DE102004022202B4

DE102004022202B4 - Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung um einen Umfangsrand eines Objektes

Info

Publication number: DE102004022202B4
Application number: DE200410022202
Authority: DE
Inventors: Florian Dipl.-Ing. Simons; Maximilian von Dipl.-Ing. Kleinsorgen; Christian Dipl.-Sys.-Wiss. Meyer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2024-05-06
Also published as: DE102004022202A1

Abstract

Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung wenigstens einer Funktionseinheit um einen Umfangsrand eines stationär angeordneten Objektes (1) mit einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform (2), mit wenigstens einer die Plattform (2) seitlich überragenden Einheit, die einen Endabschnitt aufweist, der von einer Rotationsachse (7) durchsetzt ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene, längs der sich die Plattform (2) in einer vorgebbaren Bewegungsrichtung fortbewegt, orientiert ist und um die ein Vorrichtungsteil (8) drehbar gelagert ist, das wenigstens eine konkav ausgebildete Innenkontur mit einer, eine lichte Weite aufweisenden Öffnungsseite vorsieht, die zumindest aus einer ersten Stellung, in der die Öffnungsseite in Bewegungsrichtung der Plattform (2) orientiert ist, durch Drehen des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7) in eine zweite Stellung überführbar ist, in der die Öffnungsseite entgegen der Bewegungsrichtung der Plattform (2) orientiert ist, und das längs der Innenkontur die wenigstens eine Funktionseinheit vorsieht, wobei das Vorrichtungsteil (8) während der Drehung mit der konkaven Innenkontour den Umfangsrand...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung um einen Umfangsrand eines Objektes.
In Fällen, in denen Objekte an ihrem peripheren Umfangsrand zu Zwecken unterschiedlichster technischer Zielsetzung umfahren bzw. umkreist werden müssen, bedarf es zumeist einer komplizierten Kinematik, soll der Forderung nach einer möglichst vollautomatischen und vollständigen Objektumkreisung entsprochen werden. Zur Illustration der im weiteren beschriebenen technischen Problematik sei beispielhaft auf die zumeist in regelmäßigen Abständen angeordnete Bepflanzung in Obstplantagen oder Weinanbaubepflanzungen hingewiesen, in denen jeweils benachbart zueinander angepflanzte Pflanzenstämme einen weitgehend äquidistanten Abstand zueinander aufweisen. Zur Vermeidung von parasitären, dem jeweiligen Pflanzenstamm umgebenden Pflanzenwuchs, gilt es möglichst lokal begrenzt und weitgehend in vorbestimmter Konzentration Unkrautvernichtungsmittel im Bereich um den jeweiligen Pflanzenstamm auszutragen. Insbesondere im Hinblick auf die große Anzahl einzelner, in jeweils regelmäßigen Abständen angeordneter Plantagenpflanzen gilt es, den um jeden einzelnen Pflanzenstamm zu deponierenden Unkrautvernichtungsmittelaustrag vollautomatisch auszuführen. Dies setzt eine Vorrichtung voraus, die den Pflanzenstamm im bodennahen Bereich umgibt bzw. umfährt, währenddessen ein lokal begrenzter und in vorgegebener Weise dosierter Unkrautmittelvernichtungsaustrag erfolgt.
Eine ähnliche technische Problemsituation stellt die Untersuchung an in regelmäßigen Abständen angeordneten stabförmigen Objekten vor, die beispielsweise an einer vorbestimmten Stelle längs ihrer stabförmigen Erstreckung einen Fügebereich, beispielsweise in Form einer Schweißnaht, vorsehen, die es gilt, mit Hilfe vorzugsweise berührungslos arbeitender Materialuntersuchungsverfahren zu inspizieren. Auch in diesem Fall gilt es, einen entsprechend konfektionierten Prüfkopf längs des zu untersuchenden Umfangsrandes des Objektes im Bereich der Fügestelle zu führen. Gilt es, eine große Vielzahl derartiger stabförmiger Objekte zu inspizieren, liegt die Forderung nach einer vollautomatisierten Lösung auf der Hand.
Die vorstehend genannten Beispiele dienen der rein repräsentativen Veranschaulichung der von der weiteren zu beschreibenden Vorrichtung zu erfüllenden technischen Funktion, die in nicht abschließender Weise bei einer Vielzahl technischer Anwendungsfälle eingesetzt werden kann. So sei beispielhaft auf Anwendungsfälle verwiesen, in denen eine gezielte Bearbeitung des Umfangsrandes oder am Bereich des Umfangsrandes eines Objektes vorzunehmen ist, beispielsweise die Durchführung eines Schweißprozesses, wobei die für die Bearbeitung erforderliche Werkzeugeinheit zumindest teilweise längs des Umfangsrandes des zu bearbeitenden Objektes zu führen ist.

Stand der Technik

Im Bestreben, ein Objekt an seinem Umfangsrandes mit Hilfe einer technischen Vorrichtung möglicht vollautomatisch zu umkreisen, liegt der Gedanke nahe, einen in geeigneter Weise gelenkig aufgebauten Roboterarm einzusetzen, der zumindest mit seinem Manipulatorendbereich um den peripheren Umfangsrand eines Objektes verschwenkbar ist. Eine mögliche Ausgestaltung einer derartigen darüber hinaus zur Eigenfortbewegung befähigten Vorrichtung ist in 2 dargestellt. So gilt es, eine Vielzahl von in Reihe angeordnete, vorzugsweise stabförmig ausgebildete Objekte 1 längs ihres Umfangsrandes, beispielsweise zu Zwecken einer lokal längs des Umfangsrandes aufzubringenden Oberflächenbeschichtung, die mit Hilfe einer geeigneten Materialausbringeinheit herstellbar ist, zu umkreisen. Es sei angenommen, dass die in Reihe angeordneten Objekte 1 einen weitgehend konstanten Abstand zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Objekten aufweisen. Um die beabsichtigte lokale Beschichtung des Umfangsrandes eines jeden Objektes 1 in möglichst kurzer Zeit vollautomatisch durchzuführen, sieht die in 2 dargestellte Vorrichtung eine eigenfortbewegungsfähige Plattform 2 vor, die sich parallel zur Objektreihe 1 in einer durch den Linearpfeil dargestellten Bewegungsrichtung fortbewegt. An der zur Eigenfortbewegung befähigten Plattform 2 ist eine eben ausgebildete Zweiachs-Kinematik 3 angebracht, die um die mit Rotationspfeilen versehenen Drehachsen 3' und 3'' verschwenkbar ist. Am freien Endbereich der Zweiachs-Kinematik 3 ist ein entsprechend konfektionierter Werkzeugkopf 4 angebracht. Im angegebenen Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass der Werkzeugkopf 4 über eine Materialbringeinheit, beispielsweise in Form einer Sprüheinheit, verfügt, die längs eines vorbestimmten Umfangsrandes des jeweils zu umkreisenden Objektes 1 eine Besprühbeschichtung am Objekt erzeugt.

Die um die jeweiligen Drehachsen 3' und 3'' vom Werkzeugkopf 4 durchzuführenden Drehbewegungen treten in Überlagerung mit der Eigenbewegung der Plattform 2, so dass der Werkzeugkopf 4 zur Umrundung der jeweiligen Objekte 1 die in 2 strichliert dargestellte Bewegungstrajektorie 5 durchläuft. Es ist evident, dass bei steigender Geschwindigkeit, mit der sich die Plattform 2 fortbewegt sowie auch bei einer Verringerung der Abstände zwischen zwei benachbarten Objekten 1 sehr große Winkelbeschleunigungen sowie auch Winkelgeschwindigkeiten an den Drehwinkelgelenken 3' und 3'' auftreten. Dies führt in Abhängigkeit des Eigengewichtes der eben ausgebildeten Zweiachs-Kinematik 3 zu hohen Kraftmomenten und damit verbunden zu einem erhöhten Energiebedarf. Zudem erfordern die durchaus großen Bewegungskräfte und Momente eine stabile Auslegung des Gesamtsystems, wodurch das System schwer und überdies wartungsanfällig wird. Schließlich werden die hohen Kräfte und Momente auf die eigenfortbewegungsfähige Plattform 2 übertragen, die gesondert gedämpft werden muss, um Schwingungen des Gesamtsystems möglichst zu vermeiden.

Aus der US 5,258,568 A geht eine Sprühvorrichtung hervor, bei der ein angetriebener Manipulatorarm, an dessen einem Ende eine Sprühdüse vorgesehen ist und der lineare und rotatorische Bewegungen der Sprühdüse ermöglicht, auf einer beweglichen Plattform angebracht ist. Um eine konstante Entfernung zwischen der zu besprühenden Fläche und der Sprühdüse einzuhalten, sind an der Sprühdüse oder an dem Manipulatorarm Entfernungssensoren angebracht. Die Sprühvorrichtung verwendet eine aufwendige Kinematik.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung um einen Umfangsrand eines Objektes unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile auszubilden. Insbesondere soll die Vorrichtung einen möglichst einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen, der über eine wartungsfreie und möglichst konstruktiv unkomplizierte Kinematik verfügt. Insbesondere sollen zur Ausführung der Relativbewegung zwischen dem Umfangsrand eines Objektes und einer längs des Umfangsrandes des Objektes relativ beweglichen Einheit nur möglichst geringe Kräfte und Momente auftreten, zu deren Kompensation keinerlei technische Anforderungen erwachsen sollen. Die Vorrichtung soll ein Umfahren bzw. Umkreisen von einer Vielzahl vereinzelter der Vorrichtung zugeführter Objekte störungsfrei unter Vermeidung von Verklemmungen zwischen Objekt und umkreisenden Werkzeug ermöglichen.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschreibt, die an einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform anbringbar ist, so dass die Vorrichtung längs vorzugsweise einer Vielzahl in Reihe angeordneter ortsfester Objekte bewegt werden kann. In kinematischer Umkehr bezüglich der in Anspruch 1 beschriebenen Vorrichtung wird in Anspruch 18 eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtung dargelegt, bei der vorzugsweise eine Vielzahl von Objekten gegenüber der erfindungsgemäßen Vorrichtung beweglich angeordnet sind, so dass der ortsfesten Vorrichtung die einzelnen Objekte zur peripheren Umkreisung ihres Umfangsrandes zugeführt werden. Diese Variante eignet sich bevorzugt im Einsatz industrieller Produktionsprozesse

Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung um einen Umfangsrand eines Objektes sieht unabhängig ihres Einsatzes in Verbindung mit einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform gemäß Anspruch 1 oder im Falle einer ortsfesten Positionierung gemäß Anspruch 18 eine einen Endabschnitt aufweisende Einheit vor, deren Endabschnitt von einer Rotationsachse durchsetzt ist, die im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene orientiert ist, die von der Relativbewegung zwischen Objekt und Vorrichtung bestimmt ist. Um die Rotationsachse ist ein vorzugsweise in Form einer Drehscheibe ausgebildetes Vorrichtungsteil drehbar gelagert, das wenigstens eine konkav ausgebildete Innenkontur mit einer an ihrem peripheren Umfangsrand vorhandene, über eine lichte Weite verfügende Öffnungsseite vorsieht, die zumindest aus einer ersten Stellung, in der die Öffnungsseite dem Objekt zugewandt ist, in eine zweite Stellung überführbar ist, in der die Öffnungsseite in entgegen gesetzter Richtung, verglichen zur ersten Stellung, orientiert ist. Während sich das Vorrichtungsteil in der ersten Stellung befindet tritt das Objekt mit seinem Umfangsrand in den von der konkav ausgebildeten Innenkontur umschriebenen Zwischenraum ein. Durch Drehendes Vorrichtungsteils umkreisen Bereiche der Innenkontur den Umfangsrand des Objektes vollständig bis die zweite Stellung erreicht ist, in der das Objekt wieder aus dem Zwischenraum austritt. Der gesamte Vorgang des Umkreisens des Umfangsrandes der Objektes erfolgt durch Überlagerung zweier Bewegungen, nämlich die Rotation des Vorrichtungsteils um die Rotationsachse sowie eine translatorische Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Objekt. Beide Bewegungen erfolgen vorzugsweise kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechung und vorzugsweise bei konstanten Geschwindigkeiten. Zudem weist das um die Rotationsachse drehbar gelagerte Vorrichtungsteil eine technisch funktionale Einheit auf, die zur Ausübung einer gezielten technischen Funktion an dem zu umkreisenden Objekt bzw. im Bereich des zu umkreisenden Objektes ausgebildet ist.

Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht eine eigenfortbewegungsfähige Plattform vor, die längs einer bevorzugten Bewegungsrichtung verfährt. An der eigenfortbewegungsfähigen Plattform ist eine seitlich die Plattform überragende Einheit vorgesehen, die die Plattform vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung sowie parallel zur Bewegungsebene überragt. So sei insbesondere angenommen, dass die eigenfortbewegungsfähige Plattform parallel zu einer reihenhaften Anordnung von Objekten verfährt, die es gilt, unter Ausübung einer bestimmten technischen Funktion längs ihres Umfangsrandes jeweils vereinzelt zu umkreisen. Zu Zwecken eines bedarfsweise erforderlichen Distanzausgleiches zwischen der sich in Bewegung befindlichen Plattform und der parallel zur Bewegungsrichtung der Plattform angeordneten Objektreihe ist die die Plattform seitlich überragende Einheit als kinematische Lineareinheit ausgebildet, beispielsweise in Form eines einachsigen translatorisch verfahrbaren Roboterarmes. Am Ende der Lineareinheit ist eine um eine senkrecht zur Bewegungsebene orientierte Rotationsachse drehbar gelagerte Scheibe vorgesehen, an deren peripherem Umfangsrand wenigstens eine, vorzugsweise zwei, drei oder mehr Einkerbungen vorgesehen sind, die jeweils über eine konkav ausgebildete Innenkontur verfügen, die eine lichte Weite vorsieht, die größer bemessen ist, als der größte Durchmesser des Umfangsrandes im Bereich des zu umkreisenden Objektes. Dies stellt sicher, dass der Umfangsrand des Objektes bei entsprechender Ausrichtung der Drehscheibe zu einem Objekt in den von der konkav ausgebildeten Innenkontur aufgespannten Zwischenraum vollständig eintreten kann. Ohne die Eigenfortbewegung der Plattform zu unterbrechen, rotiert die Scheibe derart um das ortsfest stehende Objekt, dass der gesamte Umfangsrand des Objektes von Bereichen der Innenkontur umkreist bzw. umfahren wird. Nach entsprechender Teilrotation der Drehscheibe um die Rotationsachse relativ zum feststehenden Objekt tritt dieses aufgrund der nahezu linearen Relativbewegung zu der sich eigenfortbewegenden Plattform aus dem Bereich der Einkerbung aus. Auf eine detaillierte Beschreibung des Umkreisungsvorganges sowie einer bevorzugten Ausbildung des als Drehscheibe mit Einkerbungen versehenen Vorrichtungsteils wird auf die nachstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele verwiesen.

In vorteilhafter Weise erfolgen sämtliche Bewegungen, die von der Vorrichtung ausgeführt werden, sei es die Relativbewegung zwischen der drehbar gelagerten Scheibe und den Objekten oder die Rotationsbewegung der Drehscheibe selbst, weitgehend gleichförmig, so dass nahezu keine Kräfte und Momente auf das die Drehscheibe tragende System ausgeübt werden. Dies ermöglicht es, die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung möglichst leicht wichtig und schlank in der Konstruktion auszubilden, so dass einerseits auf kostenintensive Wartungsmaßnahmen sowie andererseits auf zusätzliche Energie erzeugende Aggregate zur Unterstützung der Funktionalität der erfindungsgemäßen Vorrichtung verzichtet werden kann.

Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
1 Draufsicht auf eine mit einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform verbundenen erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,
2 eigenfortbewegungsfähige Plattform mit ebener Zweigelenks-Kinematik (Stand der Technik),
3a–e Sequenzbilddarstellungen zur vollständigen Umkreisung eines Objektes mit einer Drehscheibe,
4a–c alternative Ausführungsbeispiele für Drehscheiben mit Einkerbungen,
5a, b Ausführungsbeispiel zum Ausbringen von Heißschaum um ein Objekt.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
In 1 ist in Draufsichtdarstellung eine eigenfortbewegungsfähige Plattform 2 dargestellt, die sich in Bewegungsrichtung (siehe Pfeildarstellung) mit konstanter Geschwindigkeit längs einer Reihe von Objekten 1 fortbewegt. Die in linearer Reihe angeordnete Objekte 1 gilt es in einem Bereich ihres Umfangsrandes zu umkreisen. Für die im weiteren beschriebene technische Lösung sei angenommen, dass jedes einzelne Objekt 1 eine unendliche Erstreckung senkrecht zur Zeichenebene aufweist, so dass ausgeschlossen werden kann, das jeweilige Objekt senkrecht zur Zeichenebene von oben mit einem geeigneten Vorrichtungsteil zu umfassen. Zur besseren Veranschaulichung der in 1 dargestellten Problematik des Umkreisens eines jeweiligen Objektes sei angenommen, dass die Objekte 1 beispielsweise jeweils einem Stamm einer Pflanze entsprechen, den es gilt, im bodennahen Bereich zur gezielten Ausbringung von Pestiziden oder sonstigen Mitteln zu umkreisen. Hierzu ist an der eigenfortbewegungsfähigen Plattform 2, die beispielsweise ein geländegängiges Fahrzeug, vorzugsweise ein Traktor sein kann, eine die Plattfrom 2 seitlich überragende Einheit 6 lösbar fest angebracht, die vorzugsweise als kinematische Lineareinheit ausgebildet ist, deren lineare Erstreckung vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Traktors 2 längs der in 1 angegebenen Linearachse veränderbar ist. Am Endbereich der kinematischen Lineareinheit 6 ist um eine Rotationsachse 7 ein Vorrichtungsteil 8 drehbar angebracht, das im Ausführungsbeispiel als kreisrunde Drehscheibe ausgebildet ist, an deren peripheren Umfangsrand zwei Einkerbungen 9 vorgesehen sind (in 1 ist lediglich eine Einkerbung sichtbar, auf die genaue Ausbildung und Anordnung der Einkerbungen relativ zur Drehscheibe wird unter Bezugnahme auf die 3 ff. detailliert eingegangen). Die Einkerbungen 9 weisen jeweils eine konkav ausgebildete Innenkontur auf, die jeweils eine dem peripheren Umfangsrand der Drehscheibe 8 zugewandte Öffnungsseite aufweist, die über eine lichte Weite verfügt, die größer bemessen ist als der größte Durchmesser des Umfangsrandes des jeweiligen Objektes 1, so dass sichergestellt werden kann, dass das Objekt 1 in den von der konkav ausgebildeten Innenkontur aufgespannten Zwischenraum der Einkerbung gemäß Bilddarstellung in 1 eintritt und durch Verdrehen der Drehscheibe 8 relativ zum feststehenden Objekt 1 der vollständige Umfangsrand des Objektes 1 zumindest von Bereichen der konkav ausgebildeten Innenkontur der Drehscheibe 8 umkreist wird. Hierfür sind zwei Bewegungen erforderlich, nämlich zum einen die Rotation der Drehscheibe 8 um die Rotationsachse 7 sowie die lineare Fortbewegung, die von der eigenfortbewegungsfähigen Plattform 2 längs der dargestellten Bewegungsrichtung ausgeführt wird. Wird dafür Sorge getragen, dass der senkrechte Abstand zur Bewegungsrichtung der eigenfortbeweglichen Plattform 2 zur linearen Objektreihe 1 weitgehend konstant bleibt, so bedarf es lediglich der Rotation der Drehscheibe 8 um die Rotationsachse 7, die im Idealfall in Abstimmung mit dem gegenseitigen Abstand der Objekte zueinander mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit erfolgt. Hierbei treten nahezu keinerlei das Gesamtsystem beeinträchtigende Winkelbeschleunigungen bzw. Kraftmomente auf, wodurch das System nur geringen mechanischen Belastungen unterworfen ist und in Folge dessen einen nur geringen Energiebedarf zum Betrieb erfordert. Dies ermöglicht eine Gewichts sparende und schlanke Konstruktionsweise, die sich durch Wartungsfreiheit und darüber hinaus durch eine preiswerte Herstellungsmöglichkeit auszeichnet. Besonders deutlich spiegelt sich der Vorteil des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels in der Gegenüberstellung der in 1 strichliert eingezeichneten Bewegungstrajektorie 5 wieder, längs der sich die Rotationsachse 7 der Drehscheibe 8 während der Umkreisung mehrerer, in Linie angeordneter Objekte, fortbewegt, mit der ebenfalls in 2 strichliert eingezeichneten Trajektorie 5, die einen ungleich komplizierteren Weg beschreibt.
Wie bereits vorstehend erwähnt, bedarf es im Idealfall lediglich der Rotation der Drehscheibe 8 um die Rotationsachse 7 mit einer entsprechend gewählten Drehgeschwindigkeit, die abgestimmt ist mit der Eigenfortbewegungsgeschwindigkeit der Plattform 2 sowie der Größe des zu umkreisenden Umfangsrandes des jeweiligen Objektes 1. Um möglicherweise auftretende Unregelmäßigkeiten im Abstand zwischen der eigenfortbewegungsfähigen Plattform und der Objektreihe 1 ausgleichen zu können, ermöglicht die kinematische Lineareinheit 6 eine entsprechende laterale Lagejustierung der Drehscheibe 8. Zudem könnte in einer weiteren Ausführungsform eine weitere rotatorische Verkippung der Rotationsachse 7 um die kinematischen Lineareinheit 6 und/oder um eine in Fortbewegungsrichtung und senkrecht zur Lineareinheit orientierte Achse eine individuelle Anpassung an den zu umkreisenden Umfangsrand des Objektes 1 ermöglichen. Auch könnte in Erweiterung der Freiheitsgrade, um die letztlich die Drehscheibe 8 bewegt werden kann, eine weitere lineare Kinematik vorgesehen werden, durch die die Drehscheibe 8 längs zur Erstreckung der Rotationsachse 7 höhenverstellbar ist. Alle vorstehend beschriebenen vorteilhaften kinematischen Erweiterungen vermögen die Lageanpassung der Drehscheibe 8 relativ zu den jeweils zu umkreisenden Objekten zu optimieren, ohne dabei den für die Umkreisung eines jeweiligen Objektes erforderlichen Bewegungsvorgang zu verkomplizieren.
Mit der in 1 dargestellten Vorrichtung ist es möglich, unter Ausnutzung der Rotation der Drehscheibe 8 Objekte 1 an ihrem Umfangsrand vollständig zu umkreisen, während sich die eigenfortbewegungsfähige Plattform längs einer geradlinigen Verfahrbahn fortbewegt. Sind die Objekte 1, wie in 1 dargestellt, längs einer Reihe angeordnet und dies vorzugsweise unter jeweils einem gleich bleibenden Abstand zweier unmittelbar benachbarter Objekte, so kann eine Vielzahl von Objekten sequentiell hintereinander im Rahmen einer gleichförmigen Bewegung der eigenfortbewegungsfähigen Plattform in der vorstehend beschriebenen Weise umkreist werden. Sind die Objekte hingegen in ungleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet, so ist die Vorrichtung dennoch einsetzbar. In diesem Fall gilt es die Drehzahl der Drehscheibe 8 und/oder die Eigenfortbewegungsgeschwindigkeit der Plattform entsprechend variabel auf die räumliche Abfolge der zu umkreisenden Objekte abzustimmen.
Die Umkreisung der Objekte mag grundsätzlich im Lichte unterschiedlichster technischer Zielsetzungen erforderlich sein. Je nach technischer Aufgabe sieht die Drehscheibe 8 eine technisch funktionale Einheit vor (nicht in 1 dargestellt), die je nach technischer Zielvorgabe konfektioniert ist. So können an der Drehscheibe 8 Einheiten zum Ausbringen bzw. Auftragen von Stoffen vorgesehen werden, wie beispielsweise das Ausbringen von Klebstoffen, Lacken, Schutzmittel etc., ferner können Einheiten zur Analyse bzw. Inspektion vorgesehen werden, beispielsweise geeignet ausgebildete Kamerasysteme, Ultraschallköpfe oder sonstige, berührungslos arbeitende Analysesysteme. Schließlich ist es möglich Systeme zur Bearbeitung bzw. Manipulation im Bereich oder am Umfangsrand des zu umkreisenden Objektes vorzusehen, wie beispielsweise Schweißvorrichtungen, Werkzeuge zum Entgraten etc. Auf die spezielle Anwendung zum Ausbringen von Unkrautregulierungsmedien, die im Agrarbereich zum Schutz von Nutzpflanzen erforderlich sind, wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel näher eingegangen.
Anhand der in 3 dargestellten Sequenzbilddarstellungen a bis e kann der grundsätzliche Bewegungsablauf entnommen werden, gemäß dem die in 1 dargestellte, mit jeweils zwei Einkerbungen 9 versehene Drehscheibe 8 um jeweils ein Objekt vollständig geführt wird. In den Sequenzbilddarstellungen sei angenommen, dass die Drehscheibe 8 längs der strichliert eingezeichneten Trajektorie von rechts nach links mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird.
Zwei unmittelbar benachbarte Objekte 1 sind jeweils mit konstantem Abstand, der wenigstens ein Mindestmass aufweist, längs einer linearen Reihe angeordnet. Zusätzlich zur Linearbewegung längs der Trajektorie übt die Drehscheibe 8 vorzugsweise eine gleichförmige Rotation um die Rotationsachse 7 aus. Die Drehscheibe 8 verfügt in dem in 3 dargestellten Beispiel über zwei Einkerbungen 9, die sich in der in 3 dargestellten Forme relativ zur Rotationsachse 7 gegenüberliegen. Jede einzelne Einkerbung 9 verfügt über eine konkav ausgebildete Innenkontur 9', die am peripheren Umfangsrand der Drehscheibe 8 geöffnet ist. Grundsätzlich kann die konkav ausgebildete Innenkontur U- oder V-förmig ausgebildet sein oder eine an die U- oder V-Form angenäherte Konturform, vorzugsweise eine vieleckige Konturform vorsehen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die in 3 dargestellte Innenkonturform, die U-förmig ausgebildet ist und jeweils zwei geradlinig verlaufende U-Seitenschenkel vorsieht, die beide parallel zu einem Drehscheibendurchmesser D orientiert sind. Beide geradlinig verlaufenden U-Seitenschenkel sind dabei derart relativ in der Drehscheibe 8 eingebracht, dass sie auf einer gemeinsamen Halbebene relativ zum Drehscheibendurchmesser D liegen und zudem von diesem beabstandet sind.
In einem ersten Schritt gilt es, die Drehscheibe 8 relativ zu einem zu umkreisenden Objekt 1 auszurichten. Hierzu dient einerseits die unter Bezugnahme auf 1 beschriebene kinematische Lineareinheit, durch die der laterale Abstand zwischen der Rotationsachse 7 und dem Ort des Objektes 1 einstellbar ist. Zur Ausrichtung der jeweiligen Einkerbung 7 relativ zum Objekt 1 dient in vorteilhafter Weise ein die Drehscheibe 8 gezielt in Rotation versetzender motorischer Antrieb, der die Drehscheibe 8 in eine vorbestimmte Aufnahmestellung überführt, wie sie in 3b dargestellt ist. Alternativ ist es möglich, anstelle eines motorischen Antriebes die Drehscheibe 8 mit einer vorzugsweise Federkraft beaufschlagten Rasteinrichtung auszustatten, durch die die in 3b dargestellte Aufnahmestellung selbständig von der Drehscheibe 8 eingenommen wird. In der in 3b dargestellten Situation ist es möglich, dass das Objekt 1 durch Linearbewegung der Drehscheibe 8 längs der strichliert eingezeichneten Trajektorie von rechts nach links in den von der konkav ausgebildeten Innenkontur aufgespannten Zwischenraum eintritt (siehe hierzu 3c). Durch die Formgebung der konkav ausgebildeten Innenkontur ist der Umfangsrand des Objektes 1 bereits mehr als die Hälfte von der konkav ausgebildeten Innenkontur umfasst. Um auch jene Bereiche des Umfangsrandes des Objektes von der Innenkontur zu umfahren, die in der Sequenzdarstellung gemäß 3c keinen Bereichen der Innenkontur gegenüberliegen, dies betrifft insbesondere jenen Bereich des Umfangsrandes, der in Richtung der Öffnungsseite der konkavförmig ausgebildeten Innenkontur orientiert ist, gilt es, die Drehscheibe 8 relativ zu dem zu umkreisenden Objekt 1 um die Rotationsachse 7 zu verdrehen sowie längs der linear eingezeichneten Trajektorie zu verfahren, so dass auch die übrigen Bereiche des Umfangsrandes von der Innenkontur der Einkerbung 9 umfahren werden. Dies wird aus den Sequenzbilddarstellungen gemäß 3d und e ersichtlich. In der letzten Sequenzbilddarstellung gemäß 3e tritt das von der Drehscheibe 8 vollständig umkreiste Objekt 1 durch die lineare Weiterbewegung der Drehscheibe 8 längs der strichlierten Trajektorie aus dem Zwischenraum der konkav ausgebildeten Innenkontur der Einkerbung 9 aus. Durch Vorsehen einer zweiten Einkerbung in der in 3 dargestellten Weise gelangt nun die zweite Einkerbung in die entsprechende Aufnahmeposition, in der ein in der Reihe benachbartes nachfolgendes Objekt in die entsprechende Einkerbung eintauchen kann. Grundsätzlich ist es möglich, zwei, drei, vier oder mehr Einkerbungen längs des Umfangsrandes der in 3 dargestellten Drehscheibe 8 vorzusehen. Die Anzahl der Einkerbungen richtet sich nach den Abständen, unter denen die jeweiligen Objekte voneinander beabstandet sind.
Wie aus den vorstehenden Sequenzbilddarstellungen ersichtlich ist, erfolgt die gesamte Bewegung zur Umkreisung des Umfangsrandes eines Objektes durch die Überlagerung zweier Teilbewegungen, nämlich durch eine weitgehende Linearbewegung, d.h. Vorwärtsbewegung der Plattform, sowie einer Rotationsbewegung der Drehscheibe 8. Die Durchführung zumindest der Rotationsbewegung der Drehscheibe 8 kann entweder aktiv über eine sensorgestützte Steuerung oder aber passiv durch unmittelbares Inkontakttreten zwischen dem zu umkreisenden Objekt und der Drehscheibe erfolgen.
Gilt es, die zu umkreisenden Objekte während des Umkreisungsvorganges nicht zu berühren, wie es beispielsweise in der Sequenzbilddarstellung gemäß 3a bis 3e dargestellt ist, ist es erforderlich, den gesamten Bewegungsablauf aktiv, d.h. sensorgestützt durchzuführen. Hierzu bieten sich grundsätzlich zwei sensorgestützte Vorgehensweisen an.
Der Verlauf der von der Drehscheibe einzunehmenden Winkelstellungen für das Ausrichten der Einkerbungen beim Anfahren eines zu umkreisenden Objektes sowie zum berührungslosen Umkreisen des Objektes ist als Funktion des Weges der eigenfortbewegungsfähigen Plattform innerhalb eines Steuerrechners fest hinterlegt. Hierzu wird die Position des jeweils zu umkreisenden Objektes einmalig durch ein Sensorsystem erfasst, wodurch entsprechende Referenzdaten gewonnen werden. Während des Umkreisungsvorganges wird mit Hilfe wenigstens eines Sensors entweder der von der eigenfortbewegungsfähigen Plattform zurückgelegte Weg oder deren Fortbewegungsgeschwindigkeit erfasst. Über den Input der entsprechenden Sensordaten errechnet der Steuerrechner aus den als Referenzfunktion vorliegenden Winkelstellungen die notwendige Ausrichtung der Drehscheibe und generiert Steuersignale an den Stellmotor, der die Drehscheibe entsprechend ausrichtet.
Alternativ können an der eigenfortbewegungsfähigen Plattform, an der kinematischen Lineareinheit und/oder direkt an der Drehscheibe selbst entsprechende Sensorsysteme angebracht werden, die kontinuierlich die aktuelle Position des zu umkreisenden Objektes im Raum relativ zur Drehscheibe ermitteln. Unter Verwendung von hinterlegten geometrischen Vorschriften, durch die ein festgelegter Mindestabstand zwischen dem Objekt und der konkav ausgebildeten Innenkontur der Einkerbung gewährleistet wird, errechnet ein Steuerrechner über die erfassten Positionsdaten die zu jedem Zeitpunkt notwendige Winkelstellung des Drehkopfes, die für die Aufnahmestellung sowie zum Umkreisen des Objektes erforderlich ist. Die zur aktiven Überwachung geeigneten Sensorsysteme sind für den Fachmann an sich bekannt und basieren auf berührungslos arbeitenden Abstandsmessverfahren.
Ist es hingegen möglich, das zu umkreisende Objekt zu berühren, so kann auf eine motorunterstützte Drehbewegung der Drehscheibe verzichtet werden. Mittels einer vorzugsweise Federkraft unterstützten Rastvorrichtung kann die Drehscheibe in eine bestimmte Anzahl stabiler Winkelstellungen um die Rotationsachse eingerastet werden, wobei die Anzahl der Winkelstellungen der Anzahl der in der Drehscheibe eingebrachten Einkerbungen entspricht. In jeder einzelnen stabilen Winkelstellung ist eine Einkerbung in Bewegungsrichtung der eigenfortbewegungsfähigen Plattform auf das unmittelbar nächstliegende, zu umkreisende Objekt ausgerichtet, wie es beispielsweise in der Sequenzbilddarstellung in 3b gezeigt ist. Die auf diese Weise auf das zu umkreisende Objekt ausgerichtete Einkerbung wird bis zur Kollision zwischen Umfangsrand und konkav ausgebildeter Innenkontur gefahren. Da die Einkerbung in Bezug zur Rotationsachse derart beabstandet vorgesehen ist, dass bei Inkontakttreten zwischen Objekt und Drehscheibe ein Drehmoment auf die Drehscheibe ausgeübt wird, wird die Drehscheibe aus ihrer Raststellung ausgelöst und um das zu umkreisende Objekt in der vorstehend beschriebenen Weise gedreht. Nach Austritt des Objektes aus dem Zwischenraumbereich der Einkerbung springt die Drehscheibe in die nächste stabile Winkelstellung und verbleibt in dieser bis ein nächstes, mit der Drehscheibe in Kontakt tretendes Objekt eine das Rastmoment übersteigende Hebelkraft auf die Drehscheibe ausübt. Eine vollständig passive Ausführung der Drehscheibe reduziert somit die sensorische Komplexität, den damit verbundenen Steueraufwand sowie letztlich die Gesamtsystemkosten.
Eine vollständige über ein Sensorsystem gesteuerte Bewegung hingegen ermöglicht durch entsprechende Achsansteuerung einen hinsichtlich der Minimierung auftretender Winkelbeschleunigungen optimierten Bewegungsablauf. Dies minimiert die das Gesamtsystem aufschwingenden Reaktionskräfte und -momente und ermöglicht überdies einen energetisch optimierten Betrieb. Im idealen Fall finden die Drehbewegung zur Ausrichtung der Drehscheibe sowie die Drehbewegung zur Umkreisung des Objektes mit konstanter Winkelgeschwindigkeit statt. Hierbei müssen allerdings Geometrie der Drehscheibe sowie Abstand der Objekte zueinander entsprechend übereinstimmen. In der Realität ist es hingegen durchaus erforderlich leichte Beschleunigungen oder Verzögerungen in der Drehbewegung der Drehscheibe durchzuführen. Die Drehrichtung der Drehscheibe bleibt jedoch stets unverändert.
An dieser Stelle sei auf eine alternative Möglichkeit des Betriebes der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung hingewiesen, die sich durch die kinematische Umkehrung des unter Bezugnahme auf 1 dargestellten Bewegungsablaufes ergibt. So sei angenommen, dass die kinematische Lineareinheit 6 und die um die Rotationsachse 7 drehbar angeordnete Drehscheibe 8 nicht wie in 1 an einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform 2 montiert ist, sondern raumfest angeordnet ist. Im Unterschied zu der in 1 beschriebenen Situation bewegen sich die Objekte 1 mit einer linearen Zuführungsrichtung von links nach rechts jeweils auf die Drehscheibe 8 mit konstanter Geschwindigkeit zu. So kann bspw. angenommen werden, dass die einzelnen Objekte an einem Transportmittel angebracht sind, das die Objekte im Rahmen einer industriellen Teilefertigung einer Bearbeitungs- oder Kontrollstation zuführt. Auch in diesem Fall erfolgt ein Eintritt der jeweiligen Objekte in den durch die Einkerbungen aufgespannten Zwischenraum, wobei die Drehscheibe 8 in der in 1 dargestellten Drehrichtung rotiert. Eine derartige Anordnung kann zur Ausführung unterschiedlichster technischer Funktionen innerhalb einer Produktionslinie zur Überwachung oder Bearbeitung des Umfangsrandbereiches von Objekten, die vereinzelt der Vorrichtung zuführbar sind, durchgeführt werden.
Wie erwähnt, können in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit, mit der die Drehscheibe längs der in Reihe angeordneten Objekte vorbei bewegt wird, sowie in Abhängigkeit des gegenseitigen Objektabstandes zwei, drei oder mehr Einkerbungen in der Drehscheibe längs ihres peripheren Umfangsrandes vorgesehen werden. Alternative Ausführungsbeispiele sind den 4a bis c zu entnehmen. Zur Vermeidung von auf das Gesamtsystem einwirkenden Schwingungen, die sich durch eine bei der Drehung der Drehscheibe auftretende Unwucht ausbilden können, sollten wenigstens zwei Einkerbungen vorgesehen werden. Beim Vorsehen von mehr als zwei Einkerbungen ist auf eine entsprechend symmetrische Massenverteilung um die Rotationsachse 7 zu achten. Allen Einkerbungen ist gemeinsam, dass sie vollständig in einer Halbebene in Bezug zu einem die Rotationsachse schneidenden Drehscheibendurchmesser liegen, wobei die Einkerbungen jeweils einen lateralen Abstand zum die Halbebene begrenzenden Drehscheibendurchmesser aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 5a und b sei ein konkretes Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. So gilt es zur Regulierung des Pflanzenbewuchses in Obstplantagen oder Weinbaugebieten Unkrautvernichtungsmedien um die jeweiligen Pflanzenstämme auszutragen und dies möglichst lokal begrenzt in unmittelbarer Nähe um den jeweiligen Pflanzenstamm. Eine sehr umweltfreundliche Variante stellt der lokale Austrag von so genanntem Heißschaum dar, der nahezu ausschließlich aus Wasser besteht und unter Zusatz geringster Mengen von Pestiziden mittels geeigneter Düsenvorrichtungen eine Art Schaumteppich bildet. Zum lokalen Austrag eines derart ausgebildeten Heißschaumteppiches sind im Bereich der konkav ausgebildeten Innenkontur an der Drehscheibe 8 Heißschaumdüsen angebracht, durch die gezielt Heißschaum ausbringbar ist. 5a zeigt hierbei einen Querschnitt durch eine mit Heißschaumdüsen 10 versehene Drehscheibe 8. In 5b ist eine Seitenansicht der Situation dargestellt, bei der sich ein Pflanzenstamm 11 innerhalb einer nicht weiter dargestellten Einkerbung der Drehscheibe 8 befindet. Im bodennahen Bereich 13 bildet sich um den Pflanzenstamm 11 ein Heißschaumteppich 12 aus.
Neben der geschilderten Variante zum gezielten Ausbringen von Heißschaum können die unterschiedlichsten konfektionierten technisch funktionalen Einheiten an der Drehscheibe 8 angebracht werden, die zu Reinigungs-, Inspektions- oder Bearbeitungsmaßnahmen dienen können.

1: Objekt
2: Eigenfortbewegliche Plattform, beispielsweise Traktor
3: Ebene Zweiachs-Kinematik
3', 3'': Drehachsen
4: Werkzeugkopf
5: Trajektorie
6: Kinematische Lineareinheit
7: Rotationsachse
8: Vorrichtungsteil, Drehscheibe
9: Einkerbung
10: Heißschaumdüse
11: Heißschaumteppich
12: Pflanzenstamm
13: Boden

Claims

Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung wenigstens einer Funktionseinheit um einen Umfangsrand eines stationär angeordneten Objektes (1) mit einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform (2), mit wenigstens einer die Plattform (2) seitlich überragenden Einheit, die einen Endabschnitt aufweist, der von einer Rotationsachse (7) durchsetzt ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene, längs der sich die Plattform (2) in einer vorgebbaren Bewegungsrichtung fortbewegt, orientiert ist und um die ein Vorrichtungsteil (8) drehbar gelagert ist, das wenigstens eine konkav ausgebildete Innenkontur mit einer, eine lichte Weite aufweisenden Öffnungsseite vorsieht, die zumindest aus einer ersten Stellung, in der die Öffnungsseite in Bewegungsrichtung der Plattform (2) orientiert ist, durch Drehen des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7) in eine zweite Stellung überführbar ist, in der die Öffnungsseite entgegen der Bewegungsrichtung der Plattform (2) orientiert ist, und das längs der Innenkontur die wenigstens eine Funktionseinheit vorsieht, wobei das Vorrichtungsteil (8) während der Drehung mit der konkaven Innenkontour den Umfangsrand des Objekts (1) teilweise umschließt, und die Drehung des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7) motorisch oder durch Drehmomente, die durch Kontakt zwischen Vorrichtungsteil (8) und Objekt (1) während der Relativbewegung der Plattform (2) und des Objektes (1) entstehen, erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich die Plattform (2) überragende Einheit eine kinematische Lineareinheit (6) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich die Plattform (2) überragende Einheit die Plattform (2) senkrecht zur Bewegungsrichtung überragt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur über eine Konturtiefe verfügt, die in etwa der lichten Weite der Öffnungsseite entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur U- oder V-förmig ausgebildet ist oder eine an die U- oder V-Form angenäherte Konturform vorsieht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur derart am Vorrichtungsteil (8) angeordnet ist, dass die gesamte konkav ausgebildete Innenkontur in der ersten Stellung von einer durch die Rotationsachse (7) und einen durch die Bewegungsrichtung vorgegebenen Vektor aufgespannten Ebene beabstandet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite der konkav ausgebildeten Innenkontur größer bemessen ist als ein größter Durchmesser des durch einen Umfang begrenzten, gegenüber der eigenfortbewegungsfähigen Plattform (2) ruhenden Objektes (1) mit einer zumindest bereichsweise parallel zur Rotationsachse (7) orientierten Längserstreckung, dessen senkrecht zur Längserstreckung des Objektes (1) orientierter Umfangsrand während der Überführung des Vorrichtungsteils (8) aus der ersten Stellung, in der der Umfangsrand des Objektes (1) durch die Eigenfortbewegung der Plattform (2) in einen von der konkav ausgebildeten Innenkontur aufgespannten Zwischenraum gelangt, in die zweite Stellung, in der der Umfangsrand des Objektes (1) durch die Eigenfortbewegung der Plattform (2) aus dem Zwischenraum austritt, vollständig von Bereichen der konkav ausgebildeten Innenkontur umfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur derart ausgebildet ist, dass bei einer geradlinigen Fortbewegung der Plattform (2) relativ zu dem wenigstens einen stationär angeordneten Objekt (1), der Abstand zwischen Rotationsachse (7) und Plattform während der Überführung des Vorrichtungsteils (8) aus der ersten in die zweite Stellung, wobei sich der Umfangsrand des Objektes (1) innerhalb des Zwischenraumes befindet, weitgehend konstant bleibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsteil (8) als Scheibe ausgebildet ist, an deren peripherem Umfangsrand wenigstens eine Einkerbung (9) eingebracht ist, die die konkav ausgebildete Innenkontur aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass um den peripheren Umfangsrand gleich verteilt zwei, drei, vier oder mehr Einkerbungen (9) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (8) einen kreisrunden Umfangsrand aufweist, und dass die wenigstens eine Einkerbung (9) eine im Wesentlichen U-förmige Innenkontur aufweist mit zwei durch die lichte Weite voneinander beabstandete, jeweils geradlinig verlaufende U-Seitenschenkel, die beide parallel zu einem Scheibendurchmesser orientiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Plattform (2), an der die Plattform (2) seitlich überragenden Einheit und/oder an dem Vorrichtungsteil (8) Sensoren angebracht sind, zur Erfassung wenigstens einer der nachfolgenden Parameter: – Geschwindigkeit der Eigenfortbewegung der Plattform (2), – Drehwinkelstellung der wenigstens einen konkav ausgebildeten Innenkontur gegenüber der Rotationsachse (7), – Abstand und/oder Bezugsrichtung zwischen dem Vorrichtungsteil (8) und einem gegenüber der Plattform (2) ruhenden Objekt (1), – Drehgeschwindigkeit des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7), – Abstand eines im Zwischenraum, der von der konkav ausgebildeten Innenkontur aufgespannt ist, befindlichen Objektes (1) und der konkav ausgebildeten Innenkontur.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die auf der Grundlage wenigstens eines der erfassten Parameter Steuersignale generiert, so dass das gegenüber der Plattform (2) ruhende Objekt (1) an seinem Umfangsrand von der konkav ausgebildeten Innenkontur teilweise umschlossen wird, die ohne Unterbrechung der Eigenfortbewegung der Plattform (2) berührungslos um den Umfangsrand des Objektes (1) geführt wird, bis das Objekt (1) aus dem Zwischenraum austritt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rastvorrichtung vorgesehen ist, in der das drehbar gelagerte Vorrichtungsteil (8) in wenigstens einer bevorzugten Stellung um die Rotationsachse (7) einrastet, bei der die Öffnungsseite der konkav ausgebildeten Innenkontur der Bewegungsrichtung der Plattform (2) zugewandt ist, und dass das Vorrichtungsteil (8) durch äußere Drehmomenteinwirkung aus dem eingerasteten Zustand wiederum die Rotationsachse (7) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit eine Materialausbring- oder Materialentfernungseinheit, eine taktil oder berührungslos arbeitende Inspektionseinheit oder eine Bearbeitungseinheit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausbringeinheit zum Ausbringen von Wirkstoffen, Klebstoffen, Lacken und Schutzmittel geeignet ist, dass die Inspektionseinheit ein Kamera- oder Detektorsystem ist, dass die Bearbeitungseinheit eine Schweißvorrichtung oder eine Materialabtrageinheit ist.
Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 16 zum Anbringen an ein landwirtschaftliches Fortbewegungsmittel, vorzugsweise an einen Traktor, zum gezielten lokalen Austrag von Schädlings- und/oder Unkrautbekämpfungsmittel um jeweils einen Stamm (12) von Pflanzen, die in einer Vielzahl längs einer Reihe in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung zur rotatorischen Relativbewegung wenigstens einer Funktionseinheit um einen Umfangsrand eines bewegten Objektes (1), mit wenigstens einer einen Endabschnitt aufweisenden Einheit, der von einer Rotationsachse (7) durchsetzt ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene orientiert ist, längs der sich das wenigstens eine Objekt (1) bewegt, und um die ein Vorrichtungsteil (8) drehbar gelagert ist, das wenigstens eine konkav ausgebildete Innenkontur mit einer, eine lichte Weite aufweisenden Öffnungsseite vorsieht, die zumindest aus einer ersten Stellung, in der die Öffnungsseite entgegen der Bewegungsrichtung des wenigstens einen Objektes (1) orientiert ist, durch Drehen des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7) in eine zweite Stellung überführbar ist, in der die Öffnungsseite in Bewegungsrichtung des wenigstens einen Objektes (1) orientiert ist, und das längs der Innenkontur die wenigstens eine Funktionseinheit vorsieht, wobei das Vorrichtungsteil (8) während der Drehung mit der konkaven Innenkontour, den Umfangsrand des Objekts (1) teilweise umschließt, und die Drehung des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7) motorisch oder durch Drehmomente, die durch Kontakt zwischen Vorrichtungsteil (8) und Objekt (1) während der Relativbewegung des Objekts (1) und der Plattform (2) entstehen, erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur über eine Konturtiefe verfügt, die in etwa der lichten Weite der Öffnungsseite entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur U- oder V-förmig ausgebildet ist oder eine an die U- oder V-Form angenäherte Konturform vorsieht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav ausgebildete Innenkontur derart am Vorrichtungsteil (8) angeordnet ist, dass die gesamte konkav ausgebildete Innenkontur in der ersten Stellung von einer durch die Rotationsachse (7) und einem durch die Bewegungsrichtung vorgegebenen Vektor aufgespannten Ebene beabstandet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsteil (8) als Scheibe ausgebildet ist, an deren peripherem Umfangsrand wenigstens eine Einkerbung (9) eingebracht ist, die die konkav ausgebildete Innenkontur aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass um den peripheren Umfangsrand gleich verteilt zwei, drei, vier oder mehr Einkerbungen (9) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (8) einen kreisrunden Umfangsrand aufweist, und dass die wenigstens eine Einkerbung (9) eine im Wesentlichen U-förmige Innenkontur aufweist mit zwei durch die lichte Weite voneinander beabstandete, jeweils geradlinig verlaufende U-Seitenschenkel, die beide parallel zu einem Scheibendurchmesser orientiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rastvorrichtung vorgesehen ist, in der das drehbar gelagerte Vorrichtungsteil (8) in wenigstens einer bevorzugten Stellung um die Rotationsachse (7) einrastet, bei der die Öffnungsseite der konkav ausgebildeten Innenkontur der Bewegungsrichtung der Plattform (2) zugewandt ist, und dass das Vorrichtungsteil (8) durch äußere Drehmomenteinwirkung aus dem eingerasteten Zustand wiederum die Rotationsachse (7) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit eine Materialausbring- oder Materialentfernungseinheit, eine taktil oder berührungslos arbeitende Inspektionseinheit oder eine Bearbeitungseinheit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausbringeinheit zum Ausbringen von Wirkstoffen, Klebstoffen, Lacken und Schutzmittel geeignet ist, dass die Inspektionseinheit ein Kamera- oder Detektorsystem ist, dass die Bearbeitungseinheit eine Schweißvorrichtung oder eine Materialabtrageinheit ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einheit und/oder an dem Vorrichtungsteil (8) Sensoren angebracht sind, zur Erfassung wenigstens einer der nachfolgenden Parameter: – Geschwindigkeit mit der das wenigstens eine Objekt (1) bewegt wird, – Drehwinkelstellung der wenigstens einen konkav ausgebildeten Innenkontur gegenüber der Rotationsachse (7), – Abstand und/oder Bezugsrichtung zwischen dem Vorrichtungsteil (8) und dem wenigstens einem Objekt (1), – Drehgeschwindigkeit des Vorrichtungsteils (8) um die Rotationsachse (7), – Abstand eines im Zwischenraum, der von der konkav ausgebildeten Innenkontur aufgespannt ist, befindlichen Objektes (1) und der konkav ausgebildeten Innenkontur.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die auf der Grundlage wenigstens eines der erfassten Parameter Steuersignale generiert, so dass das gegenüber dem Vorrichtungsteil (8) bewegliche Objekt (1) an seinem Umfangsrand von der konkav ausgebildeten Innenkontur teilweise umschlossen wird, die ohne Unterbrechung der Bewegung des Objektes (1) berührungslos um den Umfangsrand des Objektes (1) geführt wird, bis das Objekt (1) aus dem Zwischenraum austritt.