NL2036155B1 - Samenstel met een zelfrijdend voertuig en een laadsysteem - Google Patents

Abstract

Een voertuigsysteem heeft een zelfrijdend voertuig en een Iaadsysteem. Het voertuig heeft een gestel met voortbewegingsmiddelen, een elektromotor en een accu. Het Iaadsysteem heeft een op het voertuig aangebrachte, met de accu verbonden voertuigkoppeling, en een op de vaste wereld aangebrachte Iaadinrichting met een Iaadkoppeling die een Iosneembare koppelstand met de voertuigkoppeling kan aannemen. De voertuigkoppeling en de laadkoppeling hebben elk een van een taps toelopende eerste geleider en een taps uitlopende, tijdens de koppelstand de eerste 10 geleider concentrisch omgevende tweede geleider, alsmede elk een stekkerverbindingsdeel en een wegbeweegbare afdekklep die het stekkerverbindingsdeel beschermt tegen aanraking. Het Iaadsysteem heeft ten minste een actuator voor wegbewegen van een van de afdekklep bij tot stand brengen van genoemde koppelstand. Aldus kan een veilige en betrouwbare elektrische koppeling tot 15 stand worden gebracht.

Description

Samenstel met een zelfrijdend voertuig en een laadsysteem

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een samenstel met een zelfrijdend voertuig en een laadsysteem.

Zelfrijdende voertuigen zijn reeds lang bekend, en worden op steeds meer gebieden ingezet om taken uit te voeren, zoals vracht- en personenvervoer in afgebakende gebieden, stofzuigers, maaiers, enzovoort. Elk dergelijk voertuig heeft een energiebron nodig, en tegenwoordig wordt als energiebron voor dergelijke zelfrijdende voertuigen meestal elektriciteit gebruikt, vrijwel altijd in de vorm van een accu. Dergelijke voertuigen dienen na verloop van tijd hun accu op te laden met een laadsysteem.

Een in de stand van de techniek bekend samenstel van een zelfrijdend voertuig met een laadsysteem is geopenbaard in WO-2013055204-A1. Het samenstel omvat een zelfrijdend voertuig en een laadsysteem. Het voertuig omvat een gestel met voortbewegingsmiddelen, een elektrische motor voor aandrijven van de voortbewegingsmiddelen, en een accu. Het laadsysteem omvat een op het voertuig aangebrachte, met de accu verbonden voertuigkoppeling, alsmede een op de vaste wereld aangebrachte, vast met een stroomverzorging verbonden laadinrichting met een laadkoppeling die in een losneembare mechanische koppelstand met de voertuigkoppeling brengbaar is. De laadkoppeling omvat een taps uitlopende, en tijdens genoemde koppeling de eerste geleider concentrisch omgevende tweede geleider, alsmede een tweede stekkerverbindingsdeel dat is ingericht voor maken van een elektrische verbinding met genoemd eerste stekkerverbindingsdeel in genoemde koppelstand.

Op zich werkt het voertuigsysteem goed, maar het laadsysteem blijkt in de praktijk soms storingsgevoelig en niet altijd geheel veilig.

Het is dan ook een doel van de onderhavige uitvinding om het voertuigsysteem van de in de inleiding genoemde soort te verbeteren, en athans veiliger en/of betrouwbaarder te maken.

De uitvinding bereikt dit doel met een voertuigsysteem volgens conclusie 1, en is gebaseerd op het inzicht dat dergelijke in de koppelstand uit de respectieve afdekstand wegbewogen afdekkleppen buiten de koppelstand, waarin zij dus de eerste en tweede stekkerverbindingsdelen afdekken, het in de stekkerverbindingsdelen dringen van vuil en vocht, alsmede van vingers of andere lichaamsdelen van een mens of dier tegengaan.

Bijzondere uitvoeringsvormen zijn beschreven in de afhankelijke conclusies, alsmede in het nu volgende deel van de beschrijving.

In uitvoeringsvormen is genoemde actuator op de voertuigkoppeling verschaft en omvat een door de tweede geleider indrukbare hefboom, welke hefboom is ingericht om bij indrukken de eerste afdekklep van de eerste afdekstand weg te bewegen.

Een dergelijke eenvoudige mechanische verbinding is heel betrouwbaar uit te voeren.

Bijvoorbeeld omvat deze een onderdeel op de hefboom dat uitsteekt door de geleider van de voertuigkoppeling heen, en door de geleider van de laadkoppeling kan worden ingedrukt. Het is echter ook mogelijk dat de actuator een elektrische actuator met een naderingssensor is of omvat, die is ingericht voor wegbewegen van de afdekklep wanneer de naderingssensor de nadering van de geleider van de voertuigkoppeling vaststelt. Nog andere actuatoren worden niet uitgesloten.

Hier wordt opgemerkt dat het zowel mogelijk is om de eerste geleider op het voertuig te plaatsen en de tweede geleider op de laadinrichting als omgekeerd. Deze geleiders zijn bij voorkeur niet-rotatiesymmetrisch, bijvoorbeeld met een vierkante dwarsdoorsnede, zodatde uitlijning goed gedefinieerd is. Dit laatste is reeds beschreven in de geciteerde stand van de techniek.

In uitvoeringsvormen is ten minste één van de voertuigkoppeling en de laadkoppeling voorzien van een veerinrichting, die is ingericht voor verschaffen van een veerweg aan genoemde voertuigkoppeling en/of laadkoppeling in genoemde koppelstand. Aldus is het voertuigsamenstel beter in staat om in de koppelstand bewegingen op te vangen. Immers zouden bewegingen de elektrische verbinding van de stekkerverbindingsdelen kunnen doen verbreken. Dit is voornamelijk van belang indien het zelfrijdende voertuig zelf bwegingen uitvoert tijdens laden in de koppelstand. In het bijzonder betreft het zelfrijdende voertuig een voermengwagen met een mengton en daarin een meng- en/of snijdinrichting, welke voertoen met diervoer belaadbaar is, en waarbij de meng- en/of snijdinrichting het geladen voer mengt en/of snijdt in de koppelstand. De voermengwagen brengt het gemengde en/of gesneden voer naar een voerplek zoals een voerhek. Een voorbeeld van een op zich bekende voermengwagen is de Lely MFR van het Lely Vector voersysteem. Aangezien het mengen en/of snijden van het voer, veelal gras en ander ruwvoer, veel elektrische energie kost, wordt dit vrijwel uitsluitend gedaan in de koppelstand, waarbij het voertuig de energie niet (direct) uit de accu betrekt, maar uit het stroomnet. Het mengen en snijden gebeurt door draaien van een vijzel met messen. Het draaien van zowel deze vijzel als van de daardoor bewogen hoeveelheid voer kan het voertuig doen bewegen, zoals ten opzichte van de laadkoppeling, hetgeen ongewenst is. Door het volgens deze uitvoeringsvorm verschaffen van de veerweg is aan het voertuigsysteem althans meer bewegingsvrijheid verschaft zonder nadelige gevolgen voor de koppeling, in casu het laden van de accu in de koppelstand. Het veersysteem is bijvoorbeeld uitgevoerd als een spiraalveer die samendrukbaar is in de richting waarin de koppelstand tot stand wordt gebracht, doch andere uitvoeringen zijn niet uitgesloten.

In het bijzonder is de veerinrichting verschaft in de voertuigkoppeling. Aldus kan de laadkoppeling, en dus de vaste verbinding met het stroomnet of een andere stroomleverancier, star blijven, hetgeen voor de betrouwbaarheid van de stroomlevering wenselijk is. Niettemin is het ook mogelijk om de veerinrichting alternatief of aanvullend in de laadkoppeling, althans een niet-voertuiggebonden deel van de laadinrichting aan te brengen.

In uitvoeringsvormen omvat de voertuigkoppeling één van een of meer uitlijnpinnen en een of meer in genoemde koppelstand met de een of meer uitlijnpinnen samenwerkende uitlijnuitsparingen omvat, en omvat de laadkoppeling andere van genoemde een of meer uitlijnpinnen en een of meer uitlijnopeningen. De concentrische geleiders werken tijdens aangaan van de koppelstand als geleidingen, zoals bekend uit het voertuigsysteem uit de stand van de techniek. Dat is op zich voordelig omdat het voertuig en de laadinrichting moeilijk voldoende nauwkeurig zijn uit te lijnen om de stekkerverbindingsdelen betrouwbaar te kunnen verbinden in de koppelstand. In het bekende voertuigsysteem worden betrekkelijk grof uitgevoerde stekkerdelen gebruikt voor de koppeling. Daarentegen biedt de onderhavige uitvoeringsvorm van de uitvinding het voordeel dat de uitlijning verder wordt verbeterd. De grove uitlijning geschiedt nog steeds door de op zich bekende concentrische geleiders, die de eerste en tweede stekkerverbindingsdelen enigszins naar elkaar geleiden. Bij verdere nadering grijpen de uitlijnpinnen en uitijnuitsparingen in elkaar, waarna de eerste en tweede stekkerverbindingsdelen betrouwbaar in elkaar kunnen grijpen in de koppelstand. Dit verschaft de mogelijkheid om een veel groter scala aan stekkertypen te kunnen toepassen, zoals met name stekkertypen die beter geschikt zijn voor een elektrische verbinding die relatief vaak wordt verbroken en weer gemaakt, hetgeen een groot verschil is met stekkerverbindingen bij veel andere apparaten. Deze laatste worden slechts eenmaal, althans hooguit enkele malen, gemaakt en verbroken. Een voorbeeld van geschikte stekkerverbindingsdelen zijn symmetrische stekkers van de firma Anderson

Power Products, waarbij de eerste en tweede stekkerverbindingsdelen in hoofdzaak gelijk zijn, dwz. dat er geen mannelijke of vrouwelijke stekkerdelen zijn. Deze zijn betrouwbaar te verbreken en weer te maken. Uiteraard zijn er vele andere mogelijkheden voor de stekkerverbindingsdelen.

In bijzondere uitvoeringsvormen omvat de laadinrichting een rond een horizontale kantelas kantelbare laadpaal. Doordat het voertuig vrijwel altijd de laadinrichting horizontaal zal naderen, zal de hoofdrichting van de geleiders, en dus van de koppelstand, eveneens horizontaal zijn. Bij gebruikelijk afmetingen van veel voertuigen zullen de onderdelen van het laadsysteem, en dus de elektrische verbinding, zich op een betrekkelijk geringe hoogte bevinden in vergelijking met de mens. Derhalve zal een monteur zich in veel gevallen moeten bukken om bijvoorbeeld onderhoud aan de laadinrichting te plegen. Doordat de laadinrichting nu een op zich bekende laadpaal omvat, die echter rond de horizontale as kantelbaar is, zal althans het deel waaraan hij onderhoud pleegt naar een grotere hoogte te kantelen zijn.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Daarin toont: - Figuur 1 zeer schematisch een voertuigsysteem 1 volgens de uitvinding; - Figuur 2 schematisch in zij-doorsneeaanzicht en met meer details de voertuigkoppeling 10 van Figuur 1; - Figuur 3 schematisch een vooraanzicht van de voertuigkoppeling 10; en - Figuur 4 in schematisch boven-doorsneeaanzicht de laadkoppeling van de laadinrichting 20.

Figuur 1 toont zeer schematisch een voertuigsysteem 1 volgens de uitvinding, met een zelfrijdend voertuig 2 en een laadsysteem met een voertuigkoppeling 10 en een laadkoppeling 20.

Het voertuig 2 omvat een gestel 3, wielen 4, motoren 5, een accu 6, een mengton 7, en een vijzel 8, op een huis 9. Het laadsysteem omvat een voertuigkoppeling 10en een laadinrichting 20. De voertuigkoppeling 10 omvat een eerste geleiding 11, een eerste stekkerverbindingsdeel 12 en een veerinrichting 13. De laadinrichting 20 omvat een laadpaal 21, een laadpaalvoet 22, een as 23, en een laadkoppeling met een tweede geleiding 24 en een tweede stekkerverbindingsdeel 25.

Het getoonde voertuig 2 is slechts een voorbeeld van een zelfrijdend voertuig, in dit geval een voermengwagen, met een gestel 3, wielen 4 en motoren 5. Op het gestel is een huis 9 verschaft met daarop een mengton 7 en daarin een roteerbare vijzel 8. In plaats van wielen kunnen ook andere voortbewegingsmiddelen zoals rupsbanden zijn verschaft. De elektromotoren 5 zijn nu per wiel 4 getekend, doch er kan ook een centrale elektromotor zijn verschaft, die via een of meer overbrengingen de wielen 4 of andere voortbewegingsmiddelen aandrijft.

De een of meer elektromotoren 5 betrekken hun energie uit een accu 86.

Deze kan worden opgeladen met behulp van het laadsysteem, dat een voertuigkoppeling alsmede een laadinrichting 20 met een laadkoppeling omvat, die in een koppelstand te brengen. De voertuigkoppeling heeft 10 heeft een eerste geleiding 11, die hier een 5 taps uitlopende piramide is, met een vierkante dwarsdoorsnede, hoewel een andere niet cirkelsymmetrische dwarsdoorsnede, zoals rechthoekig of driehoekig, in beginsel ook mogelijk is. Voorts is een eerste elektrische stekkerverbindingsdeel 12 verschaft, dat elektrisch verbonden is met de accu 6. Ook is een veerinrichting 13 verschaft, die een veerweg in de richting van de dubbele pijl A verschaft. Tijdens koppeling van het voertuig 10 2 met de laadinrichting 20 is het aldus mogelijk voor het voertuig om enigszins te bewegen, zoals wanneer het voertuig wordt beladen met voer in de mengton 7, of tijdens roteren van de vijzel 8 voor het mengen en/of snijden van het geladen voer.

De laadinrichting 20 omvat een taps toelopende tweede geleiding 24 die tijdens aangaan van de koppelstand kan samenwerken met de eerste geleiding 11, en dan door deze laatste concentrisch wordt omgeven, teneinde een elektrische verbinding tot stand te brengen tussen het eerste stekkerverbindingsdeel 12 en het tweede stekkerverbindingsdeel 25. Dit laatste is via de laadpaal 21 en de laadpaalvoet 22 verbonden met het elektriciteitsnet of een andere stroomvoorziening op de vaste wereld.

De laadpaal 21 kan ten opzichte van de laadpaalvoet 22 verzwenken rond een horizontale as 23, in de richting van de dubbele pijl B. Aldus kan de laadpaal in een verticale onderhoudsstand worden geplaatst.

Figuur 2 toont schematisch in zij-doorsneeaanzicht en met meer details de voertuigkoppeling 10 van Figuur 1. Gelijke of soortgelijke onderdelen zijn met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. De voertuigkoppeling 10 omvat wederom de eerste geleiding 11 en het eerste stekkerverbindingsdeel 12, alsmede een afdekklep 30, een hefboomarm 31, een uitsteeksel 32 en een asje 33.

Wanneer de tweede geleiding van de laadkoppeling in de eerste geleiding 11 terecht komt, bij naderen van de koppelstand, zal eerstgenoemde het uitsteeksel 32 raken, en omhoog duwen, in de richting van de dubbele pijl C. Daardoor zal hefboomarm 31 mee omhoog bewegen, en door rotatie om het asje 33 de gekoppelde afdekklep 30 omhoogbewegen, die daardoor het eerste stekkerverbindingsdeel 12 vrijgeeft om te koppelen met het tweede stekkerverbindingsdeel van de laadinrichting (hier niet getekend). Het is mogelijk om de mechanische inrichting voor afdekken en vrijgeven van het eerste stekkerverbindingsdeel 12 anders uit te voeren, zoals met een naderingssensor, die een elektrisch actuator bedient bij nadering/aanraking door de tweede geleiding, of enige andere soortgelijke inrichting.

Figuur 3 toont schematisch een vooraanzicht van de voertuigkoppeling 10, met de eerste geleiding 11, het eerste stekkerverbindingsdeel 12 en het uitsteeksel 32, alsmede uitlijnopeningen 34.

Hier is als voorbeeld een vierdelig eerste stekkerverbindingsdeel 12 getoond, doch het kan elk bruikbaar aantal delen hebben. Bij aangaan van de koppelstand zal eerst de tweede geleiding (hier niet getoond) de eerste geleiding 11 uitlijnen, welke laatste daartoe enigszins verzwenkbaar is opgehangen. Zie voor details dienaangaande de boven geciteerde WO-2013055204-A1. Na uitlijnen van de twee geleidingen 11 en 12 kunnen de eerste en tweede stekkerverbindingdelen 12 en het hier niet getoonde 25 nauwkeuriger worden uitgelijnd doordat in de uitlijnopeningen 34 uitijinpennen van de laadkoppeling {zie Figuur 4) worden opgenomen. Deze nauwkeuriger uitlijning maakt het mogelijk om andere stekkerverbindingsdelen 12/25 te gebruiken, met name kleinere en voor herhaald koppelen en ontkoppelen beter geschikte dan bijvoorbeeld nu gebruikte Perilex-achtige stekkers of vergelijkbare systemen.

Bijvoorbeeld kunnen nu stekkers van de firma Anderson Power Products worden gebruikt, doch andere zijn zeker mogelijk.

Figuur 4 toont in schematisch boven-doorsneeaanzicht de laadkoppeling van de laadinrichting 20, met de tweede geleiding 24, het tweede stekkerverbindingsdeel 25, uitlijnpennen 26 en een veerdeel 27.

Bij aangaan van de koppelstand zal de tweede geleider 24 door de eerste geleider naar achteren worden gedrukt door indrukken van het veerdeel 27. Daardoor komen de uitlijnpennen 26 vrijer te liggen, en kunnen gemakkelijker in de uitlijnopeningen (cfr. 34 in Figuur 3) van de voertuigkoppeling grijpen. Het tweede stekkerverbindingsdeel 25 kan dan betrouwbaar aangrijpen op het eerste stekkerverbindingsdeel en het elektrische contact tot stand brengen.

Hier niet afzonderlijk getoond is een tweede afdekklep voor het tweede stekkerverbindingsdeel 25, welke afdekklep laatstgenoemde deel 25 afdekt wanneer er geen koppelstand tot stand is gebracht. Een dergelijke afdekklep kan eveneens mechanisch bediend zijn, zoals getoond voor de afdekklep 30, doch zou ook elektromechanisch bediend kunnen zijn, bijvoorbeeld onder besturing van een contact- of nabijheidssensor, die op zijn beurt een actuator aanstuurt voor wegbewegen van die tweede afdekklep.

Uiteraard zijn voor de vakman vele varianten mogelijk binnen de beschermingsomvang van de aangehechte conclusies.

Claims (6)

CONCLUSIES

1. Voertuigsysteem met een zelfrijdend voertuig en een laadsysteem, het voertuig omvattende een gestel met voortbewegingsmiddelen, een elektrische motor voor aandrijven van de voortbewegingsmiddelen, en een accu, en het laadsysteem omvattende een op het voertuig aangebrachte, met de accu verbonden voertuigkoppeling, alsmede een op de vaste wereld aangebrachte, vast met een stroomverzorging verbonden laadinrichting met een laadkoppeling die in een losneembare mechanische koppelstand met de voertuigkoppeling brengbaar is, waarbij de voertuigkoppeling één van een taps toelopende eerste geleider en een taps uitlopende, en tijdens genoemde koppelstand de eerste geleider concentrisch omgevende tweede geleider omvat, alsmede een eerste stekkerverbindingsdeel en een van een eerste afdekstand wegbeweegbare eerste afdekklep die het eerste stekkerverbindingsdeel in genoemde eerste afdekstand beschermt tegen aanraking, waarbij de laadkoppeling een andere van genoemde eerste geleider en tweede geleider omvat, alsmede een tweede stekkerverbindingsdeel dat is ingericht voor maken van een elektrische verbinding met genoemd eerste stekkerverbindingsdeel in genoemde koppelstand, en een van een tweede afdekstand wegbeweegbare tweede afdekklep die het tweede stekkerverbindingsdeel in genoemde tweede afdekstand beschermt tegen aanraking, waarbij het laadsysteem ten minste één actuator omvat die is ingericht voor van de respectieve afdekstand doen wegbewegen van de eerste en/of de tweede afdekklep bij tot stand brengen van genoemde koppelstand.

2. Voertuigsysteem volgens conclusie 1, waarbij genoemde actuator op de voertuigkoppeling is verschaft en een door de tweede geleider indrukbare hefboom omvat, welke hefboom is ingericht om bij indrukken de eerste afdekklep van de eerste afdekstand weg te bewegen.

3. Voertuigsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de voertuigkoppeling en de laadkoppeling is voorzien van een veerinrichting, die is ingericht voor verschaffen van een veerweg aan genoemde voertuigkoppeling en/of laadkoppeling in genoemde koppelstand.

4. Samenstel volgens conclusie 3, waarbij de veerinrichting is verschaft in genoemde voertuigkoppeling.

5. Samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de voertuigkoppeling één van een of meer uitlijnpinnen en een of meer in genoemde koppelstand met de een of meer uitlijnpinnen samenwerkende uitlijnuitsparingen omvat, en waarbij de laadkoppeling andere van genoemde een of meer uitlijnpinnen en een of meer uitlijnopeningen omvat.

6. Samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de laadinrichting een rond een horizontale kantelas kantelbare laadpaal omvat.