JP7483930B2

JP7483930B2 - 保守性を改善した無人運搬車両

Info

Publication number: JP7483930B2
Application number: JP2022562741A
Authority: JP
Inventors: マインツ・スヴェン; ゲルバー・ザシャ
Original assignee: コンチネンタル・オートモーティヴ・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2024-05-15
Anticipated expiration: 2041-05-10
Also published as: CN115461300A; WO2021233506A1; KR20220154770A; JP2023522336A; US20230192461A1; EP4153525A1; DE102020206276A1; MX2022014638A

Description

本発明は、積載物を搬送するための無人、特に、自動案内、好ましくは、自律自動案内運搬車両に関する。このような車両は、通常、例えば、倉庫内で又は倉庫から製造ラインに特定の積載物を運搬するための、いわゆる産業用台車又は材料運搬車両として製造工場内で使用され、好ましくは、自律的に操縦される。

このような運搬車両の場合、積荷は、積載物自体と積載物を別個に積載することができる積載物キャリア、例えば、ラック、ローラトロリーなどの両方から構成されてもよい。ここでは、運搬車両は、そのような積載物キャリアの下を走行し、前記積載物キャリアを単独で持ち上げ、前記積載物キャリアを目的地に運搬し、そこで前記積載物キャリアを再度降ろすことができることを意図している。この目的のために、運搬車両には、内蔵型のリフト装置が備えられている。

関連する従来技術に関して、例として、特許文献１（独国実用新案第２０２０１３００４２０９（Ｕ１）号明細書）又は特許文献２（欧州特許出願公開第１０２７０６（Ａ１）号明細書）を参照する。

運搬車両の多様な機能を実現することができるように、運搬車両内に多くの電気及び電子構成要素が設置されている。特定の状況において、例えば、不具合の場合に、個々の構成要素又はシステム全体を可能な限り迅速且つ容易に点検し、必要であれば、交換することが可能であるべきである。しかしながら、設置スペースが制限されているために、場合によっては、影響を受ける構成要素は、多大な労力を伴ってしか、取り外して再設置することができない。

独国実用新案第２０２０１３００４２０９（Ｕ１）号明細書欧州特許出願公開第１０２７０６（Ａ１）号明細書

この背景に対して、本発明の目的は、特に、電気及び電子構成要素並びにシステムの保守の容易さが改善された一般的な運搬車両を提案することである。

前記目的は、独立請求項に記載の特徴の組み合わせによって達成される。本発明の更なる実施形態及び改良は、従属請求項並びに以下の説明及び図から明らかになる。

本発明では、複数の電気及び／又は電子構成要素が組み合わされた取り外し可能な交換可能なモジュールが運搬車両のシャーシ内に配置されることになっている。

したがって、電気及び電子構成要素並びにシステムの大部分を便利に事前に組み立てて、その後、運搬車両に挿入することができる。

例えば、構成要素の不具合の場合に、リプログラミングのために又は計画された構成要素交換のために、まず第１に、交換可能なモジュール全体を、互換性のある無傷の交換可能なモジュールと迅速且つ有効に交換することができ、したがって、休止時間が大幅に減少する。後に、最適に装備されたワークステーションにおいて、塵埃のない環境で、故障発見、故障解析、プログラミング、及び欠陥のある構成要素の交換が実施され得る。重く、汚染されている可能性のある運搬車両をこの目的のために別々に運搬して清掃する必要はなく、同様に、運搬車両の位置で念入りな汚染除去対策を実施する必要はない。

車両の製造に関しても、このモジュールは、運搬車両の残りの構造から完全に独立して、例えば、専門製造業者が事前に組み立てることができるという利点を提供する。

更に、迅速に交換することができる、異なるように装備された及び／又はプログラムされた交換可能なモジュールを異なるタスクシナリオに対して提供することができる。

交換可能なモジュールの効率的な取り扱いのために、本発明は更に、交換可能なモジュールが、電気及び／又は電子構成要素が収容される別個のモジュールハウジングを有するようになっている。

効果的な使用及び使用性の向上のために、本発明の好ましい改良形態では、交換可能なモジュール内に少なくとも１つの電子制御ユニットが収容されることが可能である。

運搬車両の生産及び保守性を更に改善し、繊細な電子構成要素の効果的な保護を確実とするために、好ましい一実施形態は、運搬車両が、前部車両部分と、中央車両部分と、後部車両部分とを有し、前部車両部分は、中央車両部分から前部隔壁によって分離されており、後部車両部分は、中央車両部分から後部隔壁によって分離されており、交換可能なモジュールは中央車両部分に配置されるようになっている。

機能の効果的な分散のために、好ましい実施形態は更に、車両の周囲を検知するための少なくとも１つの第１のセンサ機構と少なくとも２つの車両車輪、特に、支持車輪とが前部車両部分に配置されることを提案している。

同じ理由から、好ましい実施形態は、同様に、車両の周囲を検知するための少なくとも１つの第２のセンサ機構と、対応するトラクション駆動部とともに少なくとも２つの駆動車輪とが、後部車両部分に配置されることを提案している。

機械的な構成要素の保守の改善のために、本発明の好ましい実施形態は更に、リフト装置を作動させるためのリフト駆動部が中央車両部分に配置されるようになっている。したがって、前記リフト駆動部は特に容易にアクセス可能であり、更に、一層良好なアクセス性のために、交換可能なモジュールを迅速に取り外すことができる。

本発明の好ましい改良形態によれば、リフト装置は、偏心駆動部によって作動される。このようにして、前記リフト装置は、特に単純且つ堅牢であると同時に省スペース構造のものであることができ、更に、例えば、複数の別個の個々に作動可能なリフト要素に関連する制御技術に関して必要とされる支出が大幅に少ない。例えば、各側に対で配置され、互いに結合されている偏心要素は、箱状の積荷キャリア要素内に省スペース方式で収容されている。

運搬車両内の電気及び電子消費部の効果的且つ迅速な接続のために、一実施形態は、前部車両部分、中央車両部分、及び後部車両部分の電気及び／又は電子構成要素が、交換可能なモジュールに電線を介して接続されるようになっている。

一改良形態によれば、電気接続の特に迅速且つ効率的な確立のために、交換可能なモジュールは、交換可能なモジュールの外部の複数の電気及び／又は電子構成要素を同時接続するように設計された、少数の、特に好ましくは、ただ１つの複合電気インターフェースを好ましくは有し得る。例えば、一改良形態によれば、交換可能なモジュールは、後部車両部分内の全ての消費部を接続するための１つの複合電気インターフェースと、前部車両部分及び中央車両部分内の全ての消費部を接続するための更なる複合電気インターフェースとを有してもよい。

以下、例示的な実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。

平面図（図ａ）並びに格納された（ｂ）及び展開された（ｃ）リフト装置を有する側面図における、運搬車両の非常に簡略化した図である。追加的に積載物キャリアを有する、図１による図を示す。積載物キャリア内に積載物を有する運搬車両の一実施形態の例示的な図である。交換可能なモジュールが取り外された（ａ）及び挿入された（ｂ）運搬車両の３次元図である。運搬車両１の平面図における簡略化した概略図である。モジュールハウジングの一実施形態の３次元図である。持ち上げられた運搬位置（ａ）及び下げられた停止位置（ｂ）にあるリフト装置の側面図を示す。

図１
無人運搬車両１は、特に、製造及び組立工場内の滑らかな床の上で積載物を搬送する、例えば、製造ラインから及び製造ラインに又は部品倉庫内で部品及び構成要素を運搬する目的を果たす。運搬車両１は、その走行ルートを、内蔵された空間モニタリングセンサ（図４及び図５の参照番号１８、１８’を参照）及び制御システム（ここでは不図示）に基づいて自律的に選択する。

運搬車両１は、平らでコンパクトなシャーシ８を有し、シャーシ８内及びシャーシ８上に、全ての制御及び駆動構成要素が配置されている。

示される実施形態では、運搬車両１は、一対の支持車輪１５及び一対の駆動車輪１４で移動する。駆動車輪１４は、個々に互いに独立して駆動可能であり、したがって、運搬車両１の推進及び操舵の両方の役割を果たす。

積荷を担持する又は積荷を置くために、運搬車両１は、リフト装置２５の構成部品を形成する２つの積荷キャリア要素９、９’を有する。積荷キャリア要素９、９’は、長手方向に、又は移動方向Ｆに平行な長尺状の形態のものであり、上部領域においてシャーシ８の側面に位置している。図示される実施形態では、各積荷キャリア要素９、９’は箱状中空体として構成されている。積荷を持ち上げるために、積荷キャリア要素９、９’は、持ち上げ移動１６によって、格納された停止位置（図ｂ）から展開された運搬位置へと垂直持ち上げ方向Ｈに持ち上げることができる。

積荷キャリア要素９、９’は、剛性を高めるために及び／又はより広い積載面を実現するために、１つ以上の支柱、ストリップ、又はパネル（ここでは図示せず）によって交差接続されてもよい。

図２
運搬車両１は、別個の積載物キャリア６において積載物を優先的に運搬するように設計されている。積載物キャリア６は、様々な形態で、示されるようなラックの形態で、トロリー又はローラトロリーなどの形態で作製されてもよい。

積載物キャリア６は、積荷キャリア要素９、９’が停止位置にある運搬車両１が積載物キャリア６の下で移動することができるように作製されている。積載物キャリア６は２つの横材７、７’を有し、横材７、７’は、移動方向に対して交差するように延び、積載物キャリア６の持ち上げ及び運搬中に、横材７、７’上に積荷キャリア要素が支持される。図示される実施形態では、横材７、７’は、２つの外側に位置する長手方向の部材１７、１７’によって接続されている。

積荷を運搬するために、運搬車両１は、積載物キャリア６の下で移動し、リフト装置２５を起動させる。ここでは、積荷キャリア要素９、９’は持ち上げ方向Ｈに持ち上げられ、横材７、７’に当接し、積載物キャリア６を床から持ち上げる。その後、積載物キャリア６は目的地に運搬され、そこで再び逆の順序で床に降ろすことができる。

図３
図は、運搬車両１の例示的な使用状況を示し、実質的に、図２ｂに示される状況に相当する。運搬車両１の一実施形態は、ローラトロリーとして構成された積載物キャリア６の下に位置している。積載物キャリア６は、袋で満たされた金網箱で構成された積載物２２を積んでいる。

図４
図４は、本発明による運搬車両１の一実施形態を示す。容易に交換することができる交換可能なモジュール２がシャーシ８の内部に配置されている。運搬車両１の閉ループ及び開ループ制御のために必要な電子構成要素２３のほとんどが前記交換可能なモジュール内に配置されている。例えば、電子制御ユニット４及び車両制御システムの更なる要素は、モジュールの中央に収容されている。

交換可能なモジュール２は専用のモジュールハウジング３を有し、専用のモジュールハウジング３は、そのためにシャーシ８内に提供されたシートに挿入され、例えば、比較的容易に且つ迅速に外すことができるねじ、差込み締結具、テンションクランプ、又は他の締結要素などの少数の締結要素（ここでは明示的に示されない）によってシート内で固定されている。

図５
本発明による運搬車両１は、長手方向に又は移動方向Ｆに沿って、前部隔壁１３と後部隔壁１３’とによって互いに分離された３つの車両部分に構造的及び機能的に分割されている。

車両の周囲を検知するための第１のセンサ機構１８が前部車両部分１０に位置しており、２つの支持車輪１５、１５’もまた、前部車両部分１０に配置されている。

交換可能なモジュール２は、中央車両部分１１に配置されている。リフト装置２５と、１つ以上の電池２１と、おそらくは、充電操作を制御するための充電及び電力構成要素２４とを作動させるためのリフト駆動部１９が、交換可能なモジュールに加えて、中央車両部分１０内に位置している。

車両の周囲を検知するための第２のセンサ機構１８’と、２つの駆動車輪１４、１４’とが、駆動車輪１４、１４’の対応する電気トラクション駆動部２０とともに、後部車両部分１２内に位置している。

図示される実施形態では、交換可能なモジュール２は、中央車両部分１１の実質的に内幅全体にわたって横断方向に延びる。

異なる車両部分の上記構成要素は、各種電子構成要素２３と交換可能なモジュール２内の電子制御ユニット４とに接続されていなければならない。この目的のために、示される実施形態では、交換可能なモジュール２は、いずれの場合においても、前側及び後側に１つの複合電気インターフェース５、５’を有する。前部電気インターフェース５は、前部車両部分１０及び中央車両部分１１の電気及び電子構成要素を接続する役割を果たし、後部電気インターフェース５’は、後部車両部分１２の電気及び電子構成要素を接続するために提供されている。しかしながら、本発明の範囲内において、交換可能なモジュール２の外部の構成要素への必要な全ての接続を確立するために提供される単一の共通電気インターフェースが設けられることも同様に考えられる。

本発明の範囲内において、更に、そのような共通電気インターフェースは、接続プロセス及び分離プロセスがそれぞれ、交換可能なモジュール２を運搬車両１に挿入中に及び交換可能なモジュール２を運搬車両１から取り外し中に強制的に自動的に行われるように設計されると考えられる。そのような共通インターフェースは、例えば、モジュールハウジング４の下面に配置され得る。

２つのセンサ機構１８、１８’は、ここでは、単なる例として、異なる位置に配置された複数の個々のセンサの実際の組み合わせを表すプレースホルダとして象徴的に示されている。

図６
図６は、モジュールハウジング３の一実施形態を示す。図示される例示的な実施形態では、モジュールハウジング３は金属薄板から作製されている。モジュールハウジング３は、実質的にトラフ状の構造であり、モジュールハウジング３の底及び側壁を形成し、前側及び後側が横断方向の金属板によって補強及び安定化された、Ｕ字形に曲げられた金属薄板プロファイルを有する。電子構成要素の設置のために、モジュールハウジング３は、ボア、穿孔、金属薄板ナット、レール等などの対応する全ての締結インターフェースを備えてもよい。

図７
図７は、持ち上げられた運搬位置（図ａ）及び下げられた停止位置（図ｂ）にある運搬車両１のリフト装置２５のいくつかの要素の部分側面図を示す。

運搬車両１の各側に、リフト装置２５は、いずれの場合においても、等サイズの２つの偏心要素２６、２６’を有し、偏心要素２６、２６’は同じ積荷キャリア要素９に作用する。２つの偏心要素２６、２０’は巻付駆動部を介して互いに結合されており、リフト駆動部１９が起動されると、前記偏心要素が同じ方向に同時に強制的に回転することにより、積荷キャリア要素９を持ち上げる又は下げる。偏心要素３、３’と積荷キャリア要素９との間の摩擦を低減するために、各偏心要素２６、２６’は半径方向外側に転がり軸受要素を備え、転がり軸受要素によって、前記偏心要素は積荷キャリア要素９上で静かに低摩擦で回転する。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の観点として以下を含む。
１．
電気及び電子制御部並びに駆動構成要素が内部に配置されたシャーシ（８）を含む、積荷を運搬するための無人、特に、自動案内運搬車両（１）において、
前記シャーシ（８）内に、取り外し可能な交換可能なモジュール（２）が配置されており、前記取り外し可能な交換可能なモジュール（２）内で複数の電気及び／又は電子構成要素が組み合わされていることを特徴とする、運搬車両（１）。
２．
前記交換可能なモジュール（２）はモジュールハウジング（３）を有し、前記モジュールハウジング（３）内に前記電気及び／又は電子構成要素が収容されていることを特徴とする、上記１の運搬車両（１）。
３．
前記交換可能なモジュール（２）は少なくとも１つの電子制御ユニット（４）を含むことを特徴とする、上記１又は２の運搬車両（１）。
４．
前部車両部分（１０）と、中央車両部分（１１）と、後部車両部分（１２）とを有し、前記前部車両部分（１０）は、前記中央車両部分（１１）から前部隔壁（１３）によって分離されており、前記後部車両部分（１２）は、前記中央車両部分（１１）から後部隔壁（１３’）によって分離されており、前記交換可能なモジュール（２）は前記中央車両部分（１１）に配置されていることを特徴とする、上記１～３のいずれか一つの運搬車両（１）。
５．
車両の周囲を検知するための少なくとも１つの第１のセンサ機構（１８）と少なくとも２つの車両車輪（１５、１５’）とが前記前部車両部分（１０）に配置されていることを特徴とする、上記４の運搬車両（１）。
６．
車両の周囲を検知するための少なくとも１つの第２のセンサ機構（１８）と少なくとも２つの駆動車輪（１４、１４’）と少なくとも１つのトラクション駆動部（２０）とが前記後部車両部分（１２）に配置されていることを特徴とする、上記４の運搬車両（１）。
７．
前記積荷を持ち上げるためのリフト装置（２５）を作動させるための少なくとも１つのリフト駆動部（１９）が前記中央車両部分（１１）に配置されていることを特徴とする、上記４の運搬車両（１）。
８．
前記リフト装置（２５）は、偏心駆動部によって作動されることを特徴とする、上記７の運搬車両（１）。
９．
前記前部車両部分、前記中央車両部分、及び前記後部車両部分（１０、１１、１２）の電気及び／又は電子構成要素は、前記交換可能なモジュール（２）に電線を介して接続されていることを特徴とする、上記４～８のいずれか一つの運搬車両（１）。
１０．
前記交換可能なモジュール（２）は、前記交換可能なモジュール（２）の外部の複数の電気及び／又は電子構成要素を同時接続するように設計された少なくとも１つの複合電気インターフェース（５）を有することを特徴とする、上記１～９のいずれか一つの運搬車両（１）。

１運搬車両
２交換可能なモジュール
３モジュールハウジング
４電子制御ユニット
５電気インターフェース
６積載物キャリア
７横材
８シャーシ
９積荷キャリア要素
１０前部車両部分
１１中央車両部分
１２後部車両部分
１３隔壁
１４駆動車輪
１５支持車輪
１６持ち上げ移動
１７長手方向の部材
１８センサ機構
１９リフト駆動部
２０トラクション駆動部
２１バッテリー
２２積載物
２３電子構成要素
２４電源構成要素
２５リフト装置
２６偏心要素
Ｆ移動方向
Ｈ持ち上げ方向

Claims

電気及び電子制御並びに駆動構成要素が内部に配置されたシャーシ（８）を含む、積荷を運搬するための無人、特に、自動案内運搬車両（１）において、
前記シャーシ（８）内に、取り外し可能な交換可能なモジュール（２）が配置されており、取り外し可能な前記交換可能なモジュール（２）内で複数の電気及び／又は電子構成要素が組み合わされていて、前記交換可能なモジュール（２）は、前記交換可能なモジュール（２）の外部の複数の電気及び／又は電子構成要素を同時に接続するように設計された少なくとも１つの複合電気インターフェース（５）を有し、前記運搬車両（１）の前記シャーシ（８）は、前部車両部分（１０）と、中央車両部分（１１）と、後部車両部分（１２）とを有し、前記シャーシ（８）の前記前部車両部分（１０）は、前記シャーシ（８）の前記中央車両部分（１１）から前部隔壁（１３）によって分離されており、前記シャーシ（８）の前記後部車両部分（１２）は、前記シャーシ（８）の前記中央車両部分（１１）から後部隔壁（１３’）によって分離されており、前記交換可能なモジュール（２）は前記シャーシ（８）の前記中央車両部分（１１）に配置されていることを特徴とする、運搬車両（１）。
前記交換可能なモジュール（２）はモジュールハウジング（３）を有し、前記モジュールハウジング（３）内に前記電気及び／又は電子構成要素が収容されていることを特徴とする、請求項１に記載の運搬車両（１）。
前記交換可能なモジュール（２）は少なくとも１つの電子制御ユニット（４）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の運搬車両（１）。
車両の周囲を検知するための少なくとも１つの第１のセンサ機構（１８）と少なくとも２つの車両車輪（１５、１５’）とが前記前部車両部分（１０）に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の運搬車両（１）。
車両の周囲を検知するための少なくとも１つの第２のセンサ機構（１８）と少なくとも２つの駆動車輪（１４、１４’）と少なくとも１つのトラクション駆動部（２０）とが前記後部車両部分（１２）に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の運搬車両（１）。
前記積荷を持ち上げるためのリフト装置（２５）を作動させるための少なくとも１つのリフト駆動部（１９）が前記中央車両部分（１１）に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の運搬車両（１）。
前記リフト装置（２５）は、偏心駆動部によって作動されることを特徴とする、請求項６に記載の運搬車両（１）。
前記前部車両部分、前記中央車両部分、及び前記後部車両部分（１０、１１、１２）の電気及び／又は電子構成要素は、前記交換可能なモジュール（２）に電線を介して接続されていることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の運搬車両（１）。