WO2021083628A1 - Fahrerlose transportvorrichtung und fahrerloses transportsystem zum transportieren von gegenständen sowie verfahren zum betreiben einer fahrerlosen transportvorrichtung und eines fahrerlosen transportsystems zum transportieren von gegenständen - Google Patents

Fahrerlose transportvorrichtung und fahrerloses transportsystem zum transportieren von gegenständen sowie verfahren zum betreiben einer fahrerlosen transportvorrichtung und eines fahrerlosen transportsystems zum transportieren von gegenständen Download PDF

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WO2021083628A1
WO2021083628A1 PCT/EP2020/078185 EP2020078185W WO2021083628A1 WO 2021083628 A1 WO2021083628 A1 WO 2021083628A1 EP 2020078185 W EP2020078185 W EP 2020078185W WO 2021083628 A1 WO2021083628 A1 WO 2021083628A1
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WO
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transport device
rotation
axis
wheel
driverless transport
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/078185
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benedikt NAGEL
Fabian Gruler
Egor Melnikov
Marco Werschler
Matthias Huber
Michael Rosen
Yannik Abelmann
Yvonne Fürderer
Original Assignee
Ims Gear Se & Co. Kgaa
Antrimon (Deutschland) Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0295—Fleet control by at least one leading vehicle of the fleet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/063—Automatically guided
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means

Definitions

  • the present invention relates to a driverless transport device and a driverless transport S ystem for transporting objects. Furthermore, the invention relates to a method for operating an automated transport device and a driverless transport S ystems for transporting articles.
  • the objects are transported using load carriers, for example crates, boxes or pallets.
  • load carriers for example crates, boxes or pallets.
  • From DE 102013 017 062 Al is a driverless transport S ystem known, which has two conveying skids of a fork lift elongate in the manner of a fork Cavities of a pallet can be introduced.
  • the conveyor skids have a lifting device with which the pallet can be raised slightly from the ground and then transported to the desired location and lowered again there.
  • the object of an embodiment of the present invention is to propose a driverless transport device for transporting objects, which can be easily integrated into existing transport processes, provides good maneuverability and additional functions that have not yet been available. Furthermore, an embodiment of the present invention is based on the object of providing a method create, with which the driverless transport device operated under the provision of additional functions who can.
  • the object of a driverless transport S ystem and drive a United to create can be operated with which a plurality of driverless transportation devices by providing additional features.
  • the sensor unit is arranged in a section delimited by the outer contour and the first axis of rotation or the second axis of rotation, and
  • the sensor unit is designed so that it only covers the part of the environment on the side of the first axis of rotation or the second axis of rotation detected on which the sensor unit is arranged.
  • the objects that can be transported with the driverless transport device are, in particular, load carriers such as pallets, crates or boxes on or in which goods and goods are stored.
  • load carriers such as pallets, crates or boxes on or in which goods and goods are stored.
  • other objects can also be transported with the driverless transport device using appropriate adapters, for example strollers, hospital beds or garbage cans.
  • the driverless transport device can be rotated with a very small radius or even on the spot, whereby the maneuverability of the driverless transport device and the transported object compared to known transport devices is clear is increased.
  • Driverless transport devices known from the prior art have sensor units with which the immediate environment can be detected. For example, obstacles can be identified and appropriate countermeasures initiated. Depending on the type of obstacle, it can be bypassed or the driverless transport device can be stopped. Since driverless transport devices pose a not inconsiderable danger for people in the vicinity, and in order to enable smooth operation, the environment must be continuously monitored. As a result, the sensor unit must be able to capture 360 ° of the surroundings. The sensors required for this are comparatively complex. In this embodiment, the sensor unit is arranged in such a way that it can detect a maximum of 180 ° of the surroundings.
  • the outer contour is arranged in such a way that the area in front of the driverless transport device in the direction of travel is detected. As a result, the sensor unit can be constructed much more simply and the corresponding driverless transport device can be provided more cost-effectively.
  • the sensor section should be that section of the driverless transport devices between the axis of rotation and the outer contour. In the event that the driverless transport device has several axes of rotation, the sensor section should be the one that sweeps over the smallest area perpendicular to the axis of rotation or in the top view.
  • the sensor unit can include cameras, ultrasonic sensors, laser-based sensors or radar-based sensors or the like, with which the surroundings can be recorded with sufficient accuracy even under different conditions. It is advisable to attach the sensors to the support structure at different heights, so that in particular detection close to the ground is possible.
  • the outer contour of the support structure in plan view is essentially rotationally symmetrical about an axis of rotation, the support section and / or the first wheel and the second wheel within the outer are arranged on the contour or are flush with the outer contour.
  • the first and second axes of rotation usually run essentially parallel to a base on which the first wheel and the second wheel roll. This document is, for example, the loading area of a truck or the floor of a workshop.
  • the axis of rotation should in the intended use of the automated guided vehicle, in particular special when it rolls on the base, run essentially perpendicular to the base union.
  • the outer contour should be understood to mean the outer edge of the supporting structure, wherein the outer edge of the supporting structure can also be formed by a housing.
  • the driverless transport device does not have any eccentric sections. For example, if the driverless transport device is located in the elongated cavities of a pallet and is to be rotated on the spot, it ensures that a rotation of 360 ° is possible without the driverless transport device striking the pallet with eccentric sections.
  • the transport device can have a store for electrical energy, which in plan view protrudes in sections over the outer contour of the support structure, the store being movably attached to the support structure.
  • the top view relates to the intended use, in which the first wheel and the second wheel unroll a pad.
  • the outer contour can be designed to be rotationally symmetrical to the axis of rotation, so that when the driverless transport device rotates about the axis of rotation, no eccentric sections can strike, for example, the walls of the cavities of a pallet.
  • the store for electrical energy which is required, for example, to drive the wheels and to operate the sensor unit, protrudes in sections over the outer contour of the support structure, so that the store forms an eccentric section. This allows the space enclosed by the storage unit and its loading capacity to be increased.
  • the memory is movably attached to the support structure, so that when it strikes the walls of the cavities of a pallet, for example, it does not impair the further rotation of the driverless transport device.
  • the loading capacity of the memory can be increased without restricting the maneuverability of the driverless transport device.
  • the memory can be attached to the support structure so as to be rotatable about the axis of rotation.
  • the outer contour of the support structure is designed to be rotationally symmetrical to the axis of rotation, it is advisable to also attach the memory to the support structure so that it can rotate about the axis of rotation.
  • an annular groove can be provided, in which the memory engages positively with a correspondingly designed projection.
  • a further developed embodiment is characterized in that the memory is arranged outside the sensor section.
  • the memory can be movably attached to the support structure.
  • the mobility can be restricted. This can be done, for example, in that the aforementioned annular groove does not protrude into the sensor section. In this way, in spite of the movable attachment of the memory to the supporting structure, the perfect functionality of the sensor is guaranteed.
  • the memory is releasably attached to the support structure.
  • the releasable attachment of the memory to the support structure makes it possible to simplify the charging process.
  • an empty memory can be exchanged for a full memory within a short time.
  • the empty memory can be charged during the time in which the full memory ensures the operation of the automated guided vehicle.
  • the exchange of an empty memory for a full memory can be automated so that, on the one hand, the exchange can be carried out in good time and, on the other hand, with only a slight interruption in operation and without the assistance of a user.
  • the transport device comprises a force measuring device with which the force acting on the support section is determined.
  • the transport device comprises a force measuring device with which the force acting on the support section is determined.
  • the weight of the transported object can be determined. This results in various areas of application.
  • garbage cans can also be transported with the driverless transport device. Since the weight of the relevant garbage can can be determined, a consumption-dependent billing of the garbage fees is made possible.
  • the driverless transport device can also be used to load trucks. Overloading can also be avoided with regard to the truck.
  • the loading area of the truck can be loaded as evenly as possible. In this way, in particular, the risk of the truck skidding while driving can be reduced and a contribution to road safety can be made.
  • the transport device has at least one support wheel and / or one bristle section.
  • the number of wheels that are stored in the chassis can be freely selected. For example, it is possible to provide three or four wheels so that the transport device cannot tip over. However, on the one hand the technical effort is kept low and on the other hand the maneuverability is increased if only two wheels are provided. In this case, however, the driverless transport device can tilt so that it rests with part of the support structure on the base and drags over the base. To prevent this tilting, a support wheel and / or a bristle section can be provided.
  • the support wheel should differ from the wheels in that it is not driven, but in particular can be rotated about an axis of rotation running parallel to the axis of rotation and can therefore steer. Understandably, several such support wheels can also be provided.
  • the bristle section can be provided with a number of correspondingly resilient bristles.
  • the provision of a borehole section also has the effect of preventing tilting and dragging.
  • the bristles act like a broom and remove at least small obstacles such as dirt particles from the environment in front of the Transportvor direction in the direction of travel. These obstacles therefore do not interfere with the rolling of the wheels on the surface.
  • all wheels may be mounted for rotation about a common axis of rotation and a self-S have tabilisie reasoner the driverless transport device.
  • the transport device can be rotated about the common axis of rotation, so that it can tilt about it if the load is not exactly uniform.
  • the support structure can drag over the base.
  • the driverless transport device has a self-stabilizing device that can include, for example, an inclination sensor or a gyroscope.
  • stabilizing countermeasures can be taken to reduce the inclination of the driverless transport device to an uncritical level. This can be done, for example, by controlling the drive unit so that the wheels are rotated in such a way that a torque counteracting the tilting ment can be generated.
  • balancing weights or balancing shafts that can be shifted within the support structure depending on the inclination, whereby a torque that counteracts the tilting can also be generated.
  • the transport device can have a signal transmitter for outputting a warning signal.
  • the notification signal can in particular be output in optical and / or acoustic form.
  • the warning signal can be output in various cases, for example if the driverless transport device is defective, an unexpected obstacle is detected which cannot be overcome, or if it is determined that the object to be transported is too heavy and the driverless transport device as a result would be overloaded.
  • the transport device can have a handle for gripping the transport device.
  • it can weigh less than 10 kg, so that it can be carried by a user, whereby the transport device can be flexibly transported from one place to another without having to cover the path itself.
  • the carrying handle makes it easier to carry.
  • the driverless transport device comprises a lifting device, which interacts with the support structure, for raising and lowering at least one support section which interacts with the objects to transport them. It is basically possible to use the object to be transported, for example Place a crane or a forklift on the driverless transport device in order to then move the object to the desired destination. In this case, however, it is necessary to lift the object to be transported in order to remove it from the ground.
  • the driverless transport device can also be used to move objects that have rollers themselves, such as hospital beds or garbage cans. These objects do not necessarily have to be lifted in order to be able to move them.
  • the lifting device By means of the lifting device, however, it is possible to drive the driverless transport device into a corresponding recess of the object to be transported, for example into the elongated cavity of the pallet already mentioned, the pallet still standing on the floor.
  • the lifting device When the automated guided vehicle is in the desired position, the lifting device is activated, whereby the pallet is raised from the floor.
  • the Spreizeinrich device is then activated so that the driverless transport device can align with the pallet.
  • the driverless transport device is frictionally connected to the pallet, so that the pallet can largely be prevented from slipping relative to the driverless transport device. This can be particularly relevant if the pallet is to be transported along an inclined surface. It is therefore also possible to transport objects without them having to be lifted and placed on the driverless transport device beforehand. In addition, it is also possible to transport objects which themselves do not have rollers or the like and therefore cannot be pulled.
  • One embodiment of the invention relates to a method for operating a driverless transport device according to one of the embodiments presented above, comprising
  • One of the selectable properties can be the evenness of the surface on which the transport device rolls.
  • the support section can be raised or lowered accordingly. In this way, shocks and vibrations acting on the objects being transported are kept low and the objects are protected.
  • the process comprises the following steps:
  • the transport device can be designed in such a way that it can determine the weight of the object or objects being transported. If a loading area, for example the loading area of a truck, is to be loaded, the transport device can be operated in such a way that the loading area is loaded as evenly as possible. For this purpose, the positions where the objects are placed on the loading area are selected depending on the weight of the objects in question. Even loading makes a contribution to the road safety of the truck in question and, in particular, reduces the risk of skidding. This also applies analogously to the loading of other means of transport such as ships and aircraft.
  • a further developed training of the procedure specifies the following step:
  • the weight of the objects that are to be placed on the loading area is not necessarily known in advance, it may be possible to change the selected position. to change the options in order to equalize the loading of the loading area.
  • the method according to this embodiment can be carried out, for example, in such a way that the loading area is initially loaded so far that all objects that are to be transported by truck, for example, are placed on its loading area.
  • the driverless transport device stores the position and weight of the objects that are placed on the loading area. After loading has been completed, the driverless transport device then changes the positions of the corresponding objects within the loading area in such a way that the loading area is loaded as evenly as possible, if this should be necessary.
  • the procedure includes the following steps:
  • the transport device outputs a warning signal when the maximum load is reached or exceeded.
  • the transport device can set the further loading of the loading area from. This prevents the loading area from being overloaded.
  • the driverless transport S ystem comprises a plurality of saw rerlosen transport devices, where the number may be arbitrarily selected ge. The minimum number should be two. Depending on the objects to be transported, a number of three or four transport devices will be most suitable.
  • the transport S ystem but can also several sub-groups, for example, four transport devices include, the number of transporters of the subgroups does not have to be the same.
  • the communication device can use a WLAN network or the like.
  • each of the transport devices and the control unit have a transmitter / receiver unit.
  • This transceiver unit can also be used in the manner of a relay station and operated as a repeater to maintain the stability of the WLAN network.
  • the WLAN network may not be sufficient.
  • the repeater function strengthens the WLAN network even in areas with a weak WLAN network.
  • the tasks that the driverless transport system should perform can be defined in the control unit.
  • the objects that are to be transported can be identified.
  • the current location and the target location of the objects to be transported can be defined.
  • Each of the transport devices each has a sensor unit for detecting the surroundings of the transport device, wherein
  • the sensor unit is arranged in a section delimited by the outer contour and the first axis of rotation or the second axis of rotation, and
  • the sensor unit is designed such that it only detects that part of the environment on the side of the first axis of rotation or the second axis of rotation on which the sensor unit is arranged, wherein
  • At least a first one of the sensor units is oriented in a first direction and at least a second one of the sensor units is oriented in a second direction.
  • all driverless transport devices that are combined to form a transport system have the same sensor units. If, for example, two transport devices are combined to form a transport system, the sensor unit of the first transport device can be oriented towards the front and the sensor unit of the second transport device can be oriented towards the rear, as seen in the direction of travel. In this respect, the environment of the driverless transport system can be adequately monitored without particularly powerful sensor units would have to be used.
  • one of the driverless transport devices can be designed as a master and the rest of the driverless transport devices can be designed as slaves
  • the master can have a master sensor unit for detecting the environment of the master
  • the master can display information relating to the environment of the master the control unit and / or to the slaves.
  • the master differs from the slaves in that only the master has the master sensor unit.
  • the slaves either have no sensor unit at all or only a significantly simpler sensor unit.
  • the master sensor unit is designed in such a way that it can be used to record not only the immediate surroundings of the master itself, but also the surroundings of all slaves. In this respect, the master sensor unit must be designed to be correspondingly powerful. Due to the fact that the slaves do not have to have a sensor unit, or only have to have a much more simply constructed sensor unit, the outlay on the sensor units used can be reduced. The achievable advantage is greater, the more slaves are used.
  • the master can also be equipped with a particularly powerful communication device in order to ensure sufficient network coverage, for example within the workshop.
  • the master can be positioned in such a way that the network, for example the WLAN network, can be reinforced particularly effectively so that the exchange of information with all slaves is guaranteed.
  • the master can constantly adapt its position to the strength of the network and the position of the slaves.
  • This implementation of the invention is used when an object is lifted and transported by several transport devices. If it is found that the force acting on a support section of a first transport device differs significantly from the force acting on the support section of a second or third transport device, this can be interpreted as a sign that the weight of the object is unevenly applied to those involved Transport devices is distributed. The support section of the first transport device is lowered, as a result of which excessive loads on one of the transport devices are avoided. The wear and tear on the transport devices used will also be more even.
  • a variant of the present invention relates to a procedural ren for operating a driverless transport S ystems by ei nem the previous embodiments, comprising the steps of:
  • one of the selectable properties can be the evenness of the surface on which the transport devices roll. If unevenness such as bumps are detected, which could lead to the transported object being able to touch the base between the two transport devices, the support sections are raised in such a way that it is prevented from touching down. Disturbances in the operational process are thus prevented.
  • FIG. 1A shows a perspective illustration of a first exemplary embodiment of a transport device according to the invention for transporting objects
  • Figure 1B is a basic and not to scale plan view of the embodiment shown in Figure 1A of the transport device
  • Figure 2 is a perspective view of a second exemplary embodiment of the transport device according to the invention.
  • Figure 3A is an isolated and perspective exploded view of a lifting device of the transport device
  • FIG. 3B shows an isolated illustration of a force measuring device according to a first exemplary embodiment, which is integrated into the lifting device
  • FIG. 3C shows an isolated illustration of a force measuring device according to a second exemplary embodiment, which is integrated into the lifting device
  • FIG. 4 shows a basic illustration of part of a support structure of the transport device according to the invention according to a third exemplary embodiment, on which a store for electrical energy is movably attached to the support structure,
  • FIG. 5 shows a plan view of an object which is transported by a transport system
  • FIG. 6A shows a side view of a third exemplary embodiment of the transport device according to the invention, which has a spreading device
  • FIG. 6B shows a plan view of the third exemplary embodiment of the transport device according to the invention shown in FIG. 6A,
  • FIG. 6C shows a sectional view through the third exemplary embodiment of the transport device along the sectional plane A-A defined in FIG. 6B,
  • FIG. 6D shows a sectional illustration through the third exemplary embodiment of the transport device along the sectional plane B-B defined in FIG. 6B,
  • FIG. 6E shows an enlarged illustration of the section Q marked in FIG. 6D
  • FIG. 6F an isolated illustration of an actuating element of a decoupling unit
  • FIG. 7A shows a perspective illustration of a fourth exemplary embodiment of the transport device according to the invention, which has a spreading device
  • FIG. 7B shows the spreading device of the transport device according to the invention according to the fourth exemplary embodiment in an isolated top view, the spreading device being in a first position
  • FIG. 7C shows the spreading device shown in FIG. 7B in a second position on the basis of a bottom view
  • FIG. 8 shows a loading area which is loaded with a plurality of objects using a transport system
  • Figure 9 is a workshop in which a transport S ystem been set.
  • FIGS. 1A and 1B A first embodiment of a transport device 10i according to the present invention is shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the transport device 10i is shown on the basis of a perspective representation, while FIG. 1B shows a top view of the transport device 10i shown in FIG. 1A, FIG. 1B not being to scale and only of a principle nature.
  • the transport device 10i has a support structure 12 which, in the present exemplary embodiment, is formed by a housing 13 which has an outer contour 14.
  • the outer contour 14 denotes the outer surfaces and edges of the support structure 12 or the housing 13.
  • a chassis 16 is attached to the support structure 12, in which a first wheel 18 and a second wheel 20 about a first axis of rotation D1 and a second axis of rotation D2 are rotatably mounted.
  • the first axis of rotation Dl and the second axis of rotation D2 coincide, so that a common axis of rotation D is present.
  • the transport device 10i further comprises a drive unit 22, which is also attached to the support structure 12.
  • the drive unit 22 has a first drive motor 24 and a second drive motor 26, the first drive motor 24 being arranged adjacent to the first wheel 18 and the second drive motor 26 being arranged next to the second wheel 20.
  • the first drive motor 24 is connected to a first gear 28 with the first wheel 18 and the second drive motor 26 with a second gear 30 connected to the second wheel 20, so that the rotary movement provided by the first drive motor 24 and the second drive motor 26 can be transmitted directly to the first wheel 18 and the second wheel 20, respectively.
  • the first drive motor 24 can be operated independently of the second drive motor 26, so that the first wheel 18 and the second wheel 20 can also be driven in different directions and at different speeds, whereby the transport device 10i can be rotated.
  • the transport device 10i comprises a lifting device 32, which is shown separately in FIG. 3A.
  • the lifting device 32 is provided with a spindle nut 34 which can be rotated about an axis R of rotation by means of a third drive motor 36.
  • the axis of rotation R is perpendicular to the common axis of rotation D and, when used as intended, vertical.
  • the spindle nut 34 cooperates with a non-rotatable spindle 37, which in turn is connected to a support section 39 which, in the firstmonysbei, play the transport device 10i in the manner of a turntable which is rotatable with respect to the housing 13.
  • the spindle nut 34 is rotated about the axis of rotation R by means of the third drive motor 36, the spindle 37 and the supporting section 39 connected to it are moved along the axis of rotation R.
  • the support section 39 is either raised or lowered depending on the direction of rotation of the third drive motor 36 lowered.
  • the The transport device 10i is moved into a cavity in the pallet 40 and then the lifting device 32 is activated in such a way that the support section 39 is raised.
  • the Tragab section 39 is consequently brought into contact with the pallet 40, which is consequently raised so that it no longer has any contact with the base.
  • the pallet 40 can then be brought to the desired location with the transport device 10i.
  • the support section 39 of the lifting device 32 has a plate 42 and a knobbed mat 44 connected to the plate 42.
  • the knobbed mat 44 can be glued to the plate 42, for example.
  • the plate 42 is connected to the spindle 37 by means of a clamping sleeve 46.
  • the clamping sleeve 46 also attaches a plate housing 48, which is open towards the plate 42, to the spindle 37.
  • An O-ring 50 is inserted into a circumferential groove of the clamping sleeve 46 and seals the clamping sleeve 46 from the plate 42.
  • an axial roller bearing 52 is arranged so that the support section 39 can rotate relative to the plate housing 48 and the rest of the transport device 10i.
  • a rubber ring 54 is arranged between the axial roller bearing 52 and the plate 42. The rubber ring 54 allows Kippbewe movements between the plate 42 and the axial roller bearing 52, which are caused by an uneven load on the support section 39.
  • a force measuring device 56i is arranged in the plate housing 48, which is shown separately in FIG. 3B.
  • the force measuring device 56i comprises a total of six capacitive force sensors 58, which are located in a first Group 60 and a second group 62, each with three force sensors 58, can be subdivided.
  • the main surfaces of the force sensors 58 of the first group 60 are based on the intended use of the transport device 10i in a horizontal plane, while the main surfaces of the force sensors 58 of the second group 62 are perpendicular to the main surfaces of the force sensors 58 of the first group 60.
  • the force sensors 58 of the first group 60 are configured in the shape of a circular ring sector, while the force sensors of the second group 62 are configured in the shape of a cylinder sector.
  • the main surfaces of the force sensors 58 of the second group 62 are in the intended use of the transport device 10i in a vertical plane.
  • resistive force sensors, strain gauges or printed electronics can also be used.
  • a second embodiment of the force measuring device 562 is shown, which differs from the force measuring device 56in according to the first embodiment essentially in that it has only three capacitive force sensors 58, which can be assigned to the first group 60.
  • the force sensors 58 of the first group 60 are used to determine vertically acting forces.
  • the force sensors 58 of the second group 62 are used to determine forces acting horizontally. Due to the division of the force sensors 58 into the first group 60 and the second group 62, the different load cases can be differentiated more precisely than is the case with the second embodiment of the force measuring device 562. Since, in principle, the different load cases can be better described with an increasing number of force sensors 58, efforts are made to increase the number of force sensors 58. However, this increases the space requirement. The arrangement of the force sensors 58 of the first group 60 perpendicular to the force sensors 58 of the second group 62 on the one hand increases the accuracy with which the load cases can be described, on the other hand the space required for this is kept within reasonable limits.
  • the force sensors 58 interact with an evaluation unit 63 so that the forces which act on the support section 39 can be determined.
  • the evaluation unit 63 can be used to determine how the forces are distributed over the support section 39. Due to the degrees of freedom which the mounting of the support section 39 in the lifting device 32 specifies, certain load cases, for example tilting pen, can be specified that are to be determined. In addition, the loads that can be determined depend on the arrangement of the force sensors 58 relative to the support section 39.
  • the information on the size and distribution of the forces acting on the Tragab section 39 can be used in various ways, which will be discussed in more detail later. At this point, reference should only be made to the fact that over-loading of the transport device 10i can be prevented. If the force acting on the support section 39 exceeds a certain level, the lifting of the support section 39 can be interrupted and by means of a signal transmitter 64 (see FIG. 1B) corresponding warning signal can be issued.
  • the reference signal can be output in optical and / or acoustic form, for example.
  • the transport device 10i has a sensor unit 66 with which the surroundings of the transport device 10i can be detected.
  • the sensor unit 66 can include cameras 67, ultrasonic sensors 69, laser-based sensors 71 or radar-based sensors or the like, with which the surroundings can be recorded with sufficient accuracy even under different conditions.
  • the ultrasonic sensors 69 are arranged below the camera 67 in relation to the perpendicular axis of rotation R.
  • the laser-based sensors 71 are related to the axis of rotation R between the camera 67 and the ultrasonic sensors 69 net angeord.
  • the environment can be captured not only in different ways, but also from different perspectives.
  • the sensor unit 66 is net angeord in a sensor section 68, which is delimited by the outer contour 14 and by the common axis of rotation D or a plane running through the common axis of rotation D and the axis of rotation R.
  • the transport device 10i has two such sensor sections 68, but the sensor unit 66 is only arranged in one of these sensor sections 68. The result of this arrangement is that the sensor unit 66 can only detect that part of the environment which is on the side of the common axis of rotation D or the plane running through it is arranged on which the sensor unit 66 is arranged.
  • the transport device 10i is equipped with a storage device 70 for electrical energy so that the relevant components can be supplied with electrical energy.
  • the outer contour 14 is at least partially rotationally symmetrical to the axis of rotation R.
  • the support section 39 and the first wheel 18 and the second wheel 20 are arranged within the outer contour 14. No components therefore protrude radially beyond the outer contour 14. This results in the effect that when the transport device 10i is rotated on the spot, which can be done by appropriately controlling the first wheel 18 and the second wheel 20, there are no eccentric sections that abut against adjacent objects the rotation could be impaired as long as the neighboring objects are at a distance which corresponds to at least the radius of the outer contour 14 about the axis of rotation R.
  • a bristle section 72 is arranged on the lower edge of the housing 13, which bristle section consists of a large number of bristles that are not explicitly visible here.
  • the first wheel 18 and the second wheel 20 are arranged on a common axis of rotation D. Consequently, the transport device 10i can tilt about the common axis of rotation D, so that the housing 13 rests on one side of the common axis of rotation D on the base and then, when the transport device 10i is moved, drags along on the base.
  • This grinding is prevented with the bristle section 72, which also has a stabilizing influence on the Has transport device 10i.
  • the Borstenab section 72 has the effect of a broom, so that at least smaller particles are removed and cannot negatively affect the rolling of the wheels 18, 20 on the base.
  • one or more support wheels can alternatively be used.
  • the transport device 10i is also equipped with a self-stabilizing device 74 (FIG. 1B), which can determine the inclination and the change in the inclination of the transport device 10i about the common axis of rotation D and can counteract this.
  • the self-stabilizing device 74 can include a gyroscope or a tilt sensor. If the self-stabilizing device 74 determines that the inclination about the common axis of rotation D exceeds a critical level, the self-stabilizing device 74 can initiate countermeasures.
  • the countermeasures can consist, for example, in a targeted acceleration or braking of the first wheel 18 and / or the second wheel 20.
  • a balance shaft not shown here, can be driven or weights, also not shown here, can be shifted. All measures serve to generate a torque counteracting the inclination about the axis of rotation D within the transport device 10i in order to reduce the inclination again to values below the critical level.
  • the self-stabilizing device 74 can only be used when no objects are being transported with the transport device 10i.
  • the transport device 10i is equipped with a communication device 76 with which the transport device 10i can exchange information with other communication partners, which will be discussed in greater detail later.
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a second exemplary embodiment of the transport device IO2 according to the invention.
  • the transport device IO2 according to the second embodiment is largely constructed in exactly the same way as the transport device 10i according to the first embodiment.
  • the transport device IO2 has a carrying handle 78 which is rotatably fastened to the carrying structure 12. The transport device 10i can consequently be gripped on the handle 78 in the manner of a bucket and transported to whoever.
  • part of a support structure 12 of the transport device IO3 according to the invention is reproduced according to a third exemplary embodiment using a basic and perspective illustration, the support structure 12 being designed as a housing 13.
  • the support structure 12 On one of the two arched Au . Jerusalem AW of the housing 13, two circular ring sector-shaped grooves 80 are arranged, in which a memory 70 for electrical energy engage positively and can be releasably connected to the housing 13.
  • the memory 70 is in this Ausulate approximately example in the manner of a backpack outside of the Ge housing 13 and forms an eccentric section.
  • the memory 70 can be moved within the two grooves 80, wherein it rotates about the axis of rotation R.
  • the trans port device 10i can therefore be moved within certain limits on the spot in rooms which are only insignificant.
  • the memory 70 abuts the walls of the pallet 40 and is rotated due to the rotational movement of the transport device 10i along the grooves 80 about the axis of rotation R of the transport device 10i. The memory 70 does not hinder the further rotation of the transport device 10i.
  • FIG. 5 shows a top view of an object 38 which can be transported with a transport system 81 according to the present invention.
  • the object 38 is designed as a pallet 40, on which objects not shown in detail, such as boxes or the like, can be placed.
  • the pallet 40 shown has three transverse timbers 82 on which a total of five boards 84 are nailed up. In each transverse timber 82 there are two recesses, which cannot be seen in FIG. 5, which are each arranged in alignment with the recesses in the adjacent transverse timbers 82.
  • the transport system 81 comprises a total of seven transport devices 10, which are described in FIGS. 1A and 1B and are only shown in principle in FIG.
  • the lifting device 32 is then raised so that the pallet 40 can be removed from the base and then transported to the desired location.
  • a seventh transport device 10i is not introduced into the recesses in the pallet 40.
  • the seventh transport device 10i is configured as a so-called master 86, while the remaining six transport devices 10 as Slaves 88 are designed.
  • the master 86 is used in particular to detect the environment, since it is positioned outside the pallet 40 and therefore, in contrast to the slaves 88, can better recognize the environment.
  • the master 86 can transmit commands to the slaves 88, in particular in relation to obstacles.
  • the master 86 accompanies the slaves 88 until the pallet 40 has been transported to the desired location.
  • the lifting device 32 is then activated accordingly, so that the pallet 40 is placed on the base again.
  • the slaves 88 out of the pallet 40 and can be used to transport another object who the.
  • the seven transport devices 10 can be structurally identical. However, it is also possible to provide the master 86 with a particularly powerful master sensor unit 90, since the environment can be recorded over a particularly large area with it.
  • each of the transport devices 10 can be defined as a master 86 or a slave 88.
  • the trans port devices 10 can therefore be used in different ways.
  • the master 86 serves to capture the surroundings of the pallet 40 as comprehensively as possible.
  • the sensor unit 66 requires an above-average amount of electrical energy. Due to the possibility of also using one of the other transport devices 10 as master 86, it is prevented that the memory 70 of a transport device 10i is emptied faster than those of the other transport devices 10. All transport devices 10 are also loaded equally, which prevents one or more of the transport devices 10 will wear out more quickly and require maintenance than others. For transportation of the further object 38, another one of the transport devices 10 can be used as a master 86.
  • FIG. 6A a fourth exemplary embodiment of the proposed transport device IO4 is shown on the basis of a side view and in FIG. 6B on the basis of a top view.
  • FIGS. 6C to 6E show sectional views of a fourth exemplary embodiment of the proposed transport device IO4.
  • the basic structure of the transport device IO4 according to the fourth exemplary embodiment largely corresponds to that of the exemplary embodiments described above, so that only the differences will be discussed in the following.
  • the transport device IO4 comprises a spreader device 98 which, in the fourth exemplary embodiment of the transport device IO4, comprises two spreader arms 100 which can be adjusted between a first position and a second position by means of an adjustment unit 106.
  • the two spreading arms 100 are shown in a second position, in which the spreading arms 100 protrude beyond the outer contour 14 of the support structure 12.
  • the spreader arms 100 are located within the outer contour 14, so that there are no eccentric sections which, when the transport device IO4 is rotated, hit adjacent objects 38 on the spot and therefore hinder the rotation.
  • the spreader arms 100 are displaceably mounted in guide tracks 102, the guide tracks 102 being formed by grooves arranged in the support section 39.
  • the guide tracks 102 extend radially outward from the center of the transport device IO4, so that the spreading arms 100 can be moved in a radial direction.
  • the spreading device 98 comprises, in addition to the adjustment unit 106, a further drive unit 107, which is described in more detail below, in particular with reference to FIGS. 6C to 6E.
  • the adjustment unit 106 and the further drive unit 107 interact using a drive train 109.
  • the drive train 109 runs eccentrically to the axis of rotation R and comprises a first gear 111 and a second gear 113, which are in meshing engagement with one another, as can be seen in particular from FIG. 6A.
  • the first gear 111 is rotatably connected to the support portion 39 a related party.
  • the rotary movement of the further drive unit 107 can be transmitted to the adjustment unit 106.
  • the spreading arms 100 can be moved between the first position and the second position. The mechanisms used for this purpose will be discussed in more detail later.
  • the spindle 37 is mounted in the support structure 12 in a rotationally fixed manner.
  • a corresponding bearing unit 119 is provided in order to be able to move the support section 39 and consequently also the spreading device 98 relative to the housing 13.
  • an angle sensor 121 is provided in order to be able to determine the rotational position of the spreading device 98, for example in relation to the first rotational axis D1 and / or the second rotational axis D2.
  • a decoupling unit 115 is arranged, with which the drive train 109 can be opened and closed as desired.
  • the decoupling unit 115 has the following purpose:
  • the spreading arms 100 serve to hold the transport device 104 in the second position with the object 38 to be transported, in particular with a pallet 40 (see Figure 5) to be braced to prevent uncontrolled Ver slipping. Rotating the transport device IO4 in the clamped state, in particular for steering, would then not be possible without further ado, since otherwise the resistances present in the drive train 109 and in the further drive unit 107 would have to be overcome.
  • the decoupling unit 115 comprises a cam 117, which is shown separately in FIG. 6F.
  • the cam 117 is rotatably, but axially displaceably connected to a drive shaft 124 from the further drive unit 107.
  • the cam disk 117 has a groove 120 in the lateral surface with a helical course and a certain slope.
  • a pin 122 anchored in the support structure 12 protrudes into the groove 120 (FIG. 6E). If the cam 117 is rotated by the output shaft 124, it also performs a translational movement parallel to the axis R of rotation in addition to the rotational movement.
  • the translational movement of the cam disc 117 is transmitted to a coupling element 126, wel Ches is annular.
  • the coupling element 126 comes into contact with the cam disk 117 via a first end face 128.
  • the coupling element 126 On a second end face 130, the coupling element 126 has a first face toothing 132 which, depending on the position, can engage in a corresponding second face toothing 134 of the second gear 113.
  • the first spur toothing 132 and the second spur toothing 134 are not in engagement. If the first spur gearing 132 and the second spur gearing 134 are in engagement, the rotational movement of the output shaft 124 of the further drive unit 107 is transmitted to the first gear 111, whereby the spreading arms 100 are moved. Depending on the direction of rotation of the output shaft 124, the coupling element 126 is from the cam 117 to second gear 113 moved towards or away from this. Correspondingly, the first spur toothing 132 and the second spur toothing 134 can be brought into or out of engagement. In order to ensure contact between the cam 117 and the coupling element 126, the coupling element 126 cooperates with a return spring 136.
  • the spreading arms 100 are moved from the second position to the first position, and the further drive unit 107 is rotated further in this direction after reaching the first position, this causes a rotation of the support section 39.
  • the spreading device 98 and consequently the spreading arms 100 can be brought into any rotational position with respect to the support structure 12 or the housing 13.
  • the rotary position can be determined with the angle sensor 121. This applies analogously when the spreader arms have reached the second position.
  • FIGS. 7A a fifth exemplary embodiment of the transport device IO5 according to the invention is shown on the basis of a perspective representation.
  • the structure of the transport device IO5 according to the fifth embodiment is largely the same as that of the fourth embodiment of the transport device IO4, in particular with regard to the structure of the drive train 109 and the adjustment unit 106.
  • the spreading device 98 comprises a total of six spreading arms 100, which are in a first position in FIG. 7B and in a second position in FIG. 7C.
  • the spreading arms 100 are also in the first position in FIG. 7A. It can be seen that the spreading arms 100 do not protrude beyond the outer contour 14 of the support structure 12 when the spreading arms 100 are in the first position.
  • the spreader arms 100 are slidably mounted in the guide tracks 102, the guide tracks 102 running from grooves arranged in the support section 39, so that the support section 39 forms a corresponding number of circular sector elements 104 (see FIG. 7A).
  • the circle sector elements 104 are not shown in FIG. 7C.
  • the guide tracks 102 run radially outward from the center of the transport device IO4, so that the spreading arms 100 can also move in a radial direction, as can also be seen from a comparison of FIGS. 7B and 7C.
  • the adjustment unit 106 comprises one toggle lever unit 108 per spreader arm 100, which can be stretched or compressed by rotating a synchronization unit 110, which in the exemplary embodiment shown comprises a link plate 112. By stretching the toggle lever unit 108, the spreading arms 100 are moved radially outward into the second position and by compressing the toggle lever unit 108 into the first position. Since the link plate 112 interacts with all toggle lever units 108 in the same way, whoever moves all the spreading arms 100 at the same time when the link plate 112 is rotated.
  • the spreading device 98 comprises a locking device 138 with which the adjustment unit 106 can be locked at least when the spreading arms 100 are in the second position.
  • the locking device 138 is implemented in the following way:
  • the link plate 112 interacts with the toe lever units 108 so that the two legs of the toe lever units 108 in the second position move over an angle of 180 ° and consequently press them over be and in the second position rest against a stop 140.
  • the spreading arms 100 are locked in the second position without a locking force having to be applied. This makes it possible to hold the spreader arms 100 in the second position even when the drive train 109 is open.
  • the locking device 138 is largely formed by the adjusting unit 106 itself, so that no additional elements have to be provided for this.
  • the locking device 138 can comprise one or more movable bolts or the like with which the adjustment unit 138 can be locked.
  • a stop element 114 is connected to each of the spreader arms 100 at each radially outer end. As can be seen in particular from FIGS. 7A and 7B, in the first position the stop elements 114 strike on the one hand against the two adjacent stop elements 114. In addition, the stop elements 114 also strike the circular sector elements 104. This clearly defines the first position of the spreading arms 100.
  • a support element 116 is movably attached to each of the stop elements 114, the support elements 116 being pretensioned by means of a spring 118.
  • a pallet 40 can be transported with a total of six transport devices 10, for example. If transport devices IO4, IO5 according to the fourth or fifth exemplary embodiment are used, they will move into a cavity in the pallet 40 until they are in the area of the already mentioned transverse timber 82.
  • the spreading device 98 is in the first position. When the transport device IO4, IO5 has reached the desired position within the cavity, the lifting device is first activated, whereby the pallet 40 is raised. The spreading device 98 is then activated so that the spreading arms 100 are adjusted from the first position to the second position.
  • the support elements 116 come into contact with the side walls of the cavity of the pallet 40, as a result of which the transport device IO4, IO5 is frictionally connected to the pallet 40.
  • the springs 118 are compressed so that shock loads are avoided.
  • the support elements 116 can be floating so that manufacturing inaccuracies can be compensated for together with the springs 118.
  • the transport device IO4, IO5 is aligned in a defined manner with respect to the pallet 40.
  • the pallet 40 can no longer move in relation to the transport device IO4, IO5. Now the pallet 40 can be moved to the desired destination by means of the transport device IO5.
  • the transport device IO5 according to the fifth embodiment differs in particular in the number of spreader arms 100 from the transport device IO4 according to the fourth embodiment. Due to the higher number of spreading arms 100, the use of the angle sensor 121 can be dispensed with, since the spreading device 98 can align itself in such a way that the spreading arms 100 run largely parallel to the surface of the object 38 with which the transport device IO4 is to be braced.
  • a conveyor S is shown ystem 81 which has a total of six transport devices 10, which are distributed in a factory ner Halb 92nd In the Factory floor 92 are mounted various items that ystem with the transport S to be transported 81st
  • the transport system 81 comprises a control unit 94 with which the transport devices 10 can be controlled or regulated.
  • the transport devices 10 are equipped with communication devices 76 (see FIG. 1B), which enable the exchange of information with one another.
  • the control unit 94 is also equipped with such a communication device 76, so that the transport devices 10 can not only exchange information with one another, but information can also be exchanged between the transport devices 10 and the control unit 94.
  • the control unit 94 can, for example, define tasks which the transport devices 10 are to carry out, which can consist, for example, in transporting the various objects 38 from one location to the destination location.
  • the transport devices 10 are located within a factory hall 92.
  • the control unit 94 can be arranged outside the factory hall 92, but an arrangement inside the factory hall 92 is also possible.
  • the communication device 76 uses a wireless network, for example a WLAN or Bluetooth. Depending on the design and size of the objects, however, it is not always guaranteed that the WLAN is available in sufficient scope within the entire workshop 92. However, the functionality of the transport S ys tems depends on a sufficient available WiFi.
  • some or all of the transport devices 10 can be operated in the manner of a repeater or a relay station, so that it is ensured that the WLAN is also available in the corners of the workshop 92 or behind or under the objects. How in connection with 5, one or more of the transport devices 10 can be operated as a master 86. As also mentioned, the master 86 primarily serves to capture the environment around the object 38 to be transported; however, the master 86 can also be positioned so that the WLAN network is available at least for the slaves 88 assigned to it.
  • FIG. 9 shows a loading area 96, for example that of a truck, which is loaded with the transport system 81 according to the invention. Due to the fact that the force acting on the support section 39 of at least one transport device 10 according to one of the exemplary embodiments described above can be determined by means of the force measuring device 56, this information can also be used to load the loading area 96 of the truck as evenly as possible.
  • the loading area 96 is to be loaded with a total of six pallets 40, which are to have the same weight, which the transport system 81 cannot initially assume.
  • the transport system 81 places a total of three pallets 40 in a first row next to one another and registers the exact positions and weight of the respective pallets 40 on the loading surface 96.
  • the transport device 10i transports a fourth pallet 40 in a second row and finally a fifth and a sixth pallet 40 in a third row.
  • the transport system 81 receives the information that no further pallets 40 are to be loaded onto the loading area 96.
  • the transport system 81 determines that the loading area 96 is unevenly loaded.
  • the TransportSystem 81 changes the Position of the fourth loading area 96 such that the loading area 96 is now evenly loaded.
  • the position of the fourth loading surface 96 is changed as indicated by the arrow.
  • the transport devices 10 each have a signal transmitter 64 (see FIG. 1B).
  • the signal generator 64 can output a warning signal when the pallets 40 are so heavy that the maximum load of the relevant transport devices 10 is exceeded.
  • the force measuring device 56 can be used to detect when the maximum load is exceeded.
  • the sensor units 66 of the transport devices 10 are oriented in opposite directions. One of the transport devices 10 captures the environment on one side of the pallet 40, while the other of the transport devices 10 captures the environment on the other side of the pallet 40.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fahrerlose Transportvorrichtung (10) zum Transportieren von Gegenständen (38) umfassend eine Tragstruktur (12) mit einer Außenkontur (14), ein an der Tragstruktur (12) befestigtes Fahrwerk (16) mit zumindest einem ersten Rad (18) und einem zweiten Rad (20), wobei das erste Rad (18) um eine erste Drehachse (D1) und das zweite Rad (20) um eine zweite Drehachse (D1) drehbar im Fahrwerk (16) gelagert sind, eine Antriebseinheit (22), mit welcher das erste Rad (18) und das zweite Rad (20) unabhängig voneinander antreibbar sind, eine mit der Tragstruktur (12) zusammenwirkende Hubeinrichtung (32) zum Anheben und Absenken zumindest eines Tragabschnitts (39), der zum Transportieren der Gegenstände mit denselben zusammenwirkt, und eine Kraftmesseinrichtung (56), mit welcher die auf den Tragabschnitt (39) wirkende Kraft bestimmbar ist.

Description

Fahrerlose Transportvorrichtung und fahrerloses Transportsystem zum Transportieren von Gegenständen sowie Verfahren zum Betreiben einer fahrerlosen Transportvorrichtung und eines fahrerlosen Transportsystems zum Transportieren von Gegenständen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine fahrerlose Transport vorrichtung und ein fahrerloses TransportSystem zum Transpor tieren von Gegenständen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer fahrerlosen Transportvorrichtung und eines fahrerlosen TransportSystems zum Transportieren von Gegenständen.
Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung von industriellen Prozessen wird auch der Transport von Gegenständen zunehmend automatisiert durchgeführt. Hierzu werden sogenannte fahrerlo sen Transportvorrichtungen und fahrerlosen TransportSysteme (ATS) verwendet, welche auch als „Automated Guide Vehicles" (AGV) bezeichnet werden. Bei fahrerlosen TransportSystemen wird eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportvorrichtungen zu sammengefasst und wie ein Schwarm betrieben. Fahrerlose Trans portsysteme werden insbesondere in der Logistik und in der Fertigung eingesetzt, wo verschiedene Gegenstände, beispiels weise Halbzeuge oder andere Komponenten, von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort transportiert werden müssen. Dabei können beispielsweise LKWs automatisch be- und entladen werden.
In vielen Fällen werden die Gegenstände mithilfe von Ladungs trägern transportiert, beispielsweise Kisten, Boxen oder Pa letten. Aus der DE 102013 017 062 Al ist ein fahrerloses TransportSystem bekannt, welches zwei Förderkufen aufweist, die nach Art einer Gabel eines Gabelstaplers in die länglichen Hohlräume einer Palette eingebracht werden können. Die Förder kufen weisen eine Hubeinrichtung auf, mit welcher die Palette etwas vom Boden angehoben und anschließend zum gewünschten Ort transportiert und dort wieder abgesenkt werden kann.
Aufgrund der Tatsache, dass die Förderkufen eine deutlich grö ßere Erstreckung in Längsrichtung im Vergleich zur Querrich tung aufweisen, ist die Manövrierbarkeit insbesondere dadurch begrenzt, dass vor der Palette ausreichend Platz sein muss, dass die Förderkufen fluchtend zu den Hohlräumen ausgerichtet werden können. Auch die in der EP 2 765 lOiAl gezeigte Vorrich tung weist eine ähnliche Erstreckung wie die zuvor genannten Förderkufen auf, so dass sich auch hier eine begrenzte Ma növrierbarkeit ergibt.
Ein weiteres fahrerloses TransportSystem ist in der DE 102013 10i 561A1 und der DE 202014 104 780 Ul beschrieben, welches Referenzmarken verwendet, die den Weg vorgeben, entlang das fahrerlose TransportSystem bewegt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine beschränkte Flexibilität, da der Einsatz au ßerhalb der Referenzmarken nicht möglich ist. Zudem erfordert das Verlegen der Referenzmarken einen nicht unerheblichen Auf wand.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine fahrerlose Transportvorrichtung zum Transportieren von Gegenständen vorzuschlagen, welche sich einfach in beste hende Transportvorgänge einbinden lässt, eine gute Manövrier barkeit und zusätzliche, bislang noch nicht verfügbare Funkti onen bereitstellt. Des Weiteren liegt einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die fahrerlose Transportvorrichtung un ter Bereitstellung von zusätzlichen Funktionen betrieben wer den kann.
Darüber hinaus liegt einer Ausgestaltung der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein fahrerloses TransportSystem und ein Ver fahren zu schaffen, mit welchen eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportvorrichtungen unter Bereitstellung von zusätzlichen Funktionen betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 11, 12 und 15 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine fahrerlose Transportvorrichtung zum Transportieren von Gegenständen, um fassend
- eine Tragstruktur mit einer Außenkontur,
- ein an der Tragstruktur befestigtes Fahrwerk mit zumindest einem ersten Rad und einem zweiten Rad, wobei das erste Rad um eine erste Drehachse und das zweite Rad um eine zweite Drehachse drehbar im Fahrwerk gelagert sind,
- eine Antriebseinheit, mit welcher das erste Rad und das zweite Rad unabhängig voneinander antreibbar sind,
- eine Sensoreinheit zum Erfassen des Umfelds der Transport vorrichtung, wobei
- die Sensoreinheit in einem von der Außenkontur und der ers ten Drehachse oder der zweiten Drehachse begrenzten Sensor abschnitt angeordnet ist, und
- die Sensoreinheit so ausgebildet ist, dass sie nur den Teil des Umfelds auf der Seite der ersten Drehachse oder der zweiten Drehachse erfasst, auf welcher die Sensoreinheit angeordnet ist.
Die Gegenstände, welche mit der fahrerlosen Transportvorrich tung transportiert werden können, sind insbesondere Ladungs träger wie Paletten, Kisten oder Boxen, auf oder in denen Gü ter und Waren abgelegt sind. Allerdings lassen sich auch an dere Gegenstände unter Verwendung von entsprechenden Adaptern mit der fahrerlosen Transportvorrichtung transportieren, bei spielsweise Kinderwagen, Krankenbetten oder Mülltonnen.
Aufgrund der Tatsache, dass das erste Rad und das zweite Rad unabhängig voneinander antreibbar sind, kann die fahrerlose Transportvorrichtung mit einem sehr kleinen Radius oder sogar auf der Stelle gedreht werden, wodurch die Manövrierbarkeit der fahrerlosen Transportvorrichtung und des transportierten Gegenstands im Vergleich zu bekannten Transportvorrichtungen deutlich erhöht wird.
Aus dem Stand der Technik bekannte fahrerlose Transportvor richtungen weisen Sensoreinheiten auf, mit denen das unmittel bare Umfeld erfasst werden kann. Beispielsweise können Hinder nisse identifiziert und entsprechende Gegenmaßnahmen eingelei tet werden. Je nach Art des Hindernisses kann dieses umfahren oder die fahrerlose Transportvorrichtung angehalten werden. Da von fahrerlosen Transportvorrichtungen eine nicht unerhebliche Gefahr für sich im Umfeld befindende Personen ausgeht, und um den reibungslosen Betrieb zu ermöglichen, muss das Umfeld lü ckenlos überwacht werden. Folglich muss die Sensoreinheit in der Lage sein, 360° des Umfelds zu erfassen. Die hierzu not wendige Sensorik ist vergleichsweise aufwendig. In dieser Ausführungsform ist die Sensoreinheit so angeordnet, dass sie maximal 180° des Umfelds erfassen kann. Insbesondere aufgrund der Möglichkeit, die Außenkontur rotationssymmetrisch auszugestalten und die fahrerlose Transportvorrichtung mehr o- der weniger auf der Stelle drehen zu können, ist ein Rück wärtsfahren nicht notwendig. Daher genügt es, nur 180° des Um felds zu erfassen. Die Sensoreinheit ist so angeordnet, dass das in Fahrtrichtung vor der fahrerlosen Transportvorrichtung liegende Umfeld erfasst wird. Infolgedessen können die Sen soreinheit deutlich einfacher aufgebaut und die entsprechende fahrerlose Transportvorrichtung kostengünstiger bereitgestellt werden.
Der Sensorabschnitt soll definitionsgemäß derjenige Abschnitt der fahrerlosen Transportvorrichtungen zwischen der Drehachse und der Außenkontur sein. Für den Fall, dass die fahrerlose Transportvorrichtung mehrere Drehachsen aufweist, soll der Sensorabschnitt derjenige sein, der senkrecht zur Rotations achse oder in der Draufsicht die kleinste Fläche überstreicht.
Die Sensoreinheit kann Kameras, Ultraschallsensoren, laserba sierte Sensoren oder radarbasierte Sensoren oder dergleichen umfassen, mit denen das Umfeld auch unter unterschiedlichen Bedingungen mit einer ausreichenden Genauigkeit erfasst werden kann. Es bietet sich an, die Sensoren auf unterschiedlichen Höhen an der Tragstruktur zu befestigen, so dass insbesondere eine bodennahe Erfassung möglich ist.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform ist die Außenkon tur der Tragstruktur in der Draufsicht um eine Rotationsachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch, wobei der Tragabschnitt und/oder das erste Rad und das zweite Rad innerhalb der Außen- kontur angeordnet sind oder bündig mit der Außenkontur ab schließen. Die erste und die zweite Drehachse verlaufen übli cherweise im Wesentlichen parallel zu einer Unterlage, auf welcher das erste Rad und das zweite Rad abrollen. Diese Un terlage ist beispielsweise die Ladefläche eines LKWs oder der Boden einer Werkhalle. Die Rotationsachse soll im bestimmungs gemäßen Gebrauch der fahrerlosen Transportvorrichtung, insbe sondere dann, wenn diese auf der Unterlage abrollt, im Wesent lichen senkrecht zu der Unterlage verlaufen. Unter der Außen kontur soll der äußere Rand der Tragstruktur verstanden wer den, wobei der äußere Rand der Tragstruktur auch von einem Ge häuse gebildet werden kann.
Aufgrund der Tatsache, dass die Außenkontur bezogen auf die Rotationsachse rotationssymmetrisch ist und der Tragabschnitt und/oder das erste Rad und das zweite Rad innerhalb der Außen kontur angeordnet sind, weist die fahrerlose Transportvorrich tung gemäß dieser Ausführungsform keine exzentrischen Ab schnitte auf. Wenn sich beispielsweise die fahrerlose Trans portvorrichtung in den länglichen Hohlräumen einer Palette be findet und auf der Stelle gedreht werden soll, wird gewähr leistet, dass eine Drehung um 360° möglich ist, ohne dass die fahrerlose Transportvorrichtung mit exzentrischen Abschnitten an der Palette anschlägt.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Transport vorrichtung einen Speicher für elektrische Energie aufweisen, welcher in der Draufsicht abschnittsweise über die Außenkontur der Tragstruktur hervorragt, wobei der Speicher bewegbar an der Tragstruktur befestigt ist.
Wiederum bezieht sich die Draufsicht auf den bestimmungsgemä ßen Gebrauch, bei welchen das erste Rad und das zweite Rad auf einer Unterlage abrollen. In der Draufsicht schaut man folg lich entlang der bereits erwähnten Rotationsachse. Je nach Ausführungsform kann die Außenkontur rotationssymmetrisch zur Rotationsachse ausgebildet sein, so dass bei einem Drehen der fahrerlosen Transportvorrichtung um die Rotationsachse keine exzentrischen Abschnitte beispielsweise an die Wandungen der Hohlräume einer Palette anschlagen können. Der Speicher für elektrische Energie, welche beispielsweise zum Antreiben der Räder und zum Betreiben der Sensoreinheit benötigt wird, ragt abschnittsweise über die Außenkontur der Tragstruktur hervor, so dass der Speicher einen exzentrischen Abschnitt bildet. Hierdurch können der vom Speicher umschlossene Raum und seine Ladekapazität vergrößert werden. Allerdings besteht die Ge fahr, dass der Speicher beim Drehen an benachbarte Gegen stände, beispielsweise die bereits erwähnten Wandungen der Hohlräume einer Palette, anschlägt. Allerdings ist der Spei cher bewegbar an der Tragstruktur befestigt, so dass er dann, wenn er beispielsweise an die Wandungen der Hohlräume einer Palette anschlägt, die weitere Drehung der fahrerlosen Trans portvorrichtung nicht beeinträchtigt. Folglich kann in dieser Ausführungsform die Ladekapazität des Speichers vergrößert werden, ohne dass die Manövrierbarkeit der fahrerlosen Trans portvorrichtung eingeschränkt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Speicher um die Rotationsachse drehbar an der Tragstruktur befestigt sein. Insbesondere dann, wenn die Außenkontur der Tragstruktur rota tionssymmetrisch zur Rotationsachse ausgebildet ist, bietet es sich an, auch den Speicher um die Rotationsachse drehbar an der Tragstruktur zu befestigen. Hierzu kann eine ringförmige Nut vorgesehen sein, in welche der Speicher mit einem entspre chend gestalteten Vorsprung formschlüssig eingreift. Insbeson dere dann, wenn die fahrerlose Transportvorrichtung auf der Stelle gedreht werden soll und der Speicher an einen benach barten Gegenstand anschlägt, wird die Drehung nicht behindert.
Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Speicher außerhalb des Sensorabschnitts angeord net ist. Wie bereits erwähnt, kann der Speicher bewegbar an der Tragstruktur befestigt sein. Um jedoch zu verhindern, dass der Speicher in eine Position gestellt wird, in welcher er die Funktionsweise des Sensors beeinträchtigt, kann die Bewegbar- keit eingeschränkt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die bereits erwähnte ringförmige Nut nicht in den Sensorabschnitt hineinragt. Auf diese Weise wird trotz der beweglichen Befestigung des Speichers an der Tragstruktur die einwandfreie Funktionsfähigkeit des Sensors gewährleistet.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform ist der Speicher lösbar an der Tragstruktur befestigt. Die lösbare Befestigung des Speichers an der Tragstruktur ermöglicht es, den Ladevor gang zu vereinfachen. Insbesondere kann ein leerer Speicher innerhalb von kurzer Zeit gegen einen vollen Speicher ausge tauscht werden. Der leere Speicher kann während der Zeit auf geladen werden, in welcher der volle Speicher den Betrieb der fahrerlosen Transportvorrichtung sicherstellt. Das Austauschen eines leeren Speichers gegen einen vollen Speicher kann auto matisiert werden, so dass einerseits der Austausch rechtzeitig und andererseits mit nur einer geringen zeitlichen Unterbre chung des Betriebs und ohne die Mithilfe eines Benutzers er folgen kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Transportvorrichtung eine Kraftmesseinrichtung umfasst, mit welcher die auf den Tragabschnitt wirkende Kraft bestimm- bar ist. Hierdurch kann einerseits eine Überladung der fahrer losen Transportvorrichtung und eine hieraus resultierende Be schädigung verhindert werden. Andererseits lässt sich das Ge wicht des transportierten Gegenstands bestimmen. Hieraus erge ben sich verschiedene Anwendungsbereiche. Wie eingangs er wähnt, können unter anderem auch Mülltonnen mit der fahrerlo sen Transportvorrichtung transportiert werden. Da das Gewicht der betreffenden Mülltonne bestimmt werden kann, wird eine verbrauchsabhängige Abrechnung der Müllgebühren ermöglicht.
Wie ebenfalls erwähnt, lässt sich die fahrerlose Transportvor richtung auch dazu verwenden, um LKWs zu beladen. Auch bezüg lich des LKWs kann eine Überladung vermieden werden. Darüber hinaus kann eine möglichst gleichmäßige Beladung der Ladeflä che des LKWs so erfolgen. Hierdurch können insbesondere die Schleudergefahr des LKWs während der Fahrt verringert und ein Beitrag zur Verkehrssicherheit geleistet werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Transportvorrichtung zumindest ein Stützrad und/oder einen Borstenabschnitt aufweist. Grundsätzlich ist die Anzahl der Räder, welche im Fahrwerk gelagert ist, frei wählbar. So ist es beispielsweise möglich, drei oder vier Räder vorzusehen, so dass die Transportvorrichtung nicht kippen kann. Allerdings wird einerseits der technische Aufwand gering gehalten und an dererseits die Manövrierbarkeit erhöht, wenn nur zwei Räder vorgesehen sind. In diesem Fall kann jedoch die fahrerlose Transportvorrichtung kippen, so dass sie mit einem Teil der Tragstruktur auf der Unterlage aufliegt und über die Unterlage schleift. Um dieses Verkippen zu verhindern, können ein Stütz rad und/oder einen Borstenabschnitt vorgesehen werden. Das Stützrad soll sich von den Rädern dahingehend unterscheiden, dass dieses nicht angetrieben ist, aber insbesondere um eine parallel zur Rotationsachse verlaufende Drehachse drehbar ist und daher mitlenken kann. Verständlich können auch mehrere derartiger Stützräder vorgesehen sein.
Der Borstenabschnitt kann mit einer Anzahl von entsprechend belastbaren Borsten versehen werden. Das Vorsehen eines Bors tenabschnitts hat ebenfalls den Effekt, ein Verkippen und ein Schleifen zu verhindern. Darüber hinaus wirken die Borsten wie ein Besen und entfernen zumindest kleinere Hindernisse wie Schmutzpartikel aus dem in Fahrtrichtung vor der Transportvor richtung liegenden Umfeld. Diese Hindernisse wirken sich daher nicht störend auf das Abrollen der Räder auf der Unterlage aus.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform können sämtliche Räder um eine gemeinsame Drehachse drehbar angeordnet sein und die fahrerlose Transportvorrichtung eine SelbstStabilisie rungseinrichtung aufweisen. In dieser Ausführungsform ist die Transportvorrichtung um die gemeinsame Drehachse drehbar, so dass sie bei einer nicht exakt gleichmäßigen Beladung um diese kippen kann. Infolgedessen kann die Tragstruktur, wie bereits erwähnt, über die Unterlage schleifen. In dieser Ausführungs form weist die fahrerlose Transportvorrichtung eine Selbststa bilisierungseinrichtung auf, die beispielsweise einen Nei gungssensor oder ein Gyroskop umfassen kann. Wenn festgestellt wird, dass sich die fahrerlose Transportvorrichtung um die ge meinsame Drehachse dreht und die Gefahr besteht, dass die Tragstruktur mit der Unterlage in Berührung kommt, können sta bilisierende Gegenmaßnahmen ergriffen werden, um die Neigung der fahrerlosen Transportvorrichtung auf ein unkritisches Maß zu reduzieren. Dies kann beispielsweise durch ein Ansteuern der Antriebseinheit geschehen, so dass die Räder derart ge dreht werden, dass ein dem Verkippen entgegenwirkendes Drehmo- ment erzeugt werden kann. Zudem ist es möglich, Ausgleichsge wichte oder Ausgleichswellen vorzusehen, die je nach Neigung innerhalb der Tragstruktur verschoben werden können, wodurch ebenfalls ein dem Verkippen entgegenwirkendes Drehmoment er zeugt werden kann.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Transport vorrichtung einen Signalgeber zum Ausgeben eines Hinweissig nals aufweisen. Das Hinweissignal kann insbesondere in opti scher und/oder akustischer Form ausgegeben werden. Das Hin weissignal kann in verschiedenen Fällen ausgegeben werden, beispielsweise, wenn die fahrerlose Transportvorrichtung de fekt ist, ein unerwartetes Hindernis erfasst wird, welches nicht überwunden werden kann, oder wenn festgestellt wird, dass der zu transportierende Gegenstand zu schwer ist und die fahrerlose Transportvorrichtung infolgedessen überladen werden würde.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Transport vorrichtung einen Tragegriff zum Ergreifen der Transportvor richtung aufweisen. Je nach Ausbildung der Transportvorrich tung kann diese weniger als 10 kg schwer sein, so dass sie von einem Benutzer getragen werden kann, wodurch die Transportvor richtung flexibel von einem Ort zum anderen transportiert wer den kann, ohne dass diese den Weg selbst zurücklegen muss. Das Tragen wird durch den Tragegriff erleichtert.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform umfasst die fah rerlose Transportvorrichtung eine mit der Tragstruktur zusam menwirkende Hubeinrichtung zum Anheben und Absenken zumindest eines Tragabschnitts, der zum Transportieren der Gegenstände mit denselben zusammenwirkt. Es ist grundsätzlich möglich, den zu transportierenden Gegenstand beispielsweise mittels eines Krans oder eines Gabelstaplers auf die fahrerlose Transport vorrichtung aufzulegen, um den Gegenstand anschließend zum ge wünschten Ziel zu bewegen. In diesem Fall ist es aber notwen dig, den zu transportierenden Gegenstand anzuheben, um diesen vom Boden zu entfernen. Die fahrerlose Transportvorrichtung kann aber auch zum Bewegen von Gegenständen verwendet werden, die selbst über Rollen verfügen, beispielsweise Krankenhaus betten oder Mülltonnen. Diese Gegenstände müssen nicht zwangs läufig angehoben werden, um diese bewegen zu können.
Mittels der Hubeinrichtung ist es jedoch möglich, die fahrer lose Transportvorrichtung in eine entsprechende Ausnehmung des zu transportierenden Gegenstands, beispielsweise in den be reits erwähnten länglichen Hohlraum der Palette, hinein zu fahren, wobei die Palette noch auf dem Boden steht. Wenn die fahrerlose Transportvorrichtung in der gewünschten Position ist, wird die Hubeinrichtung aktiviert, wodurch die Palette vom Boden angehoben wird. Anschließend wird die Spreizeinrich tung aktiviert, so dass sich die fahrerlose Transportvorrich tung gegenüber der Palette ausrichten kann. Zudem wird die fahrerlose Transportvorrichtung reibschlüssig mit der Palette verbunden, so dass ein verrutschen der Palette relativ zur fahrerlosen Transportvorrichtung weitgehend vermieden werden kann. Dies kann insbesondere dann relevant sein, wenn die Pa lette entlang einer geneigten Unterlage transportiert werden soll. Es ist daher auch möglich, Gegenstände zu transportie ren, ohne dass diese zuvor angehoben und auf die fahrerlose Transportvorrichtung abgelegt werden. Zudem ist es ebenfalls möglich, Gegenstände zu transportieren, welche selbst keine Rollen oder dergleichen aufweisen, und daher nicht gezogen werden können. Eine Ausbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Be treiben einer fahrerlosen Transportvorrichtung nach einem der zuvor vorgestellten Ausführungsformen, umfassend folgende Schritte:
- Erfassen des Umfelds der Transportvorrichtung mittels einer Sensoreinheit hinsichtlich auswählbarer Eigenschaften, und
- Anheben oder Absenken des Tragabschnitts mittels der Hubeinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Eigenschaften des Umfelds.
Eine der aus wählbaren Eigenschaften kann die Ebenheit der Un terlage sein, auf welcher die Transportvorrichtung abrollt.
Für den Fall, dass die Sensoreinheit Unebenheiten, beispiels weise in Form von Bodenwellen, erfasst, welche beim Durchfah ren zu einem Verrutschen oder einem Herunterfallen der trans portierten Gegenstände von der Transportvorrichtung führen könnten, kann der Tragabschnitt entsprechend angehoben oder abgesenkt werden. Auf die transportierten Gegenstände ein wirkende Stöße und Erschütterungen werden auf diese Weise ge ring gehalten und die Gegenstände geschont.
Bei einer weiteren Ausbildung umfasst das Verfahren die fol genden Schritte:
- Definieren einer Ladefläche, die mittels der fahrerlosen Transportvorrichtung mit einer Mehrzahl von Gegenständen beladen werden soll,
- Transportieren eines ersten Gegenstands auf die Ladefläche,
- Bestimmen der hierbei auf den Tragabschnitt wirkenden ers ten Kraft mittels der Kraftmesseinrichtung,
- Ablegen des ersten Gegenstands an einer ersten Position der Ladefläche, - Transportieren eines zweiten Gegenstands auf die Ladeflä che,
- Bestimmen der hierbei auf den Tragabschnitt wirkenden zwei ten Kraft mittels der Kraftmesseinrichtung, und
- Ablegen des zweiten Gegenstands an einer zweiten Position der Ladefläche, wobei die zweite Position in Abhängigkeit der ersten Kraft und der zweiten Kraft derart gewählt wird, dass die Ladefläche gleichmäßig beladen wird.
Wie erwähnt, kann die Transportvorrichtung so ausgestaltet sein, dass sie das Gewicht des oder der transportierten Gegen stände bestimmen kann. Wenn eine Ladefläche, beispielsweise die Ladefläche eines LKWs, beladen werden soll, kann die Transportvorrichtung so betrieben werden, dass die Ladefläche möglichst gleichmäßig beladen wird. Hierzu werden die Positio nen, wo die Gegenstände auf der Ladefläche abgelegt werden, in Abhängigkeit des Gewichts der betreffenden Gegenstände ausge wählt. Eine gleichmäßige Beladung leistet einen Beitrag zur Verkehrssicherheit des betreffenden LKWs und verringert insbe sondere die Schleudergefahr. Sinngemäß gilt dies auch für die Beladung von anderen Transportmitteln wie Schiffe und Flug zeuge.
Eine fortentwickelte Ausbildung des Verfahrens gibt folgenden Schritt vor:
- Verändern der ersten Position und/oder der zweiten Posi tion, um die Beladung der Ladefläche zu vergleichmäßigen.
Da das Gewicht der Gegenstände, welche auf der Ladefläche ab gelegt werden sollen, nicht notwendigerweise von vornherein bekannt ist, kann es möglich sein, die einmal gewählten Posi- tionen zu verändern, um die Beladung der Ladefläche zu ver gleichmäßigen. Das Verfahren gemäß dieser Ausbildung kann bei spielsweise so durchgeführt werden, dass die Ladefläche zu nächst so weit beladen wird, dass alle Gegenstände, die bei spielsweise mit dem LKW transportiert werden sollen, auf sei ner Ladefläche abgelegt werden. Die fahrerlose Transportvor richtung speichert dabei die Position und das Gewicht der Ge genstände, die auf der Ladefläche abgelegt sind. Nach abge schlossener Beladung verändert dann die fahrerlose Transport vorrichtung die Positionen der entsprechenden Gegenstände in nerhalb der Ladefläche derart, dass diese möglichst gleichmä ßig beladen wird, sofern dies notwendig sein sollte.
Nach Maßgabe einer fortentwickelten Ausbildung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- Definieren einer Höchstbeladung für die Ladefläche, und
- Ausgeben eines Hinweissignals mittels des Signalgebers, wenn die definierte Höchstbeladung erreicht oder über schritten wird.
In dieser Ausbildung des Verfahrens gibt die Transportvorrich tung ein Hinweissignal aus, wenn die Höchstbeladung erreicht oder überschritten wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Transportvorrichtung die weitere Beladung der Ladefläche aus setzen. Eine Überladung der Ladefläche wird somit verhindert.
Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein fahrerloses TransportSystem, umfassend
- eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportvorrichtungen nach einem der vorherigen Ausführungsformen, - eine Kontrolleinheit zum Steuern oder Regeln der fahrerlo sen Transportvorrichtungen, und
- eine Kommunikationseinrichtung, mit welcher Informationen zwischen der Kontrolleinheit und den fahrerlosen Transport vorrichtungen ausgetauscht werden können.
Das fahrerlose TransportSystem umfasst eine Mehrzahl von fah rerlosen Transportvorrichtungen, wobei die Anzahl beliebig ge wählt werden kann. Die Mindestanzahl soll zwei betragen. Je nach zu transportierenden Gegenständen wird eine Anzahl von drei oder vier Transportvorrichtungen am geeignetsten sein.
Das TransportSystem kann aber auch mehrere Untergruppen von beispielsweise jeweils vier Transportvorrichtungen umfassen, wobei die Anzahl der Transportvorrichtungen der Untergruppen nicht gleich sein muss.
Um Gegenstände mit einer Mehrzahl von fahrerlosen Transport vorrichtungen transportieren zu können, müssen diese koordi niert werden, wozu die Kontrolleinheit dient. Zudem müssen In formationen zwischen der Kontrolleinheit und den fahrerlosen Transportvorrichtungen ausgetauscht werden, um die Koordina tion umsetzen zu können, wozu die Kommunikationseinrichtung dient. Die Kommunikationseinrichtung kann ein WLAN-Netz oder dergleichen nutzen. Jede der Transporteinrichtungen und die Kontrolleinheit weisen hierzu eine Sender-Empfängereinheit auf. Diese Sender-Empfängereinheit kann auch nach Art einer Relaisstation genutzt werden und als Repeater betrieben wer den, um die Stabilität des WLAN-Netzes aufrecht zu erhalten. Insbesondere dann, wenn sich einige der Transportvorrichtungen hinter Gütern befinden, kann das WLAN-Netz nicht ausreichend sein. Die Repeater-Funktion verstärkt das WLAN-Netz auch in Gegenden mit schwachem WLAN-Netz. In der Kontrolleinheit können die Aufgaben definiert werden, welche das fahrerlose TransportSystem ausführen soll. Insbe sondere können die Gegenstände identifiziert werden, welche transportiert werden sollen. Zudem können der aktuelle Stand ort und der Zielstandort der zu transportierenden Gegenstände definiert werden.
Eine weitergebildete Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass
- Jede der Transportvorrichtungen jeweils eine Sensoreinheit zum Erfassen des Umfelds der Transportvorrichtung aufweist, wobei
- die Sensoreinheit in einem von der Außenkontur und der ers ten Drehachse oder der zweiten Drehachse begrenzten Sensor abschnitt angeordnet ist, und
- die Sensoreinheit so ausgebildet ist, dass sie nur den Teil des Umfelds auf der Seite der ersten Drehachse oder der zweiten Drehachse erfasst, auf welcher die Sensoreinheit angeordnet ist, wobei
- zumindest eine erste der Sensoreinheiten in eine erste Richtung und zumindest eine zweite der Sensoreinheiten in eine zweite Richtung ausgerichtet sind.
In dieser Ausgestaltung weisen alle fahrerlosen Transportvor richtungen, die zu einem TransportSystem zusammengeschlossen sind, dieselben Sensoreinheiten auf. Wenn beispielsweise zwei Transportvorrichtungen zu einem TransportSystem zusammenge schlossen sind, kann die Sensoreinheit der ersten Transport vorrichtung in Fahrtrichtung gesehen nach vorne und die Sen soreinheit der zweiten Transportvorrichtung nach hinten ausge richtet sein. Insofern lässt sich das Umfeld des fahrerlosen TransportSystems in ausreichendem Umfang überwachen, ohne dass besonders leistungsfähige Sensoreinheiten eingesetzt werden müssten.
In einer weiteren Ausgestaltung können eine der fahrerlosen Transportvorrichtungen als ein Master ausgebildet und die üb rigen der fahrerlosen Transportvorrichtungen als Slaves ausge bildet sein, der Master eine Master-Sensoreinheit zum Erfassen des Umfelds des Masters aufweisen, und der Master das Umfeld des Masters betreffende Informationen an die Kontrolleinheit und/oder an die Slaves übermitteln.
Der Master unterscheidet sich von den Slaves dadurch, dass nur der Master die Master-Sensoreinheit aufweist. Die Slaves wei sen entweder überhaupt keine Sensoreinheit oder nur eine deut lich einfacher aufgebaute Sensoreinheit auf. Die Master-Sen soreinheit ist so aufgebaut, dass mit dieser nicht nur das un mittelbare Umfeld des Masters selbst, sondern auch das Umfeld sämtlicher Slaves erfasst werden kann. Insofern muss die Mas ter-Sensoreinheit entsprechend leistungsfähig ausgestaltet sein. Aufgrund der Tatsache, dass die Slaves keine oder nur eine deutlich einfacher aufgebaute Sensoreinheit aufweisen müssen, kann der Aufwand bezüglich der verwendeten Sensorein heiten reduziert werden. Der erzielbare Vorteil ist umso grö ßer, je mehr Slaves eingesetzt werden. Der Master kann auch mit einer besonders leistungsfähigen Kommunikationseinrichtung ausgestattet sein, um eine ausreichende Netzabdeckung bei spielsweise innerhalb der Werkhalle zu gewährleisten. Der Mas ter kann so positioniert werden, dass das Netz, beispielsweise das WLAN-Netz, besonders effektiv verstärkt werden kann, so dass der Informationsaustausch mit allen Slaves gewährleistet ist. Dabei kann der Master seine Position ständig an die Stärke des Netzes und an die Position der Slaves anpassen. Eine Umsetzung der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfah ren zum Betreiben eines fahrerlosen TransportSystems nach ei nem der vorherigen Ausgestaltungen, umfassend folgende Schritte:
- Bestimmen der Kraft, welche auf die jeweiligen Tragab schnitte der Transportvorrichtung wirkt, mittels der Kraft messeinrichtungen,
- Übermitteln der bestimmten Kräfte an die Kontrolleinheit mittels der Kommunikationseinrichtung,
- Vergleichen der bestimmten Kräfte mittels der Kontrollein heit, und
- Anheben oder Absenken eines oder mehrerer der Tragab schnitte mittels der Hubeinrichtungen in Abhängigkeit des Vergleichs auf Veranlassung der Kontrolleinheit.
Diese Umsetzung der Erfindung kommt dann zur Anwendung, wenn ein Gegenstand von mehreren Transportvorrichtungen angehoben und transportiert wird. Wird festgestellt, dass die auf einen Tragabschnitt einer ersten Transportvorrichtung wirkende Kraft deutlich von der Kraft abweicht, die auf den Tragabschnitt ei ner zweiten oder dritten Transportvorrichtung wirkt, so kann dies als ein Zeichen dafür gewertet werden, dass das Gewicht des Gegenstands ungleichmäßig auf die involvierten Transport vorrichtungen verteilt ist. Der Tragabschnitt der ersten Transportvorrichtung wird abgesenkt, wodurch übermäßige Belas tungen einer der Transportvorrichtungen vermieden werden. Der Verschleiß der eingesetzten Transportvorrichtungen wird eben falls gleichmäßiger. Eine Variante der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfah ren zum Betreiben eines fahrerlosen TransportSystems nach ei nem der vorherigen Ausgestaltungen, umfassend folgende Schritte:
- Transportieren eines Gegenstands mit zumindest zwei Trans portvorriehtungen,
- Erfassen des Umfelds zumindest einer Transportvorrichtung mittels einer Sensoreinheit hinsichtlich auswählbarer Ei genschaften, und
- Anheben oder Absenken der Tragabschnitte mittels der Hubeinrichtungen in Abhängigkeit der erfassten Eigenschaf ten des Umfelds.
Wie bereits erwähnt kann eine der auswählbaren Eigenschaften die Ebenheit der Unterlage sein, auf welchen die Transportvor richtungen abrollen. Wenn Unebenheiten wie Bodenwellen erfasst werden, die dazu führen könnten, dass der transportierte Ge genstand zwischen den beiden Transportvorrichtungen auf der Unterlage aufsetzen kann, so werden die Tragabschnitte derart angehoben, dass ein aufsetzen verhindert wird. Störungen im Betriebsablauf werden somit verhindert.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Fol genden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1A eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausfüh rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Transportvor richtung zum Transportieren von Gegenständen, Figur 1B eine prinzipielle und nicht maßstabsgerechte Drauf sicht auf das in Figur 1A dargestellte Ausführungs beispiel der Transportvorrichtung,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Aus führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Transportvor richtung,
Figur 3A eine isolierte und perspektivische Explosionsdarstel lung einer Hubeinrichtung der Transportvorrichtung,
Figur 3B eine isolierte Darstellung einer Kraftmesseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, die in die Hubeinrichtung integriert ist,
Figur 3C eine isolierte Darstellung einer Kraftmesseinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, die in die Hubeinrichtung integriert ist,
Figur 4 eine prinzipielle Darstellung eines Teils einer Trag struktur der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel, an welcher ein Speicher für elektrische Energie bewegbar an der Tragstruktur befestigt ist,
Figur 5 eine Draufsicht auf einen Gegenstand, welcher von ei nem TransportSystem transportiert wird,
Figur 6A eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung, die eine Spreizeinrichtung aufweist, Figur 6B eine Draufsicht auf das in Figur 6A dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen TransportVorrichtung,
Figur 6C eine Schnittdarstellung durch das dritte Ausführungs beispiel der Transportvorrichtung entlang der in Fi gur 6B definierten Schnittebene A-A,
Figur 6D eine Schnittdarstellung durch das dritte Ausführungs beispiel der Transportvorrichtung entlang der in Fi gur 6B definierten Schnittebene B-B,
Figur 6E eine vergrößerte Darstellung des in Figur 6D gekenn zeichneten Ausschnitts Q,
Figur 6F eine isolierte Darstellung eines Stellelements einer Entkopplungseinheit,
Figur 7A eine perspektivische Darstellung eines vierten Aus führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Transportvor richtung, die eine Spreizeinrichtung aufweist,
Figur 7B die Spreizeinrichtung der erfindungsgemäßen Trans portvorrichtung nach dem vierten Ausführungsbeispiels in einer isolierten Draufsicht, wobei sich die Sprei zeinrichtung in einer ersten Stellung befindet,
Figur 7C die in Figur 7B dargestellte Spreizeinrichtung in ei ner zweiten Stellung anhand einer Unteransicht,
Figur 8 eine Ladefläche, welche mit einer Mehrzahl von Gegen ständen unter Verwendung eines TransportSystems bela den wird, und Figur 9 eine Werkhalle, in welcher ein TransportSystem einge setzt wird.
In der Figur 1A und 1B ist ein erstes Ausführungsbeispiel ei ner Transportvorrichtung 10i gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In der Figur 1A ist die Transportvorrichtung 10i an hand einer perspektivischen Darstellung gezeigt, während in der Figur 1B eine Draufsicht auf die in der Figur 1A gezeigte Transportvorrichtung 10i wiedergegeben ist, wobei die Figur 1B nicht maßstäblich und nur prinzipieller Natur ist.
Die Transportvorrichtung 10i weist eine Tragstruktur 12 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Gehäuse 13 gebildet wird, welches eine Außenkontur 14 aufweist. Die Au ßenkontur 14 bezeichnet dabei die äußeren Flächen und Kanten der Tragstruktur 12 oder des Gehäuses 13. An der Tragstruktur 12 ist ein Fahrwerk 16 befestigt, in welchem ein erstes Rad 18 und ein zweites Rad 20 um eine erste Drehachse Dl und eine zweite Drehachse D2 drehbar gelagert sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel fallen die erste Drehachse Dl und die zweite Drehachse D2 zusammen, so dass eine gemeinsame Dreh achse D vorliegt.
Die Transportvorrichtung 10i umfasst weiterhin eine Antriebs einheit 22, welche ebenfalls an der Tragstruktur 12 befestigt ist. Die Antriebseinheit 22 weist in diesem Fall einen ersten Antriebsmotor 24 und einen zweiten Antriebsmotor 26 auf, wobei der erste Antriebsmotor 24 benachbart zum ersten Rad 18 und der zweite Antriebsmotor 26 benachbart zum zweiten Rad 20 an geordnet sind. Der erste Antriebsmotor 24 ist mit einem ersten Getriebe 28 mit dem ersten Rad 18 und der zweite Antriebsmotor 26 mit einem zweiten Getriebe 30 mit dem zweiten Rad 20 ver bunden, so dass die von dem ersten Antriebsmotor 24 und von dem zweiten Antriebsmotor 26 bereitgestellte Drehbewegung di rekt an das erste Rad 18 bzw. das zweite Rad 20 übertragen werden können. Der erste Antriebsmotor 24 kann unabhängig vom zweiten Antriebsmotor 26 betätigt werden, so dass das erste Rad 18 und das zweite Rad 20 auch in unterschiedliche Richtun gen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden können, wodurch die Transportvorrichtung 10i gedreht werden kann.
Darüber hinaus umfasst die Transportvorrichtung 10i eine Hubeinrichtung 32, welche in Figur 3A separat dargestellt ist. Die Hubeinrichtung 32 ist mit einer Spindelmutter 34 versehen, die mittels eines dritten Antriebsmotors 36 um eine Rotations achse R gedreht werden kann. Die Rotationsachse R verläuft senkrecht zu der gemeinsamen Drehachse D und im bestimmungsge mäßen Gebrauch vertikal. Die Spindelmutter 34 wirkt mit einer nicht rotierbaren Spindel 37 zusammen, die wiederum mit einem Tragabschnitt 39 verbunden ist, der im ersten Ausführungsbei spiel der Transportvorrichtung 10i nach Art eines Drehtellers ausgeführt ist, der gegenüber dem Gehäuse 13 drehbar ist. Wird die Spindelmutter 34 mittels des dritten Antriebsmotors 36 um die Rotationsachse R gedreht, so wird die Spindel 37 und der hiermit verbundene Tragabschnitt 39 entlang der Rotationsachse R bewegt. Bezogen auf den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Transportvorrichtung 10i, der dann vorliegt, wenn das erste Rad 18 und das zweite Rad 20 auf einer in den Figuren 1A und 1B nicht gezeigten Unterlage abrollen, wird der Tragabschnitt 39 je nach Drehrichtung des dritten Antriebsmotors 36 entweder angehoben oder abgesenkt. Zum Transportieren eines Gegenstands 38, beispielsweise einer Palette 40 (siehe Figur 5), wird die Transportvorrichtung 10i in einen Hohlraum der Palette 40 hin eingefahren und anschließend die Hubeinrichtung 32 derart ak tiviert, dass der Tragabschnitt 39 angehoben wird. Der Tragab schnitt 39 wird folglich in Kontakt mit der Palette 40 ge bracht, die infolgedessen angehoben wird, so dass sie keinen Kontakt mehr mit der Unterlage aufweist. Anschließend kann die Palette 40 mit der Transportvorrichtung 10i an den gewünschten Ort gebracht werden.
Bezug nehmend auf die Figur 3A ist erkennbar, dass der Tragab schnitt 39 der Hubeinrichtung 32 einen Teller 42 und eine mit dem Teller 42 verbundene Noppenmatte 44 aufweist. Die Noppen matte 44 kann beispielsweise mit dem Teller 42 verklebt sein. Der Teller 42 ist mittels einer Spannhülse 46 mit der Spindel 37 verbunden. Die Spannhülse 46 befestigt gleichzeitig auch ein zum Teller 42 hin offenes Tellergehäuse 48 mit der Spindel 37. Ein O-Ring 50 ist in eine umlaufende Nut der Spannhülse 46 eingebracht und dichtet die Spannhülse 46 gegenüber dem Teller 42 ab. Im Tellergehäuse 48 ist ein Axialrollenlager 52 ange ordnet, so dass sich der Tragabschnitt 39 relativ zum Teller gehäuse 48 und der übrigen Transportvorrichtung 10i drehen kann. Zwischen dem Axialrollenlager 52 und dem Teller 42 ist ein Gummiring 54 angeordnet. Der Gummiring 54 lässt Kippbewe gungen zwischen dem Teller 42 und dem Axialrollenlager 52 zu, welche von einer ungleichmäßigen Belastung des Tragabschnitts 39 hervorgerufen werden.
Darüber hinaus ist eine Kraftmesseinrichtung 56i nach einem ersten Ausführungsbeispiel im Tellergehäuse 48 angeordnet, welche in der Figur 3B separat dargestellt ist. Die Kraftmess einrichtung 56i umfasst im ersten Ausführungsbeispiel insgesamt sechs kapazitive Kraftsensoren 58, die sich in eine erste Gruppe 60 und eine zweite Gruppe 62 mit jeweils drei Krafts ensoren 58 unterteilen lässt. Die Hauptflächen der Kraftsenso ren 58 der ersten Gruppe 60 liegen bezogen auf den bestim mungsgemäßen Gebrauch der Transportvorrichtung 10i in einer ho rizontalen Ebene, während die Hauptflächen der Kraftsensoren 58 der zweiten Gruppe 62 senkrecht zu den Hauptflächen der Kraftsensoren 58 der ersten Gruppe 60 ausgerichtet sind. Die Kraftsensoren 58 der ersten Gruppe 60 sind kreisringsektorför mig ausgebildet, während die Kraftsensoren der zweiten Gruppe 62 zylindersektorförmig ausgebildet sind. Die Hauptflächen der Kraftsensoren 58 der zweiten Gruppe 62 liegen im bestimmungs gemäßen Gebrauch der Transportvorrichtung 10i in einer vertika len Ebene. Anstelle der kapazitiven Kraftsensoren 58 können auch resistive Kraftsensoren, Dehnungsmessstreifen oder eine gedruckte Elektronik zum Einsatz kommen.
In Figur 3C ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Kraftmess einrichtung 562 dargestellt, welches sich von der Kraftmessein richtung 56inach dem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentli chen dadurch unterscheidet, dass sie nur drei kapazitive Kraftsensoren 58 aufweist, welche zur ersten Gruppe 60 zuge ordnet werden können.
In beiden Fällen ist es möglich, horizontal wirkende Kräfte und vertikal wirkende Kräfte zu messen. Zudem können je nach dem, wie die Kraftsensoren 58 mechanisch gelagert sind, Kipp-, Dreh- und Schiebebewegungen gemessen werden.
Im ersten Ausführungsbeispiel der Kraftmesseinrichtung 56idie nen die Kraftsensoren 58 der ersten Gruppe 60 dazu, vertikal wirkende Kräfte zu bestimmen. Die Kraftsensoren 58 der zweiten Gruppe 62 werden zum Bestimmen von horizontal wirkenden Kräf ten verwendet. Aufgrund der Aufteilung der Kraftsensoren 58 in die erste Gruppe 60 und die zweite Gruppe 62 können die ver schiedenen Lastfälle genauer voneinander unterschieden werden als es beim zweiten Ausführungsbeispiel der Kraftmesseinrich tung 562 der Fall ist. Da grundsätzlich die verschiedenen Last fälle mit steigender Anzahl von Kraftsensoren 58 besser be schrieben werden können, ist man bestrebt, die Anzahl der Kraftsensoren 58 zu erhöhen. Allerdings wächst hierdurch der Platzbedarf. Die Anordnung der Kraftsensoren 58 der ersten Gruppe 60 senkrecht zu den Kraftsensoren 58 der zweiten Gruppe 62 steigert einerseits die Genauigkeit, mit welcher die Last fälle beschrieben werden können, andererseits hält sich der hierfür notwendige Bauraum in vertretbaren Grenzen.
Die Kraftsensoren 58 wirken mit einer Auswerteeinheit 63 zu sammen, so dass die Kräfte, welche auf den Tragabschnitt 39 wirken, ermittelt werden können. Zudem lässt sich mithilfe der Auswerteeinheit 63 ermitteln, wie die Kräfte über den Tragab schnitt 39 verteilt sind. Aufgrund der Freiheitsgrade, welche die Lagerung des Tragabschnitts 39 in der Hubeinrichtung 32 vorgibt, können bestimmte Lastfälle, beispielsweise ein Kip pen, vorgegeben werden, die bestimmt werden sollen. Zudem hän gen die Belastungen, die bestimmt werden können, von der An ordnung der Kraftsensoren 58 relativ zum Tragabschnitt 39 ab.
Die Information der Größe und Verteilung der auf den Tragab schnitt 39 wirkenden Kräfte kann auf verschiedene Weise ge nutzt werden, worauf später ausführlicher eingegangen wird. An dieser Stelle soll nur darauf verwiesen werden, dass ein Über laden der Transportvorrichtung 10i verhindert werden kann. Wenn die auf den Tragabschnitt 39 wirkende Kraft ein bestimmtes Maß überschreitet, kann das Anheben des Tragabschnitts 39 unter brochen und mittels eines Signalgebers 64 (siehe Figur 1B) ein entsprechendes Hinweissignal ausgegeben werden. Das Hinweis signal kann beispielsweise in optischer und/oder akustischer Form ausgegeben werden.
Bezug nehmend auf die Figuren 1A und 1B weist die Transport vorrichtung 10i eine Sensoreinheit 66 auf, mit welcher das Um feld der Transportvorrichtung 10i erfasst werden kann. Insbe sondere können Hindernisse und Beschaffenheit der Unterlage, auf welcher die Räder abrollen, ermittelt werden. Die Sen soreinheit 66 kann Kameras 67, Ultraschallsensoren 69, laser basierte Sensoren 71 oder radarbasierte Sensoren oder derglei chen umfassen, mit denen das Umfeld auch unter unterschiedli chen Bedingungen mit einer ausreichenden Genauigkeit erfasst werden kann. Aus Figur 1A ist erkennbar, dass die Ultra schallsensoren 69 bezogen auf die senkrecht verlaufende Rota tionsachse R unterhalb der Kamera 67 angeordnet sind. Die la serbasierten Sensoren 71 sind auf die Rotationsachse R bezogen zwischen der Kamera 67 und den Ultraschallsensoren 69 angeord net. Insofern kann das Umfeld nicht nur auf verschiedene Wei sen, sondern auch aus unterschiedlichen Perspektiven erfasst werden.
Die Sensoreinheit 66 ist in einem Sensorabschnitt 68 angeord net, welcher von der Außenkontur 14 und von der gemeinsamen Drehachse D oder einer durch die gemeinsame Drehachse D und die Rotationsachse R verlaufende Ebene begrenzt wird. Dieser Definition zufolge weist die Transportvorrichtung 10i zwei der artiger Sensorabschnitte 68 auf, allerdings ist die Sensorein heit 66 nur in einem dieser Sensorabschnitte 68 angeordnet. Diese Anordnung hat zur Folge, dass die Sensoreinheit 66 nur den Teil des Umfelds erfassen kann, welche auf der Seite der gemeinsamen Drehachse D oder der durch sie verlaufende Ebene angeordnet ist, auf welcher die Sensoreinheit 66 angeordnet ist.
Zudem ist die Transportvorrichtung 10i mit einem Speicher 70 für elektrische Energie ausgerüstet, damit die betreffenden Komponenten mit elektrischer Energie versorgt werden können.
Wie insbesondere aus der Figur 1B zu erkennen ist, ist die Au ßenkontur 14 zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch zur Rotationsachse R. Darüber hinaus sind insbesondere der Tragabschnitt 39 und das erste Rad 18 und das zweite Rad 20 innerhalb der Außenkontur 14 angeordnet. Es ragen daher keine Komponenten radial über die Außenkontur 14 heraus. Hieraus ergibt sich der Effekt, dass dann, wenn die Transportvorrich tung 10i auf der Stelle gedreht wird, was durch ein entspre chendes Ansteuern des ersten Rads 18 und des zweiten Rads 20 erfolgen kann, keine exzentrischen Abschnitte vorhanden sind, welche an benachbarte Gegenstände anstoßen und die Drehung be einträchtigen könnten, solange sich die benachbarten Gegen stände in einem Abstand befinden, welcher mindestens dem Ra dius der Außenkontur 14 um die Rotationsachse R entspricht.
Aus Figur 1A ist erkennbar, dass am unteren Rand des Gehäuses 13 ein Borstenabschnitt 72 angeordnet ist, welcher aus einer Vielzahl von hier nicht explizit erkennbaren Borsten besteht. Wie erwähnt, sind das erste Rad 18 und das zweite Rad 20 auf einer gemeinsamen Drehachse D angeordnet. Folglich kann die Transportvorrichtung 10i um die gemeinsame Drehachse D kippen, so dass das Gehäuse 13 auf einer Seite der gemeinsamen Dreh achse D auf der Unterlage aufliegt und dann, wenn die Trans portvorrichtung 10i bewegt wird, auf der Unterlage entlang schleift. Dieses Schleifen wird mit dem Borstenabschnitt 72 verhindert, der zudem einen stabilisierenden Einfluss auf die Transportvorrichtung 10i hat. Weiterhin hat der Borstenab schnitt 72 den Effekt eines Besens, so dass zumindest kleinere Partikel entfernt werden und das Abrollen der Räder 18, 20 auf der Unterlage nicht negativ beeinflussen können.
Um die Transportvorrichtung 10i um die gemeinsame Drehachse D zu stabilisieren, kann alternativ auch ein oder mehrere Stütz räder (nicht gezeigt) eingesetzt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Transportvorrich tung 10i weiterhin mit einer SelbstStabilisierungseinrichtung 74 ausgerüstet (Figur 1B), welche die Neigung und die Änderung der Neigung der Transportvorrichtung 10i um die gemeinsame Drehachse D ermitteln und dieser entgegenwirken kann. Bei spielsweise kann die SelbstStabilisierungseinrichtung 74 ein Gyroskop oder einen Neigungssensor aufweisen. Stellt die SelbstStabilisierungseinrichtung 74 fest, dass die Neigung um die gemeinsame Drehachse D ein kritisches Maß überschreitet, kann die SelbstStabilisierungseinrichtung 74 Gegenmaßnahmen einleiten. Die Gegenmaßnahmen können beispielsweise in einem gezielten Beschleunigen oder Abbremsen des ersten Rads 18 und/oder des zweiten Rads 20 bestehen. Alternativ kann eine hier nicht dargestellte Ausgleichswelle angetrieben oder hier ebenfalls nicht dargestellte Gewichte verschoben werden. Sämt liche Maßnahmen dienen dazu, ein der Neigung entgegenwirkendes Drehmoment um die Drehachse D innerhalb der Transportvorrich tung 10i zu erzeugen, um die Neigung wieder auf Werte unterhalb des kritischen Maßes zu senken. Anzumerken ist, dass die SelbstStabilisierungseinrichtung 74 nur dann eingesetzt werden kann, wenn keine Gegenstände mit der Transportvorrichtung 10i transportiert werden. Darüber hinaus ist die Transportvorrichtung 10i mit einer Kom munikationseinrichtung 76 ausgestattet, mit welcher die Trans portvorrichtung 10i Informationen mit anderen Kommunikations partnern austauschen kann, auf welche später noch genauer ein gegangen wird.
In Figur 2 ist eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Transportvorrich tung IO2 gezeigt. Die Transportvorrichtung IO2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in weiten Teilen genauso aufgebaut wie die Transportvorrichtung 10i nach dem ersten Ausführungsbei spiel. Zusätzlich weist die Transportvorrichtung IO2 einen Tra gegriff 78 auf, welche drehbar an der Tragstruktur 12 befes tigt ist. Die Transportvorrichtung 10i kann folglich nach Art eines Eimers am Tragegriff 78 ergriffen und transportiert wer den.
In Figur 4 ist ein Teil einer Tragstruktur 12 der erfindungs gemäßen Transportvorrichtung IO3 nach einem dritten Ausfüh rungsbeispiel anhand einer prinzipiellen und perspektivischen Darstellung wiedergegeben, wobei die Tragstruktur 12 als ein Gehäuse 13 ausgebildet ist. An einer der beiden gewölbten Au ßenflächen AW des Gehäuses 13 sind zwei kreisringsektorförmige Nuten 80 angeordnet, in welche ein Speicher 70 für elektrische Energie formschlüssig eingreifen und lösbar mit dem Gehäuse 13 verbunden werden kann. Der Speicher 70 ist in diesem Ausfüh rungsbeispiel daher nach Art eines Rucksacks außerhalb vom Ge häuse 13 angeordnet und bildet einen exzentrischen Abschnitt. Der Speicher 70 kann innerhalb der beiden Nuten 80 bewegt wer den, wobei er sich um die Rotationsachse R dreht. Die Trans portvorrichtung 10i kann daher innerhalb von gewissen Grenzen auf der Stelle in Räumen bewegt werden, welche nur unwesent- lieh breiter sind als das Gehäuse 13 an den beiden planen Au ßenflächen AP. Derartige Räume können die Hohlräume von Palet ten 40 sein. Beim Drehen stößt der Speicher 70 an die Wände der Palette 40 an und wird aufgrund der Drehbewegung der Transportvorrichtung 10i entlang der Nuten 80 um die Rotations achse R der Transportvorrichtung 10i gedreht. Der Speicher 70 behindert die weitere Drehung der Transportvorrichtung 10i nicht.
In der Figur 5 ist eine Draufsicht auf einen Gegenstand 38 ge zeigt, welcher mit einem TransportSystem 81 gemäß der vorlie genden Erfindung transportiert werden kann. In der Figur 5 ist der Gegenstand 38 als eine Palette 40 ausgeführt, auf welcher nicht näher gezeigte Gegenstände wie Kisten oder dergleichen abgelegt sein können. Die dargestellte Palette 40 weist drei Querhölzer 82 auf, auf welche insgesamt fünf Bretter 84 aufge nagelt sind. In jedem Querholz 82 sind zwei in Figur 5 nicht erkennbare Aussparungen angeordnet, die jeweils mit den Aus sparungen der benachbarten Querhölzer 82 fluchtend angeordnet sind.
Das TransportSystem 81 umfasst insgesamt sieben Transportvor richtungen 10, welche in den Figuren 1A und 1B beschrieben sind und in der Figur 5 nur prinzipiell dargestellt sind.
Sechs der Transportvorrichtungen 10 werden in jeweils eine der Aussparungen der Querhölzer 82 hineingefahren. Anschließend wird die Hubeinrichtung 32 angehoben, so dass die Palette 40 von der Unterlage entfernt und anschließend an den gewünschten Ort transportiert werden kann. Wie aus der Figur 5 ebenfalls erkennbar, ist eine siebte Transportvorrichtung 10i nicht in die Aussparungen der Palette 40 eingebracht. Die siebte Trans portvorrichtung 10i ist als ein sogenannter Master 86 konfigu riert, während die übrigen sechs Transportvorrichtungen 10 als Slaves 88 ausgestaltet sind. Der Master 86 dient insbesondere zur Erfassung des Umfelds, da er außerhalb der Palette 40 po sitioniert ist und daher im Gegensatz zu den Slaves 88 das Um feld besser erkennen kann. Unter Verwendung der Kommunikati onseinrichtung 76 kann der Master 86 Befehle an die Slaves 88 übermitteln, insbesondere auf Hindernisse bezogen.
Der Master 86 begleitet die Slaves 88 so lange, bis die Pa lette 40 an den gewünschten Ort transportiert worden ist. Dann wird die Hubeinrichtung 32 entsprechend aktiviert, so dass die Palette 40 wieder auf der Unterlage abgelegt wird. Anschlie ßend fahren die Slaves 88 aus der Palette 40 heraus und können zum Transportieren eines weiteren Gegenstandes verwendet wer den. Die sieben Transportvorrichtungen 10 können baugleich sein. Es ist aber auch möglich, den Master 86 mit einer beson ders leistungsstarken Master-Sensoreinheit 90 zu versehen, da mit das Umfeld besonders großflächig erfasst werden kann.
Für den Fall, dass die Transportvorrichtungen 10 baugleich ausgeführt sind, kann jede der Transportvorrichtungen 10 als ein Master 86 oder ein Slave 88 definiert werden. Die Trans portvorrichtungen 10 können also unterschiedlich eingesetzt werden. Wie erwähnt, dient der Master 86 dazu, das Umfeld der Palette 40 möglichst umfangreich zu erfassen. Hierzu benötigt die Sensoreinheit 66 überdurchschnittlich viel elektrische Energie. Aufgrund der Möglichkeit, auch eine der übrigen Transportvorrichtungen 10 als Master 86 einzusetzen, wird ver hindert, dass der Speicher 70 einer Transportvorrichtung 10i schneller entleert wird als diejenigen der übrigen Transport vorrichtungen 10. Auch werden alle Transportvorrichtungen 10 gleichmäßig belastet, wodurch verhindert wird, dass eine oder mehrere der Transportvorrichtungen 10 schneller verschleißen und eher gewartet werden müssen als andere. Zum Transportieren des weiteren Gegenstands 38 kann eine andere der Transportvor richtungen 10 als Master 86 eingesetzt werden.
In der Figur 6A ist ein viertes Ausführungsbeispiel der vor schlagsgemäßen Transportvorrichtung IO4 anhand einer Seitenan sicht und in Figur 6B anhand einer Draufsicht gezeigt. Figuren 6C bis 6E zeigen Schnittdarstellungen viertes Ausführungsbei spiel der vorschlagsgemäßen Transportvorrichtung IO4. Der grundsätzliche Aufbau der Transportvorrichtung IO4 nach dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend demjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, so dass im Fol genden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Die Transportvorrichtung IO4 nach dem vierten Ausführungsbei spiel umfasst eine Spreizeinrichtung 98, welche im vierten Ausführungsbeispiel der Transportvorrichtung IO4 zwei Spreiz arme 100 umfasst, die mittels einer Verstelleinheit 106 zwi schen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung ver stellbar sind. In Figur 6B sind die beiden Spreizarme 100 in einer zweiten Stellung dargestellt, in welcher die Spreizarme 100 über die Außenkontur 14 der Tragstruktur 12 herausragen.
In der nicht dargestellten ersten Stellung befinden sich die Spreizarme 100 innerhalb der Außenkontur 14, so dass keine ex zentrischen Abschnitte vorliegen, die beim Drehen der Trans porteinrichtung IO4 auf der Stelle gegen benachbart angeordnete Gegenstände 38 anstoßen und daher die Drehung behindern könn ten. Die Spreizarme 100 sind in Führungsbahnen 102 verschieb bar gelagert, wobei die Führungsbahnen 102 von im Tragab schnitt 39 angeordneten Nuten gebildet werden. Die Führungs bahnen 102 verlaufen ausgehend vom Zentrum der Transportvor richtung IO4 radial nach außen, so dass die Spreizarme 100 in einer radialen Richtung bewegt werden können. Zum Bewegen der Spreizarme 100 zwischen der ersten und der zweiten Stellung umfasst die Spreizeinrichtung 98 neben der Verstelleinheit 106 eine weitere Antriebseinheit 107, welche im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren 6C bis 6E näher beschrieben werden. Die Verstelleinheit 106 und die weitere Antriebseinheit 107 wirken unter Verwendung eines Antriebsstrangs 109 zusammen. Der Antriebsstrang 109 verläuft exzentrisch zur Drehachse R und umfasst ein erstes Zahnrad 111 und ein zweites Zahnrad 113, die in kämmendem Eingriff mitei nander stehen, was insbesondere aus Figur 6A hervorgeht. Das erste Zahnrad 111 ist drehfest mit dem Tragabschnitt 39 ver bunden. Hierdurch kann die Drehbewegung der weiteren Antriebs einheit 107 auf die Verstelleinheit 106 übertragen werden. Mit der Drehbewegung können die Spreizarme 100 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung bewegt werden. Auf die hierzu verwendeten Mechanismen wird später genauer eingegan gen.
Wie zuvor erwähnt, ist die Spindel 37 drehfest in der Trags truktur 12 gelagert. Um den Tragabschnitt 39 und folglich auch die Spreizeinrichtung 98 relativ zum Gehäuse 13 bewegen zu können, ist eine entsprechende Lagereinheit 119 vorgesehen. Um die Drehstellung der Spreizeinrichtung 98 beispielsweise in Bezug auf die erste Drehachse Dl und/oder die zweite Drehachse D2 bestimmen zu können, ist ein Winkelsensor 121 vorgesehen.
Im Antriebsstrang 109 ist eine Entkopplungseinheit 115 ange ordnet, mit welcher der Antriebsstrang 109 wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann. Die Entkopplungseinheit 115 hat folgenden Zweck: Die Spreizarme 100 dienen dazu, die Trans portvorrichtung 104 in der zweiten Stellung mit dem zu trans portierenden Gegenstand 38, insbesondere mit einer Palette 40 (siehe Figur 5), zu verspannen, um ein unkontrolliertes Ver rutschen zu verhindern. Ein Drehen der Transportvorrichtung IO4 im verspannten Zustand, insbesondere zum Lenken, wäre dann aber nicht ohne weiteres möglich, da sonst die im Antriebs strang 109 und in der weiteren Antriebseinheit 107 vorliegen den Widerstände überwunden werden müssten.
Die Entkopplungseinheit 115 umfasst eine Kurvenscheibe 117, welche in Figur 6F separat dargestellt ist. Die Kurvenscheibe 117 ist drehfest, aber axial verschiebbar mit einer Ab triebswelle 124 der weiteren Antriebseinheit 107 verbunden.
Die Kurvenscheibe 117 weist in der Mantelfläche eine Nut 120 mit einem wendelförmigen Verlauf und einer bestimmten Steigung auf. Ein in der Tragstruktur 12 verankerter Pin 122 ragt in die Nut 120 ein (Figur 6E). Wird die Kurvenscheibe 117 von der Abtriebswelle 124 gedreht, führt sie neben der rotatorischen Bewegung auch eine translatorische Bewegung parallel zur Rota tionsachse R aus. Die translatorische Bewegung der Kurven scheibe 117 wird auf ein Kupplungselement 126 übertragen, wel ches ringförmig ausgebildet ist. Das Kupplungselement 126 tritt hierzu über eine erste Stirnfläche 128 mit der Kurven scheibe 117 in Kontakt. Auf einer zweiten Stirnfläche 130 weist das Kupplungselement 126 eine erste Stirnverzahnung 132 auf, die je nach Position in eine korrespondierende zweite Stirnverzahnung 134 des zweiten Zahnrads 113 eingreifen kann.
Im in Figur 6E dargestellten Betriebszustand stehen die erste Stirnverzahnung 132 und die zweite Stirnverzahnung 134 nicht in Eingriff. Stehen die erste Stirnverzahnung 132 und die zweite Stirnverzahnung 134 in Eingriff, so wird die Drehbewe gung der Abtriebswelle 124 der weiteren Antriebseinheit 107 auf das erste Zahnrad 111 übertragen, wodurch die Spreizarme 100 bewegt werden. Je nach Drehrichtung der Abtriebswelle 124 wird das Kupplungselement 126 von der Kurvenscheibe 117 zum zweiten Zahnrad 113 hin oder von diesem weg bewegt. Entspre chend können die erste Stirnverzahnung 132 und die zweite Stirnverzahnung 134 in oder außer Eingriff gebracht werden. Um den Kontakt zwischen der Kurvenscheibe 117 und dem Kupplungs element 126 zu gewährleisten, wirkt das Kupplungselement 126 mit einer Rückstellfeder 136 zusammen.
Werden beispielsweise die Spreizarme 100 von der zweiten Stel lung in die erste Stellung bewegt, die weitere Antriebseinheit 107 nach Erreichen der ersten Stellung weiter in diese Rich tung gedreht, wird hierdurch eine Drehung des Tragabschnitts 39 bewirkt. Auf diese Weise können die Spreizeinrichtung 98 und folglich die Spreizarme 100 gegenüber der Tragstruktur 12 oder dem Gehäuse 13 in eine beliebige Drehstellung gebracht werden. Die Drehstellung kann mit dem Winkelsensor 121 ermit telt werden. Analog gilt dies, wenn die Spreizarme die zweite Stellung erreicht haben.
In den Figuren 7A ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Transportvorrichtung IO5 anhand einer perspek tivischen Darstellung gezeigt. Der Aufbau der Transportvor richtung IO5 nach dem fünften Ausführungsbeispiel gleicht weit gehend demjenigen des vierten Ausführungsbeispiels der Trans portvorrichtung IO4, insbesondere, was den Aufbau des Antriebs strangs 109 und der Verstelleinheit 106 betrifft.
Die Spreizeinrichtung 98 umfasst insgesamt sechs Spreizarme 100, welche sich in der Figur 7B in einer ersten Stellung und in der Figur 7C in einer zweiten Stellung befindet. Auch in der Figur 7A befinden sich die Spreizarme 100 in der ersten Stellung. Man erkennt, dass die Spreizarme 100 nicht über die Außenkontur 14 der Tragstruktur 12 herausragen, wenn sich die Spreizarme 100 in der ersten Stellung befinden. Wie auch im vierten Ausführungsbeispiel der Transportvorrichtung IO4 sind die Spreizarme 100 in den Führungsbahnen 102 verschiebbar ge lagert, wobei die Führungsbahnen 102 von im Tragabschnitt 39 angeordneten Nuten verlaufen, so dass der Tragabschnitt 39 eine entsprechende Anzahl von Kreissektorelementen 104 bildet (siehe Figur 7A). Aus Darstellungsgründen sind die Kreissekto relemente 104 in Figur 7C nicht dargestellt.
Die Führungsbahnen 102 verlaufen ausgehend vom Zentrum der Transportvorrichtung IO4 radial nach außen, so dass sich die Spreizarme 100 ebenfalls in einer radialen Richtung bewegen können, wie auch aus einem Vergleich der Figuren 7B und Figur 7C hervorgeht. Die Verstelleinheit 106 umfasst pro Spreizarm 100 jeweils eine Kniehebeleinheit 108, die durch Drehen einer Synchronisierungseinheit 110, welche im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel eine Kulissenscheibe 112 umfasst, gestreckt oder gestaucht werden können. Durch Strecken der Kniehebeleinheit 108 werden die Spreizarme 100 radial nach außen in die zweite Stellung und durch Stauchen der Kniehebeleinheit 108 in die erste Stellung bewegt. Da die Kulissenscheibe 112 mit allen Kniehebeleinheiten 108 auf dieselbe Weise zusammenwirkt, wer den alle Spreizarme 100 gleichzeitig bewegt, wenn die Kulis senscheibe 112 gedreht wird.
Die Spreizeinrichtung 98 umfasst eine Sperreinrichtung 138, mit welcher die Verstelleinheit 106 zumindest dann gesperrt werden kann, wenn sich die Spreizarme 100 in der zweiten Stel lung befinden. Im fünften Ausführungsbeispiel der Transport vorrichtung ist die Sperreinrichtung 138 auf folgende Weise realisiert: Die Kulissenscheibe 112 wirkt so mit den Kniehebe leinheiten 108 zusammen, dass die beiden Schenkel der Kniehe beleinheiten 108 in der zweiten Stellung über einen Winkel von 180° hinaus bewegt und folglich überdrückt werden und in der zweiten Stellung an einem Anschlag 140 anliegen. Hierdurch werden die Spreizarme 100 in der zweiten Stellung gesperrt, ohne dass eine Sperrkraft aufgebracht werden muss. Hierdurch ist es möglich, die Spreizarme 100 auch dann in der zweiten Stellung zu halten, wenn der Antriebsstrang 109 geöffnet ist. Insofern wird die Sperreinrichtung 138 weitgehend von der Ver stelleinheit 106 selbst gebildet, so dass keine zusätzlichen Elemente hierzu vorgesehen werden müssen. Alternativ kann aber die Sperreinrichtung 138 einen oder mehrere bewegbare Bolzen oder dergleichen umfassen, mit denen die Verstelleinheit 138 gesperrt werden kann.
Darüber hinaus ist an jedem radial äußeren Ende der Spreizarme 100 jeweils ein Anschlagelement 114 mit diesen verbunden. Wie insbesondere aus den Figuren 7A und 7B hervorgeht, schlagen die Anschlagelemente 114 in der ersten Stellung einerseits an den beiden jeweils benachbarten Anschlagelementen 114 an. Dar über hinaus schlagen die Anschlagelemente 114 auch an die Kreissektorelemente 104 an. Hierdurch wird die erste Stellung der Spreizarme 100 eindeutig festgelegt.
An den Anschlagelementen 114 ist jeweils ein Abstützelement 116 bewegbar befestigt, wobei die Abstützelemente 116 mittels einer Feder 118 vorgespannt werden.
Wie insbesondere in Figur 5 dargestellt, kann eine Palette 40 beispielsweise mit insgesamt sechs Transportvorrichtungen 10 transportiert werden. Werden Transportvorrichtungen IO4, IO5 nach dem vierte oder fünften Ausführungsbeispiel verwendet, werden diese soweit in einen Hohlraum der Palette 40 hineinge fahren, bis sie sich im Bereich des bereits erwähnten Querholz 82 befinden. Die Spreizeinrichtung 98 befindet sich hierbei in der ersten Stellung. Hat die Transportvorrichtung IO4, IO5die gewünschte Stellung innerhalb des Hohlraums erreicht, wird zunächst die Hubein richtung aktiviert, wodurch die Palette 40 angehoben wird. An schließend wird die Spreizeinrichtung 98 aktiviert, so dass die Spreizarme 100 von der ersten Stellung in die zweite Stel lung verstellt werden. Hierbei kommen die Abstützelemente 116 mit den Seitenwänden des Hohlraums der Palette 40 in Kontakt, wodurch die Transportvorrichtung IO4, IO5reibschlüssig mit der Palette 40 verbunden wird. Hierbei werden die Federn 118 kom primiert, so dass stoßartige Belastungen vermieden werden. Darüber hinaus können die Abstützelemente 116 schwimmend gela gert sein, so dass Fertigungsungenauigkeiten zusammen mit den Federn 118 ausgeglichen werden können. Infolgedessen wird die Transportvorrichtung IO4, IO5gegenüber der Palette 40 definiert ausgerichtet. Folglich kann sich die Palette 40 nicht mehr ge genüber der Transportvorrichtung IO4, IO5verschieben. Nun kann die Palette 40 mittels der Transportvorrichtung IO5 zum ge wünschten Ziel bewegt werden.
Wie erwähnt, unterscheidet sich die Transportvorrichtung IO5 nach dem fünften Ausführungsbeispiel insbesondere in der An zahl der Spreizarme 100 von der Transportvorrichtung IO4 nach dem vierten Ausführungsbeispiel. Aufgrund der höheren Anzahl der Spreizarme 100 kann auf den Einsatz des Winkelsensors 121 verzichtet werden, da sich die Spreizeinrichtung 98 selbst so ausrichten kann, dass die Spreizarme 100 weitgehend parallel zu der Fläche des Gegenstands 38 verlaufen, mit welchem die Transportvorrichtung IO4verspannt werden soll.
In der Figur 8 ist ein TransportSystem 81 dargestellt, welches insgesamt sechs Transportvorrichtungen 10 aufweist, welche in nerhalb einer Werkhalle 92 verteilt angeordnet sind. In der Werkhalle 92 sind verschiedene Gegenstände gelagert, die mit dem TransportSystem 81 transportiert werden sollen. Das Trans portsystem 81 umfasst eine Kontrolleinheit 94, mit welcher die Transportvorrichtungen 10 gesteuert oder geregelt werden kön nen. Wie bereits erwähnt, sind die Transportvorrichtungen 10 mit Kommunikationseinrichtungen 76 ausgestattet (siehe Figur 1B), welche den Austausch von Informationen untereinander er möglichen. Auch die Kontrolleinheit 94 ist mit einer derarti gen Kommunikationseinrichtung 76 ausgestattet, so dass die Transportvorrichtungen 10 nicht nur untereinander Informatio nen austauschen können, sondern auch ein Informationsaustausch zwischen den Transportvorrichtungen 10 und der Kontrolleinheit 94 möglich ist. Die Kontrolleinheit 94 kann beispielsweise Aufgaben definieren, welche die Transportvorrichtungen 10 aus führen sollen, welche beispielsweise darin bestehen können, die verschiedenen Gegenstände 38 von einem Standort zum Ziel standort zu transportieren. Wie erwähnt, befinden sich die Transportvorrichtungen 10 innerhalb einer Werkhalle 92. Die Kontrolleinheit 94 kann außerhalb der Werkhalle 92 angeordnet sein, allerdings ist auch eine Anordnung innerhalb der Werk halle 92 möglich. Zum Informationsaustausch verwendet die Kom munikationseinrichtung 76 ein drahtloses Netzwerk, beispiels weise ein WLAN oder Bluetooth. Je nach Ausgestaltung und Größe der Gegenstände ist aber nicht immer gewährleistet, dass das WLAN innerhalb der gesamten Werkhalle 92 in ausreichendem Um fang verfügbar ist. Die Funktionsfähigkeit des TransportSys tems hängt aber von einem ausreichend verfügbaren WLAN ab. Um das WLAN-Netz zu stabilisieren, können einige oder alle Trans portvorrichtungen 10 nach Art eines Repeaters oder einer Re laisstation betrieben werden, so dass gewährleistet ist, dass das WLAN auch in den Ecken der Werkhalle 92 oder hinter oder unter den Gegenständen verfügbar ist. Wie in Verbindung mit der Figur 5 beschrieben, können eine oder mehrere der Trans portvorrichtungen 10 als ein Master 86 betrieben werden. Wie ebenfalls erwähnt, dient der Master 86 primär dazu, das Umfeld um den zu transportierenden Gegenstand 38 zu erfassen, aller dings kann der Master 86 auch so positioniert werden, dass das WLAN-Netzwerk zumindest für die ihm zugeordneten Slaves 88 verfügbar ist.
In der Figur 9 ist eine Ladefläche 96, beispielsweise die ei nes LKWs dargestellt, welche mit dem erfindungsgemäßen Trans portsystem 81 beladen wird. Aufgrund der Tatsache, dass mit tels der Kraftmesseinrichtung 56 die auf den Tragabschnitt 39 zumindest einer Transportvorrichtung 10 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wirkende Kraft ermittelt werden kann, kann diese Information auch dazu genutzt werden, die Ladefläche 96 des LKWs möglichst gleichmäßig zu beladen.
Im in Figur 9 dargestellten Beispiel soll die Ladefläche 96 mit insgesamt sechs Paletten 40 beladen werden, welche das selbe Gewicht aufweisen sollen, wovon das TransportSystem 81 zunächst einmal aber nicht ausgehen kann. Als Erstes stellt das TransportSystem 81 insgesamt drei Paletten 40 in eine erste Reihe nebeneinander ab und registriert jeweils die ge nauen Positionen und das Gewicht der betreffenden Paletten 40 auf der Ladefläche 96. Anschließend transportiert die Trans portvorrichtung 10i eine vierte Palette 40 in eine zweite Reihe und zum Schluss eine fünfte und eine sechste Palette 40 in eine dritte Reihe. Nachdem auch die sechste und letzte Palette 40 auf die Ladefläche 96 transportiert worden ist, erhält das TransportSystem 81 die Information, dass keine weiteren Palet ten 40 auf die Ladefläche 96 beladen werden sollen. Das Trans portsystem 81 stellt fest, dass eine ungleichmäßige Beladung der Ladefläche 96 vorliegt. Das TransportSystem 81 ändert die Position der vierten Ladefläche 96 derart, so dass nun die La defläche 96 gleichmäßig beladen ist. Die Position der vierten Ladefläche 96 wird wie mit dem Pfeil gekennzeichnet geändert. Wie erwähnt, weisen die Transportvorrichtungen 10 jeweils ei nen Signalgeber 64 auf (siehe Figur 1B). Der Signalgeber 64 kann ein Hinweissignal ausgeben, wenn die Paletten 40 so schwer sind, dass die Höchstbeladung der betreffenden Trans portvorrichtungen 10 überschritten wird. Das Überschreiten der Höchstbeladung kann mit der Kraftmesseinrichtung 56 erkannt werden.
Weiterhin ist aus der Figur 9 erkennbar, dass die Sensorein heiten 66 der Transportvorrichtungen 10 in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Die eine der Transportvorrich tungen 10 erfasst dabei das Umfeld auf der einen Seite der Pa lette 40, während die andere der Transportvorrichtungen 10 das Umfeld auf der anderen Seite der Palette 40 erfasst.
Bezugszeichenliste
10 Transportvorrichtung 10i - IO5 Transportvorrichtung
12 Tragstruktur
13 Gehäuse
14 Außenkontur 16 Fahrwerk
18 erstes Rad 20 zweites Rad 22 Antriebseinheit 24 erster Antriebsmotor 26 zweiter Antriebsmotor 28 erstes Getriebe 30 zweites Getriebe 32 Hubeinrichtung 34 Spindelmutter
36 dritter Antriebsmotor
37 Spindel
38 Gegenstand
39 Tragabschnitt
40 Palette 42 Keller
44 Noppenmatte 46 Spannhülse 48 Tellergehäuse 50 O-Ring 52 Axialrollenlager 54 Gummiring 56 Kraftmesseinrichtung 58 Kraftsensoren 60 erste Gruppe 62 zweite Gruppe 63 Auswerteeinheit
64 Signalgeber
66 Sensoreinheit
67 Kamera
68 Sensorabschnitt
69 Ultraschallsensor
70 Speicher
71 laserbasierter Sensor
72 Borstenabschnitt
74 SelbstStabilisierungseinrichtung 76 Kommunikationseinrichtung 78 Tragegriff 80 Nut
81 TransportSystem
82 Querholz 84 Brett
86 Master 88 Slave
90 Master-Sensoreinheit 92 Werkhalle 94 Kontrolleinheit 96 Ladefläche 98 Spreizeinrichtung 100 Spreizarm 102 Führungsbahn 104 Kreissektorelement
106 Verstelleinheit
107 weitere Antriebseinheit
108 Kniehebeleinheit
109 Antriebsstrang
110 Synchronisierungseinheit
111 erstes Zahnrad
112 Kulissenscheibe 113 zweites Zahnrad
114 Anschlagelement
115 Entkopplungseinheit
116 Abstützelement
117 Kurvenscheibe
118 Feder
119 Lagereinheit
120 Nut
121 Winkelsensor
122 Pin
124 Abtriebswelle
126 Kupplungselement
128 erste Stirnfläche
130 zweite Stirnfläche
132 erste Stirnverzahnung
134 zweite Stirnverzahnung
136 Rückstellfeder
138 Sperreinrichtung
140 Anschlag
AP plane Außenfläche
AW gewölbte Außenfläche
D gemeinsame Drehachse
Dl erste Drehachse
D2 zweite Drehachse
R Rotationsachse

Claims

Patentansprüche
1. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) zum Transportieren von Gegenständen (38), umfassend
- eine Tragstruktur (12) mit einer Außenkontur (14),
- ein an der Tragstruktur (12) befestigtes Fahrwerk (16) mit zumindest einem ersten Rad (18) und einem zweiten Rad (20), wobei das erste Rad (18) um eine erste Dreh achse (Dl) und das zweite Rad (20) um eine zweite Dreh achse (Dl) drehbar im Fahrwerk (16) gelagert sind,
- eine Antriebseinheit (22), mit welcher das erste Rad (18) und das zweite Rad (20) unabhängig voneinander an- treibbar sind, und
- eine Sensoreinheit (66) zum Erfassen des Umfelds der Transportvorrichtung (10), wobei
- die Sensoreinheit (66) in einem von der Außenkontur (14) und der ersten Drehachse (Dl) oder der zweiten Drehachse (D2) begrenzten Sensorabschnitt (68) angeord net ist, und
- die Sensoreinheit (66) so ausgebildet ist, dass sie nur den Teil des Umfelds auf der Seite der ersten Drehachse (Dl) oder der zweiten Drehachse (D2) erfasst, auf wel cher die Sensoreinheit (66) angeordnet ist.
2. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenkontur (14) der Tragstruktur (12) in der Draufsicht um eine Rotationsachse (R) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist, und
- der Tragabschnitt (39) und/oder das erste Rad (18) und das zweite Rad (20) innerhalb der Außenkontur (14) an geordnet sind oder bündig mit der Außenkontur (14) ab schließen. 3. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprü che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (10) einen Speicher (70) für elektrische Energie aufweist, wel cher in der Draufsicht abschnittsweise über die Außenkontur (14) der Tragstruktur (12) hervorragt, wobei der Speicher (70) bewegbar an der Tragstruktur (12) befestigt ist.
4. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (70) um die Rota tionsachse (R) drehbar an der Tragstruktur (12) befestigt ist.
5. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprü che 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (70) außerhalb des Sensorabschnitts (68) angeordnet ist.
6. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprü che 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (70) lösbar an der Tragstruktur (12) befestigt ist.
7. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der vorhe rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (10) eine Kraftmesseinrichtung (56) umfasst, mit welcher die auf den Tragabschnitt (39) wirkende Kraft bestimmbar ist.
8. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der vorhe rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (10) zumindest ein Stützrad und/oder einen Borstenabschnitt (72) aufweist.
9. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der vorhe rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Räder (18, 20) um eine gemeinsame Drehachse (D) drehbar angeordnet sind und die fahrerlose Transportvorrichtung (10) eine Selbststabi lisierungseinrichtung (74) aufweist.
10. Fahrerlose Transportvorrichtung (10) nach einem der vorhe rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrerlose Transportvor richtung (10) eine mit der Tragstruktur (12) zusammenwir kende Hubeinrichtung (32) zum Anheben und Absenken zumin dest eines Tragabschnitts (39), der zum Transportieren der Gegenstände mit denselben zusammenwirkt, umfasst.
11. Verfahren zum Betreiben einer fahrerlosen Transportvorrich tung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend folgende Schritte:
- Erfassen des Umfelds der Transportvorrichtung (10) mit tels einer Sensoreinheit (66) hinsichtlich auswählbarer Eigenschaften des Umfelds, und
- Anheben oder Absenken des Tragabschnitts (39) mittels der Hubeinrichtung (32) in Abhängigkeit der erfassten Eigenschaften des Umfelds.
12. Fahrerloses TransportSystem (81), umfassend
- eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportvorrichtungen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, - eine Kontrolleinheit (94) zum Steuern oder Regeln der fahrerlosen Transportvorrichtungen (10), und
- eine Kommunikationseinrichtung (76), mit welcher Infor mationen zwischen der Kontrolleinheit (94) und den fah rerlosen Transportvorrichtungen (10) ausgetauscht wer den können.
13. Fahrerloses TransportSystem (81) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
- jede der Transportvorrichtungen (10) jeweils eine Sen soreinheit (66) zum Erfassen des Umfelds der Transport vorrichtung (10) aufweist, wobei
- die Sensoreinheit (66) in einem von der Außenkontur (14) und der ersten Drehachse (Dl) oder der zweiten Drehachse (D2) begrenzten Sensorabschnitt (68) angeord net ist, und
- die Sensoreinheit (66) so ausgebildet ist, dass sie nur den Teil des Umfelds auf der Seite der ersten Drehachse (Dl) oder der zweiten Drehachse (D2) erfasst, auf wel cher die Sensoreinheit (66) angeordnet ist, wobei
- zumindest eine erste der Sensoreinheiten in eine erste Richtung und zumindest eine zweite der Sensoreinheiten in eine zweite Richtung ausgerichtet sind.
14. Fahrerloses TransportSystem (81) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine der fahrerlosen Transportvorrichtungen (10) als ein Master (86) ausgebildet ist und die übrigen der fahrerlosen Transportvorrichtungen (10) als Slaves (88) ausgebildet sind,
- der Master (86) eine Master-Sensoreinheit (90) zum Er fassen des Umfelds des Masters (86) aufweist, und - der Master (86) das Umfeld des Masters (86) betreffende Informationen an die Kontrolleinheit (94) und/oder an die Slaves (88) übermittelt. 15. Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen TransportSystems
(81) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, umfassend folgende Schritte:
- Transportieren eines Gegenstands (38) mit zumindest zwei Transportvorrichtungen (10), - Erfassen des Umfelds zumindest einer Transportvorrich tung (10) mittels einer Sensoreinheit (66) hinsichtlich auswählbarer Eigenschaften des Umfelds, und
- Anheben oder Absenken der Tragabschnitte (39) mittels der Hubeinrichtungen (32) in Abhängigkeit der erfassten Eigenschaften des Umfelds.
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