DE102021113414A1 - Pipe robot and method for controlling a pipe robot - Google Patents

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DE102021113414A1 DE102021113414.5A DE102021113414A DE102021113414A1 DE 102021113414 A1 DE102021113414 A1 DE 102021113414A1 DE 102021113414 A DE102021113414 A DE 102021113414A DE 102021113414 A1 DE102021113414 A1 DE 102021113414A1
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    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Abstract

Offenbart ist ein Rohrroboter (1) mit Rädern (6) zum Fahren auf einem rohrförmigen Untergrund (7), mindestens einem Motor zum Antreiben der Räder (6) in einer Längsrichtung des Rohrroboters (1), einer Steuervorrichtung (3) mit einem analogen Bedienelement (16) und einem Übertragungskanal zum Senden digitaler Steuerdaten von der Steuervorrichtung (3) an den mindestens einen Motor, wobei die Steuervorrichtung (3) eine Arbeitsstellung des Bedienelements (16) anhand einer Charakteristik des Bedienelements (16) in die Steuerdaten umsetzt. Offenbart ist weiterhin ein Verfahren zum Steuern eines solchen Rohrroboters (1).
Um die Steuerung zu individualisieren wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung (3) ein Speicherelement aufweist, auf dem die Charakteristik gespeichert ist, und die Steuervorrichtung (3) die Charakteristik von dem Speicherelement liest, um die Steuerdaten zu berechnen.

Figure DE102021113414A1_0000
A pipe robot (1) with wheels (6) for driving on a pipe-shaped base (7), at least one motor for driving the wheels (6) in a longitudinal direction of the pipe robot (1), a control device (3) with an analog operating element is disclosed (16) and a transmission channel for sending digital control data from the control device (3) to the at least one motor, the control device (3) converting a working position of the operating element (16) into the control data using a characteristic of the operating element (16). A method for controlling such a tubular robot (1) is also disclosed.
In order to individualize the control, it is proposed that the control device (3) has a storage element on which the characteristic is stored, and the control device (3) reads the characteristic from the storage element in order to calculate the control data.
Figure DE102021113414A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft zunächst einen Rohrroboter mit Rädern zum Fahren auf einem rohrförmigen Untergrund, mindestens einem Motor zum Antreiben der Räder in einer Längsrichtung des Rohrroboters, einer Steuervorrichtung mit einem analogen Bedienelement und einem Übertragungskanal zum Senden digitaler Steuerdaten von der Steuervorrichtung an den mindestens einen Motor, wobei die Steuervorrichtung eine Arbeitsstellung des Bedienelements anhand einer Charakteristik des Bedienelements in die Steuerdaten umsetzt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Steuern eines solchen Rohrroboters.The invention initially relates to a tube robot with wheels for driving on a tube-shaped base, at least one motor for driving the wheels in a longitudinal direction of the tube robot, a control device with an analog operating element and a transmission channel for sending digital control data from the control device to the at least one motor, wherein the control device converts a working position of the operating element into the control data based on a characteristic of the operating element. The invention also relates to a method for controlling such a tubular robot.

Ein solcher Rohrroboter und ein Verfahren zu dessen Steuerung sind beispielsweise von der Schwalm Robotic GmbH, Bad Hersfeld/DE bekannt. Der bekannte Rohrroboter kann wahlweise mittels einer proprietären Steuervorrichtung mit zwei Joysticks mit je zwei integrierten Tastern, zwei weiteren Drehreglern und drei weiteren Tastern oder mit einem über Bluetooth an die Steuervorrichtung angeschlossenen Controller für eine handelsübliche Spielkonsole gesteuert werden.Such a tubular robot and a method for controlling it are known, for example, from Schwalm Robotic GmbH, Bad Hersfeld/DE. The well-known tube robot can be controlled either by means of a proprietary control device with two joysticks each with two integrated buttons, two additional knobs and three additional buttons or with a controller connected to the control device via Bluetooth for a standard game console.

In der bekannten Steuervorrichtung bzw. in dem Controller werden die Arbeitsstellungen der Joysticks durch A/D-Umsetzer (ugs.: „A/D-Wandler“) digitalisiert, als Steuerdaten über ein Kabel zum Rohrroboter übertragen und von der Motorbrücke in eine der Arbeitsstellung entsprechende Antriebsspannung für den jeweiligen Motor übersetzt.In the known control device or in the controller, the working positions of the joysticks are digitized by A/D converters (coll.: "A/D converters"), transmitted as control data via a cable to the tubular robot and from the motor bridge to one of the working positions corresponding drive voltage translated for the respective motor.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuervorrichtung zu individualisieren.The object of the invention is to customize the control device.

Lösungsolution

Ausgehend von dem bekannten Rohrroboter wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung ein Speicherelement aufweist, auf dem die Charakteristik gespeichert ist, und die Steuervorrichtung die Charakteristik von dem Speicherelement liest, um die Steuerdaten zu berechnen. Durch Änderung der gespeicherten Charakteristik kann die Steuervorrichtung individualisiert werden.Proceeding from the known pipe robot, it is proposed according to the invention that the control device has a storage element on which the characteristic is stored, and the control device reads the characteristic from the storage element in order to calculate the control data. The control device can be individualized by changing the stored characteristics.

Als Charakteristik eines Bedienelements wird eine eindeutige funktionale Abbildung der Arbeitsstellung auf die entsprechenden Steuerdaten bezeichnet. In einem Koordinatensystem können die Steuerdaten über der Arbeitsstellung als Kurve aufgetragen werden.A clear functional mapping of the working position to the corresponding control data is referred to as a characteristic of a control element. The control data can be plotted as a curve over the working position in a coordinate system.

Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Rohrroboter auf dem Speicherelement mindestens eine von der Charakteristik abweichende weitere Charakteristik gespeichert und mittels der Steuervorrichtung alternativ die Charakteristik oder die mindestens eine weitere Charakteristik wählbar, wobei die Steuervorrichtung die Steuerdaten anhand der gewählten Charakteristik berechnet. Ein solcher erfindungsgemäßer Rohrroboter erlaubt ein Umschalten zwischen den zwei Charakteristiken beispielsweise für verschiedene Bedienpersonen.In a pipe robot according to the invention, at least one further characteristic deviating from the characteristic is preferably stored on the storage element and the characteristic or the at least one further characteristic can alternatively be selected by means of the control device, with the control device calculating the control data using the selected characteristic. Such a pipe robot according to the invention allows switching between the two characteristics, for example for different operators.

Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Rohrroboter mindestens einen weiteren Motor zum Lenken der Räder auf dem Untergrund aus der Längsrichtung, zum Schwenken eines Arms des Roboters um die Längsrichtung, zum Schwenken des Arms aus der Längsrichtung, zum Schwenken ein Arbeitselements an dem Arm und/oder zum Antreiben eines Fräskopfes des Arbeitselements auf, wobei die Steuervorrichtung mindestens ein weiteres Bedienelement für den mindestens einen weiteren Motor aufweist und auf dem Speicherelement mehrere voneinander abweichende Parametersätze gespeichert sind, und wobei jeder der Parametersätze jeweils genau eine Charakteristik für den mindestens einen Motor und jeden mindestens einen weiteren Motor enthält. Rohrroboter mit weiteren motorischen Antrieben für unterschiedliche Bewegungen sind allgemein bekannt. Ein solcher erfindungsgemäßer Rohrroboter erlaubt eine individualisierte Steuerung aller weiteren Motoren.A tubular robot according to the invention preferably has at least one further motor for steering the wheels on the ground from the longitudinal direction, for pivoting an arm of the robot about the longitudinal direction, for pivoting the arm from the longitudinal direction, for pivoting a working element on the arm and/or for driving of a milling head of the working element, wherein the control device has at least one additional control element for the at least one additional motor and a plurality of parameter sets that differ from one another are stored on the storage element, and each of the parameter sets has exactly one characteristic for the at least one motor and each at least one additional one engine contains. Pipe robots with additional motor drives for different movements are generally known. Such a pipe robot according to the invention allows individualized control of all other motors.

Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Rohrroboter das Bedienelement ein Joystick, ein mechanischer Taster, ein Schieber oder Jog-Dial, oder ein durch Software zur analogen Bedienung eingerichteter Sensor. Zur analogen Bedienung eingerichtete Sensoren nehmen gleitende Bewegungen des Bedienpersonals auf und setzen diese in Steuerbefehle um. Bekannt sind beispielsweise berührempfindliche Bildschirme („Touchscreens“) mit als Schieber oder Jog-Dial eingerichteten Bildschirmbereichen, die kapazitive oder optische Aufnahme von Gesten („Gestensteuerung“) und die Aufnahme der Blickrichtung einer Bedienperson („Blicksteuerung“).In a tubular robot according to the invention, the operating element is preferably a joystick, a mechanical button, a slider or jog dial, or a sensor set up by software for analog operation. Sensors set up for analogue operation record the sliding movements of the operating staff and convert them into control commands. For example, touch-sensitive screens (“touch screens”) with screen areas set up as sliders or jog dials, capacitive or optical recording of gestures (“gesture control”) and recording the line of sight of an operator (“gaze control”) are known.

Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Rohrroboter die Charakteristik nichtlinear, insbesondere quadratisch oder logarithmisch, und/oder weist einen Sprung oder bei einem Maximum ein Plateau auf. Eine quadratische, logarithmische oder exponentielle Charakteristik erlaubt einerseits bei niedrigen Motordrehzahlen die exakte Steuerung und andererseits bei hohen Drehzahlen eine schnelle Steigerung. Ein konfigurierbares Plateau kann beispielsweise eine von der Erfahrung der Bedienerperson abhängige Höchstgeschwindigkeit sein. Über eine Sprungfunktion kann ein zeitlich definierter Impuls gesetzt werden.In a tubular robot according to the invention, the characteristic is preferably non-linear, in particular quadratic or logarithmic, and/or has a jump or a plateau at a maximum. A quadratic, logarithmic or exponential characteristic allows precise control at low engine speeds on the one hand and rapid increase at high engine speeds on the other. A configurable plateau can be, for example, a maximum speed dependent on the experience of the operator. A time-defined pulse can be set via a step function.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass auf einem Speicherelement der Steuervorrichtung die Charakteristik gespeichert ist und die Steuervorrichtung die Charakteristik von dem Speicherelement liest, um die Steuerdaten zu berechnen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einem erfindungsgemäßen Rohrroboter ausgeführt und zeichnet sich gleichermaßen durch dessen oben genannte Vorteile aus.Proceeding from the known method, it is proposed according to the invention that the characteristic is stored on a storage element of the control device and the control device reads the characteristic from the storage element in order to calculate the control data. The method according to the invention is carried out with a pipe robot according to the invention and is equally distinguished by its above-mentioned advantages.

Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Charakteristik von einem Nutzer mittels der Steuervorrichtung bestimmt und auf dem Speicherelement gespeichert. In einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren wird außer der Steuervorrichtung kein weiteres Gerät zur Individualisierung benötigt. Alternativ oder ergänzend kann die gespeicherte Charakteristik über einen handelsüblichen Universalcomputer oder ein Mobilfunkgerät in einem kabelgebundenen oder kabellosen Netzwerk individualisiert oder eine individuelle Charakteristik über ein beispielsweise über USB angeschlossenes Speichermedium auf das Speicherelement übertragen werden.In a method according to the invention, the characteristic is preferably determined by a user using the control device and stored on the memory element. In such a method according to the invention, no further device is required for individualization apart from the control device. Alternatively or additionally, the stored characteristic can be individualized using a commercially available universal computer or a mobile radio device in a wired or wireless network, or an individual characteristic can be transmitted to the memory element using a storage medium connected, for example, via USB.

Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens eine weitere Charakteristik gespeichert und die mindestens eine weitere Charakteristik einem dem Rohrroboter ähnlichen weiteren Rohrroboter zugeordnet, wobei die Steuervorrichtung alternativ zu dem Übertragungskanal mit einem Übertragungskanal des weiteren Rohrroboters verbindbar ist. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren erlaubt die Nutzung derselben Steuervorrichtung an unterschiedlichen Rohrrobotern.In a method according to the invention, at least one further characteristic is preferably stored and the at least one further characteristic is assigned to a further pipe robot similar to the pipe robot, the control device being connectable to a transmission channel of the further pipe robot as an alternative to the transmission channel. Such a method according to the invention allows the use of the same control device on different tubular robots.

Vorzugsweise identifiziert sich in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren der Rohrroboter, wenn der Übertragungskanal mit der Steuervorrichtung verbunden wird, an der Steuervorrichtung und die Steuervorrichtung wählt die dem Rohrroboter zugeordnete Charakteristik. In einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren ist das Risiko einer Fehlbedienung durch Nutzung einer nicht zum angeschlossenen Rohrroboter passenden Charakteristik minimiert.In such a method according to the invention, the pipe robot preferably identifies itself at the control device when the transmission channel is connected to the control device, and the control device selects the characteristic assigned to the pipe robot. In such a method according to the invention, the risk of incorrect operation is minimized by using a characteristic that does not match the connected tubular robot.

Ausführungsbeispielexample

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt einen erfindungsgemäßen Rohrroboter 1 in einem nicht dargestellten Rohr, der über ein Steuerkabel 2 mit einer Steuervorrichtung 3 verbunden ist. Parallel zu dem Steuerkabel 2 ist der Rohrroboter 1 über ein Stromkabel 4 und eine nicht dargestellte Druckluftleitung mit einer Kabeltrommel 5 verbunden, die ihn mit elektrischer Energie und mit Druckluft versorgen.The invention is explained below using an exemplary embodiment. The figure shows a pipe robot 1 according to the invention in a pipe, not shown, which is connected to a control device 3 via a control cable 2 . Parallel to the control cable 2, the tube robot 1 is connected via a power cable 4 and a compressed air line (not shown) to a cable drum 5, which supply it with electrical energy and compressed air.

Der Rohrroboter 1 weist vier Räder 6 zum Fahren auf dem Untergrund 7 des Rohres in Richtung einer Längsachse 8 des Rohrroboters 1 sowie einen schwenkbaren Arm 9, ein an dem Arm 9 schwenkbar angebrachtes Arbeitselement 10 und an dem Arbeitselement 10 einen rotierbaren Fräskopf 11 sowie eine gleichfalls an dem Arm 9 angebrachte Kamera 12 auf. Die Räder 6, die Schwenkbewegungen des Arms 9 um die Achse und zu der Achse sowie des Arbeitselements 10 zum Arm 9 und der Fräskopf 11 werden von einzelnen, nicht dargestellten Motoren angetrieben:

  • Die Räder 6 werden von einem 24 V-Gleichstrommotor mit einer Leistung von 100 W angetrieben, die Vorder- und die Hinterachse sind über eine Kette gekoppelt. Die Schwenkbewegungen des Arms 9 und des Arbeitselements 10 werden von je einem 24 V-Gleichstrommotor mit einer Leistung von 30 W und der Fräskopf 11 wird von einem Luftmotor mit einer Leistung von 800 W angetrieben.
The pipe robot 1 has four wheels 6 for driving on the subsurface 7 of the pipe in the direction of a longitudinal axis 8 of the pipe robot 1 and a pivotable arm 9, a working element 10 pivotably attached to the arm 9 and a rotatable milling head 11 on the working element 10 as well as a likewise on the arm 9 mounted camera 12 on. The wheels 6, the pivoting movements of the arm 9 around the axis and to the axis and of the working element 10 to the arm 9 and the milling head 11 are driven by individual motors, not shown:
  • The wheels 6 are driven by a 24 V DC motor with a power of 100 W, the front and rear axles are coupled via a chain. The pivoting movements of the arm 9 and the working element 10 are each driven by a 24 V DC motor with a power of 30 W and the milling head 11 is driven by an air motor with a power of 800 W.

Das Steuerkabel 2 umfasst einen seriellen Bus (hier: einen standardisierten CAN-Bus) für die Kommunikation zwischen Rohrroboter 1 und Steuervorrichtung 3, eine Hilfsenergieleitung, eine Notaus-Schleife und eine Videoleitung. In CAN-Datentelegrammen werden Steuerdaten von der Steuervorrichtung 3 an die jeweiligen Motoren und an die Kamera 12 übermittelt, die Motoren und nicht dargestellte Sensoren in dem Rohrroboter 1 übermitteln regelmäßig Statusmeldungen an die Steuervorrichtung 3. Das von der Kamera 12 aufgenommene Videosignal wird über die Videoleitung an die Steuervorrichtung 3 übermittelt.The control cable 2 includes a serial bus (here: a standardized CAN bus) for communication between the tubular robot 1 and the control device 3, an auxiliary power line, an emergency stop loop and a video line. Control data is transmitted from the control device 3 to the respective motors and to the camera 12 in CAN data telegrams, the motors and sensors (not shown) in the pipe robot 1 regularly transmit status reports to the control device 3. The video signal recorded by the camera 12 is transmitted via the video line transmitted to the control device 3.

Die Steuervorrichtung 3 weist auf einer Oberseite 13 eines kastenförmigen Gehäuses 14 einen berührempfindlichen Bildschirm 15 sowie als Bedienelemente 16 zwei Joysticks 17, zwei Jog-Dials 18 und vier Taster 19 auf. Die Joysticks 17 weisen je zwei weitere integrierte Taster 20 auf, die Jog-Dials 18 sind von einem Ring 21 von Leuchtdioden umgeben. Im nicht dargestellten Innern des Gehäuses 14 weist die Steuervorrichtung 3 einen Mikrocontroller mit internem und externem Speicher, digitalen Ein- und Ausgängen, analogen Eingängen für die Joysticks 17 und digitalen Eingängen für die Jog-Dials 18, Echtzeituhr und Sensoren für Temperatur, Druck und Lage sowie standardisierten Anschlüssen für CAN-Bus, USB, Bluetooth, Flashspeicher, I2C, SPI und TFT-SPI auf.The control device 3 has a touch-sensitive screen 15 on an upper side 13 of a box-shaped housing 14 and two joysticks 17 , two jog dials 18 and four buttons 19 as operating elements 16 . The joysticks 17 each have two further integrated buttons 20, the jog dials 18 are surrounded by a ring 21 of light-emitting diodes. Inside the housing 14 (not shown), the control device 3 has a microcontroller with internal and external memory, digital inputs and outputs, analog inputs for the joysticks 17 and digital inputs for the jog dials 18, real-time clock and sensors for temperature, pressure and position as well as standardized connections for CAN bus, USB, Bluetooth, flash memory, I 2 C, SPI and TFT-SPI.

Der Bildschirm 15 ist ein grafikfähiger TFT-Monitor mit eigener Grafikeinheit und eigenem Speicher. Auf dem Bildschirm 15 können bei Bedarf weitere „virtuelle“ Bedienelemente 16 wie Jog-Dials 18 und Schieber eingerichtet werden. Die Joysticks 17 liefern an den Mikrokontroller analoge Signale für X-, Y- und Z-Achse (vorwärts, seitwärts, Drehung) in linearer Charakteristik sowie digitale Signale der integrierten Taster 20. Die Jog-Dials 18 generieren bei Drehung eine Pulsfolge und beim Drücken ein Tastersignal.The screen 15 is a graphics-capable TFT monitor with its own graphics unit and memory. If required, further “virtual” control elements 16 such as jog dials 18 and sliders can be set up on the screen 15 . The joysticks 17 provide analog signals for the X, Y and Z axes (forward, sideways, rotation) in to the microcontroller linear characteristics and digital signals from the integrated buttons 20. The jog dials 18 generate a pulse train when rotated and a button signal when pressed.

An der Rückseite 22 der Steuervorrichtung 3 sind nicht dargestellte Buchsen für das Steuerkabel 2, einen (optionalen) weiteren Monitor und ein USB-Anschluss angebracht. Auf dem optionalen Monitor kann das Videosignal der Kamera 12 mit verschiedenen Kontrollanzeigen zum Status des Rohrroboters 1 kombiniert werden. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 3 drahtlos mit einer VR-Brille verbunden werden, die als „Head-Up-Display“ wichtige Informationen und Meldungen der Steuervorrichtung 3 unmittelbar in das Gesichtsfeld der Bedienperson einblendet.Sockets (not shown) for the control cable 2, an (optional) further monitor and a USB connection are attached to the back 22 of the control device 3 . The video signal from camera 12 can be combined with various control displays on the status of pipe robot 1 on the optional monitor. In addition, the control device 3 can be wirelessly connected to VR glasses, which as a “head-up display” display important information and messages from the control device 3 directly in the operator's field of vision.

Im internen Speicher der Steuervorrichtung 3 sind für den Rohrroboter 1 mehrere für unterschiedliche Bedienpersonen individualisierte Parametersätze für den Rohrroboter 1 sowie für einen nicht dargestellten, ähnlichen weiteren Rohrroboter gespeichert. In jedem Parametersatz sind die Bedienelemente 16 der Steuervorrichtung 3 (Joysticks 17, Jog-Dials 18, Taster 19, 20, „virtuelle“ Bedienelemente 16) den Motoren oder Funktionen des jeweiligen Rohrroboters 1 (Fahren/Bremsen, Lenken, Steuern des Arbeitselements 10 und der Kamera 12) zugeordnet. Die Parametersätze können über eine Menüführung in der Steuervorrichtung 3 oder in einem hierfür programmtechnisch eingerichteten handelsüblichen Computer konfiguriert und über einen USB-Speicher auf die Steuervorrichtung 3 übertragen werden.In the internal memory of the control device 3 are stored for the pipe robot 1 several sets of parameters individualized for different operators for the pipe robot 1 as well as for a similar further pipe robot (not shown). In each parameter set, the operating elements 16 of the control device 3 (joysticks 17, jog dials 18, buttons 19, 20, "virtual" operating elements 16) are the motors or functions of the respective pipe robot 1 (driving/braking, steering, controlling the working element 10 and assigned to the camera 12). The parameter sets can be configured via menu navigation in the control device 3 or in a commercially available computer programmed for this purpose and transferred to the control device 3 via a USB memory.

Die Bedienelemente 16 können individuell den Motoren und Funktionen und deren analoge und digitale Arbeitsstellungen Sollwerten der jeweiligen Aktoren zugeordnet werden. Für die Charakteristik zur Berechnung der digitalen Steuerdaten für die Sollwerte aus den Arbeitsstellung können standardisierte Kurvenverläufe (linear, quadratisch, logarithmisch) abgerufen und parametriert werden. Alternativ kann eine Charakteristik zwischen Stützwerten linear oder als Spline interpoliert werden.The operating elements 16 can be individually assigned to the motors and functions and their analog and digital working positions setpoint values of the respective actuators. Standardized curves (linear, quadratic, logarithmic) can be called up and parameterized for the characteristic for calculating the digital control data for the setpoints from the working position. Alternatively, a characteristic can be interpolated linearly between support values or as a spline.

In der Charakteristik können Startwerte („Offset“), Steilheit und Maximalwerte (z.B. als Drehzahlbegrenzung) für die Sollwerte definiert werden. Für die Taster 19, 20 steht eine „Tipp-Funktion“ zur Verfügung, die beispielsweise an den zugeordneten Motor einen in Amplitude und Pulsweite definierten Impuls überträgt.In the characteristic, start values (“offset”), slope and maximum values (e.g. as speed limitation) can be defined for the setpoints. A "tip function" is available for the buttons 19, 20, which, for example, transmits a pulse defined in terms of amplitude and pulse width to the assigned motor.

Eine als „Tempomat“ bezeichnete Funktion sperrt den jeweiligen Betriebszustand eines Aktors und kann beispielsweise als „Feststellbremse“ für die Antriebsmotoren im Betrieb des Fräskopfes 11 oder für eine automatische Rückfahrt nach Abschluss der Arbeiten im Rohr genutzt werden.A function referred to as "cruise control" locks the respective operating state of an actuator and can be used, for example, as a "parking brake" for the drive motors when the milling head 11 is in operation or for an automatic return journey after the work in the pipe has been completed.

Auf dem optionalen Monitor kann das Videosignal der Kamera 12 mit verschiedenen Kontrollanzeigen zum Status des Rohrroboters 1 kombiniert werden. Als Kontrollanzeige stehen beispielsweise ein „künstlicher Horizont“ für die Lage des Rohrroboters 1, Darstellungen des Arms 9 und des Arbeitselements 10 und eine dreidimensionale Darstellung des befahrenen Rohres zur Verfügung. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 3 drahtlos mit einer VR-Brille verbunden werden, die als „Head-Up-Display“ wichtige Informationen und Meldungen der Steuervorrichtung 3 unmittelbar in das Gesichtsfeld der Bedienperson einblendet.The video signal from camera 12 can be combined with various control displays on the status of pipe robot 1 on the optional monitor. For example, an “artificial horizon” for the position of the pipe robot 1, representations of the arm 9 and the working element 10 and a three-dimensional representation of the pipe being traveled on are available as a control display. In addition, the control device 3 can be wirelessly connected to VR glasses, which as a “head-up display” display important information and messages from the control device 3 directly in the operator's field of vision.

In den Figuren sind

1
Rohrroboter
2
Steuerkabel
3
Steuervorrichtung
4
Stromkabel
5
Kabeltrommel
6
Rad
7
Untergrund
8
Längsachse
9
Arm
10
Arbeitselement
11
Fräskopf
12
Kamera
13
Oberseite
14
Gehäuse
15
Bildschirm
16
Bedienelement
17
Joystick
18
Jog-Dial
19
Taster
20
Taster
21
Ring
22
Rückseite
In the figures are
1
pipe robot
2
control cable
3
control device
4
power cord
5
cable reel
6
wheel
7
underground
8th
longitudinal axis
9
poor
10
work item
11
milling head
12
camera
13
top
14
Housing
15
Screen
16
control element
17
joystick
18
jog dial
19
button
20
button
21
ring
22
back

Claims (9)

Rohrroboter (1) mit Rädern (6) zum Fahren auf einem rohrförmigen Untergrund (7), mindestens einem Motor zum Antreiben der Räder (6) in einer Längsrichtung des Rohrroboters (1), einer Steuervorrichtung (3) mit einem analogen Bedienelement (16) und einem Übertragungskanal zum Senden digitaler Steuerdaten von der Steuervorrichtung (3) an den mindestens einen Motor, wobei die Steuervorrichtung (3) eine Arbeitsstellung des Bedienelements (16) anhand einer Charakteristik des Bedienelements (16) in die Steuerdaten umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (3) ein Speicherelement aufweist, auf dem die Charakteristik gespeichert ist, und die Steuervorrichtung (3) die Charakteristik von dem Speicherelement liest, um die Steuerdaten zu berechnen.Pipe robot (1) with wheels (6) for driving on a pipe-shaped base (7), at least one motor for driving the wheels (6) in a longitudinal direction of the pipe robot (1), a control device (3) with an analog operating element (16) and a transmission channel for broadcasting digital control data from the control device (3) to the at least one motor, the control device (3) converting a working position of the operating element (16) into the control data on the basis of a characteristic of the operating element (16), characterized in that the control device (3) Has storage element on which the characteristic is stored, and the control device (3) reads the characteristic from the storage element to calculate the control data. Rohrroboter (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Speicherelement mindestens eine von der Charakteristik abweichende weitere Charakteristik gespeichert ist, und mittels der Steuervorrichtung (3) alternativ die Charakteristik oder die mindestens eine weitere Charakteristik wählbar ist, wobei die Steuervorrichtung (3) die Steuerdaten anhand der gewählten Charakteristik berechnet.Pipe robot (1) according to the preceding claim, characterized in that at least one further characteristic deviating from the characteristic is stored on the memory element, and the characteristic or the at least one further characteristic can alternatively be selected by means of the control device (3), the control device ( 3) calculates the control data based on the selected characteristic. Rohrroboter (1) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Motor zum Lenken der Räder (6) auf dem Untergrund (7) aus der Längsrichtung, zum Schwenken eines Arms (9) des Roboters um die Längsrichtung, zum Schwenken des Arms (9) aus der Längsrichtung, zum Schwenken ein Arbeitselements (10) an dem Arm (9) und/oder zum Antreiben eines Fräskopfes (11) des Arbeitselements (10), wobei die Steuervorrichtung (3) mindestens ein weiteres Bedienelement (16) für den mindestens einen weiteren Motor aufweist und auf dem Speicherelement mehrere voneinander abweichende Parametersätze gespeichert sind, und wobei jeder der Parametersätze jeweils genau eine Charakteristik für den mindestens einen Motor und jeden mindestens einen weiteren Motor enthält.Pipe robot (1) according to the preceding claim, characterized by at least one further motor for steering the wheels (6) on the base (7) from the longitudinal direction, for pivoting an arm (9) of the robot about the longitudinal direction, for pivoting the arm ( 9) from the longitudinal direction, for pivoting a working element (10) on the arm (9) and/or for driving a milling head (11) of the working element (10), the control device (3) having at least one further operating element (16) for the has at least one further motor and a plurality of different sets of parameters are stored on the memory element, and each of the sets of parameters contains precisely one characteristic for the at least one motor and each at least one further motor. Rohrroboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (16) ein Joystick (17), ein mechanischer Taster (19, 20), ein Schieber oder Jog-Dial (18), oder ein durch Software zur analogen Bedienung eingerichteter Sensor ist.Pipe robot (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the operating element (16) is a joystick (17), a mechanical button (19, 20), a slider or jog dial (18), or a software-controlled analog Operation configured sensor is. Rohrroboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik nichtlinear, insbesondere quadratisch oder logarithmisch ist, und/oder einen Sprung oder bei einem Maximum ein Plateau aufweist.Pipe robot (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristic is non-linear, in particular quadratic or logarithmic, and/or has a jump or a plateau at a maximum. Verfahren zum Steuern eines Rohrroboters (1) mit Rädern (6) zum Fahren auf einem rohrförmigen Untergrund (7), mindestens einem Motor zum Antreiben der Räder (6) in einer Längsrichtung des Rohrroboters (1) und einem Übertragungskanal von einer Steuervorrichtung (3) mit einem analogen Bedienelement (16) an den mindestens einen Motor, wobei ein Nutzer das Bedienelement (16) manuell aus einer Nullstellung in eine Arbeitsstellung versetzt, und die Steuervorrichtung (3) die Arbeitsstellung anhand einer Charakteristik des Bedienelements (16) in digitale Steuerdaten umsetzt und über den Übertragungskanal an den mindestens einen Motor sendet, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Speicherelement der Steuervorrichtung (3) die Charakteristik gespeichert ist und die Steuervorrichtung (3) die Charakteristik von dem Speicherelement liest, um die Steuerdaten zu berechnen.Method for controlling a tubular robot (1) with wheels (6) for driving on a tubular base (7), at least one motor for driving the wheels (6) in a longitudinal direction of the tubular robot (1) and a transmission channel from a control device (3) with an analogue operating element (16) on the at least one motor, with a user manually shifting the operating element (16) from a zero position into a working position, and the control device (3) converting the working position into digital control data using a characteristic of the operating element (16). and transmits via the transmission channel to the at least one motor, characterized in that the characteristic is stored on a storage element of the control device (3) and the control device (3) reads the characteristic from the storage element in order to calculate the control data. Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik von einem Nutzer mittels der Steuervorrichtung (3) bestimmt und auf dem Speicherelement gespeichert wird.Method according to the preceding claim, characterized in that the characteristic is determined by a user using the control device (3) and is stored on the memory element. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Speicherelement mindestens eine weitere Charakteristik gespeichert und die mindestens eine weitere Charakteristik einem dem Rohrroboter (1) ähnlichen weiteren Rohrroboter zugeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung (3) alternativ zu dem Übertragungskanal mit einem Übertragungskanal des weiteren Rohrroboters (1) verbindbar ist.Procedure according to one of Claims 6 and 7 , characterized in that at least one further characteristic is stored on the memory element and the at least one further characteristic is assigned to a further pipe robot similar to the pipe robot (1), the control device (3) alternatively to the transmission channel with a transmission channel of the further pipe robot (1) is connectable. Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rohrroboter (1), wenn der Übertragungskanal mit der Steuervorrichtung (3) verbunden wird, an der Steuervorrichtung (3) identifiziert und die Steuervorrichtung (3) die dem Rohrroboter (1) zugeordnete Charakteristik wählt.Method according to the preceding claim, characterized in that the pipe robot (1) identifies itself at the control device (3) when the transmission channel is connected to the control device (3) and the control device (3) identifies the characteristic assigned to the pipe robot (1). chooses.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10062531B4 (en) 2000-05-05 2005-04-28 Tuve Manfred Sewer inspection robot (device for optical remote sensing of cavities)
US20100125366A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 Shanghai Nine Eagles Electronic Technology Co., Ltd. Remote controller for aircraft model
DE102014201679A1 (en) 2013-01-31 2014-08-14 Cooper Technologies Company Industrial remote control system and procedure
US20160306352A1 (en) 2015-04-16 2016-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd Mobile robot system and remote control method for the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10062531B4 (en) 2000-05-05 2005-04-28 Tuve Manfred Sewer inspection robot (device for optical remote sensing of cavities)
US20100125366A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 Shanghai Nine Eagles Electronic Technology Co., Ltd. Remote controller for aircraft model
DE102014201679A1 (en) 2013-01-31 2014-08-14 Cooper Technologies Company Industrial remote control system and procedure
US20160306352A1 (en) 2015-04-16 2016-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd Mobile robot system and remote control method for the same

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