ES3060252T3 - Unmanned ground-based transport vehicle and method for transporting items - Google Patents

Unmanned ground-based transport vehicle and method for transporting items

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ES3060252T3
ES3060252T3 ES23154471T ES23154471T ES3060252T3 ES 3060252 T3 ES3060252 T3 ES 3060252T3 ES 23154471 T ES23154471 T ES 23154471T ES 23154471 T ES23154471 T ES 23154471T ES 3060252 T3 ES3060252 T3 ES 3060252T3
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Polotec Christian Le
Thomas Stopp
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Capgemini Eng Deutschland S A S & Co Kg
Airbus Operations GmbH
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Abstract

Un vehículo de transporte terrestre no tripulado (100), UGV, incluye una carcasa (1), que cuenta con una placa base y al menos una pared lateral (1a) sustancialmente perpendicular a la placa base. En la carcasa (1) se encuentra al menos un sistema de tracción, acoplado a al menos una rueda. La rueda está alojada en un hueco de la placa base. El UGV incluye además varios sensores para la detección del entorno y un controlador para la localización y navegación autónomas del UGV en función de los parámetros de detección de dichos sensores. El UGV incluye al menos un elemento de carga (6) acoplado a la pared lateral (1a) de la carcasa, que se extiende hacia afuera desde ella. Este elemento de carga (6) comprende una superficie de apoyo (60) para sostener un objeto en dirección vertical, la cual se extiende transversalmente a la placa base. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Vehículo de transporte terrestre no tripulado y procedimiento para transportar artículos
[0003] CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
[0004] La invención se refiere a un vehículo de transporte terrestre no tripulado, a un enjambre de vehículos de transporte terrestres no tripulados que actúan de manera cooperativa, y un a procedimiento para transportar artículos, por ejemplo, monumentos de cabina para aeronaves, en particular, usando un enjambre de vehículos de transporte terrestres no tripulados que actúan de manera cooperativa.
[0005] Aunque es aplicable a cualquier tipo de tareas de transporte o procesos de ensamblaje, la presente invención y los conceptos y desafíos subyacentes correspondientes se explicarán con más detalle principalmente junto con un proceso de ensamblaje de una aeronave.
[0006] ANTECEDENTES TÉCNICOS
[0007] Cuando se instalan monumentos dentro del fuselaje de una aeronave en una línea de montaje final (Final Assembly Line, FAL), se deben maniobrar grandes cargas y colocarlas con precisión en condiciones de hacinamiento. Los trabajadores humanos solo pueden mover estas grandes cargas en condiciones de trabajo difíciles, potencialmente peligrosas y en gran medida poco ergonómicas. De la técnica anterior se conocen sistemas auxiliares técnicos tales como exoesqueletos o vehículos terrestres autónomos (Autonomous Ground Vehicles, AGV).
[0008] Por ejemplo, el documento US 2010/0300837 A1 describe un aparato para mover objetos que tiene una pluralidad de carros que se comunican de forma inalámbrica, que pueden mover un objeto mediante el control coordinado de los carros sin que el objeto se caiga. El documento JP 2007-111826 A describe un sistema de transporte cooperativo de una pluralidad de brazos robóticos comunicantes.
[0009] El documento DE 102017108148 A1 describe un sistema de transporte sin conductor que tiene una pluralidad de vehículos de transporte sin conductor que están dispuestos en una relación predefinida entre sí con el fin de transportar una carga. Cada uno de los vehículos de transporte sin conductor tiene una pluralidad de rodillos, y al menos un elemento de posicionamiento para acoplarse a la carga. Cada uno de los vehículos de transporte sin conductor tiene un controlador a bordo, con uno de los vehículos de transporte sin conductor que actúa como maestro y el resto de los vehículos de transporte que actúan como esclavos.
[0010] Se hace referencia adicional al documento CN 108946586 A y al documento US 2017/308084 A1.
[0011] Por lo tanto, existe una necesidad fundamental de soluciones flexibles y adaptables para el transporte automático no tripulado de artículos en líneas de producción o ensamblaje, en particular para el transporte automático de monumentos de cabina de aeronaves en una línea de ensamblaje final, que puedan implementarse a bajo costo y que garanticen una buena maniobrabilidad de los monumentos de cabina para ser transportados en un espacio confinado.
[0012] RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[0013] Por lo tanto, uno de los objetos de la invención es encontrar soluciones mejoradas para sistemas auxiliares técnicos en el transporte de artículos, en particular en el transporte de monumentos de cabina en una línea de montaje final (Final Assembly Line, FAL).
[0014] Este y otros objetos se logran mediante un vehículo de transporte terrestre no tripulado (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) que tiene las características de la reivindicación 1, mediante un enjambre de vehículos de transporte terrestre no tripulados (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) que tiene las características de la reivindicación 14, y mediante un procedimiento para transportar artículos por medio de un enjambre de vehículos de transporte terrestre no tripulados (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) que tiene las características de la reivindicación 16.
[0015] [0010]La invención se define mediante las reivindicaciones independientes. Según un primer aspecto de la invención, un vehículo de transporte terrestre no tripulado (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) comprende una carcasa, que tiene una placa base y al menos una pared lateral de la carcasa que es sustancialmente perpendicular a la placa base. Dispuesta en la carcasa hay al menos una rueda motriz, que está acoplada a al menos una rueda, en particular una rueda omnidireccional. La rueda omnidireccional puede realizarse, por ejemplo, como una rueda Mecanum. La al menos una rueda está dispuesta en un rebaje en la placa base. El UGV comprende una pluralidad de sensores para detectar el entorno del UGV, y un controlador para la ubicación autónoma, la navegación y la prevención de colisiones del UGV según los parámetros de detección de la pluralidad de sensores. El UGV comprende además al menos un elemento de recepción de carga que está acoplado a la pared lateral de la carcasa y se extiende hacia afuera desde la pared lateral de la carcasa. El al menos un elemento de recepción de carga comprende una superficie de soporte de carga para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversal a la placa base. El al menos un elemento de recepción de carga está acoplado de forma desmontable a la pared lateral de la carcasa, y la al menos una pared lateral de la carcasa comprende al menos un perfil en T o una ranura en cola de milano, que se extiende paralela a la placa base y que está configurada para recibir un perfil en T o un riel de lengüeta en cola de milano del al menos un elemento de recepción de carga de manera que se adapten a la forma.
[0017] Según un segundo aspecto de la invención, un enjambre de vehículos de transporte terrestre no tripulados (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) comprende una pluralidad de UGV según el primer aspecto de la invención, uno de la pluralidad de UGV desempeña la función de un vehículo principal, y el controlador del vehículo principal está conectado a los controladores del resto de la pluralidad de UGV a través de comunicación inalámbrica, y está diseñado para controlar los movimientos del resto de la pluralidad de UGV. Dentro del significado de la invención, "control" también significa coordinar el movimiento conjunto de los UGV.
[0019] Según un tercer aspecto de la invención, un procedimiento para transportar artículos, por ejemplo, monumentos de cabina para una aeronave, en particular mediante el uso de un enjambre de acción cooperativa de vehículos de transporte terrestres no tripulados (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) tal como, por ejemplo, según el segundo aspecto de la invención, comprende las etapas de distribuir al menos dos UGV según el primer aspecto de la invención alrededor de una circunferencia exterior del artículo, elevar el artículo mediante el uso de los elementos de recepción de carga de los UGV y mover el artículo elevado mediante el control cooperativo de las ruedas omnidireccionales de los al menos dos UGV. Preferentemente, se pueden usar al menos tres UGV para transportar un monumento. Por ejemplo, el procedimiento según el tercer aspecto de la invención puede usarse para transportar monumentos tales como, por ejemplo, conjuntos de inodoro, conjuntos de asiento de pasajero, cocinas u otros tipos de monumentos de cabina. Además, el término monumentos no debe interpretarse de manera restrictiva. Por ejemplo, las cajas de transporte, los bastidores de transporte o cualquier tipo de contenedor también se pueden transportar por medio de los vehículos de transporte terrestres. El término monumento también puede entenderse como un contenedor de carga que se transportará en la bodega de carga de una aeronave.
[0021] Uno de los conceptos de la invención es usar vehículos de transporte de acción autónoma que tengan movilidad omnidireccional para aplicar fuerzas de elevación locales en varios puntos en el exterior de una carga a transportar, como, por ejemplo, un monumento de cabina, en la línea de ensamblaje final de un ensamblaje de aeronave. Por lo tanto, la carga que se va a transportar es transportada por los vehículos de transporte, con uno de los vehículos de transporte que actúa como vehículo maestro, controlando o gestionando los movimientos y la funcionalidad de los otros vehículos de transporte para transferir la carga que se va a transportar a una posición de montaje de manera controlada.
[0023] Debido a su bajo peso en vacío y diseño compacto, los UGV se pueden usar en entornos confinados, como una línea de montaje final de aeronaves. Los UGV tienen la ventaja de una excelente maniobrabilidad y, por lo tanto, pueden proporcionar un valioso apoyo a los trabajadores humanos. Debido a la implementación modular de interfaces de carga e interfaces de herramientas, los UGV pueden adaptarse, de manera adaptable y altamente flexible, a una gama muy amplia de condiciones de transporte. Por lo tanto, también es posible implementar un único sistema de transporte, basado en dichos UGV, en toda la línea de montaje final. Esto permite una implementación rentable de un sistema de asistencia técnica sin puntos de transferencia o interfaces con otros sistemas de transporte.
[0025] Ventajosamente, los UGV pueden construirse de tal manera que la propia carga, es decir, por ejemplo, los monumentos de cabina a transportar, sirvan como un marco estabilizador. Esto permite que los UGV sean de construcción ligera y compacta. En particular, si están diseñados con ruedas omnidireccionales o ruedas Mecanum o módulos de desplazamiento/giro, que requieren un accionamiento complejo y, por lo tanto, tienen un peso en vacío elevado, basta con proporcionar una sola rueda omnidireccional o rueda Mecanum o módulo de desplazamiento/giro por UGV, incluso si un UGV con una sola rueda omnidireccional o módulo de desplazamiento/giro no fuera lo suficientemente estable para desplazarse por sí solo. Cuando una carga es recibida por una pluralidad de dichos UGV que tienen cada uno solo una rueda omnidireccional o módulo de desplazamiento/giro, la estabilidad de desplazamiento es proporcionada por la propia carga, ya que los UGV de transporte pueden distribuirse más o menos uniformemente alrededor de la circunferencia exterior de la carga.
[0027] [0016]En otra realización ventajosa, las cargas del artículo a transportar pueden transferirse a la superficie de transporte, sobre la que se desplaza el UGV, no solo a través de una sola rueda del UGV, sino a través de una pluralidad de ruedas y, por lo tanto, una pluralidad de puntos de aplicación de carga. Esto puede ser ventajoso, en particular, si la superficie de transporte es sensible a cargas altas. Por ejemplo, una placa del suelo de un vehículo, en particular de una aeronave, no debe estar sujeta a cargas excesivas. Por lo tanto, una carga por área se reduce ventajosamente, en particular, cuando se prescriben valores umbral específicos o cuando se proporcionan superficies de transporte sensibles particulares. Por ejemplo, una carga por área puede reducirse a 25 kg por cm<2>o menos. Por supuesto, la invención no se limita a un umbral de 25 kg por cm<2>. Además de proporcionar al UGV múltiples ruedas, la carga por área también se puede reducir usando cooperativamente múltiples UGV que transportan cooperativamente el artículo a transportar.
[0028] Cuando el UGV comprende exactamente una rueda, la estabilización de los UGV por la carga o el artículo se logra porque los UGV pueden recibir la carga en elementos de soporte de carga dispuestos en una pared lateral de su carcasa. Independientemente del número de ruedas del UGV, en comparación con la recepción de una carga en el lado superior, las características de marcha y maniobra de los UGV se mejoran significativamente al proporcionar los elementos de soporte de carga o de recepción de carga en la pared lateral. Además, también es posible recibir carga que está de pie en el suelo y que no se puede levantar de ninguna otra manera. En el caso de los UGV que tienen que recibir la carga en el lado superior, solo se pueden recibir cargas que tengan un espacio de libre acceso en su parte inferior, o se requiere un sistema de elevación adicional, que coloque las cargas en el lado superior de los UGV. Ambas restricciones limitantes son eliminadas ventajosamente por los UGV según la invención.
[0029] Los UGV pueden formar entre ellos una red ad-hoc basada en un protocolo de comunicación inalámbrica, de modo que el número de UGV se pueda aumentar o disminuir dinámicamente y sin modificaciones específicas, dependiendo de las condiciones de transporte vigentes actualmente. Los UGV en sí mismos no necesitan ser reprogramados o modificados especialmente para este propósito, ya que se proporciona una arquitectura de interfaz estandarizada y armonizada.
[0030] Una gran ventaja de los UGV es su alta capacidad de carga al levantar grandes cargas en un espacio pequeño. Debido al mecanismo de elevación integrado, en combinación con el hecho de que la carga se recibe lateralmente, en el lado de la carcasa, el posicionamiento de los artículos a transportar, como los monumentos de cabina de la aeronave, se puede ajustar con mucha precisión por los UGV.
[0031] El al menos un elemento de recepción de carga está acoplado de forma desmontable a la pared lateral de la carcasa. Por lo tanto, varios elementos de recepción de carga, que pueden, por ejemplo, tener superficies de soporte de diferentes formas, pueden acoplarse fácilmente a la pared lateral de la carcasa.
[0032] En general, la pared lateral de la carcasa puede comprender una interfaz de acoplamiento mecánico configurada para acoplar de forma desmontable al menos un elemento de recepción de carga a la pared lateral de la carcasa.
[0033] La al menos una pared lateral de la carcasa tiene al menos un perfil en T o ranura en cola de milano como interfaz de acoplamiento mecánico, que se extiende paralela a la placa base y donde un perfil en T o riel de lengüeta en cola de milano del al menos un elemento de recepción de carga puede acoplarse de manera que se adapten a la forma. Dicho diseño permite intercambiar diferentes tipos de elementos de recepción de carga rápidamente y sin herramientas especiales, dependiendo de la carga a transportar. Debido a la arquitectura de perfil en T o cola de milano de la interfaz del elemento de recepción de carga, la capacidad de soporte de carga de los elementos de recepción de carga es particularmente alta.
[0034] Los diseños y realizaciones ventajosos se dan por las reivindicaciones dependientes adicionales, y por la descripción, con referencia a las figuras.
[0035] Según algunas realizaciones del UGV según la invención, el al menos un elemento de recepción de carga puede extenderse sustancialmente paralelo a la placa base. Por ejemplo, el elemento de recepción de carga también puede tener sustancialmente forma de placa. Opcionalmente, la superficie de soporte de carga del elemento de recepción de carga puede ser plana. Más opcionalmente, la superficie de soporte de carga también puede extenderse sustancialmente paralela a la placa base. Otras formas o configuraciones del elemento de recepción de carga son posibles. Por ejemplo, la superficie de soporte de carga puede ser curva, por ejemplo, cóncava para recibir tuberías o similares, en forma de V o similar.
[0036] El al menos un elemento de recepción de carga está acoplado a la pared lateral de la carcasa para ser estacionario con respecto a la placa base, al menos con respecto a la dirección vertical. Opcionalmente, el elemento de recepción de carga puede acoplarse a la pared lateral de la carcasa para ser estacionario con respecto a la placa base en todas las direcciones. Es decir, al levantar un artículo, el elemento de recepción de carga permanece estacionario con respecto a la carcasa del UGV mientras que la al menos una rueda del UGV se desvía con respecto a la placa base. En consecuencia, se puede evitar el movimiento relativo entre la carcasa y el artículo que se va a levantar, por lo que se puede evitar de manera más confiable el daño del artículo o la pérdida del artículo.
[0037] Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, un portaherramientas, que tiene una conexión de herramienta eléctrica, puede estar dispuesto en la al menos una pared lateral de la carcasa. En algunas realizaciones, en este caso, una ventosa de accionamiento eléctrico puede estar conectada a la conexión de la herramienta eléctrica. Las ventosas de accionamiento eléctrico se pueden aplicar a las paredes externas de los monumentos de cabina para evitar que los monumentos de cabina se deslicen de los elementos de recepción de carga.
[0038] Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, el UGV puede comprender exactamente una rueda, que está acoplada a la rueda motriz y dispuesta en el rebaje de la placa base. De este modo, se proporciona un UGV ligero con un bajo número de componentes. Las realizaciones adicionales del UGV según la invención pueden estar equipadas con exactamente cuatro ruedas, que están acopladas a cuatro ruedas motrices y dispuestas en un rebaje en la placa base. Al proporcionar más de una rueda, la presión aplicada a la superficie de transporte donde ruedan las ruedas puede disminuirse ventajosamente. Al proporcionar exactamente cuatro ruedas, se puede lograr un soporte altamente estable del UGV y una tracción mejorada.
[0040] Según algunas otras realizaciones del UGV según la invención, la rueda motriz de los UGV puede comprender al menos una suspensión de rueda y al menos un motor de elevación. Cada rueda puede estar suspendida en una suspensión de rueda y al menos un motor de elevación puede estar provisto o acoplado a cada rueda. En particular, cada motor de elevación puede estar acoplado cinemáticamente a una rueda para desviar dicha rueda con respecto a la carcasa en la dirección vertical. Según algunas realizaciones, al menos dos motores de elevación sirven para desviar la suspensión de la rueda con respecto a la carcasa en una dirección perpendicular a la placa del suelo. En general, los motores de elevación permiten que la rueda se extienda de manera controlada a través del rebaje en la placa base para elevar la carcasa, con la carga recibida, desde el suelo.
[0042] Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, la suspensión de rueda puede comprender dos brazos de suspensión de ruedas, que están conectados a la carcasa a través de dos varillas roscadas en diente de sierra acopladas a los dos motores de elevación. Los motores de elevación pueden ser, por ejemplo, motores paso a paso, que pueden ajustar una altura de elevación precisa de la carga a través de las varillas roscadas en diente de sierra. Alternativamente, los motores de elevación pueden realizarse como servomotores, por ejemplo, o, generalmente como un motor eléctrico. Las roscas de diente de sierra son roscas trapezoidales que tienen dos ángulos de flanco diferentes, de 30° a 45°, por un lado, y de 0° a 3°, por otro lado. Dichas roscas en diente de sierra pueden absorber grandes fuerzas cuando se cargan en el flanco de la rosca más plana y, en particular en este caso, son particularmente ventajosas para mecanismos de elevación para elevar grandes cargas en la dirección vertical. La desventaja de una desmontabilidad más fácil es de poca importancia en el caso de los movimientos de elevación vertical.
[0044] Según algunas realizaciones del UGV según la invención, el UGV puede comprender al menos dos ruedas y un sensor de inclinación configurado para capturar una inclinación de la placa base con respecto a una dirección de referencia predefinida, donde el controlador puede configurarse para controlar los motores de elevación acoplados a las ruedas de modo que la inclinación de la placa base con respecto a la dirección de referencia se mantenga dentro de un intervalo predefinido. La dirección de referencia puede ser, por ejemplo, la dirección de la gravedad o una dirección perpendicular a una región uniforme de la superficie de transporte donde se desplaza el UGV. Al controlar los motores de elevación en base a la inclinación capturada, la placa base y, por lo tanto, el elemento de recepción de carga se puede mantener en una orientación deseada y predefinida. Por ejemplo, el intervalo de inclinación predefinido puede incluir un intervalo de ángulo de 5 grados con respecto a la dirección de referencia. En general, el control de la inclinación del UGV facilita el transporte de artículos sobre regiones irregulares de la superficie de transporte y evita que el artículo transportado se caiga del elemento de recepción de carga.
[0046] Según algunas realizaciones adicionales del UGV según la invención, el controlador puede tener un módulo de comunicación inalámbrica, a través del cual el controlador de un UGV puede intercambiar datos con un controlador de otro UGV. A través de los módulos de comunicación inalámbrica, una pluralidad de UGV puede mover una carga juntos de manera cooperativa, ya que se pueden intercambiar parámetros de movimiento importantes de los UGV individuales, opcionalmente en tiempo real, entre el grupo de UGV involucrados en el transporte. Por ejemplo, si se usan al menos dos UGV, se puede definir un vehículo principal ("maestro") y una pluralidad de vehículos seguidores ("esclavos"). Posiblemente, también se puede realizar un modo de operación cooperativo sincronizando los tiempos del sistema de los UGV individuales con el UGV maestro y, en base a esto, "programar" los movimientos con tiempos de inicio predefinidos. Con una sincronización regular, preferentemente continua, es posible la sincronicidad en un intervalo de milisegundos. El vehículo principal en este caso asume el control de los movimientos de los vehículos seguidores mediante comunicación inalámbrica con el controlador de los vehículos seguidores.
[0048] Según algunas realizaciones del sistema de transporte no tripulado según la invención, se puede proporcionar una estación base incluyendo una interfaz de carga eléctrica, donde los UGV pueden comprender un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica, por ejemplo, para operar los motores de elevación, el controlador, los sensores, etc., y una interfaz de carga del UGV configurada para acoplarse a la interfaz de carga eléctrica de la estación base para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica. Opcionalmente, la interfaz de carga eléctrica de la estación base y la interfaz de carga del UGV pueden configurarse para la carga inductiva. Por ejemplo, la estación base puede comprender una interfaz de carga incluyendo una placa de carga y una bobina inductora de carga dispuesta debajo de la placa de carga o integrada en la placa de carga. El UGV puede comprender una bobina inductora de recepción dispuesta o integrada en la placa base de la carcasa de la interfaz de carga del UGV. Para cargar, el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica puede simplemente dirigirse a la placa de carga de la estación base. Por lo tanto, la carga se puede realizar de forma autónoma de una manera muy simple.
[0049] Los diseños y realizaciones anteriores se pueden combinar entre sí de cualquier manera apropiada. Otros posibles diseños, realizaciones e implementaciones de la invención también incluyen combinaciones de características de la invención no mencionadas de forma explícita anteriormente o descritas a continuación con respecto a las realizaciones ejemplares. En particular, los expertos en la materia también añadirán aspectos individuales como mejoras o adiciones a la forma básica respectiva de la presente invención.
[0050] BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[0051] La presente invención se describe en mayor detalle a continuación en base a las realizaciones ejemplares dadas en las figuras esquemáticas.
[0052] La Fig. 1 muestra una vista esquemática en perspectiva del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención;
[0053] la Fig. 2 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
[0054] la Fig. 3 muestra una ilustración esquemática de los componentes presentes en el interior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención;
[0055] la Fig. 4 muestra una ilustración esquemática de dos estados operativos del vehículo de transporte terrestre no tripulado de la Fig.3 durante la elevación de las cargas a transportar;
[0056] la Fig.5 muestra ilustraciones esquemáticas de tres situaciones de recepción de carga de vehículos de transporte terrestre no tripulados durante la elevación de monumentos de cabina;
[0057] la Fig.6 muestra una vista esquemática en perspectiva de un lado de la placa base de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención;
[0058] la Fig.7 muestra una ilustración esquemática de cuatro estados operativos del vehículo de transporte terrestre no tripulado de la Fig.6 durante la elevación y el transporte de cargas a transportar;
[0059] la Fig.8 muestra los componentes presentes en el interior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado que se muestra en las Figs.6 y 7;
[0060] la Fig. 9 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
[0061] la Fig. 10 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
[0062] la Fig. 11 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
[0063] la Fig. 12 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización adicional de la invención;
[0064] la Fig.13 muestra una ilustración esquemática de una situación de recepción de carga de vehículos de transporte terrestre no tripulados durante la elevación de un palé;
[0065] la Fig.14 muestra una ilustración esquemática de una situación de recepción de carga de vehículos de transporte terrestre no tripulados durante la elevación de una tubería;
[0066] la Fig. 15 ilustra esquemáticamente un diagrama de bloques funcional de un sistema de transporte según una realización de la invención; y
[0067] la Fig.16 ilustra esquemáticamente un diagrama de bloques funcional de un vehículo de transporte terrestre no tripulado según una realización de la invención.
[0068] [0035]Las figuras adjuntas tienen por objeto proporcionar una mayor comprensión de las realizaciones de la invención. Los mismos ilustran realizaciones y sirven, junto con la descripción, para explicar principios y conceptos de la invención. Otras realizaciones y muchas de las ventajas mencionadas son evidentes a partir de los dibujos. Los elementos de los dibujos no se muestran necesariamente a escala real entre sí. La terminología que indica la dirección, tal como "superior", "inferior", "izquierda", "derecha", "encima", "debajo", "horizontal", "vertical", "frontal", "posterior" e indicaciones similares se usa meramente con fines explicativos y no pretende limitar la universalidad a configuraciones específicas como se muestra en las figuras.
[0069] En las figuras del dibujo, a menos que se especifique lo contrario, los elementos, características y componentes que son idénticos, funcionalmente idénticos y que actúan de manera idéntica se indican en cada caso con los mismos números de referencia.
[0070] DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES EJEMPLARES
[0071] Los monumentos de cabina, en el sentido de la presente invención, incluyen todas las instalaciones en cabinas de pasajeros de aeronaves que están destinadas a la restauración de pasajeros y/o su uso por parte de los pasajeros. Dichas instalaciones en la cabina de pasajeros de una aeronave, tales como conjuntos de inodoros, conjuntos de asientos de pasajeros o cocinas, también se denominan monumentos, y se suministran con agua, aire, electricidad, datos o similares en la posición de instalación correspondiente a través de las líneas de suministro presentes en la aeronave. Las funciones de los monumentos de la cabina pueden enrutarse a los monumentos a través de varias líneas de datos eléctricos y/o líneas de suministro de energía.
[0072] Los vehículos de transporte no tripulados, en el sentido de la presente invención, en este caso incluyen vehículos de transporte sin conductor que, con el fin de transportar mercancías cargadas en los vehículos, realizan operaciones de movimiento en tierra tales como, por ejemplo, cambios de dirección, aceleración o maniobras de frenado, sustancialmente sin participación o intervención humana, por ejemplo, con la ayuda de sensores y software, integrados en el vehículo de transporte, para la ubicación, navegación, detección de obstáculos y planificación de la trayectoria.
[0073] La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva esquemática del exterior de un vehículo de transporte terrestre no tripulado (Unmanned Ground-based transport Vehicle, UGV) 100. La Fig. 3 muestra una ilustración esquemática de los componentes presentes en el interior del UGV 100. Las Figs. 6 a 8 muestran otro UGV 1000, donde las Figs.6 y 7 muestran una vista en perspectiva esquemática del exterior del UGV 1000 y la Fig.8 muestra una ilustración esquemática de los componentes presentes en el interior del UGV 1000. La Fig.16 es un diagrama de bloques funcional de un UGV 100, 1000.
[0074] Como se muestra a modo de ejemplo en la Fig.16, un UGV 100, 1000 comprende una carcasa 1, 1001, al menos una rueda motriz 10, al menos una rueda 13, un controlador 15 y una pluralidad de sensores S. Opcionalmente, también se puede proporcionar un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 y una interfaz de carga del UGV 120. El UGV 100, 1000 comprende al menos un elemento de recepción o soporte de carga 6 que está configurado para soportar un artículo a transportar y que está acoplado a la carcasa 1, 1001 del UGV 100, 1000. El elemento de recepción de carga 6 está acoplado de forma desmontable a la carcasa, por ejemplo, de modo que esté estacionario con respecto a la carcasa 1, 1001 en el estado acoplado. La rueda motriz 10 está acoplada cinemáticamente a la al menos una rueda 13, 130 y configurada para accionar la rueda 13, 130 para mover el UGV 100, 1000 sobre una superficie de transporte. Además, la rueda motriz 10 puede configurarse para desviar la al menos una rueda 13, 130 de modo que la carcasa 1, 1001 pueda levantarse junto con el elemento de soporte de carga 6 para levantar un artículo soportado por el elemento de recepción de carga 6.
[0075] Como se puede observar en la Fig.16, la rueda motriz 10 puede incluir al menos una suspensión de rueda 14 y al menos un motor de elevación 11. En general, cada rueda 13, 130 puede acoplarse a una suspensión de rueda individual y uno o más motores de elevación 11 pueden proporcionarse por rueda 13, 130. El funcionamiento de la rueda motriz 10 puede ser controlado por el controlador 15, por ejemplo, en base a los datos del sensor capturados por los sensores S. El controlador 15, los motores de elevación 11 y, en la medida en que sea necesario, los sensores S pueden recibir energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16, que puede ser, por ejemplo, una batería, un acumulador o similar. El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 puede cargarse a través de la interfaz de carga del UGV 120.
[0076] El controlador 15 puede comprender, por ejemplo, un ASIC, un FPGA o cualquier otro medio informático o procesador adecuado. El controlador 15 sirve para controlar y monitorizar la rueda motriz, los sensores y otros componentes electrónicos o eléctricos del UGV 100.
[0077] [0043]Los sensores S pueden, por ejemplo, incluir un sensor piroeléctrico 3 que proporciona información sobre fuentes de calor cercanas y que, por lo tanto, se puede usar para proteger a los trabajadores humanos en las proximidades del UGV. Se pueden proporcionar otros sensores, en particular sensores ambientales para capturar información sobre el entorno del UGV, tales como, por ejemplo, sensores de radar, sensores ultrasónicos, sensores ópticos, sensores de infrarrojos, sensores láser, sensores de lídar u otros tipos de sensores en diferentes posiciones y en diferentes disposiciones en el UGV 100, 1000. Sin limitación de la universalidad, los sensores 2a y 2b se muestran en la Fig. 16. Además, opcionalmente, se puede proporcionar un sensor de inclinación 8. Los sensores para la detección del entorno también se pueden usar ventajosamente para fines de navegación. Por ejemplo, el controlador 15 puede recibir los datos de sensor de los sensores de entorno y controlar la operación de la rueda motriz en base a los datos de sensor capturados. Además, los sensores ambientales pueden capturar un progreso de montaje de un producto en una línea de montaje. Por ejemplo, durante el transporte de artículos en una línea de montaje, los sensores pueden capturar información que representa un estado de montaje de un producto a montar. Opcionalmente, los sensores pueden leer los códigos de barras unidos a los artículos ya ensamblados y/o un algoritmo de reconocimiento de imágenes puede determinar a partir de las imágenes capturadas qué artículos del producto ya están ensamblados. El UGV 100 puede transmitir el progreso de ensamblaje capturado o determinado a un sistema de control central, por ejemplo, un servidor (no mostrado), y recibir del sistema de control central una notificación de qué artículo se transportará a continuación. Adicional o alternativamente, un módulo de sensor (no mostrado) puede transportarse en el elemento de recepción de carga 6 como un artículo, el módulo de sensor que está equipado con un sistema de sensor configurado para capturar el progreso del ensamblaje y/o configurado para capturar indicadores de calidad del producto.
[0079] Un UGV 100, 1000 puede usarse solo o en combinación con al menos un UGV 100, 1000 adicional para realizar tareas de transporte. Dado que cada UGV 100, 1000 comprende sensores S, cada UGV 100, 1000 puede navegar de forma autónoma. Cuando se usa en combinación con otros UGV 100, 1000, cada UGV 100, 1000 está equipado con un elemento de recepción de carga individual 6 para acoplarse fácilmente con una interfaz del artículo a transportar. Por supuesto, todos los UGV 100, 1000 también pueden estar equipados con el mismo tipo de elemento de recepción de carga 6. Opcionalmente, la información del sensor capturada por los UGV 100, 1000 se puede compartir entre los UGV 100, 1000 que juntos transportan un artículo, por ejemplo, a través de un módulo de comunicación inalámbrica 15A del controlador 15. Esto ayuda a los UGV 100, 1000 en la navegación autónoma, en particular, cuando se transportan artículos grandes y cuando los sensores ambientales de uno o más de los UGV 100, 1000 están al menos parcialmente ocultos por el artículo.
[0081] El UGV 100, 1000 puede usarse para tareas de transporte en líneas de montaje, en particular, en una línea de montaje final de aeronaves. Debido a su excelente maniobrabilidad, por ejemplo, debido al empleo de ruedas omnidireccionales 13, 130, el UGV 100, 1000 puede navegar fácilmente dentro del fuselaje de una aeronave montada. De manera similar, el UGV 100, 1000 puede usarse en el ensamblaje de otros productos grandes, como barcos, trenes o, en general, en el suministro de materiales de las líneas de producción. Otros casos de uso pueden ser la carga y descarga de vehículos. Por supuesto, también son posibles otros casos de uso del UGV 100, 1000. Por ejemplo, el UGV 100, 1000 puede realizar tareas de transporte en entornos interiores, como almacenes, supermercados, oficinas, laboratorios, hospitales, etc., o en entornos exteriores, como aeropuertos, estaciones de tren, puertos, minas, etc.
[0083] Como se muestra a modo de ejemplo en las Figs.1 a 4, esencialmente, el UGV 100 comprende una carcasa 1, que tiene una placa base 1c, y al menos una pared lateral de la carcasa 1a que es sustancialmente perpendicular a la placa base 1c. La carcasa 1 puede tener, por ejemplo, una estructura sustancialmente en forma de caja, posiblemente con esquinas redondeadas, en las otras caras laterales, es decir, en las paredes laterales que completan la carcasa 1 para formar un recinto cerrado para los componentes internos. Dispuesta en el rebaje 1d en la placa de suelo 1c hay una rueda 13, que está suspendida dentro del UGV 100, por ejemplo, por medio de una suspensión de rueda 14 que tiene dos brazos de suspensión 14A, 14B.
[0085] La rueda 13 puede ser, por ejemplo, una rueda omnidireccional tal como, por ejemplo, una llamada rueda Mecanum o Ilon, que tiene una serie de rodillos en forma de barril montados de forma giratoria en la circunferencia de la rueda 13 en un ángulo de inclinación en relación con el eje principal de rotación de la rueda 13. Los rodillos proporcionan contacto con el suelo o la superficie de transporte. Los rodillos pueden girar libremente alrededor del eje del cojinete inclinado. La rueda 13 como tal se acciona a través de una rueda motriz 10 dentro de la carcasa 1 con una dirección de rotación variable y una velocidad de rotación variable. Dependiendo de la dirección de rotación y la velocidad de rotación seleccionadas, la rueda omnidireccional 13 puede moverse en todas las direcciones, en paralelo al plano del suelo.
[0087] Sin embargo, alternativamente, para este propósito puede ser posible realizar la rueda 13 como una rueda dirigida individualmente que tiene una suspensión giratoria controlable para girar el eje de rodadura de la rueda perpendicular al suelo. Por ejemplo, la rueda 13 puede integrarse como una rueda motriz en un módulo de desplazamiento/giro que, además del movimiento giratorio de la rueda motriz, también permite una capacidad y alineación de rotación del eje vertical adicionalmente activa. La rueda motriz en este caso puede tener dos motores de transmisión separados, uno de los cuales acciona la rueda motriz del módulo de desplazamiento/giro, mientras que el otro efectúa su alineación alrededor del eje vertical. La capacidad de rotación alrededor del eje de rodadura de la rueda y el eje vertical es infinita en cada caso y, por lo tanto, permite el movimiento continuo de las ruedas sin posiciones finales. Alternativamente, para implementar la movilidad omnidireccional del UGV 100, la rueda 13 también puede realizarse como una rueda multilateral, es decir, como una rueda fijada a la superficie circunferencial principal de la que forman parte varias ruedas auxiliares, cuyos ejes de rotación están en ángulo recto con respecto al eje de rotación principal de la rueda 13.
[0089] [0049]El UGV 100 puede comprender una pluralidad de sensores para la detección del entorno. Por ejemplo, unido a la parte superior de la carcasa 1 puede haber un sensor piroeléctrico 3 que proporciona información sobre las fuentes de calor cercanas y que, por lo tanto, se puede usar para proteger a los trabajadores humanos en las proximidades del UGV. Otros sensores tales como, por ejemplo, sensores de radar, sensores ultrasónicos, sensores ópticos, sensores IR, sensores láser, sensores lídar u otros tipos de sensores pueden integrarse en la carcasa 1 del UGV 100 en diferentes posiciones y en diferentes disposiciones. Sin limitación de la universalidad, los sensores 2a y 2b se representan, como ejemplos, en diferentes paredes laterales del UGV 100 en las Figs.1 a 4.
[0091] El UGV 100 puede comprender un controlador 15 para la ubicación y navegación autónomas del UGV 100 según los parámetros de detección de la pluralidad de sensores. El controlador 15 puede comprender, por ejemplo, un ASIC, un FPGA o cualquier otro medio informático o procesador adecuado. El controlador 15 sirve para controlar y monitorizar la rueda motriz, los sensores y otros componentes electrónicos o eléctricos del UGV 100.
[0093] En una de las paredes laterales de la carcasa 1a, que se muestra orientada hacia adelante en las Figs.
[0094] 1 y 2, puede haber una o más ranuras 5, que se extienden paralelas a la placa base 1c. Estas ranuras 5 sirven para recibir uno o más elementos de recepción de carga 6. La Fig.1 muestra dos elementos de recepción de carga 6a, 6b, cada uno de los cuales representa horquillas de recepción de carga 6a y 6b que se proyectan hacia afuera. En la Fig. 2, solo se muestra un elemento de recepción de carga 6, como una plataforma o placa receptora de carga ensanchada 6c. Cada uno de los elementos de recepción de carga 6a, 6b, 6c comprende una superficie de soporte 60 sustancialmente uniforme con el fin de soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende perpendicular a la placa base 1c. La Fig. 12 muestra a modo de ejemplo un elemento de recepción de carga 6 en forma de un componente sustancialmente en forma de cuña 6d que sobresale hacia afuera de la pared lateral de la carcasa 1a. El componente en forma de cuña 6d puede comprender una superficie de soporte curvada cóncava 60 que se extiende hacia fuera desde e inclinada con respecto a la pared lateral de la carcasa 1a. Por lo tanto, la superficie de soporte 60 del componente en forma de cuña 6d está configurada para soportar un artículo con respecto a la dirección vertical. Opcionalmente, una contraparte 61 puede acoplarse a la pared lateral de la carcasa 1a, 1001a además del componente en forma de cuña 6d. Como se muestra a modo de ejemplo en la Fig.12, la contraparte 61 puede extenderse en la dirección vertical a lo largo de la pared lateral de la carcasa 1a, 1001a e incluir una sección de extremo curvada cóncava dispuesta opuesta a la superficie de soporte 60. Dicha configuración puede usarse ventajosamente para levantar y transportar una tubería P como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 14. En general, el al menos un elemento de recepción de carga 6 del UGV 1, 1001 puede comprender una superficie de soporte de carga 60 para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversalmente a la placa base 1c, 1001c.
[0096] Como se muestra además en las Figs.1, 2 y 12, los elementos de recepción de carga 6a, 6b, 6c pueden tener características antideslizantes proporcionadas en la superficie de recepción de carga 60, por ejemplo, un material antideslizante 62 (Fig.12) y/o perfiles estriados (Figs.1 y 2). También es posible bascular o inclinar los elementos de recepción de carga 6 con respecto a la horizontal, con el fin de compensar las diferencias de altura entre el soporte de carga de diferentes UGV.
[0098] Las ranuras de perfil en T o de cola de milano, donde los rieles de lengüeta de perfil en T o de cola de milano de los respectivos elementos de recepción de carga 6a, 6b, 6c pueden encajar de manera que se adapten a la forma. Para este propósito, los rieles de lengüeta se pueden empujar hacia las ranuras 5 desde el exterior. Las ranuras 5 pueden correr paralelas a la placa base 1c y a diferentes distancias de la placa base 1c, paralelas entre sí, para permitir que diferentes alturas de soporte de carga se adapten de manera flexible a la carga que se va a transportar. En general, el al menos un elemento de recepción de carga 6 está acoplado de manera desmontable a la pared lateral de la carcasa 1a. En particular, el al menos un elemento de recepción de carga 6 puede acoplarse a la pared lateral de la carcasa 1a para ser estacionario con respecto a la placa base 1c, al menos con respecto a la dirección vertical.
[0100] Un portaherramientas 4a también puede disponerse en la pared lateral de la carcasa 1a. El portaherramientas 4a, opcionalmente, puede tener una conexión de herramienta eléctrica, es decir, con el fin de suministrar energía eléctrica, la conexión puede conectarse, a través de líneas eléctricas, a un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 tal como, por ejemplo, una batería o acumulador, dentro de la carcasa 1. El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 16 también puede proporcionar una fuente de energía independiente para los otros componentes eléctricos y electrónicos del UGV 100. El portaherramientas 4a puede moverse en la dirección vertical con respecto a la placa base 1c, por ejemplo, mediante un motor de elevación del portaherramientas (no mostrado) acoplado cinemáticamente al portaherramientas 4a.
[0102] [0055]Una gran variedad de herramientas puede estar unidas a la conexión de la herramienta. La Fig. 2, a modo de ejemplo, ilustra una ventosa de accionamiento eléctrico 4b, que está conectada a la conexión de la herramienta eléctrica. La ventosa 4b puede ser, por ejemplo, una ventosa de vacío que descansa contra una superficie exterior plana de la carga a transportar y que permite una mejor manipulación de la carga por medio de un vacío entre la superficie de succión y la superficie exterior. La Fig.9 muestra a modo de ejemplo un tope horizontal 4c acoplado al portaherramientas 4a, que puede ser pivotante alrededor de un eje que se extiende en la dirección vertical. El tope 4c se puede usar para soportar un artículo que se va a transportar con respecto a la dirección paralela a la placa base 1c, 1001c. La Fig. 10, a modo de ejemplo, muestra un tope vertical o elemento de sujeción 4d acoplado al portaherramientas 4a. El elemento de sujeción 4d puede servir para sujetar un artículo entre el elemento de sujeción 4d y la superficie de soporte 60 del elemento de recepción de carga 6. La Fig.11 muestra a modo de ejemplo una interfaz magnética 4e acoplada a la pared lateral de la carcasa 1a, 1001a. La interfaz magnética 4e puede incluir una placa portadora 40 acoplada mecánicamente a la pared lateral 1a, 1000a y un dispositivo magnético 41, en particular un electroimán, acoplado al portaherramientas 4a. La placa portadora 40 puede acoplarse de manera desmontable a la pared lateral 1a, 10001, por ejemplo, por medio del perfil en T o la ranura de cola de milano 5 de la misma manera que se describió anteriormente para el elemento de recepción de carga 6. El dispositivo magnético 41 puede acoplarse mecánica y/o eléctricamente al portaherramientas 4a. Por lo tanto, el dispositivo magnético 41 puede activarse, por ejemplo, suministrarse con energía eléctrica mediante el portaherramientas 4a y, opcionalmente, moverse con respecto a la placa portadora 40, en particular en la dirección vertical, mediante el portaherramientas 4a. Además, la Fig. 12, a modo de ejemplo, muestra la contraparte 62 para acoplarse al portaherramientas 4a. Otros ejemplos de herramientas pueden incluir manipuladores, por ejemplo, brazos manipuladores que permiten la manipulación de los artículos, por ejemplo, el agarre y la rotación de los artículos.
[0104] Como se muestra a modo de ejemplo en las Figs. 3 y 4, se pueden proporcionar dos motores de elevación 11 dentro de la carcasa 1, para permitir que la carga o el artículo se eleve después de que la carga se haya cargado en los elementos de recepción de carga 6. Estos motores de elevación 11 están configurados para desviar los brazos de suspensión de las ruedas 14A, 14B, con respecto a la carcasa 1, en una dirección perpendicular a la placa base 1c, es decir, en la dirección vertical. Por ejemplo, los brazos de suspensión de rueda 14A, 14B pueden conectarse a la carcasa 1 a través de dos varillas roscadas en diente de sierra 12 acopladas a los dos motores de elevación 11, de manera que los motores de elevación 11 puedan desplazar los brazos de suspensión de rueda 14 hacia arriba o hacia abajo a lo largo del curso de las varillas roscadas en diente de sierra 12 y, por lo tanto, retraer o extender la rueda omnidireccional 13 desde el rebaje 1c. Los motores de elevación 11 pueden ser motores eléctricos tales como, por ejemplo, motores paso a paso o servomotores. El UGV 100 que se muestra a modo de ejemplo en las Figs.1 a 4 comprende exactamente una rueda 13. Se proporciona una rueda motriz 10 para esta rueda 13, incluyendo una suspensión de rueda 14 y dos motores de elevación 11. En general, también para el caso de que se proporcione más de una rueda, la rueda motriz 10 puede comprender al menos una suspensión de rueda 14 por rueda y al menos un motor de elevación 11 por rueda, donde cada motor de elevación 11 está acoplado cinemáticamente a una rueda para desviar dicha rueda con respecto a la carcasa en la dirección vertical.
[0106] En los escenarios (A) y (B) de la Fig.4 se representan dos posibles estados de funcionamiento de los motores de elevación 11: en primer lugar, en el escenario (A), la suspensión de rueda 14 está ubicada en el extremo superior de las varillas roscadas en diente de sierra 12, de modo que la rueda omnidireccional 13 está completamente, o casi completamente, acomodada dentro de la carcasa 1, es decir, la distancia de la placa base 1c desde el suelo es cero, o al menos muy pequeña. Después del accionamiento de los motores de elevación 11, la suspensión de rueda 14 se mueve hacia abajo a lo largo de las varillas roscadas en diente de sierra 12 mediante un movimiento de rotación, de modo que la rueda omnidireccional 13 se mueve fuera del rebaje 1d, hacia abajo fuera de la carcasa 1 y, por lo tanto, toda la carcasa 1 se eleva desde el suelo hasta que se alcanza la altura de elevación completa, en el escenario (B).
[0108] El controlador 15 del UGV 100 puede incluir un módulo de comunicación inalámbrica 15A (Fig.16), a través del cual el controlador 15 de un primer UGV 100 puede intercambiar datos con un controlador 15 de un segundo UGV 100. En particular, cada uno de los diferentes UGV 100 puede designarse como un vehículo principal ("maestro") o vehículo seguidor ("esclavos"), de modo que el controlador 15 del vehículo principal está conectado al controlador 15 de los vehículos seguidores por medio de comunicación inalámbrica, y puede controlar y monitorizar los movimientos de los vehículos seguidores. Por ejemplo, los datos del sensor capturados por los sensores S pueden compartirse entre los UGV 100 a través del módulo de comunicación inalámbrica 15A.
[0110] Esto puede usarse ventajosamente en un procedimiento para transportar monumentos de cabina, que, por ejemplo, puede usar un enjambre de UGV 100 que actúe de manera cooperativa. En este caso, en primer lugar, al menos tres UGV 100, por ejemplo, los UGV 100 como se representa y explica en las Figs. 1 a 4, se distribuyen alrededor de la circunferencia exterior de un monumento de cabina. Preferentemente, cuatro UGV, cada uno con una rueda, están dispuestos en una constelación especialmente dispuesta en relación con la carga útil. El monumento de cabina se coloca de una manera adecuada en los elementos de recepción de carga de los UGV 100, de tal manera que el monumento de cabina puede elevarse en un movimiento coordinado por los motores de elevación 11 de los UGV 100. El monumento de cabina, elevado de esta manera, se puede mover mediante el control cooperativo de las ruedas omnidireccionales 13 de al menos tres UGV 100, por ejemplo, dentro de una línea de montaje final, desde un punto de entrega hasta una posición de montaje final.
[0112] En el movimiento cooperativo de los UGV, uno de los al menos tres UGV 100 puede asumir el papel de vehículo principal. El controlador 15 del vehículo principal se comunica, mediante comunicación inalámbrica, con el controlador 15 de los otros UGV 100, y puede emitir comandos de movimiento a los vehículos seguidores.
[0114] [0061]En la Fig.5 se representan las ilustraciones esquemáticas (I), (II) y (III) de tres situaciones de recepción de carga de los UGV 100 durante la elevación de los monumentos de cabina. En la situación (I), un UGV 100 puede elevar un conjunto de asiento de pasajero 20. Para este propósito, las cuñas de soporte 7a y 7b, cada una con materiales antideslizantes en sus superficies inclinadas, pueden colocarse en los elementos de recepción de carga o en el elemento de recepción de carga del UGV 100. Por lo tanto, el UGV 100 también puede recibir partes inferiores inclinadas tales como, por ejemplo, miembros transversales 21 de un conjunto de asiento de pasajero 20, en línea recta y sin inclinarse.
[0116] En la situación (II), otro UGV 100 recibe el conjunto de asiento de pasajero 20 en una plataforma receptora de carga 6c. Aquí no se necesitan más cuñas de soporte, ya que la parte inferior del conjunto de asiento de pasajero 20 tiene una barra de montaje recta 22 en este punto.
[0118] En el caso de los conjuntos de inodoro 30, la conexión de herramientas del portaherramientas 4a de un UGV 100 se puede usar, como se muestra como ejemplo en la situación (III), para acoplarse en las interfaces de conexión 32 en una pared lateral 31 de un conjunto de inodoro 30 que tiene una puerta de inodoro 33, y para suministrarle señales de suministro eléctrico. Esto permite, por ejemplo, controlar la funcionalidad del conjunto durante el transporte y verificarla si es necesario.
[0120] Por supuesto, el procedimiento descrito anteriormente no se limita al transporte de monumentos de cabina de una aeronave. Como se muestra a modo de ejemplo en las Figs. 13 y 14, otros artículos pueden transportarse de conformidad con este procedimiento. La Fig.13 muestra a modo de ejemplo una paleta C levantada y transportada por cuatro UGV 100, 1000 (solo tres visibles en la Fig.13). En la paleta C, se pueden cargar artículos, como puertas para vehículos, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 13. La Fig. 14 muestra a modo de ejemplo el uso del procedimiento descrito anteriormente para levantar y transportar una tubería P en cuatro UGV 100, 1000 (solo tres visibles en la Fig.14).
[0122] Las Figs.6 a 8 muestran una realización 1000 de un UGV que tiene una disposición de cuatro ruedas 130. La movilidad del UGV 1000 en todas las direcciones resulta del hecho de que un UGV 1000 tiene cuatro ruedas Mecanum especialmente dispuestas. También es posible proporcionar al UGV ruedas dirigidas individualmente que tengan una suspensión giratoria controlable para girar el eje de rodadura de la rueda perpendicular al suelo. En general, el UGV 100 puede comprender cuatro ruedas omnidireccionales. Los elementos esenciales y el modo de funcionamiento del UGV 1000 son esencialmente los mismos que los del UGV 100 descrito en relación con las Figs.
[0123] 1 a 5, con una carcasa 1001, que tiene una placa base 1001c y al menos una pared lateral de carcasa 1001a sustancialmente perpendicular a la placa base 1001c, que también se proporciona. En el resto de las superficies laterales, es decir, en las paredes laterales que completan la carcasa 1000 para formar un recinto cerrado para los componentes internos, la carcasa 1000 puede tener, por ejemplo, una estructura sustancialmente en forma de caja, posiblemente con esquinas redondeadas. Dispuestas en el rebaje o rebajes 1001d de la placa base 1001c hay cuatro ruedas 130, que están suspendidas por suspensiones de ruedas 14 dentro del UGV. Dicho diseño es ventajoso, por ejemplo, si la carga del artículo a transportar se transfiere a la superficie de transporte no solo a través de una rueda del UGV, sino a través de una pluralidad de ruedas y, por lo tanto, una pluralidad de puntos de aplicación de carga. Esto puede resultar ventajoso, en particular, si la superficie de transporte también es la placa del suelo de una aeronave, y esta superficie no debe someterse a cargas excesivas.
[0125] En la Fig.7 se muestra que las ruedas 130 se pueden bajar o retraer por medio de motores de elevación. En este caso, es posible disponerlas en dos ejes, pero las ruedas también se pueden controlar, o subir y bajar, individualmente, por ejemplo, con la ayuda de la suspensión de rueda 14 provista para cada rueda. La Fig.7 muestra varios estados de funcionamiento. Por lo tanto, la Fig.7, en el escenario (A) muestra las ruedas retraídas 130, la Fig. 7 en el escenario (B) muestra las ruedas 130 extendidas, y los escenarios (C) y (D) de la Fig.7 muestran las ruedas delanteras o traseras 130 retraídas cuando, al mismo tiempo, las ruedas 130 en el otro eje están extendidas. Dicha elevación o levantamiento de las ruedas 130 por eje o por rueda puede resultar ventajoso al pasar por partes irregulares del suelo o de la superficie de transporte, por ejemplo, al pasar por un umbral o un hueco. En particular, los motores de elevación 11 acoplados a las ruedas pueden controlarse para mantener la placa base 1001c básicamente horizontal. Como se muestra esquemáticamente en la Fig.16, el UGV 1000 puede comprender un sensor de inclinación 8 configurado para capturar una inclinación de la placa base 1001c con respecto a una dirección de referencia predefinida, es decir, la dirección de la gravedad. Por ejemplo, el sensor de inclinación 8 puede incluir tres sensores de aceleración electrónicos que miden una aceleración a lo largo de tres ejes perpendiculares. El controlador 15 del UGV 1000 recibe la inclinación medida o capturada de la placa base 1001c y controla los motores de elevación 11 acoplados a las ruedas 130 de modo que la placa base 1001a con respecto a la dirección de referencia se mantenga dentro de un intervalo predefinido. Opcionalmente, cuando se usa un enjambre de UGV 1000 controlados cooperativamente para transportar un artículo, los UGV 1000 pueden comunicar la inclinación de sus placas base entre sí y además un valor de elevación de cada una de sus ruedas 130, donde el controlador 15 del UGV principal está configurado para emitir comandos de control a cada UGV 1000 del enjambre de UGV 1000 para controlar los motores de elevación 11 de cada UGV 1000, de modo que la inclinación del artículo con respecto a la dirección de referencia, que resulta de su contacto con los elementos de recepción de carga 6 de los UGV 1000, se mantenga dentro de un intervalo predefinido.
[0127] La Fig. 8 muestra una vista detallada del interior del UGV 1000. Dentro de la carcasa 1001, el mecanismo de transmisión o rueda motriz 10 y el mecanismo de elevación y descenso o las suspensiones de rueda (no visibles en la Fig. 8) están dispuestos en un diseño compacto. También se proporcionan dispositivos de almacenamiento de energía, que permiten que el UGV 1000 se mueva de forma independiente.
[0128] Como ya se ha descrito anteriormente, varios artículos pueden transportarse por un procedimiento que usa un enjambre de UGV que actúan cooperativamente. Este procedimiento se puede llevar a cabo mediante todos los tipos de UGV 100, 1000 descritos anteriormente, independientemente del número de ruedas 13, 130. Cuando se usan UGV 1000 que tienen más de una rueda 130, al menos dos UGV 1000, por ejemplo, los UGV 100 como se representa y explica en las Figs.6 a 8 o 9 a 12, se distribuyen alrededor de la circunferencia exterior de un artículo, por ejemplo, un monumento de cabina. El artículo se coloca de manera adecuada en los elementos de recepción de carga 6 de los UGV 1000, de modo que el monumento de la cabina pueda elevarse en un movimiento coordinado por los motores de elevación 11 de los UGV 1000. En particular, las ruedas 13 se desvían con respecto a la placa base 1001c en la dirección vertical. El artículo, levantado de esta manera, puede moverse mediante el control cooperativo de las ruedas omnidireccionales 130 de los al menos dos UGV 1000, por ejemplo, dentro de una línea de montaje final, desde un punto de entrega hasta una posición de montaje final.
[0130] Un procedimiento como se ha descrito anteriormente, por ejemplo, se puede llevar a cabo mediante un sistema de transporte no tripulado, UTS, 200 incluyendo dos o más UGV 100, 1000. La Fig. 15 muestra esquemáticamente un UTS 200 comprendiendo cuatro UGV 100, 1000 y una estación base 210. Por supuesto, pueden proporcionarse otros más o menos de cuatro UGV 100, 1000. Los UGV 100, 1000 pueden configurarse como se ha descrito anteriormente. La estación base 210 puede comprender un suministro de corriente eléctrica 230, al menos una interfaz de carga eléctrica 220 para cargar los UGV 100, 1000 y un cambiador de herramientas opcional 240.
[0132] Las interfaces de carga 230 pueden comprender una placa de carga 221, sobre la cual el UGV 100, 1000 puede conducirse y estacionarse, y una bobina inductora de carga 222 dispuesta debajo de la placa de carga 221 o integrada en la placa de carga 221. Las interfaces de carga 220 están conectadas eléctricamente al suministro de corriente 230 de la estación base 210. Opcionalmente, se puede proporcionar un controlador (no mostrado) para controlar el funcionamiento de las interfaces de carga 230.
[0134] El UGV 100, 1000 puede comprender una interfaz de carga del UGV 120 que solo se muestra esquemáticamente en la Fig.16. En general, la interfaz de carga del UGV 120 está configurada para conectarse a las interfaces de carga 230 de la estación base 220. Opcionalmente, la interfaz de carga del UGV 120 está configurada para conectarse de forma autónoma a las interfaces de carga 230 de la estación base 220. Por ejemplo, la interfaz de carga del UGV 120 puede comprender una bobina inductora receptora (no mostrada) dispuesta o integrada en la placa base 1c, 1001d de la carcasa de la interfaz de carga del UGV 120. Para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 14, el UGV puede simplemente dirigirse a la placa de carga de la estación base. Por lo tanto, la carga se puede realizar de forma autónoma de una manera muy simple.
[0136] El cambiador de herramientas opcional 220 puede incluir un cargador que contenga varias herramientas, por ejemplo, ventosas 4b (Fig. 2), elementos de tope 4c (Fig. 9), elementos de sujeción 4d (Fig. 10), interfaces magnéticas 4e (Fig.11), contrapartes 62 (Fig.12), etc. Un UGV 100, 1000 del sistema de transporte 200 puede dirigirse de forma autónoma al cambiador de herramientas 220 y acoplar la herramienta respectiva a su portaherramientas.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES
1. Vehículo de transporte terrestre no tripulado, UGV (100; 1000) comprendiendo:
una carcasa (1; 1001), que tiene una placa base (1c; 1001c) y al menos una pared lateral de la carcasa (1a; 1001a) que es sustancialmente perpendicular a la placa base (1c; 1001c);
al menos una rueda motriz (10), que está dispuesta en la carcasa (1; 1001);
al menos una rueda (13; 130), que está acoplada a la al menos una rueda motriz (10) y dispuesta en un rebaje (1d; 1001d) en la placa base (1c; 1001c);
una pluralidad de sensores (2a; 2b; 3) para detectar el entorno del UGV (100: 1000);
un controlador (15) para la ubicación autónoma y la navegación del UGV (100; 1000) según los parámetros de detección de la pluralidad de sensores (2a; 2b; 3); y
al menos un elemento de recepción de carga (6) que está acoplado a la pared lateral de la carcasa (1a; 1001a) y se extiende hacia afuera desde la pared lateral de la carcasa (1a; 1001a), comprendiendo el al menos un elemento de recepción de carga (6) una superficie de soporte de carga (60) para soportar un artículo con respecto a una dirección vertical que se extiende transversalmente a la placa base (1c; 1001c), la UGV (100; 1000) estandocaracterizado porque:
el al menos un elemento de recepción de carga (6) está acoplado de forma desmontable a la pared lateral de la carcasa (1a; 1001a), y
donde la al menos una pared lateral de la carcasa (1a; 1001a) comprendiendo al menos una ranura de perfil en T o de cola de milano (5), que se extiende paralela a la placa base (1c; 1001c) y que está configurada para recibir un perfil en T o un riel de lengüeta de cola de milano del al menos un elemento de recepción de carga (6) de manera que se adapten a la forma.
2. UGV (100; 1000) según la reivindicación 1, donde el al menos un elemento de recepción de carga (6) se extiende sustancialmente paralelo a la placa base (1c; 1001c).
3. UGV (100; 1000) según la reivindicación 1 o 2, donde el al menos un elemento de recepción de carga (6) está acoplado a la pared lateral de la carcasa (1a; 1001a) para ser estacionario con respecto a la placa base (1c; 1001c), al menos con respecto a la dirección vertical.
4. UGV (100; 1000) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde un portaherramientas (4a), que tiene una conexión de herramienta eléctrica, está dispuesto en la al menos una pared lateral de la carcasa (1a; 1001a).
5. UGV (100; 1000) según la reivindicación 4, comprendiendo además una ventosa (4b) de accionamiento eléctrico que está conectada a la conexión de la herramienta eléctrica.
6. UGV (100; 1000) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la rueda motriz (10) comprende al menos una suspensión de rueda (14) y al menos un motor de elevación (11), donde cada rueda (13) está suspendida en una suspensión de rueda (14), y donde el al menos un motor de elevación (11) se proporciona para cada rueda (13; 130), estando cada motor de elevación (11) acoplado cinemáticamente a una rueda (13; 130) para desviar dicha rueda (13; 130) con respecto a la carcasa (1; 1001) en la dirección vertical.
7. UGV (100; 1000) según la reivindicación 6, donde la al menos una suspensión de rueda (14) comprende dos brazos de suspensión de rueda (14A; 14B), que están conectados a la carcasa (1) a través de dos varillas roscadas en diente de sierra (12) acopladas a dos motores de elevación (11) provistos para dicha rueda (13).
8. UGV (1000) según la reivindicación 6 o 7, donde el UVG (1000) comprende al menos dos ruedas (13) y un sensor de inclinación (8) configurado para capturar una inclinación de la placa base (1001c) con respecto a una dirección de referencia predefinida, es decir, la dirección de la gravedad, donde el controlador (15) está configurado para controlar los motores de elevación (11) acoplados a las ruedas (13) de tal manera que la inclinación de la placa base (1001a) con respecto a la dirección de referencia se mantenga dentro de un intervalo predefinido.
9. UGV (1000) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el UGV (1000) comprende exactamente cuatro ruedas (130), que están acopladas a cuatro ruedas motrices, estando dispuesta cada rueda (13) en un rebaje (1001d) en la placa base (1001c).
10. UGV (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el UGV (100) incluye exactamente una rueda (13), que está acoplada a la rueda motriz y dispuesta en el rebaje (1d) en la placa base (1c).
11. UGV (100; 1000) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el controlador (15) que tiene un módulo de comunicación inalámbrica (15A), a través del cual el controlador (15) de un UGV (100; 1000) está configurado para intercambiar datos con un controlador (15) de otro UGV (100).
12. Sistema de transporte no tripulado (200),caracterizado porquecomprende: una pluralidad de UGV (100; 1000) según la reivindicación 11, donde uno de la pluralidad de UGV (100) desempeña la función de un vehículo principal, y el controlador (15) del vehículo principal está conectado a los controladores (15) del resto de la pluralidad de UGV (100) a través de comunicación inalámbrica, y está diseñado para controlar los movimientos del resto de la pluralidad de UGV (100).
13. Sistema de transporte no tripulado (200) según la reivindicación 12, comprendiendo además una estación base (210) incluyendo una interfaz de carga eléctrica (220), donde los UGV (100; 1000) comprenden un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica (16) y una interfaz de carga del UGV (120) configurada para acoplarse a la interfaz de carga eléctrica (220) de la estación base (210) para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica (16).
14. Procedimiento para transportar artículos, por ejemplo, monumentos de cabina para una aeronave, en particular mediante el uso de un enjambre de vehículos de transporte terrestres no tripulados, UGV (100; 1000), estando el procedimientocaracterizado por:
distribuir al menos dos UGV (100; 1000) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 alrededor de una circunferencia exterior del artículo;
elevar el artículo usando los elementos de recepción de carga (6) de los UGV (100); y
mover el elemento elevado controlando cooperativamente las ruedas (13) de los al menos dos UGV (100).
15. Procedimiento según la reivindicación 14, donde uno de los al menos dos UGV (100; 1000) desempeña la función de un vehículo principal, y el controlador (15) del vehículo principal está conectado a los controladores (15) del resto de la pluralidad de UGV (100) a través de comunicación inalámbrica, y está diseñado para controlar los movimientos de los al menos otros dos UGV (100; 1000).
16. Procedimiento según la reivindicación 14 o 15, comprendiendo, además:
capturar una inclinación de la placa base (1c) de la carcasa (1) de cada UGV (1000) con respecto a una dirección de referencia mediante un sensor de inclinación (8);
controlar una desviación de las ruedas (13) de cada UGV (100) con respecto a la placa base (1001c) de modo que la inclinación de la placa base (1001c) esté dentro de un intervalo predefinido; y
controlar cooperativamente la desviación de las ruedas (13) de todos los UGV (1000) con respecto a la placa base (1c) de tal manera que las placas base (1001c) de todos los UGV (1000) estén colocadas en un plano común.
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, donde el procedimiento se usa para transportar conjuntos de inodoros, conjuntos de asientos de pasajeros o cocinas en una línea de montaje final de una instalación de montaje de aeronaves.
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