SE525970C2 - En drivenhet och ett motordrivet fordon - Google Patents

Description

25 30 2 Dessa lösningar resulterar emellertid i andra problem såsom är klart från de ovan nämnda uttalandena.

Sammanfattningen av uppfinningen Det är ett ändamål med den föreliggande uppfinningen att lösa de ovan nämnda problemen.

Enligt den föreliggande uppfinningen åstadkommes enligt en första aspekt en drivenhet innefattande ett rullorgan avsett att vara i friktionskontakt med en yta över vilken drivenheten är avsedd att röra sig. Drivenheten innefattar också ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt drivbara för att åstadkomma både framdrivning och styrning av drivenheten under eliminerande av slirning mellan rullorganet och ytan. Det första drivningsorganet är anordnat på ett roterbart stödorgan roterbart runt en centrumaxel och drivbart för att rotera rull- organet runt en rullaxellinje, varvid rullorganet är förskjutet ett förutbestämt av- stånd från centrumaxellinjen. Det andra drivningsorganet är drivbart för att rotera stödorganet runt centrumaxellinjen. Denna drivenhet eliminerar slirningen mellan rullorganet och ytan. Detta ästadkommes utan användandet av några speciella golvmaterial eller utan att begränsa typen av rörelse drivenheten kan utföra.

En annan fördel med denna drivenhet är att den är skalbar, dvs., den är anpassningsbar att användas i små fordon med lätt vikt eller för fordon som upp- bär extremt tunga laster.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om rullaxellinjen är vinkelrät i förhållande till centrumaxellinjen.

Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om stödorganet på dess omkrets är försedd med ett kedjehjulsorgan drivet av det andra drivningsorganet med hjälp av ett transmissionsorgan.

En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om transmissions- organet år en kedja vilken är i ingrepp med kedjehjulsorganet och ett tandat hjul drivet av det andra drivningsorganet.

Dessutom är den fördel i detta sammanhang om drivenheten också inne- fattar ett draghjul vilket äri ingrepp med kedjan.

En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om transmissions- organet är ett tandat hjul drivet av det andra drivningsorganet, varvid det tandade hjulet äri ingrepp med kedjehjulsorganet. 20 25 30 535 979 få 'ï-ë **"=«Å.:"' 3 Dessutom är den fördel i detta sammanhang om drivenheten också inne- fattar en planetväxellàda monterad pà det första drivningsorganet, och i förbindel- se med rullorganet.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om det roterbara stödorganet uppbäres av ett kullagerorgan.

Dessutom är den fördel i detta sammanhang om det första och det andra drivningsorganet båda är en servomotor.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om rullorganet är ett hjul.

Dessutom är den fördel i detta sammanhang om stödorganet är en rund platta.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om drivenheten också innefattar en rotationsbegränsare anordnad i närheten av det roterbara stödorganet.

Dessutom är den fördel i detta sammanhang om drivenheten också inne- fattar ett sensororgan anordnat i närheten av det roterbara stödorganet, vilket sensororgan är drivbart för att detektera positionen hos det roterbara stödorganet.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett motordrivet fordon innefattande ett chassi, åtminstone tre rullorgan monterade på chassit för kontakt med en yta över vilken fordonet skall röra sig. Åtminstone två av rull- organen är en drivenhet enligt den föreliggande uppfinningen. Detta fordon eliminerar slirningen mellan rullorganen och ytan. Detta åstadkommes utan användandet av några speciella golvmaterial eller utan att begränsa typen av rörelse som fordonet kan utföra.

En annan fördel är att detta motordrivna fordon är skalbart, dvs. det är anpassningsbart till ett litet fordon med lätt vikt eller ett fordon för att uppbära extremt tunga laster.

En annan fördel är att fordonet innefattar âteranvändbara komponenter, vilket exempelvis innebär att drivenheten med lätthet kan förflyttas från ett fordon till ett annat.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om det motordriv- na fordonet innefattar fyra rullorgan, vart och ett beläget vid ett hörn hos chassit, och av att två av de fyra rullorganen är drivenheter, var och en anordnade vid två diagonalt anordnade hörn hos det motordrivna fordonet. 20 25 30 ÉÛÛ . . .

Vøl-\) ° '° ' '..'.g. n: o o A u co 9 7 0 4 Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om det motordrivna for- donet också innefattar ett trådlöst kommunikationsorgan för att mottaga styr- signaler från ett tjärrdatorsystem för att styra drivenheterna.

Det skall betonas att termen "innefatta/innefattande" när den används i denna beskrivning anses specificera närvaron av angivna egenskaper, steg eller komponenter men utesluter inte närvaron av en eller flera andra egenskaper, delar, steg, komponenter eller grupper därav.

Kort beskrivning av ritningarna Utföringsformerna kommer nu att beskrivas med en referens till de bi- fogade ritningarna, där: Fig. 1 visar en sidovy från ovan på en drivenhet enligt den föreliggande uppfinningen; Fig. 2 visar en sidovy, delvis i tvärsnitt, på en drivenhet enligt fig. 1, monterad på ett fordon; och Fig. 3 visar ett schematiskt schema på ett motordrivet fordon enligt den föreliggande uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer Fig. 1 visar en sidovy från ovan av en drivenhet 10 enligt den föreliggande uppfinningen. Drivenheten 10 innefattar ett rullorgan 12 avsett att vara i friktions- kontakt med en yta (jämför fig. 2) över vilken drivenheten 10 är avsedd att röra sig.

Rullorganet 12 är företrädesvis ett hjul 12. Drivenheten 10 innefattar också ett första drivningsorgan 14 och ett andra drivningsorgan 16, kooperativt drivbara för att åstadkomma både framdrivning och styrning av drivenheten 10. Det första drivningsorganet 14 är anordnat på ett roterbart stödorgan 18 roterbart runt en centrumaxellinje, c.a. Det första drivningsorganet 14 är drivbart för att rotera rull- organet 12 runt en rullaxellinje (jämför fig. 2). Rullaxellinjen är vinkelrät i förhållan- de till centrumaxellinjen, c.a. Såsom framgår av fig. 1, är rullorganet 12 förskjutet ett förutbeståmt avstånd från centrumaxellinjen, c.a. Det andra drivningsorganet 16 är drivbart för att rotera stödorganet 18 runt centrumaxellinjen, c.a. I en före- dragen utföringsform av drivenheten 10, vilken visas i fig. 1, är det första och det andra drivningsorganet 14, 16 vart och ett en servomotor 14, 16. Drivenheten 10 innefattar också ett kedjehjulsorgan 20 åstadkommet på omkretsen av 15 20 25 30 o o U n I I 0 I 0 0 0' g n on 525 970 ---- .- 5 stödorganet 18. Kedjehjulsorganet 20 drivs av det andra drivningsorganet 16 medelst ett transmissionsorgan. I utföringsforrnen visad ifig. 1 är transmissions- organet en kedja 22 vilken är i ingrepp med kedjehjulsorganet 20 och ett tandat hjul 24 drivet av det andra drivningsorganet 16. Drivenheten 10 visad i fig. 1 inne- fattar också ett draghjul 26 vilket kan vara i ingrepp med kedjan 2. Draghjulet 26 kan förflyttas utmed ett spår 28 för att således ändra spänningen på kedjan 22.

Drivenheten 10 innefattar också en induktiv sensor 30 anordnad i en sensorhållare 32 för att detektera positionen hos kedjehjulsorganet 20, dvs., orienteringen hos hjulet 12. Drivenheten 10 innefattar också en rotationsbegränsare 34 anordnad i närheten av kedjehjulsorganet 20.

Rotationsbegränsaren 34 sätter en mekanisk gräns för rotationen av driv- enheten 10. Drivenheten 10 kan också drivas manuellt, i vilket fall vissa kablar be- hövs för varje drivenhet 10. Rotationsbegränsaren 34 förhindrar kablarna som be- hövs för drivenheten 10 från att skadas under manuell drift. l fig. 1 visas också en stoppstàng och en sändarsensor 27 som fungerar i kombination med den induk- tiva sensorn 30.

Drivenheten 10 innefattar också företrädesvis en planetväxellåda (ej visad) monterad på det första drivningsorganet 14, och i förbindelse med hjulet 12.

Det roterbara stödorganet 18 uppbäres av ett kullagerorgan (ej visat). Stödorganet 18 är företrädesvis en platta 18.

I fig. 2 visas en sidovy, delvis itvärsnitt, på en drivenhet 10 enligt fig. 1, monterad på ett fordon (jämför fig. 3). Samma element visade både ifig. 1 och 2 är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar. De enda delama av fordonet (jämför fig. 3), vilka delvis visas i fig. 2, är fordonsramen 40 och topplattan 42 hos fordonet. l fig. 2 visas också ytan 44 över vilken drivenheten 10 är avsedd att röra sig. l fig. 2 visas också en annan fördel med drivenheten 10, dvs., den relativa placeringen av servomotorerna 14, 16 som tillåter drivenheten 10 att ha en làg höjd-begränsad endast av diametern hos den första servomotorn 14 plus lämpliga spelrum.

Detta medför en annan fördel med föreliggande uppfinningen, dvs., kom- binationen av låg höjd och servomotorer med hög effekt ger upphov till både låg höjd och hög lastkapacitet.

Drivenheten 10 använder två motorer 14, 16 som i kombination åstad- kommer framdrivning och styrning. Den första motorn 14 är monterad på en platta 20 25 30 17.0 va; (f: 18 uppburen av ett kullagerorgan. Plattan 18 och den första motorn 14 kan därför rotera med avseende på drivenheten 10, eller ett fordon (jämför fig. 3). En planet- växellåda är monterad på den första motorn 14 och ett hjul 12 på växellådan, på ett sådant sätt att hjulet är förskjutet och vid en rät vinkel i förhållande till plattans 18 rotationscentrum, c.a.

En andra motor 16 är placerad på det fixerade partiet hos drivenheten 10 och kan styra positionen hos rotationsplattan 18 med hjälp av kedjoma 22. Rörel- sen hos de två motorema kan styras med ett datasystem (jämför fig. 3) så att rota- tionen av en del av drivenheten 10 och rörelsen av hjulet 12 i kombination åstad- kommer framdrivning vid någon vinkel i förhållande till drivenheten 10 eller ett fordon.

Den resulterande drivenheten 10 har ett antal fördelar. Den kan användas för att styra utan överdriven glidning mot och resulterande skada på den underlig- gande golvytan 44. Den kan roteras under det att fordonet står stilla, vilket tillåter den första rörelsen av fordonet att vara i en godtycklig riktning. Hjulet är före- trädesvis förskjutet i förhållande till rotationscentrumet med 100 mm.

Förskjutningen av hjulet kommer att vara relaterat till storleken hos driv- enheten 10 och diametern hos hjulet 12. Den i fig. 1 och 2 visade drivenheten har en hjuldiameter på 180 mm och förskjutningen är10O mm.

En annan fördel med drivenheten 10 är att hjulet 12 kan vara placerat nära hörnet av ett fordon, för att tillåta en stor hjulbas och därför högre stabilitet och noggrannhet.

En annan fördel är att drivsystemet är skalbart, dvs. anpassningsbart att användas i små fordon med lätt vikt eller i fordon som uppbär extremt lunga laster.

I fig. 3 visas där ett schematiskt schema på ett motordrivet fordon 50 enligt den föreliggande uppfinningen. Detta fordon 50 innefattar två drivenheter 10, av samma typ som visas i fig. 1, och två passiva rullorgan 52. De två drivenheterna 10 är anordnade i två diagonalt anordnade hörn hos fordonet och .de två passiva rullorganen 52 är anordnade i de två andra hörnen hos fordonet. Fordonet 50 drives exempelvis av ett batteripack 54. Fordonet 50 innefattar också ett trådlöst kommunikationsorgan 56 för kommunikation med ett fjärrdatorsystem 58 för att styra drivenheten 10, dvs., förflyttningen och styrningen av fordonet 50. Fordonet 50 innefattar också en lasernavigeringsenhet 60, exempelvis en laserscanner vilken använder flera reflektorer monterade utmed omkretsen av exempelvis scen- o a 000 9 o 'Ü " 0 70 s..=a..=°-..-° a a -:.s I : : : a. .of .of 'en con OIII 0000 5.23 arean. Fordonet 50 innefattar också en centralbehandlingsenhet 52 vilken är an- sluten till Iasernavigeringsenheten 60, det trådlösa kommunikationsorganet 56, batteripacket 54 och ett antal servoförstärkare 64 som i sin tur är anslutna till driv- enheterna 10.

Ett annat exempel på transmissionsorganet 22 kan vara en tandad växel eller en bältdrivning. Det är också möjligt att använda en planetväxel, en excen- trisk växel eller en cylindrisk växel i drivenheten 10.

Det skall påpekas att uppfinningen inte endast avser en scenvagn, utan ett motordrivet fordon vilket kan användas i många olika tillämpningar, såsom robotar och i materialhantering.

Uppfinningen är inte begränsad till de i föregående beskrivna utförings- formerna. Det kommer att vara uppenbart att många olika modifieringar är möjliga inom omfattningen av de följande patentkraven. ~ f- w šëë es -:.: s=--..°'I='.= I) t Û E' .. .. ' 7

Claims (16)

20 25 30 C 71 l 3 cJPt xD w É NYA PATENTKRAV

1. En drivenhet innefattande ett rullorgan avsett att vara i friktionskontakt med en yta över vilken drivenheten är avsedd att röra sig, ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt drivbara för att åstadkomma både fram- drivning och styrning av drivenheten under eliminerande av slirning mellan rull- organet och ytan, kännetecknad av att det första drivningsorganet är anordnat på ett roterbart stödorgan roterbart runt en centrumaxellinje och drivbart för att rotera rullorganet runt en rullaxellinje, varvid rullorganet är förskjutet ett förutbestämt av- stånd från centrumaxellinjen, varvid det andra drivningsorganet är drivbart för att rotera stödorganet runt centrumaxellinjen,tillåtande stödorganet och rullorganet att rotera med avseende på drivenheten.

2. En drivenhet enligt patentkravet 1, kännetecknad av att rullaxellinjen är vinkelrät i förhållande till centrumaxellinjen.

3. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknad av att stöd- organet på sin omkrets är försedd med ett kedjehjulsorgan drivet av det andra drivningsorganet med hjälp av ett transmissionsorgan.

4. En drivenhet enligt patentkravet 3, kännetecknad av att transmissions- organet är en kedja vilken är i ingrepp med kedjehjulsorganet och ett tandat hjul drivet av det andra drivningsorganet.

5. En drivenhet enligt patentkravet 4, kännetecknad av att drivenheten också innefattar ett draghjul vilket äri ingrepp med kedjan.

6. En drivenhet enligt patentkravet 3, kännetecknad av att transmissions- organet är ett tandat hjul drivet av det andra drivningsorganet, varvid det tandade hjulet är i ingrepp med kedjehjulsorganet.

7. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknad av att driv- enheten också innefattar en planetväxellåda monterad på det första drivnings- organet, och i förbindelse med rullorganet. 20 25 30 CT! l LW xD *Q C) -&

8. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknad av att det roterbara stödorganet är uppburet av ett kullagerorgan.

9. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-8, kännetecknad av att de första och andra drivorganen, vart och ett är en servomotor.

10. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-9, kännetecknar! av att rullorganet är ett hjul. 1 1. stödorganet är en rund platta.

11. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-10, kännetecknad av att

12. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-11, kännetecknad av att drivenheten också innefattar en rotationsbegränsare anordnad i närheten av det roterbara stödorganet.

13. En drivenhet enligt något av patentkraven 1-12, kännetecknad av att driv- enheten också innefattar ett sensororgan anordnat i närheten av det roterbara stödorganet, vilket sensororgan är drivbart för att detektera positionen hos det roterbara stödorganet.

14. Ett motordrivet fordon innefattande ett chassi, åtminstone tre rullorgan monterade på chassit för kontakt med en yta över vilken fordonet skall röra sig, kännetecknat av att åtminstone två av rullorganen vart och ett är en drivenhet enligt något av patentkraven 1-13.

15. Ett motordrivet fordon enligt patentkravet 14, kännetecknat av att det motordrivna fordonet innefattar fyra rullorgan, vart och ett beläget vid ett hörn hos chassit, och av att två av de fyra rullorganen är drivenheter, var och en anordnade vid två diagonalt anordnade hörn hos det motordrivna fordonet.

16. Ett motordrivet fordon enligt patentkravet 14 eller patentkravet 15, kännetecknat av att det motordrivna fordonet också innefattar ett trådlöst kommuníkationsorgan för att mottaga styrsignaler från ett fiärrdatorsystem för att styra drivenhetema.