WO2020164809A1 - Parkroboter zum transportieren eines geparkten kraftfahrzeugs sowie verfahren zum betreiben eines derartigen parkroboters - Google Patents

Parkroboter zum transportieren eines geparkten kraftfahrzeugs sowie verfahren zum betreiben eines derartigen parkroboters Download PDF

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WO2020164809A1
WO2020164809A1 PCT/EP2020/050126 EP2020050126W WO2020164809A1 WO 2020164809 A1 WO2020164809 A1 WO 2020164809A1 EP 2020050126 W EP2020050126 W EP 2020050126W WO 2020164809 A1 WO2020164809 A1 WO 2020164809A1
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WO
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wheel
parking robot
motor vehicle
parking
base body
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PCT/EP2020/050126
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English (en)
French (fr)
Inventor
Theodoros Tzivanopoulos
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S13/00—Vehicle-manoeuvring devices separate from the vehicle
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H6/00—Buildings for parking cars, rolling-stock, aircraft, vessels or like vehicles, e.g. garages
    • E04H6/08—Garages for many vehicles
    • E04H6/12—Garages for many vehicles with mechanical means for shifting or lifting vehicles
    • E04H6/30—Garages for many vehicles with mechanical means for shifting or lifting vehicles with means for transport in horizontal direction only
    • E04H6/305—Garages for many vehicles with mechanical means for shifting or lifting vehicles with means for transport in horizontal direction only using car-gripping transfer means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H6/00—Buildings for parking cars, rolling-stock, aircraft, vessels or like vehicles, e.g. garages
    • E04H6/08—Garages for many vehicles
    • E04H6/12—Garages for many vehicles with mechanical means for shifting or lifting vehicles
    • E04H6/30—Garages for many vehicles with mechanical means for shifting or lifting vehicles with means for transport in horizontal direction only
    • E04H6/36—Garages for many vehicles with mechanical means for shifting or lifting vehicles with means for transport in horizontal direction only characterised by use of freely-movable dollies

Definitions

  • the invention relates to a parking robot for transporting a parked motor vehicle and a method for operating such a parking robot for a motor vehicle.
  • a parking robot is usually designed to transport a motor vehicle parked at a starting position within a given infrastructure environment, for example a parking garage, to a given parking position.
  • the parking robot drives, for example, with at least a partial area under the motor vehicle, lifts it and then drives the lifted motor vehicle to the predetermined parking position at which it sets the motor vehicle down again.
  • motor vehicles parked in the parking garage regardless of whether they have a driver assistance system for at least partially autonomous parking or not, for example, can be moved fully autonomously and thus without the intervention of a driver of the motor vehicle within the infrastructure environment, i.e. the parking garage, for example .
  • DE 10 2010 052 850 B3 describes a device for storing a motor vehicle.
  • This comprises an area-movable driverless means of transport which, when the motor vehicle is picked up, is arranged parallel to the longitudinal axis of the motor vehicle and has horizontally extending pairs of forks thereon on one side and vertically.
  • the forks of the fork pairs can be individually shifted horizontally along the means of transport. From one side of the motor vehicle, the pairs of forks drive under the wheels of a vehicle axle of the motor vehicle, with the wheels of the motor vehicle being gripped by moving the individual forks horizontally against one another.
  • CN 107663963 (A) describes a parking robot with an L-shaped frame. This comprises a left and right fork arm, each of which has at least one gripping arm. Wheels of a motor vehicle can be held by means of the gripper arm.
  • CN 108331406 (A) describes a door-like shaped vehicle carrier for automatically guiding vehicles.
  • the hugging arm modules of this carrier are arranged in a door-like shaped main frame. It can pose a problem for a parking robot if that wheel of the motor vehicle which is to be raised is inclined in the wheel arch of the motor vehicle.
  • the object of the invention is to provide a solution with which a parking robot can lift a wheel of a motor vehicle that has been turned at any point in relation to the vehicle's longitudinal axis from a travel floor.
  • the invention is based on the knowledge that conventional parking robot concepts do not take into account whether the motor vehicle was parked in such a way that the wheels of the motor vehicle are arranged parallel to a vehicle longitudinal axis, or whether they are possibly oriented with a predetermined wheel lock angle not equal to zero degrees relative to the vehicle longitudinal axis.
  • a manually parked motor vehicle is often not parked with a wheel position in which each individual wheel is aligned with its respective wheel surface parallel to the vehicle longitudinal axis of the motor vehicle and thus with a wheel lock angle equal to zero degrees.
  • a parking robot for transporting a parked motor vehicle has a base body and a wheel receiving part.
  • the base body can have a drive for the movement of the parking robot.
  • a wheel of the motor vehicle to be transported can be loaded onto the wheel receiving part.
  • the wheel receiving part is movably supported on the base body between a normal position and a receiving position. In the normal position
  • the wheel mounting part is arranged centrally or symmetrically on the base body or with respect to the base body, a pair of wheel support arms, which is arranged on the wheel mounting part, being positioned such that, for example, both wheel support arms are each the same distance from a central axis of the base body.
  • the pair of wheel support arms are also movably arranged on the wheel receiving part, the pair of wheel support arms being movable between a folded position and a lifting position.
  • the respective wheel support arms are spread apart from the rest of the parking robot. They are folded in such a way that they are swiveled or spread away from the wheel of the motor vehicle that they are to lift.
  • the longitudinal extension of the wheel support arms can be arranged parallel to a longitudinal extension of the base body and of the wheel receiving part of the parking robot.
  • the respective wheel support arms are arranged, for example, in such a way that they are oriented perpendicular to the longitudinal extent of the base body and the wheel receiving part.
  • the parking robot is now designed to autonomously approach a wheel of the motor vehicle from the outside with the wheel support arms spread out in the folded position and the wheel receiving part in the normal position.
  • the parking robot is thus designed to approach the motor vehicle while driving independently and, for example, to position itself in front of this wheel with its longitudinal extent parallel to the vehicle longitudinal axis of the motor vehicle.
  • the wheel receiving part is, for example, placed centrally on the base body and the two wheel support arms are each folded in such that they are aligned, for example, parallel to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the parking robot is also designed to detect a wheel lock angle of the wheel of the motor vehicle. This is done, for example, with a corresponding sensor device of the parking robot, such as a camera, and a corresponding evaluation unit, which is designed to use the recorded images of the wheel of the motor vehicle to determine which angle this wheel position encloses with the longitudinal axis of the vehicle.
  • the pick-up position for the wheel pick-up part of the parking robot is determined as a function of the detected wheel lock angle.
  • the parking robot is designed to determine the receiving position as a function of the detected wheel lock angle in such a way that a predetermined protection criterion is met in the lifting position of the pair of wheel support arms. As already mentioned above, the receiving position is a position of the wheel receiving part relative to the base body.
  • a rotational movement of the wheel receiving part relative to the The base body of this is displaced relative to the base body in such a way that it is arranged parallel to the wheel surface of the wheel, that is to say at an angle corresponding to the wheel lock angle, to the base body of the parking robot.
  • the wheel receiving part is now arranged relative to the wheel in such a way that when the pair of wheel support arms are moved from the previously assumed folded position into the lift position, the respective wheel support arms touch the wheel laterally from the front and rear.
  • the respective wheel support arms are perpendicular to the wheel surface of the wheel of the motor vehicle or, in other words, parallel to the wheel axis of the wheel.
  • the specified protection criterion thus includes the requirement that the wheel support arms can not only press laterally against the wheel of the motor vehicle in the area of individual partial surfaces of a wheel surface, but that they touch the wheel surface of the wheel as evenly as possible and with as large an area as possible, while being pressed together the wheel support arms, the wheel of the motor vehicle can be lifted from the floor on which the motor vehicle was parked.
  • the parking robot is thus designed to move the wheel receiving part into the specific receiving position and to raise the wheel by folding the pair of wheel support arms into the lifting position.
  • a wheel of a motor vehicle regardless of whether it is aligned parallel to the longitudinal axis of the vehicle or has been parked with a predetermined wheel lock angle greater than zero degrees, can be lifted by the parking robot for transport.
  • the parking robot may not be possible for the parking robot to compensate for any desired wheel lock angle using the procedure described. It may be possible, for example, that the parking robot has specified a maximum wheel lock angle due to its design and is only designed to lift the wheel of the motor vehicle for wheel lock angles between zero degrees and this predetermined limit angle. In the case of angles greater than the specified limit angle, a corresponding error message from the parking robot can be output, for example, so that it notifies a user, for example, that the motor vehicle must first be brought into an automatic driving mode or manually into a position in which the wheel lock angle is smaller than is the predetermined limit angle, since only then can the corresponding wheel be lifted by the parking robot.
  • the parking robot for example, a manually parked motor vehicle that a user has parked in such a way that at least one of the wheels of the motor vehicle was parked with a wheel lock angle greater than zero degrees to the vehicle's longitudinal axis, and above all this wheel can be gently raised .
  • a manually parked motor vehicle that a user has parked in such a way that at least one of the wheels of the motor vehicle was parked with a wheel lock angle greater than zero degrees to the vehicle's longitudinal axis, and above all this wheel can be gently raised .
  • the parking robot is therefore designed, regardless of the steering angle of the wheel, to grasp and lift the wheel of the motor vehicle without damaging the wheel of the motor vehicle, at least viewed over the long term.
  • the described parking robot is therefore suitable for realizing a lifting mechanism for a wheel of the motor vehicle with a parking robot, the parking robot scaling particularly small, that is to say being space-saving, designed and inexpensive to manufacture.
  • the invention also includes embodiments that result in additional advantages.
  • the parking robot is designed to detect a tire width of the wheel of the motor vehicle before the pair of wheel support arms is folded out. This also takes place, for example, with the sensor device of the parking robot, which is designed as a camera, for example.
  • the tire width can be taken, for example, from a tire designation on the tire of the wheel of the motor vehicle, the parking robot, for example, having stored corresponding tire dimensions for different tire types and tire models in an internal memory unit.
  • the tire width also serves to determine a point of rotation of the wheel of the motor vehicle around which the wheel is rotated at the wheel lock angle that has already been recorded.
  • a base body position that is to say a positioning of the base body relative to the motor vehicle, is then determined as a function of the detected tire width.
  • the parking robot is designed to carry out this determination in such a way that the wheel receiving part in the wheel receiving position has a predefined distance criterion from the wheel of the motor vehicle met. This distance criterion is based on the assumption that, for optimal lifting, transporting and setting down the wheel of the motor vehicle, it makes sense that the pivot point around which the wheel receiving part is rotated relative to the wheel corresponds at least approximately to the pivot point of the steered wheel.
  • the parking robot with the base body should move closer to the motor vehicle or, for example, should move a few centimeters away from it.
  • the parking robot moves close enough to the wheel of the motor vehicle so that it lifts the wheel with the pair of wheel support arms over the entire width of the tire touched laterally.
  • the parking robot is also designed to move the base body of the parking robot into the previously determined base body position. As soon as he has moved into this position, the pair of wheel support arms are folded together into the lifting position, which ultimately lifts the wheel off the floor. This ultimately ensures that when the distance criterion and the protection criterion have already been met, the optimal position of the parking robot and the wheel support arms of the parking robot relative to the wheel of the motor vehicle can be determined and ultimately selected.
  • a database for various vehicle models can, for example, be stored in the parking robot itself or, for example, be stored in an external server device with which the parking robot can set up a communication link.
  • the exact vehicle model can now be provided to the parking robot, for example, by the user of the motor vehicle who has booked the parking robot, for example, for a maneuvering out of a parking space in a parking garage.
  • the vehicle model it is also possible for the vehicle model to be detected, for example, by a sensor device in the parking garage, and for this information to be provided to the parking robot by the latter.
  • the vehicle type and thus the assignment to the actual positioning of the pivot point of the wheel of the motor vehicle can be detected by the parking robot itself using the parking robot's sensor device and then assigned in a corresponding evaluation unit of the parking robot.
  • a determination of the common pivot point of the wheel receiving part and the wheel of the motor vehicle with an accuracy of typically up to 15 millimeters is sufficient to be able to ensure that the wheel of the motor vehicle is gently removed from the parking robot can be raised.
  • the wheel receiving part is movably supported on the base body via a gear transmission.
  • the wheel receiving part comprises an arcuate gear rack.
  • the pair of wheel support arms are coupled at least indirectly to one another at a predetermined distance from this arcuate gear rack.
  • the pair of wheel support arms that is to say the two individual wheel support arms, can be coupled, for example, to a swivel joint and via this be arranged on the arcuate gear rack.
  • This swivel joint can, for example, enable the respective wheel support arm to be arranged movably on the gear rack between the folded-in position and the raised position.
  • the base body has a control gear with a control gear drive machine, the control gear drive machine being designed to set the control gear in a rotary motion.
  • the control gear is here paired with the gear rack of the wheel receiving part or in engagement, that is, the respective teeth of the control gear and the gear rack are designed to mesh with one another.
  • the movement of the wheel receiving part relative to the base body is thus controlled via a drive of the control gear, along which the gear rod can move.
  • the movement of the wheel receiving part from the normal position into the receiving position is made possible relative to the base body.
  • the parking robot thus has a robust mechanism for moving the wheel receiving part and the base body relative to one another, which mechanism is also designed, depending on the configuration of the gear transmission, to specify various possible receiving positions.
  • the base body comprises at least one pin.
  • the base body thus has, for example, a cylindrical or cuboid-shaped extension which is designed to connect the base body to another component, here the wheel receiving part.
  • the wheel receiving part is movably mounted on the base body via this pin, with horizontal forces which for example, act on the wheel receiving part through the mass of the wheel of the motor vehicle raised by the parking robot, which can be transferred to the base body.
  • the pins thus advantageously enable the supporting forces to be diverted when the motor vehicle is received in the base body of the parking robot.
  • the toothed wheel rod of the wheel receiving part has a guide rail in which the at least one pin of the base body is arranged.
  • the guide rail and the at least one pin form a link mechanism.
  • the guide rail can move relative to the at least one pin, so that ultimately the movement of the wheel receiving part by means of the movement of the gear rod relative to the control gear along a trajectory that is predetermined by the position of the at least one pin and the shape of the guide rail takes place from the normal position to the receiving position.
  • any number of receiving positions of the movably mounted wheel receiving part can be realized.
  • the parking robot is designed for any wheel lock angle range of the wheel of the motor vehicle and, depending on this, ultimately the movement relative to the base body with the wheel receiving part can be carried out, which is required so that ultimately the wheel receiving part is approximately parallel to the wheel surface of the wheel is positioned.
  • the respective wheel support arms have a respective slide roller, the respective axis of rotation of which is arranged parallel to a longitudinal extension of the respective wheel support arm.
  • the respective sliding rollers are thus preferably arranged perpendicular to the wheel surface of the wheel of the motor vehicle.
  • the sliding roller is a passive roller that is always rotatably mounted about its own axis of rotation.
  • the respective sliding roller is therefore not arranged in a fixed manner relative to the parking robot and the raised wheel.
  • the parking robot comprises a sensor device which is designed to detect the surroundings of the parking robot and to localize obstacles for the parking robot in the detected surroundings.
  • the sensor device of the parking robot can be, for example, a camera, a radar device, a laser scanner or an ultrasound device.
  • This sensor device is preferably arranged in an upper portion of the parking robot, for example in the base body.
  • the sensor device is now designed to observe and record the surroundings of the parking robot, for example, to detect columns in a parking garage, other vehicles within the parking garage or people moving in the parking garage.
  • the sensor device is designed to determine whether a detected object in the vicinity of the parking robot is an obstacle for the parking robot and to localize it in the vicinity of the parking robot.
  • pillars in the parking garage or the other vehicles moving in the parking garage can be potential obstacles for the parking robot and the motor vehicle lifted by the parking robot, for example if a driving trajectory of the parking robot leads to the corresponding obstacle.
  • a driving trajectory for the parking robot from the starting position to the target position in the parking garage can, for example, be determined by a control device of the parking robot, taking into account the detected surroundings and the obstacles located in the surroundings.
  • this travel trajectory is only suitable for journeys at relatively low speeds of typically a maximum of five to six kilometers per hour. If the parking robot or several parking robots that have lifted the respective wheels of the motor vehicle can drive faster through the parking garage, for example, respective driving trajectories or other control signals can be provided for the respective parking robot by means of a guide robot, so that journeys at higher speeds to the target position in the Parking garage are possible.
  • map data of the surroundings can also be taken into account.
  • these can for example, from a parking garage management server, that is to say from an infrastructure management server, the control robot and / or the respective parking robots. Due to the parking robot's own sensor device, however, the parking robot is always able to detect and localize obstacles in its environment, such as a ball rolling towards the parking robot, and, if necessary, to adapt a driving trajectory transmitted to it accordingly and / or to initiate an emergency stop.
  • the motor vehicle can thus be moved within the parking garage by appropriately controlling a drive machine of the motor vehicle in accordance with the travel trajectory that may have been adapted on the basis of the sensor device, so that autonomous driving of the parking robot with the raised wheel of the motor vehicle to the target position in the parking garage is particularly reliable .
  • the steering angle of the wheel of the motor vehicle can also be determined.
  • the type of tire on the wheel of the motor vehicle can be recognized and assigned to a predetermined tire width.
  • data records stored in the parking robot which include the tire widths of different tire models, can be used.
  • the parking robot comprises an electric drive machine, a battery for supplying the electric drive machine with electrical energy and at least one drive wheel. These components are part of the basic body of the parking robot.
  • the parking robot is also designed to drive the at least one drive wheel for moving the parking robot by means of the electric drive machine.
  • the parking robot is thus designed to control its wheel support arms independently of the motor vehicle or other parking robots and to move on the floor, for example within an infrastructure environment such as a parking garage.
  • the parking robot is also designed to negotiate ramps or other climbs, for example within this infrastructure environment.
  • the parking robot can also include a control device that is designed to control the electric drive machine in such a way that it autonomously moves the parking robot on the, for example, predetermined driving trajectory from the starting position to the target position, for example to a predetermined parking space in the parking garage.
  • the parking robot is also designed to carry at least part of the mass of the motor vehicle in addition to the weight of the parking robot itself,
  • a motor vehicle with four wheels of a total of four parking robots each of which has an electric drive machine, a battery to supply the electric drive machine with electrical energy and at least one drive wheel for moving the respective parking robot, from the starting position to the target position, possibly over several floors a parking garage can be transported.
  • the parking robot therefore has the necessary components to enable autonomous transport of at least part of the mass of the motor vehicle.
  • the parking robot comprises a communication interface for a communication connection with at least one further parking robot.
  • This can for example be arranged in the main body of the parking robot.
  • the parking robot can receive, for example, a driving trajectory from the parking garage management server or a guide robot, but also respective data and signals, for example information about the approaching ball in the area of the Parking robot, to other parking robots, the guide robot or the parking garage management server.
  • a communication connection which is implemented as a wireless radio connection, such as a WLAN connection
  • the parking robot can receive, for example, a driving trajectory from the parking garage management server or a guide robot, but also respective data and signals, for example information about the approaching ball in the area of the Parking robot, to other parking robots, the guide robot or the parking garage management server.
  • a method for operating a parking robot as described above, is also provided.
  • the method for operating the parking robot comprises the following steps: an autonomous approach of the parking robot from outside next to a wheel of the motor vehicle with the wheel support arms spread out in a folded position and the wheel receiving part in a normal position; detecting a wheel lock angle of the wheel of the motor vehicle; a determination of a recording position as a function of the detected wheel lock angle, a predetermined one in the lifting position
  • the parking robot has a base body and a wheel receiving part with a pair that is movably mounted on the base body between the normal position and the receiving position Having wheel support arms, the pair of wheel support arms being movably arranged between the folded position and the lifting position on the wheel receiving part.
  • three further parking robots each lift one of a total of four wheels of the motor vehicle.
  • the four parking robots each drive in accordance with the respective provided travel trajectories with the raised motor vehicle to a predetermined target position and there set the motor vehicle down in the folded position by spreading the respective wheel support arms.
  • a motor vehicle with four wheels can thus be driven, for example, by means of a parking robot system that includes four parking robots, from a delivery position in an entrance area of a parking garage by means of the described method to a parking space, for example on an upper floor of the parking garage, and deposited there on the parking space .
  • Alternatively, as many parking robots can always be provided for a motor vehicle that the motor vehicle has wheels on which it drives.
  • Information on the driving route and on the desired destination position can be provided by a parking garage management server, that is to say by an infrastructure management server.
  • the four parking robots can be accompanied by a guide robot during the transport of the motor vehicle through the parking garage, which, for example, drives autonomously in front of the motor vehicle carried by the four parking robots and generates respective control signals, such as respective driving trajectories, for the each parking robot, which here represents a parking robot system, provides, whereby a particularly fast, ramp-suitable drive of the motor vehicle through the parking garage by means of the multiple parking robots is possible, the multiple parking robots in particular scaled small and designed inexpensively with regard to the implementation of the lifting mechanism of the wheel of the motor vehicle are.
  • This makes it possible, in particular, for the motor vehicle to be parked particularly close to other vehicles, which enables particularly tight and space-saving parking within the multi-storey car park.
  • the control device for the motor vehicle also belongs to the invention.
  • the control device has a processor device which is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention.
  • the processor device can have at least one microprocessor and / or at least one microcontroller.
  • the processor device can have program code which is set up for this purpose when executed by the Processor device to carry out the embodiment of the method according to the invention.
  • the program code can be stored in a data memory of the processor device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a parking robot, which a wheel of a
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of a parking robot with a wheel receiving part in a normal position and a pair of wheel support arms in a folded position;
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a parking robot with a wheel receiving part in a receiving position and a pair of wheel support arms in a lifting position;
  • FIG. 4 shows a side view of a parking robot with a base body and a
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown.
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • a motor vehicle 10 is sketched, one wheel 12 of which is raised by a parking robot 20.
  • the parking robot 20 comprises a base body 30 and a wheel receiving part 40.
  • the wheel receiving part 40 is movably mounted on the base body 30 and can assume two different positions, a normal position and a receiving position.
  • the wheel receiving part 40 is sketched in the receiving position.
  • the wheel receiving part 40 has a pair of wheel support arms 42 which can be moved with respective swivel joints 43 from a folded position into a raised position.
  • the pair of wheel support arms 42 is sketched in the lifting position.
  • the respective wheel support arms 42 each have a slide roller 44 which is mounted on the wheel support arm 42 so that it can rotate about an axis of rotation 45 (see reference symbol 45 in FIG. 2).
  • To stabilize the wheel support arms 42 they are mounted on rollers 55.
  • the wheel 12 of the motor vehicle 10, on which the parking robot 20 is arranged and which has a tire width 16, is arranged in an inclined position to the longitudinal axis of the motor vehicle 10, which corresponds to the x-axis of a coordinate system 70.
  • the position of the wheel 12 thus has a predetermined wheel lock angle 14 (see reference symbol 14 in FIG. 3) to the x-axis of the coordinate system 70.
  • the parking robot 20 is sketched in a sectional plan view.
  • the parking robot 20 is shown in the normal position of the base body 30 and with the folded position of the pair of wheel support arms 42.
  • the wheel receiving part 40 is movably supported on the base body 30 via a gear transmission 60.
  • the wheel receiving part 40 comprises an arcuate toothed wheel rod 46, with which the pair of wheel support arms 42 are at least indirectly coupled.
  • the base body 30 has a control gear 32 with a control gear drive machine 33, the gear rod 46 of the wheel receiving part 40 being paired with the control gear 32 of the base body 30. A rotary movement of the control gear 32 thus moves the gear rod 46 and with it the pair of wheel support arms 42 relative to the base body 30.
  • the base body 30 comprises at least one peg 34, the base body 30 having two pegs 34 here in the example sketched in FIG. 2.
  • the wheel receiving part 40 is movably mounted on the base body 30 via these pins 34, with horizontal forces being transmitted to the base body 30 by means of the pins 34.
  • the gear rack 46 has a guide rail 47 in which the two pins 34 are arranged. When the wheel receiving part 40 moves from the normal position to the receiving position, this guide rail 47 and the two pins 34 form a link mechanism 62.
  • the parking robot 20 is now sketched in the receiving position, that is, the wheel receiving part 40 with the gear rod 46 and the wheel support arms 42 arranged thereon was moved relative to the base body 30 by means of the gear mechanism 60 and the link mechanism 62.
  • the respective wheel support arms 42 are sketched in the lifting position in FIG. 3, that is, the pair of wheel support arms 42 have been through Folding the previously spread pair of wheel support arms 42 is moved into the lifting position. This movement takes place by means of the swivel joints 43.
  • the parking robot 20 has, on the one hand, a sensor device 56, which is, for example, a camera or a radar device that is designed to detect the surroundings of the parking robot 20 and to localize obstacles for the parking robot 20 in the detected surroundings.
  • the parking robot 20 has an electric drive machine 52, a battery 50 for supplying the electric drive machine 52 with electrical energy, and two drive wheels 54.
  • the parking robot 20 is therefore designed to drive the two drive wheels 54 for moving the parking robot 20 by means of the electric drive machine 52.
  • Corresponding control commands can be provided by a control device of the parking robot 20.
  • This control device can also be designed, based on the provided data recorded by the sensor device 56 relating to the environment of the parking robot 20 and the obstacles located in the detected environment, a travel trajectory for the parking robot 20 within, for example, a predetermined infrastructure environment, such as a parking garage, to determine.
  • the parking robot 20 also has a communication interface 58, specifically for a communication connection with at least one further parking robot 20.
  • a communication connection with an infrastructure management server, such as a parking garage management server, or with a control robot can be established via the communication interface 58 which, for example, the driving trajectory of the parking robot 20 can be sent or received.
  • the parking robot 20 In order to transport a parked motor vehicle 10, the parking robot 20 is now designed to autonomously approach the desired wheel 12 of the motor vehicle 10 from the outside with the wheel support arms 42 spread in the folded position and the wheel receiving part 40 in the normal position. There, the parking robot 20 with the sensor device 56 detects the wheel lock angle 14 of the wheel 12 of the motor vehicle 10. Depending on the detected wheel lock angle 14, the parking robot 20 determines the receiving position of the wheel receiving part 40 in such a way that in the lifting position, as sketched in FIG is, a specified protection criterion is met.
  • This gentle criterion includes the information that the wheel 12 of the motor vehicle 10 should always be gripped in such a way that the wheel support arms 42 of the parking robot 20 press evenly on the two opposing outer wheel surfaces of the wheel 12, i.e. that Pair of wheel support arms 42 is arranged perpendicular to a wheel surface of the wheel 12 of the motor vehicle 10 in the lifting position. This avoids a force acting on the wheel 12 of the motor vehicle 10, which is only locally and not evenly distributed over the entire tire width 16, when the wheel 12 is raised and while the wheel 12 is in the raised state.
  • the parking robot 20 is designed to move the wheel receiving part 40 into the specific receiving position and to raise the wheel 12 by folding the pair of wheel support arms 42 into the lifting position. This final positioning of the parking robot 20 is sketched both in FIG. 3 and in FIG. 1.
  • the parking robot 20 Before the pair of wheel support arms 42 are folded out, it is also possible for the parking robot 20 to detect the tire width 16 of the wheel 12 by means of the sensor device 56. Depending on the recorded tire width 16, a base body position relative to the motor vehicle 10 is now determined in such a way that the wheel receiving part 40 in the receiving position fulfills a predefined distance criterion from the wheel 12 of the motor vehicle 10. This distance criterion is based on the idea that it is particularly useful and gentle on the wheel 12 of the motor vehicle 10 if a pivot point 18 around which the curved gear rack 46 is rotated corresponds to the pivot point 18 of the wheel 12 of the motor vehicle 10. This common pivot point 18 is marked with a cross in FIG. 3.
  • the parking robot 20 is now designed to move the base body 30 into the specific base body position, which ultimately has the effect that the parking robot 20 with the wheel receiving part 40 is positioned relative to the motor vehicle 10 in the receiving position such that the pivot point 18 of the wheel receiving part 40 as well as the Wheel 12 of the motor vehicle 10 match at least taking into account a tolerance range of up to typically 15 millimeters.
  • a sectional side view of the parking robot 20 is also sketched, from which it becomes clear how the wheel receiving part 40 and the wheel support arms 42 can be rotated relative to the base body 30 into a desired position, the normal position or the receiving position, with the help of the pin 34 .
  • the pins 34 which run in the guide rail 47, can additionally absorb the supporting forces when the motor vehicle 10 is picked up and can introduce them into the base body 30 of the parking robot 20.
  • the passive rollers that is to say the sliding rollers 44 on the respective wheel support arms 42, the wheel receiving part 40 can be rotated, even when the wheel 12 has been received, since the forces are divided accordingly.
  • the examples show how, in the parking robot 20, instead of a fixed connection of the wheel support arms 42 for receiving the wheel 12 of the motor vehicle 10, these wheel support arms 42 can be arranged on a rotatable wheel receiving part 40.
  • This wheel receiving part 40 comprises the pair of wheel support arms 42 and the gear rack 46 with the guide rail 47 and is arranged to be movable relative to the base body 30 of the parking robot 20, which comprises the control gear 32 and the two pins 34.
  • the wheel receiving part 40 can be rotated relative to the base body 30 of the parking robot 20 to a position parallel to the wheel surface of the steered wheel 12 of the motor vehicle 10, whereby the wheel support arms 42 are aligned relative to the wheel 12 of the motor vehicle 10.
  • a system for receiving a parked motor vehicle 10 with steered wheels 12 by means of a parking robot 20 is described.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Parkroboter (20) zum Transportieren eines geparkten Kraftfahrzeugs (10), sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Parkroboters (20). Der Parkroboter (20) weist einen Grundkörper (30) und ein am Grundkörper (30) beweglich gelagertes Radaufnahmeteil (40) auf. An dem Radaufnahmeteil (40) ist zudem beweglich ein Paar Radauflagearme (42) angeordnet. Der Parkroboter (20) ist nun dazu ausgelegt, mit in einer Einklappstellung gespreizten Radauflagearmen (42) und dem Radaufnahmeteil (40) in einer Normalstellung von außen neben ein Rad (12) des Kraftfahrzeugs (10) autonom heranzufahren, dort einen Radeinschlagwinkel (14) des Rades (12) zu erfassen und daraufhin abhängig von dem erfassten Radeinschlagwinkel (14) unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Schonkriteriums eine Aufnahmestellung für das beweglich gelagerte Radaufnahmeteil (40) zu ermitteln sowie den Radaufnahmeteil (40) in diese Aufnahmestellung zu bewegen. Dort wird durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme (42) in die Anhebestellung das Rad (12) des Kraftfahrzeugs 10) vom Parkroboter (20) angehoben.

Description

Beschreibung
Parkroboter zum Transportieren eines geparkten Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum
Betreiben eines derartigen Parkroboters
Die Erfindung betrifft einen Parkroboter zum Transportieren eines geparkten Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Parkroboters für ein Kraftfahrzeug.
Ein Parkroboter ist üblicherweise dazu ausgelegt, ein an einer Startposition abgestelltes Kraftfahrzeug innerhalb einer vorgegebenen Infrastrukturumgebung, beispielsweise einem Parkhaus, zu einer vorgegebenen Parkposition zu transportieren. Der Parkroboter fährt dafür beispielsweise mit zumindest einem Teilbereich unter das Kraftfahrzeug, hebt dieses an und fährt daraufhin mit dem angehobenen Kraftfahrzeug zur vorgegebenen Parkposition, an der er das Kraftfahrzeug wieder absetzt. Mittels eines Parkroboters können somit in dem Parkhaus geparkte Kraftfahrzeuge, unabhängig davon, ob sie beispielsweise über ein Fahrerassistenzsystem zum zumindest teilautonomen Einparken verfügen oder nicht, vollautonom und somit ohne Zutun eines Fahrers des Kraftfahrzeugs innerhalb der Infrastrukturumgebung, das heißt zum Beispiel dem Parkhaus, bewegt werden.
In der DE 10 2010 052 850 B3 wird eine Vorrichtung zum Einlagern eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Diese umfasst ein flächenbewegliches fahrerloses Transportmittel, das bei Aufnahme des Kraftfahrzeugs parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und daran einseitig und senkrecht angeordnete, sich horizontal erstreckende Gabelpaare aufweist. Die Gabeln der Gabelpaare sind einzeln horizontal entlang des Transportmittels verschiebbar. Die Gabelpaare unterfahren von einer Seite des Kraftfahrzeugs aus Räder einer Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs, wobei durch Verschieben der einzelnen Gabeln horizontal gegeneinander die unterfahrenen Räder des Kraftfahrzeugs gegriffen werden.
In der CN 107663963 (A) wird ein Parkroboter mit einem L-förmigen Rahmen beschrieben. Dieser umfasst einen linken und rechten Gabelarm, der jeweils zumindest einen Greifarm aufweist. Mittels des Greifarms können Räder eines Kraftfahrzeugs festgehalten werden.
Die CN 108331406 (A) beschreibt einen türartig geformten Fahrzeugträger zum automatischen Führen von Fahrzeugen. Die umarmenden Armmodule dieses Trägers sind in einem türartig geformten Hauptrahmen angeordnet. Für einen Parkroboter kann es ein Problem darstellen, wenn dasjenige Rad des Kraftfahrzeugs, welche angehoben werden soll, im Radkasten der Kraftfahrzeugs schräg gestellt ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mit der ein Parkroboter ein beliebig zur Fahrzeuglängsachse eingeschlagenes Rad eines Kraftfahrzeugs von einem Fahrboden anheben kann.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche Parkroboterkonzepte nicht berücksichtigen, ob das Kraftfahrzeug derart abgestellt wurde, dass die Räder des Kraftfahrzeugs parallel zu einer Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, oder ob diese gegebenenfalls mit einem vorgegebenen Radeinschlagwinkel ungleich null Grad relativ zur Fahrzeuglängsachse orientiert sind. Insbesondere ein manuell geparktes Kraftfahrzeug ist nämlich oftmals nicht mit einer Radstellung, bei der jedes einzelne der Rädern mit seiner jeweiligen Radfläche parallel zur Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist und somit mit einem Radeinschlagwinkel gleich null Grad, abgestellt. Aufgrund der Tatsache, dass ein derart beliebig eingeschlagenes Rad beispielsweise aufgrund einer aktivierten Lenkradsperre ohne Einschalten einer Zündung des Kraftfahrzeugs nicht in eine Parallelstellung zur Fahrzeuglängsachse bewegt werden kann, ist es sinnvoll, einen Parkroboter derart zu konstruieren, dass dieser unabhängig von einem aktuellen Radeinschlagwinkel dazu ausgelegt ist, das Rad des Kraftfahrzeugs möglichst gleichmäßig, das heißt beispielsweise mit einer Orientierung von Radauflagearmen des Parkroboters senkrecht zur Radfläche des Rades, anheben kann. Es ist daher vorteilhaft, einen Parkroboter derart zu gestalten, dass dieser zumindest im Bereich der Radauflagearme relativ zum Kraftfahrzeug beweglich gestaltet ist.
Erfindungsgemäß ist entsprechend ein Parkroboter zum Transportieren eines geparkten Kraftfahrzeugs vorgesehen. Dieser Parkroboter weist einen Grundkörper sowie ein Radaufnahmeteil auf. Der Grundkörper kann einen Fahrantrieb für die Fortbewegung des Parkroboters aufweist. Auf den Radaufnahmeteil kann ein Rad des zu transportierenden Kraftfahrzeugs aufgeladen werden. Der Radaufnahmeteil ist dazu am Grundkörper zwischen einer Normalstellung und einer Aufnahmestellung beweglich gelagert. In der Normalstellung ist beispielsweise der Radaufnahmeteil mittig oder symmetrisch am Grundkörper oder bezüglich des Grundkörpers angeordnet, wobei ein Paar Radauflagearme, das am Radaufnahmeteil angeordnet ist, derart positioniert ist, dass beispielsweise beide Radauflagearme jeweils denselben Abstand zu einer Mittelachse des Grundkörpers aufweisen. Das Paar Radauflagearme ist außerdem am Radaufnahmeteil beweglich angeordnet, wobei das Paar Radauflagearme zwischen einer Einklappstellung und einer Anhebestellung beweglich ist. In der Einklappstellung sind hierbei die jeweiligen Radauflagearme gespreizt zum restlichen Parkroboter angeordnet. Sie sind dahingehend eingeklappt, dass sie von dem Rad des Kraftfahrzeugs, das sie anheben sollen, weggeschwenkt oder weggespreizt sind. Beispielsweise können in dieser Einklappstellung die Radauflagearme in ihrer Längsausdehnung parallel zu einer Längsausdehnung des Grundkörpers sowie des Radaufnahmeteils des Parkroboters angeordnet sein. In der Anhebestellung sind demgegenüber beispielsweise die jeweiligen Radauflagearme derart angeordnet, dass diese senkrecht zur Längsausdehnung des Grundkörpers sowie des Radaufnahmeteils orientiert sind.
Der Parkroboter ist nun dazu ausgelegt, mit in der Einklappstellung gespreizten Radauflagearmen und dem Radaufnahmeteil in Normalstellung von außen neben ein Rad des Kraftfahrzeugs autonom heranzufahren. Der Parkroboter ist also dazu ausgelegt, sich selbstständig fahrend dem Kraftfahrzeug zu nähern und sich beispielsweise mit seiner Längsausdehnung parallel zur Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs vor diesem Rad zu positionieren. In dieser Anfangsstellung ist der Radaufnahmeteil also zum Beispiel mittig am Grundkörper angelagert und die beiden Radauflagearme sind jeweils derart eingeklappt, dass sie beispielsweise parallel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet sind.
Der Parkroboter ist des Weiteren dazu ausgelegt, einen Radeinschlagwinkel des Rades des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Dies erfolgt beispielsweise mit einer entsprechenden Sensoreinrichtung des Parkroboters, wie beispielsweise einer Kamera, sowie einer entsprechenden Auswerteeinheit, die dazu ausgelegt ist, anhand der aufgenommenen Bilder des Rades des Kraftfahrzeugs zu ermitteln, welchen Winkel diese Radstellung mit der Fahrzeuglängsachse einschließt. Abhängig von dem erfassten Radeinschlagwinkel wird die Aufnahmestellung für den Radaufnahmeteil des Parkroboters ermittelt. Der Parkroboter ist hierbei dazu ausgelegt, abhängig von dem erfassten Radeinschlagwinkel die Aufnahmestellung derart zu bestimmen, dass in der Anhebestellung des Paars Radauflagearme ein vorgegebenes Schonkriterium erfüllt ist. Die Aufnahmestellung ist wie oben bereits genannt eine Stellung des Radaufnahmeteils relativ zum Grundkörper. Beispielsweise wird durch eine Drehbewegung des Radaufnahmeteils relativ zum Grundkörper dieser derart relativ zum Grundkörper verschoben, dass er parallel zu der Radfläche des Rades angeordnet ist, das heißt in einem Winkel, der dem Radeinschlagwinkel entspricht, zum Grundkörper des Parkroboters angeordnet ist. In dieser Stellung, das heißt in der bestimmten Aufnahmestellung des Radaufnahmeteils, ist nun der Radaufnahmeteil derart relativ zum Rad angeordnet, dass bei einem Bewegen des Paars Radauflagearme von der bisherig eingenommen Einklappstellung in die Anhebestellung die jeweiligen Radauflagearme seitlich von vorne und hinten das Rad berühren. Letztendlich stehen bei zusammengeklappten Radauflagearmen in der Anhebestellung die jeweiligen Radauflagearme senkrecht zur Radfläche des Rades des Kraftfahrzeugs oder anders ausgedrückt parallel zur Radachse des Rades. Bei dieser Stellung ist beispielsweise das vorgegebene Schonkriterium erfüllt, da das Rad die größte Auflagefläche an den Radauflagearmen hat. Das Schonkriterium umfasst also die Vorgabe, dass die Radauflagearme nicht nur im Bereich einzelner Teilflächen einer Radmantelfläche seitlich gegen das Rad des Kraftfahrzeugs drücken können, sondern dass diese möglichst gleichmäßig und mit einer so großen Fläche wie möglich die Radmantelfläche des Rades berühren, während durch ein Zusammendrücken der Radauflagearme das Rad des Kraftfahrzeugs vom Fahrboden, auf dem das Kraftfahrzeug geparkt wurde, angehoben werden kann.
Der Parkroboter ist also dazu ausgelegt, den Radaufnahmeteil in die bestimmte Aufnahmestellung zu bewegen und das Rad durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme in die Anhebestellung anzuheben. Mit dem erfindungsgemäßen Parkroboter kann somit ein Rad eines Kraftfahrzeugs, unabhängig davon, ob es parallel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist oder mit einem vorgegebenen Radeinschlagwinkel größer als null Grad abgestellt wurde, von dem Parkroboter zum Transportieren angehoben zu werden.
Dabei ist allerdings zu beachten, dass gegebenenfalls nicht jeder beliebige Radeinschlagwinkel von dem Parkroboter mit der beschriebenen Vorgehensweise kompensiert werden kann. Es kann beispielsweise möglich sein, dass der Parkroboter konstruktionsbedingt einen maximalen Radeinschlagwinkel vorgegeben hat und nur für Radeinschlagwinkel zwischen null Grad und diesem vorgegebenen Grenzwinkel dazu ausgelegt ist, das Rad des Kraftfahrzeugs anzuheben. Bei Wnkeln größer dem vorgegebenen Grenzwinkel kann beispielsweise eine entsprechende Fehlermeldung des Parkroboters ausgegeben werden, sodass dieser zum Beispiel einen Benutzer darauf hinweist, dass das Kraftfahrzeug zuerst in einem automatischen Fahrmodus oder manuell in eine Stellung gebracht werden muss, in der der Radeinschlagwinkel kleiner als der vorgegebene Grenzwinkel ist, da erst dann das entsprechende Rad vom Parkroboter angehoben werden kann.
Es ist also vorgesehen, dass mit dem erfindungsgemäßen Parkroboter ein beispielsweise manuell abgestelltes Kraftfahrzeug, das ein Benutzer derart geparkt hat, dass zumindest eines der Räder des Kraftfahrzeugs mit einem Radeinschlagwinkel größer null Grad zur Fahrzeuglängsachse abgestellt wurde, und vor allem dieses Rad schonend angehoben werden kann. Denn dadurch, dass als ein Vorteil eine nur lokal auf die Radmantelfläche wirkende Kraftübertragung von den Radauflagearmen auf das Rad des Kraftfahrzeugs vermieden wird, wie es beispielsweise bei einem schrägen Greifen des Rades, das heißt bei nicht in etwa rechtwinkliger Stellung des jeweiligen Radauflagearms zur Radfläche, gegeben ist, wird unterbunden, dass das Rad durch den Parkroboter beispielsweise deformiert wird. Der Parkroboter ist also unabhängig von einem Radeinschlagwinkel des Rades dazu ausgelegt, das Rad des Kraftfahrzeugs zu erfassen und anzuheben, ohne dabei, zumindest langfristig betrachtet, das Rad des Kraftfahrzeugs zu beschädigen. Insgesamt eignet sich der beschriebene Parkroboter also dazu einen Anhebemechanismus für ein Rad des Kraftfahrzeugs mit einem Parkroboter zu realisieren, wobei der Parkroboter besonders klein skaliert, das heißt platzsparend, ausgebildet sowie kostengünstig herstellbar ist.
Zu der Erfindung gehören auch Ausgestaltungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Parkroboter dazu ausgelegt ist, vor dem Ausklappen des Paars der Radauflagearme eine Reifenbreite des Rades des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Dies erfolgt beispielsweise ebenfalls mit der Sensoreinrichtung des Parkroboters, die beispielsweise als Kamera ausgebildet ist. Die Reifenbreite kann beispielsweise einer Reifenbezeichnung auf dem Reifen des Rades des Kraftfahrzeugs entnommen werden, wobei der Parkroboter beispielsweise in einer internen Speichereinheit entsprechende Reifenabmaße für verschiedene Reifentypen und Reifenmodelle hinterlegt hat. Die Reifenbreite dient hierbei außerdem der Ermittlung eines Drehpunktes des Rades des Kraftfahrzeugs, um den das Rad bei dem bereits erfassten Radeinschlagwinkel gedreht ist.
Abhängig von der erfassten Reifenbreite wird daraufhin eine Grundkörperposition, das heißt eine Positionierung des Grundkörpers relativ zum Kraftfahrzeug bestimmt. Der Parkroboter ist hierbei dazu ausgelegt, diese Bestimmung durchzuführen und zwar derart, dass der Radaufnahmeteil in der Radaufnahmestellung ein vorgegebenes Abstandskriterium zum Rad des Kraftfahrzeugs erfüllt. Diesem Abstandskriterium liegt die Annahme zugrunde, dass es für ein optimales Anheben, Transportieren und Absetzen des Rades des Kraftfahrzeugs sinnvoll ist, dass der Drehpunkt, um den der Radaufnahmeteil relativ zum Rad gedreht wird, zumindest näherungsweise dem Drehpunkt des gelenkten Rades entspricht. Abhängig von der Reifenbreite kann nun festgestellt werden, ob beispielsweise der Parkroboter mit dem Grundkörper näher an das Kraftfahrzeug heranfahren sollte oder sich beispielsweise einige Zentimeter von diesem entfernen sollte. Hierdurch wird es möglich, dass beispielsweise trotz einem breiten Reifen des Rades, der beispielsweise breiter ist als eine typische Durchschnittsreifenbreite, der Parkroboter nah genug an das Rad des Kraftfahrzeugs heranfährt, sodass er mit dem Paar Radauflagearme in Anhebestellung über die gesamte Breite des Reifens das Rad seitlich berührt. Der Parkroboter ist des Weiteren dazu ausgelegt, den Grundkörper des Parkroboters in die zuvor bestimmte Grundkörperposition zu fahren. Sobald er in diese Position gefahren ist, erfolgt das Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme in die Anhebestellung, wodurch das Rad letztendlich vom Fahrboden angehoben wird. Hierdurch wird letztendlich gewährleistet, dass bei erfülltem Abstandskriterium sowie bei bereits erfülltem Schonkriterium die optimale Stellung des Parkroboters sowie der Radauflagearme des Parkroboters relativ zum Rad des Kraftfahrzeugs bestimmt und letztendlich gewählt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann es vorgesehen sein, dass nicht nur die Reifenbreite des Rades des Kraftfahrzeugs erfasst wird, sondern darüber hinaus in einer Datenbank für verschiedene Fahrzeugmodelle die genauen Drehpunkte der Räder des Kraftfahrzeugs hinterlegt sind. Diese Datenbank kann beispielsweise im Parkroboter selbst hinterlegt sein oder aber beispielsweise in einer externen Servereinrichtung hinterlegt sein, mit der der Parkroboter eine Kommunikationsverbindung aufbauen kann. Das genaue Fahrzeugmodell kann dem Parkroboter nun beispielsweise vom Benutzer des Kraftfahrzeugs, der den Parkroboter beispielsweise für einen Ausparkvorgang aus einem Parkplatz in einem Parkhaus gebucht hat, bereitgestellt werden. In einer alternativen Ausgestaltung ist es jedoch auch möglich, dass das Fahrzeugmodell beispielsweise von einer Sensoreinrichtung des Parkhauses erfasst wird und von dieser diese Information dem Parkroboter bereitgestellt wird. Alternativ dazu ist es möglich, dass der Fahrzeugtyp und somit die Zuordnung zu der tatsächlichen Positionierung des Drehpunkts des Rades des Kraftfahrzeugs mittels der Sensoreinrichtung des Parkroboters von diesem selbst erfasst und anschließend in einer entsprechenden Auswerteeinheit des Parkroboters zugeordnet wird. Allerdings ist eine Bestimmung des gemeinsamen Drehpunkts des Radaufnahmeteils sowie des Rades des Kraftfahrzeugs mit einer Genauigkeit von typischerweise bis zu 15 Millimetern ausreichend, um gewährleisten zu können, dass das Rad des Kraftfahrzeugs schonend vom Parkroboter angehoben werden kann. Die Berücksichtigung der Reifenbereite und letztendlich die Bestimmung und Einnahme der Grundkörperposition relativ zum Kraftfahrzeug ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit im Vergleich zu Durchschnittsreifen besonders breiten oder besonders schmalen Rädern sinnvoll und unterstützt dabei, dass der Parkroboter stets derart das Rad des Kraftfahrzeugs anhebt, dass ein minimaler Verschleißes und die Unversehrtheit des Rades zu erwarten ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Radaufnahmeteil an dem Grundkörper über ein Zahnradgetriebe beweglich gelagert ist. Hierbei umfasst der Radaufnahmeteil eine bogenförmige Zahnradstange. An dieser bogenförmigen Zahnradstange ist das Paar Radauflagearme in einem vorgegebenen Abstand zueinander zumindest mittelbar gekoppelt. Das Paar Radauflagearme, das heißt die beiden einzelnen Radauflagearme können beispielsweise mit einem Drehgelenk gekoppelt sein und über dieses an der bogenförmigen Zahnradstange angeordnet sein. Dieses Drehgelenk kann beispielsweise ermöglichen, dass der jeweilige Radauflagearm zwischen der Einklappstellung und der Anhebestellung beweglich an der Zahnradstange angeordnet ist.
Der Grundkörper weist ein Steuerzahnrad mit einer Steuerzahnradantriebsmaschine auf, wobei die Steuerzahnradantriebsmaschine dazu ausgelegt ist, das Steuerzahnrad in eine Drehbewegung zu versetzen. Das Steuerzahnrad ist hierbei mit der Zahnradstange des Radaufnahmeteils gepaart oder im Eingriff, das heißt die jeweiligen Zähne des Steuerzahnrads sowie der Zahnradstange sind dazu ausgelegt, ineinanderzugreifen. Die Bewegung des Radaufnahmeteils relativ zum Grundkörper wird somit über einen Antrieb des Steuerzahnrads, an dem sich die Zahnradstange entlangbewegen kann, gesteuert. Letztendlich wird mittels dieses Zahnradgetriebes die Bewegung des Radaufnahmeteils von der Normalstellung in die Aufnahmestellung jeweils relativ zum Grundkörper ermöglicht. Der Parkroboter weist also einen robusten Mechanismus auf, um den Radaufnahmeteil und den Grundkörper relativ zueinander zu bewegen, der außerdem je nach Ausgestaltung des Zahnradgetriebes dazu ausgelegt ist, verschiedene mögliche Aufnahmestellungen vorzugeben.
In einer weiteren Ausgestaltungsform ist es vorgesehen, dass der Grundkörper zumindest einen Zapfen umfasst. Der Grundkörper weist also beispielsweise einen zylindrisch oder quaderförmig ausgebildeten Fortsatz auf, der dazu ausgelegt ist, den Grundkörper mit einem anderen Bauteil, hier dem Radaufnahmeteil, zu verbinden. Über diesen Zapfen wird der Radaufnahmeteil beweglich am Grundkörper gelagert, wobei horizontale Kräfte, die beispielsweise durch die Masse des von dem Parkroboter angehobenen Rades des Kraftfahrzeugs auf den Radaufnahmeteil wirken, auf den Grundkörper übertragen werden können. Die Zapfen ermöglichen somit in vorteilhafter Weise, dass die Abstützkräfte bei der Aufnahme des Kraftfahrzeugs in den Grundkörper des Parkroboters abgeleitet werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zahnradstange des Radaufnahmeteils eine Führungsschiene aufweist, in der der zumindest eine Zapfen des Grundkörpers angeordnet ist. Bei einer Bewegung des Radaufnahmeteils von der Normalstellung in die Aufnahmestellung bilden die Führungsschiene und der zumindest eine Zapfen ein Kulissengetriebe. Das bedeutet, dass sich die Führungsschiene relativ zu dem zumindest einen Zapfen bewegen kann, sodass letztendlich mittels der Bewegung der Zahnradstange relativ zum Steuerzahnrad entlang einer Trajektorie, die durch die Position des zumindest einen Zapfens sowie die Form der Führungsschiene vorgegeben ist, die Bewegung des Radaufnahmeteils von der Normalstellung in die Aufnahmestellung erfolgt. Je nach Wahl der Führungsschiene und der Positionierung der Zapfen können somit beliebig viele Aufnahmestellungen des beweglich gelagerten Radaufnahmeteils realisiert werden. Hierdurch wird letztendlich als Vorteil ermöglicht, dass der Parkroboter für einen beliebigen Radeinschlagwinkelbereich des Rades des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist und abhängig von diesem letztendlich die Bewegung relativ zum Grundkörper mit dem Radaufnahmeteil durchgeführt werden kann, die benötigt wird, damit letztendlich der Radaufnahmeteil in etwa parallel zur Radfläche des Rades positioniert ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweiligen Radauflagearme eine jeweilige Abgleitrolle aufweisen, deren jeweilige Rotationsachse parallel zu einer Längsausdehnung des jeweiligen Radauflagearms angeordnet ist. In der Anhebestellung nach dem Anheben des Rades des Kraftfahrzeugs sind somit bevorzugt die jeweiligen Abgleitrollen senkrecht zur Radfläche des Rades des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Bei der Abgleitrolle handelt es sich um eine passive Rolle, die stets drehbar um eine eigene Drehachse gelagert ist. Die jeweilige Abgleitrolle ist somit nicht fest relativ zum Parkroboter sowie zum angehobenen Rad angeordnet. Nachdem der Parkroboter von außen neben das eine der Räder des Kraftfahrzeugs automatisch herangefahren ist, wird durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme das Rad angehoben. Bei einem Drücken der Radauflagearme gegen das jeweilige Rad des Kraftfahrzeugs, das heißt gegen die Radmantelflächen, kann dieses an den Abgleitrollen abgleiten, wobei letztendlich das Rad, wenn die jeweiligen Radauflagearme ihre Endposition erreicht haben vom Fahrzeugboden angehoben ist. Durch das beidseitige Drücken mit jeweiligen Radauflagearmen gegen das jeweilige Rad wird erreicht, dass bei dem Anheben sowie gegebenenfalls dem Absetzen des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug nicht wegrollt und zudem das Anheben und das Absetzen besonders effizient hinsichtlich erforderlicher Energie zum Anheben beziehungsweise Absetzen des Kraftfahrzeugs ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Parkroboter eine Sensoreinrichtung umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Umgebung des Parkroboters zu erfassen sowie Hindernisse für den Parkroboter in der erfassten Umgebung zu lokalisieren. Bei der Sensoreinrichtung des Parkroboters kann es sich beispielsweise um eine Kamera, ein Radargerät, einen Laserscanner oder ein Ultraschallgerät handeln. Diese Sensoreinrichtung ist bevorzugt in einem oberen Teilbereich des Parkroboters angeordnet, zum Beispiel im Grundkörper. Die Sensoreinrichtung ist nun dazu ausgelegt, die Umgebung des Parkroboters zu beobachten und festzuhalten, um beispielsweise Säulen in einem Parkhaus, andere Fahrzeuge innerhalb des Parkhauses oder sich im Parkhaus bewegende Personen zu erfassen. Zudem ist die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt, festzustellen, ob es sich bei einem erfassten Objekt in der Umgebung des Parkroboters um ein Hindernis für den Parkroboter handelt und dieses in der Umgebung des Parkroboters zu lokalisieren. Beispielsweise kann es sich bei Säulen im Parkhaus oder den anderen Fahrzeugen, die sich im Parkhaus bewegen, für den Parkroboter und das von dem Parkroboter angehobene Kraftfahrzeug um potentielle Hindernisse handeln, zum Beispiel wenn eine Fahrtrajektorie des Parkroboters auf das entsprechende Hindernis zuführt.
Basierend auf den von der Sensoreinrichtung erfassten und bestimmten Daten kann beispielsweise von einer Steuereinrichtung des Parkroboters eine Fahrtrajektorie für den Parkroboter von der Startposition zur Zielposition im Parkhaus unter Berücksichtigung der erfassten Umgebung und der in der Umgebung lokalisierten Hindernisse ermittelt werden. Diese Fahrtrajektorie eignet sich jedoch nur für Fahrten mit relativ kleinen Geschwindigkeiten von typischerweise maximal fünf bis sechs Kilometern pro Stunde. Soll der Parkroboter beziehungsweise mehrere Parkroboter, die jeweilige Räder des Kraftfahrzeugs angehoben haben, schneller beispielsweise durch das Parkhaus fahren können, können beispielsweise mittels eines Leitroboters jeweilige Fahrtrajektorien oder andere Ansteuersignale für die jeweiligen Parkroboter bereitgestellt werden, sodass auch Fahrten mit größeren Geschwindigkeiten zu der Zielposition im Parkhaus möglich sind. Bei der Bestimmung der jeweiligen Fahrtrajektorien der jeweiligen Parkroboter können zudem Kartendaten der Umgebung, zum Beispiel des Parkhauses, berücksichtigt werden. Diese können beispielsweise von einem Parkhausverwaltungsserver, das heißt von einem Infrastrukturverwaltungsserver, dem Leitroboter und/oder den jeweiligen Parkrobotern bereitgestellt werden. Durch die parkrobotereigene Sensoreinrichtung ist der Parkroboter jedoch stets in der Lage, Hindernisse in seiner Umgebung, wie beispielsweise einen auf den Parkroboter zurollenden Ball, frühzeitig zu erfassen und zu lokalisieren und gegebenenfalls eine an ihn übermittelte Fahrtrajektorie entsprechend anzupassen und/oder einen Notstopp zu veranlassen. Mittels des Parkroboters kann somit das Kraftfahrzeug durch entsprechendes Ansteuern einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs gemäß der auf Basis der Sensoreinrichtung gegebenenfalls angepassten Fahrtrajektorie innerhalb des Parkhauses bewegt werden, sodass das autonome Fahren des Parkroboters mit dem angehobenen Rad des Kraftfahrzeugs zu der Zielposition im Parkhaus besonders zuverlässig möglich ist.
Basierend auf den von der Sensoreinrichtung erfassten und bestimmten Sensordaten kann außerdem der Radeinschlagwinkel des Rades des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Außerdem kann basierend auf diesen erfassten Sensordaten die Art des Reifens auf dem Rad des Kraftfahrzeugs erkannt und einer vorgegebenen Reifenbreite zugeordnet werden. Hierfür kann beispielsweise auf im Parkroboter hinterlegte Datensätze, die die Reifenbreiten verschiedener Reifenmodelle umfassen, zurückgegriffen werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Parkroboter eine elektrische Antriebsmaschine, eine Batterie zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschine mit elektrischer Energie und zumindest ein Antriebsrad umfasst. Diese Komponenten sind hierbei Teil des Grundkörpers des Parkroboters. Der Parkroboter ist zudem dazu ausgelegt, mittels der elektrischen Antriebsmaschine das mindestens eine Antriebsrad zum Fortbewegen des Parkroboters anzutreiben. Der Parkroboter ist somit dazu ausgelegt, unabhängig von dem Kraftfahrzeug oder anderen Parkrobotern seine Radauflagearme anzusteuern sowie sich auf dem Fahrboden, beispielsweise innerhalb einer Infrastrukturumgebung wie einem Parkhaus, zu bewegen. Mittels der elektrischen Antriebsmaschine, der Batterie und dem zumindest einen Antriebsrad ist der Parkroboter außerdem dazu ausgelegt, Rampen oder andere Steigen beispielsweise innerhalb dieser Infrastrukturumgebung zu überwinden. Der Parkroboter kann zudem eine Steuereinrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, die elektrische Antriebsmaschine derart anzusteuern, dass diese den Parkroboter auf der beispielsweise vorgegebenen Fahrtrajektorie von der Startposition zu der Zielposition, beispielsweise zu einem vorgegebenen Stellplatz im Parkhaus, autonom bewegt. Der Parkroboter ist zudem dazu ausgelegt, zumindest eine Teilmasse des Kraftfahrzeugs zusätzlich zu einer Eigenmasse des Parkroboters zu tragen, damit beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern von insgesamt vier Parkrobotern, die jeweils über eine elektrische Antriebsmaschine, eine Batterie zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschine mit elektrischer Energie sowie zumindest ein Antriebsrad zum Fortbewegen des jeweiligen Parkroboters verfügen, von der Startposition zur Zielposition gegebenenfalls auch über mehrere Etagen eines Parkhauses transportiert werden kann. Der Parkroboter verfügt also über die nötigen Komponenten, um einen autonomen Transport zumindest einer Teilmasse des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Es kann alternativ oder zusätzlich dazu vorgesehen sein, dass der Parkroboter eine Kommunikationsschnittstelle für eine Kommunikationsverbindung mit zumindest einem weiteren Parkroboter umfasst. Diese kann beispielsweise im Grundkörper des Parkroboters angeordnet sein. Über diese Kommunikationsverbindung, die zum Beispiel als drahtlose Funkverbindung, wie beispielsweise als WLAN-Verbindung, realisiert ist, kann der Parkroboter beispielsweise eine Fahrtrajektorie vom Parkhausverwaltungsserver oder einem Leitroboter empfangen, aber auch jeweilige Daten und Signale, beispielsweise Informationen über den heranrollenden Ball im Bereich des Parkroboters, an andere Parkroboter, den Leitroboter oder den Parkhausverwaltungsserver senden. Hierdurch wird beispielsweise ein Zusammenspiel aus mehreren Parkrobotern, ein Zusammenspiel mit einem Leitroboter in einem Parkrobotersystem und/oder ein Datenaustausch mit einem Infrastrukturverwaltungsserver besonders vorteilhaft möglich.
Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Betreiben eines Parkroboters, wie er oben beschrieben wurde, vorgesehen. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Parkroboter vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines derartigen Parkroboters. Das Verfahren zum Betreiben des Parkroboters umfasst folgende Schritte: Ein autonomes Heranfahren des Parkroboters von außen neben ein Rad des Kraftfahrzeugs mit in einer Einklappstellung gespreizten Radauflagearmen und dem Radaufnahmeteil in einer Normalstellung; ein Erfassen eines Radeinschlagwinkels des Rades des Kraftfahrzeugs; ein Bestimmen einer Aufnahmestellung abhängig von dem erfassten Radeinschlagwinkel, wobei in der Anhebestellung ein vorgegebenes
Schonkriterium erfüllt ist; ein Bewegen des Radaufnahmeteils in die bestimmte
Aufnahmestellung; und ein Anheben des Rades durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme in eine Anhebestellung. Voraussetzung hierfür ist wieder, dass der Parkroboter einen Grundkörper und ein am Grundkörper zwischen der Normalstellung und der Aufnahmestellung beweglich gelagertes Radaufnahmeteil mit einem Paar Radauflagearme aufweist, wobei das Paar Radauflagearme zwischen der Einklappstellung und der Anhebestellung am Radaufnahmeteil beweglich angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass drei weitere Parkroboter jeweils eines von insgesamt vier Rädern des Kraftfahrzeugs anheben. Zudem ist es vorgesehen, dass die vier Parkroboter jeweils in Übereinstimmung mit jeweiligen bereitgestellten Fahrtrajektorien mit dem angehobenen Kraftfahrzeug zu einer vorgegebenen Zielposition fahren und dort das Kraftfahrzeug durch Spreizen der jeweiligen Radauflagearme in die Einklappstellung absetzen. Ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern kann somit beispielsweise mittels eines Parkrobotersystems, das vier Parkroboter umfasst, von beispielsweise einer Abgabeposition in einem Eingangsbereich eines Parkhauses mittels des beschriebenen Verfahrens zu einem Stellplatz, beispielsweise in einem Obergeschoss des Parkhauses, gefahren werden und dort auf dem Stellplatz abgesetzt werden. Alternativ dazu können stets so viele Parkroboter für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, die das Kraftfahrzeug Räder aufweist, auf denen es fährt.
Informationen zu der Fahrroute sowie zu der gewünschten Zielposition können von einem Parkhausverwaltungsserver, das heißt von einem Infrastrukturverwaltungsserver, bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können die vier Parkroboter während des Transport des Kraftfahrzeugs durch das Parkhaus von einem Leitroboter begleitet werden, der beispielsweise vor dem Kraftfahrzeug, das von den vier Parkrobotern getragen wird, autonom voranfährt und dabei jeweilige Steuersignale, wie beispielsweise jeweilige Fahrtrajektorien, für die jeweiligen Parkroboter, die hier ein Parkrobotersystem darstellen, bereitstellt, wodurch eine besonders schnelle, rampentaugliche Fahrt des Kraftfahrzeugs durch das Parkhaus mittels der mehreren Parkroboter möglich wird, wobei die mehreren Parkroboter hierbei insbesondere klein skaliert und kostengünstig hinsichtlich der Realisierung des Hebemechanismus des Rades des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Hierdurch wird es insbesondere möglich, dass das Kraftfahrzeug besonders nah neben anderen Fahrzeugen abgestellt werden kann, wodurch ein besonders enges und platzsparendes Parken innerhalb des Parkhauses ermöglicht wird.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuereinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Parkroboters, der ein Rad eines
Kraftfahrzeugs anhebt;
Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines Parkroboters mit einem Radaufnahmeteil in einer Normalstellung und einem Paar Radauflagearme in einer Einklappstellung;
Fig. 3 eine geschnittene Darstellung eines Parkroboters mit einem Radaufnahmeteil in einer Aufnahmestellung und einem Paar Radauflagearme in einer Anhebestellung; und
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Parkroboters mit einem Grundkörper und einem
Radaufnahmeteil.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 skizziert, dessen eines Rad 12 von einem Parkroboter 20 angehoben ist. Der Parkroboter 20 umfasst einen Grundkörper 30 sowie einen Radaufnahmeteil 40. Der Radaufnahmeteil 40 ist beweglich am Grundkörper 30 gelagert und kann zwei verschiedene Stellungen einnehmen, eine Normalstellung und eine Aufnahmestellung. In Fig. 1 ist der Radaufnahmeteil 40 in der Aufnahmestellung skizziert. Der Radaufnahmeteil 40 weist ein Paar Radauflagearme 42 auf, die mit jeweiligen Drehgelenken 43 von einer Einklappstellung in eine Anhebestellung bewegt werden können. In Fig. 1 ist das Paar Radauflagearme 42 in der Anhebestellung skizziert. Die jeweiligen Radauflagearme 42 weisen jeweils eine Abgleitrolle 44 auf, die um eine Rotationsachse 45 (siehe Bezugszeichen 45 in Fig. 2) drehbar auf dem Radauflagearm 42 gelagert ist. Zur Stabilisierung der Radauflagearme 42 sind diese auf Rollen 55 gelagert.
Das Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10, an dem der Parkroboter 20 angeordnet ist und das eine Reifenbreite 16 aufweist, ist in einer Schrägstellung zur Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs 10, die der x-Achse eines Koordinatensystems 70 entspricht, angeordnet. Die Stellung des Rades 12 weist somit einen vorgegebenen Radeinschlagwinkel 14 (siehe Bezugszeichen 14 in Fig. 3) zur x-Achse des Koordinatensystems 70 auf.
In Fig. 2 ist der Parkroboter 20 in einer geschnittenen Draufsicht skizziert. Der Parkroboter 20 ist hierbei in der Normalstellung des Grundkörpers 30 sowie mit der Einklappstellung des Paars Radauflagearme 42 skizziert. Der Radaufnahmeteil 40 ist an dem Grundkörper 30 über ein Zahnradgetriebe 60 beweglich gelagert. Hierfür umfasst der Radaufnahmeteil 40 eine bogenförmige Zahnradstange 46, mit der das Paar Radauflagearme 42 zumindest mittelbar gekoppelt ist. Der Grundkörper 30 weist ein Steuerzahnrad 32 mit einer Steuerzahnradantriebsmaschine 33 auf, wobei die Zahnradstange 46 des Radaufnahmeteils 40 mit dem Steuerzahnrad 32 des Grundkörpers 30 gepaart ist. Durch eine Drehbewegung des Steuerzahnrads 32 wird somit die Zahnradstange 46 und mit dieser das Paar Radauflagearme 42 relativ zum Grundkörper 30 bewegt. Des Weiteren umfasst der Grundkörper 30 zumindest einen Zapfen 34, wobei hier in dem in Fig. 2 skizzierten Beispiel der Grundkörper 30 zwei Zapfen 34 aufweist. Über diese Zapfen 34 ist der Radaufnahmeteil 40 an dem Grundkörper 30 beweglich gelagert, wobei horizontale Kräfte auf den Grundkörper 30 mittels der Zapfen 34 übertragen werden. Denn die Zahnradstange 46 weist eine Führungsschiene 47 auf, in der die zwei Zapfen 34 angeordnet sind. Bei der Bewegung des Radaufnahmeteils 40 von der Normalstellung in die Aufnahmestellung bilden diese Führungsschiene 47 und die zwei Zapfen 34 ein Kulissengetriebe 62.
In Fig. 3 ist der Parkroboter 20 nun in der Aufnahmestellung skizziert, das heißt mittels des Zahnradgetriebes 60 und des Kulissengetriebes 62 wurde der Radaufnahmeteil 40 mit der Zahnradstange 46 und den daran angeordneten Radauflagearmen 42 relativ zum Grundkörper 30 bewegt. Außerdem sind in Fig. 3 die jeweiligen Radauflagearme 42 in der Anhebestellung skizziert, das heißt das Paar Radauflagearme 42 wurde durch Zusammenklappen des zuvor gespreizten Paars Radauflagearme 42 in die Anhebestellung bewegt. Diese Bewegung erfolgt mittels der Drehgelenke 43.
In Fig. 4 sind verschiedene weitere Komponenten des Parkroboters 20 skizziert. Der Parkroboter 20 weist zum einen eine Sensoreinrichtung 56 auf, bei der es sich beispielsweise um eine Kamera oder ein Radargerät handelt, die dazu ausgelegt ist, eine Umgebung des Parkroboters 20 zu erfassen sowie Hindernisse für den Parkroboter 20 in der erfassten Umgebung zu lokalisieren. Zudem weist der Parkroboter 20 eine elektrische Antriebsmaschine 52, eine Batterie 50 zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschine 52 mit elektrischer Energie und zwei Antriebsräder 54 auf. Der Parkroboter 20 ist also dazu ausgelegt, mittels der elektrischen Antriebsmaschine 52 die zwei Antriebsräder 54 zum Fortbewegen des Parkroboters 20 anzutreiben. Hierbei können entsprechende Ansteuerbefehle von einer Steuereinrichtung des Parkroboters 20 bereitgestellt werden. Diese Steuereinrichtung kann zudem dazu ausgelegt sein, basierend auf den von der Sensoreinrichtung 56 erfassten bereitgestellten Daten betreffend die Umgebung des Parkroboters 20 sowie die in der erfassten Umgebung lokalisierten Hindernisse, eine Fahrtrajektorie für den Parkroboter 20 innerhalb beispielsweise einer vorgegebenen Infrastrukturumgebung, wie beispielsweise einem Parkhaus, zu bestimmen. Der Parkroboter 20 weist zudem eine Kommunikationsschnittstelle 58 auf, und zwar für eine Kommunikationsverbindung mit zumindest einem weiteren Parkroboter 20. Alternativ oder zusätzlich dazu kann über die Kommunikationsschnittstelle 58 eine Kommunikationsverbindung mit einem Infrastrukturverwaltungsserver, wie beispielsweise einem Parkhausverwaltungsserver, oder mit einem Leitroboter aufgebaut werden, über die beispielsweise die Fahrtrajektorie des Parkroboters 20 gesendet oder empfangen werden kann.
Um ein geparktes Kraftfahrzeug 10 zu transportieren, ist der Parkroboter 20 nun dazu ausgelegt, mit in der Einklappstellung gespreizten Radauflagearmen 42 und dem Radaufnahmeteil 40 in Normalstellung von außen neben das gewünschte Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 autonom heranzufahren. Dort erfasst der Parkroboter 20 mit der Sensoreinrichtung 56 den Radeinschlagwinkel 14 des Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10. Abhängig von dem erfassten Radeinschlagwinkel 14 wird von dem Parkroboter 20 die Aufnahmestellung des Radaufnahmeteils 40 derart bestimmt, dass in der Anhebestellung, wie sie in Fig. 3 skizziert ist, ein vorgegebenes Schonkriterium erfüllt ist. Dieses Schonkriterium umfasst die Information, dass das Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 stets derart gegriffen werden soll, dass die Radauflagearme 42 des Parkroboters 20 gleichmäßig auf die beiden gegenüberliegenden Radmantelflächen des Rades 12 drücken, das heißt dass das Paar Radauflagearme 42 in der Anhebestellung senkrecht zu einer Radfläche des Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet ist. Hierdurch wird eine nur lokal und nicht gleichmäßig auf die gesamte Reifenbreite 16 verteilte Krafteinwirkung auf das Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 beim Anheben des Rades 12 sowie während des angehobenen Zustands des Rades 12 vermieden.
Der Parkroboter 20 ist dazu ausgelegt, den Radaufnahmeteil 40 in die bestimmte Aufnahmestellung zu bewegen und das Rad 12 durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme 42 in die Anhebestellung anzuheben. Diese Endpositionierung des Parkroboters 20 ist sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. 1 skizziert.
Vor dem Ausklappen des Paars der Radauflagearme 42 ist es zudem möglich, dass der Parkroboter 20 mittels der Sensoreinrichtung 56 die Reifenbreite 16 des Rades 12 erfasst. Abhängig von der erfassten Reifenbreite 16 wird nun eine Grundkörperposition relativ zum Kraftfahrzeug 10 derart bestimmt, dass der Radaufnahmeteil 40 in der Aufnahmestellung ein vorgegebenes Abstandskriterium zum Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 erfüllt. Diesem Abstandskriterium liegt der Gedanke zugrunde, dass es besonders sinnvoll und schonend für das Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 ist, wenn ein Drehpunkt 18, um den die bogenförmige Zahnradstange 46 gedreht wird, dem Drehpunkt 18 des Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10 entspricht. Dieser gemeinsame Drehpunkt 18 ist in Fig. 3 mit einem Kreuz markiert.
Der Parkroboter 20 ist nun dazu ausgelegt, den Grundkörper 30 in die bestimmte Grundkörperposition zu fahren, was letztendlich bewirkt, dass der Parkroboter 20 mit dem Radaufnahmeteil 40 in der Aufnahmestellung derart relativ zum Kraftfahrzeug 10 positioniert ist, dass der Drehpunkt 18 des Radaufnahmeteils 40 sowie des Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10 zumindest unter Berücksichtigung eines Toleranzbereichs von bis zu typischerweise 15 Millimetern übereinstimmen.
In Fig. 4 ist außerdem eine geschnittene Seitenansicht des Parkroboters 20 skizziert, aus der deutlich wird, wie mit Hilfe der Zapfen 34 der Radaufnahmeteil 40 und die Radauflagearme 42 gegenüber dem Grundkörper 30 in eine gewünschte Position, die Normalposition oder die Aufnahmestellung, gedreht werden können. Die Zapfen 34, die in der Führungsschiene 47 verlaufen, können zusätzlich die Abstützkräfte bei der Aufnahme des Kraftfahrzeugs 10 aufnehmen und in den Grundkörper 30 des Parkroboters 20 einleiten. Mit Hilfe der passiven Rollen, das heißt der Abgleitrollen 44 an jeweiligen Radauflagearmen 42 kann der Radaufnahmeteil 40 gedreht werden, auch wenn das Rad 12 aufgenommen wurde, da die Kräfte sich entsprechend aufteilen. Insgesamt zeigen die Beispiele, wie bei dem Parkroboter 20 anstelle einer festen Anbindung der Radauflagearme 42 zur Aufnahme des Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10 diese Radauflagearme 42 auf einem drehbaren Radaufnahmeteil 40 angeordnet sein können. Dieses Radaufnahmeteil 40 umfasst das Paar Radauflagearme 42 und die Zahnradstange 46 mit der Führungsschiene 47 und ist beweglich relativ zum Grundkörper 30 des Parkroboters 20 angeordnet, der das Steuerzahnrad 32 und die zwei Zapfen 34 umfasst. Mit Hilfe dieses Parkroboters 20 kann der Radaufnahmeteil 40 gegenüber dem Grundkörper 30 des Parkroboters 20 zu einer Lage parallel zur Radfläche des eingelenkten Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10 gedreht werden, wodurch die Radauflagearme 42 relativ zum Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 ausgerichtet werden. Insgesamt wird also ein System zur Aufnahme von einem geparkten Kraftfahrzeug 10 mit eingelenkten Rädern 12 mittels eines Parkroboters 20 beschrieben.
Bezugszeichenliste Kraftfahrzeug
Rad
Radeinschlagwinkel
Reifenbreite
Drehpunkt
Parkroboter
Grundkörper
Steuerzahnrad
Steuerzahnradantriebsmaschine
Zapfen
Radaufnahmeteil
Radauflagearm
Drehgelenk
Abgleitrolle
Rotationsachse
Zahnradstange
Führungsschiene
Batterie
Antriebsmaschine
Antriebsrad
Steuereinrichtung
Kommunikationseinrichtung
Zahnradgetriebe
Kulissengetriebe
Koordinatensystem

Claims

Patentansprüche
1. Parkroboter (20) zum Transportieren eines geparkten Kraftfahrzeugs (10), wobei der Parkroboter (20) einen Grundkörper (30) und ein am Grundkörper (30) zwischen ei ner Normalstellung und einer Aufnahmestellung beweglich gelagertes Radaufnahme teil (40) mit einem zwischen einer Einklappstellung und einer Anhebestellung beweg lichen Paar Radauflagearme (42) aufweist und dazu ausgelegt ist:
mit in der Einklappstellung gehaltenen Radauflagearmen (42) und dem Radauf nahmeteil (40) in Normalstellung von außen neben ein Rad (12) des Kraftfahr zeugs (10) autonom heranzufahren;
einen Radeinschlagwinkel (14) des Rades (12) zu erfassen;
abhängig von dem erfassten Radeinschlagwinkel (14) die Aufnahmestellung der art zu bestimmen, dass bei in der Anhebestellung angeordnetem Radaufnahme teil (40) ein vorgegebenes Schonkriterium erfüllt ist;
den Radaufnahmeteil (40) in die bestimmte Aufnahmestellung zu bewegen; und das Rad (12) durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme (42) in die Anhebestellung anzuheben.
2. Parkroboter (20) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Parkroboter (20) dazu ausgelegt ist, vor dem Zusammenklappen des Paars der Radauflagearme (42): eine Reifenbreite (16) des Rades (12) des Kraftfahrzeugs (10) zu erfassen;
abhängig von der erfassten Reifenbreite (16) eine Grundkörperposition relativ zum Kraftfahrzeug (10) derart zu bestimmen, dass der Radaufnahmeteil (40) in der Aufnahmestellung ein vorgegebenes Abstandskriterium zum Rad (12) des Kraftfahrzeugs (10) erfüllt; und
den Grundkörper (30) des Parkroboters (20) in die bestimmte Grundkörperpositi on zu fahren.
3. Parkroboter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Radaufnah meteil (40) an dem Grundkörper (30) über ein Zahnradgetriebe (60) beweglich gela gert ist, wobei insbesondere der Radaufnahmeteil (40) eine bogenförmige Zahnrad stange (46) umfasst, mit der das Paar Radauflagearme (42) zumindest mittelbar ge koppelt ist, und der Grundkörper (30) ein mit der Zahnradstange (46) gepaartes Steuerzahnrad (32) mit einer Steuerzahnradantriebsmaschine (33) umfasst.
4. Parkroboter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (30) zumindest einen Zapfen (34) umfasst, der dazu ausgelegt ist, den Radaufnah- meteil (40) an dem Grundkörper (30) beweglich zu lagern und horizontale Kräfte auf den Grundkörper (30) zu übertragen.
5. Parkroboter (20) nach Anspruch 4 in dessen Rückbezügen auf Anspruch 3, wobei die Zahnradstange (46) eine Führungsschiene (47) aufweist, in der der zumindest eine Zapfen angeordnet ist, und bei der Bewegung des Radaufnahmeteils (40) von der Normalstellung in die Aufnahmestellung die Führungsschiene (47) und der zumindest eine Zapfen (34) ein Kulissengetriebe (62) bilden.
6. Parkroboter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweiligen Radauflagearme (42) eine jeweilige Abgleitrolle (44) aufweisen, deren jeweilige Rota tionsachse (45) parallel zu einer Längsausdehnung des jeweiligen Radauflagearms (42) angeordnet ist.
7. Parkroboter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (30) eine elektrische Antriebsmaschine (52), eine Batterie (50) zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschine (52) mit elektrischer Energie und mindestens ein An triebsrad (54) umfasst und dazu ausgelegt ist, mittels der elektrischen Antriebsma schine (52) das mindestens eine Antriebsrad (54) zum Fortbewegen des Parkrobo ters (20) anzutreiben.
8. Parkroboter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Parkroboter (20) eine Sensoreinrichtung (56) umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Umgebung des Parkroboters (20) zu erfassen sowie Hindernisse für den Parkroboter (20) in der er fassten Umgebung zu lokalisieren, wobei die Sensoreinrichtung (56) insbesondere dazu ausgelegt ist, den Radeinschlagwinkel (14) des Rades (12) des Kraftfahrzeugs (10) zu erfassen.
9. Verfahren zum Betreiben eines Parkroboters (20) zum Transportieren eines
geparkten Kraftfahrzeugs (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Parkroboter (20) einen Grundkörper (30) und ein am Grundkörper (30) zwischen einer Normalstellung und einer Aufnahmestellung beweglich gelagertes Radaufnah meteil (40) mit einem Paar Radauflagearme (42) aufweist, wobei das Paar Radaufla gearme (42) zwischen einer Einklappstellung und einer Anhebestellung am Radauf nahmeteil (40) beweglich angeordnet ist, umfassend die Schritte: autonomes Heranfahren des Parkroboters (20) von außen neben ein Rad (12) des Kraftfahrzeugs (10) mit in der Einklappstellung gespreizten Radauflagearme (42) und dem Radaufnahmeteil (40) in Normalstellung;
Erfassen eines Radeinschlagwinkels (14) des Rades (12) des Kraftfahrzeugs
(10);
Bestimmen der Aufnahmestellung abhängig von dem erfassten Radeinschlagwin kel (14), wobei in der Anhebestellung ein vorgegebenes Schonkriterium erfüllt ist; Bewegen des Radaufnahmeteils (40) in die bestimmte Aufnahmestellung; und - Anheben des Rades (12) durch Zusammenklappen des Paars der Radauflagear me (42) in die Anhebestellung.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei drei weitere Parkroboter (20) jeweils ein weiteres Rad (12) von insgesamt vier Rädern des Kraftfahrzeugs (10) an heben, die vier Parkroboter (20) jeweils in Übereinstimmung mit jeweiligen bereitge stellten Fahrtrajektorien zu einer vorgegebenen Zielposition fahren und dort das Kraftfahrzeug (10) durch Spreizen der jeweiligen Radauflagearme (42) in die Ein klappstellung absetzen.
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