CN115461301A - 具有有效负载升降设备的无人驾驶的运输车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运送有效负载的无人驾驶的运输车辆(1)、尤其是自动引导的运输车辆、尤其是工厂中的材料运输车辆，该运输车辆具有有效负载升降设备(2)。为了实现升降设备(2)的特别廉价并且同时刚性且高效的构造，根据本发明，通过偏心驱动器实施提升操作。

Description

具有有效负载升降设备的无人驾驶的运输车辆

技术领域

本发明涉及一种用于运送有效负载的无人驾驶的运输车辆、尤其是自动引导的运输车辆、优选是自主自动引导的运输车辆。这样的车辆通常用作生产工厂中的所谓的工业卡车或材料运输车辆，例如用于在仓库中或从仓库到生产线运输特定的有效负载，同时优选地自主导航。在这样的运输车辆的情况下，负载可以直接由有效负载本身和可单独装载有效负载的有效负载载体(例如架子、滚轮小车等)构成。在此，目的在于：运输车辆可以行驶到这样的有效负载载体下方、独立地提升所述有效负载载体、将所述有效负载载体运输到目的地并且在该处再次将所述有效负载载体放下。为此目的，运输车辆配备有整合的升降设备。

背景技术

从实践中已知用于实施升降功能的多种不同的解决方案。为了能够快速且准确地提升大型负载，升降设备需要高刚度和大功率的马达配置，相应地对电能的需求也很高，因此需要更高的重量、更大的电池、更高的成本或更短的行程范围。

例如，DE 102013013438 A1披露了一种运输车辆，通过多个不同的推力和杠杆设备实施该运输车辆的升降功能，由于这些推力和杠杆设备的设计原理和刚度需求，因此存在高系统重量并且具有较大的结构空间需求。

EP 102706 A1披露了另一种运输车辆，该运输车辆的升降设备由滚珠丝杠驱动器构成，其制造复杂并且相对昂贵。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于提出一种具有升降设备的运输车辆，该升降设备可以是最廉价的并且同时构造得尽可能刚性且高效。

所述目的通过如独立权利要求所述特征的组合来实现。本发明的另外的实施例和改进方案将自从属权利要求以及以下说明和附图中显现。

本发明提出，通过偏心驱动器实施提升操作。以这种方式可以实现用于提升和保持大型负载的简单、廉价、稳健和低维护的解决方案。

为了实现运输车辆的特别紧凑的构造且有利于维护，所述运输车辆具有扁平的底盘，该底盘具有布置在其中的驱动部件，并且所述运输车辆具有至少一个负载承载元件，该至少一个负载承载元件相对于底盘是高度可调节的并且用于承载有效负载。在此，偏心驱动器具有至少一个可旋转地安装的偏心元件，该偏心元件在提升操作期间将提升力引入负载承载元件。以此方式，通过偏心元件的构型，可以在结构上容易且有效地定义提升行程，提高操作可靠性并且避免故障和失效。

根据本发明的一个优选的改进方案，为了实现可靠的提升同步，升降设备包括升降轴，该升降轴沿横向方向大致延伸穿过整个底盘并且分别在相对置的端部处具有一个偏心元件。因此可以进一步地通过作用在升降轴上的单个驱动单元容易且廉价地实施提升操作。

根据一个优选的实施例，为了稳健地将力从驱动单元传输至升降轴，同时特别柔性且有效地利用结构空间，升降轴藉由环绕式驱动器(Umschlingungstrieb)被致动。

为了高效地引导和支撑可廉价实施的负载承载元件，在负载承载元件中设置有孔的至少一个边缘部分，该孔被配置用于使升降轴延伸穿过其中，该至少一个边缘部分用于沿提升方向引导负载承载元件并且用于横向于提升方向的支撑。

根据本发明的另一个改进方案，为了进一步改善负载承载元件的引导和支撑，负载承载元件在端侧具有平坦的表面部分，该表面部分与提升方向平行地形成、沿纵向方向支承在底盘的对应区域上并且在该底盘上滑动。

根据优选的实施例，为了实现稳定且同时节省重量的构造，运输车辆具有两个负载承载元件，这些负载承载元件分别相对置地布置在底盘的两侧。

为了增加刚度或增强功能范围，这两个负载承载元件可以藉由至少一个横向连接件彼此连接。

为了容易地实施升降设备在纵向方向上的稳健同步，本发明的一个优选的实施例提出，升降设备具有至少两个偏心元件，这些偏心元件作用在同一个负载承载元件上并且藉由环绕式驱动器联接至彼此。

根据本发明的特别优选的实施例，偏心元件具有滚动轴承元件，该滚动轴承元件布置在径向外侧，并且该滚动轴承元件在提升操作期间在该负载承载元件上滚动。因此，偏心元件和其支承座不需要为了降低磨损而硬化。同样，可以省去易受污染的维护密集型润滑剂或易受磨损的滑动涂层。此外，驱动马达除了负载之外，不需要克服偏心元件与其支承座之间的任何大的摩擦阻力。可以降低驱动单元的功率，以有利于更小的结构空间和更低的能量消耗，或可以提升和运输更大的负载。

根据优选的实施例，升降设备可以包括四个偏心元件，这些偏心元件联接至彼此、能够同时强制运动并且用于提升和降低负载。因此，可以单纯以机械方式实现负载的无中断的且均匀的提升和降低，而不需要单独的控制技术支出。

附图说明

下面将基于示例性实施例更详细地讨论本发明。在附图中：

图1是运输车辆的在平面视图(视图a)以及升降设备缩回(b)和展开(c)的侧视图中高度简化的展示；

图2示出了根据图1的视图，然而还带有有效负载载体；

图3是运输车辆的实施例的示例性图示，其中有效负载位于有效负载载体中；

图4是底盘和升降设备的一些元件的三维图示(a)和负载承载元件的孔中的导向件的放大图示(b)；

图5示出了运输车辆1和升降设备2的一些元件在提升的运输位置(a)和降低的停放位置(b)的局部侧视图；

图6示出了具有滚动轴承元件的偏心元件的实施例；

图7示出了升降轴的驱动器的详细视图。

具体实施方式

图1

无人驾驶的运输车辆1尤其用于在生产和组装工厂中的光滑地面上运送有效负载，例如用于从生产线或向生产线或者在零件仓库中运输零件和部件。运输车辆1基于集成的空间监测传感器和控制系统(然而在此未强调且未示出)自主选择其行驶路线。

运输车辆1具有扁平、紧凑的底盘8，在该底盘中且在其上布置有所有控制部件和驱动部件。在所示实施例中，运输车辆1在一对支撑轮15和一对驱动轮14上运动。驱动轮14可单独地、独立于彼此地驱动，并且因此既用于运输车辆1的推进又用于转向。为了承载负载或放置负载，运输车辆1具有两个负载承载元件9、9'，这些负载承载元件形成升降设备2的组成部分。负载承载元件9、9'在纵向方向上或者平行于行驶方向F具有长形形状，并且在上部区域中侧向地位于底盘8的两侧。在所示实施例中，每个负载承载元件9、9'都被配置为盒状中空体。为了提升负载，可以在竖直提升方向H上将负载承载元件9、9'从缩回的停放位置(视图b)提起提升行程16进入展开的运输位置。

负载承载元件9、9'可以通过一个或多个支柱、条或板件(在此未示出)交叉连接(21)，以便例如增加刚度和/或实现更大的平坦的装载表面。

图2

运输车辆1被设计成优先运输在单独的有效负载载体6中的有效负载。有效负载载体6可以以多种形式构造：以示出的架子形式，以小车或滚轮小车的形式等。

有效负载载体6被构造为使得运输车辆1可以在负载承载元件9、9'处于停放位置的情况下行驶到有效负载载体6下方。有效负载载体6具有两个横梁7、7'，这些横梁相对于行驶方向横向地延伸，并且在有效负载载体6的提升和运输期间，负载承载元件支撑在这些横梁上。在所示实施例中，横梁7、7'通过位于外部的两个纵向构件17、17'相连接。为了运输负载，运输车辆1行驶到有效负载载体6下方并启动升降设备2。在此，负载承载元件9、9'在提升方向H上被提起，抵靠在横梁7、7'上，并且将有效负载载体6从地面上提起。于是，有效负载载体6可以被运输到目的地，并且在该处以相反的顺序被再次放置到地面上。

图3

该图示出了运输车辆1的示例性使用场景，并且大致与图2b中所展示的情况相对应。运输车辆1的实施例位于被配置为滚轮小车的有效负载载体6下方。有效负载载体6装载有有效负载22，该有效负载由装满包袋的金属网箱构成。

图4

图4示出了具有升降设备2的部件的底盘8的一些结构元件。

升降设备2具有升降轴10，该升降轴可以围绕旋转轴线D旋转、在横向方向上大致延伸穿过整个底盘8、并且在延伸时以其两端接合到两个相对的负载承载元件9、9'中。在各自情况下，一个盘状的偏心元件3、3”被布置成以旋转结合的方式固定在升降轴10的两端上。总体上，升降设备2具有在竖直方向上支撑负载承载元件9、9'的四个盘状的偏心元件3、3'、3”、3”'。

每个负载承载元件9、9'具有用于使升降轴穿过接合的孔11。每个孔在竖直方向上具有长形形状并且具有平行于提升方向H和平行于彼此定向的两个笔直的边缘部分12。藉由这两个边缘部分12，尤其与行驶方向F平行或横向于提升方向H作用的力从负载承载元件9引入升降轴10并因此引入底盘8。以此方式，边缘部分12用于引导和支持用于负载承载元件9、9'的力。

此外，每个负载承载元件9、9'在端侧具有与提升方向H平行地形成的平坦的表面部分13、13'。这些表面部分13、13'同样在提升操作期间用作竖直导向件并且用于支持并且将纵向力引入底盘8。

图5

图5示出了运输车辆1和升降设备2的一些元件(负载承载元件9的侧壁已被移除)在提升的运输位置(视图a)和降低的停放位置(视图b)的局部侧视图。

在运输车辆1的每一侧，升降设备(2)分别具有同等尺寸的、作用于同一负载承载元件(9)的两个偏心元件(3，3')。在此，位于升降轴10上的驱动侧的偏心元件3藉由环绕式驱动器18联接至另一个输出侧的偏心元件3'，使得在升降轴10旋转时，这两个偏心元件3、3'同时沿同一方向旋转。在上述实施例中，环绕式驱动器18被实施为链式驱动器。然而，在本发明内同样允许其他实施例(例如齿形带驱动器的形式)。

为了执行提升运动，升降轴10的旋转运动通过偏心元件3、3'转换成负载承载元件9的与提升方向H平行的平移运动。负载承载元件9的上部水平轨道在此用作偏心元件3、3'的支承座。为了减少偏心元件3、3’与负载承载元件9之间的摩擦，每个偏心元件3、3’均在径向外侧配备有滚动轴承元件4，所述偏心元件借助于该滚动轴承元件在其支承座上安静且低摩擦地滚动。通过孔11的边缘部分12(如上文已提及)和表面部分13，当偏心元件3、3'在负载承载元件9上滚动时，横向于提升方向H指向的力分量被引入底盘8。

图6

图6示出了偏心元件3的实施例。滚动轴承元件4位于偏心盘24的径向外边缘处。在所示的实施例中，滚动轴承元件4被配置为压到偏心盘24上的滚珠轴承。然而，在本发明中，同样可设想的是，偏心盘24本身被配置为滚动轴承的组成部分，例如内圈。

升降设备2的提升行程16在结构上被定义为偏心盘24的中心点M与升降轴座23中心的旋转轴线D之间的径向距离的两倍。

图7

图7示出了升降轴10藉由环绕式驱动器19致动的优选实施例，该环绕式驱动器由电动驱动单元20启动。驱动单元20因此用作升降设备2的升降驱动器。

在所示的优选的实施例中，环绕式驱动器19被设置为链式驱动器。然而在本发明中，该驱动器可以是其他构型，例如根据需求采用皮带式驱动器的形式。

附图标记列表

1 运输车辆

2 升降设备

3 偏心元件

4 滚动轴承元件

5 支承座

6 有效负载载体

7 横梁

8 底盘

9 负载承载元件

10 升降轴

11 孔

12 边缘部分

13 表面部分

14 驱动轮

15 支撑轮

16 提升行程

17 纵向构件

18 环绕式驱动器

19 环绕式驱动器

20 驱动单元

21 横向连接件

22 有效负载

23 升降轴座

24 偏心盘

M 中心点

D 旋转轴线

F 行驶方向

H 提升方向

Claims (11)

1.一种用于运输负载的无人驾驶的运输车辆(1)、尤其是自动引导的运输车辆，该运输车辆具有升降设备(2)，该升降设备被配置成提升该负载以使所述负载能够以提升状态被运输，其特征在于，通过偏心驱动器实施提升操作。

2.如权利要求1所述的运输车辆(1)，其特征在于，该运输车辆(1)具有底盘(8)，该底盘具有布置在其中的驱动部件，该升降设备(2)包括至少一个负载承载元件(9)，该至少一个负载承载元件相对于该底盘(8)是高度能调节的并且用于承载该有效负载，该偏心驱动器具有至少一个能旋转地被支承的偏心元件(3)，该偏心元件在该提升操作期间将提升力引入该负载承载元件(9)。

3.如权利要求2所述的运输车辆(1)，其特征在于，该升降设备(2)包括升降轴(10)，该升降轴沿横向方向大致延伸穿过整个底盘(8)并且分别在相对置的端部处具有一个偏心元件(3，3”)。

4.如权利要求3所述的运输车辆(1)，其特征在于，该升降轴(10)通过环绕式驱动器(19)被致动。

5.如权利要求3至4中至少一项所述的运输车辆(1)，其特征在于，该负载承载元件(9)具有至少一个孔(11)，该升降轴(10)延伸穿过该至少一个孔，其中，该孔(11)的至少一个边缘部分(12)被配置用于在提升方向(H)上引导负载承载元件(9)并且横向于该提升方向(H)地支撑在升降轴(10)上。

6.如权利要求2至5中至少一项所述的运输车辆(1)，其特征在于，该负载承载元件(9)在其端侧具有平坦的表面部分(13)，该表面部分与该提升方向(H)平行地形成并且被设置用于支持并且将力沿纵向方向引入该底盘(8)。

7.如权利要求2至6中至少一项所述的运输车辆(1)，其特征在于，该运输车辆(1)具有两个负载承载元件(9，9')，这些负载承载元件分别相对置地布置在底盘(8)的两侧。

8.如权利要求7所述的运输车辆(1)，其特征在于，这两个负载承载元件(9，9')藉由至少一个横向连接件(21)彼此连接。

9.如权利要求2至8中至少一项所述的运输车辆(1)，其特征在于，该升降设备(2)具有至少两个偏心元件(3，3')，这些偏心元件作用在同一个负载承载元件(9)上并且藉由环绕式驱动器(18)联接至彼此。

10.如权利要求2至9中至少一项所述的运输车辆(1)，其特征在于，该偏心元件(3)具有滚动轴承元件(4)，该滚动轴承元件布置在径向外侧，并且该滚动轴承元件在该提升操作期间在该负载承载元件(9)上滚动。

11.如前述权利要求中至少一项所述的运输车辆(1)，其特征在于，该升降设备(2)包括四个偏心元件(3，3'，3”，3”')，这些偏心元件彼此联接、能够同时强制运动并且用于提升和降低该负载。

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