DE102017120923A1

DE102017120923A1 - Connecting device and installation system

Info

Publication number: DE102017120923A1
Application number: DE102017120923.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Alexander Goehlich; Ingo Krohne; Tobias Kuhrt
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung (10) zum Verbinden eines Werkzeugelements (30) mit einer steuerbaren Halteeinrichtung (50). Die Verbindungseinrichtung (10) umfasst einen Hauptkörper (13) mit einem ersten Ende (13a) und einem zweiten Ende (13b). Die Verbindungseinrichtung (10) umfasst weiterhin eine erste Anbringeinheit (11) zum Verbinden der Verbindungseinrichtung (10) mit der steuerbaren Halteeinrichtung (50) und eine zweite Anbringeinheit (12) zum Verbinden der Verbindungseinrichtung (10) mit dem Werkzeugelement (30). Die erste Anbringeinheit (11) ist derart am Hauptkörper (13) angeordnet, dass die steuerbare Halteeinrichtung (50) mit der Verbindungseinrichtung (10) am ersten Ende (13a) des Hauptkörpers (13) verbindbar ist. Weiterhin ist die zweite Anbringeinheit (12) derart am Hauptkörper (13) angeordnet, dass das Werkzeugelement (30) mit der Verbindungseinrichtung (10) am zweiten Ende (13b) des Hauptkörpers (13) verbindbar ist. Die erste Anbringeinheit (11) umfasst auch eine Zentriereinheit (14), die ausgebildet ist zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung (10) relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung (50), an der die Verbindungseinrichtung (10) anbringbar ist, so dass eine vorbestimmte Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung (50) während eines Verbindungsprozesses, in dem die Verbindungseinrichtung (10) mit der steuerbaren Halteeinrichtung (50) verbunden wird, einstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Verbindungseinrichtung (10) zum Verbinden eines Werkzeugelements (30) mit einem Roboterarm (50) oder einem Exoskelett (50) sowie ein Installationssystem (100) zum Installieren einer Komponente in einer Installationsumgebung.

The invention relates to a connecting device (10) for connecting a tool element (30) to a controllable holding device (50). The connecting device (10) comprises a main body (13) having a first end (13a) and a second end (13b). The connecting device (10) further comprises a first attachment unit (11) for connecting the connecting device (10) to the controllable holding device (50) and a second attachment unit (12) for connecting the connecting device (10) to the tool element (30). The first attachment unit (11) is arranged on the main body (13) such that the controllable holding device (50) is connectable to the connecting device (10) at the first end (13a) of the main body (13). Furthermore, the second attachment unit (12) is arranged on the main body (13) such that the tool element (30) can be connected to the connection device (10) at the second end (13b) of the main body (13). The first attachment unit (11) also comprises a centering unit (14), which is designed for centering the connection device (10) relative to the controllable holding device (50), to which the connection device (10) can be attached, so that a predetermined position and orientation of the Connection device relative to the controllable holding device (50) during a connecting process in which the connecting device (10) is connected to the controllable holding device (50) is adjustable. The invention further relates to the use of a connecting device (10) for connecting a tool element (30) to a robot arm (50) or an exoskeleton (50) and to an installation system (100) for installing a component in an installation environment.

Description

ErfindungsgebietTHE iNVENTION field

Die Erfindung betrifft allgemein Installationsunterstützungssysteme. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines Werkzeugelements mit einer steuerbaren Halteeinrichtung, die Verwendung einer Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines Werkzeugelements mit einem Roboterarm oder einem Exoskelett und ein Installationssystem zum Installieren einer Komponente in einer Installationsumgebung.The invention relates generally to installation support systems. In particular, the invention relates to a connecting device for connecting a tool element to a controllable holding device, the use of a connecting device for connecting a tool element to a robot arm or an exoskeleton and an installation system for installing a component in an installation environment.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

Heutzutage ist der Einsatz von Stützsystemen, insbesondere von Robotersystemen und Exoskeletten zum Stützen eines Technikers während Montage- und Installationsprozessen, gut etabliert. Beispielsweise werden Techniker regelmäßig durch Robotersysteme gestützt, falls schwere Komponenten montiert werden sollen, um die Arbeit für den Techniker sicherer und gesünder zu machen. In einigen Anwendungen können solche Robotersysteme den Techniker vollständig ersetzen. In diesem Fall ist es wichtig, dass das Robotersystem in der Lage ist, die erforderliche Aufgabe auf vollständig autonome Weise auszuführen, bei der die Anwesenheit eines Servicetechnikers nicht notwendig ist. In einem derartigen Szenarium sollten keine Schwierigkeiten auftreten, insbesondere falls das Robotersystem die gleiche Aufgabe über eine Zeitperiode hinweg ausführt. In einigen Fällen kann es jedoch schwierig sein, falls das gleiche Robotersystem eine Sequenz von verschiedenen Aufgaben ausführt, in denen beispielsweise verschiedene Werkzeuge erforderlich sind.Today, the use of support systems, particularly robotic systems and exoskeletons to support a technician during assembly and installation processes, is well established. For example, technicians are regularly supported by robotic systems if heavy components are to be mounted to make the work safer and healthier for the technician. In some applications, such robotic systems can completely replace the technician. In this case, it is important that the robot system is able to perform the required task in a completely autonomous manner, in which the presence of a service technician is not necessary. In such a scenario, no difficulties should arise, especially if the robot system performs the same task over a period of time. In some cases, however, it may be difficult if the same robot system executes a sequence of different tasks in which, for example, different tools are required.

EP 3 192 617 A1 beschreibt einen autonomen Schraubroboter, der ein automatisiertes geführtes Fahrzeug, einen in dem automatisierten geführten Fahrzeug montierten Roboterarm, eine mit dem Roboterarm zusammengebaute automatisierte Schraubeinrichtung, ein in dem automatisierten geführten Fahrzeug montiertes Schraubenvorschubsystem, ein mit dem Roboterarm zusammengebautes und zum Erfassen von Bildern eines Arbeitsbereichs für die Schraubeinrichtung ausgelegtes Sichtsystem und ein Bilderkennungssystem umfasst. EP 3 192 617 A1 describes an autonomous screwdriving robot comprising an automated guided vehicle, a robotic arm mounted in the automated guided vehicle, an automated screwing device assembled with the robot arm, a screw feed system mounted in the automated guided vehicle, a robot arm assembled with the robot arm and for acquiring images of a working area the screw device designed viewing system and an image recognition system comprises.

US 2016/264262 A1 beschreibt eine Einrichtung für das visuelle Untersuchen der externen Oberflächen eines Luftfahrzeugs. Die Einrichtung enthält einen Untersuchungsbereich zum Aufnehmen eines Luftfahrzeugs, mindestens einen Sichtuntersuchungsroboter und ein Steuerzentrum. Eine bewegliche Plattform des Roboters unterstützt einen Turm mit einer Beobachtungseinheit. Der Roboter enthält eine Verarbeitungseinheit, die die bewegliche Plattform führt und die die von der Beobachtungseinheit empfangenen Daten verarbeitet. Die Verarbeitungseinheit des Roboters ist ausgebildet zum autonomen Steuern des Roboters während der visuellen Untersuchung der externen Oberflächen des im Untersuchungsbereich geparkten Luftfahrzeugs. US 2016/264262 A1 describes a device for visually inspecting the external surfaces of an aircraft. The device includes an inspection area for receiving an aircraft, at least one visual inspection robot, and a control center. A movable platform of the robot supports a tower with an observation unit. The robot includes a processing unit that maintains the movable platform and processes the data received from the observation unit. The processing unit of the robot is configured to autonomously control the robot during the visual inspection of the external surfaces of the aircraft parked in the inspection area.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Unterstützung für einen Techniker während eines Installationsprozesses.An object of the present invention is to provide improved assistance to a technician during an installation process.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung ersichtlich.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Further embodiments are evident from the dependent claims and the following description.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines Werkzeugelements mit einer steuerbaren Halteeinrichtung bereitgestellt. Die Halteeinrichtung kann ein Roboter oder ein Roboterarm sein. Die Halteeinrichtung kann auch ein Exoskelett sein. Die Verbindungseinrichtung umfasst einen Hauptkörper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Verbindungseinrichtung umfasst weiterhin eine erste Anbringeinheit zum Verbinden der Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung und eine zweite Anbringeinheit zum Verbinden der Verbindungseinrichtung mit dem Werkzeugelement. Die erste Anbringeinheit ist derart am Hauptkörper angeordnet, dass die steuerbare Halteeinrichtung mit der Verbindungseinrichtung am ersten Ende des Hauptkörpers verbindbar ist. Weiterhin ist die zweite Anbringeinheit derart am Hauptkörper angeordnet, dass das Werkzeugelement mit der Verbindungseinrichtung am zweiten Ende des Hauptkörpers verbindbar ist. Die erste Anbringeinheit umfasst auch eine Zentriereinheit, die ausgebildet ist zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung, an der die Verbindungseinrichtung anbringbar ist, so dass eine vorbestimmte Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung während eines Verbindungsprozesses, in dem die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden wird, einstellbar ist.According to a first aspect of the present invention, a connecting device for connecting a tool element to a controllable holding device is provided. The holding device may be a robot or a robot arm. The holding device can also be an exoskeleton. The connecting device comprises a main body having a first end and a second end. The connecting device further comprises a first attachment unit for connecting the connecting device to the controllable holding device and a second attachment unit for connecting the connecting device to the tool element. The first attachment unit is arranged on the main body such that the controllable holding device can be connected to the connection device at the first end of the main body. Furthermore, the second attachment unit is arranged on the main body such that the tool element can be connected to the connection device at the second end of the main body. The first attachment unit also comprises a centering unit, which is designed for centering the connection device relative to the controllable holding device, to which the connection device can be attached, so that a predetermined position and orientation of the connection device relative to the controllable holding device during a connection process, in which the connection device with the controllable holding device is connected, is adjustable.

Das Verwenden einer derartigen Verbindungseinrichtung sorgt für eine leichtere Verbindung von Werkzeugen mit steuerbaren Halteeinrichtungen. Weiterhin sorgt die Verbindungseinrichtung für eine erhöhte Variabilität von Werkzeugen, die mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden werden können. Insbesondere ermöglicht eine derartige Verbindungseinrichtung eine autonome Verbindung eines spezifischen Werkzeugs mit der steuerbaren Halteeinrichtung. In einem verbundenen Zustand ist die Verbindungseinrichtung derart an der steuerbaren Halteeinrichtung angebracht oder fixiert, dass eine steuerbare Halteeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung bereitgestellt ist. Weiterhin kann ein Werkzeugelement über die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden werden. Auf diese Weise kann ein Installationssystem bereitgestellt werden, das unten ausführlicher beschrieben werden wird.The use of such a connection device provides for easier connection of tools with controllable holding devices. Furthermore, the connecting device ensures increased variability of tools that can be connected to the controllable holding device. In particular, such a connection device allows an autonomous connection of a specific tool with the controllable holding device. In a connected state, the connection device is at the controllable Holding device attached or fixed that a controllable holding device is provided with the connecting device according to the invention. Furthermore, a tool element can be connected via the connecting device with the controllable holding device. In this way, an installation system may be provided which will be described in more detail below.

Aufgrund der erhöhten Adaptierbarkeit der steuerbaren Halteeinrichtung, zum Beispiel des Roboterarms, mit Hilfe der Verbindungseinrichtung kann das gleiche Werkzeug sowohl für den Techniker als auch für den Roboterarm bereitgestellt werden. Es besteht keine Notwendigkeit, Endeffektoren während der Operationen zu wechseln. Dies führt zu kosteneffektiven und sicheren Arbeitsprozessen. Dies ermöglicht weiterhin die Verwendung des gleichen Werkzeugs, anstatt ein Werkzeug zu haben, das für einen Roboter bestimmt ist, und ein anderes Werkzeug, das für einen Menschen bestimmt ist. Dies ermöglicht weiterhin, dass der Roboter einen Fingergreifer zum Halten eines Werkzeugs oder zum Halten anderer Materialien verwendet, ohne dass eine große Kiste an spezifischen Endeffektoren benötigt wird.Due to the increased adaptability of the controllable holding device, for example the robot arm, by means of the connecting device, the same tool can be provided both for the technician and for the robot arm. There is no need to switch endeffectors during the operations. This leads to cost-effective and secure work processes. This further allows the use of the same tool instead of having a tool dedicated to one robot and another tool intended for a human. This further allows the robot to use a finger gripper to hold a tool or hold other materials without the need for a large box of specific end-effectors.

Die steuerbare Halteeinrichtung kann ein Roboterarm sein, an der die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung anbringbar ist. Der Roboterarm kann ein Teil eines kollaborativen Roboters zum Unterstützen eines Technikers während einer Arbeitsaufgabe sein. Es ist auch möglich, dass die steuerbare Halteeinrichtung ein Exoskelett ist. Es versteht sich weiterhin, dass auch eine Hand einer Person durch den Ausdruck „steuerbare Halteeinrichtung“ umfasst sein kann. In diesem Fall kann die Verbindungseinrichtung einfach durch die Hand einer Person gehalten werden, so dass, wenn das Werkzeugelement mit der Verbindungseinrichtung verbunden ist, die Person das Werkzeugelement manuell durch Bewegen der Verbindungseinrichtung bewegt. In einer bevorzugten Ausführungsform jedoch ist die steuerbare Halteeinrichtung ein Robotermanipulator, ein Roboterarm oder ein Exoskelett. Falls die steuerbare Halteeinrichtung ein Roboterarm ist, können die Verbindungseinrichtung und deshalb das über die Verbindungseinrichtung mit dem Roboterarm verbundene Werkzeugelement ohne das Eingreifen einer Person, zum Beispiel den Techniker, autonom bewegt werden. Falls die steuerbare Halteeinrichtung ein Exoskelett ist, können die Verbindungseinrichtung und deshalb das über die Verbindungseinrichtung mit dem Exoskelett verbundene Werkzeugelement mindestens teilweise auf autonome Weise bewegt werden, da das Exoskelett die das Exoskelett tragende Person unterstützt. The controllable holding device can be a robot arm to which the connecting device according to the invention can be attached. The robotic arm may be part of a collaborative robot for assisting a technician during a work task. It is also possible that the controllable holding device is an exoskeleton. It is further understood that a person's hand may also be encompassed by the term "controllable holding device". In this case, the connecting device can be easily held by the hand of a person, so that when the tool element is connected to the connecting device, the person moves the tool element manually by moving the connecting device. In a preferred embodiment, however, the controllable holding device is a robot manipulator, a robot arm or an exoskeleton. If the controllable holding device is a robot arm, the connecting device and therefore the tool element connected to the robot arm via the connecting device can be moved autonomously without the intervention of a person, for example the technician. If the controllable holding device is an exoskeleton, the connecting device and therefore the tool element connected to the exoskeleton via the connecting device can be moved at least partially in an autonomous manner, since the exoskeleton supports the person carrying the exoskeleton.

In diesem Kontext kann der Ausdruck „Exoskelett“ als eine tragbare mobile Maschine verstanden werden, die beispielsweise durch ein System von Elektromotoren, durch Pneumatik, Hebel, Hydraulik oder eine Kombination aus diesen Technologien angetrieben werden kann, so dass eine Gliedmaße einer Person, z.B. eine Gliedmaße eines das Exoskelett tragenden Technikers, mit erhöhter Stärke und Ausdauer bewegt werden kann. Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung ist somit an einem Roboterarm oder einem Exoskelett anbringbar.In this context, the term "exoskeleton" may be understood as a portable mobile machine that may be powered, for example, by a system of electric motors, pneumatics, levers, hydraulics, or a combination of these technologies such that a limb of a person, e.g. a limb of a technician wearing the exoskeleton can be moved with increased strength and endurance. The connecting device according to the invention can thus be attached to a robot arm or an exoskeleton.

Das Werkzeugelement kann ein Werkzeug oder eine andere Stützstruktur oder ein Instrument sein, das während eines Montage- oder Installationsprozesses eine Unterstützung bereitstellt. Beispielsweise ist das Werkzeugelement ein Schraubendreher, ein Bohrwerkzeug, ein Nietwerkzeug, ein Schneidwerkzeug usw. Das Werkzeug kann auch ein Haltemittel zum Halten schwerer Komponenten oder Werkstücke sein, was vorteilhaft ist, falls ein Techniker, der aufgrund des großen Gewichts der Komponente, nicht in der Lage ist, diese Komponente zu tragen. Auf diese Weise kann der Techniker bei den auszuführenden Aufgaben unterstützt werden, ohne die erforderlichen Werkzeuge oder zu installierenden Komponenten tragen zu müssen. Das Werkzeug kann auch eine Kamera oder eine andere Peripherieeinrichtung sein. Das Werkzeugelement kann ein drahtloses Werkzeugelement sein, da es möglich ist, elektrische Leistung und Daten über die Verbindungseinrichtung an das Werkzeugelement bereitzustellen.The tooling element may be a tool or other support structure or instrument that provides assistance during an assembly or installation process. For example, the tool element is a screwdriver, a drilling tool, a riveting tool, a cutting tool, etc. The tool can also be a holding means for holding heavy components or workpieces, which is advantageous if a technician, due to the large weight of the component, not in the Able to wear this component. In this way, the technician can be supported in the tasks to be performed without having to carry the necessary tools or components to be installed. The tool may also be a camera or other peripheral device. The tool element may be a wireless tool element, since it is possible to provide electrical power and data to the tool element via the connection device.

Die Verbindungseinrichtung umfasst einen Hauptkörper mit einem ersten und einem zweiten Ende. Der Hauptkörper kann sich entlang einer Längsrichtung oder Achse von dem ersten Ende zum zweiten Ende erstrecken. Der Hauptkörper kann zumindest teilweise eine Zylinderform umfassen. Der Hauptkörper der Verbindungseinrichtung kann hohl sein. Beispielsweise kann der Hauptkörper als ein Hohlzylinder ausgebildet sein, der am ersten und am zweiten Ende offen ist. In diesem Fall gibt es ein Durchgangsloch, das sich entlang der Längsachse des Hauptkörpers durch den Hauptkörper erstreckt.The connecting device comprises a main body having a first and a second end. The main body may extend along a longitudinal direction or axis from the first end to the second end. The main body may at least partially comprise a cylindrical shape. The main body of the connecting device may be hollow. For example, the main body may be formed as a hollow cylinder that is open at the first and second ends. In this case, there is a through hole that extends along the longitudinal axis of the main body through the main body.

Die Verbindungseinrichtung, insbesondere der Hauptkörper, umfasst eine erste Anbringeinheit und eine zweite Anbringeinheit. Die erste Anbringeinheit ist ausgebildet zum Bereitstellen einer direkten Verbindung oder Kopplung zu der steuerbaren Halteeinrichtung. Diese Verbindung kann beispielsweise als eine mechanische Verbindung, eine magnetische Verbindung oder eine Kombination daraus ausgebildet sein. Falls die erste Anbringeinheit ausgebildet ist zum Anbringen der Verbindungseinrichtung über eine mechanische Verbindung an der steuerbaren Halteeinrichtung, kann die erste Anbringeinheit mindestens ein Loch, bevorzugt zwei Löcher, umfassen, über die das Verbindungselement mit Hilfe einer Stiftverbindung an der steuerbaren Halteeinrichtung angebracht werden kann. Diese Löcher können sich senkrecht zur Längsrichtung des Hauptkörpers erstrecken.The connecting device, in particular the main body, comprises a first attachment unit and a second attachment unit. The first attachment unit is configured to provide a direct connection or coupling to the controllable retention device. This compound may be formed, for example, as a mechanical connection, a magnetic connection or a combination thereof. If the first attachment unit is designed for attaching the connection device via a mechanical connection to the controllable holding device, the first attachment unit can comprise at least one hole, preferably two holes, via which the connection element can be attached to the controllable holding device by means of a pin connection. These holes can extend perpendicular to the longitudinal direction of the main body.

Falls die erste Anbringeinheit ausgebildet ist zum Anbringen der Verbindungseinrichtung über eine magnetische Verbindung an der steuerbaren Halteeinrichtung, kann die Verbindungseinrichtung mindestens einen Magneten oder ein ferromagnetisches Material umfassen, so dass eine magnetische Anziehung zwischen der Verbindungseinrichtung und der steuerbaren Halteeinrichtung auftreten kann.If the first attachment unit is designed to attach the connection device via a magnetic connection to the controllable holding device, the connection device can comprise at least one magnet or a ferromagnetic material, so that a magnetic attraction can occur between the connection device and the controllable holding device.

Weiterhin ist es möglich, dass die erste Anbringeinheit ausgebildet ist zum Anbringen der Verbindungseinrichtung an der steuerbaren Halteeinrichtung mit Hilfe einer Vakuumverbindung, z.B. eines Vakuumendeffektors. In diesem Fall kann die Verbindungseinrichtung, z.B. die Anbringeinheit, eine Oberfläche, insbesondere eine polierte Oberfläche, umfassen, die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Vakuum- oder Saugnapfs, um eine Vakuumverbindung bereitzustellen. Die Verbindungsoberfläche kann deshalb eine flache Oberfläche sein, die zum Aufnehmen eines Vakuumendeffektors optimiert ist.Furthermore, it is possible that the first attachment unit is designed for attaching the connection device to the controllable holding device by means of a vacuum connection, e.g. a vacuum end effector. In this case, the connection means, e.g. the attachment unit, a surface, in particular a polished surface, which is adapted to receive a vacuum or suction cup to provide a vacuum connection. The bonding surface may therefore be a flat surface optimized for receiving a vacuum end effector.

Die erste Anbringeinheit kann jedoch so ausgebildet sein, dass die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung am ersten Ende des Hauptkörpers verbindbar ist.However, the first attachment unit can be designed such that the connection device can be connected to the controllable holding device at the first end of the main body.

Die zweite Anbringeinheit kann als ein Drehverschluss ausgebildet sein, die das Werkzeugelement durch eine Drehbewegung an der Verbindungseinrichtung und durch zusätzliches Sichern des Verschlusses unter Verwendung eines Stifts verriegelt, der eine Freigabe dieser Sicherung durch eine Gegendrehung verhindert. Beispielsweise kann die zweite Anbringeinheit ausgelegt sein zum Bereitstellen eines Bajonettverschlusses mit dem mit der Verbindungseinrichtung zu verbindenden Werkzeugelement. Deshalb kann die zweite Anbringeinheit mindestens zwei Löcher umfassen, die sich beispielsweise durch eine Zylinderwand des Hauptkörpers am zweiten Ende erstrecken. Diese Durchgangslöcher können sich senkrecht zur Längsrichtung des Hauptkörpers erstrecken. Dieser Aspekt wird in der Beschreibung der Figuren ausführlicher beschrieben werden. Die zweite Anbringeinheit kann jedoch derart ausgebildet sein, dass die Verbindungseinrichtung mit dem Werkzeugelement am zweiten Ende des Hauptkörpers verbindbar ist.The second attachment unit may be formed as a rotary closure which locks the tool element by rotational movement on the connection means and by additionally securing the closure using a pin which prevents release of this fuse by counter rotation. For example, the second attachment unit may be designed to provide a bayonet closure with the tool element to be connected to the connection device. Therefore, the second attachment unit may include at least two holes extending through, for example, a cylinder wall of the main body at the second end. These through holes may extend perpendicular to the longitudinal direction of the main body. This aspect will be described in more detail in the description of the figures. However, the second attachment unit can be configured such that the connection device can be connected to the tool element at the second end of the main body.

Die erste Anbringeinheit und der Hauptkörper können als separate Teile ausgebildet sein, die aneinander angebracht werden. Die erste Anbringeinheit kann auch integral in den Hauptkörper integriert sein. Weiterhin können die zweite Anbringeinheit und der Hauptkörper als separate Teile ausgebildet sein, die aneinander angebracht sind. Die zweite Anbringeinheit kann ebenfalls integral in den Hauptkörper integriert sein.The first attachment unit and the main body may be formed as separate parts which are attached to each other. The first attachment unit may also be integrally integrated with the main body. Furthermore, the second attachment unit and the main body may be formed as separate parts attached to each other. The second attachment unit may also be integrally integrated with the main body.

Die Verbindungseinrichtung umfasst weiterhin eine Zentriereinheit, insbesondere eine Selbstzentriereinheit. Die Zentriereinheit ist ausgebildet zum Zentrieren oder Ausrichten der Verbindungseinrichtung relativ zu der steuerbaren Halteeinrichtung, an der die Verbindungseinrichtung anbringbar ist. Beispielsweise wird eine Ausrichtung oder Zentrierung der Verbindungseinrichtung an der steuerbaren Halteeinrichtung ausgeführt, wenn sich beide Einrichtungen einander annähern. Während dieser Annäherung, bei der die Distanz zwischen beiden Einrichtungen kleiner wird, findet eine Selbstverstellung oder Selbstzentrierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung statt.The connecting device further comprises a centering unit, in particular a self-centering unit. The centering unit is designed for centering or aligning the connecting device relative to the controllable holding device to which the connecting device can be attached. For example, an alignment or centering of the connecting device is performed on the controllable holding device when both devices approach each other. During this approach, in which the distance between both devices becomes smaller, a self-centering or self-centering of the connection device takes place relative to the controllable holding device.

Eine Zentrierung im Kontext der vorliegenden Erfindung kann als eine Ausrichtung der relativen Position und Orientierung von zwei Komponenten, in diesem Fall der Verbindungseinrichtung und der steuerbaren Halteeinrichtung, verstanden werden. Mit anderen Worten umfasst die Zentrierung eine Ausrichtung, beispielsweise der Längsachse der Verbindungseinrichtung bezüglich einer anderen Einrichtung, beispielsweise bezüglich einer Achse der steuerbaren Halteeinrichtung. Eine Zentrierung kann durch ein spezifisches Design der Konturen der Verbindungseinrichtung, insbesondere der Kontur der ersten Anbringeinheit, die die Zentrierungseinheit umfasst, bereitgestellt werden. Somit kann die Zentrierungseinheit Ausnehmungen oder Vorsprünge umfassen, die mit Vorsprüngen oder Ausnehmungen der mit der Verbindungseinrichtung zu verbindenden steuerbaren Halteeinrichtung korrespondieren. Weiterhin ist es möglich, dass die Zentriereinheit Fasen umfasst, so dass entsprechende Teile der steuerbaren Halteeinrichtung während einer Annäherung der Verbindungseinrichtung und der steuerbaren Halteeinrichtung automatisch entlang diesen Fasen gleiten, um die Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung automatisch zu verstellen oder zu zentrieren.Centering in the context of the present invention may be understood as an orientation of the relative position and orientation of two components, in this case the connecting device and the controllable holding device. In other words, the centering comprises an orientation, for example the longitudinal axis of the connecting device with respect to another device, for example with respect to an axis of the controllable holding device. A centering can be provided by a specific design of the contours of the connecting device, in particular the contour of the first attachment unit comprising the centering unit. Thus, the centering unit may comprise recesses or projections which correspond with projections or recesses of the controllable holding device to be connected to the connecting device. Furthermore, it is possible for the centering unit to comprise chamfers so that corresponding parts of the controllable holding device automatically slide along these chamfers during an approach of the connecting device and the controllable holding device in order to automatically adjust or center the position and orientation of the connecting device relative to the controllable holding device ,

Auf diese Weise ist eine vorbestimmte Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung während eines Verbindungsprozesses einstellbar, bei dem die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden wird. Der Verbindungsprozess kann eine Annäherung der Verbindungseinrichtung und der steuerbaren Halteeinrichtung umfassen, bis beide Einrichtungen in Kontakt stehen und die Zentriereinheit der Verbindungseinrichtung in entsprechende Teile der steuerbaren Halteeinrichtung eingreift, was zu einer Zentrierung und Ausrichtung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung führt, wodurch die Verbindungseinrichtung in eine vorbestimmte Position und Orientierung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung gebracht wird.In this way, a predetermined position and orientation of the connecting device is adjustable relative to the controllable holding device during a connection process in which the connecting device is connected to the controllable holding device. The connection process may include an approach of the connecting device and the controllable holding device until both devices are in contact and the centering unit of the connecting device engages in corresponding parts of the controllable holding device, which leads to a centering and alignment of the connecting device relative to the controllable holding device, whereby the connecting device in a predetermined position and Orientation is brought relative to the controllable holding device.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zentriereinheit der ersten Anbringeinheit zum Selbstzentrieren der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung während des Verbindungsprozesses ausgebildet.According to an embodiment of the present invention, the centering unit of the first attachment unit for self-centering the connection device is formed relative to the controllable support device during the connection process.

Eine Selbstzentrierung sorgt für eine verbesserte Verbindungsprozedur, da die steuerbare Halteeinrichtung, z.B. der Roboterarm oder das Exoskelett, sich autonom selbst mit der Verbindungseinrichtung verbinden kann, selbst wenn die Längsachse des Hauptkörpers der Verbindungseinrichtung noch nicht auf eine Mittelachse der steuerbaren Halteeinrichtung ausgerichtet ist.Self-centering provides for an improved connection procedure since the controllable holding device, e.g. the robot arm or the exoskeleton can autonomously connect itself to the connecting device, even if the longitudinal axis of the main body of the connecting device is not yet aligned with a central axis of the controllable holding device.

Da die Zentriereinheit für eine Selbstzentrierung ausgelegt ist, wird die Verbindungseinrichtung eine Position und Orientierung, in der die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden werden kann, automatisch anpassen. Insbesondere wird die steuerbare Halteeinrichtung der Verbindungseinrichtung angenähert, bis die Geometrie der Verbindungseinrichtung, z.B. der Zentriereinheit, das Verbindungselement zwingt, auf die steuerbare Halteeinrichtung zentriert oder ausgerichtet zu sein. Deshalb kann die Zentriereinheit mindestens zwei Vorsprünge oder Ausnehmungen besitzen, die in zwei entsprechende Ausnehmungen oder Vorsprünge des mit der Verbindungseinrichtung zu verbindenden Gegenstücks eingreifen können. Es ist keine manuelle Ausrichtung der Verbindungseinrichtung auf die andere zu verbindende Einrichtung erforderlich, da die Zentriereinheit als eine Selbstzentriereinheit oder Selbstausrichtungseinheit ausgelegt ist. Die Zentriereinheit der Verbindungseinrichtung kann ausgebildet sein, eine Formschlussverbindung zwischen der Zentriereinheit und dem entsprechenden Teil der steuerbaren Halteeinrichtung bereitzustellen. Mit anderen Worten kann ein Vorsprung der Zentriereinheit auf formschlüssige Weise in eine Ausnehmung der steuerbaren Halteeinrichtung eingreifen, falls diese Einrichtungen verbunden werden, d.h., falls sich diese Einrichtungen in einem verbundenen Zustand befinden. Analog kann ein Vorsprung der steuerbaren Halteeinrichtung auf formschlüssige Weise in eine Ausnehmung der Zentriereinheit der Verbindungseinrichtung eingreifen, falls diese Einrichtungen verbunden werden, d.h., falls sich diese Einrichtungen in einem verbundenen Zustand befinden.Since the centering unit is designed for self-centering, the connecting device will automatically adapt a position and orientation in which the connecting device can be connected to the controllable holding device. In particular, the controllable holding means approximates the connection means until the geometry of the connection means, e.g. the centering unit, the connecting element forces to be centered or aligned on the controllable holding device. Therefore, the centering unit can have at least two projections or recesses which can engage in two corresponding recesses or projections of the counterpart to be connected to the connecting device. No manual alignment of the connecting device to the other device to be connected is required since the centering unit is designed as a self-centering or self-aligning unit. The centering unit of the connecting device can be designed to provide a form-locking connection between the centering unit and the corresponding part of the controllable holding device. In other words, a protrusion of the centering unit can interlock positively with a recess of the controllable holding device, if these devices are connected, that is, if these devices are in a connected state. Analogously, a projection of the controllable holding device can engage in a form-fitting manner in a recess of the centering unit of the connecting device, if these devices are connected, that is, if these devices are in a connected state.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zentriereinheit als eine mechanische Zentriereinheit oder eine magnetische Zentriereinheit oder eine Kombination davon ausgelegt.According to another embodiment of the present invention, the centering unit is designed as a mechanical centering unit or a magnetic centering unit or a combination thereof.

Eine mechanische Zentriereinheit kann spezifische Konturen umfassen, beispielsweise Ausnehmungen und Vorsprünge zum Aufnehmen entsprechender Vorsprünge oder Ausnehmungen der zu verbindenden Einrichtung. Eine magnetische Zentriereinheit kann einen Magneten, z.B. einen Permanentmagneten, umfassen, der dafür ausgelegt ist, die zu verbindende Einrichtung, z.B. die steuerbare Halteeinrichtung, in eine Position und Orientierung zu zwingen, in der die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden werden kann oder umgekehrt. Alternativ kann die Zentriereinheit eine elektromagnetische Einheit umfassen, die dafür ausgelegt ist, die zu verbindende Einrichtung, z.B. die steuerbare Halteeinrichtung, in eine Position und Orientierung zu zwingen, in der die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden werden kann oder umgekehrt. Um die Verbindungseinheit in eine Position und Orientierung zu zwingen, in der die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbindbar ist, kann der Magnet oder die elektromagnetische Einheit ein Magnetfeld zwischen der Verbindungseinrichtung und der zu verbindenden Einrichtung bereitstellen, so dass die Längsachse des Hauptkörpers der Verbindungseinrichtung bezüglich einer entsprechenden Mittelachse der zu verbindenden Einrichtung ausgerichtet oder zentriert wird, wodurch ein Verbinden und Fixieren beider Einrichtungen über die erste Anbringeinheit ermöglicht wird.A mechanical centering unit may comprise specific contours, for example recesses and projections for receiving corresponding projections or recesses of the device to be connected. A magnetic centering unit may comprise a magnet, e.g. a permanent magnet adapted to connect the device to be connected, e.g. the controllable holding device to force in a position and orientation in which the connecting device can be connected to the controllable holding device or vice versa. Alternatively, the centering unit may comprise an electromagnetic unit adapted to connect the device to be connected, e.g. the controllable holding device to force in a position and orientation in which the connecting device can be connected to the controllable holding device or vice versa. In order to force the connection unit into a position and orientation in which the connection device can be connected to the controllable holding device, the magnet or the electromagnetic unit can provide a magnetic field between the connection device and the device to be connected, so that the longitudinal axis of the main body of the connection device with respect a center axis of the device to be connected is aligned or centered, whereby a connection and fixing of both devices is made possible via the first attachment unit.

Die Verbindungseinrichtung kann aus einem leichten Material wie etwa beispielsweise einem synthetischen Material oder Aluminium hergestellt werden. Es ist jedoch möglich, dass die Verbindungseinrichtung aus Stahl hergestellt wird.The connection means may be made of a lightweight material such as, for example, a synthetic material or aluminum. However, it is possible that the connecting device is made of steel.

Die Verbindungseinrichtung kann Stromversorgungsleitungen oder -trassen zum Liefern von elektrischer Leistung an das Werkzeugelement umfassen. Weiterhin umfasst die Verbindungseinrichtung Datenleitungen oder -trassen zum Liefern von Betriebsdaten an das Werkzeugelement. Mit anderen Worten ist die Verbindungseinrichtung für Signalübertragung ausgelegt. Eine Signalübertragung zwischen der steuerbaren Halteeinrichtung und der Verbindungseinrichtung kann mit Hilfe von induktiven Koppelelementen bereitgestellt werden. Die Betriebsdaten können durch eine Steuereinheit bereitgestellt werden. Die Verbindungseinrichtung kann einen Mikrocontroller zum Verarbeiten von Signalen und zum Liefern einer manipulierten Variablen oder eines manipulierten Parameters an das Werkzeugelement oder an ein Aktivierungselement, z.B. einen Aktuator, des Werkzeugelements umfassen. Weiterhin können Druckluft oder hydraulische Fluide über Hydraulikleitungen an das Werkzeugelement geliefert werden. Deshalb kann die Verbindungseinrichtung Hydraulikleitungen umfassen.The connection means may comprise power supply lines or tracks for supplying electrical power to the tool element. Furthermore, the connecting device comprises data lines or tracks for supplying operating data to the tool element. In other words, the connection device is designed for signal transmission. A signal transmission between the controllable holding device and the connecting device can be provided by means of inductive coupling elements. The operating data may be provided by a control unit. The connection means may comprise a microcontroller for processing signals and for providing a manipulated variable or a manipulated parameter to the tool element or to an activation element, e.g. an actuator, the tool element include. Furthermore, compressed air or hydraulic fluids can be supplied via hydraulic lines to the tool element. Therefore, the connection means may comprise hydraulic lines.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zentriereinheit ein Eingriffselement zum Eingreifen mit der steuerbaren Halteeinrichtung. According to a further embodiment of the present invention, the centering unit comprises an engagement element for engagement with the controllable holding device.

Auf diese Weise ist es möglich, die Verbindungseinrichtung sicher auf die steuerbare Halteeinrichtung zu zentrieren und auszurichten. Das Eingriffselement kann eine Positivform, beispielsweise einen Vorsprung, umfassen, der ausgebildet ist zum Eingreifen in eine Negativform, beispielsweise eine Ausnehmung der steuerbaren Halteeinrichtung, so dass eine Formschlussverbindung zwischen der Verbindungseinrichtung und der steuerbaren Halteeinrichtung in einem verbundenen Zustand bereitgestellt werden kann.In this way it is possible to safely center and align the connection device to the controllable holding device. The engagement element may comprise a positive shape, for example a projection, which is designed to engage in a negative mold, for example a recess of the controllable holding device, so that a positive connection between the connecting device and the controllable holding device in a connected state can be provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Anbringeinheit eine erste Oberfläche, die sich auf dem Hauptkörper erstreckt, wobei die erste Oberfläche mindestens einen Vorsprung umfasst, der ausgebildet ist zum Eingreifen in die steuerbare Halteeinrichtung während des Verbindungsprozesses und zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung.In accordance with another embodiment of the present invention, the first attachment unit includes a first surface extending on the main body, the first surface including at least one protrusion configured to engage the controllable support during the bonding process and center the connector relative to controllable holding device.

Die erste Oberfläche kann eine gekrümmte Oberfläche sein. Bevorzugt ist die erste Oberfläche eine flache oder ebene Oberfläche. Es ist möglich, dass die erste Oberfläche zwei Vorsprünge umfasst, wobei jeder der Vorsprünge aus der ersten Oberfläche vorsteht. Der oder die Vorsprünge können eine Kugelform haben. Beispielsweise steht nur ein Teil der Kugel aus der ersten Oberfläche vor. Die erste Oberfläche kann sich parallel zur Längsachse des Hauptkörpers erstrecken. Beispielsweise kann die erste Oberfläche an einem Zylindermantel oder einer Zylinderwand des zylinderförmigen Hauptkörpers angeordnet sein.The first surface may be a curved surface. Preferably, the first surface is a flat or planar surface. It is possible that the first surface includes two protrusions, each protruding from the first surface. The projection or projections may have a spherical shape. For example, only part of the sphere protrudes from the first surface. The first surface may extend parallel to the longitudinal axis of the main body. For example, the first surface may be arranged on a cylinder jacket or a cylinder wall of the cylindrical main body.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Anbringeinheit weiterhin eine zweite Oberfläche, die sich an dem Hauptkörper parallel zur ersten Oberfläche erstreckt. Die zweite Oberfläche umfasst mindestens einen Vorsprung, der ausgebildet ist zum Eingreifen in die steuerbare Halteeinrichtung während des Verbindungsprozesses und zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung.According to another embodiment of the present invention, the first attachment unit further comprises a second surface extending on the main body parallel to the first surface. The second surface comprises at least one projection which is designed to engage in the controllable holding device during the connection process and to center the connection device relative to the controllable holding device.

Die zweite Oberfläche kann eine gekrümmte Oberfläche sein. Bevorzugt ist die zweite Oberfläche eine flache oder ebene Oberfläche. Es ist möglich, dass die zweite Oberfläche zwei Vorsprünge umfasst, wobei jeder der Vorsprünge aus der zweiten Oberfläche vorsteht. Der oder die Vorsprünge können eine Kugelform haben. Beispielsweise steht nur ein Teil der Kugel aus der zweiten Oberfläche vor. Die zweite Oberfläche kann sich parallel zur Längsachse des Hauptkörpers erstrecken. Beispielsweise kann die zweite Oberfläche an einem Zylindermantel oder einer Zylinderwand des zylinderförmigen Hauptkörpers angeordnet sein.The second surface may be a curved surface. Preferably, the second surface is a flat or planar surface. It is possible that the second surface comprises two protrusions, each protruding from the second surface. The projection or projections may have a spherical shape. For example, only part of the sphere protrudes from the second surface. The second surface may extend parallel to the longitudinal axis of the main body. For example, the second surface may be arranged on a cylinder jacket or a cylinder wall of the cylindrical main body.

Die erste und zweite Oberfläche können parallel bezüglich einer Symmetrieebene angeordnet sein, die sich entlang der Längsachse des Hauptkörpers erstreckt. Der Vorsprung an der ersten Oberfläche und der Vorsprung an der zweiten Oberfläche können in entgegengesetzten Richtungen aus den jeweiligen Oberflächen vorstehen. Auf diese Weise kann eine Zentrierung und Verbindung der Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung über zwei Greifbacken der steuerbaren Halteeinrichtung bereitgestellt werden, wobei jede der Greifbacken eine entsprechende Ausnehmung für den Eingriff mit den Vorsprüngen der ersten und zweiten Oberfläche der Zentriereinheit hat. Die Verbindungseinrichtung ist somit dafür optimiert, mit einem sogenannten „Zweifinger-Greifer-Endeffektor“ verbunden zu werden. Dieser Aspekt wird in der Beschreibung der Figuren ausführlicher beschrieben.The first and second surfaces may be disposed parallel with respect to a plane of symmetry that extends along the longitudinal axis of the main body. The protrusion on the first surface and the protrusion on the second surface may protrude in opposite directions from the respective surfaces. In this way, a centering and connection of the connecting device with the controllable holding device can be provided via two gripping jaws of the controllable holding device, wherein each of the gripping jaws has a corresponding recess for engagement with the projections of the first and second surface of the centering unit. The connecting device is thus optimized to be connected to a so-called "two-finger gripper end effector". This aspect will be described in more detail in the description of the figures.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Vorsprung der ersten Oberfläche eine angeschrägte Geometrie, so dass eine Querschnittsfläche durch den Vorsprung mit zunehmender Distanz von der ersten Oberfläche kleiner wird.According to another embodiment of the present invention, the projection of the first surface comprises a tapered geometry such that a cross-sectional area through the projection becomes smaller with increasing distance from the first surface.

Der Vorsprung kann die Form einer Halbkugel, einer Pyramide, eines Kegels usw. besitzen. Der Vorsprung ist jedoch derart ausgebildet und ausgelegt, dass die Querschnittsfläche mit zunehmender Distanz von der ersten Oberfläche abnimmt. Dies sorgt für einen sicheren Eingriff mit der entsprechenden Ausnehmung der steuerbaren Halteeinrichtung, die geometrisch an den Vorsprung der Zentriereinheit angepasst ist. Mit anderen Worten können Abweichungen von einer zentrierten und eingestellten Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung durch den Zentrier- oder Verbindungsprozess kompensiert werden, während dem sich die steuerbare Halteeinrichtung der Verbindungseinrichtung nähert. Dies sorgt für eine Ausrichtung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung, während der beide Einrichtungen miteinander verbunden und aneinander angebracht werden können.The projection may be in the shape of a hemisphere, a pyramid, a cone, etc. However, the projection is formed and designed such that the cross-sectional area decreases with increasing distance from the first surface. This ensures a secure engagement with the corresponding recess of the controllable holding device, which is geometrically adapted to the projection of the centering unit. In other words, deviations from a centered and adjusted position and orientation of the connecting device relative to the controllable holding device can be compensated by the centering or connecting process, during which the controllable holding device approaches the connecting device. This provides alignment of the connecting device relative to the controllable holding device, during which both devices can be connected together and attached to each other.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Vorsprung der zweiten Oberfläche eine angefaste Geometrie, so dass eine Querschnittsfläche durch den Vorsprung mit zunehmender Distanz von der zweiten Oberfläche kleiner wird. Die oben beschriebenen Merkmale des Vorsprungs auf der ersten Oberfläche gelten auch für den Vorsprung auf der zweiten Oberfläche. According to another embodiment of the present invention, the protrusion of the second surface comprises a chamfered geometry such that a cross-sectional area through the protrusion decreases with increasing distance from the second surface. The above-described features of the projection on the first surface also apply to the projection on the second surface.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die erste Oberfläche durch mindestens zwei Längsführungselemente definiert, die sich parallel zu einer Längsrichtung des Hauptkörpers erstrecken und von der ersten Oberfläche vorstehen. Die beiden Führungselemente sind zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung ausgebildet, an der die Verbindungseinrichtung während des Verbindungsprozesses angebracht werden kann.According to another embodiment of the present invention, the first surface is defined by at least two longitudinal guide elements extending parallel to a longitudinal direction of the main body and protruding from the first surface. The two guide elements are designed for centering the connection device relative to the controllable holding device, to which the connection device can be attached during the connection process.

Die Längsführungselemente können die erste Oberfläche an zwei gegenüberliegenden Rändern definieren und begrenzen. Ein Radius kann am Übergang zwischen den Führungselementen und der ersten Oberfläche vorgesehen sein. Im Allgemeinen können die Längsführungselemente abgerundete Ränder haben. Die Längsführungselemente liefern somit eine leichtere Zentrierung und Ausrichtung der Verbindungseinrichtung und der zu verbindenden Einrichtung, da das Risiko des Verdrehens und Kippens zwischen der Verbindungseinrichtung und der zu verbindenden Einrichtung durch abgerundete Ränder vermieden werden kann. Ein drittes Führungselement, das die erste Oberfläche an einem dritten Rand begrenzt, kann vorgesehen sein. Die beiden Längsführungselemente können durch das dritte Führungselement verbunden sein. Die erste Anbringeinheit, insbesondere die Zentriereinheit der Verbindungseinrichtung, können somit die Form einer einseitig offenen Mulde haben, in der die erste Oberfläche den Boden definiert.The longitudinal guide elements may define and limit the first surface at two opposite edges. A radius may be provided at the junction between the guide elements and the first surface. In general, the longitudinal guide elements may have rounded edges. The longitudinal guide elements thus provide easier centering and alignment of the connecting device and the device to be connected, since the risk of twisting and tilting between the connecting device and the device to be connected by rounded edges can be avoided. A third guide member defining the first surface at a third edge may be provided. The two longitudinal guide elements can be connected by the third guide element. The first attachment unit, in particular the centering unit of the connection device, can thus have the shape of a recess open on one side, in which the first surface defines the floor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die zweite Oberfläche durch mindestens zwei Längsführungselemente definiert, die sich parallel zu einer Längsrichtung des Hauptkörpers erstrecken und von der zweiten Oberfläche vorstehen. Die beiden Führungselemente sind zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung, an der die Verbindungseinrichtung während des Verbindungsprozesses angebracht werden kann, ausgebildet. Die beiden Längsführungselemente der zweiten Oberfläche können parallel zu den Längsführungselementen der ersten Oberfläche angeordnet sein.According to another embodiment of the present invention, the second surface is defined by at least two longitudinal guide members extending parallel to a longitudinal direction of the main body and projecting from the second surface. The two guide elements are designed for centering the connection device relative to the controllable holding device, to which the connection device can be attached during the connection process. The two longitudinal guide elements of the second surface may be arranged parallel to the longitudinal guide elements of the first surface.

Die Längsführungselemente können die zweite Oberfläche an zwei gegenüberliegenden Rändern definieren und begrenzen. Ein Radius kann am Übergang zwischen den Führungselementen und der zweiten Oberfläche vorgesehen sein. Im Allgemeinen können die Längsführungselemente abgerundete Ränder haben. Die Längsführungselemente liefern somit eine leichtere Zentrierung und Ausrichtung der Verbindungseinrichtung und der zu verbindenden Einrichtung, da das Risiko des Verdrehens und Kippens zwischen der Verbindungseinrichtung und der zu verbindenden Einrichtung durch abgerundete Ränder vermieden werden kann. Ein drittes Führungselement, das die zweite Oberfläche an einem dritten Rand begrenzt, kann vorgesehen sein. Die beiden Längsführungselemente können durch das dritte Führungselement verbunden sein. Die erste Anbringeinheit, insbesondere die Zentriereinheit der Verbindungseinrichtung, können somit die Form einer einseitig offenen Mulde haben, in der die zweite Oberfläche den Boden definiert.The longitudinal guide elements may define and define the second surface at two opposite edges. A radius may be provided at the junction between the guide elements and the second surface. In general, the longitudinal guide elements may have rounded edges. The longitudinal guide elements thus provide easier centering and alignment of the connecting device and the device to be connected, since the risk of twisting and tilting between the connecting device and the device to be connected by rounded edges can be avoided. A third guide member defining the second surface at a third edge may be provided. The two longitudinal guide elements can be connected by the third guide element. The first attachment unit, in particular the centering unit of the connection device, can thus have the form of a recess open on one side, in which the second surface defines the base.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Anbringeinheit ein Befestigungselement, das bezüglich der Zentriereinheit oder den Vorsprüngen der Zentriereinheit räumlich separat angeordnet ist. Das Befestigungselement ist ausgebildet zum Fixieren der Verbindungseinrichtung an der steuerbaren Halteeinrichtung in einer zentrierten Position.According to a further embodiment of the present invention, the first attachment unit comprises a fastening element, which is arranged spatially separately with respect to the centering unit or the projections of the centering unit. The fastening element is designed to fix the connecting device to the controllable holding device in a centered position.

Die Zentriereinheit, die die Vorsprünge an der ersten und zweiten Oberfläche und/oder die Längsführungselementen auf der ersten und zweiten Oberfläche umfassen kann, ist somit räumlich von dem Befestigungselement getrennt. Auf diese Weise ist es möglich, eine Anbringeinheit bereitzustellen, mit der einerseits das Zentrieren und andererseits das Befestigen durch zwei verschiedene und getrennte Elemente bereitgestellt werden. Insbesondere wird die Zentriereinheit durch Vorsprünge und/oder Längsführungselemente bereitgestellt, und das Befestigen, z.B. die Fixierung der Verbindungseinrichtung an der steuerbaren Halteeinrichtung, wird durch das Befestigungselement bereitgestellt.The centering unit, which may comprise the projections on the first and second surfaces and / or the longitudinal guide elements on the first and second surfaces, is thus spatially separated from the fastening element. In this way, it is possible to provide an attachment unit with which, on the one hand, centering and, on the other hand, fastening by two different and separate elements are provided. In particular, the centering unit is provided by projections and / or longitudinal guide elements, and the fastening, e.g. the fixing of the connecting device to the controllable holding device is provided by the fastening element.

Das Befestigungselement kann eine Ausnehmung sein, insbesondere ein Loch in der ersten und/oder zweiten Oberfläche. Beispielsweise kann das Befestigungselement ein Sackloch sein. Die erste Anbringeinheit und insbesondere das Befestigungselement der ersten Anbringeinheit können ausgebildet sein zum Aufnehmen eines Stifts zum Fixieren der steuerbaren Halteeinrichtung an der Verbindungseinrichtung mit Hilfe einer Stiftverbindung.The fastening element may be a recess, in particular a hole in the first and / or second surface. For example, the fastener may be a blind hole. The first attachment unit and in particular the attachment element of the first attachment unit can be designed to receive a pin for fixing the controllable retention device to the connection device by means of a pin connection.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Einsatz einer Verbindungseinrichtung, wie oben beschrieben, zum Verbinden eines Werkzeugelements mit einem Roboterarm oder einem Exoskelett bereitgestellt.According to another aspect of the present invention, there is provided the use of a connector as described above for connecting a tool element to a robotic arm or exoskeleton.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Installationssystem zum Installieren einer Komponente in einer Installationsumgebung bereitgestellt. Die oben beschriebenen Merkmale unter Bezugnahme auf die Verbindungseinrichtung, das Werkzeugelement und die steuerbare Halteeinrichtung, können auch für das erfindungsgemäße Installationssystem gelten. Das Installationssystem umfasst eine steuerbare Halteeinrichtung, eine Verbindungseinrichtung wie oben beschrieben und ein Werkzeugelement. Die Verbindungseinrichtung ist über die erste Anbringeinheit an der steuerbaren Halteeinrichtung angebracht, und die Verbindungseinrichtung ist auch über die zweite Anbringeinheit an dem Werkzeugelement angebracht. Die Position und die Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung wird mit Hilfe der Zentriereinheit eingestellt. Dies bedeutet, dass die Verbindungseinrichtung bezüglich der steuerbaren Halteeinrichtung zentriert ist.In accordance with yet another aspect of the present invention, an installation system for installing a component in an installation environment is provided. The features described above with reference to the connecting device, the tool element and the controllable holding device can also apply to the installation system according to the invention. The installation system comprises a controllable holding device, a connecting device as described above and a tool element. The Connecting means is attached to the controllable holding means via the first attaching unit, and the connecting means is also attached to the tooling member via the second attaching unit. The position and orientation of the connecting device relative to the controllable holding device is adjusted by means of the centering unit. This means that the connecting device is centered with respect to the controllable holding device.

Ein derartiges Installationssystem sorgt für eine verbesserte Auswechselbarkeit von Werkzeugelementen, die für die spezifische Installationsarbeit erforderlich sind. Insbesondere kann eine Abfolge von verschiedenen Aufgaben durch Wechseln der Werkzeugelemente auf vollständig autonome Weise durchgeführt werden. Das bedeutet, dass, wenn eine gewisse Aufgabe beendet ist, die steuerbare Halteeinrichtung, beispielsweise der Roboterarm oder das Exoskelett, über die Verbindungseinrichtung mit einem anderen Werkzeugelement verbunden werden kann, so dass eine andere Aufgabe durch das Installationssystem durchgeführt werden kann. Der Wechsel des Werkzeugelements kann auf vollständig autonome Weise ausgeführt werden. Beispielsweise nähert sich die steuerbare Halteeinrichtung der Verbindungseinrichtung, so dass durch die Zentriereinheit die Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung eingestellt werden.Such an installation system provides improved interchangeability of tooling required for specific installation work. In particular, a sequence of different tasks can be performed by changing the tool elements in a completely autonomous manner. This means that, when a certain task is completed, the controllable holding device, for example the robot arm or the exoskeleton, can be connected via the connecting device with another tool element, so that another task can be performed by the installation system. The change of the tool element can be carried out in a completely autonomous manner. For example, the controllable holding device approaches the connecting device, so that the position and orientation of the connecting device relative to the controllable holding device are set by the centering unit.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Installationssystem ausgebildet zum Installieren einer Luftfahrzeug- oder Raumfahrzeugkomponente in einem zusammenzubauenden Luftfahrzeug oder Raumfahrzeug. Das Installationssystem kann somit ein Luftfahrzeuginstallationssystem oder ein Raumfahrzeuginstallationssystem sein. Deshalb kann das Installationssystem derart in einem Luftfahrzeug, beispielsweise in einem Rumpf des Luftfahrzeugs, angeordnet sein, so dass unter Verwendung des erfindungsgemäßen Installationssystems die Luftfahrzeugkomponente am Luftfahrzeug montiert werden kann. In diesem Fall ist die Installationsumgebung der Rumpf des Luftfahrzeugs. Die Komponente kann beispielsweise ein Kabinenteil des zusammenzubauenden Luftfahrzeugs sein. Das Gleiche gilt für ein Raumfahrzeug. Weiterhin sind die Einsatzfälle nicht auf den Zusammenbau beschränkt, sondern auch für Operationen und Wartungsprozeduren von Luftfahrzeugen und Raumfahrzeugen.In a preferred embodiment, the installation system is configured to install an aircraft or spacecraft component in an aircraft or spacecraft to be assembled. The installation system may thus be an aircraft installation system or a spacecraft installation system. Therefore, the installation system can be arranged in such an aircraft, for example in a fuselage of the aircraft, so that using the installation system according to the invention, the aircraft component can be mounted on the aircraft. In this case, the installation environment is the fuselage of the aircraft. The component may for example be a cabin part of the aircraft to be assembled. The same applies to a spacecraft. Furthermore, the applications are not limited to assembly, but also for operations and maintenance procedures of aircraft and spacecraft.

Das Installationssystem kann ausgelegt sein zum Unterstützen eines Technikers beim Durchführen von Installationsarbeit. Das Installationssystem kann auch zum Durchführen der Installationsarbeit auf vollständig autonome Weise ausgebildet sein, falls beispielsweise die steuerbare Halteeinrichtung ein Roboterarm ist.The installation system may be configured to assist a technician in performing installation work. The installation system may also be designed to carry out the installation work in a completely autonomous manner, for example if the controllable holding device is a robot arm.

In der Installationsumgebung kann die steuerbare Halteeinrichtung an einem Ende an einem Boden innerhalb der Umgebung angebracht sein. Am anderen Ende der steuerbaren Halteeinrichtung ist die Verbindungseinrichtung über die erste Anbringeinheit der Verbindungseinrichtung angebracht. Das Werkzeugelement ist über die zweite Anbringeinheit an der Verbindungseinrichtung angebracht.In the installation environment, the controllable holding device may be attached at one end to a floor within the environment. At the other end of the controllable holding device, the connecting device is attached via the first attachment unit of the connecting device. The tool element is attached to the connection device via the second attachment unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Installationssystem eine Steuereinheit, die zum Einstellen einer Position und einer Orientierung des Werkzeugelements innerhalb der Installationsumgebung ausgebildet ist. Die Steuereinheit ist weiterhin zum Aktivieren einer Funktion des Werkzeugelements ausgebildet.According to another embodiment of the present invention, the installation system includes a control unit configured to adjust a position and orientation of the tool member within the installation environment. The control unit is further designed to activate a function of the tool element.

Die Steuereinheit kann in das Installationssystem integriert sein. Beispielsweise ist die Steuereinheit in die steuerbare Halteeinrichtung integriert. Es ist jedoch möglich, dass die Steuereinheit räumlich von der steuerbaren Halteeinrichtung getrennt ist. In diesem Fall kann eine Fernsteuerung der steuerbaren Halteeinrichtung durch die Steuereinheit ausgeführt werden. Deshalb kann die Steuereinheit drahtlos an die steuerbare Halteeinrichtung gekoppelt sein. Jedoch ist auch eine drahtgebundene Verbindung der steuerbaren Halteeinrichtung mit der Steuereinheit möglich.The control unit can be integrated in the installation system. For example, the control unit is integrated in the controllable holding device. However, it is possible that the control unit is spatially separated from the controllable holding device. In this case, a remote control of the controllable holding device can be performed by the control unit. Therefore, the control unit can be wirelessly coupled to the controllable holding device. However, a wired connection of the controllable holding device with the control unit is possible.

Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die steuerbare Halteeinrichtung derart zu bewegen, dass eine Translations- und eine Drehbewegung des Werkzeugelements, das über die Verbindungseinrichtung mit der steuerbaren Halteeinrichtung verbunden ist, möglich ist. Die steuerbare Halteeinrichtung kann eine oder mehrere Verbindungsstellen, insbesondere Gelenke, umfassen. Eine in die steuerbare Halteeinrichtung integrierte Sequenz von Gelenken gestattet eine Bewegung des verbundenen Werkzeugelements in jedem Freiheitsgrad. Beispielsweise ist eine Drehung um eine beliebige Achse und eine Translationsbewegung in einer beliebigen Richtung möglich.The control unit is designed to move the controllable holding device such that a translation and a rotational movement of the tool element, which is connected via the connecting device with the controllable holding device, is possible. The controllable holding device may comprise one or more connecting points, in particular joints. A sequence of joints integrated into the controllable holding device allows movement of the connected tool element in any degree of freedom. For example, a rotation about any axis and a translational movement in any direction is possible.

Eine Funktion des Werkzeugelements kann durch die Steuereinheit aktiviert werden. Falls beispielsweise das Werkzeugelement ein Bohrwerkzeug ist, kann durch die Steuereinheit eine Bohrfunktion aktiviert oder initiiert werden. Eine Funktion des Werkzeugelements kann jede Funktion sein, die für das spezifische Werkzeugelement oder Werkzeug charakteristisch ist.A function of the tool element can be activated by the control unit. For example, if the tooling element is a drilling tool, a drilling function can be activated or initiated by the control unit. A function of the tool element may be any function that is characteristic of the specific tool element or tool.

Die Funktionsweise des Installationssystems kann wie folgt beschrieben werden: In einem ersten Schritt bewegt die Steuereinheit das Werkzeugelement unter Verwendung der steuerbaren Halteeinrichtung in eine gewünschte Position. In einem anderen Schritt dreht die Steuereinheit das Werkzeugelement mit Hilfe der steuerbaren Halteeinrichtung, so dass eine vorbestimmte Orientierung des Werkzeugelements innerhalb der Installationsumgebung eingestellt wird. Dann wird die Funktion des Werkzeugelements aktiviert, um den Installationsprozess zu initiieren, während die Komponente in der Installationsumgebung installiert wird.The operation of the installation system can be described as follows: In a first step, the control unit moves the tool element to a desired position using the controllable holding device. In another step, the control unit turns that Tool element by means of the controllable holding device, so that a predetermined orientation of the tool element is set within the installation environment. Then, the tool item function is activated to initiate the installation process while the component is being installed in the installation environment.

Für die Energieversorgung kann das Installationssystem einen Akkumulator oder eine externe Stromquelle umfassen. Die Energie kann über Stromversorgungsleitungen in der Verbindungseinrichtung an das Werkzeugelement geliefert werden. Eine Signalübertragung zwischen der steuerbaren Halteeinrichtung und der Verbindungseinrichtung kann mit Hilfe von induktiven Koppelelementen bereitgestellt werden, die beispielsweise innerhalb der Eingriffselemente, z.B. den Vorsprüngen, und innerhalb der entsprechenden Ausnehmungen der steuerbaren Halteeinrichtung angeordnet sind.For the power supply, the installation system may include an accumulator or an external power source. The energy can be supplied to the tool element via power supply lines in the connection device. A signal transmission between the controllable holding device and the connecting device can be provided by means of inductive coupling elements, for example, within the engaging elements, e.g. the projections, and are arranged within the corresponding recesses of the controllable holding device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Installationssystem eine Detektierungseinheit, die dafür ausgebildet ist, eine auf die Verbindungseinrichtung ausgeübte Kraft zu detektieren. Die Steuereinheit ist weiterhin dafür ausgebildet, die Position und Orientierung des Werkzeugelements auf Basis der detektierten Kraft einzustellen. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuereinheit dafür ausgebildet, die Funktion des Werkzeugelements auf Basis der detektierten Kraft zu aktivieren.According to another embodiment of the present invention, the installation system comprises a detection unit configured to detect a force applied to the connection means. The control unit is further configured to adjust the position and orientation of the tool element based on the detected force. Additionally or alternatively, the control unit is designed to activate the function of the tool element on the basis of the detected force.

Die Detektierungseinrichtung kann an der Verbindungseinrichtung angebracht oder in sie integriert sein. Die Kraft kann durch Sensoren gemessen werden, die an der Verbindungseinrichtung angebracht oder in sie integriert sind. Die Kraft kann eine Druckkraft oder eine Beanspruchung sein, die innerhalb der Verbindungseinrichtung generiert wird. Mit Hilfe der Steuereinheit können die Position und Orientierung des Werkzeugelements auf Basis der detektierten Kraft eingestellt werden. Auf diese Weise kann eine Überlastung der Verbindungseinrichtung oder einer anderen Einrichtung des Installationssystems durch Anhalten einer Bewegung des Werkzeugelements vermieden werden.The detection device can be attached to the connecting device or integrated into it. The force may be measured by sensors attached to or integrated with the connector. The force may be a compressive force or stress generated within the connector. With the aid of the control unit, the position and orientation of the tool element can be adjusted on the basis of the detected force. In this way, an overload of the connecting device or another device of the installation system by stopping a movement of the tool element can be avoided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Installationssystem einen werkzeugspezifischen Adapter zum Fixieren des Werkzeugelements an der Verbindungseinrichtung mit Hilfe der zweiten Anbringeinheit.According to another embodiment of the present invention, the installation system comprises a tool-specific adapter for fixing the tool element to the connection device with the aid of the second attachment unit.

Der werkzeugspezifische Adapter kann hinsichtlich seiner Form an das an der steuerbaren Halteeinrichtung anzubringende jeweilige Werkzeugelement angepasst sein. Beispielsweise kann der werkzeugspezifische Adapter das Werkzeugelement teilweise umschließen, so dass das Werkzeugelement sicher an der Verbindungseinrichtung und deshalb an der steuerbaren Halteeinrichtung befestigt werden kann.With regard to its shape, the tool-specific adapter can be adapted to the respective tool element to be attached to the controllable holding device. For example, the tool-specific adapter can partially enclose the tool element, so that the tool element can be securely fastened to the connecting device and therefore to the controllable holding device.

Der werkzeugspezifische Adapter kann aus einem flexiblen Material hergestellt sein, so dass der werkzeugspezifische Adapter seine Form an die Konturen des Werkzeugelements anpassen kann. Mit anderen Worten kann der werkzeugspezifische Adapter hinsichtlich seiner Form an die Konturen des verwendeten Werkzeugelements angepasst sein. Beispielsweise kann der werkzeugspezifische Adapter eine 3D-gedruckte Komponente sein. Der werkzeugspezifische Adapter kann aus einem leichten Material, beispielsweise einem synthetischen Material, hergestellt sein. Jedoch kann der werkzeugspezifische Adapter aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder Stahl, hergestellt sein.The tool-specific adapter can be made of a flexible material, so that the tool-specific adapter can adapt its shape to the contours of the tool element. In other words, the tool-specific adapter can be adapted in terms of its shape to the contours of the tool element used. For example, the tool-specific adapter may be a 3D printed component. The tool-specific adapter can be made of a lightweight material, such as a synthetic material. However, the tool-specific adapter can be made of a metal, in particular aluminum or steel.

Der werkzeugspezifische Adapter kann weiterhin ein Aktivierungselement zum Aktivieren der Funktion des Werkzeugelements umfassen.The tool-specific adapter may further comprise an activation element for activating the function of the tool element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Installationssystem einen Verbindungsflansch zum Fixieren der Verbindungseinrichtung an der steuerbaren Halteeinrichtung mit Hilfe der ersten Anbringeinheit.According to a further embodiment of the present invention, the installation system comprises a connection flange for fixing the connection device to the controllable holding device with the aid of the first attachment unit.

In dem Installationssystem ist der Flansch zwischen der steuerbaren Halteeinrichtung und der Verbindungseinrichtung angeordnet. Der Flansch kann mit Hilfe von Schrauben oder Stiften an der steuerbaren Halteeinrichtung angebracht sein. Der Flansch kann mit Hilfe des Befestigungselements an der ersten Anbringeinheit der Verbindungseinrichtung angebracht sein. Bevorzugt werden zwei oder vier Stifte verwendet, um den Flansch über das Befestigungselement der ersten Anbringeinheit an der Verbindungseinrichtung anzubringen. Zum Anbringen des Flansches an der Verbindungseinrichtung greifen die Stifte in die Befestigungselemente, z.B. die Löcher, der ersten Anbringeinheit ein. Die Befestigungselemente der ersten Anbringeinheit können deshalb als Sacklöcher in der ersten und zweiten Oberfläche der ersten Anbringeinheit ausgelegt sein.In the installation system, the flange is arranged between the controllable holding device and the connecting device. The flange may be attached to the controllable holding means by means of screws or pins. The flange may be attached by means of the fastening element to the first attachment unit of the connecting device. Preferably, two or four pins are used to attach the flange to the connector via the fastener of the first attachment unit. To attach the flange to the connector, the pins engage the fasteners, e.g. the holes, the first attachment unit. The fastening elements of the first attachment unit may therefore be designed as blind holes in the first and second surfaces of the first attachment unit.

Die Zentriereinheit der Verbindungseinrichtung umfasst ein Eingriffselement zum Eingreifen mit dem Flansch. Auf diese Weise ist es möglich, die Verbindungseinrichtung relativ zum Flansch sicher zu zentrieren und auszurichten. Das Eingriffselement kann eine Positivform, beispielsweise einen Vorsprung, umfassen, der dazu ausgebildet ist, in eine Negativform, beispielsweise eine Ausnehmung des Flansches, einzugreifen, so dass eine Formschlussverbindung zwischen der Verbindungseinrichtung und dem Flansch bereitgestellt werden kann.The centering unit of the connecting device comprises an engagement element for engagement with the flange. In this way it is possible to safely center and align the connecting device relative to the flange. The engagement element may comprise a positive shape, for example a projection, which is designed to engage in a negative mold, for example a recess of the flange, so that a positive connection between the connection device and the flange can be provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Anbringeinheit eine sich auf dem Hauptkörper erstreckende erste Oberfläche, wobei die erste Oberfläche mindestens einen Vorsprung umfasst, der dazu ausgebildet ist, während des Verbindungsprozesses in den Flansch einzugreifen und die Verbindungseinrichtung relativ zum Flansch zu zentrieren. According to a further embodiment of the present invention, the first attachment unit comprises a first surface extending on the main body, wherein the first surface comprises at least one protrusion adapted to engage the flange during the bonding process and to center the joint relative to the flange.

Die Verbindungseinrichtung kann eine vorbestimmte Bruchstelle haben, an der die Verbindungseinrichtung bricht, falls eine gewisse detektierte Kraft überschritten wird, so dass eine Zerstörung von anderen Teilen des Installationssystems, wie beispielsweise des werkzeugspezifischen Adapters, des Werkzeugelements oder der steuerbaren Halteeinrichtung, verhindert wird.The connection means may have a predetermined break point at which the connection means breaks, if a certain detected force is exceeded, so that destruction of other parts of the installation system, such as the tool-specific adapter, the tool element or the controllable holding device, is prevented.

Figurenlistelist of figures

1 shows a perspective view of a connecting device according to an embodiment of the invention.
2 shows a further perspective view of a connecting device according to an embodiment of the invention.
3 shows a further perspective view of a connecting device according to an embodiment of the invention.
4 schematically shows an installation system according to an embodiment of the invention.
5 schematically shows an installation system according to another embodiment of the invention.
5A schematically shows a connection process according to an embodiment of the invention.
5B schematically shows a connection process according to another embodiment of the invention.
6A shows a centering unit according to an embodiment of the invention.
6B shows a centering unit according to another embodiment of the invention.
7A shows an engagement element of a centering unit according to an embodiment of the invention.
7B shows an engagement element of a centering unit according to another embodiment of the invention.
7C shows an engagement element of a centering unit according to another embodiment of the invention.
7D shows an engagement element of a centering unit according to another embodiment of the invention.
7E shows an engagement element of a centering unit according to another embodiment of the invention.
8th schematically shows a jaw of a controllable holding device according to an embodiment of the invention.
9 schematically shows a jaw of a controllable holding device and a centered connection device according to an embodiment of the invention.
10A schematically shows a tool-specific adapter according to an embodiment of the invention.
10B schematically shows a tool-specific adapter according to another embodiment of the invention.
11 shows an exploded view of an installation system according to an embodiment of the invention.
12 shows an installation system according to an embodiment of the invention.
13 shows an activation element according to an embodiment of the invention.
14A shows a connecting device which is connected to a controllable holding device, according to an embodiment of the invention.
14B shows a connecting device which is connected to a controllable holding device, according to a further embodiment of the invention.
14C shows a connecting device which is connected to a controllable holding device, according to a further embodiment of the invention.
15A shows a connecting device according to another embodiment of the invention.
15B shows a connecting device according to another embodiment of the invention.
15C shows a connecting device according to another embodiment of the invention.
16 shows a cooperation of a technician with an installation system according to an embodiment of the invention.
17A shows an installation system with an exoskeleton according to an embodiment of the invention.
17B shows an installation system with a hand-held tool element according to an embodiment of the invention.
18A shows a perspective view of a gripping jaw for a controllable holding device according to an embodiment of the invention.
18B shows a further perspective view of a gripping jaw for a controllable holding device according to an embodiment of the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine Perspektivansicht einer Verbindungseinrichtung 10. Die Verbindungseinrichtung 10 ist dafür ausgelegt, ein Werkzeugelement, das in 1 nicht gezeigt ist, mit einer steuerbaren Halteeinrichtung, die ebenfalls in 1 nicht gezeigt ist, zu verbinden. 1 shows a perspective view of a connecting device 10 , The connection device 10 is designed to be a tool element that in 1 not shown, with a controllable holding device, which is also in 1 not shown, connect.

Die Verbindungseinrichtung 10 umfasst einen Hauptkörper 13 mit einem ersten Ende 13a und einem zweiten Ende 13b. Der Hauptkörper 13 hat mindestens teilweise eine Zylinderform. Die Verbindungseinrichtung 10 umfasst eine erste Anbringeinheit 11 und eine zweite Anbringeinheit 12. Die erste Anbringeinheit 11 ist an dem Hauptkörper 13 angeordnet, und auch die zweite Anbringeinheit 12 ist am Hauptkörper 13 angeordnet. In diesem Fall sind die erste Anbringeinheit 11 und die zweite Anbringeinheit 12 in den Hauptkörper 13 integriert. Insbesondere sind die erste und zweite Anbringeinheit 11, 12 in einer äußeren Zylinderwand des Hauptkörpers 13 integriert.The connection device 10 includes a main body 13 with a first end 13a and a second end 13b , The main body 13 has at least partially a cylindrical shape. The connection device 10 includes a first attachment unit 11 and a second attachment unit 12 , The first attachment unit 11 is on the main body 13 arranged, and also the second attachment unit 12 is at the main body 13 arranged. In this case, the first attachment unit 11 and the second attachment unit 12 in the main body 13 integrated. In particular, the first and second attachment units 11 . 12 in an outer cylinder wall of the main body 13 integrated.

Die erste Anbringeinheit 11 umfasst eine Zentriereinheit 14, die zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung 10 relativ zur nicht in 1 gezeigten steuerbaren Halteeinrichtung ausgebildet ist. Die Verbindungseinrichtung 10 ist derart an der steuerbaren Halteeinrichtung anbringbar, dass eine vorbestimmte Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung 10 relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung einstellbar ist. Die Zentriereinheit 14 umfasst deshalb ein Eingriffselement 15, das zum Eingreifen in ein entsprechendes Eingriffselement an der steuerbaren Halteeinrichtung ausgebildet ist. Wie 1 entnommen werden kann, ist das Eingriffselement 15 ein Vorsprung 16. Die erste Anbringeinheit 11 umfasst eine erste Oberfläche 21 mit zwei Vorsprüngen 16. 1 zeigt, dass die Vorsprünge 16 als Halbkugeln ausgebildet sind, die von der ersten Oberfläche 21 vorstehen, so dass eine Querschnittsfläche durch die Vorsprünge 16 mit zunehmender Distanz von der ersten Oberfläche 21 kleiner wird. Die erste Oberfläche 21 erstreckt sich an dem Hauptkörper 13, insbesondere an der Außenwand des zylindrischen Hauptkörpers 13.The first attachment unit 11 includes a centering unit 14 for centering the connection device 10 relative to not in 1 shown controllable holding device is formed. The connection device 10 is attachable to the controllable holding device such that a predetermined position and orientation of the connecting device 10 is adjustable relative to the controllable holding device. The centering unit 14 therefore comprises an engagement element 15 which is designed to engage in a corresponding engagement element on the controllable holding device. As 1 can be removed, is the engagement element 15 a lead 16 , The first attachment unit 11 includes a first surface 21 with two protrusions 16 , 1 shows that the projections 16 are formed as hemispheres, from the first surface 21 protrude, leaving a cross-sectional area through the protrusions 16 with increasing distance from the first surface 21 gets smaller. The first surface 21 extends to the main body 13 , in particular on the outer wall of the cylindrical main body 13 ,

Die erste Anbringeinheit 11 umfasst weiterhin eine zweite Oberfläche 22, die sich am Hauptkörper 13 parallel zur ersten Oberfläche 21 erstreckt. Die zweite Oberfläche 22 erstreckt sich auf dem Hauptkörper 13, insbesondere auf der Außenwand des zylindrischen Hauptkörpers 13. Die zweite Oberfläche 22 umfasst mindestens einen Vorsprung 16, der ausgebildet ist zum Eingreifen in die steuerbare Halteeinrichtung während des Verbindungsprozesses und zum Zentrieren der Verbindungseinrichtung 10 relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung. Bevorzugt stehen die beiden Vorsprünge 16 von der zweiten Oberfläche 22 vor.The first attachment unit 11 further comprises a second surface 22 that are on the main body 13 parallel to the first surface 21 extends. The second surface 22 extends on the main body 13 , in particular on the outer wall of the cylindrical main body 13 , The second surface 22 includes at least one projection 16 which is adapted to engage in the controllable holding means during the connection process and to center the connection means 10 relative to the controllable holding device. Preferably, the two projections 16 from the second surface 22 in front.

Die erste Oberfläche 21 wird durch mindestens zwei Längsführungselemente 17a, 17b definiert, die sich parallel zu einer Längsrichtung oder Längsachse 18 des Hauptkörpers 13 erstrecken und von der ersten Oberfläche 21 vorstehen. Die Längsführungselemente 17a, 17b können die erste Oberfläche 21 an zwei gegenüberliegenden Rändern definieren und begrenzen. Ein Radius kann am Übergang zwischen den Führungselementen 17a, 17b und der ersten Oberfläche 21 vorgesehen sein. Ein drittes Führungselement 17c, das die erste Oberfläche 21 an einem dritten Rand begrenzt, kann vorgesehen sein. Die beiden Längsführungselemente 17a, 17b können durch das dritte Führungselement 17c verbunden sein. Die erste Anbringeinheit 11, insbesondere die Zentriereinheit 14 der Verbindungseinrichtung 10, kann die Form einer einseitig offenen Mulde 17 besitzen, in der die erste Oberfläche 21 den Boden definiert.The first surface 21 is made by at least two longitudinal guide elements 17a . 17b defined, which is parallel to a longitudinal or longitudinal axis 18 of the main body 13 extend and from the first surface 21 protrude. The longitudinal guide elements 17a . 17b can be the first surface 21 define and limit at two opposite edges. A radius can be at the transition between the guide elements 17a . 17b and the first surface 21 be provided. A third guide element 17c that the first surface 21 limited to a third edge may be provided. The two longitudinal guide elements 17a . 17b can through the third guide element 17c be connected. The first attachment unit 11 , in particular the centering unit 14 the connection device 10 , may take the form of a trough open on one side 17 own, in which the first surface 21 defines the ground.

Die erste Anbringeinheit 11 umfasst ein Befestigungselement 19, z.B. ein Sackloch. Das Sackloch ist ausgebildet zum Aufnehmen eines in 1 nicht gezeigten Stifts. Das Befestigungselement 19 ist räumlich von den Vorsprüngen 16 auf der ersten Oberfläche 21 getrennt.The first attachment unit 11 includes a fastener 19 eg a blind hole. The blind hole is designed to receive an in 1 not shown pin. The fastener 19 is spatially from the projections 16 on the first surface 21 separated.

Die zweite Anbringeinheit 12 umfasst zwei Durchgangslöcher 26, die sich durch die Wand des zylindrischen Hauptkörpers 13 erstrecken. Die zweite Anbringeinheit 12 umfasst weiterhin einen inneren Vorsprung 27 innerhalb des zylindrisch geformten Hauptkörpers 13. Der Vorsprung 27 ist an der Wand des Hauptkörpers 13 angeordnet und steht in einer Einwärtsrichtung innerhalb des zylindrischen Hauptkörpers 13 vor. Der Vorsprung 27 stellt zusammen mit den beiden Durchgangslöchern 26 ein Mittel für einen Drehverschluss oder einen Bajonettverschluss 28 zwischen der Verbindungseinrichtung 10 und dem in 1 gezeigten Werkzeugelement bereit.The second attachment unit 12 includes two through holes 26 extending through the wall of the cylindrical main body 13 extend. The second attachment unit 12 further includes an internal projection 27 within the cylindrically shaped main body 13 , The lead 27 is on the wall of the main body 13 arranged and is in an inward direction within the cylindrical main body 13 in front. The lead 27 puts together with the two through holes 26 a means for a twist lock or a bayonet lock 28 between the connection device 10 and in 1 shown tool element ready.

Die Verbindungseinrichtung 10 umfasst weitere Befestigungselemente 24 zum Anbringen der Verbindungseinrichtung 10 an der steuerbaren Halteeinrichtung, bevorzugt an einem Flansch. Die weiteren Befestigungselemente 24 sind räumlich von der Zentriereinheit 14 und dem Befestigungselement 19 der ersten Oberfläche 21 getrennt. Die Verbindungseinrichtung 10 umfasst weitere Befestigungselemente 25 zum Anbringen einer Peripherieeinrichtung, die nicht gezeigt ist, an der Verbindungseinrichtung 10. Die weiteren Befestigungselemente 25 sind ebenfalls räumlich von der Zentriereinheit 14 und dem Befestigungselement der ersten Oberfläche 21 getrennt. Die Peripherieeinrichtung kann eine Kamera oder eine Messeinrichtung sein. The connection device 10 includes other fasteners 24 for attaching the connecting device 10 on the controllable holding device, preferably on a flange. The other fasteners 24 are spatially from the centering unit 14 and the fastener 19 the first surface 21 separated. The connection device 10 includes other fasteners 25 for attaching a peripheral device, not shown, to the connector 10 , The other fasteners 25 are also spatially from the centering unit 14 and the fastener of the first surface 21 separated. The peripheral device may be a camera or a measuring device.

In 2 ist eine andere Perspektivansicht der Verbindungseinrichtung 10 gezeigt. Aus 2 kann hergeleitet werden, dass das Befestigungselement 19 an der ersten Oberfläche 21 ein Sackloch ist, das sich senkrecht in die flache oder ebene erste Oberfläche 21 erstreckt.In 2 is another perspective view of the connection device 10 shown. Out 2 can be deduced that the fastener 19 at the first surface 21 a blind hole is perpendicular to the flat or planar first surface 21 extends.

3 zeigt eine andere Perspektivansicht der Verbindungseinrichtung 10, aus der hergeleitet werden kann, dass der zylindrisch geformte Hauptkörper 13 ein Hohlkörper ist. Die einseitige offene Mulde 17, die die erste Oberfläche 21 umfasst, ist in die Außenwand des Hauptkörpers 13 integriert. Eine andere Mulde 17 mit der zweiten Oberfläche 22 ist gegenüber der Mulde 17 angeordnet, wobei sich die erste Oberfläche 21 bezüglich einer Symmetrieebene entlang der Längsachse 18 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich die erste Oberfläche 21 parallel zur zweiten Oberfläche 22, und beide Oberflächen 21, 22 sind flache oder ebene Oberflächen. In diesem Fall erstrecken sich die erste Oberfläche 21 und die zweite Oberfläche 22 weiter parallel zur Längsachse 18 des Hauptkörpers. Die Längsachse 18 des Hauptkörpers 13 ist die Mittelachse des zylindrisch geformten Hauptkörpers 13. 3 shows another perspective view of the connecting device 10 , from which it can be deduced that the cylindrically shaped main body 13 is a hollow body. The one-sided open hollow 17 that the first surface 21 includes, is in the outer wall of the main body 13 integrated. Another hollow 17 with the second surface 22 is opposite the trough 17 arranged, with the first surface 21 with respect to a plane of symmetry along the longitudinal axis 18 extends. In particular, the first surface extends 21 parallel to the second surface 22 , and both surfaces 21 . 22 are flat or even surfaces. In this case, the first surface extend 21 and the second surface 22 further parallel to the longitudinal axis 18 of the main body. The longitudinal axis 18 of the main body 13 is the center axis of the cylindrically shaped main body 13 ,

4 zeigt schematisch ein Installationssystem 100 zum Installieren einer Komponente in einer Installationsumgebung. Das Installationssystem 100 umfasst eine steuerbare Halteeinrichtung 50, eine Verbindungseinrichtung 10, wie in 1 bis 3 gezeigt, und ein Werkzeugelement 30. Die Verbindungseinrichtung 10 ist an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 angebracht. Die Verbindungseinrichtung 10 ist auch an dem Werkzeugelement 30 angebracht. Es ist möglich, dass ein werkzeugspezifischer Adapter 40 zum Fixieren des Werkzeugelements 30 an der Verbindungseinrichtung 10 vorgesehen ist. Die Verbindungseinrichtung 10 umfasst eine Detektierungseinheit 80 zum Detektieren einer auf die Verbindungseinrichtung 10 ausgeübten Kraft. Die Detektierungseinrichtung 80 kann auch an der steuerbaren Halteeinrichtung 50, dem werkzeugspezifischen Adapter 40 oder dem Werkzeugelement 30 angeordnet sein. Die Detektierungseinrichtung 80 kann bevorzugt ein Drucksensor zum Messen einer auf die Verbindungseinrichtung 10 ausgeübte Kraft sein. 4 schematically shows an installation system 100 to install a component in an installation environment. The installation system 100 includes a controllable holding device 50 , a connection device 10 , as in 1 to 3 shown, and a tool element 30 , The connection device 10 is on the controllable holding device 50 appropriate. The connection device 10 is also on the tool element 30 appropriate. It is possible that a tool specific adapter 40 for fixing the tool element 30 at the connection device 10 is provided. The connection device 10 comprises a detection unit 80 for detecting one on the connecting device 10 applied force. The detection device 80 can also be on the controllable holding device 50 , the tool-specific adapter 40 or the tool element 30 be arranged. The detection device 80 For example, a pressure sensor may be used to measure the connection device 10 be exerted force.

In 4 ist die steuerbare Halteeinrichtung 50 ein Roboterarm oder ein Exoskelett mit zwei Greifbacken 51, 52, wobei jede der beiden Greifbacken 51, 52 derart in die Verbindungseinrichtung 10 eingreift, dass die Verbindungseinrichtung 10 in einer vorbestimmten Position und Orientierung bezüglich der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zentriert und eingestellt wird. Deshalb haben die Greifbacken 51, 52 Ausnehmungen, in die die Vorsprünge 16 der Verbindungseinrichtung 10 eingreifen. 4 zeigt deshalb einen verbundenen Zustand 1, in dem die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 verbunden ist. Es versteht sich, dass dieses Prinzip auf Fingergreifer mit mehr als zwei Greifbacken 51, 52 angewendet werden kann.In 4 is the controllable holding device 50 a robotic arm or an exoskeleton with two gripping jaws 51 . 52 , wherein each of the two gripping jaws 51 . 52 such in the connection device 10 engages that connecting device 10 in a predetermined position and orientation with respect to the controllable holding device 50 centered and adjusted. That's why the jaws have 51 . 52 Recesses in which the projections 16 the connection device 10 intervention. 4 therefore shows a connected state 1 in which the connecting device 10 with the controllable holding device 50 connected is. It is understood that this principle is on finger grippers with more than two jaws 51 . 52 can be applied.

5 zeigt schematisch das Installationssystem 100, wobei angezeigt wird, dass die Verbindungseinrichtung 10 mit einem Exoskelett 50a mit zwei Greifbacken 51, 52 (Exoskelettarm) oder mit einer steuerbaren Halteeinrichtung 50 mit einem Vakuumverbinder 50b (Vakuumendeffektor) oder mit einem Roboterarm 50c mit zwei Greifbacken 51, 52 (zwei Fingerendeffektoren) verbunden sein kann. 5 schematically shows the installation system 100 indicating that the connection means 10 with an exoskeleton 50a with two gripping jaws 51 . 52 (Exoskeleton arm) or with a controllable holding device 50 with a vacuum connector 50b (Vacuum end effector) or with a robotic arm 50c with two gripping jaws 51 . 52 (two finger end effectors) can be connected.

Die Verbindung zwischen der steuerbaren Halteeinrichtung 50 und der Verbindungseinrichtung 10 kann somit durch eine Vakuumverbindung 50b hergestellt werden. In diesem Fall kann die Verbindungseinrichtung 10 eine Oberfläche 53a, insbesondere eine polierte Oberfläche, umfassen, die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Vakuum- oder Saugnapfes 53, um eine Vakuumverbindung herzustellen.The connection between the controllable holding device 50 and the connection device 10 can thus by a vacuum connection 50b getting produced. In this case, the connecting device 10 a surface 53a , in particular a polished surface, which is designed to receive a vacuum or suction cup 53 to make a vacuum connection.

5A zeigt, dass die steuerbare Halteeinrichtung 50 zwei Greifbacken 51, 52 umfasst, wobei jede der beiden Greifbacken 51, 52 in die Verbindungseinrichtung 10 eingreift. Die erste Greifbacke 51 greift mit dem Vorsprung 16 der ersten Anbringeinheit 11 ein, die an der ersten Oberfläche 21 angeordnet ist. Die zweite Greifbacke 52 greift mit dem Vorsprung 16 der zweiten Anbringeinheit 12 ein, die an der zweiten Oberfläche 22 angeordnet ist. 5A shows that the controllable holding device 50 two gripping jaws 51 . 52 comprising, each of the two gripping jaws 51 . 52 in the connection device 10 intervenes. The first jaw 51 grabs the lead 16 the first attachment unit 11 one at the first surface 21 is arranged. The second jaw 52 grabs the lead 16 the second attachment unit 12 one on the second surface 22 is arranged.

5A zeigt ein Beispiel, in dem das Anbringen der Verbindungseinrichtung 10 an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 und/oder das Zentrieren der Verbindungseinrichtung 10 relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung 50 dadurch ausgeführt wird, dass die beiden Greifbacken 51, 52 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zusammengezogen werden. Die Greifrichtungen der Backen sind durch die Pfeile angezeigt. 5A shows an example in which the attachment of the connecting device 10 at the controllable holding device 50 and / or centering the connecting device 10 relative to the controllable holding device 50 characterized in that the two gripping jaws 51 . 52 the controllable holding device 50 be contracted. The gripping directions of the jaws are indicated by the arrows.

5B zeigt ein Beispiel, in dem das Anbringen der Verbindungseinrichtung 10 an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 und/oder das Zentrieren der Verbindungseinrichtung 10 relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung 50 dadurch ausgeführt wird, dass die beiden Greifbacken 51, 52 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 auseinandergedrückt werden. Die Greifrichtungen der Backen sind wieder durch die Pfeile angezeigt. 5B shows an example in which the attachment of the connecting device 10 on the controllable holding device 50 and / or centering the connecting device 10 relative to the controllable holding device 50 characterized in that the two gripping jaws 51 . 52 the controllable holding device 50 be pressed apart. The gripping directions of the jaws are again indicated by the arrows.

In jedem der in 5A und 5B beschriebenen Fälle greifen die Vorsprünge 16 der Verbindungseinrichtung 10, insbesondere die Vorsprünge 16 an der ersten und zweiten Oberfläche 21, 22, in entsprechende Ausnehmungen der beiden Greifbacken 51, 52, ein, um die Position und Orientierung der Verbindungseinrichtung 10 relativ zur steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu zentrieren und einzustellen.In each of the in 5A and 5B Cases described attack the projections 16 the connection device 10 , in particular the projections 16 at the first and second surface 21 . 22 , in corresponding recesses of the two gripping jaws 51 . 52 , to the position and orientation of the connecting device 10 relative to the controllable holding device 50 to center and adjust.

6A zeigt ein Beispiel für das Design einer Zentriereinheit 14, wie ihn 1 bis 3 gezeigt. Die Zentriereinheit 14 umfasst Eingriffselemente 15 in der Form von Vorsprüngen, die sich von der ersten Oberfläche 21 und der zweiten Oberfläche 22 erstrecken. In 1 bis 3 haben die Vorsprünge 16 die Form einer rotationssymmetrischen Geometrie, insbesondere einer Halbkugel. 6A zeigt jedoch, dass die Vorsprünge 16 nicht notwendigerweise als Halbkugeln, Pyramiden oder Kegel geformt sind. Die in 6A gezeigten Vorsprünge 16 sind als Längselemente, beispielsweise Extrusionen, ausgelegt, die sich an der ersten Oberfläche 21 oder der zweiten Oberfläche 22 erstrecken. Die Vorsprünge 16 können somit die Form von Schienen haben, die sich an den jeweiligen Oberflächen 21, 22 erstrecken. Zusätzliche Vorsprünge 16 sind derart an der Oberfläche angeordnet, dass eine Kombination aus rotationssymmetrischen Vorsprüngen 16 und Längsvorsprüngen 16 vorgesehen ist. 6A shows an example of the design of a centering unit 14 like him 1 to 3 shown. The centering unit 14 includes engagement elements 15 in the form of protrusions extending from the first surface 21 and the second surface 22 extend. In 1 to 3 have the tabs 16 the shape of a rotationally symmetric geometry, in particular a hemisphere. 6A however, shows that the projections 16 not necessarily shaped as hemispheres, pyramids or cones. In the 6A shown protrusions 16 are designed as longitudinal elements, such as extrusions, located on the first surface 21 or the second surface 22 extend. The projections 16 can thus have the form of rails that adhere to the respective surfaces 21 . 22 extend. Additional projections 16 are arranged on the surface such that a combination of rotationally symmetrical projections 16 and longitudinal projections 16 is provided.

6A zeigt auch die Greifbacken 51, 52 der steuerbaren Halteeinrichtung 50. Die Greifbacken 51, 52 umfassen eine Nut 55, in die die Vorsprünge 16 eingreifen können. Die Form der Nut 55 ist derart an die Form des Vorsprungs 16 angepasst, dass eine Formschlussverbindung hergestellt wird, wenn die Verbindungseinrichtung 10 zentriert und an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 angebracht wird. 6A also shows the jaws 51 . 52 the controllable holding device 50 , The gripping jaws 51 . 52 include a groove 55 into which the projections 16 can intervene. The shape of the groove 55 is so to the shape of the projection 16 adjusted that a positive connection is made when the connecting device 10 centered and on the controllable holding device 50 is attached.

6B zeigt ein weiteres Beispiel der Zentriereinheit 14. In diesem Fall umfasst die Zentriereinheit 14 Vorsprünge 16, die ein gewisses Muster auf der ersten Oberfläche 21 und der zweiten Oberfläche 22 definieren. Das Gegenstück für dieses Muster ist negativ ausgebildet, z.B. als ein Muster von Nuten 55 an den Greifbacken 51, 52 der steuerbaren Halteeinrichtung 50. Die Vorsprünge 16 von 6B werden durch eine erste Extrusion in der Form einer Schiene, die sich an der Oberfläche erstreckt, und zwei weitere Extrusionen in der Form von Schienen, die die erste Extrusion senkrecht kreuzen, bereitgestellt. 6B shows another example of the centering unit 14 , In this case, the centering unit includes 14 projections 16 that have a certain pattern on the first surface 21 and the second surface 22 define. The counterpart to this pattern is negatively formed, eg as a pattern of grooves 55 on the jaws 51 . 52 the controllable holding device 50 , The projections 16 from 6B are provided by a first extrusion in the form of a rail extending at the surface and two further extrusions in the form of rails perpendicularly crossing the first extrusion.

Um eine gute Passung zwischen den Greiferfingern 51, 52 und dem Verbindungselement 10 bereitzustellen, werden verschiedene mechanische Merkmale, z.B. Vorsprünge 16 und Ausnehmungen 55, verwendet. Das ganze Design gestattet eine Selbstzentrierung, so dass sich der Greiferfinger 51, 52 während eines Greifprozesses nicht der exakten Position annähern muss. Die mechanischen Merkmale an den Oberflächen 21, 22 beschränken die Relativbewegung der Greiferfinger 51, 52 entlang den Greiferoberflächen 21, 22. Zur Verbesserung der Selbstzentrierung der Verbindungseinrichtung können zwei verschiedene Materialien wie duroplastischer Kunststoff und Aluminium verwendet werden.To get a good fit between the gripper fingers 51 . 52 and the connecting element 10 provide various mechanical features, such as projections 16 and recesses 55 , used. The whole design allows for self-centering, allowing the gripper finger 51 . 52 does not have to approach the exact position during a gripping process. The mechanical features on the surfaces 21 . 22 restrict the relative movement of the gripper fingers 51 . 52 along the gripper surfaces 21 . 22 , To improve the self-centering of the connector, two different materials such as thermosetting plastic and aluminum may be used.

7A zeigt ein Eingriffselement 15, z.B. einen Vorsprung 16 einer Zentriereinheit 14, der in eine entsprechende Ausnehmung 55 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 oder in einen Flansch eingreift, um die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu verbinden. Der Vorsprung 16 hat eine Kugelform. 7A shows an engagement element 15 , eg a lead 16 a centering unit 14 which is in a corresponding recess 55 the controllable holding device 50 or engages a flange to the connecting device 10 with the controllable holding device 50 connect to. The lead 16 has a spherical shape.

7B zeigt Eingriffselemente 15, z.B. Vorsprünge 16 einer Zentriereinheit 14, die in entsprechende Ausnehmungen 55 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 oder in einen Flansch eingreifen, um die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu verbinden. Die Vorsprünge 16 haben eine Halbkugelform. 7B shows engagement elements 15 , eg projections 16 a centering unit 14 in corresponding recesses 55 the controllable holding device 50 or engage in a flange to the connecting device 10 with the controllable holding device 50 connect to. The projections 16 have a hemispherical shape.

7C zeigt ein Eingriffselement 15, z.B. einen Vorsprung 16 einer Zentriereinheit 14, der in eine entsprechende Ausnehmung 55 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 oder in einen Flansch eingreift, um die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu verbinden. Der Vorsprung 16 hat eine zylindrische oder quaderförmige Form. 7C shows an engagement element 15 , eg a lead 16 a centering unit 14 which is in a corresponding recess 55 the controllable holding device 50 or engages a flange to the connecting device 10 with the controllable holding device 50 connect to. The lead 16 has a cylindrical or cuboid shape.

7D zeigt ein Eingriffselement 15, z.B. einen Vorsprung 16 einer Zentriereinheit 14, der in eine entsprechende Ausnehmung 55 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 oder in einen Flansch eingreift, um die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu verbinden. Der Vorsprung 16 besitzt eine angeschrägte Form, insbesondere eine konische oder pyramidenförmige Form. 7D shows an engagement element 15 , eg a lead 16 a centering unit 14 which is in a corresponding recess 55 the controllable holding device 50 or engages a flange to the connecting device 10 with the controllable holding device 50 connect to. The lead 16 has a tapered shape, in particular a conical or pyramidal shape.

7E zeigt Eingriffselemente 15, z.B. Vorsprünge 16 einer Zentriereinheit 14, die in eine entsprechende Ausnehmung 55 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 oder in einen Flansch eingreifen, um die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu verbinden. Der Vorsprung 16 besitzt eine angefaste Form, insbesondere die Form eines Kegelstumpfs oder eines Pyramidenstumps. 7E shows engagement elements 15 , eg projections 16 a centering unit 14 in a corresponding recess 55 the controllable holding device 50 or engage in a flange to the connecting device 10 with the controllable holding device 50 connect to. The lead 16 has a chamfered shape, in particular the shape of a truncated cone or a pyramid stump.

8A zeigt schematisch eine Greifbacke 51, 52 einer steuerbaren Halteeinrichtung 50. Die Greifbacke 51, 52 umfasst Ausnehmungen 55, in die die Vorsprünge 16 eingreifen können. Insbesondere besitzen die Ausnehmungen 55 eine Form, die der Form der Vorsprünge 16 entspricht, so dass eine Formschlussverbindung zwischen der Verbindungseinrichtung 10 und der steuerbaren Halteeinrichtung 50 bereitgestellt werden kann. Die Ausnehmungen 55 können somit die Form eines Zylinders, eines Quaders, einer Pyramide oder eines Kegels haben. 8A schematically shows a gripping jaw 51 . 52 a controllable holding device 50 , The jaw 51 . 52 includes recesses 55 , in the the projections 16 can intervene. In particular, have the recesses 55 a shape that matches the shape of the protrusions 16 corresponds, so that a positive connection between the connecting device 10 and the controllable holding device 50 can be provided. The recesses 55 may thus have the shape of a cylinder, a cuboid, a pyramid or a cone.

Weiterhin ist es möglich, dass die Greifbacken 51, 52 jeweils eine oder mehrere keilförmige Ausnehmungen besitzen. Außerdem können die Greifbacken 51, 52 ein oder mehrere Befestigungselemente besitzen, die als Sacklöcher oder Durchgangslöcher ausgelegt sind.Furthermore, it is possible that the gripping jaws 51 . 52 each have one or more wedge-shaped recesses. In addition, the gripping jaws 51 . 52 have one or more fasteners that are designed as blind holes or through holes.

9 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht der Greifbacken 51, 52 einer steuerbaren Halteeinrichtung 50 und einer zentrierten Verbindungseinrichtung 10. Insbesondere greifen die Eingriffselemente 15, z.B. die Vorsprünge 16 der Zentriereinheit 14, in Ausnehmungen 55 der Greifbacken 51, 52 der steuerbaren Halteeinrichtung 50 oder den Flansch ein, was unten ausführlicher beschrieben werden wird. 9 shows schematically a cross-sectional view of the jaws 51 . 52 a controllable holding device 50 and a centered connection device 10 , In particular, the engagement elements engage 15 , eg the projections 16 the centering unit 14 , in recesses 55 the gripping jaws 51 . 52 the controllable holding device 50 or the flange, which will be described in more detail below.

10A zeigt schematisch einen werkzeugspezifischen Adapter 40, der an die Form des Werkzeugelements 30 angepasst ist, d.h. an das Werkzeug, das über die Verbindungseinrichtung 10 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 verbunden werden soll. Der werkzeugspezifische Adapter 40 kann aus einem metallischen oder einem synthetischen Material bestehen. Der werkzeugspezifische Adapter 40 kann insbesondere durch einen 3D-Druckprozess hergestellt werden. 10A schematically shows a tool-specific adapter 40 that matches the shape of the tool element 30 is adapted, ie to the tool, via the connecting device 10 with the controllable holding device 50 to be connected. The tool-specific adapter 40 may consist of a metallic or a synthetic material. The tool-specific adapter 40 can be produced in particular by a 3D printing process.

10B zeigt schematisch einen werkzeugspezifischen Adapter 40, der aus einem flexiblen Material wie etwa beispielsweise einem elastomeren Material besteht. Der werkzeugspezifische Adapter 40 kann mehrere gelenkig verbundene Elemente 41 umfassen, was eine Umhüllung für das Werkzeugelement 30 bereitstellt, die das Werkzeugelement teilweise umhüllt, um das Werkzeugelement 30 sicher an dem werkzeugspezifischen Adapter 40 und deshalb an der Verbindungseinrichtung 10 und der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu befestigen. Da die meisten der von Menschen verwendeten handgehaltenen Werkzeuge von kreisförmiger oder elliptischer Form sind, ist der einstellbare Bereich, d.h. die Umhüllung, derart ausgebildet, dass sie an verschiedene Werkzeuge angepasst werden kann. Flexibilität kann durch Formen des Materials oder durch Aufbringen einer weichen Oberfläche bereitgestellt werden, die sich an die Form des Werkzeugelements 30 anpasst. 10B schematically shows a tool-specific adapter 40 which is made of a flexible material such as, for example, an elastomeric material. The tool-specific adapter 40 can have several articulated elements 41 include what a wrapper for the tool element 30 which partially encases the tooling element around the tooling element 30 secure on the tool-specific adapter 40 and therefore at the connection device 10 and the controllable holding device 50 to fix. Since most of the hand-held tools used by humans are of circular or elliptical shape, the adjustable area, ie, the enclosure, is designed to accommodate different tools. Flexibility can be provided by molding the material or by applying a soft surface that conforms to the shape of the tool element 30 adapts.

11 zeigt eine Explosionsansicht des Installationssystems 100. Wie 11 entnommen werden kann, umfasst das Installationssystem 100 ein Werkzeugelement 30, einen werkzeugspezifischen Adapter 40, eine Verbindungseinrichtung 10, einen Flansch 90 und eine steuerbare Halteeinrichtung 50. Das Werkzeugelement 30 wird durch den werkzeugspezifischen Adapter 40 aufgenommen und daran befestigt. In der in 11 gezeigten Ausführungsform umfasst der werkzeugspezifische Adapter 40 zwei Teile, die in einem zusammengebauten Zustand das Werkzeugelement 30 teilweise umhüllen. Um den werkzeugspezifischen Adapter 40 zusammenzubauen und um das Werkzeugelement 30 an dem werkzeugspezifischen Adapter 40 zu befestigen, sind die Teile des werkzeugspezifischen Adapters 40 mit Hilfe von Schrauben oder Stiften 42 aneinander montiert. 11 shows an exploded view of the installation system 100 , As 11 can be removed, includes the installation system 100 a tool element 30 , a tool-specific adapter 40 , a connection device 10 , a flange 90 and a controllable holding device 50 , The tool element 30 is provided by the tool-specific adapter 40 picked up and attached. In the in 11 embodiment shown comprises the tool-specific adapter 40 two parts, which in an assembled state, the tool element 30 partially envelop. To the tool-specific adapter 40 assemble and around the tool element 30 on the tool-specific adapter 40 To attach, are the parts of the tool-specific adapter 40 with the help of screws or pins 42 mounted together.

Der werkzeugspezifische Adapter 40 ist mit Hilfe der zweiten Anbringeinheit 12 der Verbindungseinrichtung 10, z.B. mit Hilfe einer Verdrehsicherung oder eines Bajonettverschlusses, mit der Verbindungseinrichtung 10 verbunden. Deshalb verriegelt ein Stift 29 den werkzeugspezifischen Adapter 40 relativ zur Verbindungseinrichtung 10, so dass eine Drehung oder Freigabe des werkzeugspezifischen Adapters 40 relativ zur Verbindungseinrichtung 10 verhindert wird. Das Werkzeugelement 30 kann gescannt werden und entsprechende Scandaten werden so bereitgestellt, dass der werkzeugspezifische Adapter 40 auf Basis der Scandaten 3D-gedruckt werden kann.The tool-specific adapter 40 is with the help of the second attachment unit 12 the connection device 10 , For example, with the help of a rotation or a bayonet lock, with the connecting device 10 connected. That's why a pen locks 29 the tool-specific adapter 40 relative to the connection device 10 , allowing a rotation or release of the tool-specific adapter 40 relative to the connection device 10 is prevented. The tool element 30 can be scanned and appropriate scan data provided so that the tool specific adapter 40 3D based on the scan data.

Die Verbindungseinrichtung 10 ist über die erste Anbringeinheit 11 an dem Flansch 90 angebracht. Das Anbringen der Verbindungseinrichtung 10 an dem Flansch 90 wird durch Schrauben oder Stifte vollbracht, die die Verbindungseinrichtung 10 am Flansch 90 sichern. Die Schrauben oder Stifte werden deshalb an den weiteren, an dem Hauptkörper 13 der Verbindungseinrichtung 10 angeordneten Befestigungselementen 24 gesichert, wie in 1 bis 3 gezeigt.The connection device 10 is about the first attachment unit 11 on the flange 90 appropriate. The attachment of the connecting device 10 on the flange 90 is accomplished by screws or pins that the connecting device 10 on the flange 90 to back up. The screws or pins are therefore on the other, on the main body 13 the connection device 10 arranged fasteners 24 secured, as in 1 to 3 shown.

Der Flansch 90 ist mit Hilfe von Schrauben oder Stiften 91 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 verbunden und daran befestigt. Der Flansch 90 hat vier Öffnungen, z . B. Durchgangslöcher, durch die sich die Schrauben oder Stifte 91 erstrecken, um den Flansch 90 an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 zu befestigen.The flange 90 is with the help of screws or pins 91 with the controllable holding device 50 connected and attached to it. The flange 90 has four openings, z. B. through holes through which the screws or pins 91 extend to the flange 90 on the controllable holding device 50 to fix.

12 zeigt eine Perspektivansicht des Installationssystems 100, in der sich die verschiedenen, in 11 gezeigten Einrichtungen in einem zusammengebauten Zustand befinden. Das Installationssystem 100 umfasst eine Steuereinheit 70, die ausgebildet ist, um eine Position und eine Orientierung des Werkzeugelements 30 innerhalb der Installationsumgebung eizustellen. Die Steuereinheit 70 ist weiterhin dafür ausgebildet, eine Funktion des Werkzeugelements 30 zu aktivieren, was unter Bezugnahme auf 13 ausführlicher beschrieben werden wird. 12 shows a perspective view of the installation system 100 in which the different, in 11 shown devices are in an assembled state. The installation system 100 includes a control unit 70 formed to a position and an orientation of the tool element 30 within the installation environment. The control unit 70 is further adapted to a function of the tool element 30 to activate what's under with reference to 13 will be described in more detail.

Die Steuereinheit 70 ist dafür ausgebildet, die Position und Orientierung des Werkzeugelements 30 auf Basis der detektierten Kraft einzustellen, die durch die in 4 gezeigte Detektierungseinrichtung 80 detektiert wird. Die Steuereinheit 70 ist weiterhin dafür ausgebildet, die Funktion des Werkzeugelements 30 auf Basis der detektierten Kraft zu aktivieren.The control unit 70 is adapted to the position and orientation of the tool element 30 on the basis of the detected force caused by the in 4 Detection device shown 80 is detected. The control unit 70 is further adapted to the function of the tool element 30 to activate on the basis of the detected force.

13 zeigt ein Aktivierungselement 31, z.B. einen Aktuator, zum Aktivieren einer werkzeugspezifischen Funktion des Werkzeugelements 30. Das Aktivierungselement 31 wird durch ein Servoelement 32, beispielsweise einen Servoarm, ausgelöst, das von einem Servomotor 33 angetrieben wird. Das Aktivierungselement 31 gleitet entlang einer linearen Führungsschiene 34, beispielsweise einer Schwalbenschwanzführung. Die Pfeile in 13 zeigen die Bewegungsrichtung des Aktivierungselements 31 zum Aktivieren der Funktion und die Bewegungsrichtung des Servoelements zum Auslösen des Aktivierungselements 31. 13 shows an activation element 31 , eg an actuator, for activating a tool-specific function of the tool element 30 , The activation element 31 is through a servo element 32 , For example, a servo arm, triggered by a servomotor 33 is driven. The activation element 31 slides along a linear guide rail 34 For example, a dovetail guide. The arrows in 13 show the direction of movement of the activation element 31 for activating the function and the direction of movement of the servo element for triggering the activation element 31 ,

Die 14A bis 14C zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Verbindungseinrichtung 10. Die Ausführungsform von 14A umfasst eine flache Endoberfläche am zweiten Ende 13b des Hauptkörpers 13. 14B zeigt eine Verbindungseinrichtung 10 mit einer gewellten Endoberfläche am zweiten Ende 13b des Hauptkörpers 13.The 14A to 14C show further embodiments of the connecting device 10 , The embodiment of 14A includes a flat end surface at the second end 13b of the main body 13 , 14B shows a connection device 10 with a corrugated end surface at the second end 13b of the main body 13 ,

14C zeigt eine Verbindungseinrichtung 10 mit einer Schaufel an dem zweiten Ende 13b des Hauptkörpers 13. Die 15A bis 15C zeigen verschiedene Perspektivansichten der in 14C gezeigten Verbindungseinrichtung 10. Darin ist die zweite Anbringeinheit 12 der Verbindungseinrichtung 10 als eine Schaufel ausgebildet, die ein Haltemittel zum Tragen des Werkzeugelements 30, das in diesen Figuren nicht gezeigt ist, bereitstellt. Die Schaufel stellt einen Werkzeugapplikationsbereich bereit. Die Schaufel umfasst insbesondere die Halteoberfläche, die mit dem Werkzeugelement 30 verbunden werden soll, wobei die Halteoberfläche in vier flache Segmente unterteilt ist, die beieinander angeordnet sind. Das Befestigungselement 19 ist ein Sackloch, das ausgebildet ist zum Aufnehmen einer Schraube oder eines Stifts zum Befestigen der Verbindungseinrichtung 10 an der steuerbaren Halteeinrichtung 50. 14C shows a connection device 10 with a shovel at the second end 13b of the main body 13 , The 15A to 15C show different perspective views of in 14C shown connecting device 10 , Therein is the second attachment unit 12 the connection device 10 formed as a blade having a holding means for supporting the tool element 30 which is not shown in these figures. The bucket provides a tool application area. In particular, the blade comprises the retaining surface associated with the tool element 30 is to be connected, wherein the holding surface is divided into four flat segments, which are arranged together. The fastener 19 is a blind hole which is adapted to receive a screw or a pin for fixing the connecting device 10 on the controllable holding device 50 ,

Die 14C bis 15C zeigen auch, dass die Verbindungseinrichtung 10 über die erste Anbringeinheit 11 mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 verbunden ist. Deshalb sind vier Durchgangslöcher derart an der ersten Anbringeinheit 11 angeordnet, dass die Verbindungseinrichtung 10 mit Hilfe von Schrauben oder Stiften mit der steuerbaren Halteeinrichtung 50 verbunden werden kann.The 14C to 15C also show that the connecting device 10 over the first attachment unit 11 with the controllable holding device 50 connected is. Therefore, four through-holes are so on the first attachment unit 11 arranged that the connecting device 10 with the help of screws or pins with the controllable holding device 50 can be connected.

16 zeigt eine Zusammenarbeit eines Technikers 200 mit einem Installationssystem 100, wobei das Installationssystem 100 den Roboterarm 50 mit den Greifbacken 51, 52, die Verbindungseinrichtung 10, den werkzeugspezifischen Adapter 40 und das Werkzeugelement 30 umfasst. Die Greifbacken 51, 52 nehmen die erste Anbringeinheit 11 der Verbindungseinrichtung 10 in Eingriff, um die Verbindungseinrichtung 10 in einer zentrierten Position an dem Roboterarm 50 zu befestigen. Der Techniker 200 trägt ein Exoskelett 50, beispielsweise als einen Rucksack, wobei das Exoskelett 50 mit einer zweiten Verbindungseinrichtung 10 verbunden ist, wobei die zweite Verbindungseinrichtung 10 mit dem Werkzeugelement 30 verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Werkzeugelement 30 sowohl mit dem Roboterarm 50 als auch mit dem durch den Techniker 200 getragenen Exoskelett 50 verbunden ist, so dass der Techniker 200 mit Hilfe des Exoskeletts 50 in der Lage ist, kollaborativ mit dem Installationssystem 100 zusammenzuarbeiten. Weiterhin ist es möglich, dass das Werkzeugelement 30 temporär entweder mit dem Roboterarm 50 oder dem von dem Techniker 200 getragenen Exoskelett 50 verbunden ist. Deshalb ist entweder das Exoskelett 50 oder der Roboterarm 50 vorübergehend über die Verbindungseinrichtung 10 mit dem Werkzeugelement verbunden. Somit können zwei oder mehr Installationssysteme 100 kollaborativ zusammenarbeiten, wobei das erste Installationssystem 100 und das zweite Installationssystem 100 das gleiche Werkzeugelement 30 umfassen. 16 shows a collaboration of a technician 200 with an installation system 100 , where the installation system 100 the robot arm 50 with the gripping jaws 51 . 52 , the connecting device 10 , the tool-specific adapter 40 and the tool element 30 includes. The gripping jaws 51 . 52 take the first attachment unit 11 the connection device 10 engaged to the connecting device 10 in a centered position on the robot arm 50 to fix. The technician 200 is wearing an exoskeleton 50 for example as a backpack, the exoskeleton 50 with a second connection device 10 is connected, wherein the second connection means 10 with the tool element 30 connected is. In this way it is possible for the tool element 30 both with the robot arm 50 as well as with the technician 200 worn exoskeleton 50 connected, so the technician 200 with the help of the exoskeleton 50 is able to be collaborative with the installation system 100 together. Furthermore, it is possible that the tool element 30 temporarily either with the robot arm 50 or by the technician 200 worn exoskeleton 50 connected is. That's why either the exoskeleton is 50 or the robotic arm 50 temporarily via the connection device 10 connected to the tool element. Thus, two or more installation systems 100 collaborate collaboratively, with the first installation system 100 and the second installation system 100 the same tool element 30 include.

Mit anderen Worten zeigt 16 ein Kollaborationsszenario des erfindungsgemäßen Installationssystems 100 mit dem Techniker 200. Dieses unterstützt den Techniker 200 zum Tragen des Werkzeugelements, beispielsweise in schwierigen Arbeitshaltungen. Insbesondere ist es möglich, dass das Installationssystem 100 mindestens teilweise das Gewicht des Werkzeugelements 30 trägt, so dass der Techniker 200 nicht das ganze Gewicht des Werkzeugelements 30 tragen muss.In other words shows 16 a collaboration scenario of the installation system according to the invention 100 with the technician 200 , This supports the technician 200 for carrying the tool element, for example in difficult working postures. In particular, it is possible that the installation system 100 at least partially the weight of the tool element 30 carries, so the technician 200 not the whole weight of the tool element 30 must wear.

In 17A zeigt ein Installationssystem 100, in dem die steuerbare Halteeinrichtung 50 ein Exoskelett ist. Das Werkzeugelement 30 ist über den werkzeugspezifischen Adapter 40 an der Verbindungseinrichtung 10 angebracht, insbesondere an der zweiten Anbringeinheit 12 der Verbindungseinrichtung 10. Die Verbindungseinrichtung 10 ist durch die erste Anbringeinheit 11 an dem Exoskelett 50 angebracht.In 17A shows an installation system 100 in which the controllable holding device 50 an exoskeleton is. The tool element 30 is via the tool-specific adapter 40 at the connection device 10 attached, in particular to the second attachment unit 12 the connection device 10 , The connection device 10 is through the first attachment unit 11 on the exoskeleton 50 appropriate.

17B zeigt ein weiteres Beispiel einer Kollaboration eines Technikers 200 und des erfindungsgemäßen Installationssystems 100 von 17A. Das Installationssystem 100 umfasst das Exoskelett 50, das den Techniker 200 beim Tragen des Werkzeugelements 30 unterstützt. Deshalb ist das handgehaltene Werkzeugelement 30 über die Verbindungseinrichtung 10 mit dem Exoskelett 50 verbunden, wie unter Bezugnahme auf 17A beschrieben. Es ist möglich, dass der Techniker 200 auch durch Greifen der Verbindungseinrichtung 10 das Werkzeugelement 30 halten kann. 17B shows another example of a collaboration of a technician 200 and the installation system according to the invention 100 from 17A , The installation system 100 includes the exoskeleton 50 that the technician 200 while wearing the tool element 30 supported. That is why the hand-held tool element 30 via the connection device 10 with the exoskeleton 50 connected as with reference to 17A described. It is possible that the technician 200 also by gripping the connecting device 10 the tool element 30 can hold.

18A zeigt eine perspektivische Draufsicht auf eine Greifbacke 51, 52 für eine steuerbare Halteeinrichtung 50. Die Greifbacke 51, 52 von 18A unterscheidet sich von dem in 8 gezeigten Beispiel dadurch, dass die Greifbacke 51, 52 eine keilförmige Ausnehmung 55 umfasst. Außerdem besitzt die Greifbacke 51, 52 zwei Befestigungselemente 59, die als Sacklöcher oder Durchgangslöcher ausgelegt sind. Die Befestigungselemente 59 der Greifbacke 51, 52 sind in einem verbundenen Zustand, in dem die steuerbare Halteeinrichtung 50 an der Verbindungseinrichtung 10 angebracht und relativ zu ihr zentriert ist, an den Befestigungselementen 19 der ersten Anbringeinheit 11 der Verbindungseinrichtung 10 angebracht. 18A shows a perspective top view of a jaw 51 . 52 for a controllable holding device 50 , The jaw 51 . 52 from 18A is different from the one in 8th shown example in that the jaw 51 . 52 a wedge-shaped recess 55 includes. In addition, has the jaw 51 . 52 two fasteners 59 , which are designed as blind holes or through holes. The fasteners 59 the jaw 51 . 52 are in a connected state in which the controllable holding device 50 at the connection device 10 mounted and centered relative to it, on the fasteners 19 the first attachment unit 11 the connection device 10 appropriate.

18B zeigt eine perspektivische Unteransicht der in 18 gezeigten Greifbacke 51, 52. Aus dieser Figur ist erkennbar, dass die Befestigungselemente 59 als Durchgangslöcher ausgelegt sind. Im verbundenen Zustand kann die Unterseite der Greifbacke 51, 52 entsprechenden Befestigungsclips der steuerbaren Halteeinrichtung 50 gegenüberliegen. Die Befestigungselemente 59 der Greifbacke 51, 52 umfassen Muttern 59a, die zusammen mit den Durchgangslöchern die Befestigungselemente 59 bereitstellen. Weiterhin umfasst die Unterseite der Greifbacke 51, 52 ein stiftförmiges Element 58, das von der Oberfläche der Bodenseite der Greifbacke 51, 52 vorsteht. Das stiftförmige Element 58 kann integral mit den Greifbacken 51, 52 hergestellt werden und ist zwischen den Befestigungselementen 59 angeordnet, insbesondere äquidistant zwischen den Befestigungselementen 59. Das stiftförmige Element 58 ist so ausgebildet, dass es in eine entsprechende Ausnehmung in der steuerbaren Halteeinrichtung 50 so eingreift, dass ein Befestigen der Greifbacke 51, 52 an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 reproduzierbar ist, wodurch sichergestellt wird, dass die Greifbacke 51, 52 immer in der gleichen Position und Orientierung an der steuerbaren Halteeinrichtung 50 befestigt ist. 18B shows a perspective bottom view of in 18 shown gripping jaw 51 . 52 , From this figure it can be seen that the fastening elements 59 are designed as through holes. In the connected state, the bottom of the gripper jaw 51 . 52 corresponding fastening clips of the controllable holding device 50 are opposite. The fasteners 59 the jaw 51 . 52 include nuts 59a , which together with the through holes, the fasteners 59 provide. Furthermore, the underside of the gripping jaw comprises 51 . 52 a pin-shaped element 58 that is from the surface of the bottom side of the jaw 51 . 52 protrudes. The pin-shaped element 58 Can be integral with the jaws 51 . 52 are manufactured and is between the fasteners 59 arranged, in particular equidistant between the fasteners 59 , The pin-shaped element 58 is formed so that it is in a corresponding recess in the controllable holding device 50 so engages that attaching the jaw 51 . 52 on the controllable holding device 50 is reproducible, thereby ensuring that the jaw 51 . 52 always in the same position and orientation on the controllable holding device 50 is attached.

Wenngleich die Erfindung in den Zeichnungen und in der vorausgegangenen Beschreibung ausführlich dargestellt und beschrieben worden ist, sollen diese Darstellung und Beschreibung als veranschaulichend und beispielhaft und nicht restriktiv angesehen werden; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Variationen an den offenbarten Ausführungsformen können von dem Fachmann, der die beanspruchte Erfindung praktiziert, anhand eines Studiums der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche verstanden und bewirkt werden. In den Ansprüchen schließt der Ausdruck „umfassend“ andere Elemente nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein/eine/einer“ schließt eine Mehrheit nicht aus. Die reine Tatsache, dass gewisse Maßnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind, weist nicht darauf hin, dass eine Kombination aus diesen Maßnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann. Alle Bezugszeichen in den Ansprüchen sollten nicht als den Schutzbereich beschränkend ausgelegt werden.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, this description and description are to be considered illustrative and exemplary in nature and not restrictive; the invention is not limited to the disclosed embodiments. Other variations on the disclosed embodiments may be understood and effected by those skilled in the art practicing the claimed invention, based on a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims. In the claims, the term "comprising" does not exclude other elements, and the indefinite article "one" does not exclude a majority. The mere fact that certain measures are listed in different dependent claims does not indicate that a combination of these measures can not be used to advantage. All references in the claims should not be construed as limiting the scope.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3192617 A1 [0003]
US 2016264262 A1 [0004]

Claims

Connecting device (10) for connecting a tool element (30) to a controllable holding device (50), comprising: a main body (13) having a first end (13a) and a second end (13b); a first attachment unit (11) for connecting the connection device (10) to the controllable holding device (50); a second attachment unit (12) for connecting the connection device (10) to the tool element (30); wherein the first attachment unit (11) is disposed on the main body (13) such that the controllable support means (50) is connectable to the connection means (10) at the first end (13a) of the main body (13); wherein the second attachment unit (12) is disposed on the main body (13) such that the tool element (30) is connectable to the connector (10) at the second end (13b) of the main body (13); wherein the first attachment unit (11) comprises a centering unit (14) which is designed for centering the connection device (10) relative to the controllable holding device (50) to which the connection device (10) can be attached, so that a predetermined position and orientation the connection device is adjustable relative to the controllable holding device (50) during a connection process in which the connection device (10) is connected to the controllable holding device (50).

Connecting device (10) after Claim 1 in that the centering unit (14) of the first attachment unit is designed to self-center the connection device (10) relative to the controllable holding device (50) during the connection process.

Connecting device (10) according to one of the preceding claims, wherein the centering unit (14) is designed as a mechanical centering unit or a magnetic centering unit or a combination thereof.

Connecting device (10) according to one of the preceding claims, wherein the centering unit (14) comprises an engagement element (15) for engagement with the controllable holding device (50).

Connecting device (10) according to one of the preceding claims, wherein the first attachment unit (11) comprises a first surface (21) extending on the main body (13); wherein the first surface (21) comprises at least one projection (16) adapted to engage the controllable support means (50) during the bonding process and to center the connection means (10) relative to the controllable support means (50).

Connecting device (10) after Claim 5 wherein the first attachment unit (11) further comprises a second surface (22) extending on the main body (13) parallel to the first surface (21); wherein the second surface (22) comprises at least one protrusion (16) adapted to engage the controllable support means (50) during the bonding process and to center the joint (10) relative to the controllable retaining means (50).

Connecting device (10) according to one of Claims 5 and 6 wherein the protrusion (16) of the first surface (21) comprises a tapered geometry such that a cross-sectional area through the protrusion decreases with increasing distance from the first surface (21).

Connecting device (10) according to one of Claims 5 to 7 wherein the first surface (21) is defined by at least two longitudinal guide elements (17a, 17b) extending parallel to a longitudinal direction (18) of the main body (13) and protruding from the first surface (21), the two guide elements (21). 17a, 17b) are designed for centering the connecting device (10) relative to the controllable holding device (50) to which the connecting device (10) can be attached during the connecting process.

Connecting device (10) according to one of the preceding claims, wherein the first attachment unit (11) comprises a fastener (19) spatially separate with respect to the centering unit (14); wherein the fastening element (19) is designed to fix the connecting device (10) to the controllable holding device (50) in a centered position (1).

Use of a connecting device (10) according to one of the preceding claims for connecting a tool element (30) to a robot arm (50) or an exoskeleton (50).

An installation system (100) for installing a component in an installation environment, comprising: a controllable support (50); a connecting device (10) according to one of Claims 1 to 8th ; a tool element (30); wherein the connection means (10) is attached to the controllable support means (50) via the first attachment unit (11); wherein the connection means (10) is attached to the tool member (30) via the second attachment unit (12); wherein the position and orientation of the connecting means (10) relative to the controllable holding means (50) by means of the centering unit (14) is adjusted.

Installation system (100) after Claim 11 comprising a control unit (70) configured to adjust a position and orientation of the tool element (30) within the installation environment; wherein the control unit (70) is further adapted to activate a function of the tool element (30).

The installation system (100) of claim (12), comprising: a detection unit (80) configured to detect a force applied to the connection means (10); wherein the control unit (70) is further adapted to adjust the position and orientation of the tool member (30) based on the detected force; and or wherein the control unit (70) is further configured to activate the function of the tool member (30) based on the detected force.

Installation system (100) according to one of Claims 11 and 13 comprising: a tool-specific adapter (40) for fixing the tool element (30) to the connecting device (10) by means of the second attachment unit (12).

Installation system (100) according to one of Claims 11 to 14 comprising: a connecting flange (90) for fixing the connecting device (10) to the controllable holding device (50) by means of the first attachment unit (11).