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EP4511273A1 - Modular drive and steering system - Google Patents

Modular drive and steering system

Info

Publication number
EP4511273A1
EP4511273A1 EP23726850.3A EP23726850A EP4511273A1 EP 4511273 A1 EP4511273 A1 EP 4511273A1 EP 23726850 A EP23726850 A EP 23726850A EP 4511273 A1 EP4511273 A1 EP 4511273A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
wheel
steering
unit
bogie
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23726850.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hugo Isert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isel Automation GmbH and Co KG
Original Assignee
Isel Automation GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102022001373.8A external-priority patent/DE102022001373A1/en
Priority claimed from DE202022000969.0U external-priority patent/DE202022000969U1/en
Application filed by Isel Automation GmbH and Co KG filed Critical Isel Automation GmbH and Co KG
Publication of EP4511273A1 publication Critical patent/EP4511273A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D61/00—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern
    • B62D61/02—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with two road wheels in tandem on the longitudinal centre line of the vehicle
    • B62D61/04—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with two road wheels in tandem on the longitudinal centre line of the vehicle with two other wheels which are coaxial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0418—Electric motor acting on road wheel carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D61/00—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern
    • B62D61/10—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with more than four wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D63/00—Motor vehicles or trailers not otherwise provided for
    • B62D63/02—Motor vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/02—Steering linkage; Stub axles or their mountings for pivoted bogies
    • B62D7/023—Steering turntables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/02—Steering linkage; Stub axles or their mountings for pivoted bogies
    • B62D7/04—Steering linkage; Stub axles or their mountings for pivoted bogies with more than one wheel

Definitions

  • the invention relates to a modular drive and steering system for driving platforms, which can be designed for both load and passenger transport, particularly for urban applications.
  • the object of the invention is to provide a modular solution for a drive and steering system that has good steering behavior and high cornering stability and is universally suitable for outdoor and indoor applications.
  • the modular drive and steering system has, as basic components, a chassis, a first drive and steering module, a second drive and steering module and a control unit.
  • the numerals first and second are not understood as a ranking in the sense of the present invention, but only serve for clear assignment.
  • the first drive and steering module has a first passive wheel unit and a first active wheel unit.
  • the first passive wheel unit has two first impellers, which are arranged rotatably about a common first impeller horizontal axis. They are also arranged axially spaced apart on this first impeller horizontal axis.
  • the first impeller horizontal axis is fixed in position to the chassis and arranged transversely to the main longitudinal axis of the chassis.
  • the common first impeller horizontal axis is understood as a geometric category, so that in physical form each of the two first impellers preferably has a separate axis.
  • a passive wheel unit is understood to mean that no drive torque is generated by the wheels.
  • the first active wheel unit has a first bogie and a first drive wheel.
  • the first bogie is arranged on the chassis.
  • the bogie is actively rotatable about a first vertical axis.
  • the bogie is assigned a first steering drive with which a steering torque can be provided, so that the bogie can be rotated about the vertical axis.
  • the steering drive is preferably designed as a torque motor.
  • the first drive wheel is arranged on the first bogie so that it can actively rotate about a first drive wheel horizontal axis.
  • a first wheel drive is assigned to the first drive wheel for active rotation.
  • the first wheel drive is preferably an electric motor.
  • the drive wheel horizontal axis is not fixed in position relative to the chassis, but follows a rotation of the chassis. The drive wheel horizontal axis can thus be rotated in a main plane of the chassis.
  • the positional relationship between the passive wheel unit and the active wheel unit is defined according to the invention so that the two first wheels and the first drive wheel form a first triangle with respect to one another. It is preferably an isosceles triangle in which the base is the first impeller horizontal axis and the legs are formed by the connecting lines between the first drive wheel and one of the two first impellers.
  • the second drive and steering module has a second passive wheel unit and a second active wheel unit.
  • the first drive and steering module and the second drive and steering module are constructed in the same way, so that the description content for the first drive and steering module also applies in a corresponding manner to the second drive and steering module.
  • the first impeller horizontal axis and the second impeller horizontal axis are arranged parallel to one another and preferably exactly orthogonal to the main longitudinal axis of the driving platform.
  • the first drive wheel unit and the second drive wheel unit are opposite one another and are also arranged on both sides of the impeller horizontal axes.
  • the triangles spanned by the first drive and steering module and by the second drive and steering module are preferably arranged the same and mirrored about an axis of symmetry lying between the impeller horizontal axes. But it is also possible that the distance of the first drive wheel unit from the first impeller horizontal axis and the distance of the second drive wheel unit are different from the second impeller horizontal axis.
  • the modular drive and steering system also has the control unit. This is connected to the first and second steering drives and to the first and second wheel drives.
  • the control unit according to the invention is designed, firstly, to generate drive control commands and transmit them to the wheel drives and secondly to generate steering control commands and transmit them to the steering drives.
  • the steering control commands cause the two bogies to turn in opposite directions, so that synchronous steering is achieved.
  • the control unit is preferably an electronic circuit or a processor.
  • the modular drive and steering system according to the invention has the following advantages in particular.
  • the main load is advantageously transferred via the two passive wheel units. This relieves the load on the active wheel unit.
  • a relief of the steered axle can be accompanied by a reduction in steering stability by providing two opposing active wheel units according to the invention.
  • one of the two active wheel units is always subjected to a higher load due to the tilting moment about the transverse axis or pitch axis, thus ensuring one high lateral traction of the respective drive wheel.
  • this affects the rear drive wheel and in the event of braking, the front drive wheel.
  • a particularly narrow turning circle can also be advantageously achieved through synchronous steering.
  • the instantaneous pole i.e. the point around which the steering takes place, to even lie within the axial distance formed by the wheels.
  • the modular drive and steering system is characterized in that the first drive wheel or the second drive wheel is designed as a double wheel.
  • At least one of the drive wheels are designed as a double wheel.
  • a double wheel is a drive wheel in which two individual wheels are fastened at a close distance on one and the same drive shaft, here on the drive wheel horizontal axis.
  • the modular drive and steering system is characterized in that the first passive wheel unit and the second passive wheel unit are integrated into one another and that the first two wheels simultaneously form the second two wheels.
  • the drive and steering system according to the invention has a total of two wheels and two drive wheel units, so that the two preferably isosceles triangles have a common base side.
  • both drive wheel units are arranged at the same distance perpendicular to the common impeller horizontal axis, so that the impeller horizontal axis simultaneously forms an axis of symmetry lying transversely to the main longitudinal axis.
  • FIG. 1 Schematic representation in a basic form
  • FIG. 4 Simplified schematic representation with integrated passive units explained in more detail.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment in a basic form.
  • the first steering and drive module 1 has the first passive wheel unit 1.1 with the first two wheels 1.11, which are arranged in the first wheel horizontal axis 1.12.
  • the first two wheels 1.11 have an axial distance which, in the present case, essentially corresponds to the width of the driving platform 3.
  • the second passive wheel unit 2.1 with the second two wheels 2.11 is arranged on the second wheel horizontal axis 2.12 in a mirror-symmetrical manner and at a small distance along the main longitudinal axis of the driving platform.
  • Each of the two steering and drive modules 1, 2 also has a bogie 1.21, 2.21, which is each rotated about a vertical axis 1.22, 2.22 (here arranged transversely to the schematic representation plane and therefore represented by a point) by means of a steering drive 1.23, 2.23, here a torque motor, can be actively rotated. This changes the steering angle of the respective drive wheel 1.24,
  • the control unit 4 is connected to the first steering drive 1.23 and the first wheel drive 1.26 as well as to the second steering drive 2.23 and the second wheel drive 2.26 and thus transmits the drive control commands to the wheel drives 1.26, 2.26 and the steering control commands to the steering drives 1.23, 2.23.
  • FIG. 2 to 4 are simplified schematic representations in which the drives 1.23, 1.24, 2.23, 2.24 and the control unit 4 have been omitted in the interest of clarity.
  • Fig. 2 essentially corresponds to the exemplary embodiment according to Fig. 1, but has a double wheel as the drive wheel 1.24, 2.24.
  • the two triangles formed by the running wheels 1.11, 2.11 and the drive wheels 1.22, 2.22 are also shown as a bold dashed line to illustrate the positional relationships.
  • Fig. 3 shows an exemplary embodiment in which the first and second passive wheel units 1.1, 2.1 are integrated into one another, so that there is only a common impeller horizontal axis 1.25, 2.25 and two common impellers 1.24, 2.4.
  • the drive wheels 1.24, 2.24 are also designed as double wheels.
  • Fig. 4 shows a further exemplary embodiment. This essentially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 3, but, as a simplification, has drive wheels 1.24, 2.24, each of which is designed as a single wheel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

The invention relates to a modular drive and steering system, comprising a chassis, a first drive and steering module, a second drive and steering module, and a control unit, wherein each of the drive and steering modules has a passive wheel unit and an active wheel unit. Each passive wheel unit has two running wheels, which are arranged such that they can be rotated about a common running wheel horizontal axis and they are axially spaced apart. Each active wheel unit has a bogie and a drive wheel which is rotatably arranged thereon, with which a wheel drive is associated. The bogie is rotatably mounted on the chassis about a first vertical axis and a steering drive is associated with same. The two running wheels and the drive wheel of both drive and steering modules span a respective triangle in relation to one another, wherein the running wheel horizontal axes are arranged parallel to one another and the drive wheel units are arranged opposite on another on both sides of the running wheel horizontal axes. The control unit is connected to the steering drives and the wheel drives and designed to generate drive control commands and to transmit same to the wheel drives, as well as to generate steering control commands and to transmit same to the steering drives.

Description

Modulares Antriebs- und Lenkungssystem Modular drive and steering system

Die Erfindung betrifft ein modulares Antriebs- und Lenkungssystem für Fahrplattformen, die sowohl für einen Lasten- als auch für einen Personentransport insbesondere für urbane Anwendungen ausgebildet sein können. The invention relates to a modular drive and steering system for driving platforms, which can be designed for both load and passenger transport, particularly for urban applications.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Antriebs- und Lenkungssystem für derartige Fahrplattformen bekannt. Different drive and steering systems for such driving platforms are known from the prior art.

Beispielsweise sind klassische Achsschenkellenkungen bekannt. Nachteilig sind der vergleichsweise aufwändige Aufbau und die Begrenztheit der Lenkgeometrien. For example, classic steering knuckles are known. The disadvantages are the comparatively complex structure and the limited steering geometries.

In DE 20 2019 003 072 U1 wird eine modulare Fahreinheit vorgeschlagen, die das Problem der Begrenztheit der Lenkgeometrien behebt und eine Fahrplattform aufzeigt, die unterschiedlichste Lenkbewegungen zulässt. Diese Lösung leistet einen wichtigen Beitrag zum Stand der Technik, sie ist jedoch technisch vergleichsweise anspruchsvoll. DE 20 2019 003 072 U1 proposes a modular driving unit that solves the problem of the limited steering geometries and shows a driving platform that allows a wide variety of steering movements. This solution makes an important contribution to the state of the art, but is technically comparatively demanding.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine modulare Lösung für ein Antriebs- und zugleich Lenkungssystem aufzuzeigen, das ein gutes Lenkverhalten und eine hohe Kurvenstabilität aufweist sowie universell für Anwendungen im Außenraum und in Innenräumen geeignet ist. The object of the invention is to provide a modular solution for a drive and steering system that has good steering behavior and high cornering stability and is universally suitable for outdoor and indoor applications.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The task is solved by the features listed in claim 1. Preferred further developments result from the subclaims.

Das erfindungsgemäße modulare Antriebs- und Lenkungssystem weist als Grundkomponenten ein Fahrgestell, ein erstes Antriebs- und Lenkungsmodul, ein zweites Antriebs- und Lenkmodul sowie eine Steuerungseinheit auf. Die Numerale erste und zweite werden im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht als Rangfolge verstanden, sondern dienen lediglich der eindeutigen Zuordnung. The modular drive and steering system according to the invention has, as basic components, a chassis, a first drive and steering module, a second drive and steering module and a control unit. The numerals first and second are not understood as a ranking in the sense of the present invention, but only serve for clear assignment.

Das erste Antriebs- und Lenkungsmodul weist eine erste Passivradeinheit und eine erste Aktivradeinheit auf. The first drive and steering module has a first passive wheel unit and a first active wheel unit.

Die erste Passivradeinheit weist erfindungsgemäß zwei erste Laufräder auf, die rotierbar um eine gemeinsame erste Laufradhorizontalachse angeordnet sind. Sie sind ferner auf dieser ersten Laufradhorizontalachse axial beabstandet angeordnet. Die erste Laufrad horizontalachse ist lagefest zu dem Fahrgestell und quer zu der Hauptlängsachse des Fahrgestells angeordnet. Hierbei wird die gemeinsame erste Laufradhorizontalachse als eine geometrische Kategorie verstanden, so dass in physischer Ausbildung jedes der zwei ersten Laufräder vorzugsweise eine separate Achse aufweist. Als Passivradeinheit wird dabei verstanden, dass von den Laufrädern keine Antriebsdrehmomente aufgebracht werden. According to the invention, the first passive wheel unit has two first impellers, which are arranged rotatably about a common first impeller horizontal axis. They are also arranged axially spaced apart on this first impeller horizontal axis. The first impeller horizontal axis is fixed in position to the chassis and arranged transversely to the main longitudinal axis of the chassis. Here, the common first impeller horizontal axis is understood as a geometric category, so that in physical form each of the two first impellers preferably has a separate axis. A passive wheel unit is understood to mean that no drive torque is generated by the wheels.

Die erste Aktivradeinheit weist ein erstes Drehgestell und ein erstes Antriebsrad auf. Hierbei ist das erste Drehgestell an dem Fahrgestell angeordnet. The first active wheel unit has a first bogie and a first drive wheel. Here, the first bogie is arranged on the chassis.

Das Drehgestell ist erfindungsgemäß um eine erste Vertikalachse aktiv drehbar gelagert. Hierfür ist dem Drehgestell ein erster Lenkantrieb zugeordnet mit dem ein Lenkdrehmoment bereitgestellt werden kann, so dass eine Verdrehung des Drehgestells um die Vertikalachse bewirkt werden kann. Der Lenkantrieb ist bevorzugt als Torquemotor ausgebildet. According to the invention, the bogie is actively rotatable about a first vertical axis. For this purpose, the bogie is assigned a first steering drive with which a steering torque can be provided, so that the bogie can be rotated about the vertical axis. The steering drive is preferably designed as a torque motor.

Das erste Antriebsrad ist an dem ersten Drehgestell um eine erste Antriebsradhorizontalachse aktiv drehbar angeordnet. Für die aktive Verdrehung ist dem ersten Antriebsrad ein erster Radantrieb zugeordnet. Bei dem ersten Radantrieb handelt es sich bevorzugt um einen Elektromotor. Die Antriebsradhorizontalachse ist gegenüber dem Fahrgestell nicht lagefest, sondern folgt einer Verdrehung des Fahrgestells. Somit ist die Antriebsradhorizontalachse in einer Hauptplanebene des Fahrgestells verdrehbar. The first drive wheel is arranged on the first bogie so that it can actively rotate about a first drive wheel horizontal axis. A first wheel drive is assigned to the first drive wheel for active rotation. The first wheel drive is preferably an electric motor. The drive wheel horizontal axis is not fixed in position relative to the chassis, but follows a rotation of the chassis. The drive wheel horizontal axis can thus be rotated in a main plane of the chassis.

Die Lagebeziehung zwischen der Passivradeinheit und der Aktivradeinheit ist erfindungsgemäß so festgelegt, dass die zwei ersten Laufräder und das erste Antriebsrad zueinander ein erstes Dreieck aufspannen. Bevorzugt handelt es sich um ein gleichschenkliges Dreieck, bei dem die Basis die erste Laufradhorizontalachse ist und die Schenkel durch die Verbindungslinien zwischen dem ersten Antriebsrad und jeweils einem der zwei ersten Laufräder gebildet werden. The positional relationship between the passive wheel unit and the active wheel unit is defined according to the invention so that the two first wheels and the first drive wheel form a first triangle with respect to one another. It is preferably an isosceles triangle in which the base is the first impeller horizontal axis and the legs are formed by the connecting lines between the first drive wheel and one of the two first impellers.

Das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul weist eine zweite Passivradeinheit und eine zweite Aktivradeinheit auf. The second drive and steering module has a second passive wheel unit and a second active wheel unit.

Gemäß der erfindungsgemäßen Modularität sind das erste Antriebs- und Lenkungsmodul sowie das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul in gleicher weise aufgebaut, so dass die Beschreibungsinhalte zu dem ersten Antriebs- und Lenkungsmodul in entsprechender Weise auch für das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul gelten. According to the modularity according to the invention, the first drive and steering module and the second drive and steering module are constructed in the same way, so that the description content for the first drive and steering module also applies in a corresponding manner to the second drive and steering module.

Erfindungsgemäß sind ferner die erste Laufradhorizontalachse und die zweite Laufradhorizontalachse zueinander parallel und vorzugsweise exakt orthogonal zu der Hauptlängsachse der Fahrplattform angeordnet. Die erste Antriebsradeinheit und die zweite Antriebsradeinheit sind einander gegenüberliegend und zudem beidseits der Laufradhorizontalachsen angeordnet. According to the invention, the first impeller horizontal axis and the second impeller horizontal axis are arranged parallel to one another and preferably exactly orthogonal to the main longitudinal axis of the driving platform. The first drive wheel unit and the second drive wheel unit are opposite one another and are also arranged on both sides of the impeller horizontal axes.

Hierbei sind die von dem ersten Antriebs- und Lenkungsmodul und von dem zweiten Antriebs- und Lenkungsmodul aufgespannten Dreiecke vorzugsweise gleich und um eine zwischen den Laufradhorizontalachsen liegende Symmetrieachse gespiegelt angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass der Abstand der ersten Antriebsradeinheit von der ersten Laufradhorizontalachse und der Abstand der zweiten Antriebsradeinheit von der zweiten Laufradhorizontalachse voneinander abweichend sind. Here, the triangles spanned by the first drive and steering module and by the second drive and steering module are preferably arranged the same and mirrored about an axis of symmetry lying between the impeller horizontal axes. But it is also possible that the distance of the first drive wheel unit from the first impeller horizontal axis and the distance of the second drive wheel unit are different from the second impeller horizontal axis.

Das modulare Antriebs- und Lenkungssystem weist ferner die Steuerungseinheit auf. Diese ist mit dem ersten und dem zweiten Lenkantrieb sowie mit dem ersten und dem zweiten Radantrieb verbunden. The modular drive and steering system also has the control unit. This is connected to the first and second steering drives and to the first and second wheel drives.

Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist ausgebildet, erstens Antriebssteuerbefehle zu erzeugen und an die Radantriebe zu übertragen und zweitens Lenksteuerbefehle zu erzeugen und an die Lenkantriebe zu übertragen. Die Lenksteuerbefehle bewirken einen zueinander gegensinnigen Einschlag der beiden Drehgestelle, so dass eine Gleichlauflenkung erreicht wird. The control unit according to the invention is designed, firstly, to generate drive control commands and transmit them to the wheel drives and secondly to generate steering control commands and transmit them to the steering drives. The steering control commands cause the two bogies to turn in opposite directions, so that synchronous steering is achieved.

Bei der Steuerungseinheit handelt es sich bevorzugt um eine elektronische Schaltung oder um einen Prozessor. The control unit is preferably an electronic circuit or a processor.

Das erfindungsgemäße modulare Antriebs- und Lenkungssystem weist insbesondere die nachfolgenden Vorteile auf. The modular drive and steering system according to the invention has the following advantages in particular.

Es wurde überraschend eine Lösung gefunden, mit der mit einfachen Mitteln sowohl eine hohe Lastaufnahme möglich ist, als auch ein gutes Lenkverhalten ermöglicht wird. Surprisingly, a solution was found with which both a high load capacity and good steering behavior are possible using simple means.

Vorteilhaft wird die Hauptlast über die beiden Passivradeinheiten abgetragen. Damit wird die Aktivradeinheit entlastet. The main load is advantageously transferred via the two passive wheel units. This relieves the load on the active wheel unit.

Zugleich wird vorteilhaft das Problem gelöst, dass eine Entlastung der gelenkten Achse mit einer Reduzierung der Lenkstabilität einhergehen kann, indem erfindungsgemäß zwei einander gegenüberliegende Aktivradeinheiten vorgesehen werden. Insbesondere in Beschleunigungs- oderVerzögerungsbetriebszuständen wird immer eine der beiden Aktivradeinheiten durch das Kippmoment um die Querachse bzw. Nickachse mit einer höheren Auflast beaufschlagt und sichert so eine hohe seitliche Traktion des jeweiligen Antriebsrades. Im Falle einer Beschleunigung betrifft dies das heckseitige Antriebsrad und im Falle eines Abbremsens das frontseitige Antriebsrad. At the same time, the problem is advantageously solved that a relief of the steered axle can be accompanied by a reduction in steering stability by providing two opposing active wheel units according to the invention. Particularly in acceleration or deceleration operating states, one of the two active wheel units is always subjected to a higher load due to the tilting moment about the transverse axis or pitch axis, thus ensuring one high lateral traction of the respective drive wheel. In the event of acceleration, this affects the rear drive wheel and in the event of braking, the front drive wheel.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass diese Fahrdynamikvorteile in einfacher Weise dadurch erlangt werden, dass ein Antriebs- und Lenkungsmodul in gleichartiger Weise zweifach und vorzugsweise symmetrisch angeordnet wird. Furthermore, it is advantageous that these driving dynamics advantages are achieved in a simple manner by arranging a drive and steering module twice in a similar manner and preferably symmetrically.

Vorteilhaft kann zudem durch die Gleichlauflenkung ein besonders enger Wendekreis erreicht werden. Insbesondere ist es vorteilhaft möglich, dass der Momentanpol, also der Punkt um den die Lenkung erfolgt, sogar innerhalb des durch die Laufräder gebildeten axialen Abstands liegen kann. A particularly narrow turning circle can also be advantageously achieved through synchronous steering. In particular, it is advantageously possible for the instantaneous pole, i.e. the point around which the steering takes place, to even lie within the axial distance formed by the wheels.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das modulare Antriebs- und Lenkungssystem dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsrad oder das zweite Antriebsrad als ein Doppelrad ausgebildet ist. According to an advantageous development, the modular drive and steering system is characterized in that the first drive wheel or the second drive wheel is designed as a double wheel.

Nach dieser Weiterbildung ist mindestens eines der Antriebsräder, vorzugsweise sind jedoch beide Antriebsräder als Doppelrad ausgebildet. Als Doppelrad wird ein Antriebsrad verstanden, bei dem zwei Einzelräder in einem engen Abstand auf ein und derselben Antriebswelle, hier auf der Antriebsradhorizontalachse, befestigt sind. According to this development, at least one of the drive wheels, but preferably both drive wheels are designed as a double wheel. A double wheel is a drive wheel in which two individual wheels are fastened at a close distance on one and the same drive shaft, here on the drive wheel horizontal axis.

Vorteilhaft liegt entsprechend dieser Weiterbildung mit einem geringen Mehraufwand eine deutlich verbesserte Traktion und ein stabileres Fahr- und Lenkverhalten vor. Advantageously, according to this development, there is significantly improved traction and more stable driving and steering behavior with little additional effort.

Entsprechend einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung ist das modulare Antriebsund Lenkungssystem dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivradeinheit und die zweite Passivradeinheit ineinander integriert sind und dass die ersten zwei Laufräder zugleich die zweiten zwei Laufräder ausbilden. Nach dieser Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Antriebs- und Lenkungssystem insgesamt zwei Laufräder und zwei Antriebsradeinheiten auf, so dass die beiden aufgespannten vorzugsweise gleichschenkligen Dreiecke eine gemeinsame Basisseite aufweisen. Besonders bevorzugt sind dabei beide Antriebsradeinheiten in dem gleichen Abstand lotrecht zu der gemeinsamen Laufradhorizontalachse angeordnet, so dass die Laufrad horizontalachse zugleich eine quer zu der Hauptlängsachse liegende Symmetrieachse ausbildet. According to a next advantageous development, the modular drive and steering system is characterized in that the first passive wheel unit and the second passive wheel unit are integrated into one another and that the first two wheels simultaneously form the second two wheels. According to this development, the drive and steering system according to the invention has a total of two wheels and two drive wheel units, so that the two preferably isosceles triangles have a common base side. Particularly preferably, both drive wheel units are arranged at the same distance perpendicular to the common impeller horizontal axis, so that the impeller horizontal axis simultaneously forms an axis of symmetry lying transversely to the main longitudinal axis.

Mit dieser Weiterbildung wird vorteilhaft eine weitere Vereinfachung der technischen Lösung bereitgestellt. Vorteilhaft kann somit zugleich jegliches Radieren der Laufräder auch bei engsten Wenderadien ausgeschlossen werden. Dies gilt sogar bei einer Drehung des modularen Antriebs- und Lenkungssystems um die eigene Hoch- bzw. Gierachse. This further development advantageously provides a further simplification of the technical solution. At the same time, any erasing of the wheels can be advantageously prevented, even with the tightest turning radii. This even applies when the modular drive and steering system rotates around its own vertical or yaw axis.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von The invention is illustrated as an exemplary embodiment using

Fig. 1 Schematische Darstellung in einer Grundform Fig. 1 Schematic representation in a basic form

Fig. 2 Vereinfachte schematische Darstellung mit Doppelrad Fig. 2 Simplified schematic representation with double wheel

Fig. 3 Vereinfachte schematische Darstellung mit integrierten Passiveinheiten und mit Doppelrad Fig. 3 Simplified schematic representation with integrated passive units and with double wheel

Fig. 4 Vereinfachte schematische Darstellung mit integrierten Passiveinheiten näher erläutert. Fig. 4 Simplified schematic representation with integrated passive units explained in more detail.

Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren auf jeweils gleiche Merkmale oder Bauteile. Die Bezugszeichen werden in der Beschreibung auch dann verwandt, sofern sie in der betreffenden Figur nicht dargestellt sind. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel in einer Grundform. The same reference numbers in the different figures refer to the same features or components. The reference numbers are used in the description even if they are not shown in the relevant figure. Fig. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment in a basic form.

Das erste Lenkungs- und Antriebsmodul 1 weist die erste Passivradeinheit 1.1 mit den ersten zwei Laufrädern 1.11 auf, die in der ersten Laufradhorizontalachse 1.12 angeordnet sind. Die beiden ersten Laufräder 1.11 weisen hierbei axial einen Abstand auf, der vorliegend im Wesentlichen der Breite der Fahrplattform 3 entspricht. Spiegelsymmetrisch und in einem geringen Abstand entlang der Hauptlängsachse der Fahrplattform ist die zweite Passivradeinheit 2.1 mit den zweiten zwei Laufrädern 2.11 an der zweiten Laufradhorizonalachse 2.12 angeordnet. The first steering and drive module 1 has the first passive wheel unit 1.1 with the first two wheels 1.11, which are arranged in the first wheel horizontal axis 1.12. The first two wheels 1.11 have an axial distance which, in the present case, essentially corresponds to the width of the driving platform 3. The second passive wheel unit 2.1 with the second two wheels 2.11 is arranged on the second wheel horizontal axis 2.12 in a mirror-symmetrical manner and at a small distance along the main longitudinal axis of the driving platform.

Jedes der beiden Lenkungs- und Antriebsmodule 1 , 2 weist zudem jeweils ein Drehgestell 1.21 , 2.21 auf, das jeweils um eine Vertikalachse 1.22, 2.22 (hier quer zu der schematischen Darstellungsebene angeordnet und daher durch einen Punkt dargestellt) mittels eines Lenkantriebs 1.23, 2.23, hier einem Torquemotor, aktiv verdrehbar ist. Hierdurch wird der Lenkeinschlag des jeweiligen Antriebsrades 1.24,Each of the two steering and drive modules 1, 2 also has a bogie 1.21, 2.21, which is each rotated about a vertical axis 1.22, 2.22 (here arranged transversely to the schematic representation plane and therefore represented by a point) by means of a steering drive 1.23, 2.23, here a torque motor, can be actively rotated. This changes the steering angle of the respective drive wheel 1.24,

2.24 festgelegt, wobei sich deren jeweilige Antriebsradhorizontalachse 1.25, 2.25 verschwenkt (dargestellt durch die gebogenen Doppelpfeile). Das erste Antriebsrad2.24, with their respective drive wheel horizontal axis 1.25, 2.25 pivoting (represented by the curved double arrows). The first drive wheel

1.24 ist hierbei durch den ersten Radantrieb 1.26 und das zweite Antriebsrad 2.24 durch den zweiten Radantrieb 2.26 angetrieben. 1.24 is driven by the first wheel drive 1.26 and the second drive wheel 2.24 by the second wheel drive 2.26.

Die Steuerungseinheit 4 ist mit dem ersten Lenkantrieb 1.23 und dem ersten Radantrieb 1.26 sowie mit dem zweiten Lenkantrieb 2.23 und dem zweiten Radantrieb 2.26 verbunden und überträgt so an die Radantriebe 1.26, 2.26 die Antriebssteuerbefehle und an die Lenkantriebe 1.23, 2.23 die Lenksteuerbefehle. The control unit 4 is connected to the first steering drive 1.23 and the first wheel drive 1.26 as well as to the second steering drive 2.23 and the second wheel drive 2.26 and thus transmits the drive control commands to the wheel drives 1.26, 2.26 and the steering control commands to the steering drives 1.23, 2.23.

Fig. 2 bis 4 sind vereinfachte schematische Darstellungen, in denen im Interesse der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung der Antriebe 1.23, 1.24, 2.23, 2.24 sowie der Steuereinheit 4 verzichtet wurde. Fig. 2 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 , weist jedoch als Antriebsrad 1.24, 2.24 jeweils ein Doppelrad auf. In Fig. 2 sind zudem die beiden durch die Laufräder 1.11 , 2.11 und die Antriebsräder 1.22, 2.22 aufgespannten Dreiecke zur Verdeutlichung der Lagebeziehungen als fette Strichlinie dargestellt. 2 to 4 are simplified schematic representations in which the drives 1.23, 1.24, 2.23, 2.24 and the control unit 4 have been omitted in the interest of clarity. Fig. 2 essentially corresponds to the exemplary embodiment according to Fig. 1, but has a double wheel as the drive wheel 1.24, 2.24. In Fig. 2, the two triangles formed by the running wheels 1.11, 2.11 and the drive wheels 1.22, 2.22 are also shown as a bold dashed line to illustrate the positional relationships.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erste und die zweite Passivradeinheit 1.1 , 2.1 ineinander integriert sind, so dass lediglich eine gemeinsame Laufradhorizontalachse 1.25, 2.25 sowie gemeinsame zwei Laufräder 1.24, 2.4 vorliegen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Antriebsräder 1.24, 2.24 ebenfalls als Doppelräder ausgebildet. Fig. 3 shows an exemplary embodiment in which the first and second passive wheel units 1.1, 2.1 are integrated into one another, so that there is only a common impeller horizontal axis 1.25, 2.25 and two common impellers 1.24, 2.4. In this exemplary embodiment, the drive wheels 1.24, 2.24 are also designed as double wheels.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dieses entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, weist jedoch als eine Vereinfachung Antriebsräder 1.24, 2.24 auf, die jeweils als ein Einfachrad ausgebildet sind. Fig. 4 shows a further exemplary embodiment. This essentially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 3, but, as a simplification, has drive wheels 1.24, 2.24, each of which is designed as a single wheel.

Verwendete Bezugszeichen Reference symbols used

1 erstes Antriebs- und Lenkungsmodul1 first drive and steering module

1.1 erste Passivradeinheit 1.1 first passive wheel unit

1.11 zwei erste Laufräder 1.11 two first wheels

1.12 erste Laufradhorizontalachse 1.12 first impeller horizontal axis

1.2 erste Aktivradeinheit 1.2 first active wheel unit

1.21 erstes Drehgestell 1.21 first bogie

1.22 erste Vertikalachse 1.22 first vertical axis

1.23 erster Lenkantrieb 1.23 first steering drive

1.24 erstes Antriebsrad 1.24 first drive wheel

1.25 erste Antriebsrad horizontalachse1.25 first drive wheel horizontal axis

1.26 erster Radantrieb 1.26 first wheel drive

2 zweites Antriebs- und Lenkungsmodul2 second drive and steering module

2.1 erste Passivradeinheit 2.1 first passive wheel unit

2.11 zwei erste Laufräder 2.11 two first wheels

2.12 zweite Laufrad horizontalachse 2.12 second impeller horizontal axis

2.2 zweite Aktivradeinheit 2.2 second active wheel unit

2.21 zweites Drehgestell 2.21 second bogie

2.22 zweite Vertikalachse 2.22 second vertical axis

2.23 zweiter Lenkantrieb 2.23 second steering drive

2.24 zweites Antriebsrad 2.24 second drive wheel

2.25 zweite Antriebsradhorizontalachse2.25 second drive wheel horizontal axis

2.26 zweiter Radantrieb 2.26 second wheel drive

3 Fahrgestell 3 chassis

4 Steuerungseinheit 4 control unit

Claims

Patentansprüche Patent claims 1 . Modulares Antriebs- und Lenkungssystem, aufweisend ein Fahrgestell (3), ein erstes Antriebs- und Lenkungsmodul (1), ein zweites Antriebs- und Lenkungsmodul (2) sowie eine Steuerungseinheit (4), wobei das erste Antriebs- und Lenkungsmodul (1) eine erste Passivradeinheit (1.1) und eine erste Aktivradeinheit (1.2) aufweist, wobei die erste Passivradeinheit (1.1) zwei erste Laufräder (1.11) aufweist, die rotierbar um eine gemeinsame erste Laufradhorizontalachse (1.12) sowie axial beabstandet angeordnet sind, wobei die erste Aktivradeinheit (1.2) ein erstes Drehgestell (1.21) und ein erstes Antriebsrad (1.24) aufweist, wobei das erste Drehgestell (1.21) an dem Fahrgestell (3) um eine erste Vertikalachse (1.22) drehbar gelagert und dem ersten Drehgestell (1.21) ein erster Lenkantrieb (1.23) zugeordnet ist, wobei das erste Antriebsrad (1.24) an dem ersten Drehgestell (1.21) um eine erste Antriebsradhorizontalachse (1.25) drehbar angeordnet und dem ersten Antriebsrad (1.24) ein erster Radantrieb (1.26) zugeordnet ist, wobei die zwei ersten Laufräder (1.11) und das erste Antriebsrad (1.24) zueinander ein erstes Dreieck aufspannen, wobei das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul (2) eine zweite Passivradeinheit (2.1) und eine zweite Aktivradeinheit (2.2) aufweist, wobei die zweite Passivradeinheit (2.1) zwei zweite Laufräder (2.11) aufweist, die rotierbar um eine gemeinsame zweite Laufradhorizontalachse (2.12) sowie axial beabstandet angeordnet sind, wobei die zweite Aktivradeinheit (2.2) ein zweites Drehgestell (2.21) und ein zweites Antriebsrad (2.24) aufweist, wobei das zweite Drehgestell (2.21) an dem Fahrgestell (3) um eine zweite Vertikalachse (2.22) drehbar gelagert und dem zweiten Drehgestell (2.21) ein zweiter Lenkantrieb (2.23) zugeordnet ist, wobei das zweite Antriebsrad (2.24) an dem zweiten Drehgestell (2.21) um eine zweite Antriebsradhorizontalachse (2.25) drehbar angeordnet und dem zweiten Antriebsrad (2.24) ein zweiter Radantrieb (2.26) zugeordnet ist, wobei die zwei zweiten Laufräder (2.11) und das zweite Antriebsrad (2.22) zueinander ein zweites Dreieck aufspannen, wobei die erste und die zweite Laufradhorizontalachse zueinander parallel angeordnet und die erste und die zweite Antriebsradeinheit einander gegenüberliegend beidseits der Laufradhorizontalachsen angeordnet sind, wobei die Steuerungseinheit mit den Lenkantrieben und den Radantrieben verbunden und ausgebildet ist, Antriebssteuerbefehle zu erzeugen und an die Radantriebe zu übertragen und Lenksteuerbefehle zu erzeugen und an die Lenkantriebe zu übertragen. Modulares Antriebs- und Lenkungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsrad oder das zweite Antriebsrad als ein Doppelrad ausgebildet ist. Modulares Antriebs- und Lenkungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivradeinheit und die zweite Passivradeinheit ineinander integriert sind und dass die ersten zwei Laufräder zugleich die zweiten zwei Laufräder ausbilden. 1 . Modular drive and steering system, comprising a chassis (3), a first drive and steering module (1), a second drive and steering module (2) and a control unit (4), the first drive and steering module (1) being a first passive wheel unit (1.1) and a first active wheel unit (1.2), the first passive wheel unit (1.1) having two first wheels (1.11) which are rotatable about a common first wheel horizontal axis (1.12) and are arranged axially spaced apart, the first active wheel unit ( 1.2) has a first bogie (1.21) and a first drive wheel (1.24), the first bogie (1.21) being rotatably mounted on the chassis (3) about a first vertical axis (1.22) and the first bogie (1.21) having a first steering drive ( 1.23), wherein the first drive wheel (1.24) is arranged on the first bogie (1.21) so that it can rotate about a first drive wheel horizontal axis (1.25) and the first drive wheel (1.24) is assigned a first wheel drive (1.26), the two first wheels ( 1.11) and the first drive wheel (1.24) form a first triangle relative to one another, the second drive and steering module (2) having a second passive wheel unit (2.1) and a second active wheel unit (2.2), wherein the second passive wheel unit (2.1) has two second wheels (2.11), which are rotatable about a common second wheel horizontal axis (2.12) and are arranged axially spaced apart, the second active wheel unit (2.2) having a second bogie (2.21) and a second drive wheel (2.24 ), wherein the second bogie (2.21) is rotatably mounted on the chassis (3) about a second vertical axis (2.22) and the second bogie (2.21) is assigned a second steering drive (2.23), the second drive wheel (2.24) being on the second bogie (2.21) is rotatably arranged about a second drive wheel horizontal axis (2.25) and a second wheel drive (2.26) is assigned to the second drive wheel (2.24), the two second wheels (2.11) and the second drive wheel (2.22) forming a second triangle relative to one another , wherein the first and the second impeller horizontal axes are arranged parallel to one another and the first and the second drive wheel unit are arranged opposite one another on both sides of the impeller horizontal axes, the control unit being connected to the steering drives and the wheel drives and designed to generate drive control commands and transmit them to the wheel drives and Generate steering control commands and transmit them to the steering drives. Modular drive and steering system according to claim 1, characterized in that the first drive wheel or the second drive wheel is designed as a double wheel. Modular drive and steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the first passive wheel unit and the second passive wheel unit are integrated into one another and that the first two wheels simultaneously form the second two wheels.
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