下げられた駐車位置（図ｂ）における、積載物キャリア要素９の側壁が取り外された状態での、輸送車両１及びリフト装置２の幾つかの要素の部分側面図を示している。

輸送車両（１）の各側面において、リフト装置（２）は、それぞれの場合において、同じ積載物キャリア要素（９）に作用する同じ大きさの２つの偏心要素（３、３’）を有している。ここで、リフトシャフト１０に着座する駆動側偏心要素３は、リフトシャフト１０が回転すると、両方の偏心要素３、３’が同時に同じ方向に回転するように、ラップアラウンド駆動部１８によって他方の出力側偏心要素３’に連結される。上記の実施形態において、ラップアラウンド駆動部１８はチェーン駆動部として実装されている。しかし、例えば歯付きベルト駆動部の形態の更なる実施形態も同様に本発明内で許容可能である。

リフト運動を実行するために、リフトシャフト１０の回転運動は、偏心要素３、３’によって、リフト方向Ｈに平行な積載物キャリア要素９の並進運動に変換される。積載物キャリア要素９の上部水平レールは、ここでは、偏心要素３、３’のためのカウンタ軸受として機能する。偏心要素３、３’と積載物キャリア要素９との間の摩擦を低減するために、各偏心要素３、３’は、径方向外側に転がり軸受要素４を備え、それによって、前記偏心要素は、そのカウンタ軸受上で静かに且つ低摩擦で転動する。既に上で述べたようなアパーチャ１１の周辺部分１２と表面部分１３とによって、偏心要素３、３’が積載物キャリア要素９上で転動するにつれて生じる、リフト方向Ｈに対して横方向に向けられる力成分が、シャーシ８に導入される。

図６
図６は、偏心要素３の実施形態を示している。転がり軸受要素４が、偏心ディスク２４の径方向外側縁部に位置している。図示の実施形態において、転がり軸受要素４は、偏心ディスク２４に押圧された玉軸受として構成されている。しかし、本発明では、偏心ディスク２４自体が転がり軸受の構成部品、例えば内輪として構成されることも同様に考えられる。

リフト装置２のリフト移動量１６は、偏心ディスク２４の中心点Ｍとリフトシャフトレセプタクル２３の中心における回転軸Ｄとの間の径方向距離の２倍として構造的に画成される。

図７
図７は、電動駆動ユニット２０によって作動されるラップアラウンド駆動部１９によるリフトシャフト１０の作動の好ましい実施形態を示している。駆動ユニット２０は、従って、リフト装置２のリフト駆動部として機能する。

図示の好ましい実施形態において、ラップアラウンド駆動部１９はチェーン駆動部として設けられている。しかし、本発明では、これは、要件に応じて、例えばベルト駆動部の形態の、他の幾つかの構成であってもよい。

１ 輸送車両
２ リフト装置
３ 偏心要素
４ 転がり軸受要素
５ カウンタ軸受
６ ペイロードキャリア
７ トラバース
８ シャーシ
９ 積載物キャリア要素
１０ リフトシャフト
１１ アパーチャ
１２ 周辺部分
１３ 表面部分
１４ 駆動輪
１５ 支持輪
１６ リフト移動量
１７ 長手方向部材
１８ ラップアラウンド駆動部
１９ ラップアラウンド駆動部
２０ 駆動ユニット
２１ 横方向接続部
２２ ペイロード
２３ リフトシャフトレセプタクル
２４ 偏心ディスク
Ｍ 中心点
Ｄ 回転軸
Ｆ 移動方向
Ｈ リフト方向

Claims (11)

1. 積載物を持ち上げた状態で輸送することができるように、前記積載物を持ち上げるよう構成されるリフト装置（２）を有する、前記積載物を輸送するための無人、特に自動誘導型の輸送車両（１）であって、リフト動作は偏心駆動部によって実施されることを特徴とする、輸送車両（１）。
2. 前記輸送車両（１）は、駆動コンポーネントがその内部に配置されるシャーシ（８）を有し、前記リフト装置（２）は、前記シャーシ（８）に対して高さ調節可能であり、ペイロードを搬送することに役立つ少なくとも１つの積載物キャリア要素（９）を備え、前記偏心駆動部は、前記リフト動作中にリフト力を前記積載物キャリア要素（９）に導入する少なくとも１つの回転可能に取り付けられた偏心要素（３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の輸送車両（１）。
3. 前記リフト装置（２）は、略前記シャーシ（８）全体を通って横方向に延在し、それぞれの場合において、対向する端部に１つの偏心要素（３、３’’）を有するリフトシャフト（１０）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の輸送車両（１）。
4. 前記リフトシャフト（１０）はラップアラウンド駆動部（１９）によって作動されることを特徴とする、請求項３に記載の輸送車両（１）。
5. 前記積載物キャリア要素（９）は、前記リフトシャフト（１０）がそれを通って延在する少なくとも１つのアパーチャ（１１）を有し、前記アパーチャ（１１）の少なくとも１つの周辺部分（１２）は、リフト方向（Ｈ）への前記積載物キャリア要素（９）の誘導のため、及び前記リフトシャフト（１０）上の前記リフト方向（Ｈ）に対する横方向支持のために構成されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の輸送車両（１）。
6. 前記積載物キャリア要素（９）は、端部側に、前記リフト方向（Ｈ）に平行に形成され、長手方向における前記シャーシ（８）への支持及び力の導入のために設けられる平面部分（１３）を有することを特徴とする、請求項２～５のいずれか一項に記載の輸送車両（１）。
7. 前記輸送車両（１）は、前記シャーシ（８）の両側にそれぞれの場合において対向して配置される２つの積載物キャリア要素（９、９’）を有することを特徴とする、請求項２～６のいずれか一項に記載の輸送車両（１）。
8. 前記２つの積載物キャリア要素（９、９’）は、少なくとも１つの横方向接続部（２１）によって互いに接続されることを特徴とする、請求項７に記載の輸送車両（１）。
9. 前記リフト装置（２）は、同じ積載物キャリア要素（９）に作用し、ラップアラウンド駆動部（１８）によって互いに結合される少なくとも２つの偏心要素（３、３’）を有することを特徴とする、請求項２～８のいずれか一項に記載の輸送車両（１）。
10. 前記偏心要素（３）は、径方向外側に配置され、前記リフト動作中に前記積載物キャリア要素（９）上を転動する転がり軸受要素（４）を有することを特徴とする、請求項２～９のいずれか一項に記載の輸送車両（１）。
11. 前記リフト装置（２）は、互いに連結され、同時に強制的に移動可能であり、前記積載物を昇降させることに役立つ４つの偏心要素（３、３’、３’’、３’’’）を備えることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の輸送車両（１）。

Images