DE102005053030B4

DE102005053030B4 - Vorrichtung zur Führung eines Kabels

Info

Publication number: DE102005053030B4
Application number: DE102005053030A
Authority: DE
Inventors: Frank Grasser; Rudolf Heimberger; Herbert Kemeth; Winfried Lurz; Franz Schmeisser; Manfred Schönborn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2025-11-08
Also published as: US20070165786A1; DE102005053030A1; US8002464B2; JP2007135394A

Abstract

Vorrichtung zur Führung wenigstens eines Kabels (12, 13, 14, 15) zwischen einer mit dem Kabel (12, 13, 14, 15) verbundenen ersten Systemkomponente (4, 4') und einer relativ gegen die erste drehbaren und/oder verschiebbaren und mit dem Kabel (12, 13, 14, 15) verbundenen zweiten Systemkomponente (5, 5'), die als Robotersystem (5, 5') ausgebildet ist,
– wobei das Kabel (12, 13, 14, 15) eine Kabelmodalität aufweist, die durch Verschiebung und/oder Drehung des Robotersystems (5, 5') veränderbar ist,
– wobei wenigstens eine Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität vorhanden ist, und
– wobei ein Führungsmittel (10, 10', 11, 11', 95) an einer Decke (3) angebracht ist, mit welchem die Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität gemäß der Verschiebung und/oder Drehung der zweiten Systemkomponente (5, 5') führbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung eines Kabels zwischen einer mit dem Kabel verbundenen ersten Systemkomponente und einer relativ gegen die erste drehbaren und/oder verschiebbaren und mit dem Kabel verbundenen zweiten Systemkomponente, die als Robotersystem ausgebildet ist, wobei das Kabel eine Kabelmodalität aufweist, die durch Verschiebung und/oder Drehung des Robotersystems veränderbar ist, wobei wenigstens eine Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität vorhanden ist.
Beim Einsatz von stationären Maschinensystemen, insbesondere in der Industrie- und bei Dienstleistungstechnologien werden Vorkehrungen getroffen, um interne und externe Verkabelungen möglichst effizient zu gestalten. Dabei wird unter anderem auf eine Optimierung von Kabellängen und technischen Aspekten, Einhaltung von Schutzbestimmungen, usw. hingearbeitet. Die Kabel können dabei bspw. als Energiekabel, Steuerkabel, Kabel zur Führung von gasförmigen und flüssigen Fluiden ausgebildet sein, um das Gerät mit den entsprechenden Ressourcen bzw. erforderlichen Daten zu versorgen. Durch den Einsatz eines zumindest eingeschränkt mobilen Geräts oder Roboters wird die Kabelführung erschwert, da beispielsweise der Standort des Geräts veränderlich ist bzw. gegebenenfalls mit der Verkabelung verbundene Teile des Geräts drehbar gelagert sind. Somit muss auch die Verkabelung für einen Positionswechsel des Geräts geeignet sein bzw. derart konzipiert werden, dass keine unerwünschte Interaktion zwischen Verkabelung und Gerät auftritt sowie eine zuverlässige Verbindung erhalten bleibt. Diese Schwierigkeit ist beispielsweise für Roboter in der industriellen Fertigung als auch für Geräte in der Medizintechnik relevant.
Grundsätzlich bringt die Mobilität eines Geräts Kostenvorteile mit sich, da für gleiche Aufgaben an unterschiedlichen Or ten, das gleiche Gerät verwendet werden kann. Insbesondere in der Medizintechnik können durch Einsatz eines variablen Stativs, d. h. variabel in Ort und/oder Funktion, Kosten gesenkt werden, da es für verschiedene Werkzeugvorrichtungen genutzt werden kann. Als Werkzeugvorrichtungen im Bereich der Medizintechnik kann beispielsweise ein C-Bogen zur Röntgendiagnostik angesehen werden oder auch ein Patiententisch.
Daneben sind weitere Werkzeugvorrichtungen denkbar. Andere Werkzeugvorrichtung können z. B. Greifarme, Transporteinheiten, Schweißgeräte, Laservorrichtung, usw. umfassen. Es sind dabei grundsätzlich alle Werkzeugvorrichtungen in Betracht zu ziehen, die für einen wechselbaren Einsatz an einem verschiebbaren und/oder drehbaren Gerätestativ genutzt werden können.
Aus der Patentschrift DD 236 832 A1 ist eine Kabelführung zwischen einem festen und einem beweglichen Geräteteil bekannt, wobei zwischen beiden Geräteteilen eine vorgespannte Zugfeder angeordnet ist, in der das Kabel geführt ist. Die Länge der Zugfeder im zusammengezogenen Zustand entspricht dem minimalen Abstand zwischen den beiden Geräteteilen, wobei sich am festen Geräteteil eine Öffnung für das Kabel befindet, hinter der eine Ablagemöglichkeit für Kabelreserven vorgesehen ist. Ein Nachteil dieser Kabelführung liegt in der vorhandenen Zugfeder, welche sich stets durch den Raum zwischen Öffnung und dem Applikator spannt, und damit zum einen ein Hindernis im Raum darstellt, zum anderen die Reichweite des beweglichen Geräts innerhalb des Raums durch die mechanische Belastbarkeit der Zugfeder begrenzt. Weiter sind durch die Unordnung des Kabels in der Ablagemöglichkeit Verknotungen und Verschlingungen nicht auszuschließen, die bei ihrem Auftreten einer Bewegung des Applikators entgegenstehen.
Aus der Patentschrift EP 0 220 501 B1 ist eine Röntgendiagnostikanlage mit einer verstellbaren Röntgenröhre, einem verstellbaren Bildaufnahmesystem, und einer Patientenliege als Anlagekomponenten und einer Steuervorrichtung für die An lagenkomponenten bekannt. Bestimmte Anlagenkomponenten sind dabei an Boden, Decke und Wand mittels Sockel, auf denen Hebel nach Art von Roboterarmen motorisch dreh- und schwenkbar angeordnet sind, angebracht, um einen möglichst universellen Einsatz zu ermöglichen. Nachteil dieser Erfindung ist, dass der Aktionsradius der Roboterarme auf ihre Armlänge beschränkt ist, und diese nicht frei im Raum verschiebbar sind.
In der DE 203 06 560 U1 ist eine Vorrichtung beschrieben, die zur Führung eines Kabels zwischen einer mit dem Kabel verbundenen ersten Systemkomponente und einer relativ gegen die erste verschiebbaren und mit dem Kabel verbundenen zweiten Systemkomponente, einem Fahrzeug, dient, wobei das Kabel eine variable Durchhängung, die durch Verschiebung der zweiten Systemkomponente veränderbar ist, und ferner ein Führungsmittel aufweist, mit welchem die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität gemäß der Verschiebung der zweiten Systemkomponente führbar ist.
Die DE 20 2004 005 671 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Führung eines Kabels zwischen einer mit dem Kabel verbundenen ersten Systemkomponente und einer relativ gegen die erste verschiebbaren und mit dem Kabel verbundenen zweiten Systemkomponente, wobei das Kabel einen Biegeverlauf aufweist, der durch Verschiebung der zweiten Systemkomponente veränderbar ist, wobei wenigstens eine Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität und ein Führungsmittel vorhanden ist, mit welchem die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität gemäß der Verschiebung der zweiten Systemkomponente führbar ist.
Aus der DE 103 08 951 B4 ist eine Stromzuführungsvorrichtung für eine Schiebetür eines Motorfahrzeuges unter Verwendung einer Längenausgleichsvorrichtung für eine elektrische Leitung bekannt, bei der zwischen einer mit dem Kabel verbundenen ersten Fahrzeugkarosserie und einer relativ gegen die erste verschiebbaren und mit dem Kabel verbundenen Schiebetür eine Kabelmodalität vorgesehen ist, die durch Verschiebung der zweiten Systemkomponente veränderbar ist,
Die DE 103 32 342 A1 zeigt eine Stromversorgungsleitungsvorrichtung zur Führung eines Kabels zwischen einer mit dem Kabel verbundenen Fahrzeugkarosserie und einer relativ gegen die erste verschiebbaren und mit dem Kabel verbundenen Schiebetür, wobei das Kabel einen durch Verschiebung der Schiebetür veränderbaren Verlauf des Kabels im Bereich zwischen dem Lagerabschnitt des Kabelbaumhalteteils und dem Steckverbinder als veränderbare Kabelmodalität aufweist, wobei wenigstens ein Kabelbaumhalteteil zur Anpassung des Kabelverlaufs und ein Führungsmittel zur Anpassung der Kabelmodalität vorhanden ist.
Schließlich ist in der DE 102 23 654 B3 eine Vorrichtung zur Führung eines Kabels zwischen einer mit dem Kabel verbundenen stationären Einheit und einer relativ gegen die Einheit verschiebbaren und mit dem Kabel verbundenen Hubvorrichtung beschrieben, wobei das Kabel eine durch Verschiebung der zweiten Systemkomponente veränderbare Länge des Kabelabschnitts zwischen den Leitungstrommeln aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Führung eines Kabels bereitzustellen, welche ein mobiles Robotersystem versorgt, ohne dass die Funktion des Robotersystems durch die Kabelführung eingeschränkt wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass ein Führungsmittel an einer Decke angebracht ist, mit welchem die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität gemäß der Verschiebung und/oder Drehung der zweiten Systemkomponente führbar ist. Damit können relativ zueinander verschiebbare und/oder drehbare Komponenten eines Systems nahezu beliebig zueinander bewegt werden, wobei beispielsweise der Austausch von Steuersignalen oder die Spannungs- und Stromversorgung über die variabel einstellbare Kabelführung aufrechterhalten bleibt.
Dabei wird die Kabelmodalität, unter der bspw. die Kabellänge und die Kabeltorsion für eine bestimmte relative Position einer ersten Systemkomponente zu einer zweiten Systemkomponente zu verstehen ist, durch die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität angepasst. Eine durch eine Steuerung steuerbare Antriebsvorrichtung kann die Verfahrung und/oder Drehung der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität derart auf dem Führungsmittel bewegen, dass eine Position der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität eingenommen wird, die eine Störung des Betriebs der Systemkomponenten durch eine mangelhaft ausgeführte Kabelführung vermeidet.
Alternativ kann die Verfahrung und/oder Drehung der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität manuell auf dem Führungsmittel oder durch direkte Steuerung der Antriebsvorrichtung durch vorhandenes Personal erfolgen. Dies kann dann zweckmäßig sein, wenn die Systemkomponenten für eine längere Zeitdauer ihre Position nicht ändern, und somit keine permanente Anpassung der Position der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität erforderlich ist.
Es kann vorteilhaft sein für unterschiedliche Kabel, z. B. Signalleitung, Gaszuleitungen oder Kabel für Hochspannungsversorgung, unterschiedliche Untereinheiten in der Vorrichtungen zur Anpassung der Kabelmodalität des jeweiligen Kabels vorzusehen, aufgrund z. B. unterschiedlicher Kabeleigenschaften, wie etwa Durchmesser, Steifigkeit, usw. Diese Einheiten können in einer einzigen Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität integriert sein, oder in verschiedenen, räumlich getrennten Vorrichtungen zur Anpassung der Kabelmodalität. Die Nutzung mehrerer Vorrichtungen zur Anpassung der Kabelmodalität kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn die Zuführung des Kabels von unterschiedlichen ersten Systemkomponenten erfolgt – etwa Gasreservoir oder Steuerungseinheit, die örtlich voneinander getrennt sind – oder mehrere zweite Systemkomponenten gleichzeitig im selben Raum betrieben werden sollen.
Des Weiteren können zur Unterstützung der Anpassung der Kabelmodalität durch die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität Sensoren verwendet werden, welche die Position der zu verbindenden Systemkomponenten erfassen und diese einer Steuerung zuführen. Dies ist dann besonders zweckmäßig, wenn eine permanente Anpassung der Position der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität an die Position der zweiten Systemkomponente erforderlich ist, weil die zweite Systemkomponente ständig in Bewegung ist.
Durch die Anbringung des Führungsmittels an der Decke kann in der Regel ohne Störung von Personal oder des Betriebs weiterer im Raum vorhandener Einrichtungen oder zweiten Systemkomponenten die Verkabelung einer in einem Raum beweglichen zweiten Systemkomponente an jedem Ort innerhalb des Raums gewährleistet werden. Auch lässt sich die Kabelführung beispielsweise für unterschiedliche zweite Systemkomponenten innerhalb eines Raums unterschiedlich ausgeführen. So kann eine Anpassung des Führungsmittelkonzepts an die Mobilität der zweiten Systemkomponente erfolgen.
Die Anbringung der Kabelführung an der Decke erlaubt in Verbindung mit einem entsprechenden Führungsmittelkonzept einen großen Bewegungsradius der mit dem Kabel zu verbindenden, beweglichen zweiten Systemkomponente.
Vorteilhafterweise läuft das Kabel in der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität nicht durchgängig durch besagte Vorrichtung, sondern es existiert bspw. eine erste und eine zweite drehbare Einrichtung zur Justierung der Kabellänge als Bestandteil der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität. Somit ist die Länge des Kabels zwischen den ersten Systemkomponenten und der ersten Einrichtung zur Justierung der Kabellänge und zwischen der zweiten Systemkomponente und der zweiten Einrichtung zur Justierung der Kabellänge unabhängig voneinander steuerbar. Die jeweiligen zugehörigen Kabel der ers ten und der zweiten Einrichtung zur Justierung der Kabellänge sind über ein geeignetes Verbindungsstück und/oder einen Verbindungsraum miteinander verbunden, welches bzw. welcher an die Erfordernisse der weiterzuleitenden Ressource oder Information angepasst ist.
Erfindungsgemäß kann das Robotersystem als eine medizinische Untersuchungsvorrichtung, beispielsweise als Röntgengerät, ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Führungsmittel wenigstens eine Führungsschiene auf. Die Anzahl der vorgesehenen Führungsschienen und deren Anordnung kann individuell auf das Einsatzgebiet abgestimmt werden. Dies betrifft sowohl die räumliche Ausdehnung der Führungsschiene, als auch deren Führungskonzept. Die Führungsschiene kann beispielsweise als Luftkissenschiene ausgebildet werden, auf der die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität schwebt, oder beispielsweise als Rollschiene, in welcher die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität mit Rollen eingehängt ist. Ebenso sind elektrische und magnetische Führungsschienen einsetzbar.
Soll die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität über die Führungsschiene angesteuert werden, ist beispielsweise ein leitfähiger Teilabschnitt der Führungsschiene erforderlich, sowie eine Kontaktanordnung für die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität. Die Steuerung der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität kann alternativ über eine kabellose Signalverbindung erfolgen. Die Führungsschiene kann auch zur Energieversorgung der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist das Führungsmittel ein Paar erste Führungsschienen und eine zweite Führungsschiene auf, wobei das erste Paar Führungsschienen parallel zueinander und orthogonal zur zweiten Führungsschiene ausgerichtet ist. Beispielsweise kann das erste Paar Führungsschienen an gegenüberliegenden, Seitenwand-nahen Deckenpositionen parallel angebracht werden, wobei die beiden Führungsschienen im Wesentlichen die Länge des Raums aufweisen. Die beiden ersten Führungsschienen sind durch eine zweite Führungsschiene miteinander verbunden, wobei die zweite Führungsschiene orthogonal zu den ersten Führungsschienen ausgerichtet ist. Die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität ist verschiebbar und/oder drehbar auf der zweiten Führungsschiene montiert.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die zweite Führungsschiene verschiebbar auf den ersten Führungsschienen gelagert. Damit ist im Wesentlichen die gesamte Bodenfläche des Raums mit der zweiten Führungsschiene und damit mit der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität überfahrbar. Die Anbringung der Führungsschienen ist dabei nicht auf die Decke beschränkt, sondern kann auf alle Raumbegrenzungen übertragen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Kabel wenigstens von einer Systemkomponente abnehmbar. Durch eine abnehmbare Verkabelung, insbesondere von wenigstens einer zweiten Systemkomponente, ist für einen Raum nur eine geringe Anzahl an Vorrichtungen zur Anpassung der Kabelmodalität notwendig. Da in der Regel nicht alle mobilen zweiten Systemkomponenten in einem Raum gleichzeitig betrieben werden, ist es vorteilhaft, die Verkabelung, wenn möglich gebündelt und nicht einzeln, von einem Robotersystem entfernen zu können. Ein nächstes Robotersystem kann dann mit der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität angefahren werden, um dieses mit der Verkabelung zu verbinden.
Vorteilhafterweise wird vor oder zu Beginn des Transports durch die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität die vom Robotersystem entfernte und nun frei hängende Verkabelung derart verkürzt, dass eine Gefährdung von Mensch und Sachen durch das Kabel während des Transports vom einen zum nächsten Robotersystem auszuschließen ist. Die Vorrichtung zur Anpas sung der Kabelmodalität kann auch eine Einheit aufweisen, welche die Trennung der Verkabelung von einer zweiten Systemkomponente und die Herstellung einer neuen Kabelverbindung mit einer nächsten zweiten Systemkomponente automatisiert durchführt. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die zweiten Systemkomponenten einen festen Standort im Raum zugewiesen bekommen. Ebenfalls können Sicherheitsaspekte für eine Automatisierung relevant sein, z. B. beim Anschluss von Gasleitungen, Hochvoltspannung oder ähnlichem. Zusätzlich kann die Verkabelung zwischen der zweiten Systemkomponente und der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität eine Protektion erhalten zum Schutz vor Einfluss durch äußere Einwirkung, z. B. auch durch die Funktionsausführung des Robotereinzelsystems. So kann die Verkabelung etwa in einem Rillschlauch oder innerhalb einer metallischen Schutzhülle verlaufen.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität drehbar gelagert. Damit kann zum einen eine Torsion der Verkabelung verringert werden, was eine erhöhte technische Zuverlässigkeit mit sich bringt, zum anderen lässt sich durch eine Drehung der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität die Austrittsrichtung der Verkabelung beeinflussen. Letzteres kann als Feineinstellung für die Führung der Verkabelung genutzt werden. Zur Vermeidung von Torsion kann die drehbare Lagerung vorteilhaft innerhalb der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität am Kabelbefestigungspunkt der Auf- und Abrollvorrichtung angeordnet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität wenigstens eine Auf- und Abrollvorrichtung auf. Vorzugsweise existieren innerhalb der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität mindestens zwei Auf- und Abrollvorrichtungen, die getrennt voneinander die Länge der Verkabelung zwischen der ersten Systemkomponente und der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität und zwischen der zweiten Systemkomponente und der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität verändern. Mit der Auf- und Abrollvorrichtung kann die Länge der Verka belung stets an die durch die Position der Systemkomponenten vorgegebenen Erfordernisse angepasst werden. Es können weitere Einheiten von Auf- und Abrollvorrichtungen vorgesehen sein, die auf die Erfordernisse der genutzten Verkabelung angepasst sind, wie etwa Durchmesser des Kabels, Steifigkeit des Kabels, etc.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Systemkomponente als Steuerung ausgebildet. Dies ist insbesondere bei zentral gesteuerten Vorgängen, wie bei industriellen Fertigungsstraßen, aber auch in der Medizintechnik von Bedeutung. So werden zum Beispiel die Daten einer mit einem Computertomograph oder einer Magnetresonanzvorrichtung durchgeführten Untersuchung in einem zentralen Steuerraum ausgewertet.
In einer vorteilhaften Ausführung weist das Robotersystem einen abnehmbaren C-Bogen-förmigen Arm für Röntgenanwendungen auf. Alternativ kann ein anderer beliebiger Nutzungsschwerpunkt für das Robotersystem gewählt werden. Das Gerätestativ des Robotersystems ist flexibel nutzbar, was zu einer Verringerung der Kosten beiträgt. Im Zusammenhang mit der Verwendung eines C-Bogen-Röntgen-Arms und Untersuchungen mit anschließender räumlicher Darstellung des Untersuchungsbereichs wie etwa 3D-Angiographie, Instrumentenlokalisierungen, etc. kann die Position der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität geeignet, z. B. durch die zentrale Steuerung, an die Bewegung des C-Bogens während der Untersuchung angepasst werden, um eine Interaktion oder Störeinflüsse auf die Untersuchung durch die Verkabelung zu vermeiden.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert wird, in deren
1 eine Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer medizinischen Arbeitsumgebung und
2 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität schematisch veranschaulicht sind.
In 1 ist eine medizinische Arbeitsumgebung dargestellt, welche einen Raum 1 umfasst, dessen räumliche Begrenzungen teilweise durch eine Seitenwand 2, eine Decke 3 und einen Boden 3' dargestellt sind. Außerhalb des Raums 1 befinden sich erste Systemkomponenten 4 bzw. 4' für ein medizinisches Diagnosesystem unter anderem in Form einer Steuerung 4 sowie einer Energieversorgungseinheit 4'. Es wird angemerkt, dass sich die ersten Systemkomponenten 4 bzw. 4' im Gegensatz zu 1 auch innerhalb desselben Raums 1 befinden können, in dem sich eine zweite Systemkomponente 5 bzw. 5' des Diagnosesystems befindet.
Die in 1 gezeigten zweiten Systemkomponenten 5 bzw. 5' sind als ein Röntgen-Robotersystem 5 und ein Tisch-Robotersystems 5' ausgebildet. Das Röntgen-Robotersystem 5 setzt sich aus einem Gerätestativ 6 und einem C-Bogen-Arm 7 für Röntgenanwendungen zusammen. Das Tisch-Robotersystem 5' setzt sich ebenfalls aus einem Gerätestativ 6 und aus einem Tisch 8 zusammen. Der C-Bogen-förmige Arm 7 des Röntgen-Robotersystems 5 sowie der Tisch 8 des Tisch-Robotersystems 5' sind abnehmbar und können gegen weitere Werkzeugvorrichtungen 16 ausgetauscht werden. Weitere Werkzeugvorrichtungen 16 können als Mittel zur Durchführung medizinischer Interventionen, Untersuchungsvorrichtungen und deren Bestandteile, Lagervorrichtungen für Operationsbesteck usw. ausgebildet sein.
Das Röntgen-Robotersystem 5 ist über eine Verkabelung 13 mit der ersten Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität verbunden. Weiter ist die erste Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität über eine Verkabelung 12 mit der Steuerung 4 und der Energieversorgung 4' verbunden. Das Tisch-Robotersystem 5' ist über eine Verkabelung 15 mit der zweiten Vorrichtung 9' zur Anpassung der Kabelmodalität verbunden, wel che über eine Verkabelung 14 mit der Steuerung 4 und der Energieversorgung 4' in Verbindung steht.
Die beiden Vorrichtungen 9 bzw. 9' zur Anpassung der Kabelmodalität sind jeweils auf einer zweiten Führungsschiene 11 bzw. 11' angebracht und sind entlang der jeweiligen zweiten Führungsschiene 11 bzw. 11' verschiebbar sowie drehbar gelagert. Die Drehung kann dabei um die jeweilige Führungsschiene 11 bzw. 11' erfolgen sowie um eine im Wesentlichen senkrecht zur Decke 3 ausgerichteten Drehachse.
Die zweiten Führungsschienen 11 bzw. 11' sind auf einem Paar ersten, parallel angeordneten Führungsschienen 10 bzw. 10' angeordnet, worauf die zweiten Führungsschienen 11 bzw. 11' entlang der Längsausdehnung der Führungsschienen 10 bzw. 10' verschoben werden können. Die zweiten Führungsschienen 11 bzw. 11' sind vorzugsweise orthogonal zu den ersten Führungsschienen 10 bzw. 10' ausgerichtet. Jedoch ist auch eine beliebige andere Ausrichtung der Führungsschienen 10 bzw. 10' bzw. 11 bzw. 11' und auch eine weitere Ergänzung von Führungsschienen möglich. Somit ist in der Regel jeder Ort innerhalb der durch die parallel angeordneten ersten Führungsschienen 10 bzw. 10' aufgespannten Führungsebene durch die beiden Vorrichtungen 9 bzw. 9' zur Anpassung der Kabelmodalität erreichbar. Die zweiten Führungsschienen 11 bzw. 11' sind vorteilhafterweise derart auf den ersten Führungsschienen 10 bzw. 10' angeordnet, dass diese sich nicht gegenseitig bei der Verfahrung der jeweiligen Vorrichtung 9 bzw. 9' zur Anpassung der Kabelmodalität behindern. Somit können alle Positionen der vorhandenen Robotersystem 5 bzw. 5' geeignet mit der jeweiligen Vorrichtung 9 bzw. 9' zur Anpassung der Kabelmodalität angefahren werden.
Werden die vorhandenen Robotersysteme, d. h. das Röntgen-Robotersystem 5 und das Tisch-Robotersystem 5' in ihrer Position oder Lage verändert, so verschieben sich die Vorrichtungen 9 bzw. 9' zur Anpassungen der Kabelmodalität entsprechend und passen vorteilhafterweise dabei die Kabellängen der Ver kabelung 12 bzw. 14 an. Dadurch wird eine translatorische Bewegung und/oder rotatorische Bewegung der Robotersysteme 5 bzw. 5' ermöglicht. Es kann vorteilhaft sein, die Länge der Verkabelung 13 bzw. 15 zwischen den Vorrichtungen 9 bzw. 9' zur Anpassung der Kabelmodalität und dem jeweiligen Robotersystem 5 bzw. 5' konstant zu halten. Jedoch kann gegebenenfalls auch die Länge der Verkabelungen 13 bzw. 15 angepasst werden, sofern dies durch die Anordnung von Geräten und die Räumlichkeiten erforderlich ist. Auf diese Weise kann das Röntgen-Robotersystem 5 bzw. das Tisch-Robotersystem 5' frei bewegt werden. Insbesondere können dadurch Werkzeugwechsel für die vorhandenen Robotersysteme 5 bzw. 5' ermöglicht werden.
Vorteilhafterweise kann eine nicht dargestellte Kabelanschlussplattform am Gerätestativ 6 vorgesehen sein, welche für alle vom Gerätestativ 6 aufnehmbaren Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16 einheitlich gestaltet ist. Somit können alle zweiten Systemkomponenten, hier also die Robotersysteme 5 bzw. 5' und damit die Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16 mit einer einheitlichen, identischen Verkabelung betrieben werden, wobei ein Austausch der Verkabelung bei einem Werkzeugwechsel nicht erforderlich wird. Die Steuerung 4 kann dann die Zuführung von Signalen oder Ressourcen, je nach am Gerätestativ 6 angebrachten Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16, und deren Ressourcenerfordernisse und dergleichen steuern.
Alternativ kann die Verkabelung 13 bzw. 15 des Robotersystems 5 bzw. 5' zur jeweiligen Vorrichtung 9 bzw. 9' zur Anpassung der Kabelmodalität derart ausgeführt werden, dass das Gerätestativ 6 und die Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16, z. B. in der Art des Tisches 8 oder der Art des C-Bogen-förmigen Arms 7, getrennt verkabelt sind. Damit ist das Kriterium der Abnehmbarkeit der Kabelverbindung 13 bzw. 15 von der Werkzeugvorrichtung 7 bzw. 8 bzw. 16 erforderlich, wenn die Werkzeugvorrichtung 7 bzw. 8. bzw. 16 gewechselt werden soll. Dies erfolgt dann vorzugsweise automatisch durch eine nicht dargestellte für das Verfahren zum Wechsel eines Kabels vorgesehene Vorrichtung, beispielsweise während des Wechselprozesses der Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16 oder auch nach Aufnahme der neuen Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16 durch das Gerätestativ 6. Auch in diesem Fall ist eine einheitliche Kabelanschlussplattform für unterschiedliche Werkzeugvorrichtungen 7 bzw. 8 bzw. 16 zweckmäßig.
In 2 wird eine Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität, welche an einer zweiten Führungsschiene 11 verschiebbar und drehbar angeordnet ist, dargestellt. Der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität werden die roboterseitige Verkabelung 13 und die steuerungsseitige Verkabelung 12 auf gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität zugeführt. In 2 weisen sowohl die roboterseitige Verkabelung 13 sowie die steuerseitige Verkabelung 12 mehrere Kabel auf.
Innerhalb der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität ist für jedes zugeführte Kabel eine Vorrichtung 91 zur Justierung der Länge des Kabels vorgesehen. In 2 sind die Vorrichtungen zur Justierung der Länge des Kabels als Auf- und Abrollvorrichtung 91 ausgebildet. Die Kabel sind jeweils mit einer Auf- und Abrollvorrichtung 91 derart verbunden, dass zum einen das Kabel mit der Auf- und Abrollvorrichtung 91 auf- bzw. abrollbar ist, und zum anderen das jeweils verbundene Kabel derart um sich selbst drehbar ist, dass eine Torsion des Kabels verringert werden kann.
Die Drehung des Kabels wird durch eine als Bestandteil der Auf- und Abrollvorrichtung 91 ausgeführte drehbare Lagerung 92 ermöglicht, welche die Scherspannungen des Kabels verringert. Alternativ zu einer Auf- und Abrollvorrichtung 91 können auch anderen Mittel zur Justierung der Länge des Kabels verwendet werden, welche möglicherweise andere Prinzipien zur Justierung der Länge eines Kabels nutzen.
Alternativ kann die Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität derart abgewandelt werden, dass weitere steuerseitige Auf- und Abrolleinrichtung 91 außerhalb der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität vorhanden sind, die die Kabellänge gesteuert einstellen. Diese können beispielsweise in der Decke 3 zwischen den ersten Systemkomponenten und der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität integriert sein. So können die Kabel stets ohne steuerseitiges Aufrollen der steuerseitigen Verkabelung 12 innerhalb der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität in ihrer Länge angepasst werden. Dadurch dass die Kabel nicht innerhalb der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität aufgerollt werden, bleiben diese in einer Lagervorrichtung 92 frei drehbar. Mit einer solchen Anordnung ist daher die Torsion der Kabel ebenfalls zu verringern.
Im Weiteren ist in 2 die räumliche Trennung der roboterseitigen Auf- und Abrollvorrichtung 91 und der steuerseitigen Auf- und Abrollvorrichtung 91 dargestellt. Eine solche Anordnung der Auf- und Abrollvorrichtungen 91 verringert die Spannung auf den Kabeln und ermöglicht unabhängig von der Position der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität die Justierung der Kabellänge. Die Weiterleitung der Signale, Energie und anderer Ressourcen ist dabei durch ein innerhalb der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität angeordnetes Verbindungsstück 93 zwischen den zugehörigen Auf- und Abrollvorrichtungen 91 bzw. den zugehörigen Kabeln der steuerseitigen Verkabelung 12 und der roboterseitigen Verkabelung 13 gewährleistet. Das Verbindungsstück 93 ist jeweils auf die Funktion der zu verbindenden Kabel angepasst.
Des Weiteren ist an oder in der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität eine Antriebsvorrichtung 94 vorgesehen. Die Antriebsvorrichtung 94 ist mit einer Steuerleitung 95 verbunden, die auf der zweiten Führungsschiene 11 angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung 94 treibt zum einen die Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität entlang der zweiten Führungsschiene 11 an, zum anderen die Auf- und Abrollvorrichtungen 91 der Kabel. Gegebenenfalls können für beide Funktionen auch unterschiedliche Antriebsvorrichtungen 94 vorgesehen werden.
Um eine Bewegung der Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität zu ermöglichen, weist die Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität eine Halte-Transportvorrichtung 96 auf, welche an der zweiten Führungsschiene 11 beweglich befestigt ist. Die Halte-Transportvorrichtung 96 weist Rollen 97 auf, welche durch die über die Steuerleitung 95 angesteuerte Antriebsvorrichtung 94 angetrieben werden. Somit kann die Vorrichtung 9 zur Anpassung der Kabelmodalität entlang der zweiten Führungsschiene 11 verschoben werden. Des Weiteren kann die Antriebsvorrichtung 94 auch die zweite Führungsschiene 11 auf den ersten Führungsschienen 10 bzw. 10' antreiben, um die zweite Führungsschiene 11 entlang der ersten Führungsschienen 10 bzw. 10' zu verschieben. Alternativ ist auch hier eine separate Antriebsvorrichtung für den Antrieb der zweiten Führungsschiene 11 vorhanden.

Claims

Vorrichtung zur Führung wenigstens eines Kabels (12, 13, 14, 15) zwischen einer mit dem Kabel (12, 13, 14, 15) verbundenen ersten Systemkomponente (4, 4') und einer relativ gegen die erste drehbaren und/oder verschiebbaren und mit dem Kabel (12, 13, 14, 15) verbundenen zweiten Systemkomponente (5, 5'), die als Robotersystem (5, 5') ausgebildet ist, – wobei das Kabel (12, 13, 14, 15) eine Kabelmodalität aufweist, die durch Verschiebung und/oder Drehung des Robotersystems (5, 5') veränderbar ist, – wobei wenigstens eine Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität vorhanden ist, und – wobei ein Führungsmittel (10, 10', 11, 11', 95) an einer Decke (3) angebracht ist, mit welchem die Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität gemäß der Verschiebung und/oder Drehung der zweiten Systemkomponente (5, 5') führbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Robotersystem (5, 5') als eine medizinische Untersuchungsvorrichtung (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Robotersystem (5, 5') als Röntgengerät (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (10, 10', 11, 11', 95) wenigstens eine Führungsschiene (10, 10', 11, 11') aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (10, 10', 11, 11', 95) ein Paar erste Führungsschienen (10, 10') und eine zweite Führungsschiene (11, 11') aufweist, wobei das erste Paar Führungsschienen (10, 10') parallel zueinander und orthogonal zur zweiten Führungsschiene (11, 11') ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Führungsschiene (11, 11') verschiebbar auf den ersten Führungsschienen (10, 10') gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (13, 15) wenigstens einer Systemkomponente (5, 5', 4, 4') abnehmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität wenigstens eine Auf- und Abrollvorrichtung (91) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Auf- und Abrollvorrichtung (91) zwischen einer Systemkomponente (4, 4') und der Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität auf eine Kabeleigenschaft anpassbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vorrichtungen (9, 9') zur Anpassung der Kabelmodalität vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Systemkomponente (4, 4') als Steuerung (4) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Robotersystem (5, 5') einen abnehmbaren C-Bogen-förmigen Arm (7) für Röntgenanwendungen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsvorrichtung (94) vorhanden ist, die die Vorrichtung (9, 9') zur Anpassung Kabelmodalität entlang des Führungssystems verschiebt und/oder dreht.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (94) durch eine Steuerung (4) steuerbar ist.