SE509707C2 - Anordning vid automattankning av fordon - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 509 707 2 sen, dels öppningsprocessen. Det är vidare ett önskemål att eliminera behovet av att behöva använda mikrovägsutrustning.

Föreliggande uppfinning uppfyller dessa önskemål.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en anordning vid automattankning av fordon, främst bilar, där en robot förefinns innefattande ett robothuvud vilket är rörligt rela- tivt roboten för att kunna positioneras frän ett vilolâge till en förutbestämd position relativt fordonets tankrör me- delst ett positioneringssystem, där robothuvudet innefattar ett yttre rör och ett inuti detta och ut ur detta förskjut- bart inre rör, vilket yttre rör är anordnat att dockas med en adapter som fästs vid tankrörets övre mynning och där det in- re rörets fria främre ände efter dockningen är anordnat att utskjutas till ett läge nere i tankröret, varefter bränsle päfylles genom det inre röret, och där robothuvudet uppbär ett öppningsorgan anordnat att medelst rörelser hos robothu- vudet öppna en tanklucka hos ett fordon, där nämnda rörelser sker enligt ett rörelseschema vilket avgivits till en dator tillhörig roboten i form av en kod, där datorn i ett till- hörande minne har inlagrat ett specifikt rörelseschema för varje kod samt av att datorn är anordnad att efter mottagan- det av en kod styra robothuvudet att utföra det rörelseschema som tillhör den mottagna koden, och utmârkes av, att en op- tisk avkänningsanordning förefinns anordnad i anslutning till roboten, vilken avkänningsanordning är anordnad att optiskt detektera tankluckan och dess läge, pä ett för tankning par- kerat fordon, relativt robothuvudets vilolâge, av att avkän- ningsanordningen är anordnad att avkänna nämnda kod, vilken kod är optiskt läsbar och anordnad pä fordonet, och av att datorn är anordnad att styra robotens öppningsorgan till an- liggning mot tankluckan och öppna denna samt utföra nämnda dockning enligt nämnda rörelseschema och efter avslutad tank- ning utföra rörelserna i omvänd ordning samt därvid stänga tankluckan. 10 15 20 25 30 35 'S09 707 3 Nedan beskrives uppfinningen närmare delvis i samband med på bifogade ritningar visade utföringsexempel av uppfinningen, där - figur 1 schematiskt visar ett fordon uppifrån vid en robot av ifrågavarande slag - figur 2 visar ett fordon sett framifrån vid en robot - figur 3 visar främre delen av ett roboten tillhörigt robot- huvud samt en adapter fâstad vid ett fordons tankrörs övre mynning - figur 4 och 5 visar bakre delen av en fordonssida - figur 6 schematiskt visar en stängd tanklucka och ett öpp- *ningsorgan - figur 7 schematiskt visar en medelst öppningsorganet öppnad tanklucka - figur 8 visar ett blockschema.

I figur 1 visas schematiskt en station för automattankning av fordon, främst bilar 1, där en robot 2 förefinns innefattande ett robothuvud 3 vilket år rörligt relativt roboten för att kunna positioneras till en förutbestämd position relativt fordonets tankrör. Roboten kan vara rörlig i riktningen utvi- sad av pilen 4. Robothuvudet 3 år dels rörligt i riktningarna utvisade av pilarna 5 och 6, dels i en riktning vinkelrätt mot papperets plan.

Robothuvudets främre del visas i större skala i figur 3. Ro- bothuvudet 3 innefattar ett yttre rör 8 och ett inuti detta och ut ur detta förskjutbart inre rör 9, vilket yttre rör 8 år anordnat att dockas med en adapter 10 som fästs vid tank- rörets 7 övre mynning. Det inre rörets 9 fria främre ände är efter dockningen anordnad att utskjutas till ett läge nere i tankröret, varefter bränsle påfylles genom det inre röret 9.

Enligt patentet 9202550-1 positioneras robothuvudet 3 rela- tivt fordonets tankrör 7 medelst ett positioneringssystem innefattande en sândar- och mottagarenhet vid robothuvudet, vilket företrädesvis år anordnat att arbeta vid mikrovågs- 10 15 20 25 30 35 509 707 4 frekvens, och en passiv transponder placerad på ett förut- bestämt ställe på fordonet i förhållande till tankluckan.

Företrâdesvis används ett positioneringssystem som finns be- skrivet i det svenska patentet nr 8403564-1. Med passiv transponder menas en transponder som mottager en signal från sändar- och mottagarenheten och återutsänder denna utan att addera någon ny energi till signalen, d.v.s. reflekterar sig- nalen. Enligt patentet innehåller transpondern information om ett förutbestämt rörelseschema för roboten för att öppna tankluckan.

Robothuvudet 3 uppbär vidare ett öppningsorgan 11, vilket vi- sas i större skala i figur 6. Öppningsorganet 11 är anordnat att medelst rörelser hos robothuvudet öppna en tanklucka 12 hos ett fordon 1.

Nämnda öppningsorgan 11 innefattar en elastisk bälg 18 vilken mot en fjäderkraft i form av en fjäder 19 är svängbart upp- hângd kring en axel 20 belägen vinkelrätt mot det plan i vil- ket robothuvudet förflyttar sig under en öppningsoperation.

Axeln 20 är således normalt vertikal. Bälgens 18 vilolâge är parallellt med robothuvudets nämnda yttre rör 8. Bälgens 18 främre fria ände 21 är öppen medan dess andra ände 22 är an- sluten till en icke visad lämplig känd undertryckskälla.

I figur 6 visas öppningsorganet i ett läge där det medelst robothuvudet förts till ett läge där bälgens främre ände 21 anligger mot ett fordons tanklucka 12, d.v.s. ett läge där öppningoperationen skall börja.

En öppnings- och dockningssekvens tillgär på följande sätt.

Fordonet placeras på ett förutbestämt ställe relativt robo- ten, där dock rimliga avvikelser tillåtes. Därefter positio- neras roboten relativt tankluckan. När så har skett styr ro- botens dator robothuvudets rörelse enligt ett förutbestämt schema, vilket innebär att öppningsorganet förs, medelst ro- bothuvudet, till det i figur 6 visade läget. Undertryck 10 15 20 25 30 35 í*5o9 707 5 alstras därefter i bâlgen 18, som därvid suger sig fast vid tankluckan.

Därefter fortsätter robothuvudet att röra sig enligt schemat till det i figur 7 visade läget, där tankluckan öppnats.

Nästa rörelse är att robothuvudet för det yttre röret 8 till dockning med adaptern, varefter det inre röret 9 förs ned i fodonets tankrör. Tankning sker genom att bränsle förs ned genom det inre röret i tankröret.

Efter avslutad tankning genomföres rörelserna i omvänd ord- ning, varvid tankluckan stängs och roboten återgår till sitt ursprungslåge.

I figur 6 och 7 visas ett exempel på när tankluckan år ledad kring en vertikal axel vid ena kanten av luckan. Givetvis kan dock rörelsesscheman inlagras för att öppna sävål luckor som är ledade kring en vertikal axel som luckor som är ledade kring en horisontell axel eller en axel med annan oriente- ring.

Det ovan beskrivna finns ätergivet i det nämnda patentet.

Ett problem är att anordna mikrovägsutrustning i anslutning till robothuvudet och använda transpondern för att positione- ra roboten till dess utgångsläge. Vidare är ett problem att transpondern måste placeras noga på ett förutbestâmt läge pä fordonet.

Föreliggande uppfinning löser dessa problem.

Enligt uppfinningen förefinns en optisk avkânningsanordning 23 anordnad i anslutning till roboten, vilken avkânningsan- ordning år anordnad att optiskt detektera tankluckans läge, pà ett för tankning parkerat fordon, relativt ett vilolâge för robothuvudet. 10 15 20 25 30 35 509 707 6 Vidare är avkânningsanordningen 23 anordnad att avkânna nämnda kod för robotens rörelseschema, vilken kod är optiskt läsbar och anordnad på fordonet.

Datorn är anordnad att styra robotens öppningsorgan 11 till anliggning mot tankluckan 12 under utnyttjande av den detek- terade positionen av tankluckan. Roboten är anordnad att öpp- na luckan samt utföra nämnda dockning enligt nämnda rörelse- schema och efter avslutad tankning utföra rörelserna i omvänd ordning samt därvid stänga tankluckan.

Lämpligen är det optiska avkänningsorganet monterat på robo- tens övre del och riktat snett nedåt, såsom visas i figur 2.

I figur 1 och 2 illustreras med de streckade linjerna 24 den ungefärliga utbredningen av det område som avkänningsanord- ningen är anordnad att avkânna.

Enligt ett föredraget utförande innefattar den optiska av- kânningsanordningen en lâmlig känd scannande laser, företrä- desvis en IR-laser, och en signalbehandlingskrets anordnad att detektera tankluckan och dess position relativt robothu- vudets vilolâge.

Det förekommer ett antal olika scannande lasrar på marknaden som kan användas för föreliggande ändamål. Företrädesvis an- vänds en IR-laser med låg effekt, men även andra lasrar kan användas. En scannande laser som avlänkar laserstrålen efter inbördes parallella linjer både horisontellt och vertikalt, liksom en laser med en vobblande spegel för att avlânka la- serstrålen kan användas.

En dylik laser kan användas för att detektera reflekterat laserljus och/eller för att mäta avstånd.

I föreliggande utförande är.1ämpligen lasern anordnad att först scanna av ett förutbestämt område inom vilket en rik- tigt parkerad bil har sin tanklucka och därvid detektera 10 15 20 25 30 35 "S09 707 7 tankluckan genom att detektera reflektrat laserljus. Att detektera föremål och former medeslt scannande lasrar är välkänt. Genom att det förefinns en spàrformad fördjupning eller spalt 25 löpande mellan tankluckan och den omgivande karossen kan tankluckan lätt identifieras medelst signalbe- handlingskretsen. Denna är därvid programmerad att leta efter en rektangulär eller rund form, vilken utgöres av den spår- formade spalten.

Det förutbestämda området kan vara en del av en bilsida men kan också vara hela bilsidan. Roboten kan vara anordnad att förflytta sig i riktningen 4 utefter hela bilsidan.

Efter det att lasern identifierat tankluckan är signalbe- handlingskretsen anordnad att bestämma vilka vinklar som laserstrålen bildar mot tankluckan i horisontalplanet och vertikalplanet. Därefter är lasern anordnad att mäta avstån- det till någon punkt pä tankluckan. Genom kännedom om nämnda vinklar och nämnda avstånd är därmd tankluckans position re- lativt robothuvudet känd. Denna beräkning utföres lämpligen av robotens dator eller av en dator innefattande signalbe- handlingskretsen.

Enligt ett alternativt utförande innefattar den optiska av- kânningsanordningen en lämplig känd anordning för detektion av synligt ljus, såsom en lins och ett CCD-element, d.v.s. en videoutrustning, och en signalbehandlingskrets anordnad att genom bildbehandling detektera tankluckan och dess position relativt robothuvudets viloläge. Att detektera föremål genom bildbehandling år välkänt. Härvid sker detektionen av tank- luckan på motsvarande sätt som nämnts ovan, där nämnda spär- formiga fördjupning eller spalt 25 runt tankluckan detekteras med avseende på dess form. Ovan nämnda vinklar bestäms däref- ter av signalbehandlingskretsen.

Avståndet till tankluckan bestäms genom att videoutrustningen är anordnad att fokusera tankluckan och därvid vara anordnad 10 15 20 25 30 35 509 707 8 att avkänna det inställda fokusavständet. Videoutrustningen kan också göras rörlig kring en upphängningspunkt 26 så att den kan riktas mot tankluckan för att därigenom medelst ett känt autofocussystem, av den typ som används på videokameror, bestämma avståndet till tankluckan. Eventuellt kan videout- rustningen vara anordnad att zooma in tankluckan för att öka noggrannheten i bestämningen av avståndet medelst autofocus- systemet.

Enligt en föredragen utföringsform är avkänningsanordningen och datorn anordnade att detektera tankluckans form. Vidare är härvid datorn anordnad att beräkna tankluckans yttyngd- punkt och anordnad att beräkna positionen av denna relativt robothuvudets vilolåge. Detta ger en noggrann bestämning av tankluckans läge relativt robotens vilolåge.

Enligt ett mycket föredraget utförande utgöres nämnda kod innehållande information om robotens rörelseschema av en streckkod av välkänt slag, d.v.s. en s.k. "bar code". Avkân- ningsanordningen 23 är härvid anordnad att avläsa streckkoden och lagra denna i robotens dator. Streckkoden kan finnas på en lapp 27 placerad pà insidan av fordonets bakruta 28 eller pä utsidan av tankluckan 12, Koden kan i ett alternativt utförande bestå av en ingravering eller på annat sätt utförda ojâmnheter i karossen eller på tankluckans utsida, vilka ojämnheter detekteras medelst av- känningsanordningen. Även om det är möjligt att inlagra ett rörelseschema för var- je fordon för sig, år det sannolikt att det är tillräckligt med 15 till 25 olika rörelsescheman, på grund av att ett visst rörelseschema för ett visst fordon kan användas för andra fordon. Detta innebär att endast 15 till 25 olika streckkoder behöver finnas för att väsentligen alla fordon skall kunna betjânas. 10 15 20 25 "so9 707 9 I figur 8 visas ett blockschema där robotens dator betecknas med siffran 29. Datorns minne betecknas med siffran 30. Av- kânningsanordningen 23 avger signaler till datorn vilka be- handlas i en signalbehandlingskrets, vilken kan innefattas i datorn eller vilken helt eller delvis kan vara separat, såsom visas med den streckade rutan 31, och i så fall vara ansluten till datorn. Efter gjorda beräkningar styr datorn ut manöver- kretsar 32 som i sin tur styr ut roboten 2.

Det är uppenbart att det ovan beskrivna innebär att positio- neringen och öppningen av luckan liksom dockningen blir enk- lare dä endast en avkånningsanordning behöver användas och där denna är monterad skild från robothuvudet. Vidare krävs endast att nämnda kod monteras på fordonet så att den år läsbar av avkänningsutrustningen. Det finns därvid inte nagot krav på att koden skall monteras med hög precision relativt nägon_punkt pä fordonet. Dessutom behöver inte mikrovågsut- rustning inte användas.

Ovan har ett antal utföringsformer beskrivits. Det är emel- lertid uppenbart att dessa kan modifieras av fackmannen.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 509 707 10 Patentkrav

1. Anordning vid automattankning av fordon, främst bilar, där en robot (2) förefinns innefattande ett robothuvud (3) vilket är rörligt relativt roboten för att kunna positioneras frän ett viloläge till en förutbestämd position relativt for- donets tankrör medelst ett positioneringssystem, där robothu- vudet innefattar ett yttre rör (8) och ett inuti detta och ut ur detta förskjutbart inre rör (9), vilket yttre rör är an- ordnat att dockas med en adapter (7) som fästs vid tankrörets övre mynning och där det inre rörets fria främre ände efter dockningen är anordnat att utskjutas till ett läge nere i tankröret, varefter bränsle pàfylles genom det inre röret, och där robothuvudet (3) uppbär ett öppningsorgan (ll) anord- nat att medelst rörelser hos robothuvudet öppna en tanklucka (12) hos ett fordon, där nämnda rörelser sker enligt ett rö- relseschema vilket avgivits till en dator tillhörig roboten i form av en kod, där datorn (29) i ett tillhörande minne (30) har inlagrat ett specifikt rörelseschema för varje kod samt av att datorn är anordnad att efter mottagandet av en kod styra robothuvudet (3) att utföra det rörelseschema som till- hör den mottagna koden, k ä n n e t e c k n a d a v, att en optisk avkänningsanordning (23) förefinns anordnad i anslut- ning till roboten (2), vilken avkänningsanordning är anordnad att optiskt detektera tankluckan (12) och dess läge, på ett för tankning parkerat fordon, relativt robothuvudets (3) vi- loläge, av att avkänningsanordningen (23) är anordnad att avkänna nämnda kod (27), vilken kod är optiskt läsbar och anordnad pà fordonet, och av att datorn är anordnad att styra robotens öppningsorgan (11) till anliggning mot tankluckan och öppna denna samt utföra nämnda dockning enligt nämnda rörelseschema och efter avslutad tankning utföra rörelserna i omvänd ordning samt därvid stänga tankluckan.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att den optiska avkänningsanordningen (23) innefattar en laser, företrädesvis en IR-laser, och en signalbehandlings- 10 15 20 25 L-509 707 ll krets anordnad att detektera tankluckan (12) och dess posi- tion relativt robothuvudets (3) vilolâge.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att den optiska avkânningsanordningen (23) innefattar en an- ordning för detektion av synligt ljus, såsom en lins och ett CCD-element, och en signalbehandlingskrets anordnad att de- tektera tankluckan (12) och dess position relativt robothu- vudets (3) vilolâge.

4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k å n n e t e c k - n a d a v, att nämnda kod utgöres av en streckkod (27).

5. Anordning enligt krav 1, 2, 3 eller 4, k à n n e - t e c k n a d a v, att avkänningsanordningen (23) och datorn âr anordnade att detektera tankluckans (12) form och av att datorn år anordnad att beräkna tankluckans yttyngdpunkt och anordnad att beräkna positionen av yttyngdpunkten relativt robothuvudets (3) vilolâge.

6. Anordning enligt något av kraven 4 eller 5, k å n n e - t e c k n a d a v, att nämnda streckkod (27) är anbringad på ett underlag fästat på insidan av en ruta hos fordonet.