Title:
Sensorhalterung für ein Fahrzeug
Kind Code:
U1


Abstract:

Sensorhalterung (1) für ein Fahrzeug, umfassend:
Einen Grundrahmen (10) mit Befestigungsmitteln (11, 12) zur Befestigung des Grundrahmens (10) an einem Fahrzeug;
einen ersten Zwischenrahmen (20), der um eine erste Achse (x) drehbar am Grundrahmen (10) gehalten ist; und
einen zweiten Zwischenrahmen (30), der um eine zweite Achse (z) drehbar gelagert ist, welche zweite Drehachse orthogonal zur ersten Drehachse ausgerichtet ist, wobei weiter Mittel zur Festsetzung (22, 32, 42) der Rahmen (10, 20, 30) relativ zueinander vorgesehen sind, und wobei zumindest eine Einstellschraube (23, 33) vorgesehen ist, die bei Betätigung eine relative Bewegung zwischen Grundrahmen (10) und dem ersten (20) oder zweiten (30) Zwischenrahmen bewirkt. embedded image




Application Number:
DE202016007625U
Publication Date:
03/19/2018
Filing Date:
12/15/2016
Assignee:
KUKA Roboter GmbH, 86165 (DE)
Domestic Patent References:
DE102015210521A1N/A2016-12-15
DE102015105824A1N/A2016-10-20
DE102015105918A1N/A2016-10-20
DE102006005531A1N/A2007-08-16



Foreign References:
68606542005-03-01
200502007512005-09-15
200601152652006-06-01
EP27222342014-04-23
WO2004058542A12004-07-15
Other References:
SICK AG: Befestigungssatz Befestigungstechnik Online-Datenblatt. Waldkirch, 2015. S. 1-3. URL:https://www.sick.com/media/pdf/9/69/169/dataSheet_Befestigungssatz_2020925_de.pdf[abgerufen am 12.10.2015]. - Originalschrift der NPL ist (aus urheberrechtlichen Gründen) im Prüfstoff-NPL-Archiv unter der ID 24234 abgelegt; Ersatzdokument in der Akte - Firmenschrift
SICK LMS5xx Lasermesstechnik 20.08.2012 Seite 23: Befestigungssatz zweiachsig, feinjustierbar (Grundeinheit) Artikelnr. 2020925 https://www.mysick.com/saqqara/im0038165.pdf [rech. 9.10.2015]
Attorney, Agent or Firm:
BARDEHLE PAGENBERG Partnerschaft mbB Patentanwälte, Rechtsanwälte, 81675, München, DE
Claims:
Sensorhalterung (1) für ein Fahrzeug, umfassend:
Einen Grundrahmen (10) mit Befestigungsmitteln (11, 12) zur Befestigung des Grundrahmens (10) an einem Fahrzeug;
einen ersten Zwischenrahmen (20), der um eine erste Achse (x) drehbar am Grundrahmen (10) gehalten ist; und
einen zweiten Zwischenrahmen (30), der um eine zweite Achse (z) drehbar gelagert ist, welche zweite Drehachse orthogonal zur ersten Drehachse ausgerichtet ist, wobei weiter Mittel zur Festsetzung (22, 32, 42) der Rahmen (10, 20, 30) relativ zueinander vorgesehen sind, und wobei zumindest eine Einstellschraube (23, 33) vorgesehen ist, die bei Betätigung eine relative Bewegung zwischen Grundrahmen (10) und dem ersten (20) oder zweiten (30) Zwischenrahmen bewirkt.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Mittel zur Festsetzung (22, 32, 42) der Rahmen (10, 20, 30) relativ zueinander derart ausgebildet ist, dass es in eine Stellung verbringbar ist, in der die zumindest eine Einstellschraube (23, 33) eine relative Bewegung zwischen Grundrahmen (10) und dem ersten (20) oder zweiten (30) Zwischenrahmen bewirken kann.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Zwischenrahmen (30) Mittel (33) vorgesehen sind, mit denen ein am zweiten Zwischenrahmen (30) befestigter Sensor (40) relativ zum zweiten Zwischenrahmen (30) um eine dritte Drehachse (y) drehbar ist, wobei die dritte Drehachse (y) vorzugsweise orthogonal zur ersten und zweiten Drehachse ausgerichtet ist.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhalterung Drehbolzen (21, 31, 41) aufweist, um die Verdrehbarkeit zu bewirken.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschraube am Grundrahmen gehalten ist und sich bei Betätigung auf den ersten Zwischenrahmen zubewegt, oder dass die Einstellschraube (23) am ersten Zwischenrahmen (20) gehalten ist, und sich bei Betätigung auf den Grundrahmen (10) zubewegt.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einstellschraube (23) eine relative Bewegung um die erste Drehachse zwischen Grundrahmen (10) und dem ersten Zwischenrahmen (20) bewirkt und weiter eine zweite Einstellschraube (33) vorgesehen ist, die eine relative Bewegung um die zweite Drehachse zwischen dem ersten (20) und dem zweiten (30) Zwischenrahmen bewirkt oder eine Bewegung um eine dritte Drehachse zwischen dem zweiten Zwischenrahmen (30) und einem Sensor (40) bewirkt, der am zweiten Zwischenrahmen (30) drehbar gehalten ist.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Festsetzung der Rahmen relativ zueinander Schraubverbindungen (22, 32, 42) sind, die eine feste Fixierung der Rahmen (10, 20, 30) zueinander erlauben.

Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (40), insbesondere ein Lasersensor, am zweiten Zwischenrahmen (30) befestigt ist.

Description:
Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorhalterung für ein Fahrzeug, insbesondere eine verstellbare Sensorhalterung mit der ein Sensor relativ zu einem Fahrzeug ausgerichtet werden kann.

Technischer Hintergrund

In modernen Fahrzeugen werden vermehrt Sensoren vorgesehen, um bspw. die Umwelt des Fahrzeugs erfassen zu können. Dies kann zur Erhöhung der Sicherheit des Fahrzeugs dienen oder beispielsweise zum Ermitteln von benötigen Umgebungsdaten für ein autonomes oder teilautonomes Fahren des Fahrzeugs. In vielen Anwendungsfällen ist es wichtig, dass die Sensoren geeignet und präzise ausgerichtet werden. Zu diesem Zweck sind einstellbare Sensorhalterungen bekannt, die eine Einstellung bzw. Ausrichtung der von ihnen gehaltenen Sensoren erlauben. Oft weisen die Halterungen Rahmenkonstruktionen auf, die über Drehachsen eine Verschwenkung des Sensors relativ zum Fahrzeug erlauben. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bekannt, einen Grundrahmen fest mit einem Fahrzeug zu verbinden und an diesem Grundrahmen einen Zwischenrahmen vorzusehen, der um eine Achse drehbar am Grundrahmen gehalten ist. Zu Fixierung der beiden Rahmen relativ zueinander können beispielsweise Schrauben und Muttern u.ä. verwendet werden. Zur Einstellung bzw. Ausrichtung des Sensors müssen diese Schraubverbindungen gelockert werden und der Sensor kann dann beispielsweise von Hand ausgerichtet werden. Wenn die gewünschte Position gefunden ist, wird die Schraubverbindung wieder angezogen und die beiden Rahmen so fest miteinander fixiert. Nachteilig an dieser Konstruktion ist jedoch, dass eine exakte Positionierung von Hand schwierig ist, insbesondere dann, wenn die Einstellung des Sensors sehr genau erfolgen soll. Der einstellende Monteur muss dann mit einer Hand den Sensor in der gewünschten Position halten und versuchen mit der anderen Hand die Schaubverbindungen wieder anzuziehen. Dabei kann es leicht vorkommen, dass beim Anziehen der Schrauben die eingestellte Position des Sensors wieder verändert wird. Daher benötigen derartige Halterungen in der Regel zwei Monteure, von den einer den Sensor in seiner gewünschten Ausrichtung bzw. Position hält und der andere die notwendige Fixierung der Rahmen zueinander vornimmt.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sensorhalterung für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit der eine genaue Einstellung der Ausrichtung eines Sensors einfacher und sicherer möglich ist. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Sensorhalterung bereitzustellen, die eine hohe Flexibilität bei der Einstellung des gehaltenen Sensors ermöglicht.

Diese und weitere Aufgaben, welche beim Lesen der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden mit einer Sensorhalterung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 gelöst.

Inhalt der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Sensorhalterung für ein Fahrzeug, insbesondere für autonom oder teilautonom betriebene Fahrzeuge, umfassend einen Grundrahmen mit Befestigungsmitteln zur Befestigung des Grundrahmens an einem Fahrzeug und einem ersten Zwischenrahmen, der um eine erste Achse drehbar am Grundrahmen gehalten ist. Weiter ist ein zweiter Zwischenrahmen vorgesehen, der um eine zweite Achse drehbar gelagert ist, welche zweite Drehachse orthogonal zur erstens Drehachse ausgerichtet ist, wobei weiter Mittel zur Festsetzung der Rahmen relativ zueinander vorgesehen sind, und wobei zumindest eine Einstellschraube vorgesehen ist, die bei Betätigung eine relative Bewegung zwischen Grundrahmen und dem ersten oder zweiten Zwischenrahmen bewirkt.

Die Verwendung von zwei beweglich gehaltenen Zwischenrahmen erlaubt eine Einstellung bzw. Ausrichtung des Sensors in einem breiten Bereich. Beispielsweise kann der Sensor am zweiten Zwischenrahmen gehalten sein und der zweite Zwischenrahmen ist drehbar am ersten Zwischenrahmen gehalten. Der erste Zwischenrahmen, der somit den zweiten Zwischenrahmen und damit auch den Sensor trägt, ist wiederum drehbar am Grundrahmen gehalten. Die beiden Drehachsen stehen orthogonal zueinander, sodass durch eine Verstellung des ersten und des zweiten Zwischenrahmens eine flexible Ausrichtung des Sensors möglich ist. Die Verstellung von zumindest einem der Zwischenrahmen erfolgt dabei vorteilhaft nicht (nur) von Hand, sondern über eine geeignete Einstellschraube. Die Einstellschraube ist derart vorgesehen, dass bei Betätigung der Schraube eine relative Bewegung zwischen Grundrahmen und dem ersten oder zweiten Zwischenrahmen erfolgt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Einstellschraube in einer Durchgangsbohrung mit Innengewinde an einem der Rahmen gehalten ist. Beim Drehen der Einstellschraube bewegt sich die Spitze der Schraube und kann beispielsweise über einen Kontakt mit dem jeweils anderen Rahmen auf diesen einwirken. Die Auswahl einer geeigneten Schraube erlaubt somit eine sehr feine Einstellung bzw. Ausrichtung der beiden Rahmen zueinander, und damit des Sensors. Insbesondere erlaubt es die Verwendung einer Einstellschraube, dass die Sensorhalterung von einer einzelnen Person eingestellt werden kann. Die Einstellschaube kann bspw. auch am ersten Zwischenrahmen vorgesehen sein und auf den zweiten Zwischenrahmen wirken. Auch hierduch kommt es zu einer (indirekten) relativen Bewegung zwischen Grundrahmen und Zwischenrahmen.

Vorzugsweise ist zumindest eines der Mittel zur Festsetzung der Rahmen relativ zueinander derart ausgebildet, dass es in eine Stellung verbringbar ist, in der die zumindest eine Einstellschraube eine relative Bewegung zwischen Grundrahmen und dem ersten oder zweiten Zwischenrahmen bewirken kann. Die Mittel zur Festsetzung der Rahmen zueinander können beispielsweise Schraubverbindungen sein, die soweit gelockert werden können, dass eine Bewegung der Rahmen zueinander mittels der Einstellschraube möglich ist, die Rahmen sich jedoch nicht von selbst, beispielsweise aufgrund der Schwerkraft, verstellen können. Mit anderen Worten, die Mittel zur Festsetzung der Rahmen können vorzugsweise unterschiedlich stark wirken. Im endgültigen Betrieb bewirken diese eine starre und unbewegliche Haltung der Rahmen zueinander.

Zur Grobeinstellung des Sensors können diese vollständig gelockert werden, sodass die Rahmen ohne weiteres von Hand relativ zueinander bewegt werden können. In einer Zwischenstellung sind die Rahmen zwar relativ zueinander festgesetzt, jedoch in einem Fixierungsgrad, der durch Betätigung der Einstellschraube noch überwunden werden kann. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, den Sensor manuell in der gewünschten Position zu halten, während die Mittel zur Festsetzung angezogen werden.

Vorzugsweise sind am zweiten Zwischenrahmen Mittel vorgesehen, mit denen ein am zweiten Zwischenrahmen befestigter Sensor relativ zum zweiten Zwischenrahmen um eine dritte Drehachse drehbar ist, wobei die dritte Drehachse vorzugsweise orthogonal zur ersten und zweiten Drehachse ausgerichtet ist. Der Sensor kann somit um drei orthogonal zueinander ausgerichteter Drehachsen gedreht werden, wodurch eine flexible und beliebige Einstellung des Sensors im Raum möglich ist. Der Sensor kann dabei direkt am zweiten Zwischenrahmen befestigt sein oder über weitere Zwischenrahmen, die eine starre Fixierung des Sensors am zweiten Zwischenrahmen bewirken oder alternativ weitere Bewegungen erlauben.

Vorzugsweise weist die Sensorhalterung Drehbolzen auf, um die Verdrehbarkeit zu bewirken. Die Verwendung von Drehbolzen ist eine robuste, kostengünstige Maßnahme, um die Schwenk- bzw. Drehbewegung der verschiedenen Rahmen bzw. des Sensors zu verwirklichen. Beispielsweise kann die Verdrehbarkeit um die Drehbolzen erfolgen und jedem Drehbolzen ist vorzugsweise eine zusätzliche Feststellschraube zugeordnet, die eine Verdrehung erlaubt, wenn sie entsprechend locker ist und eine Verdrehung verhindert, wenn sie entsprechend fest angezogen ist.

Vorzugsweise ist die Einstellschraube am Grundrahmen gehalten und bewegt sich bei Betätigung auf den ersten Zwischenrahmen zu, oder die Einstellschraube ist im ersten Zwischenrahmen gehalten, und bewegt sich bei Betätigung auf den Grundrahmen zu.

Weiter vorzugsweise sind zumindest zwei Einstellschrauben vorgesehen, wobei eine erste Einstellschraube eine relative Bewegung um die erste Drehachse zwischen Grundrahmen und dem ersten Zwischenrahmen bewirkt und die zweite Einstellschraube eine relative Bewegung um die dritte Drehachse zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenrahmen bewirkt oder eine Bewegung um eine dritte Drehachse zwischen dem zweiten Zwischenrahmen und einem Sensor, der am zweiten Zwischenrahmen drehbar gehalten ist. Das vorsehen von zwei Einstellschrauben ermöglicht eine besonders flexible und einfache Einstellung bzw. Ausrichtung des Sensors am Fahrzeug. Für die Drehung um die Hochachse des Sensors ist eine Einstellschraube nicht zwingend erforderlich, da hier der Sensor sich nicht durch die Schwerkraft verstellen kann.

Vorzugsweise sind die Mittel zur Festsetzung der Rahmen relativ zueinander Schraubverbindungen, die eine feste Fixierung der Rahmen zueinander erlauben. Schraubverbindungen haben den Vorteil, dass diese je nach dem vorgenommenen Anzugsmoment von einer nur leichten Fixierung der Rahmen zueinander bis zu einer sehr festen Fixierung der Rahmen zueinander einstellbar sind. Beispielsweise können die Schrauben so weit gelockert werden, dass zwei Rahmen relativ zueinander bewegt werden können, indem die Einstellschraube betätigt wird. Das Anzugsmoment ist dabei jedoch noch ausreichend stark, dass es nicht zu einer unerwünschten selbsttätigen Verstellung der beiden Rahmen kommt, beispielsweise aufgrund der Wirkung der Schwerkraft.

Vorzugsweise ist am zweiten Zwischenrahmen ein Sensor, insbesondere ein Lasersensor befestigt. Der Sensor dient vorteilhaft dazu das Umfeld bzw. die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen, um beispielsweise einen autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeugs zu erlauben, oder um die Sicherheit des Betriebs des Fahrzeugs zu erhöhen, beispielsweise durch die Detektion von anstehenden Kollisionen.

Figurenliste

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:

  • 1 schematisch eine Sensorhalterung für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung;
  • 2 die Sensorhalterung von 1 in einer um 180° um die Hochachse gedrehten Ansicht und
  • 3 die Sensorhalterung der 1 ohne Grundrahmen und ohne ersten Zwischenrahmen.

Beschreibung eines bevorzugten Beispiels

In 1 ist eine Sensorhalterung 1 für ein Fahrzeug dargestellt, welches einen Sensor 40 trägt. Die Sensorhalterung 1 umfasst einen Grundrahmen 10, der einen Befestigungsbügeln 11 mit Befestigungsschrauben 12 zur Befestigung des Grundrahmens an einem Fahrzeug aufweist. Der Bügel 11 und die Schrauben 12 sind somit Befestigungsmittel zur Befestigung des Grundrahmens. Weiter umfasst die Halterung einen ersten Zwischenrahmen 20, der um eine erste Achse X drehbar am Grundrahmen 10 gehalten ist. Hierzu ist ein Drehbolzen 21 vorgesehen. Dem Drehbolzen 21 ist eine Fixierschraube 22 zugeordnet, die die beiden Rahmen fest miteinander verbinden kann. Eine Einstellschraube 23 ist am ersten Zwischenrahmen 20 gelagert. Sie durchtritt eine Durchgangsbohrung mit Innengewinde, die in einem Flügel 24 des ersten Zwischenrahmens 20 vorgesehen ist. Man erkennt, dass die Spitze 25 der Einstellschraube 23 auf eine Oberfläche des Grundrahmens wirkt. Durch eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn bewegt sich die Einstellschraube 23 in der gezeigten Anordnung nach unten und drückt auf den Grundrahmen 10. Hierdurch kann bei Betätigung der Einstellschraube eine genau justierbare Bewegung zwischen dem Grundrahmen und dem ersten Zwischenrahmen erreicht werden.

Am ersten Zwischenrahmen 20 ist ein zweiter Zwischenrahmen 30 vorgesehen, der gegenüber dem ersten Zwischenrahmen 20 um eine zweite Achse Z drehbar gelagert ist. Im eingebauten Zustand der Halterung am Fahrzeug stellt diese Achse Z die Hochachse dar. Als Drehachse dient hier ein Drehbolzen 31, dem zwei Fixierschrauben 32 zugeordnet sind. Die Fixierschrauben 32 bewirken eine starre Verbindung des ersten und zweiten Zwischenrahmens und müssen entsprechend gelockert werden, wenn eine Verstellung der beiden Rahmen zueinander gewünscht ist. Am zweiten Zwischenrahmen 30 ist eine weitere Einstellschraube 33 vorgesehen, die direkt auf das Gehäuse des Sensors 40 wirkt. Der Sensor 40 ist wiederum um eine dritte Drehachse Y am zweiten Grundrahmen 30 drehbar gelagert. Hierzu dient ein Drehbolzen 41 und eine entsprechende Fixierschraube 42.

In 2 ist die Sensorhalterung der 1 in einer um 180° um die Z-Achse gedrehten Ansicht gezeigt. Diese Ansicht soll das Verständnis der Konstruktion erleichtern.

In 3 ist die Sensorhalterung aus 1 gezeigt, wobei zur besseren Übersichtlichkeit der Grundrahmen 10 und der erste Zwischenrahmen 20 entfernt sind. Man erkennt, dass der Sensor 40 über Adapterplatten 45 mit dem zweiten Zwischenrahmen 30 verbunden ist. Zur Verschwenkung des Sensors 40 relativ zum zweiten Zwischenrahmen 30, muss die Fixierschraube 42 gelockert werden, wonach eine Feineinstellung mittels der Einstellschraube 33 möglich ist. Wenn die gewünschte Einstellung erreicht ist, wird die Fixierschraube 42 wieder angezogen. Mit Bezugszeichen 47 sind Strom- und Datenanschlüsse bezeichnet und Bezugszeichen 46 bezeichnet ein Bedienfeld des Sensors 40.