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Die Erfindung betrifft ein fahrerloses, insbesondere automatisch geführtes und vorzugsweise ein autonomes automatisch geführtes Transportfahrzeug zum Befördern von Nutzlasten. Derartige Fahrzeuge werden meist als sogenannte Flurförderfahrzeuge oder Materialtransportfahrzeuge in Produktionswerken eingesetzt, um beispielsweise bestimmte Nutzlasten im Lager oder vom Lager zur Produktionslinie zu transportieren und dabei vorzugsweise autonom zu navigieren. Die Ladung bei solchen Transportfahrzeugen kann sowohl unmittelbar aus der Nutzlast selbst als auch einem Nutzlastträger bestehen, welches mit der Nutzlast gesondert beladen werden kann - beispielsweise ein Gestell, einen Rolluntersetzer und Dergleichen. Das Transportfahrzeug soll dabei unter einen solchen Nutzlastträger fahren, diesen selbstständig anheben, zum Zielort transportieren und dort wieder absetzen können. Zu diesem Zweck ist es mit einer integrierten Hubvorrichtung ausgestattet.
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Zum bekannten Stand der Technik wird beispielsweise auf
DE 20 2013 004 209 U1 oder
EP 102706 A1 verwiesen.
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Um die vielfältigen Funktionen des Transportfahrzeugs realisieren zu können sind darin viele elektrische und elektronische Komponenten verbaut. In bestimmten Situationen, beispielsweise im Falle eines Defektes, sollten einzelne Komponenten oder gesamte Systeme möglichst schnell und einfach überprüft und gegebenenfalls ersetzt werden können. Aufgrund des beengten Bauraums können die betroffenen Bauteile jedoch teilweise nur mit einem hohen Aufwand aus- und wieder eingebaut werden.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Transportfahrzeug mit einer verbesserten Wartungsmöglichkeit insbesondere für elektrische und elektronische Komponenten und Systeme vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird mit der Merkmalskombination nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und Figuren.
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Die Erfindung sieht vor, dass in dem Chassis des Transportfahrzeugs ein herausnehmbares Wechselmodul angeordnet ist, in dem mehrere elektrische und/oder elektronische Komponenten zusammengefasst sind.
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Ein Großteil der elektrischen und elektronischen Komponenten und Systeme wird kann dadurch bequem vormontiert und danach ins Transportahrzeug eingesetzt werden.
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Beispielsweise im Fall eines Bauteildefektes, für eine Neuprogrammierung oder einen geplanten oder Komponentenaustausch kann das komplette Wechselmodul zunächst schnell und effektiv durch eine kompatibles intaktes Wechselmodul ersetzt werden, Ausfallzeiten werden dadurch signifikant reduziert. Fehlersuche, Fehleranalyse, Programmierung und Austausch des defekten Bauteils kann zu einem späteren Zeitpunkt in einer staubfreien Umgebung an einem optimal eingerichteten Arbeitsplatz erfolgen. Das schwere und möglicherweise verschmutzte Transportfahrzeug muss zu diesem Zweck nicht gesondert transportiert und gereinigt werden, ebenso müssen am Standort des Transportfahrzeugs keine aufwändige Dekontaminierungsmaßnahmen durchgeführt werden.
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Auch für die Fertigung der Fahrzeuge bietet dieses Modul den Vorteil, dass es gänzlich unabhängig vom restlichen Aufbau des Transportfahrzeugs, beispielsweise bei einem spezialisierten Hersteller vorkonfektioniert werden kann. Des Weiteren können für unterschiedliche Aufgabenszenarios unterschieidlich ausgestatteten und/oder programmierten Wechselmodule bereitgestellt werden, welche schnell getauscht werden können.
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Für eine effiziente Handhabung des Wechselmoduls sieht die Erfindung ferner vor, dass das Wechselmodul ein gesondertes Modulgehäuse aufweist, in welchem die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten aufgenommen sind.
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Für einen effektiven Einsatz und erweiterte Nutzbarkeit kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wenigstens eine elektronische Steuereinheit in dem Wechselmodul enthalten sein.
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Um die Herstellung und Wartungsfreundlichkeit des Transportfahrzeugs weiter zu verbessern und einen effektiven Schutz der empfindlichen Elektronikkomponenten sicherzustellen sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass das Transportfahrzeug einen vorderen Fahrzeugabschnitt, einen mittleren Fahrzeugabschnitt und einen hinteren Fahrzeugabschnitt aufweist, wobei der vordere Fahrzeugabschnitt durch eine vordere Trennwand und der hintere Fahrzeugabschnitt durch eine hintere Trennwand von den mittleren Fahrzeugabschnitt abgetrennt sind und das das Wechselmodul in dem mittleren Fahrzeugabschnitt angeordnet ist.
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Für eine effektive Funktionsaufteilung schlägt die bevorzugte Ausführungsform weiter vor, dass in dem vorderen Fahrzeugabschnitt wenigstens eine erste Sensoranordnung zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und wenigstens zwei Fahrzeugräder, insbesondere Stützräder angeordnet sind.
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Aus dem gleichen Grund schlägt die bevorzugte Ausführungsform ebenfalls vor, dass in dem hinteren Fahrzeugabschnitt wenigstens eine zweite Sensoranordnung zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und wenigstens zwei Antriebsräder samt zugeordneten Fahrantrieben angeordnet sind.
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Für eine verbesserte Wartung der mechanischen Komponenten sieht die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weiter vor, dass ein Hubantrieb zur Betätigung der Hubvorrichtung im mittleren ab Fahrzeugabschnitt angeordnet ist. So ist es besonders einfach zugänglich, zudem kann für eine noch bessere Erreichbarkeit das Wechselmodul schnell herausgenommen werden.
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Gemäß der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Hubvorrichtung über ein Exzentertrieb betätigt. Dadurch kann sie besonders einfach sowie robust, zugleich platzsparend aufgebaut werden, erfordert zudem, beispielsweise im Vergleich zu mehreren separaten, individuell ansteuerbaren Hubelementen deutlich weniger Steueraufwand. So sind die paarweise pro Seite angeordneten, aneinander gekoppelten Exzenterelemente platzsparend innerhalb von kastenförmiger Lastträgerelement aufgenommen.
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Eine effektive und schnelle Anbindung elektrischen und elektronischen Verbraucher in Transportfahrzeug sieht eine Ausführungsform vor, dass elektrische und/oder elektronische Komponenten aus dem vorderen, mittleren und hinteren Fahrzeugabschnitten über elektrische Leitungen mit dem Wechselmodul verbunden sind.
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Für eine besonders schnelle und effiziente Herstellung der elektrischen Anschlüsse kann das Wechselmodul gemäß einer Weiterbildung vorzugsweise einige wenigen, besonders bevorzugt eine einzige kombinierte elektrische Schnittstelle aufweisen, welche zum gleichzeitigen anschließen von mehreren elektrischen und/oder elektronischen Komponenten außerhalb des Wechselmoduls ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Wechselmodul gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine kombinierte elektrische Schnittstelle zum Anschluss sämtlicher Verbraucher in dem hinteren Fahrzeugabschnitt und eine weitere kombinierte elektrische Schnittstelle zum Anschluss sämtlicher Verbraucher in den vorderen und mittleren Fahrzeugabschnitten aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 stark vereinfachte Darstellung des Transportfahrzeugs in Draufsicht (Ansicht a) und Seitenansichten mit eingefahren (b) und ausgefahrenen (c) Hubvorrichtung.
- 2 Ansichten gemäß 1, jedoch zusätzlich mit einem Nutzlastträger.
- 3 beispielhafte Darstellung eine Ausführungsform des Transportfahrzeugs mit einer Nutzlast in einem Nutzlastträger.
- 4 räumliche Darstellung des Transportfahrzeugs mit einem herausgenommenen (a) und einem eingesetzten (b) Wechselmodul.
- 5 stark vereinfachte prinzipielle Darstellung des Transportfahrzeugs 1 in Draufsicht.
- 6 räumliche Darstellung einer Ausführungsform eines Modulgehäuses.
- 7 Seitenansicht der Hubvorrichtung in einer gehobenen Transportposition (a) und einer abgesenkten Parkposition (b).
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Fig. 1
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Das fahrerlose Transportfahrzeug 1 dient insbesondere zum Befördern von Nutzlasten auf glatten Böden in Produktions- und Montagewerken, um beispielsweise Teile und Komponenten von und zur Produktionslinie oder im Teilelager zu transportieren. Das Transportfahrzeug 1 wählt seine Fahrstrecke autonom, basiert auf integrierten Raumüberwachungssensoren (siehe 18, 18' in 4, 5) und einem hier nicht dargestellten Steuerungssystem.
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Das Transportfahrzeug 1 verfügt über ein flaches, gedrungenes Chassis 8, in und an welchem sämtliche Steuerungs- und Antriebskomponenten angeordnet sind. Das Transportfahrzeug 1 bewegt sich in der gezeigten Ausführungsform auf einem paar von Stützrädern 15 sowie einem paar von Antriebsrädern 14. Die Antriebsräder 14 sind unabhängig voneinander, individuell antreibbar und dienen so sowohl zum Vortrieb als auch zum Lenken des Transportfahrzeugs 1.
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Zum Tragen beziehungsweise Auflegen der Ladung verfügt das Transportfahrzeug 1 über zwei Lastträgerelemente 9, 9', welche ein Bestandteil einer Hubvorrichtung 25 bilden. Die Lastträgerelemente 9, 9' sind in Längsrichtung beziehungsweise parallel zur Fahrtrichtung F gestreckt ausgebildet und flankieren das Chassis 8 im oberen Bereich seitlich. Jedes Lastträgerelement 9, 9' ist in der gezeigten Ausführungsform als kastenförmiger Hohlkörper gestaltet. Zum Heben der Ladung können die Lastträgerelemente 9, 9' in vertikale Hubrichtung H aus einer eingefahrenen Parkposition (Ansicht b) um einen Hubbetrag 16 in eine ausgefahrene Transportposition angehoben werden.
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Lastträgerelemente 9, 9' können über eine oder mehrere Streben, Bänder oder hier nicht gezeigten Platten querverbunden sein, um die Steifigkeit zu erhöhen und/oder zur Realisierung einer größeren ebenen Ladefläche.
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Fig.2
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Das Transportfahrzeug 1 ist zum bevorzugten Transportieren von Nutzlasten in einem gesonderten Nutzlastträger 6 ausgelegt. Der Nutzlastträger 6 kann auf unterschiedliche Weisen aufgebaut sein - als ein Gestell wie abgebildet, als ein Trolley beziehungsweise Rolluntersetzer und Dergleichen.
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Der Nutzlastträger 6 ist derart aufgebaut, dass das Transportfahrzeug 1 mit Lastträgerelementen 9, 9' in Parkposition unter den Nutzlastträger 6 einfahren kann. Der Nutzlastträger 6 weist zwei quer zur Fahrtrichtung verlaufende Traversen 7, 7' auf, an denen sich die Lastträgerelemente beim Heben und Transportieren des Nutzlastträgers 6 abstützen. In der gezeigten Ausführungsform sind die Traversen 7, 7' über zwei außenliegende Längsträger 17, 17' verbunden. Zum Transport der Ladung fährt das Transportfahrzeug 1 unter den Nutzlastträger 6 und aktiviert die Hubvorrichtung 25. Die Lastträgerelemente 9,9' werden dabei in die Hubrichtung H angehoben, legen sich an den Traversen 7, 7' und heben den Nutzlastträger 6 vom Boden ab. Daraufhin kann der Nutzlastträger 6 zum Zielort transportiert und dort in umgekehrter Reihenfolge wieder auf den Boden abgesetzt werden.
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Fig.3
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Die Abbildung zeigt beispielhaft ein Nutzungsszenario des Transportfahrzeugs 1 und entspricht im Wesentlichen der in der 2b dargestellten Situation. Eine Ausführungsform des Transportfahrzeugs 1 befindet sich unter dem Nutzlastträger 6, welcher als ein Rolluntersetzer ausgebildet ist. Der Nutzlastträger 6 ist beladen mit einer Nutzlast 22, welche aus einer mit Säcken gefüllten Gitterbox besteht.
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Fig.4
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Transportfahrzeugs 1. In dem Innenraum des Chassis 8 ist darin ein leicht austauschbares, Wechselmodul 2 angeordnet. Darin sind die meisten elektronischen Komponenten 23 angeordnet, welche zur Regelung und Steuerung des Transportfahrzeugs 1 erforderlich sind. Beispielsweise ist darin eine elektronische Steuereinheit 4 und weitere Elemente des Fahrzeug Steuerungssystems zentral aufgenommen.
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Der Wechselmodul 2 verfügt über ein eigenes Modulgehäuse 3, welches in einen dafür vorgesehenen Sitz in dem Chassis 8 eingesetzt und darin einigen wenigen, hier nicht explizit dargestellten Befestigungselementen wie beispielsweise Schrauben, Bajonettverschlüssen, Spannklemmen oder anderen vergleichsweise einfach und schnell lösbaren Befestigungselementen fixiert wird.
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Fig.5
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Das erfindungsgemäße Transportfahrzeug 1 ist in Längsrichtung beziehungsweise entlang der Fahrtrichtung F strukturell und funktionell in drei Fahrzeugabschnitte aufgeteilt, welche durch eine vordere Trennwand 13 und eine hintere Trennwand 13' voneinander separiert sind.
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In dem vorderen Fahrzeugabschnitt 10 befindet sich eine erste Sensoranordnung 18 zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, des Weiteren sind darin die beiden Stützräder 15, 15' angeordnet.
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Der Wechselmodul 2 ist in dem mittleren Fahrzeugabschnitt 11 angeordnet. Neben dem Wechselmodul befinden sich im mittleren Fahrzeugabschnitt 10 ein Hubantrieb 19 zur Betätigung der Hubvorrichtung 25, eine oder mehrere elektrische Batterien 21 und gegebenenfalls Lade- und elektrische Leistungskomponenten 24 für die Ladesteuerung.
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In dem hinteren Fahrzeugabschnitt 12 befindet sich eine zweite Sensoranordnung 18' zur Erfassung der Fahrzeugumgebung sowie die beiden Antriebsräder 14, 14' samt ihren zugeordneten elektrischen Fahrantrieben 20.
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In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das Wechselmodul 2 in Querrichtung im Wesentlichen über die gesamte Innenbreite des mittleren Fahrzeugabschnitts 11.
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Die vorstehend genannten Komponenten aus verschiedenen Fahrzeugabschnitten den müssen mit diversen Elektronikkomponenten 23 und der elektronischen Steuereinheit 4 innerhalb des Wechselmoduls 2 verbunden werden. Zu diesem Zweck verfügt das Wechselmodul 2 in der gezeigten Ausführungsform vorderseitig und hinterseitig je über eine kombinierte elektrische Schnittstelle 5, 5'. Die vordere elektrische Schnittstelle 5 dient zum Anschließen von elektrischen und elektronischen Komponenten aus dem vorderen 10 und dem mittleren 11 Fahrzeugabschnitten, wogegen die hintere elektrische Schnittstelle 5' zum Anschließen von elektrischen und elektronischen Komponenten aus dem hinteren Fahrzeugabschnitt 12 vorgesehen ist. Innerhalb der Findung ist es jedoch genauso vorstellbar eine einzige gemeinsame elektrische Schnittstelle vorzusehen, welche zur Herstellung von sämtlichen notwendigen Anschlüssen zu Komponenten außerhalb des Wechselmoduls 2 vorgesehen ist.
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Des Weiteren wäre es innerhalb der Findung vorstellbar eine solche gemeinsame elektrische Schnittstelle derart auszubilden, dass der Anschlussvorgang bzw. der Trennvorgang beim Einsetzen bzw. Herausnehmen des Wechselmoduls 2 in das bzw. aus dem Transportfahrzeug 1 zwangsweise automatisch erfolgt. Eine solche gemeinsame Schnittstelle könnte beispielsweise auf der Unterseite des Modulgehäuses 4 angeordnet sein.
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Die beiden Sensoranordnungen 18, 18' sind hier lediglich beispielhaft und symbolhaft als ein Platzhalter dargestellt, stellvertretend für eine reale Kombination von mehreren, an unterschiedlichen Stellen angeordneten Einzelsensoren.
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Fig.6
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6 zeigt eine Ausführungsform des Modulgehäuses 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Modulgehäuse 3 aus Blech hergestellt. Es ist im wesentlichen Wannenförmig aufgebaut und verfügt über ein U-förmig gebogenes Blechprofil, welches den Boden und die Seitenwände des Modulgehäuses 3 bildet und vorderseitig sowie rückseitig durch Querbleche versteift und stabilisiert ist. Zum Einbau von Elektronikkomponenten kann das Modulgehäuse 3 mit allen entsprechenden Befestigungsschnittstellen wie Bohrungen, Stanzungen, Blechmuttern, Schienen und Dergleichen versehen werden.
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Fig.7
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Die 7 zeigt eine Seitenteilansicht auf einige Elemente der Hubvorrichtung 25 des Transportfahrzeugs 1 in der angehobenen Transportposition (Ansicht a) sowie in der abgesenkten Parkposition (Ansicht b).
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Pro Seite des Transportfahrzeugs 1 weist die Hubvorrichtung 25 je zwei gleich große Exzenterelemente 26, 26', welche auf dasselbe Lastträgerelement 9 einwirken. Die beiden Exzenterelemente 26, 20' sind über ein Umschlingungstrieb aneinandergekoppelt, sodass sie sich bei Aktivierung des Hubantriebs 19 zwangsweise simultan in gleiche Richtung drehen und das Lastträgerelement 9 dabei heben oder senken. Um Reibung zwischen den Exzenterelementen 3, 3' und dem Lastträgerelement 9 zu reduzieren ist jedes Exzenterelement 26, 26' radial außen mit einem Wälzlagerelement ausgestattet, mit dem es an dem Lastträgerelement 9 geräuscharm und reibungsarm abholt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportfahrzeug
- 2
- Wechselmodul
- 3
- Modulgehäuse
- 4
- Elektronische Steuerungseinheit
- 5
- Elektrische Schnittstelle
- 6
- Nutzlastträger
- 7
- Traverse
- 8
- Chassis
- 9
- Lastträgerelement
- 10
- Vorderer Fahrzeugabschnitt
- 11
- Mittlerer Fahrzeugabschnitt
- 12
- Hinterer Fahrzeugabschnitt
- 13
- Trennwand
- 14
- Antriebsrad
- 15
- Stützrad
- 16
- Hub
- 17
- Längsträger
- 18
- Sensoranordnung
- 19
- Hubantrieb
- 20
- Fahrantrieb
- 21
- Batterie
- 22
- Nutzlast
- 23
- Elektronikkomponenten
- 24
- Leistungskomponenten
- 25
- Hubvorrichtung
- 26
- Exzenterelement
- F
- Fahrtrichtung
- H
- Hubrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202013004209 U1 [0002]
- EP 102706 A1 [0002]
