CN110001817A

CN110001817A - 辅助车辆、移动系统和用于卸载辅助车辆的方法

Info

Publication number: CN110001817A
Application number: CN201811621701.1A
Authority: CN
Inventors: 安德里亚·普拉·拉比欧; 马修·斯科特·纽曼; 曼纽尔·波雅尔; 贝戈尼亚·普拉·拉比欧; 比约恩·莫尔曼
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-07-12
Also published as: DE102018200113A1

Abstract

根据本发明的辅助车辆(1、19)包括底盘和布置用于在运动方向上的行进运动的至少六个车轮(3、3'、4、4'、5、5')，其中至少三个车轮(3、3'、4、4'、5、5')在每种情况下在底盘下方形成纵向布置的排，其中车轮(3、3'、4、4'、5、5')是相对于底盘在垂直方向上可调节的，并且其中每排的中间车轮(4、4')还在运动方向上可调节。本发明还涉及一种具有这种辅助车辆(1、19)的移动系统和一种用于从机动车辆的装载区域(14)卸载这种辅助车辆(1、19)的方法。

Description

辅助车辆、移动系统和用于卸载辅助车辆的方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的辅助车辆和具有这种辅助车辆的移动系统以及用于从机动车辆的装载区域卸载这种辅助车辆的方法。

背景技术

DE 20 2015 106 647 U1公开了一种具有椅子式座椅布置作为有用区域的移动运输装置，其包括四个腿状推进运动装置。腿状推进运动装置设计成彼此独立地运动，其中腿状推进运动装置的运动应该被调节。为了协调腿状推进运动装置的运动，提供了控制系统，一系列传感器连接到其上。控制系统记录传感器值并将相应的控制命令发送到驱动装置，以便通过腿状推进运动装置的运动来平衡运输装置。

根据US 2016/0193094 A1，一种用于运输轮椅的装置包括折叠式座椅，该折叠式座椅包括滑动件，该滑动件的基部一端安装在四个辊子上，该辊子在轨道中滚动，并且在另一端包括两个脚部，脚部携带设计用于在地面上滚动的滚锟子。

发明内容

本发明的目的是提供一种特别是在克服水平面差异方面得到改进的辅助车辆、具有相应辅助车辆的移动系统以及用于将这种辅助车辆从机动车辆的装载区域卸载的方法。

该目的通过诸如独立权利要求中指定的辅助车辆、移动系统和方法来实现。

根据本发明的辅助车辆尤其是这样的车辆，其能够与机动车辆(例如客车或卡车)一起运输，并且用于在目的地延伸移动范围。然而，辅助车辆也可以独立于机动车辆使用。

辅助车辆包括底盘，底盘优选地构造为刚性的并且例如可以由钢/铝或复合材料构成。辅助车辆在运动方向上是可移动的，优选地以机动方式移动。“运动方向”在此表示并且在下文中表示辅助车辆的预期行进方向，其可以是向前或向后方向。运动方向通常是底盘的纵向方向。辅助车辆可以是可操纵的。此外，辅助车辆包括至少六个车轮，这些车轮设计用于辅助车辆在运动方向上的行进运动，并且为此目的，关于大致垂直于运动方向的旋转轴线可旋转地安装。至少六个车轮布置成两排，每种情况下具有至少三个车轮。两排大致在运动方向上延伸并且大致位于底盘的在运动方向上指向的两个纵向侧面的下方。因此辅助车辆可以在地面上的至少六个车轮上行进。辅助车辆可以包括另外的车轮。

根据本发明，可以相对于底盘在垂直方向上调节至少六个车轮。特别地，车轮以这样的方式安装，使得每个车轮的旋转轴可以单独地移位，或者多个车轮的旋转轴可以在垂直方向上相对于底盘同步地移位。此外，每排的至少三个车轮中的至少中间一个也可以在运动方向上调节。因此，相应的中间车轮尤其安装成使得其旋转轴可以相对于底盘至少大致在运动方向上并且在运动方向相反方向上移位。可以提供，还可以在运动方向上调节其他车轮。在此以及在下文中始终理解“可调节的”意味着能够在一个方向上进行调节并且在相反方向上进行调节。

辅助车辆的底盘由至少六个可在垂直方向上调节的车轮承载的事实使得可以调节车轮的布置，使得甚至在不平坦或阶梯式地面的情况下，所有六个车轮与地面接触并以安全的方式承载底盘和辅助车辆。事实上，在每种情况下，至少三个车轮的两排中的至少一个中间车轮在运动方向上也是可调节的，即使当一排或两排的前车轮或后车轮不与地面接触时，也可以调节一个或多个中间车轮，使辅助车辆始终处于安全位置。特别地，因此可以始终选择相对于底盘接触地面的车轮的位置，使得重心位于由地面接触车轮形成的多边形区域上方，并且因此可靠地避免辅助车辆的倾斜。特别地，这也可以通过辅助车辆的重心的不同位置来实现。此外，因此可以使每排的各个前车轮或后车轮从地面升起或者将辅助车辆移动到前车轮或后车轮从地面抬起的地面区域上，而辅助车辆不会翻倒。然后可以调节从地面抬起的车轮，以便再次与地面接触。因此可以实现克服地面不均匀性或水平差异。

至少六个车轮各自优选地安装在垂直支撑件的下端，垂直支撑件可相对于底盘在竖直方向上移位。根据该实施例，因此通过相应支撑件相对于底盘的移位来实现车轮在垂直方向上的调节。中间车轮的垂直支撑件还可以在水平方向上相对于底盘移位，即在辅助车辆的运动方向上，即在前后方向上移动。因此可以以直接的方式实现车轮的相应调节。

支撑件也可以相对于底盘旋转，特别是所有支撑件可以安装在底盘上，该底盘能够关于垂直于运动方向的横向轴线旋转。因此可以实现底盘的倾斜位置，由此辅助车辆的可能用途可以被延伸。

支撑件优选地以机动方式可调节。为此目的，例如可以设置具有相应的接合在齿条中的链轮的电动调节驱动器。然而，其他驱动器变型也是可能的，例如液压或气动调节驱动器。相应的调节驱动器可以分配给各个支撑件，并且可以由辅助车辆的控制系统控制。由于支撑件可以以机动方式调节的事实，因此当经过不平坦的地面时，可以实现辅助车辆的直接且适当的自动或自主操作。还可以设置成使得支撑件能够以机动方式旋转以实现底盘的倾斜位置，为此可以通过可由控制系统控制的旋转驱动器实现旋转。

根据本发明的优选实施例，至少六个车轮成对地彼此分配，其中彼此分配的两个车轮可以在每种情况下同步调节。特别地，两个车轮在垂直于运动方向或垂直于底盘的纵向方向上彼此相对地布置，在每种情况下彼此分配并且因此形成车轮对。因此，例如，两排的各个前车轮形成前车轮对，两排的相应后车轮形成后车轮对，并且如果每排包括恰好三个车轮，则相应的中间车轮形成中间车轮对。在每种情况下可以同步调节车轮对。为此目的，彼此分配的两个车轮的支撑件例如可以固定地彼此连接并且具有共同的调节驱动器。然而，也可以提供，使得每个支撑件都具有它们自己的调节驱动器，并且通过适当控制调节驱动器来实现同步调节。因此可以以直接的方式实现在具有不同梯度和/或台阶的道路上安全地驾驶辅助车辆。

此外，优选的是，至少一个车轮能够以机动方式被驱动，以便能够实现辅助车辆的机动驾驶。特别优选地，可以以机动方式驱动多个车轮，特别是来自至少两个车轮对的至少一个车轮。即使在一个或多个车轮不与地面接触的情况下，也因此可以确保辅助车辆的机动化的前进运动。

底盘优选地设计用于输送负载。为此目的，可以在底盘的上侧布置装载区域、待运输货物的容纳部和/或用于人的一个或多个座椅。底盘还可以设计用于放置模块化设计的各种上层结构。因此能够实现负载或人员与辅助车辆的运输，特别是在不平坦的地面上。

根据本发明的特别优选的实施例，辅助车辆包括至少两个另外的车轮，这些车轮在底盘的下侧在运动方向上彼此相继布置。特别优选地，至少两个另外的车轮设计成具有比至少六个车轮更大的直径。至少两个车轮的尺寸和布置使得通过调节至少六个车轮，可以使至少两个另外的车轮单独承载底盘。至少六个车轮的调节路径因此可以例如以这样的方式设计，使得它们可以相对于底盘向上调节足够远，使得至少两个另外的车轮在平坦的水平地面上与地面接触，并且与底盘的水平位置接触。至少两个另外的车轮可以在横向方向上大致安装在底盘的下侧的中间。至少两个另外的车轮优选地布置成使得具有底盘的水平位置的辅助车辆的重心大致位于至少两个另外的车轮的连接线上，特别是大致在连接线的中间区域上。此外，至少两个另外的车轮中的一个可以手动或以机动方式驱动。特别优选地，恰好设置两个另外的车轮，其中一个例如在运动方向上的前车轮可以设计成可转向的。因此，辅助车辆可以以自行车的方式行驶。因此可以实现辅助车辆的特别方便的操作和更高的速度，尤其是在平滑的地面上。

此外，优选的是，至少两个另外的车轮中的至少一个在运动方向上相对于底盘是可调节的。特别优选地，恰好设置两个另外的车轮，其中两个另外的车轮可以在运动方向上被调节。因此可以改变在作为自行车操作期间的轮距，例如以更高的速度实现更好的驾驶特性，而不需要辅助车辆永久地具有更大的空间需求。在运动方向上调节另外的车轮可以手动或以机动方式进行。

辅助车辆优选地包括控制系统，该控制系统被设置用于车轮的协调调节并且包括用于此目的的相应的传感器装置和处理器装置。传感器装置尤其设计用于检测地面上的不平坦和台阶。传感器装置可以例如基于LADAR(激光雷达)、超声或具有相应图像处理器的CCD(电荷耦合器件)图像传感器来操作。因此可以实现辅助车辆的可靠且自动或自主的操作。

根据本发明的移动系统包括具有装载区域的机动车辆和辅助车辆，辅助车辆可以在装载区域上运输。机动车辆例如可以是乘用车辆或卡车，尤其是乘用车辆或具有平坦的(优选敞开的)装载区域的越野车辆(例如皮卡车)，其中机动车辆和辅助车辆以这样的方式彼此适应使得辅助车辆能够在装载区域上运输。辅助车辆包括底盘和至少六个车轮，至少六个车轮布置用于在运动方向上的行进运动，其中至少三个车轮分别形成在底盘下方纵向布置的排。至少六个车轮在相对于底盘的垂直方向上是可调节的，此外，每排的中间车轮在运动方向上也是可调节的，使得辅助车辆能够通过调节车轮将从装载区域卸载到机动车辆所在的地面上，例如道路。通过适当调节车轮，可以在此实现辅助车辆可以以基本恒定的水平方向从装载区域卸载。为此目的，车轮的调节路径尤其可以相应地适应装载区域的装载高度或克服由装载区域的高度限定的高度差。通过车轮的协调机动调节和至少一个车轮的驱动，可以在没有其他辅助的情况下实现辅助车辆的自动或自主卸载，例如通过下面描述的方法。特别地，辅助车辆如上所述构成。

根据本发明的方法涉及将立在机动车辆的装载区域上的辅助车辆卸载或卸下到机动车辆所在的地面上。辅助车辆如上所述构成。根据本发明的方法，每排的中间车轮，特别是中间车轮对，在装载区域的边缘的方向上移位，例如直到调节范围的一端或至少直到辅助车辆(如果适用的话，包括负载)的重心位于行进方向上的中间车轮和后车轮之间的区域上方。辅助车辆在装载区域的边缘上移动，直到每排的前车轮越过边缘；然后将后者降低到地面上，特别是通过在垂直方向上向下调节相应的支撑件。辅助车辆继续在相同方向上移动，直到中间车轮(特别是中间车轮对)越过边缘；然后降低后者直到车轮立在地面上。在预先或之后，中间车轮在行进方向相反方向上移位，例如直到调节范围的后端或者至少直到辅助车辆(如果适用的话包括负载)的重心位于中间车轮和前车轮之间的区域上方。辅助车辆继续在相同方向上移动，直到后车轮(特别是后车轮对)越过边缘，并且后者也下降到地面上。辅助车辆现在完全立在地面上。以这种方式，辅助车辆的直接卸载无需额外的辅助，特别是在保持辅助车辆或底盘水平方向的同时。在这种意义上，辅助车辆可以自行卸载。通过适当的控制，卸载过程可以自动或自主进行。相应地，在辅助车辆的行驶操作期间可以克服地面上的台阶。

辅助车辆从地面到装载区域的装载通过以相反的顺序执行相同的步骤来进行，其中反向移动方向和相应的车轮提升直到装载区域的高度。

附图说明

下面借助附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1a和1b以斜视图和侧视图示意性地示出了根据本发明的第一示例性实施例的辅助车辆；

图2a和2b示出了根据图1的辅助车辆，并且作为示例示出了调节驱动器；

图3a和3b示出了调节驱动器处于旋转状态的根据图2的辅助车辆；

图4a至4e示出了根据图1的辅助车辆从装载区域的卸载；

图5以符号表示了根据图1的辅助车辆在不平坦地面上的行驶操作；

图6a和6b分别以侧视示意图和沿运动方向的视图，示出了根据本发明的第二示例性实施例的辅助车辆。

具体实施方式

在图1a和1b中，根据本发明的辅助车辆的示例性实施例以斜视图和侧视图以示意图的形式示出。辅助车辆1包括底盘，该底盘构造为平台2，其中例如可以容纳电能存储单元(例如蓄电池)以及控制系统。六个车轮3、3'、4、4'、5、5'纵向地布置在平台2下方，车轮的轴线大致彼此平行并且车轮能够在辅助车辆1的运动方向上进行前进运动。在图1b中，移动方向指向左侧或右侧。六个车轮3、3'、4、4'、5、5'形成两个平行的车轮排，每个车轮排包括彼此相继设置的三个车轮。两个车轮排的三个车轮彼此相对地成对设置。因此，与运动方向相关的前车轮3、3'形成前车轮对，两个中间车轮4、4'形成中间车轮对，两个后车轮5、5'形成后车轮对。

车轮3、3'、4、4'、5、5'分别安装在连接到平台2的支撑件6、6'、7、7'、8、8'的下端，以便可以在垂直方向上移位。通过支撑件的垂直调节，车轮3、3'、4、4'、5、5'因此可以相对于平台2垂直地单独调节。此外，两个车轮排的相应中间车轮4、4'可以在水平方向上调节，即在辅助车辆1的运动方向上调节。为此目的，中间支撑件7、7'布置在平台2上，以便可以在运动方向和运动方向相反方向上移动。在所示的示例性实施例中，中间车轮对的两个车轮4、4'可以在移动方向上或移动方向相反方向上共同移位。支撑件6、7、8相对于平台2的移位方向由图1b中的直箭头表示。在辅助车辆1的行驶期间车轮3、4、5的滚动运动在图1b中通过弯曲箭头表示。辅助车辆1可以是可转向的，为此目的，例如车轮3、3'、4、4'可以各自安装成能够关于垂直轴线旋转。

在图2a和2b中，用于调节支撑件6的调节驱动器通过示例的方式示出，其中图2b示出了放大的细节。支撑件6包括沿支撑件6的纵向方向指向的齿条9，两个链轮10、11接合在该齿条中，链轮由未示出的电动马达驱动。通过压力辊12确保至少一个链轮10在齿条9中的接合，其中压力辊12和/或链轮10被引导到引导件13中。此外，支撑件6可以在垂直方向上被图2a和2b中未示出的相应引导件引导。所有支撑件6、6'、7、7'、8、8'均可以包括用于在垂直方向上移位的相应调节驱动器。可以在平台2上设置相应的驱动器，用于在水平方向上调节中间支撑件7、7'。

此外，辅助车辆1设计用于倾斜平台2。为此目的，如图3a和3b中以与图2a和2b相对应的方式在支撑件6的放大细节中示出，支撑件6、6'、7、7'、8、8'的调节驱动器设计用于即使在支撑件6、6'、7、7'、8、8'的倾斜位置也可以进行调节。引导件13优选地是弯曲的，以便即使在平台2的倾斜位置以及其调节驱动器的倾斜位置，两个链轮10、11之间的距离也保持恒定。此外，支撑件6、6'、7、7'、8、8'以这样的方式被引导，使得也能够实现相对于平台2的旋转运动，如图3a所示。

辅助车辆1从机动车辆的装载区域14卸载到地面15(例如道路)上，在图4a至4e中以图解形式表示。在初始情况下，其中辅助车辆1在装载区域14上被运输，辅助车辆1通过所有六个车轮立在装载区域14上。为了卸载，辅助车辆1在装载区域14的边缘16上移动，其中中间车轮对4、4'首先通过支撑件7、7'移动到平台2的前部区域中。因此可以使辅助车辆安全地立在装载区域14上，即使当前车轮3、3'不再与地面接触时也是如此。然后通过支撑件6、6'的协调调节将前车轮3、3'降低到地面15上(图4b)。辅助车辆1在装载区域14的边缘16上移动得更远，其中中间车轮4、4'在平台2上在移动方向相反的方向向后移位(图4c)。当中间车轮对(车轮4、4')从装载区域14的边缘16移出时，后者也通过支撑件7、7'的移位而下降到地面15上(图4d)。当辅助车辆1进一步向外移动时，中间车轮对(车轮4、4')在行进方向相反方向上移动，从而在后车轮对(车轮5、5')到达装载区域14的边缘16之前，辅助车辆1安全地立在前车轮3、3'和中间车轮4、4'上。辅助车辆1然后从装载区域14完全向下移动，并且后车轮对(车轮5、5')也下降到地面15上(图4e)。

如图4a至4e中象征性地所示，负载可以与辅助车辆1一起运输，为此目的，用于待运输货物的容纳部17例如可以固定在平台2上或者用于利用辅助车轮1行进的人的座椅也可以固定在平台2上。中间车轮对(车轮4、4')的水平调节范围在此确定尺寸，使得在从装载区域14卸载期间辅助车辆1仅立在两个车轮对上的中间状态中，辅助车辆1(包括负载)的重心总是位于与装载区域14或地面15接触的两个车轮对之间，即位于由与地面接触的车轮形成的多边形上方。

在图5中，象征性地示出了辅助车辆1在不平坦的地面15的行驶也可以通过车轮的垂直调节上实现，其中车轮可以在垂直方向上调节，使得所有车轮总是与地面接触。为了克服地面15中的台阶，可以如图4a至4e中所解释的那样进行。为此目的，辅助车辆1的控制系统可以包括合适的传感器系统并且相应地设置以使平台2始终保持水平。

根据本发明的第二实施例，两个另外的车轮21、22在辅助车辆19的底盘上彼此前后布置，大致位于平台20的中心区域下方(见图6a和6b)。它们可以具有图6a中所示的运输位置，其中它们被保持在平台20下方，以及图6b中所示的操作位置。在操作位置，另外的车轮21、22已经在辅助车辆19的运动方向上或者运动方向相反的方向上移位，以便实现更大的轮距。如图6b所示，通过缩回车轮3、3'、4、4'、5、5'，即通过支撑件6、6'、7、7'、8、8'的向上朝向平台20的相应垂直调节，可以使得仅另外的车轮21、22与地面接触。因此能够以自行车的方式使辅助车辆19行驶。至于其余部分，辅助车辆19根据第一示例性实施例构成。

为清楚起见，并非所有附图中都表示了所有附图标记。未参考附图解释的附图标记具有与其他附图中相同的含义。

附图标记列表

1 辅助车辆

2 平台

3,3' 车轮

4,4' 车轮

5,5' 车轮

6,6' 支撑件

7,7' 支撑件

8,8' 支撑件

9 齿条

10 链轮

11 链轮

12 压力辊

13 引导件

14 装载区域

15 地面

16 边缘

17 容纳部

18 地面

19 辅助车辆

20 平台

21 车轮

22 车轮

Claims

1.一种辅助车辆，所述辅助车辆具有底盘和用于在运动方向上的行进运动的至少六个车轮(3、3'、4、4'、5、5')，其中至少三个车轮(3、3'、4、4'、5、5')在每种情况下在所述底盘下方形成纵向布置的排，

其特征在于，

所述车轮(3、3'、4、4'、5、5')相对于所述底盘在垂直方向上是可调节的，并且其中每排的中间车轮(4、4')还在所述运动方向上是可调节的。

2.根据权利要求1所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述至少六个车轮(3、3'、4、4'、5、5')分别安装在垂直支撑件(6、6'、7、7'、8、8')的下端，所述垂直支撑件(6、6'、7、7'、8、8')可相对于所述底盘在所述垂直方向上移位。

3.根据权利要求2所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述支撑件(6、6'、7、7'、8、8')能够相对于所述底盘旋转。

4.根据权利要求2或3所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述支撑件(6、6'、7、7'、8、8')能够以机动方式移位或旋转。

5.根据前述权利要求中任一项所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述车轮(3、3'、4、4'、5、5')彼此相对地成对布置，并且相对布置的每两个车轮(3、3'、4、4'、5、5')能够同步调节。

6.根据前述权利要求中任一项所述的辅助车辆，

其特征在于，

至少一个车轮(3、3'、4、4'、5、5')能够以机动方式驱动，优选至少两个车轮(3、3'、4、4'、5、5')能够以机动方式驱动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述底盘设计用于容纳负载。

8.根据前述权利要求中任一项所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述辅助车辆(19)包括在所述底盘的下方在所述运动方向上彼此相继布置的至少两个另外的车轮(21、22)，其中所述至少六个车轮(3、3'、4、4'、5、5')可调节，使得在不平坦的地面上，仅所述至少两个另外的车轮(21、22)与所述地面接触。

9.根据前述权利要求中任一项所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述至少两个另外的车轮(21、22)中的至少一个在所述运动方向上是可调节的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的辅助车辆，

其特征在于，

所述辅助车辆(1、19)包括用于协调调节所述车轮(3、3'、4、4'、5、5')的控制系统。

11.一种移动系统，所述移动系统包括具有装载区域(14)的机动车辆和能够在所述装载区域(14)上运输的辅助车辆(1、19)，

其特征在于，

所述辅助车辆(1、19)包括底盘和用于在运动方向上的行进运动的至少六个车轮(3、3'、4、4'、5、5')，其中至少三个车轮(3、3'、4、4'、5、5')在每种情况下在所述底盘上形成纵向布置的排，其中所述车轮(3、3'、4、4'、5、5')相对于所述底盘在垂直方向上可调节并且每排的中间车轮(4、4')还在所述运动方向上可调节，使得所述辅助车辆(1、19)能够从所述装载区域(14)卸载。

12.一种用于将辅助车辆(1、19)从机动车辆的装载区域(14)卸载到地面(15)上的方法，所述辅助车辆包括底盘和布置用于所述辅助车辆(1、19)在运动方向上的行进运动的至少六个车轮(3、3'、4、4'、5、5')，其中至少三个车轮(3、3'、4、4'、5、5')在每种情况下在所述底盘上形成纵向布置的排，其中所述车轮(3、3'、4、4'、5、5')相对于所述底盘在垂直方向上可调节，并且其中每排的中间车轮(4、4')还在所述运动方向上可调节，，步骤如下：

-在行进方向上移位所述中间车轮(4、4')，

-使所述辅助车辆(1、19)沿所述行进方向在所述装载区域(14)的边缘(16)上移动，直到前车轮(3、3')越过所述边缘(16)，

-将所述前车轮(3、3')降低到所述地面(15)上，

-使所述辅助车辆(1、19)在所述行进方向上越过所述边缘(16)移动更远并使所述中间车轮(4、4')在所述行进方向相反方向上移动，

-使所述辅助车辆(1、19)越过所述边缘(16)移动更远，直到所述中间车轮(4、4')越过所述边缘(16)，

-将所述中间车轮(4、4')降低到所述地面(15)上，

-使所述辅助车辆(1、19)越过所述边缘(16)移动更远，直到后车轮(5、5')越过所述边缘(16)，

-将所述后车轮(5、5')降低到所述地面(15)上。