轮臂式堆垛机，优选为AGV的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的轮臂式堆垛机，优选为agv。

背景技术：

1、长期以来，水平运输货物，即在水平平面或平地地面上运输货物，使用的是所谓的地面运输车这适用于室外区域以及仓库、生产设施等之内的区域。地面运输车也可被称为地面输送设备或地面输送工具。

2、地面运输车包括例如升降车(hubwagen)等手动设备，这些手动设备特别地用于运输运输用托盘、网格周转笼和类似的输送辅助工具。运输用托盘等可将要运输的货物容纳于其上或其中，从而使得特别是小型货物或货物容器可一起搬运和运输。

3、此类升降车最简单的实施方案是手动升降车，该手动升降车没有自己的驱动装置，并且必须由人拉动或推动以及通过肌肉力量从地面抬升一定高度。此类手动升降车基本上由两个平坦且彼此平行的叉组成，这两个叉通常如此纵向和横向彼此平行地间隔开，使得这对叉可一起容纳标准化的运输托盘、网格周转笼等。这两个叉的一侧相互固定连接，并且也可被称为叉齿，或仅称之为齿。在手动升降车的连接区域内，通常有至少一个能够转向的轮，适当时也有一对能够转向的轮，该轮也可被称为转向轮。在两个叉的顶端处，通常各自布置有不能转向的轮作为滑动轮，这些不能转向的轮也可被称为负载轮。

4、借助手动升降车的连接区域内的把手，手动升降车一方面可由人拉动或推动和转向。另一方面可借助该把手作为杠杆使液压泵加压，以便借助液压举升缸和连杆经由负载轮和转向轮来调整两个叉平行于地面的高度，并且因此可将由叉容纳的负载，例如采用运输用托盘形式的负载，从地面抬升，并随之一起移动。借助把手处的操作元件，可经由液压阀在必要时再次释放液压举升缸中的压力，并因此可将所容纳的负载再次放到地面上。

5、此类升降车必须由人用手抬升和下降以及拉动或推动，通常仅可将要运输的负载从地面抬起几厘米。因此，它们也被称为低位升降车，因为它们仅适合用于在平地上移动负载。

6、由此，此类低位升降车总是在每个叉的顶端处各自具有在纵向方向上固定取向的负载轮，并且在连接区域内具有能够旋转的转向轮或能够旋转的转向轮对。转向，即将该能够旋转的转向轮或能够旋转的转向轮对围绕垂直轴线定向，始终是通过用户借助把手或杠杆的运动或力来进行的。

7、为了减轻作为操作人员的人在使用此类手动升降车工作时的负担，已知各种具有驱动装置的改进方案。例如，可在手动升降车的连接区域内设置有具有可重复充电的电能储存装置的电动驱动装置，以便至少在地面上的运动中对人提供支持，或者完全由该电动驱动装置来执行运动，即该手动升降车可在地面上行驶。根据驱动方式，此类升降车可被称为电动步行式设备或电动站立式设备。

8、附加地，可使液压泵或电动驱动装置运行来抬升叉。因此，可将所容纳的负载在垂直方向上或高度上抬升，例如抬升进入高架仓库的货架中或抬升到重型卡车的装载面上，与上文所述的手动升降车相比，这可显著扩展此类地面运输车的使用可能性。因此，此类地面运输车也可被称为高位升降车。

9、与通常配备有布置在底盘下方的三个或四个车轮并且叉在底盘的尺寸之外延伸的货叉式堆垛机相反，此类高位升降车具有所谓的轮臂，这些轮臂从驱动头出发在纵向方向上向前方延伸，并且如手动升降车那样，在顶端处各自容纳有在纵向方向上固定取向的负载轮。叉布置为在垂直方向上位于轮臂上方并与轮臂对齐。叉可下降到轮臂上，并至少横向环绕住这些轮臂，以便使得轮臂和叉结构高度共同保持为平坦的，使得例如运输用托盘等负载可进一步地从下面抬升。

10、因为此类高位升降车的前轮布置在叉下方的轮臂中，因此布置在负载下方，所以与货叉式堆垛机相反，在轮臂式堆垛机中可省去配重。由此，负载的重心在高位升降车的车轮之内。因此，此类高位升降车可实现得非常紧凑，并且特别地具有要运输的负载的宽度尺寸，例如运输用托盘的宽度尺寸。此类高位升降车可被称为轮臂式堆垛机、前移式堆垛机或车辕式堆垛机。

11、上文所述的所有高位升降车的共同点在于，在轮臂的顶端处使用在纵向方向上固定取向的负载轮，以及在驱动头中使用至少一个被驱动的转向轮或至少一个被驱动的转向轮对。转向，即将该被驱动的转向轮或被驱动的转向轮对围绕垂直轴线定向，进一步地通过用户借助把手或借助杠杆或适当时借助转向轮的运动或力来进行。然而，水平面上的向前运动是借助被驱动的转向轮或被驱动的转向轮对来进行的。同样，叉相对于轮臂的抬升和下降是借助驱动头的另一驱动装置来进行的。

12、上文所述的高位升降车的缺点在于，它们虽然可在相对小的空间旋转，但在地面上仍必须存在足够的位置，以便允许进行旋转运动。如果不仅要运输对应于高位升降车的外尺寸的运输用托盘等，而且负载特别是横向超出高位升降车的外尺寸，则这种空间要求可能增加。这可能需要对应宽的路径，即例如几个货架等之间宽的通道，并且因此可能会增加对仓储区、生产区等的空间要求。

13、另一缺点在于，实施此类高位升降车的旋转运动可能耗费时间。

14、因此，已知这样的地面运输车，该地面运输车由于其各自被设计为驱动轮的轮的转向能力，既可在纵向方向上前后移动，也可在横向方向上横向移动。因此，此类地面运输车也可被称为四向地面运输车。换句话说，一方面，所有轮均可借助驱动装置在地面上滚动移动，另一方面，所有轮均可借助另外的驱动装置围绕它们各自的垂直轴线旋转，并且因此可在水平平面上任意定向，这可被称为转向。这可避免如上文所述的那样将地面运输车作为整体实施旋转运动，并且因此节省时间，尽管取而代之的是必须进行所有轮的定向或转向。这还可增加水平平面上的运动可能性。

15、从ie s80733 b2中已知一种采用货叉式堆垛机形式的车辆，该车辆具有一对车轮，其中每个车轮能够通过对应的液压缸转向，从而使得每个车轮旋转一定角度，该角度通过活塞头在对应的缸中的位置来决定，其中每个缸具有完全通过侧和杆侧，其中一个缸的完全通过侧和杆侧中的一者与另一个缸的完全通过测和杆侧中的一者液压连接。在货叉式堆垛机的连接区域内设置有第三对车轮。所有三个车轮对均可横向定向，从而使得水平平面上的纯横向运动是可行的。

16、wo 2014/075 921a1描述了一种用于地面运输车的转向系统，其中设置有至少两个能够液压转向的轮组，其中这些轮组能够各自借助液压线性马达转向，该液压线性马达被设计为同步缸，并且该至少两个同步缸相互起作用地连接。同样还描述了一种具有对应转向系统的地面运输车。该地面运输车具有至少一个另外的轮组。该地面运输车例如可为三轮或四轮的车辆。

17、由此，在地面运输车中已知的是，将所有轮、车轮或车轮对设置为能够转向的，即每个轮均可围绕它的垂直轴线在水平平面上相对于地面运输车的架、框架等旋转、定向或转向至少90°，以便使得除了纵向方向上的向前/向后运动之外，与之垂直的运动，即横向方向上的纯横向运动成为可能，并且因此使得水平平面上的四向运动成为可能。为此，这些轮各自以液压的方式相互起作用地连接，从而使得这些轮可通过操作一起旋转、定向或转向。

18、然而，在每种情况下，这种类型的车轮转向的缺点都在于，该转向是借助横向经过车轮的液压缸来进行的。由此，转向仅可在小于180°的非常有限的角度范围内进行。

19、wo 03/059799a1描述了一种四向货叉式堆垛机，该四向货叉式堆垛机由具有两个前轮和一个后轮的底盘组成。对应的静液压马达有选择地在两个相反的旋转方向中的一个方向上驱动每个车轮。该堆垛机包含用于将堆垛机置于转盘模式的控制装置，其中三个车轮设置为相应的转向角度，在这些转向角度下它们的旋转轴线在与每个车轮等距的基本共同的垂直轴线上相交，并且驱动所有三个车轮。

20、wo 2018/136 987a1涉及一种用于运输装置的行走机构，该行走机构具有导环和能够在导环中围绕基本垂直的主旋转轴线枢转的轮架，在该轮架处布置有两个能够围绕共同旋转轴线旋转的车轮。在导环中经由旋转轴承以能够围绕主旋转轴线枢转的方式安装有内环，并且经由至少一个枢转轴承以能够围绕枢转轴线枢转的方式安装有轮架，该枢转轴线布置为基本垂直于主旋转轴线。两个车轮能够彼此独立驱动。对应的运输装置具有几个此类行走机构，优选三个或四个行走机构，其中共同的旋转轴线能够相对彼此定向。

21、由于两个电驱动装置布置在能够枢转的轮架的尺寸之内，因此仅可使用非常小的且功率低的电驱动装置。因此，wo 2018/136 987a1的行走机构仅可在例如agv(自动导引车)或fts(无人驾驶运输系统)或ftf(无人驾驶运输车辆)等只应运输相对轻的负载的运输装置中应用。

22、de 10 2013 019 726 a1描述了一种车辆，特别是agv或fts，该车辆具有车架和至少一个转向单元，特别地用于在行驶面上行驶，其中该转向单元或每个转向单元借助旋转环以能够旋转的方式安装在车辆的架处。每个转向单元都具有两个驱动轮，这些驱动轮具有相应的马达。如果设置有附加的转向轮，则每个转向轮由另一个电动马达驱动。

23、车轮各自既能够转向又能够驱动的地面运输车的缺点在于，这可能导致对应的成本并且/或者需要对应的安装空间。后者对于布置在叉或轮臂中的轮来说，可能特别不利。此外，这可能增加地面运输车的重量，并且因此也增加其能源消耗或者需要更强劲的驱动装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种上述四向地面运输车类型的轮臂式堆垛机。特别地，与此前已知的轮臂式堆垛机相比，四向轮臂式堆垛机应能以更低的成本、更少的安装空间、更容易的方式、更低的能源消耗并且/或者性能更弱的驱动装置来实现。特别地，横向运动应能以相对高的准确性和/或稳固性实现。特别地，这应实现为agv或ftf。至少应创造一种已知的四向地面运输车或轮臂式堆垛机的替代。

2、根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的轮臂式堆垛机来实现。有利的改进在从属权利要求中进行了描述。

3、由此，本发明涉及一种轮臂式堆垛机，该轮臂式堆垛机具有：驱动头，该驱动头具有至少，优选正好两个能够转向的驱动轮；至少一个第一轮臂，该第一轮臂在离开驱动头的方向上直线延伸，并且与驱动头固定连接，其中第一轮臂具有至少，优选正好一个第一滑动轮；和至少一个第一叉，该第一叉在垂直方向上布置在第一轮臂上方，并且被设计为在垂直方向上抬升和下降。

4、根据本发明的轮臂式堆垛机的特征在于，第一轮臂的第一滑动轮被设计为能够转向至少90°。

5、其中，滑动轮是以能够移动的方式安装在第一轮臂处的轮，该轮可在地面上沿着一个方向滚动，更确切地说，以展开的方式滚动，并且附加地也可围绕其垂直轴线旋转。滑动轮也可被称为转向轮，与固定轮相反。其中，滑动轮能够被动转向，也就是说，可以此方式仅围绕其垂直轴线旋转，即该滑动轮随物体(如这里的轮臂式堆垛机)一起移动。与驱动轮相反，滑动轮不具有用于在地面上滚动的驱动装置。滑动轮仅可与物体(如这里的轮臂式堆垛机)一起来实施在地面上的滚动。

6、然而，根据本发明，第一滑动轮被设计为能够主动转向至少90°。其中，如上文已经描述的那样，需将“能够转向”理解为，第一滑动轮的取向、定向或角度位置可借助驱动装置围绕该第一滑动轮的垂直轴线(该垂直轴线在垂直方向上延伸)相对于架或第一轮臂的外壳有针对性地进行调整。换句话说，可借助驱动装置在原地将第一滑动轮带到相对于第一轮臂的纵向延伸方向或纵向方向的预定角度位置。其中，该预定的角度位置可至少在相对于第一轮臂的纵向延伸方向或纵向方向的0°与90°之间的角度之内。

7、其中，本发明基于这样的认知，即迄今为止，在轮臂式堆垛机中没有已知的能够旋转或甚至能够转向的滑动轮。由此，轮臂式堆垛机迄今为止还无法作为四向地面运输车使用。虽然在地面运输车中已知有能够旋转或甚至能够转向的滑动轮，如上所述，但这些在此情况下都并非轮臂式堆垛机。特别地，已知仅能够转向的驱动轮，然而，这些能够转向的驱动轮由于驱动装置而导致附加的成本，并且需要更多的空间。特别地，在轮臂式堆垛机的轮臂中并不提供空间或安装空间，因为轮臂和叉应共同被设计为平坦的，使得可在垂直方向上从下面抬升标准化的运输用托盘等。

8、因此，根据本发明，将第一轮臂的第一滑动轮设置为能够转向的，从而使得通过驱动头的两个驱动轮和第一轮臂的第一滑动轮的定向，轮臂式堆垛机可与纵向方向倾斜乃至垂直地行驶。这也可使得轮臂式堆垛机的四向运动性成为可能。

9、特别地，驱动头的两个驱动轮和第一轮臂的第一滑动轮也可在0°(即在纵向方向上)与90°(即在垂直于纵向方向的横向方向上)之间的其他角度位置中定向。通过将驱动头的两个驱动轮和第一轮臂的第一滑动轮同等定向，轮臂式堆垛机可在水平平面上直线行驶。如果驱动头的两个驱动轮和第一轮臂的第一滑动轮以不同的角度定向，则轮臂式堆垛机可在水平平面上实施对应的弧形运动。

10、因此在任何情况下，可增加轮臂式堆垛机的运动可能性和使用可能性。特别地，可使得作为四向地面运输车进行方向精确的行驶成为可能。其中特别地，该行驶可例如在驶入不平坦的地面等时，以特别稳固且稳定的方式进行。

11、驱动头的能够转向的驱动轮和第一轮臂的第一滑动轮的定向可通过合适的电动驱动装置、液压驱动装置或其他驱动装置来进行。这可在轮臂式堆垛机的控制单元侧预定或控制。

12、根据本发明的轮臂式堆垛机优选地被设计为agv，即可独立行驶的轮臂式堆垛机。因此，agv的可能性可与四向轮臂式堆垛机的上文所述的特点结合。

13、根据本发明的一个方面，第一轮臂的第一滑动轮被设计为能够转向360°。这可增加运动可能性。特别地，与只允许90°的定向能力相比，可因此更灵活和/或更快速地改变定向或转向方向。

14、根据本发明的另一个方面，第一轮臂的第一滑动轮布置在第一轮臂的远离驱动头的端部处。这可增加轮臂式堆垛机在容纳负载时的稳定性。当所容纳的负载由第一叉在垂直方向上抬升时，这一点特别适用。

15、根据本发明的另一个方面，第一轮臂的第一滑动轮具有电动马达，该电动马达被设计为，优选地经由离合器，借助传动装置，优选地借助蜗轮传动装置或借助锥齿轮传动装置，围绕作为垂直轴线的垂直方向旋转第一滑动轮的轮支架，其中轮支架具有至少一个轮。这可使得第一滑动轮的上文所述的转向能力的实现成为可能。借助电动马达，特别是借助蜗轮传动装置，这可有效且同时紧凑地进行。

16、根据本发明的另一个方面，轮支架具有至少，优选正好一个轮对，该轮对的轮元件被设计为和布置为与垂直轴线轴向对称。这可增加第一轮臂的第一滑动轮的接触面积，并且因此减少每个单独的轮元件要承受的单位面积的力。这可有利于轮元件的耐久性或寿命。特别地，通过将两个轮元件布置为与垂直轴线轴向对称，可引起两个轮元件围绕垂直轴线在地面上滚动，更确切地说，以展开的方式滚动，与挂车转盘的转向类似。这可使轮元件围绕垂直轴线的旋转更轻松。

17、根据本发明的另一个方面，第一轮臂的第一滑动轮具有至少一个第一位置传感器，优选作为增量式编码器，该第一位置传感器被设计为检测轮支架的旋转位置，其中第一滑动轮优选地具有至少一个第二位置传感器，该第二位置传感器被设计为检测轮支架的旋转位置。此类位置检测或旋转位置检测可允许第一轮臂的第一滑动轮或其轮元件进行受控或受调节的转向。借助两个位置传感器冗余地进行检测的做法使得即便在位置传感器失灵或发生故障的情况下，轮臂式堆垛机至少暂时地运行成为可能。特别地，出于安全原因，位置检测或旋转位置检测的此类冗余可为必要的，以便可安全且可靠地检测轮臂式堆垛机的行进方向或运动方向。如果将轮臂式堆垛机用作agv，这特别是针对人身安全可为必要的或规定的。

18、根据本发明的另一个方面，轮臂式堆垛机具有至少，优选正好一个第二轮臂，该第二轮臂平行于第一轮臂，在离开驱动头的方向上直线延伸，并且与驱动头固定连接，并且轮臂式堆垛机具有至少，优选正好一个第二叉，该第二叉平行于第一叉并且在垂直方向上布置在第二轮臂上方，并且被设计为与第一叉一起在垂直方向上抬升和下降，其中第二轮臂具有至少，优选正好一个第二滑动轮，其中第二轮臂的第二滑动轮被设计为能够旋转至少90°。

19、因此，一方面可使得用两个叉运输负载成为可能。另一方面可在第二轮臂中设置第二滑动轮，以便也以在地面上滚动的方式支撑第二轮臂。在该第二轮臂中以能够旋转至少90°的方式设置轮臂式堆垛机的第二滑动轮的做法可使得进一步地将轮臂式堆垛机如上文所述的那样与纵向方向成角度乃至垂直地定向成为可能，并且因此使得即使有两个叉子和两个轮臂也创造一个能够在整个表面上移动的四向轮臂式堆垛机成为可能。为此，可为足够的是，将第二轮臂的第二滑动轮设置为只能够围绕该第二滑动轮的垂直轴线旋转，即只能被动定向。替代性地，第二轮臂的第二滑动轮可与第一轮臂的第一滑动轮类似地转向，即可主动定向，如将在下文详细描述的那样。

20、根据本发明的另一个方面，第二轮臂的第二滑动轮被设计为能够旋转360°。这可增加运动可能性，如上文关于第一轮臂的第一滑动轮已经描述过的那样。

21、根据本发明的另一个方面，第二轮臂的第二滑动轮被设计为能够转向至少90°。这可使得第二轮臂的第二滑动轮也如上文关于第二轮臂的第一滑动轮所述的那样的转向成为可能。因此，特别是第二轮臂的第二滑动轮的转向可比仅被动旋转的滑动轮更快和/或更明确地实现。

22、根据本发明的另一个方面，第二轮臂的第二滑动轮被设计为能够转向360°。这可将转向能力和运动可能性结合，这些运动可能性可从围绕垂直轴线的完全旋转能力中产生，如上文已经描述过的那样。

23、根据本发明的另一个方面，第二轮臂的第二滑动轮布置在第二轮臂的远离驱动头的端部处。这可使得将第一轮臂的第一滑动轮的对应的上文所述的特点也用于第二轮臂的第二滑动轮成为可能。

24、根据本发明的另一个方面，这两个能够转向的驱动轮布置为在横向方向上不相互对齐。换句话说，这两个能够转向的驱动轮在纵向方向上如此布置，使得它们在纵向方向上彼此偏移，即在横向方向上看，这两个能够转向的驱动轮位于不同的轴线上，这些轴线一方面定向为垂直于纵向方向，另一方面定向为彼此平行，即不重叠。这可有利于横向方向上的运动的稳定性，即与对齐的定向相比，可改善或提高该稳定性。

25、根据本发明的另一个方面，两个轮臂的两个滑动轮布置为在横向方向上不相互对齐。换句话说，两个轮臂的两个滑动轮在纵向方向上彼此偏移。这可有利于横向方向上的运动的稳定性。

26、根据本发明的另一个方面，两个能够转向的驱动轮中的第一能够转向的驱动轮在纵向方向上布置为与第一轮臂的第一滑动轮对齐，并且两个能够转向的驱动轮中的第二能够转向的驱动轮在纵向方向上布置为与第二轮臂的第二滑动轮对齐。这可有利于纵向方向上的运动的稳定性。