AT523939A4 - Kletterroboter für die Bewegung auf einer Oberfläche - Google Patents

Description

Kletterroboter für die Bewegung auf einer Oberfläche

Die Erfindung betrifft einen Kletterroboter für die Bewegung auf einer Oberfläche, insbesondere einer holzigen Oberfläche umfassend eine Trägereinheit, eine erste Festsetzeinheit, eine zweite Festsetzeinheit, wobei die Trägereinheit eine Trägerebene definiert und jede Festsetzeinheit eine Festsetzachse aufweist, wobei jede Festsetzeinheit derart mit der Trägereinheit verbunden ist, sodass sich zwischen jeder Festsetzachse und der Trägerebene ein Winkel bildet, wobei jede Festsetzeinheit auf der

Oberfläche festsetzbar ist,

Ein solcher Kletterroboter kann für Arbeiten auf Bäumen eingesetzt werden. Die Rinde des Baumes kann dabei der - holzigen Oberfläche - entsprechen. Für Arbeiten dieser Art ist eine hohe Beweglichkeit gefordert, wobei gleichzeitig eine gewisse Sicherheit bei der Fortbewegung gewährleistet werden soll. Damit ist insbesondere das sichere Halten des

Kletterroboters an der holzigen Oberfläche gemeint.

Beispielsweise ist ein solcher Kletterroboter aus der Veröffentlichungen CN105963931A bekannt geworden. Dieser führt wiederholende Linearbewegungen in Kombination mit abwechselnden Haltebewegungen aus, um sich auf der Oberfläche eines Baumes fortzubewegen. Jedoch fehlt es diesem Kletterroboter an weiteren Freiheitsgraden in

seiner Bewegung.

Weiters sind auch Kletterroboter für Bäume bekannt geworden, welche ihre Bewegungsfreiheit über flexible Trägereinheiten schaffen. Diese fragile Bauweise kann zu einer Gewichtsreduktion führen, jedoch sind solche Ausführungen wenig stabil und

ebenfalls eingeschränkt in ihrer Beweglichkeit.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher die genannten Probleme zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Kletterroboter dadurch gelöst, dass jede Festsetzachse eine Drehachse bildet, um welche die Trägereinheit zur jeweiligen Festsetzeinheit drehbar ist, wobei der Kletterroboter zumindest einen ersten Rotationszustand einnehmen kann, in welchem ersten Rotationszustand sich die erste Festsetzeinheit in einem festgesetzten Zustand befindet und sich die zweite

Festsetzeinheit in einem nicht-festgesetzten Zustand befindet.

Eine solche Drehachse erlaubt die Drehung der Trägereinheit samt der damit verbundenen Festsetzeinheit um eine Festsetzachse. Der Kletterroboter kann sich somit

im Rotationszustand ausrichten und mit erhöhten Freiheitsgraden fortbewegen.

Mit Festsetzen sei in Zusammenhang mit der Erfindung das feste Fixieren und Halten an einem Körper oder zumindest dessen Oberfläche, insbesondere der holzigen Oberfläche eines Baumes zu verstehen. Die Festsetzeinheit ist demnach in der Lage sich an der Oberfläche eines Körpers zu fixieren und bei Bedarf diese Fixierung zu lösen. Daraus ergibt sich für Jede Festsetzeinheit ein festgesetzter Zustand in welchem zumindest ein Teil der Festsetzeinheit drehfest an der Oberfläche fixiert ist und ein nicht-festgesetzter Zustand in welchem keine Fixierung an der Oberfläche besteht. Im festgesetzten Zustand kann die Festsetzachse im wesentlichen Normal zur Oberfläche stehen. Ein Synonym für

„festsetzen“ ist im Sinne der Erfindung demnach „fixieren“.

Mit Rotationszustand ist ein Zustand gemeint in welchem sich zumindest ein Teil des

Kletterroboters um die Festsetzachse einer festgesetzten Festsetzeinheit drehen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der

abhängigen Patentansprüche.

Um einen besonders kompakten Aufbau zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass der ersten Festsetzeinheit ein erster Rotationsaktuator zugeordnet ist und der zweiten Festsetzeinheit ein zweiter Rotationsaktuator zugeordnet ist, wobei jeder Rotationsaktuator dazu eingerichtet ist die jeweilige Festsetzeinheit so anzutreiben, sodass diese auf der Oberfläche festsetzbar ist und jeder Rotationsaktuator eine

Rotationsachse aufweist, welche mit der jeweiligen Festsetzachse zusammenfällt.

Eine besonders gewichtsarme Ausführung kann dadurch erreicht werden, dass im ersten Rotationszustand, der erste Rotationsaktuator dazu eingerichtet ist die Trägereinheit um

die Festsetzachse der ersten Festsetzeinheit zu drehen. Eine besonders große Bewegungsfreiheit kann sich ergeben, wenn der Winkel zwischen

der Trägerebene und der Festsetzachse der ersten Festsetzeinheit über zumindest einen

ersten Aktuator einstellbar ist und der Winkel zwischen der Trägerebene und der

Festsetzachse der zweiten Festsetzeinheit über zumindest einen zweiten Aktuator

einstellbar ist.

Eine besonders bauteilarme und somit leichte Ausführung kann erreicht werden, wenn zumindest eine Festsetzeinheit eine Schraube aufweist über welche die zumindest eine Festsetzeinheit an der Oberfläche festsetzbar ist, wobei die Schraube eine

selbstschneidende Schraube ist.

Hinsichtlich der Kompaktheit kann es vorteilhaft sein, wenn die Schraube eine Schraubenlängsachse aufweist, wobei die Schraube vom Rotationsaktuator der

zumindest einen Festsetzeinheit um diese Schraubenlängsachse drehbar ist.

Um eine besonders oberflächenschonende Ausführung zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Festsetzeinheit einen Greifer aufweist über welchen die zumindest eine Festsetzeinheit mittels einer Greifbewegung an der Oberfläche

festsetzbar ist.

In dieser Ausführung kann ein besonders kompakter und sicherer Aufbau erreicht werden, wenn die Greifbewegung durch die Drehung einer Gewindestange um eine Gewindelängsachse ausführbar ist und die Gewindestange vom Rotationsaktuator der

zumindest einen Festsetzeinheit um die Gewindelängsachse drehbar ist.

Insbesondere wenn die Gewindelängsachse mit der Rotationsachse des Rotationsaktuators der zumindest einen Festsetzeinheit zusammenfällt, ergeben sich

besondere Vorteile hinsichtlich der Kompaktheit.

Besonders hilfreich hinsichtlich einer präzisen Ausrichtung kann es sein, wenn der zumindest einen Festsetzeinheit zumindest ein weiterer Aktuator zugeordnet ist, welcher dazu eingerichtet ist den Greifer im nicht-festgesetzten Zustand der zumindest einen

Festsetzeinheit um deren Festsetzachse zu drehen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Rotationsaktuator und der zumindest eine

weitere Aktuator der zumindest einen Festsetzeinheit in einem gemeinsamen Gehäuse

drehfest zueinander gehalten werden.

Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Rotationsaktuator und/oder der zumindest eine weitere Aktuator der zumindest einen Festsetzeinheit entlang einer Parallelen zur Festsetzachse der zumindest einen Festsetzeinheit im Gehäuse geführt

wird.

Dabei kann es besonders zweckdienlich sein, wenn im ersten Rotationszustand der zumindest eine weitere Aktuator und der erste Rotationsaktuator gleichzeitig betrieben werden können, sodass die Trägereinheit um die Festsetzachse der ersten

Festsetzeinheit drehbar ist.

Die Erfindung und deren Vorteile werden im Folgenden anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die wesentlichen Komponenten und Funktionsweisen der Erfindung werden in den folgenden Figuren

veranschaulicht, dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Kletterroboters Fig. 2a eine Schnittdarstellung durch eine Festsetzeinheit entlang der A-A Linie in Fig. 1 Fig. 2b eine Schnittdarstellung durch eine Festsetzeinheit in einem anderen Zustand

Fig. 3 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des Kletterroboters

In den folgenden Figuren Fig. 1 bis Fig. 4 werden nun Ausführungsbeispiele und die Funktionsweisen der Erfindung näher erläutert. Die Figuren sind nur beispielhaft und in vereinfachter Darstellungen zu sehen um die wesentlichen Komponenten besser beschreiben zu können. Zusatzelemente, wie beispielsweise Dichtungen, Stabilisierungselemente, Schutzabdeckungen, Sensoren oder dergleichen sind nicht

dargestellt.

Zusätzliche Elemente wie beispielsweise einen Akku welcher einen mobilen Einsatz ermöglicht oder Abstandssensoren o.ä. die für eine teilautonome oder vollautonome Bewegung notwendig sind werden ebenfalls nicht thematisiert um die Erfindung und deren wesentliche Funktion besser beschreiben zu können. Auch ist das Mitführen verschiedenster Arbeitsgeräte möglich, welche ebenfalls der Übersichtshalber nicht

gezeigt werden.

Fig. 1 zeigt einen Kletterroboter 1 umfassend, eine Trägereinheit 2, eine erste Festsetzeinheit 3, eine zweite Festsetzeinheit 4, wobei die Trägereinheit 2 eine Trägerebene 21 definiert und jede Festsetzeinheit 3, 4 eine Festsetzachse 31, 41 aufweist, wobei jede Festsetzeinheit 3, 4 derart mit der Trägereinheit 2 verbunden ist, sodass sich zwischen jeder Festsetzachse 31, 41 und der Trägerebene 21 ein Winkel

bildet, wobei jede Festsetzeinheit 3, 4 auf einer Oberfläche festsetzbar ist.

Unter Trägerebene kann jene Ebene verstanden werden, welche sich wie in Fig. 1 ersichtlich im Wesentlichen parallel zu einer Trägerlängsachse und zu einer Trägerbreitenachse aufspannt. Die Trägereinheit ist bevorzugt eine starre Einheit. Jedoch ist die Ausführung der Trägereinheit nicht darauf beschränkt. Auch kann die Trägereinheit aus mehreren Subkomponenten bestehen, welche wiederum zueinander verstellbar sind. Wesentlich ist, dass sich eine Trägereinheit 2 ergibt, welche mit zwei Festsetzeinheiten 3,4 verbunden ist, sodass sich zwischen jeder Festsetzachse 31, 41 und der Trägerebene 21 ein Winkel bildet.

Entsprechende Materialien für eine solche Trägereinheit sind hinlänglich bekannt und werden entsprechend dem Einsatzzweck gewählt. Daher wird darauf nicht näher

eingegangen.

Der Winkel zwischen der Trägerebene 21 und der Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 ist in dieser Ausführungsform über zwei erste Aktuatoren 80,80‘ einstellbar und der Winkel zwischen der Trägerebene und der Festsetzachse 41 der zweiten Festsetzeinheit 4 ist über zwei zweite Aktuatoren 81, 81‘ einstellbar. Die zwei ersten Aktuatoren 80,80‘ und die zwei zweiten Aktuatoren 81, 81‘ sind dabei als Servomotoren ausgeführt, womit die Steuerung vereinfacht wird. Auch kann es besonders vorteilhat sein, nur einen ersten Aktuator und nur einen zweiten Aktuator zu verwenden und diese als Doppelwellenmotoren oder als Servomotoren mit Doppelachse

auszuführen um die Stabilität zu erhöhen und gleichzeitig Gewicht einzusparen.

Jedenfalls sind die beiden ersten Aktuatoren 80, 80‘ einerseits mit dem Träger 2 verbunden und andererseits mit dem Gehäuse 90. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Welle (nicht gezeigt) der beiden ersten Aktuatoren 80, 80° das Verbindungselement zwischen dem Gehäuse 90 und der Trägereinheit 2 dar. Als Welle

wird dabei der rotierende Schaft eines Aktuators verstanden. Im Gehäuse 90 wird der

erste Rotationsaktuator 5 und ein weiterer Aktuator 7 der ersten Festsetzeinheit 3 gehalten. Die Funktion des weiteren Aktuators 7 und des ersten Rotationsaktuators 5 wird später beschrieben. Durch die Verbindung über die Wellen der beiden ersten Aktuatoren 80, 80‘ mit dem Gehäuse ist es möglich durch Ansteuern der beiden ersten Aktuatoren 80, 80‘ den Winkel zwischen der Trägerebene 21 und der Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 einzustellen. Es versteht sich von selbst, dass dabei die Wellen der beiden ersten Aktuatoren 80, 80‘ entlang einer Achse angeordnet sind. Der Winkel beträgt in der gezeigten Stellung 90°. In der gezeigten Ausführungsform ist der Kletterroboter 1 im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut, womit der beschriebene Aufbau ebenso für die zweite Seite, an welchem sich die zweite Festsetzeinheit 4 des Kletterroboters 1 befindet, gilt. Die Winkel sind bevorzugt zwischen 10° und 350°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 330° individuell einstellbar.

In dieser Ausführungsform weisen beide Festsetzeinheiten 3, 4 jeweils einen Greifer 6 auf, über welche die jeweiligen Festsetzeinheiten 3, 4 mittels einer Greifbewegung an der Oberfläche (in Fig. 1 nicht dargestellt) festsetzbar sind. Anstatt eines Greifers 6 können auch andere Festsetzmittel eingesetzt werden. Beispielsweise können die Festsetzeinheiten 3, 4 selbstschneidende Schrauben (nicht gezeigt) aufweisen über welche die Festsetzeinheiten an der Oberfläche festsetzbar sind. Werden Schrauben eingesetzt, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese über ein Gewinde verfügen welches für Holz geeignet ist, insbesondere ein Gewinde welches selbstbohrend bzw. selbstschneidend über eine Drehbewegung in Holz einbringbar ist. Welches Festsetzmittel tatsächlich verwendet wird, hängt von der Anwendung ab. Ein Greifer ist besonders schonend zur Oberfläche und kann mit entsprechenden Mitteln (im nächsten Absatz) beschrieben versehen sein, um eine möglichst gute Festsetzung zu ermöglichen,

ohne oder nur in geringem Ausmaß die Oberfläche zu beschädigen bzw. zu verletzen.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Greifer 6 als Scherengreifer ausgeführt und weist vier Greifarme 61 auf, über welche eine Greifbewegung ausführbar ist. Über diese Greifbewegung kann sich die Festsetzeinheit 3 an der Oberfläche festsetzen. Der Bewegungsablauf wird in Fig. 2a und Fig. 2b näher beschrieben. Weiters weist jeder Greifarm 61 einen Ansetzbereich 62 auf. Dabei können die Materialeigenschaften der Greifarme 61 selbst ausreichen um eine sichere Festsetzung bzw. Fixierung an der Oberfläche zu erreichen. Bevorzugt sind die Ansetzbereiche 62 mit wechselbaren

Metallspitzen ausgestattet. Besonders bevorzugt sind die Ansetzbereiche 62 mit einem

elastischen oder weichen Material versehen, welches für eine besonders sichere und

schonende Festsetzung an der Oberfläche sorgt.

Ist eine oberflächenschonende Festsetzung nicht notwendig, weil beispielsweise ein Baum ohnehin vollständig gefällt werden muss, dann können selbstschneidende Schrauben anstatt der Greifer eingesetzt werden, um so die Komponenten auf ein Minimum zu reduzieren und weiter Gewicht einzusparen. Die vorliegende Ausführung zeigt, dass sowohl die erste Festsetzeinheit 3, als auch die zweite Festsetzeinheit 4 jeweils einen Greifer 6, 10 aufweisen. Jedoch ist auch eine Kombination aus verschiedenen Festsetzmitteln möglich, beispielsweise könnte die erste Festsetzeinheit 3 einen Greifer 6 aufweisen und die zweite Festsetzeinheit 4 eine selbstschneidende Schraube über welche die jeweiligen Festsetzeinheiten 3, 4 auf der Oberfläche

festsetzbar sind.

Fig. 2a und Fig. 2b zeigen nun einen Schnitt entlang der A-A Linie aus Fig.1. Unter anderem sind die erste Festsetzeinheit 3 sowie zusätzliche wesentliche Komponenten der Ausführung - dazu gehören der erste Rotationsaktuator 5, dessen Rotationsachse 54, der Träger 2, die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 und der Greifer 6 zu sehen. Das Zusammenwirken dieser, sowie weitere Komponenten wird nun anhand

dieser beiden Figuren Fig. 2a, Fig. 2b beschrieben.

Dabei stellt Fig. 2a einen ersten Zustand einer Greifbewegung dar, bei dem der Greifer 6 mit seinen Greifarmen 61 geschlossen ist. Hingegen zeigt Fig. 2b einen zweiten Zustand einer Greifbewegung, bei dem der Greifer 6 mit seinen Greifarmen 61 geöffnet sind. Die jeweiligen Zustände sind in einer perspektivischen Darstellung in Fig. 3 gezeigt. Der Greifer 6 weist eine Öffnungsweite auf, welche in Fig. 2a und Fig. 2b in die Bildebene zeigen würde. Die Öffnungsweite bzw. der Schließweg der Greifarme 61 hängt dabei vom Aufbau des Greifers ab und wird entsprechend der Anwendung gewählt. Die Öffnungsweite entspricht dabei dem Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Ansetzbereichen 62 entlang des SchlieRweges, wobei der SchlieRweg jener Abstand ist, der sich bei einer Greifbewegung verändert. Bevorzugt beträgt die Öffnungsweite mindestens 1/3, besonders bevorzugt mindestens 1/2 des Abstands zwischen der Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 und der Festsetzachse 41 der zweiten

Festsetzeinheit 4.

Wie in Fig. 2a ersichtlich, ist nun der ersten Festsetzeinheit 3 ein erster Rotationsaktuator 5 zugeordnet. Dieser erste Rotationsaktuator 5 besteht in dieser Ausführung aus einem Gleichstrommotor 51 und einer Getriebebox 52. Diese Getriebebox 52 reduziert die Nenndrehzahl des Gleichstrommotors 51. Beispielsweise wird eine Nenndrehzahl des

Gleichstrommotors 51 von 10.000 U/min auf 60 U/min reduziert.

die Greifbewegung des Greifers 6 wird durch die Drehung einer Gewindestange 63 um eine Gewindelängsachse 64 ausgeführt wobei die Gewindestange 63 vom ersten Rotationsaktuator 5 um die Gewindelängsachse 64 drehbar ist. Der Gleichstrommotor 51 treibt also über die Getriebebox 52 die Gewindestange 63 an. Die Gewindestange 63 weist an ihrem Ende ein aufgepresstes Halteelement 65 auf, welches fest an der Gewindestange 63 fixiert ist. Dieses Halteelement 65 ist drehbar im unteren Steg 66 des Greifers 6 gelagert. Der obere Steg 67 des Greifers 6 weist ein Gegengewinde 68 auf. Der obere Steg 67 und der untere Steg 66 sind entsprechend des Aufbaus eines Scherengreifers über Zwischenelemente 69 und über die Greifarme 61 miteinander verbunden. Wird nun der Rotationsaktuator 5 angesteuert und somit die Gewindestange 63 um deren Gewindelängsachse 64 gedreht, so ändert sich der Abstand zwischen dem oberen Steg 67 und dem unteren Steg 66. Abhängig von der Gewindeausführung und der Drehrichtung nähert sich der obere Steg 67 dem unteren Steg 66 an oder entfernt sich von diesem. Entsprechend des Aufbaus eines Scherengreifers öffnet der Greifer 6 bzw. geht der Greifer 6 in den zweiten Zustand der Greifbewegung über wenn sich der obere Steg 67 dem unteren Steg 66 annähert. Der offene Zustand ist in Fig. 2b ersichtlich.

Die Öffnungsweite hängt dabei unter anderem von der Länge der Gewindestange 63 ab.

Ebenfalls erkennbar ist, dass die Rotationsachse 54 des ersten Rotationsaktuators 5 mit der Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 zusammenfällt. Um einen Bewegungsablauf besser erklären zu können wird nun angenommen, dass Fig. 2a einen ersten Rotationszustand zeigt, in welchem ersten Rotationszustand sich die erste Festsetzeinheit 3 in einem festgesetzten Zustand befindet und sich die zweite Festsetzeinheit (in Fig. 2a nicht gezeigt) in einem nicht-festgesetzten Zustand befindet. Die Trägereinheit 2 ist über die Wellen der beiden ersten Aktuatoren und über das Gehäuse 90 mit dem ersten Rotationsaktuator 5 verbunden. Befindet sich diese erste Festsetzeinheit 3 nun in einem festgesetzten Zustand und wird der Rotationsaktuator 5 angesteuert, so kommt es aufgrund der nicht-festgesetzten zweiten Festsetzeinheit 4 —

und damit aufgrund des fehlenden Gegenmoments zu einer Drehung der Trägereinheit 2

um die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3. Damit ist im ersten Rotationszustand der erste Rotationsaktuator 5 dazu eingerichtet die Trägereinheit 2 um die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 zu drehen. Es versteht sich von selbst, dass damit der gesamte Kletterroboter 1 um die Festsetzachse 31 gedreht wird, wobei jedoch der Greifer 6 der ersten Festsetzeinheit 3 fest in Position bleibt. Dieser Vorgang

ist noch einmal in Fig. 3 anhand einer perspektivischen Darstellung beschrieben.

Dieser erste Rotationszustand kann einerseits zur Ausrichtung des Kletterroboters 1, andererseits auch zur Fortbewegung des Kletterroboters 1 verwendet werden. Bei der Fortbewegung würde der Kletterroboter 1 abwechselnd einen ersten Rotationszustand, bei welchem sich die erste Festsetzeinheit 3 in einem festgesetzten Zustand und sich die zweite Festsetzeinheit 4 in einem nicht-festgesetzten Zustand befindet und einen zweiten Rotationszustand, bei welchem sich die zweite Festsetzeinheit 4 in einem festgesetzten Zustand und sich die erste Festsetzeinheit 3 in einem nicht-festgesetzten Zustand

befindet einnehmen.

Es wird also das grundsätzliche Prinzip eines Rotationsaktuator genutzt. Jeder Rotationsaktuator weist zwei zueinander drehbare Elemente auf. Das eine Element ist dabei mit dem Gehäuse 90 verbunden und das andere Element ist mit dem Greifer 6 verbunden. Im ersten Rotationszustand rotiert das erste Element um das andere Element

und im zweiten Rotationszustand rotiert das andere Element um das erste Element.

Wird anstatt des Greifers 6 eine selbstschneidende Schraube verwendet, so würde die Schraubenlängsachse mit der Rotationsachse 54 des ersten Rotationsaktuators 5

zusammenfallen.

Ferner ist der weitere Aktuator 7 zu sehen, welcher der ersten Festsetzeinheit 3 zugeordnet ist. Dieser weitere Aktuator 7 weist einen weiteren Gleichstrommotor 71 auf, welcher über eine weitere Getriebebox 72 und einen Schaft 73 ein Zahnrad 74 antreibt. Dieses Zahnrad 74 steht in Eingriff mit einer Innenverzahnung eines Hohlrades 67a,

welches einstückig mit dem oberen Steg 67 ausgebildet ist.

Der erste Rotationsaktuator 5 und der weitere Aktuator 7 der ersten Festsetzeinheit 3 werden im gemeinsamen Gehäuse 90 drehfest zueinander gehalten. Da das Zahnrad 74

des weiteren Aktuators 7 in dieser Ausführung in Eingriff mit dem Hohlrad 67a des oberen

Steges 67 steht, wird der weitere Aktuator 7 über eine Führeinheit 75 mit dem oberen Steg 67 mitgeführt. Diese Führeinheit 75 ist fest an dem weiteren Aktuator 7 fixiert und drehbar um die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 gelagert. Die Führeinheit 75 wird dabei über eine Feder 76 auf einen Dom 67b des oberen Stegs 67 gedrückt. Entlang der Mittelachse dieses Doms 67b erstreckt sich die Gewindeachse 64 welche in dieser Ausführung mit der ersten Rotationsachse 54 sowie mit der Festsetzachse 31 der

ersten Festsetzeinheit 3 zusammenfällt.

Damit wird der weitere Aktuator 7/7 entlang einer Parallelen zur Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 im Gehäuse 90 geführt. Dadurch wird eine sichere Bewegung des weiteren Aktuators 7/7 mittels der Führeinheit 75 entlang der Parallelen zur Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 gewährleistet, wenn sich der Abstand zwischen dem oberen Steg 67 und dem unteren Steg 66 durch Drehung der

Gewindestange 63 um die Gewindelängsachse 64 ändert.

Dieser weitere Aktuator 7 ist nun dazu eingerichtet den Greifer 6 über das Zahnrad 74, welches in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrads 67a steht im nichtfestgesetzten Zustand der ersten Festsetzeinheit 3 um die Festsetzachse 31 zu drehen.

Dazu wird der Gleichstrommotor 71 des weiteren Aktuator 7 entsprechend angesteuert.

Durch die Kombination der Getriebebox 72 mit der Übersetzung des Zahnrades 74 zur Innenverzahnung des Hohlrads 67a ergibt sich eine entsprechende Drehzahl des Greifers 6 sobald der weitere Aktuator 7 angesteuert wird. Diese Drehzahl kann gleich jener Drehzahl sein, die sich für den ersten Rotationsaktuator 5 durch die Übersetzung der Getriebebox 52 ergibt, bevorzugt ist diese Drehzahl des weiteren Aktuators 7 jedoch

wesentlich kleiner als die Drehzahl des ersten Rotationsaktuators.

Wird dieser weitere Aktuator 7 im ersten Rotationszustand gleichzeitig mit dem ersten Rotationsaktuator 5 oder alleine betrieben so kann die Trägereinheit 2 um die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 gedreht werden. Eine gleichzeitiger Betrieb des weiteren Aktuators / und des Rotationsaktuators 5 erlaubt eine Aufteilung des aufzubringenden Drehmoments, welches für eine Rotation der Trägereinheit 2 um die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 notwendig ist. Damit wird die

Lebensdauer des ersten Rotationsaktuators 5 und des weiteren Aktuators 7 signifikant

erhöht. Weiters können damit auch die verwendeten Gleichstrommotoren leichter

ausgeführt werden.

Auch kann ein zusätzlicher Aktuator vorgesehen sein, welcher baugleich zum weiteren Aktuator 7 ausgeführt ist und über ein Zahnrad in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrads 67a steht, um bei der Drehbewegung der Trägereinheit 2 im ersten Rotationszustand unterstützend mitzuwirken. Dieser zusätzliche Aktuator kann an einer

Anformung zur Führungseinheit 75 positioniert werden.

Fig. 2b zeigt eine weitere Schnittdarstellung der ersten Festsetzeinheit 3. Dabei befindet

sich der Greifer 6 in einem geöffneten Zustand.

In einer besonders bauteilarmen Ausführung kann, wie bereits eingangs erwähnt, die erste Festsetzeinheit 3 und/oder die zweite Festsetzeinheit 4 eine selbstschneidende Schraube aufweisen über welche die zumindest eine Festsetzeinheit an der Oberfläche festsetzbar ist. In einer solchen Ausführung ist die selbstschneidende Schraube um deren Schraubenlängsachse vom jeweiligen Rotationsaktuator drehbar. Durch Einschrauben der Schraube in die Oberfläche kann sich die jeweilige Festsetzeinheit an der Oberfläche festsetzen und im ersten Rotationszustand die Trägereinheit 2 um die Festsetzachse 31

der ersten Festsetzeinheit 3 drehen.

Nun zeigt Fig. 3 den Kletterroboter 1 im ersten Rotationszustand in welchem sich die erste Festsetzeinheit 3 in einem festgesetzten Zustand befindet und sich die zweite Festsetzeinheit 4 in einem nicht-festgesetzten Zustand befindet. Die erste Festsetzeinheit 3 ist demnach fest an der Oberfläche 100 fixiert. Damit ist es möglich die Trägereinheit 2 um die Festsetzachse 31 zu drehen. Dabei ist die zweite Festsetzeinheit 4 nicht an der Oberfläche 100 fixiert bzw. festgesetzt, somit ist der Greifer 10 der zweiten Festsetzeinheit 4 über den in Fig. 2a beschriebenen Mechanismus um die Festsetzachse 41 der zweiten Festsetzeinheit 4 drehbar und die Trägereinheit 2 um die Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 drehbar. Weiters wird gezeigt, dass der Winkel zwischen der Trägereinheit 2 und der Festsetzachse 31 der ersten Festsetzeinheit 3 ca. 130° beträgt und über die ersten Aktuatoren 80, 80‘ einstellbar ist und dass der Winkel zwischen der Trägereinheit 2 und der Festsetzachse 41 der zweiten Festsetzeinheit 4

135° beträgt und über die zweiten Aktuatoren 81, 81‘ einstellbar ist.

Claims (12)

Ansprüche

1. Kletterroboter (1) für die Bewegung auf einer Oberfläche, insbesondere einer

holzigen Oberfläche (100), umfassend

- eine Trägereinheit (2)

- eine erste Festsetzeinheit (3)

- eine zweite Festsetzeinheit (4),

wobei die Trägereinheit (2) eine Trägerebene (21) definiert und

jede Festsetzeinheit (3, 4) eine Festsetzachse (31, 41) aufweist,

wobei jede Festsetzeinheit (3, 4) derart mit der Trägereinheit (2) verbunden ist,

sodass sich zwischen jeder Festsetzachse (31, 41) und der Trägerebene (21) ein

Winkel bildet,

wobei jede Festsetzeinheit (3, 4) auf der Oberfläche (100) festsetzbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

* jede Festsetzachse (31, 41) eine Drehachse bildet, um welche die Trägereinheit (2) zur jeweiligen Festsetzeinheit (3, 4) drehbar ist,

* wobei der Kletterroboter (1) zumindest einen ersten Rotationszustand einnehmen kann, in welchem ersten Rotationszustand sich die erste Festsetzeinheit (3) in einem festgesetzten Zustand befindet und sich die zweite

Festsetzeinheit (4) in einem nicht-festgesetzten Zustand befindet.

2. Kletterroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Festsetzeinheit (3) ein erster Rotationsaktuator (5) zugeordnet ist und der zweiten Festsetzeinheit (4) ein zweiter Rotationsaktuator zugeordnet ist, wobei jeder Rotationsaktuator dazu eingerichtet ist die jeweilige Festsetzeinheit (3, 4) so anzutreiben, sodass diese auf der Oberfläche (100) festsetzbar ist und jeder Rotationsaktuator eine Rotationsachse (54) aufweist, welche mit der jeweiligen

Festsetzachse (31, 41) zusammenfällt.

3. Kletterroboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Rotationszustand, der erste Rotationsaktuator (5) dazu eingerichtet ist die Trägereinheit (2) um die Festsetzachse (31) der ersten Festsetzeinheit (3) zu

drehen.

4. Kletterroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Trägerebene (21) und der Festsetzachse (31) der ersten Festsetzeinheit (3) über zumindest einen ersten Aktuator (80, 80‘) einstellbar ist und der Winkel zwischen der Trägerebene (21) und der Festsetzachse (41) der zweiten Festsetzeinheit (4) über zumindest einen zweiten Aktuator (81, 81‘)

einstellbar ist.

5. Kletterroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Festsetzeinheit (3, 4) eine Schraube aufweist über welche die zumindest eine Festsetzeinheit (3, 4) an der Oberfläche (100) festsetzbar ist,

wobei die Schraube eine selbstschneidende Schraube ist.

6. Kletterroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube eine Schraubenlängsachse aufweist, wobei die Schraube vom Rotationsaktuator (5) der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) um diese Schraubenlängsachse drehbar ist.

7. Kletterroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Festsetzeinheit (3, 4) einen Greifer (6, 10) aufweist über welchen die zumindest eine Festsetzeinheit (3, 4) mittels einer

Greifbewegung an der Oberfläche (100) festsetzbar ist.

8. Kletterroboter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifbewegung durch die Drehung einer Gewindestange (63) um eine Gewindelängsachse (64) ausführbar ist und die Gewindestange (63) vom Rotationsaktuator (5) der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) um die

Gewindelängsachse (64) drehbar ist.

9. Kletterroboter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) zumindest ein weiterer Aktuator (7) zugeordnet ist, welcher dazu eingerichtet ist den Greifer (6) im nicht-festgesetzten Zustand der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) um deren Festsetzachse (31, 41) zu drehen.

10. Kletterroboter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsaktuator (5) und der zumindest eine weitere Aktuator (7) der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) in einem gemeinsamen Gehäuse (90) drehfest

zueinander gehalten werden.

11. Kletterroboter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsaktuator (5) und/oder der zumindest eine weitere Aktuator (7) der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) entlang einer Parallelen zur Festsetzachse

(31, 41) der zumindest einen Festsetzeinheit (3, 4) im Gehäuse (90) geführt wird.

12. Kletterroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Rotationszustand der zumindest eine weitere Aktuator (7) und der erste Rotationsaktuator (5) gleichzeitig betrieben werden können, sodass die Trägereinheit (2) um die Festsetzachse (31) der ersten Festsetzeinheit (3) drehbar ist.