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Title:
MOBILE OR STATIONARY WORKING APPARATUS WITH TELESCOPIC EXTENSION ARM ELEMENTS WHOSE POSITION IN RELATION TO ONE ANOTHER IS DETECTED BY MEANS OF RFID TECHNOLOGY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/137634
Kind Code:
A1
Abstract:
Mobile or stationary working apparatus, in particular a working vehicle, with at least one telescopic extension arm (3) which has two or more extension arm elements (31, 32, 33) which can be moved in relation to one another, with detection means being provided on the extension arm elements (31, 32, 33) and also on a base station, in particular a rotatable trailer of the working vehicle, for detecting the position of the extension arm elements (31, 32, 33) in relation to one another and with respect to the base station, with provision being made, according to the invention, for the detection means to be in the form of radio detection means, with a radio base unit (8) being arranged on the base station and further transponder units (10, 12) being arranged on the extension arm elements (32, 33).

Inventors:
MOELLER ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/000890
Publication Date:
December 06, 2007
Filing Date:
February 02, 2007
Export Citation:
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Assignee:
PAT GMBH (DE)
MOELLER ULRICH (DE)
International Classes:
B66C13/44; B66C13/16; G01B7/02
Domestic Patent References:
WO1992006349A21992-04-16
Foreign References:
US5877693A1999-03-02
EP1598303A22005-11-23
DE29906525U11999-09-09
Attorney, Agent or Firm:
THUL, Hermann (Rheinmetall Allee 1, Düsseldorf, DE)
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Claims:

P A T E N T A N S P R ü C H E

1.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung, insbesondere ein Arbeitsfahrzeug, mit zumindest einem Telekospausleger (3), der zwei oder mehr relativ zueinander bewegbare Auslegerelemente (31 , 32, 33) aufweist, wobei Erfassungsmittel an den Auslegerelementen (31 , 32, 33) sowie an einer Basisstation, insbesondere einem drehbaren Auflieger des Arbeitsfahrzeuges, zur Erfassung der Position der Auslegerelemente (31 , 32, 33) zueinander und in Bezug auf die Basisstation vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel als Funkerfassungsmittel ausgebildet sind, wobei eine Funkbasiseinheit (8) an der Basisstation und weitere Transpondereinheiten (10, 12) an den Auslegerelementen (32, 33) angeordnet sind.

2.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Funkerfassungsmittel als RFID-Einheiten ausgebildet sind.

3.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheiten (10, 12) an den Enden der Auslegerelementen (32, 33) angeordnet sind.

4.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (12) an dem ersten teleskopierbaren Auslegerelement (32) an dem dem Ende des nicht-teleskopierbaren Auslegerelementes (31) abgewandten Ende angeordnet ist.

5.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkbasiseinheit (8) an einem Auflieger (2) der Arbeitsvorrichtung angeordnet ist.

6.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkbasiseinheit (8) und/oder die Transpondereinheiten (10, 12) eine eigene Stromversorgung aufweisen.

7.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkbasiseinheit (8) und/oder die Transpondereinheiten (10, 12) zur Stromversorgung über Funk ausgebildet sind.

8.

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkbasiseinheit (8) und/oder die Transpondereinheiten (10, 12) zur Datenübertragung mit anderen Funkbasiseinheit und/oder anderen Transpondereinheiten, insbesondere solcher von weiteren mobilen oder stationären Arbeitsvorrichtungen, ausgebildet sind.

Description:

B E S C H R E I B U N G

Mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung mit teleskopierbaren Auslegerelementen, deren Position zueinander mittels RFID-Technik erfasst wird

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft mobile oder stationäre Arbeitsvorrichtung, insbesondere ein Arbeitsfahrzeug, mit zumindest einem Teleskopausleger, der zwei oder mehr relativ zueinander bewegbare Auslegerelemente aufweist, wobei Erfassungsmittel an den Auslegerelementen sowie an einer Basisstation zur Erfassung der Position der Auslegerelemente zueinander und in Bezug auf die Basisstation vorgesehen sind, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Bei mobilen Arbeitsvorrichtungen, beispielsweise bei Autokranen, ist es bekannt, dass an einem drehbaren Auflieger ein erstes Auslegerelement angeordnet ist, welches höhenverschwenkbar und mit dem Auflieger zusammen drehbar ausgebildet ist. Ausgehend von diesem ersten Auslegerelement können sich in Längsrichtung des Teleskopauslegers ein oder mehrere weitere Auslegerelemente erstrecken, so dass der gesamte Ausleger der Arbeitsvorrichtung teleskopiert werden kann. Diese Ausgestaltung ist grundsätzlich bekannt und dient einerseits dazu, die erforderliche Höhe bzw. Auslegung zu erreichen, um weiter entfernte Punkte erreichen zu können und beispielsweise mit Lasten bedienen zu können. Ist der Teleskopausleger zusammengefahren, hat er den Vorteil, dass er nur noch wenig Raum in Anspruch nimmt, was gerade bei mobilen Arbeitsfahrzeugen, wie Autokranen, für die Fahrt über Straßen erforderlich ist.

Für die Teleskopierung, d.h., das Ein- oder Ausfahren der einzelnen Auslegerelemente zwischen ihren möglichen Endpunkten, ist es erforderlich, die jeweilige Position des Auslegerelementes in Bezug auf ein weiteres Auslegerelement oder in Bezug auf eine Basisstation zu kennen. Hierzu sind schon mechanisch wirkende Erfassungsmittel bekannt geworden, bei denen, ausgehend von der Basisstation, insbesondere dem drehbaren Auflieger, mit zunehmender Teleskopierung der Auslegerelemente ein Seilzug abgerollt wird, wobei die Länge des ausgerollten Seilzuges ein Maß für die Teleskopierung ist. Das Ein- bzw. Ausrollen des Seilzuges wird dabei über ein Potentiometer erfasst. Diese mechanisch wirkenden Arbeitsmittel haben zwar grundsätzlich den Vorteil, dass mit ihnen die Teleskopierung wirksam erfasst werden kann und diese robust aufgebaut sind. Sie haben aber den Nachteil, dass sie einem Verschleiß auf Grund von Reibung, Verschmutzung und dergleichen unterworfen sind, so dass sie fehleranfällig sind. Soll dies vermieden werden, ist eine Kontrolle und Reinigung bzw. Nachjustierung der mechanisch wirkenden Erfassungsmittel erforderlich, was ebenfalls von Nachteil ist. Außerdem nehmen mit zunehmender Länge der einzelnen Auslegerelemente auch die Bauräume für Seilrollen, Seil und Erfassungsmittel wie Potentiometer deutlich zu, so dass diese Bauräume zur Verfügung gestellt werden müssen und eine besonders kompakte Bauweise der Elemente der Arbeitsvorrichtung verhindern. Bei großen Teleskoplängen, das heißt einer Vilzahl von Auslegerelementen, führt außerdem das Durchhängen des Seils (durch das Eigengewicht) zu unerwünschten Meßfehlern.

Darüber hinaus ist es zur Beseitigung der Fehleranfälligkeit schon vorgeschlagen worden, optisch wirkende Erfassungsmittel einzusetzen. Bei diesen wird dann, ausgehend von der Basisstation, ein optischer Lichtstrahl an an den Auslegerelementen angeordnete Spiegel gesendet, der dort reflektiert und von der Basisstation wieder empfangen werden kann. Aus der Laufzeitdifferenz lässt sich dann die Position der Auslegerelemente zueinander und in Bezug auf die Basisstation ermitteln. Diese optisch wirkenden Erfassungsmittel haben aber den entscheidenden Nachteil, dass sie zum einen sehr schmutzanfällig sind, so dass der Lichtstrahl nicht mehr vollständig oder überhaupt nicht reflektiert werden kann, wenn der Spiegel an dem Auslegerelement verschmutzt ist, was bei Arbeitsvorrichtungen sehr häufig der Fall ist. Zum anderen ist der Nachteil bei Arbeitsvorrichtungen

gegeben, dass im Verlauf des Lichtstrahles zwischen Sendeeinheit und Spiegel Hindernisse erscheinen können, die dann den Lichtstrahl unterbrechen, so dass eine Positionsbestimmung zueinander nicht mehr möglich ist. Außerdem besteht bei Teleskopauslegern grundsätzlich das Problem, dass diese sich zunächst schon auf Grund ihres Eigengewichtes bei vollständigem Ausfahren durchbiegen, wobei dieser Durchbiegevorgang bei angehängter Last noch verstärkt wird. Dadurch besteht ebenfalls die Gefahr, dass der ausgesendete Lichtstrahl nicht mehr vollständig oder überhaupt nicht zu dem Spiegel gelangt oder zur Vermeidung dieses Effektes äußerst umfangreiche und komplexe Kompensationskonstruktionen eingesetzt werden müssen, die ebenfalls von Nachteil sind.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Erfassungsmittel zur Erfassung der Positionen mehrerer Auslegerelemente zueinander bzw. in Bezug auf eine Basisstation bereitzustellen, die die eingangs geschilderten Nachteile vermeiden.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Erfassungsmittel als Funkerfassungsmittel ausgebildet sind, wobei eine Funkbasiseinheit an der Basisstation der Arbeitsvorrichtung und weitere Transpondereinheiten an den Auslegerelementen angeordnet sind. Die Ausbildung der Erfassungsmittel als Funkerfassungsmittel hat grundsätzlich den Vorteil, dass diese kompakt ausgebildet sind, keinem mechanischen Verschleiß unterliegen und Verschmutzungen oder sonstige Beeinträchtigungen der Funkerfassungsmittel deren Wirkungsweise nicht beeinträchtigen. Die Funkerfassungsmittel haben insbesondere den Vorteil, dass sie durch Verschmutzungen in ihrer Wirkungsweise ebenso wenig beeinträchtigt werden können, wie durch eine Durchbiegung des Teleskopauslegers mit oder ohne Last. Da die Funkerfassungsmittel aus Funkbasiseinheit und weiteren Transpondereinheiten, die selbständig arbeitend ausgebildet sind, bestehen, können diese schnell und einfach montiert und im Defektfalle ebenso schnell ausgetauscht werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Funkerfassungsmittel als RFID-Einheiten ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Erfassungsmittel äußerst kostenkünstig und robust sind. Die grundsätzliche Wirkungsweise von RFID- Einheiten ist beispielsweise aus dem RFID-Handbuch (Gebundene Ausgabe, 418 Seiten, Hanser Fachbuchverlag, Erscheinungsdatum: Oktober 2002, Auflage: 3., aktualisierte und erweiterte Auflage, ISBN: 3446220712), Kaptitel 3 (insbesondere Seiten 29 bis 61) ersichtlich, wobei diese Offenbarung ausdrücklich in die Offenbarung dieser Patentanmeldung mit einbezogen wird. Eine solche Ausgestaltung als RFID-Einheit ist dort insbesondere im Kapitel 3.2.1 beschrieben, wobei zum Einsatz an Arbeitsvorrichtungen diese Konstruktion und ihre Wirkungsweise zur Anwendung kommen kann, aber nicht muß. Wesentlich für die Erfindung ist eben, dass entsprechend ausgebildete und arbeitende RFID-Einheiten zur Längenmessung und zum Austausch von Daten, die die gemessene Länge repräsentieren, an Arbeitsvorrichtungen zur Anwendung kommen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, beschrieben und anhand der einzigen Figur erläutert.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In der Figur 1 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 als mobile Arbeitsvorrichtung ein Kranfahrzeug dargestellt, das in an sich bekannter Weise einen drehbaren Auflieger 2 sowie einen Teleskopausleger 3 mit mehreren Auslegerelementen 31 , 32, 33 aufweist. Das an den drehbaren Auflieger 2 angeordnete Auslegerelement 31 wird mittels einer Hydraulikeinheit 4 höhenverschwenkt. Ausgehend von dem ersten Auslegerelement 31 sind weitere Auslegerelemente 32, 33 in einer Längsrichtung 6 teleskopierbar, d.h., ineinander einfahrbar oder ausfahrbar gestaltet. Mittels der Hydraulikeinheit 4 kann der gesamte Teleskopausleger 3 um einen Drehpunkt 7 an dem drehbaren Auflieger 2 höhenverschwenkt werden und über nicht weiter dargestellte Mittel teleskopiert werden. Da die Erfindung die Positionsbestimmung der einzelnen Auslegerelemente 31 bis 33 untereinander bzw. bezüglich des

drehbaren Aufliegers 2 betrifft, ist eine Beschreibung des sonstigen Aufbaues des Kranfahrzeuges 1 nicht erforderlich, so dass im Folgenden auf die erfindungsgemäßen Funkerfassungsmittel zur Positionsbestimmung eingegangen wird. Zu diesem Zweck ist an dem drehbaren Auflieger 2 (oder an sonstiger Stelle des Kranfahrzeuges 1) eine Funkbasiseinheit 8 mit einer Antenne 9 angeordnet. Die Stromversorgung der Funkbasiseinheit 8 kann über eine eigene Stromversorgung (wie z.B. Batterie oder Akku) oder von dem Kranfahrzeug 1 aus erfolgen. Die Funkbasiseinheit 8 steht über Funk mit einer Transpondereinheit 10, aufweisend eine Antenne 11 , an dem zweiten Auslegerelement 32 sowie mit einer weiteren Transpondereinheit 12, ebenfalls aufweisend eine Antenne 13, an dem weiteren Auslegerelement 33 in Verbindung. Das erste Auslegerelement 31 benötigt keine eigenständige Transpondereinheit, da es seine relative Position in Längsrichtung 6 zu dem drehbaren Auflieger 2 nicht verändern kann. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Funkbasiseinheit 8 auch an einer beliebigen Stelle, insbesondere an dem äußeren Ende des ersten Auslegerelementes 31 , angeordnet sein kann. Von besonderem Vorteil ist, wenn die Funkbasiseinheit 8 sowie die Transpondereinheiten 10, 12, bei vollständig ausgefahrenem Teleskopausleger 3 in größtmöglicher Distanz zueinander angeordnet sind, um Fehlertoleranzen bei der Positionsbestimmung zu minimieren. Hierzu ist in besonders vorteilhafter Weise die erste Transpondereinheit 10 am äußeren Ende des Teleskopauslegers 32 sowie die zweite Transpondereinheit 10 am äußeren Ende des weiteren Auslegerelementes 33 angeordnet. Daraus ergibt sich bei vollständig ausgefahrenen Auslegerelementen 31 bis 33 die größtmögliche Distanz zwischen den Transpondereinheiten 10, 12 untereinander sowie in Bezug auf die Funkbasiseinheit 8, so dass Toleranzen minimiert werden können.

Um die jeweilige Stellung der einzelnen Auslegerelemente 32, 33 in Bezug auf das Auslegerelement 31 bzw. auf den drehbaren Auflieger 2 erfassen zu können, sendet die Funkbasiseinheit 8 über ihre Antenne 9 hochfrequente Signale an die Antennen 10, 13 der Transpondereinheiten 10, 12 aus, die dort empfangen und, gegebenenfalls nach einer Verarbeitung, zurückgeschickt werden. Die zurückgesendeten Signale können dann wiederum von der Antenne 9 der Funkbasiseinheit 8 empfangen und in dieser registriert werden, wobei sich aus dem Laufzeitunterschied zwischen ausgesendetem und empfangenem Signal die

Position des jeweiligen Auslegerelementes 32, 33 bestimmen lässt. Die Ausbildung der Funkerfassungsmittel hat dabei den Vorteil, dass Verschmutzungen, Durchbiegungen und dergleichen auf das Aussenden und Empfangen der hochfrequenten Signale keine Einfluss hat und die Positionsbestimmung jederzeit möglich ist. Die gemessenen Laufzeitunterschiede können auch dazu verwendet werden, in einer Bedienkonsole in dem drehbaren Auflieger 2 der Bedienperson des Kranfahrzeuges 1 die Stellung der einzelnen Auslegerelemente des Teleskopauslegers 3 anzuzeigen. Erfolgt diese Anzeige in grafischer Darstellung, kann die Bedienperson die Mittel, die das Ein- oder Ausfahren der Auslegerelemente 32, 33 bewirken, gezielt bedienen, um bestimmte gewünschte Positionen bzw. Zustände des Teleskopauslegers 3 einstellen zu können. So ist es beispielsweise denkbar, dass bei einer großen zu befördernden Last das äußere Auslegerelement 33 gar nicht, dafür aber das mittlere Auslegerelement 32 vollständig ausgefahren wird. Dabei richtet sich das Ein- bzw. Ausfahren der einzelnen Auslegerelemente 31 bis 33 sowohl in Längsrichtung 6 als auch um den Drehpunkt 7 herum nach den örtlichen Gegebenheiten sowie der angehängten Last. Die Gestaltung der Funkerfassungsmittel in RFID-Technik hat darüber hinaus den Vorteil, dass jederzeit bekannt ist, inwieweit ein einzelnes Auslegerelement 32, 33 eingefahren bzw. ausgefahren ist, da die Funkbasiseinheit 8 für jede einzelne Transpondereinheit 10, 12, gedachte hochfrequente Signale kodiert aussenden kann oder die von den Transpondereinheiten 10, 12 zurückgesendeten hochfrequenten Signale, die eine jeweilige Kodierung aufweisen können, empfangen und weiter verarbeiten kann. Damit ermöglicht die Erfindung es erst, gezielt einzelne Auslegerelemente 32, 33 getrennt voneinander ein- bzw. auszufahren, sofern die Betätigungsmittel für die Auslegerelemente 32, 33 ebenfalls dazu ausgebildet sind, das einzelne Auslegerelement 32, 33 getrennt von dem anderen Auslegerelement zu bewegen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Funkbasiseinheit 8 und/oder eine oder mehrere Transpondereinheiten 10, 12 zur Datenübertragung mit anderen Funkbasiseinheiten und/oder anderen Transpondereinheiten, insbesondere solcher von weiteren mobilen oder stationären Arbeitsvorrichtungen, ausgebildet. Ergänzend oder alternativ zu der an dem drehbaren Auflieger 2 angeordneten Funkbasiseinheit 8 kann eine mobile Funkbasiseinheit, die außerhalb des Kranfahrzeuges 1 wirkt, verwendet werden, die als Fernbedienung bzw.

Fernerfassungsvorrichtung ausgebildet ist. Außerdem ist es möglich, durch eine weitere Funkbasiseinheit die Redundanz zu erhöhen. Zu diesem Zweck können auch an jedem Auslegerelement 32, 33 jeweils mehr als eine Transpondereinheit 10, 12 vorhanden sein, was dann von Vorteil ist, wenn eine Transpondereinheit durch mechanische äußere Einflüsse zerstört wurde. Bezüglich der Funkbasiseinheit ist es denkbar, dass neben der an dem drehbaren Auflieger 2 fest angeordneten Funkbasiseinheit 8 noch eine weitere Funkbasiseinheit in einer Fernbedienung für das Kranfahrzeug 1 angeordnet ist, so dass die Bedienung und überwachung des drehbaren Aufliegers 2 mit seinem Teleskopausleger 3 drahtgebunden oder drahtlos ferngesteuert bedient und überwacht werden kann.

Bezugszeichenliste:

1. Kranfahrzeug

2. drehbarer Auflieger

3. Teleskopausleger

31 Auslegerelement

32 Auslegerelement

33 Auslegerelement

4. Hydraulikeinheit

5. Drehpunkt

6. Längsrichtung

7. Drehpunkt

8. Funkbasiseinheit

9. Antenne

10. Transpondereinheit

11. Antenne

12. Transpondereinheit

13. Antenne