NL1033449C2 - Onbemand voertuig en werkwijzen voor het vervaardigen van een dergelijk voertuig. - Google Patents

Description

ONBEMAND VOERTUIG EN WERKWIJZEN VOOR HET VERVAARDIGEN VAN EEN DERGELIJK VOERTUIG

De uitvinding heeft betrekking op een onbem.and voertuig, bijvoorbeeld voor gebruik 5 in een stal, volgens de aanhef van conclusie 1. De uitvinding heeft verder betrekking op werkwijzen voor de vervaardiging van een dergelijk voertuig.

Een onbemand voertuig voor gebruik in een stal is bijvoorbeeld bekend uit EP1100315. Een dergelijk voertuig is voorzien van een aandrijving en een 10 besturingssysteem voor het aansturen van de aandrijving. Ook heeft het voertuig een energiebron voor het bekrachtigen van de aandrijving. Bij het bekende voertuig is de energiebron uitgevoerd in de vorm van een of meer accu’s. De aandrijving omvat een of meer elektromotoren, die de wielen van het voertuig aandrijven. De elektromotoren worden gevoed vanuit de accu’s. Het bekende voertuig omvat tevens 15 een frame, waaraan de aandrijving, de besturing en de energiebron bevestigd zijn. Het uit EP1100315 bekende voertuig is voorzien van een mestschuit.

Vloeren waar onbemande voertuigen ingezet kunnen worden kunnen behoorlijk glad zijn, bijvoorbeeld door opliggend water of mest. Om voldoende tractie te realiseren, 20 blijkt het in de praktijk nodig om de voertuigen te verzwaren. In de praktijk blijkt dat bijvoorbeeld een voeraanduwer minimaal circa 350 kg moet wegen of effectief te kunnen zijn.

Bij de bekende onbemande voertuigen wordt het noodzakelijke gewicht in het 25 algemeen gerealiseerd door het aanbrengen van een of meer ballastgewichten. Dergelijke gewichten zijn meestal van lood of staal. De vervaardiging van dergelijke gewichten is relatief duur.

Het doel van de uitvinding is een verbeterd onbemand voertuig te verschaffen.

De uitvinding bereikt dit doel met een onbemand voertuig volgens conclusie 1 en met de werkwijze volgens conclusie 7.

1033449 30 2

Bij het onbemande voertuig volgens de uitvinding wordt het voor een voldoende tractie van het voertuig benodigde gewicht van het voertuig gerealiseerd door het frame van het voertuig uit te voeren in beton. Hierdoor is het niet langer nodig om aparte ballastgewichten aan te brengen in het voertuig.

5

Een verder voordeel van de toepassing van beton als materiaal voor het frame is dat beton een goede corrosiebestendigheid heeft in een ammoniarijk milieu zoals een stal. De corrosiebestendigheid van beton in een dergelijk milieu is vergelijkbaar met die van een hoogwaardig roestvast staal. Hoogwaardig roestvast staal is echter veel 10 duurder dan beton en ook de vervaardiging van een frame uit hoogwaardig roestvast staal is veel moeilijker dan van een betonnen frame.

In een mogelijke uitvoeringsvorm zijn een of meer additieven toegevoegd aan het beton, bijvoorbeeld vezels (bijvoorbeeld kunststofvezels, glasvezels of vezels van 15 natuurlijke materialen) of stukjes staaldraad. Hierdoor wordt de sterkte van het beton vergroot.

In een voordelige uitvoeringsvorm omvat het frame ook betonijzer om de sterkte van het frame te verhogen.

20

De aandrijving, de energiebron, het besturingssysteem en eventuele operationele delen (bijvoorbeeld een mestschuit of een voeraandrukker) worden bij het voertuig volgens de uitvinding aan het betonnen frame bevestigd. Dit kan worden gerealiseerd door inserts, die bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als draadbussen met een 25 inwendige schroefdraad, aan te brengen in het frame. In dergelijke inserts kan een bout worden gedraaid, die voor de bevestiging van onderdelen aan het frame kan zorgen.

Als alternatief voor de draadbussen met inwendige schroefdraad kunnen ook 30 draadeinden met een uitwendige schroefdraad, die uitsteken tot buiten het betonnen frame, worden toegepast.

Als nog een verder alternatief kunnen ook inserts worden toegepast die samen met een contra-element een klikverbinding vormen.

3

Ook kunnen combinaties van verschillende typen inserts worden toegepast.

Het onbemande voertuig volgens de uitvinding is bij voorkeur voorzien van rupsbanden die op rollen lopen of van bij voorkeur ten minste drie wielen. De wielen 5 en/of rollen zijn elk aangebracht op een as. In een voordelige uitvoeringsvorm is ten minste een deel van deze assen bevestigd aan het betonnen frame. Dit kan bijvoorbeeld door aan een uiteinde van de astap een vlakke plaat met gaten aan te brengen. Door elk van de gaten kan dan een bout gestoken worden, die in een vooraf in het betonnen frame aangebrachte insert met inwendige schroefdraad kan 10 worden gedraaid. In een uitvoeringsvariant is het ook mogelijk dat er minder dan drie wielen (dus een of twee wielen) worden toegepast, al dan iet in combinatie met andere voortbewegingsmiddelen.

Indien het voertuig ten minste drie wielen omvat, dan zijn de assen van bij voorkeur 15 ten minste twee wielen bevestigd aan het betonnen frame. De andere wielen (of het andere wiel) kunnen bijvoorbeeld bevestigd zijn aan een operationeel onderdeel, bijvoorbeeld een mestschuit, dat op zijn beurt weer bevestigd is aan het betonnen frame. Bij voorkeur is de plaatsing van de wielen zo dat de twee wielen die aan het betonnen frame bevestigd zijn het grootste deel van het gewicht van het voertuig 20 dragen en dat het wiel of de wielen de bevestigd zijn aan het operationele onderdeel een relatief lage mechanische belasting hebben.

Bij voorkeur zorgt het besturingssysteem ervoor dat het voertuig automatisch kan rijden en navigeren. Hiertoe kan het besturingssysteem gebruik maken van sensoren 25 of GPS. De sensoren van het besturingssysteem kunnen bijvoorbeeld gebruik maken van geleiders of bakens in de omgeving waarin het voertuig gebruikt wordt, bijvoorbeeld in een stal.

Het is ook mogelijk dat het besturingssysteem een ontvanger omvat voor het 30 ontvangen van stuursignalen die bijvoorbeeld vanaf een op afstand van het onbemande voertuig opgestelde computer worden draadloos aan het voertuig worden toegezonden.

4

De uitvinding heeft ook betrekking op werkwijzen voor het vervaardigen van een voertuig volgens de uitvinding.

Bij een mogelijke werkwijze wordt betonijzer verschaft en eventueel geprepareerd 5 voor toepassing in het frame van het onbemande voertuig. De preparatie kan bijvoorbeeld het op maat maken en/of in het gewenste model brengen van het betonijzer omvatten. Ook kunnen verschillende stukken betonijzer aan elkaar gelast worden als dat wenselijk is in verband met de gewenste sterkte van het frame.

10 Bij voorkeur worden de aan te brengen inserts (bijvoorbeeld draadbussen en/of draadeinden) aan het betonijzer vastgelast. Daarna wordt het betonijzer, bij voorkeur met de inserts, in een betongietmal geplaatst. De inserts kunnen hierbij gebruikt worden om het betonijzer te fixeren ten opzichte van de betongietmal.

15 Na het aanbrengen van het betonijzer in de betongietmal wordt beton in de mal gegoten. Het beton laat men vervolgens uitharden, waarna het betonnen frame uit de mal verwijderd wordt.

Bij een andere mogelijke werkwijze giet men eerst het betonnen frame. Na het 20 uitharden van het beton worden inserts aangebracht in gaten die in het betonnen frame zijn geboord. Met de inserts kunnen andere onderdelen van het onbemande voertuig worden gemonteerd aan het betonnen frame.

De uitvinding zal hieronder worden toegelicht aan de hand van een tekening, waarin 25 op niet-beperkende wijze een uitvoeringsvoorbeeld wordt getoond.

De tekening toont in: fig. 1 - een zijaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een onbemand voertuig volgens de uitvinding, 30 fig. 2 - een zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een onbemand voertuig volgens de uitvinding, fig. 3 - een achteraanzicht van het onbemande voertuig volgens fig. 2, fig. 4 - een detail van een in het betonnen frame aangebrachte insert in de vorm van een draadbus, 5 fig. 5 - een detail van een in het betonnen frame aangebrachte insert in de vorm van een draadeind.

Fig. 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van een onbemand voertuig 1 volgens de 5 uitvinding. In het getoonde voorbeeld is het onbemande voertuig bijvoorbeeld een stalverzorger.

Bij deze uitvoeringsvorm omvat het onbemande voertuig 1 een betonnen frame 5 in de vorm van een rechthoekig blok. Om te kunnen rijden is het onbemande voertuig in 10 het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 1 aan weerszijden voorzien van rollen 21 waar een rupsband 20 over loopt.

Elke rol 21 is bevestigd op een astap 22. Aan elke astap 22 is een plaat 23 bevestigd. Deze platen zijn gemonteerd op het betonnen frame 5 met behulp van 15 bouten 25.

Het onbemande voertuig 1 is geschikt om over een stalvloer 2 te rijden. Deze stalvloer 2 kan een dichte betonnen vloer zijn, maar ook bijvoorbeeld een roostervloer, een balkenvloer of een andere bekende stalvloer. Het is overigens ook 20 voorzien dat het voertuig buiten een stal wordt ingezet, bijvoorbeeld op een betonnen of bestrate vloer van een staluitloop of bij de voersilo’s. Eventueel kan het voertuig volgens de uitvinding ook in een weiland gebruikt worden.

Het gewicht van het betonnen frame 5 is voldoende om ervoor te zorgen dat de 25 rupsbanden 20 voldoende tractie op de stalvloer 2 kunnen ontwikkelen. Hoeveel tractie nodig is, hangt af van de toepassing van het onbemande voertuig. Zo vraagt het aandrukken van voer meer tractie van het wegschuiven van mest. In de praktijk blijkt dat een gewicht van circa 250 tot 300 kg voor het betonnen frame 5 voldoende is als het onbemande voertuig 1 gebruikt wordt voor het wegschuiven van mest, 30 terwijl voor het aanduwen van voer vaak een gewicht van meer dan 350 kg nodig blijkt te zijn.

In het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 1 is een schuif 50 aangebracht, die bijvoorbeeld kan worden toegepast voor het aanduwen van ruwvoer of voor het wegschuiven van 6 mest. Aan de schuif 50 is een bevestigingsplaat 51 aangebracht, die door middel van bouten aan het frame 5 is bevestigd.

Voor het aansturen van het onbemande voertuig 1 is een besturingssysteem 40 5 voorzien. Het besturingssysteem 40 stuurt een motor 30 aan, die via een overbrenging 31 verbonden is met de aandrijvende rollen. In dit voorbeeld is de motor 30 uitgevoerd als een elektromotor. Om de motor 30 en het besturingssysteem 40 van energie te voorzien is een accu 35 aanwezig. De motor 30, het besturingssysteem 40 en de accu 35 zijn met bouten aan het betonnen frame 5 10 gemonteerd.

In het voorbeeld van fig. 1 wordt het onbemande voertuig 1 op afstand bestuurd vanaf een externe computer 43. Een antenne 45 vangt het signaal van de computer 43 op, en geeft het door aan de besturing 40.' 15

Fig. 2 en fig. 3 tonen een tweede uitvoeringsvorm van een onbemand voertuig volgens de uitvinding.

In het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 2 en 3 is in het betonnen frame 5 een kamer 7 20 aangebracht. In deze kamer 7, die overigens in dit voorbeeld openingen in de wanden heeft, kunnen bijvoorbeeld elektronische componenten worden ondergebracht. De openingen in de wanden kunnen eventueel door panelen worden afgesloten.

25 In de uitvoeringsvorm van fig. 2 en 3 is het onbemande voertuig 1 aan weerszijden voorzien van wielen 10. De wielen 10 zijn aangebracht op een astap 11, waaraan een plaat 12 is bevestigd. De platen 12 zijn door middel van bouten 14 aan het betonnen frame 5 bevestigd.

30 Het gewicht van het betonnen frame 5 zorgt er wederom voor dat het onbemande voertuig voldoende tractie heeft op de stalvloer 2.

Aan het betonnen frame 5 is een schuif 50 bevestigd voor het aandrukken van ruwvoer of voor het wegschuiven van mest. De schuif 50 is via tussenframe 52 en 7 bevestigingsplaat 51 bevestigd aan het betonnen frame 5. Aan het tussenframe 52 is tevens het derde wiel 10* gemonteerd.

In het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 2 en 3 worden de twee wielen 10 elk rechtstreeks 5 aangedreven door een eigen motor 35. In dit voorbeeld zijn de motoren 35 uitgevoerd als servomotoren. De motoren worden aangestuurd vanuit het besturingssysteem 40. In dit voorbeeld omvat het besturingssysteem een centrale kast 40*, die met bouten aan het betonnen frame 5 is bevestigd. De centrale kast 40* is een relatief kwetsbaar onderdeel, waardoor het voordelig is als de centrale kast 10 40* in de kamer 7 van het frame 5 is aangebracht.

Voor de bekrachtiging van de motoren en voor de stroomvoorziening van het besturingssysteem is een accu 35 voorzien, die ook in de kamer 7 aan het betonnen frame 5 is bevestigd door middel van bouten.

15

In het voorbeeld van fig. 2 en 3 wordt in het besturingssysteem gebruikt gemaakt van een aantal systemen voor plaatsbepaling en navigatie van het onbemande voertuig 1. Zo is er een detector 44 voorzien, die betonijzer 4 in de stalvloer 2 detecteert. Aan de hand van het rasterpatroon van het betonijzer 4 in de stalvloer 2 kan het 20 onbemande voertuig 1 navigeren.

Verder zijn in het voorbeeld van de figuren 2 en 3 bakens 3 opgesteld in de stal. Het signaal van de bakens 3 wordt opgevangen door ontvanger 42. Op basis van de opgevangen signalen van de bakens 3 kan het besturingssysteem 40 bepalen waar 25 het onbemande voertuig 1 zich bevindt.

Het onbemande voertuig 1 is in het voorbeeld van fig. 2 en 3 verder voorzien van sensoren 41. Deze sensoren kunnen bijvoorbeeld uitgevoerd zijn als ultrasoonsensoren, die de aanwezigheid van objecten, dieren en personen in de 30 directe nabijheid van het onbemande voertuig 1 detecteren om botsingen te voorkomen.

Fig. 4 toont een detail van een in het betonnen frame aangebrachte insert 6, waarbij in dit voorbeeld de insert een draadbus is, die aangebracht is in een gat ik het frame.

8

Voor het aanbrengen van een insert 6 wordt een gat 8 geboord in het betonnen frame 5. In het gat 8 wordt vervolgens de. insert 6 aangebracht. De insert 6 is voorzien van een inwendige schroefdraad 9. Tegen de buitenzijde van het betonnen frame 5 kan een plaat, bijvoorbeeld voor de bevestiging van een wiel 10, rol 21, 5 schuif 5, accu 35, motor 30, besturingssysteem 40, sensor 41, ontvanger 42, detector 44, worden geplaatst. Een degelijke plaat is dan voorzien van een gat 13, 24 ter plaatse van de insert 6. Door het gat 13, 24 kan een bout gestoken worden, die in de insert 6 kan worden gedraaid. Om de krachten per combinatie van bout en insert te beperken, kunnen meerdere inserts en bouten per plaat worden toegepast, vooral 10 als een hoge kracht moet worden overgedragen.

Fig. 5 toont een detail van een in het betonnen frame aangebrachte insert, waarbij in dit voorbeeld de insert een draadeind 6* is, die is vastgelast aan betonijzer 80 in het frame 5. Hiertoe is voor het gieten van het betonnen frame 5 een draadeind 6* door 15 middel van las 81 met betonijzer 80 verbonden. Het betonijzer 80 is in een gietmal verankerd, waarna het beton in de gietmal wordt gegoten, en zich om het draadeind en het betonijzer sluit.

Een deel van het draadeind 6* steekt uit tot buiten het betonnen frame 5. Aan dit 20 uitstekende deel kunnen onderdelen van het onbemande voertuig worden bevestigd.

Uiteraard kan in het gat 8 van fig. 4 in plaats van een draadbus een draadeind worden geplaatst, en kan in plaats van een draadeind 6* zoals getoond in fig. 5 ook een draadbus aan het betonijzer 80 worden bevestigd.

25 1033449

Claims (16)

1. Onbemand voertuig (1), welk voertuig omvat: - een frame (5), 5. een aandrijving, welke aandrijving bevestigd is aan het frame (5), - een energiebron voor het bekrachtigen van de aandrijving, welke energiebron bevestigd is aan het frame (5), - een besturingssysteem (40) voor het aansturen van het voertuig, welk besturingssysteem (40) bevestigd is aan het frame (5), 10 met het kenmerk, dat het frame (5) van beton is.

2. Onbemand voertuig (1) volgens conclusie 1, waarbij de aandrijving en/of de energiebron en/of het besturingssysteem (40) aan het frame (5) bevestigd zijn aan inserts (6) omvat die in het betonnen frame (5) aanwezig zijn. 15

3. Onbemand voertuig (1) volgens conclusie 2, waarbij ten minste een deel van de inserts (6) een draadbus of een draadeind is.

4. Onbemand voertuig (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het 20 voertuig ten minste een wiel (10) omvat, waarbij het wiel (10) op een as is aangebracht, waarbij de as van het wiel (10) aan het betonnen frame (5) is bevestigd.

5. Onbemand voertuig (1) volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij het voertuig twee 25 rupsbanden omvat die op rollen (21) bevestigd zijn, waarbij elk van de rollen (21) op een as bevestigd is, welke as bevestigd is aan het betonnen frame (5).

6. Onbemand voertuig (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in het frame (5) betonijzer aanwezig is. 30

7. Onbemand voertuig (1) volgens de conclusies 2 en 6, waarbij ten minste een deel van de inserts (6) verbonden is met het betonijzer. 1 0 3 3 4 4 9

8. Onbemand voertuig (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het beton van het frame (5) een of meer additieven omvat, bij voorkeur staaldraad of vezelmateriaal.

9. Onbemand voertuig (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het voertuig een voeraandrukker omvat, welke voeraandrukker bevestigd is aan het betonnen frame (5).

10. Onbemand voertuig (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het 10 voertuig een mestschuif (50) omvat, welke mestschuif (50) bevestigd is aan het betonnen frame (5).

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een onbemand voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, 15 welke werkwijze de volgende stappen omvat: - het verschaffen van betonijzer voor de versterking van het te vervaardigen frame, - het verbinden van inserts met het betonijzer, bij voorkeur door het aan het betonijzer vastlassen van de inserts, - het verschaffen van een betongietmal, waarbij de gietholte van de betongietmal in 20 hoofdzaak de vorm heeft van het betonnen frame van het voertuig, - het aanbrengen van het betonijzer in de betongietmal en het fixeren van het betonijzer ten opzichte van de betongietmal, - het gieten van beton in de betongietmal, - het laten uitharden van het gegoten beton, 25. het verwijderen van het betonnen frame van het voertuig uit de betongietmal, - het bevestigen van een aandrijving, een energiebron, een besturingssysteem en wielen en/of rupsbanden aan het betonnen frame, waarbij gebruik wordt gemaakt van de in het betonnen frame aanwezige inserts.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van een onbemand voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, welke werkwijze de volgende stappen omvat: - het verschaffen van een betongietmal, waarbij de gietholte van de betongietmal in hoofdzaak de vorm heeft van het betonnen frame van het voertuig, - het gieten van beton in de betongietmal, - het laten uitharden van het gegoten beton, - het verwijderen van het betonnen frame van het voertuig uit de betongietmal, - het boren van gaten in het betonnen frame van het voertuig, 5. het aanbrengen van inserts in de geboorde gaten, - het bevestigen van een aandrijving, een energiebron, een besturingssysteem en wielen en/of rupsbanden aan het betonnen frame, waarbij gebruik wordt gemaakt van de in het betonnen frame aanwezige inserts.

13. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij het betonijzer ten opzichte van de betongietmal wordt gefixeerd door middel van de inserts.

14. Werkwijze volgens een van de conclusies 11-13, waarbij de werkwijze tevens de stap omvat van het aanbrengen van een of meer additieven aan het te gieten beton. 15

15. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij de werkwijze tevens de volgende stappen omvat: - het verschaffen van betonijzer voor de versterking van het te vervaardigen frame, - het aanbrengen van het betonijzer in de betongietmal en het fixeren van het 20 betonijzer ten opzichte van de betongietmal.

16. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de werkwijze tevens de volgende stappen omvat: - het boren van gaten in het betonnen frame van het voertuig, 25. het aanbrengen van inserts in de geboorde gaten. 1053449