DE10314379B4

DE10314379B4 - Eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung

Info

Publication number: DE10314379B4
Application number: DE2003114379
Authority: DE
Inventors: Florian Dipl.-Ing. Simons; Thomas Schäfer; Wolfhard Keil
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2003-03-29
Filing date: 2003-03-29
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2023-03-30
Also published as: DE10314379A1

Abstract

Eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung längs einer weitgehend eben ausgebildeten Oberfläche (3) mit wenigstens zwei mit der Oberfläche (3) in Kontakt bringbaren Antriebsmitteln (1), die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Antriebsmittel (1) über wenigstens jeweils eine mit der Oberfläche (3) in Berührung bringbare Kontaktfläche (1') verfügen, wobei die Kontaktfläche (1') jedes Antriebsmittels (1) um jeweils eine die Oberfläche (3) durchsetzende Drehachse (A) in Rotation versetzbar ist und mit der Oberfläche (3) derart über Gleitreibung in Wechselwirkung tritt, und pro Antriebsmittel (1) eine parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, und wobei durch Überlagerung der an den Antriebsmitteln (1) wirkenden resultierenden Reibungskräfte F_R im Wege der in Wirkverbindung stehenden Antriebsmitteln (1) eine die Eigenfortbewegungsfähigkeit ausschließlich verursachende Gesamtkraft F_G erzeugbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung längs einer weitgehend eben ausgebildeten Oberfläche mit wenigstens zwei mit der Oberfläche in Kontakt bringbaren Antriebsmitteln, die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Antriebsmittel über wenigstens jeweils eine mit der Oberfläche in Berührung bringbare Kontaktfläche verfügen, wobei die Kontaktfläche jedes Antriebsmittels um jeweils eine die Oberfläche durchsetzende Drehachse in Rotation versetzbar ist und mit der Oberfläche derart über Gleitreibung in Wechselwirkung tritt, und pro Antriebsmittel eine parallel zur Oberfläche gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, und wobei durch Überlagerung der an den Antriebsmitteln wirkenden resultierenden Reibungskräfte im Wege der in Wirkverbindung stehenden Antriebsmitteln eine die Eigenfortbewegungsfähigkeit ausschließlich verursachende Gesamtkraft F_G erzeugbar ist.
Insbesondere verfügt die eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung über ein Antriebssystem, das sich in bevorzugter Weise für mobile Manipulator- oder Roboterplattformen eignet, mit denen technische Oberflächen bearbeitet oder inspiziert werden können. Das Fortbewegungssystem eignet sich überdies zur mobilen Bewältigung beliebig geneigter Oberflächen, wodurch die Einsatzmöglichkeiten gattungsgemäßer eigenfortbewegungsfähiger Vorrichtungen sehr vielfältig sind.
Gattungsgemäße Vorrichtungen verfügen typischerweise über Antriebssysteme, deren Antriebskräfte über motorisch angetriebene Räder oder über eine Vielzahl einzeln ansteuerbarer Senk- und Hebemechanismen durch Andrücken an die jeweilige Oberfläche, längs der die Fortbewegung erfolgen soll, erzeugt werden. Die für eine sichere Fortbewegung gegenüber der Oberfläche erforderlichen Andruckkräfte sind von derartigen Vorrichtungen in aller Regel selbst aufzubringen. Im einfachsten Fall rühren die Andruckkräfte durch das Gesamtgewicht der jeweiligen Vorrichtung selbst her, in bestimmten Anwendungsfälle, insbesondere in Fällen der Bewältigung von schräg geneigten Oberflächen, dienen zusätzliche Ansaugsysteme für eine wirksame Erhöhung der für einen sicheren Halt der Vorrichtung gegenüber der Oberfläche nötigen Andruck- Auflagekräften.
Neben der reinen Fortbewegung von sich längs einer Oberfläche autonom fortbewegenden Vorrichtungen spielen vorrichtungsspezifische Funktionen der jeweiligen Vorrichtung eine wichtige Rolle für der konstruktive Auslegung der Bewegungskinematik des jeweiligen Antriebssystems. Beispielsweise sind zu Reinigungszwecken entsprechende als Reinigungsroboter ausgebildete Vorrichtungen mit zusätzlichen Reinigungswerkzeugen ausgestattet, die zur Oberflächenreinigung gegen die Oberfläche gedrückt werden müssen, wodurch die durch das Gesamtsystem erzeugte Andruckkraft auf die Oberfläche herabgesetzt wird. Neben dem Vorsehen geeigneter Reinigungswerkzeuge sind überdies auch durchaus kleinbauende, selbstbewegende Robotersysteme zur Oberflächenbearbeitung oder Oberflächeninspektion bekannt.
Alle bisher bekannten, wenigstens eine Funktion verrichtenden eigenfortbewegungsfähigen Vorrichtungen, beispielsweise in Form von Arbeits-, Reinigungs- oder Inspektionsroboter, ist gemein, dass durch Inbetriebnahme der die jeweiligen Funktionen durchführenden Werkzeugkomponenten die durch das Gesamtgewicht der Vorrichtung zum Bewegungsantrieb erforderlichen Andruckkräfte, die über die zur Fortbewegung erforderlichen Antriebssysteme auf die Oberfläche einwirken, reduziert werden. Dies wirkt sich in besonderem Maße in Fällen negativ aus, in denen zur Erzeugung der erforderlichen Andruckkräfte zur Fortbewegung die reine Gewichtskraft der Vorrichtung nicht ausreicht, beispielsweise in Fällen, in denen die Vorrichtung längs schräg geneigter Oberflächen zu bewegen ist. In diesen Fällen gilt es zusätzliche Systeme vorzusehen, durch die die zur Fortbewegung erforderlichen Andruckkräfte erzeugt bzw. verstärkt werden, beispielsweise im Wege von Unterdruckeinrichtungen.

Repräsentativ hierfür wird beispielsweise auf die US 6,276,478 B1 verwiesen, in der ein mittels Unterdruck an einer Oberfläche anhaftender Roboter beschrieben wird, der mittels eines mit Rädern ausgestatteten Fahrgestells über eine Oberfläche bewegbar ist. Je nach Einsatzzweck sind unterschiedliche Werkzeuge zur Bearbeitung der Oberfläche an die selbstbewegungsfähige Robotereinheit adaptierbar.

Zur Reinigung beispielsweise der Außenhaut von Flugzeugen ist in der EP 0 710 188 B1 ein Reinigungsroboter beschrieben, der zur selbstanhaftenden Fortbewegung längs der zu reinigenden Oberfläche einen über zwei motorisch angetriebene Umlaufwalzen geführten Kettenradantrieb aufweist, an dessen, der Oberseite zugewandten Kettenseite, eine Vielzahl einzelner saugnapfartig ausgebildeter Vakuumbecher vorgesehen ist, die für einen sicheren Halt der gesamten Reinigungsvorrichtung auch an schräg geneigten Oberflächenkonturen sorgt. Zusätzlich sind über einen Hubzylinder kraftbeaufschlagbare, gegen die Oberfläche gepresste Reinigungswalzen vorgesehen, um den gewünschten Oberflächenreinigungseffekt zu erzielen.

Aus der gattungsbildenden US 4 997052 geht eine eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung hervor, mit der Arbeiten auf ebenen und geneigten Oberflächen durchführbar sind. Die Vorrichtung besteht aus einem Rahmen und mindestens einem mit dem Rahmen fest verbundenen Antriebsmittel, das im Betrieb mittels Unterdruck an der Oberfläche haftet und das eine mit der Oberfläche in Berührung bringbare rotierende Kontaktfläche aufweist. Im Betrieb tritt die Kontaktfläche mit der Oberfläche über Gleitreibung in Wechselwirkung. Durch eine Erhöhung der Gleitreibung in einem räumlich fest zugeordneten Bereich der Kontaktfläche, kann eine parallel zur Oberfläche gerichtete, auf das Antriebsmittel wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugt werden, die die Vorrichtung antreibt. Zur Erhöhung der Gleitreibung und damit die Erzeugung der resultierenden Reibungskraft F_R ≠ 0 wird eine Normalkraft F_N mittels eines Rollkörpers generiert, der am Rahmen derart fest angebracht ist, dass seine äußere Abrollfläche auf die der Oberfläche gegenüberliegende Seite der rotierenden Kontaktfläche drückt und dadurch in diesem Bereich die Gleitreibung zwischen Kontaktfläche und Oberfläche lokal erhöht.

Beim Einsatz eines Rollkörpers zur Erzeugung einer lokalen Normalkraft auf die rotierende Kontaktfläche und damit der Erzeugung einer unterschiedlichen Gleitreibung zwischen Kontaktfläche und Oberfläche ergeben sich jedoch folgende Nachteile: Verschmutzung des Rollkörpers beispielsweise durch Abrieb, Abnutzung und Verschleiß des Rollkörpers sowie der Kontaktfläche, aufwendige Konstruktion, Erfordernis einer genauen Justage des Rollkörpers, insbesondere bei Einsatz mehrer Antriebsmittel bei einer Vorrichtung sowie zusätzliches Gewicht und Kosten

Darstellung der Erfindung

Es besteht die Aufgabe, eine eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung längs einer weitgehend eben ausgebildeten Oberfläche mit wenigstens zwei mit der Oberfläche in Kontakt bringbaren Antriebsmitteln, die miteinander in Wirkverbindung stehen, derart auszubilden, dass die vorstehend zum Stand der Technik genannten Nachteile vermieden werden sollen. Insbesondere gilt es, ein Antriebssystem zu schaffen, das keiner Reduzierung der Andruckkräfte der Vorrichtung an die Oberfläche durch Inbetriebnahme geeigneter, die Oberfläche funktional bearbeitender oder inspizierender Werkzeugkomponenten unterliegt. Gleichsam gilt es den auf die Oberfläche gerichteten Anpressdruck möglicher Werkzeugkomponenten durch das Antriebssystem nicht zu reduzieren.

Das Antriebssystem soll die Möglichkeit kleinbauender, mobiler Arbeitsplattformen eröffnen und überdies die Realisierung eines zur kontrollierten Fortbewegung längs einer Oberfläche befähigten und konstruktiv einfach aufgebauten Bewegungsroboters ermöglichen.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist in den Ansprüchen 1, 2 und 3 angegeben. Weitere, den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung gemäß dem Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch aus, die parallel zur Oberfläche gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 durch eine lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in wenigstens einem in Bezug zur Drehachse räumlich fest zugeordneten Teilbereich der Kontaktfläche erzeugbar ist, dass die lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in der Kontaktfläche durch eine lokal auf das Antriebsmittel einwirkende Normalkraft F_N erzeugbar ist, und dass zur lokalen Erhöhung oder Erniedrigung der auf das Antriebsmittel einwirkenden Normalkraft F_N ein Energiefeld oder ein Fluidstrom lokal auf das rotierende Antriebsmittel einwirkt.

Alternativ zum Energiefeld oder Fluidstrom ist die lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in dem wenigstens einen Teilbereich der Kontaktfläche durch Variation des Reibungskoeffizienten innerhalb des Teilbereiches erzeugbar ist.

Auch ist es möglich die parallel zur Oberfläche gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 durch Rotation des Antriebsmittels um eine Drehachse zu erzeugen, die nicht Symmetrieachse des Antriebsmittels ist und die eine feste räumliche Lage zu der die wenigstens zwei Antriebsmittel miteinander verbindende Wirkverbindung einnimmt.

Zentrales Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die gezielte Nutzung der zwischen den Kontaktflächen der Antriebsmittel und der Oberfläche herrschenden Gleitreibung, einerseits zur Eigenfortbewegung der Vorrichtung, andererseits ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Gleitreibung funktionell zu nutzen, indem beispielsweise die Kontaktflächen der Antriebsmittel als technische Funktionsoberflächen ausgebildet sind, mit denen beispielsweise eine die Oberfläche säubernde, bearbeitende und/oder inspizierende Wirkung erzielbar ist. Eine derartige Integration bzw. Kombination führt nicht nur zu einer gemeinsamen Nutzung der Andruckkräfte für Antriebs- und Bearbeitungszwecke, sondern darüber hinaus ist es möglich die Komplexität derartiger Vorrichtung erheblich zu reduzieren, wodurch letztlich deren Effizienz derartiger Gesamtsysteme deutlich verbessert werden kann. So ermöglicht die Effizienzerhöhung einen höheren Grad an Miniaturisierung, als es mit den herkömmlichen Vorrichtungskonzepten der Fall ist. Zudem ist die Leistungsfähigkeit einer derartigen Vorrichtung nicht zuletzt auch aufgrund eines erheblich wirtschaftlicheren Energieverbrauches deutlich steigerbar.

Wie im weiteren unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsbeispiele im einzelnen hervorgehen wird, ist die erfindungsgemäß ausgebildete eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung in der Lage, gesteuert sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen durchzuführen, so dass vorgegebene Trajektorien, aber insbesondere ganze Flächenbereiche befahren werden können.

Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
1a, b Veranschaulichung des Grundprinzips zur Vorwärtsbewegung mittels eines rotierenden Antriebsmittels,
2 Vorrichtung mit zwei Antriebsmitteln zur Vorwärtsbewegung längs einer Geraden,
3–5 Vorrichtungen mit jeweils zwei Antriebsmitteln zur Durchführung rotatorischer Bewegungsabläufe,
6 perspektivische Darstellung eines technischen Ausführungsbeispiels,
7, 8 schematisierte Darstellungen zur Veranschaulichung lokal veränderter Reibkräfte zwischen Antriebsmittel und Oberfläche,
9 Prinzipdarstellung für lokal geänderten Reibungskoeffizienten zwischen Antriebsmittel und Oberflächen,
10 Rotation eines Antriebsmittels um eine nicht mit der Symmetrieachse des Antriebsmittels zusammenfallende Drehachse, und
11, 12 Ausführungsvarianten von Antriebsmitteln in Kombination mit einem Unterdruckelement.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
Zur Veranschaulichung des Wirkprinzips der erfindungsgemäßen, eigenfortbewegungsfähigen Vorrichtung sei auf 1a verwiesen, in der gemäß linker Bilddarstellung ein Querschnitt durch ein als Scheibenelement ausgebildetes Antriebsmittel 1 dargestellt ist, das um seine Symmetrieachse drehbar relativ zu einem Halterahmen 2 gelagert ist, wobei die Symmetrieachse A mit der Drehachse D zusammenfällt. Aus Gründen einer einfacheren Darstellung ist auf die Darstellung eines zweiten Antriebsmittels, das über den Halterahmen mit dem dargestellten Antriebsmittel verbunden ist, verzichtet worden. In der Bilddarstellung gemäß 1a, linke Bilddarstellung, liegt das Antriebsmittel 1 mit seiner Kontaktfläche 1' auf einer Oberfläche 3 bündig auf. Es sei angenommen, dass über die gesamte Kontaktfläche 1' des Antriebsmittels 1 eine gleichverteilte Normalkraft F_Nz und überdies ein ebenso über die gesamte Kontaktfläche 1' gleich verteilter Reibungskoeffizient μ_R vorherrscht. Wird das Antriebsmittel 1 in Bezug zur Symmetrie- und Drehachse A in Rotation versetzt, so entstehen zwischen dem Antriebsmittel 1 und der Oberfläche 3 Reibungskräfte, die sich bezogen zur Drehachse A unter folgenden Bedingungen gegenseitig aufheben:

1. Die Kontaktfläche des Antriebsmittels 1 ist punktsymmetrisch zur Drehachse A.
2. Die durch das Eigengewicht des Antriebsmittels 1 hervorgerufene resultierende Normalkraft auf die Oberfläche 3 sowie die Drehachse fallen im Symmetriepunkt des als Scheibe ausgebildeten Antriebsmittels zusammen.
3. Der zwischen dem Antriebsmittel 1 und der Oberfläche vorherrschende Reibungskoeffizient ist über die gesamte Kontaktfläche homogen ausgebildet bzw. bei Inhomogenitäten ist die Verteilung punktsymmetrisch zum Symmetriepunkt.

Treffen die vorstehenden Bedingungen zu, so verharrt das rotierende Antriebsmittel 1 selbst bei loser Führung durch den Halterahmens 2 auf der Stelle.
Sorgt man jedoch gezielt dafür, dass eine der vorstehenden Bedingungen nicht zutreffen, so führt dies zu einer parallel zur Oberfläche 3 gerichteten, auf das Antriebsmittel 1 wirkenden resultierenden Reibungskraft F_R ungleich Null, wodurch das Antriebsmittel aus seiner in 1a dargestellten Ruhelage in eine bestimmte Vorzugsrichtung auswandert.
So kann bspw. durch lokale Veränderung der Reibkräfte zwischen dem rotierenden Antriebsmittel und der Oberfläche oder aber durch Verschiebung der Rotationsachse aus der Symmetrieachse des Antriebsmittels erreicht werden, die resultierende Reibkraft F_R > 0 zu wählen.
Eine lokale Veränderung der Reibkräfte kann prinzipiell entweder durch lokale Variation der Verteilung des Reibungskoeffizienten längs der Kontaktfläche des Antriebsmittels erfolgen und/oder durch lokale Variation der auf das Antriebsmittel lastenden Normalkräfte.
1b illustriert die oben stehend genannten Fälle. So sei gemäß linker Bilddarstellung in 1b zunächst angenommen, dass der Reibungskoeffizient μ_R längs der rotierenden Kontaktfläche des Antriebsmittels 1, das in innigem Kontakt mit der Oberfläche 3 steht, von der linken zur rechten Seite linear ansteigt. Nimmt man zudem an, dass das scheibenförmig ausgebildete Antriebsmittel 1 gemäß rechter Bilddarstellung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse A mit einer Kreisfrequenz ω rotiert, so ergibt sich aufgrund der an der rechten Seite des Antriebsmittels höheren Gleitreibung eine nach unten gerichtete, resultierende Reibungskraft F_R, die das Antriebsmittel linear nach unten ablenkt.
Den gleichen kinematischen Fall erhält man, wenn bspw. bei homogener Verteilung des Reibungskoeffizienten eine inhomogen auf das Antriebsmittel 1 einwirkende Normalkraft F_N der Gestalt einwirkt, dass der Betrag der auf das Antriebsmittel 1 einwirkenden Normalkraft von der linken zur rechten Seite zunimmt (siehe linke Bilddarstellung in 1b). Auch in diesem Fall weicht das scheibenförmige Antriebsmittel gemäß weißer Pfeildarstellung im rechten Bildteil in 1b nach unten aus.
Durch entsprechende Nutzung bzw. Kombination der vorstehend beschriebenen Effekte ist es möglich, durch mehrere über einen gemeinsamen Rahmen miteinander in Wirkverbindung stehende, rotierende Scheiben eine gemeinsame Vorwärtsbewegung aufzuzwingen, die sowohl rotatorisch als auch translatorisch ausgebildet sein kann.
In 2 ist das translatorische Bewegungsprinzip einer eigenfortbewegungsfähigen Vorrichtung dargestellt, bestehend aus zwei scheibenförmig ausgebildeten Antriebsmitteln 1, die jeweils um eine Drehachse rotatorisch angeordnet sind und über einen die beiden Antriebsmittel 1 verbindenden Halterahmen 2 miteinander in Wirkverbindung stehen. Die beiden Antriebsmittel 1 werden mit jeweils gegenläufig zueinander gerichteten Rotationssinn angetrieben. Ferner sei angenommen, dass die zwischen den Antriebsmitteln 1 und der nicht weiter in 2 dargestellten Oberfläche herrschenden Reibungskräfte durch eine oder eine Kombination der in Bezugnahme auf 1b beschriebenen Maßnahmen inhomogen verteilt sind, vorzugsweise vom jeweils äußeren Rand der Kontaktflächen zum inneren Rand steigend zunehmen.
Gemäß dem in 2 schematisiert dargestellten Kraftdiagramm der jeweils auf die Antriebsmittel 1 herrschenden Reibkräfte F_R, ist die Reibkraftverteilung der beiden Antriebsmittel jeweils spiegelbildlich zueinander ausgebildet. Durch die gegensinnige Rotation der einzelnen scheibenförmig ausgebildeten Antriebsmittel 1 wird an jedem einzelnen Antriebsmittel 1 eine resultierende Reibungskraft F_R in gleicher Richtung hervorgerufen, was, bedingt durch die gemeinsame Befestigung an einem Halterahmen, zu einer Vorwärtsbewegung der Gesamtanordnung führt.
Wesentlicher Gesichtspunkt bei der translatorischen Eigenfortbewegung der Vorrichtung ist es, dass sich die Reibkraftverteilungen während der rotatorischen Bewegungen relativ zu den einzelnen Antriebsmitteln nicht mitdrehen, sondern spiegelbildlich zu einer festen Raumachse B, die zugleich Symmetrieachse der Gesamtvorrichtung ist, fest bleiben.
In den nachfolgenden 3, 4 und 5 sind unterschiedliche Bewegungsszenarien dargestellt, die sich jeweils durch folgende Voraussetzungen erzielen lassen: Setzt man gleichsam wie in 2 eine spiegelbildliche Reibkraftverteilung zwischen den jeweiligen Antriebsmitteln 1 und der Oberfläche voraus und lässt im Unterschied die Antriebsmittel 1 im gleichen Rotationssinn drehen, so erhält man eine rotatorische Bewegung des gesamten Systems um eine die gesamte Vorrichtung durchsetzende Symmetrieachse B, wie in 3 dargestellt.
In gleicher Weise erhält man eine rotatorische Bewegung des Gesamtsystems durch eine gegensinnige Rotation der Antriebsmittel 1 gemäß Bilddarstellung in 4, jedoch bei einer nicht-spiegelbildlichen Verteilung der zwischen den Kontaktflächen der Antriebsmittel und der Oberfläche wirkenden Reibkräfte. Den gleichen Rotationseffekt erhält man überdies, wenn die Antriebsmittel mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten angetrieben werden (siehe hierzu Bilddarstellung gemäß 5), bei der im Extremfall angenommen wird, dass das rechte Antriebsmittel still steht und das linke Antriebsmittel mit der Kreisfrequenz ω rotiert.
In 6 ist ein technisches Ausführungsbeispiel perspektivisch und schematisiert dargestellt. Die eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung weist zwei scheibenförmig ausgebildete Antriebsmittel 1 auf, die jeweils relativ zu ihren Symmetrieachsen, die zugleich die Rotations- bzw. Drehachsen darstellen, um die die jeweiligen Antriebsmittel rotieren, über eine mechanische Rahmenverbindung 2 miteinander in Wirkverbindung stehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die motorischen Antriebe 4, die die einzelnen Antriebsmittel 1 in Rotation versetzen, lediglich schematisiert dargestellt. Nur der guten Ordnung halber sei darauf hingewiesen, dass der motorische Antrieb 4 der Antriebsmittel zum Drehantrieb um ihre jeweiligen Drehachsen mit beliebigen Mitteln realisierbar ist. So ist es auch möglich beide Antriebsmittel oder eine bestimmte Vielzahl miteinander in Wirkverbindung stehender Antriebsmittel über eine Getriebeeinheit miteinander zu koppeln und die Antriebsmittel mit nur einem einzigen Motor anzutreiben.
Zur gezielten lokalen Erhöhung der auf die jeweils scheibenartig ausgebildeten Antriebsmittel 1 wirkenden Normalkräfte F_N ist zusätzlich pro Antriebsmittel ein kraftaufbringendes System 5 vorgesehen, das jeweils an einen Rahmen 6 federnd 7 gelagerte, nicht selbständig angetriebene Räder 8 vorsieht, die jeweils eine Druckkraft auf die Außenseite der scheibenförmig ausgebildeten Antriebsmittel 1 aufbringen und damit eine spiegelbildliche Normalkraftverteilung über die Antriebsmittel bewirken. Die Räder 8 sind bezüglich Position und Orientierung mit Ausnahme der Federung 7 fix am Rahmen 6 bzw. 2 montiert. Durch die drehbare Aufhängung der einzelnen Räder 8 werden diese ortsfest durch einen innigen, kraftbeaufschlagten Kontakt mit den Antriebsmittel von diesen ebenfalls in Rotation versetzt.
Mit den in 6 in gegensinniger Orientierung angetriebenen scheibenförmigen Antriebsmitteln 1 sowie den jeweils am Außenbereich der Antriebsmittel vorgesehenen kraftbeaufschlagenden Räder 8 wird eine lineare Vorwärtsrichtung gemäß Richtungspfeil bewirkt.
Das der Linearbewegung zugrunde liegende Wirkprinzip ist unter Bezugnahme auf 7 und 8 nachstehend näher erläutert. Wird im vorstehenden Ausführungsbeispiel das scheibenförmige Antriebsmittel 1 gemäß Bilddarstellung in 7 durch eine am äußeren Rand des Antriebsmittels 1 zusätzliche Druckkraft F_D belastet, so führt dies an dieser Stelle im Bereich zwischen dem Antriebsmittel 1 und der Oberfläche 3 zu einer Erhöhung der Reibungskraft F_R, obgleich bspw. der Reibungskoeffizient μ_R über die gesamte Kontaktfläche konstant ist. Dies führt letztlich zu einer parallel zur Oberfläche gerichteten Auslenkkraft des Antriebsmittels in eine bestimmte Vorzugsrichtung. Zum gleichen Ergebnis kommt man, wenn anstatt der Druckkraft F_D eine lokal wirkende Zugentlastung F_Z an einer geeigneten Stelle des Antriebsmittels wirkt. Hierdurch würde sich die Reibkraft F_R lokal verringern, was jedoch zum gleichen Ergebnis wie vorstehend geschildert führt. In beiden Fällen ergibt sich ein inhomogener Verlauf der Normalkraft F_N über die gesamte Kontaktfläche des Antriebsmittels.
Zur technischen Realisierung einer lokal auf das scheibenförmig ausgebildete Antriebsmittel wirkenden normal zur Oberfläche gerichteten Druckkraft F_D, sollte das scheibenförmig ausgebildete Antriebsmittel in der in 8 linken Darstellung in einem sehr kleinen Winkel schwenkbar oder elastisch um die Drehachse parallel zu der Oberfläche 3 aufgehängt sein, um die zusätzliche Druckkraft F_D, die bspw. von den in 6 dargestellten Rädern 8 erzeugt wird, lokal auf die Oberfläche 3 weiter zu leiten. Die in 8 gezeigte rechte Bilddarstellung zeigt eine am linken Rand des Antriebsmittels 1 erhöhte Normalkraft F_N, mit der das Antriebsmittel gegen die Oberfläche 3 gedrückt wird und die über die Kontaktfläche zum rechten Rand des Antriebsmittels linear abfällt.
Alternativ oder in Kombination zu der in 6 dargestellten Maßnahme zur lokalen Erhöhung des Anpressdruckes, ist unter Bezugnahme auf 9 eine weitere alternative Maßnahme dargestellt, mit der es möglich ist, die zwischen der Kontaktfläche des jeweiligen Antriebsmittels und der Oberfläche herrschenden Reibungskoeffizienten lokal zu verändern.
9 zeigt eine Ansicht des scheibenförmig ausgebildeten Antriebsmittels 1 von unten, so dass die Kontaktfläche 1' des Antriebsmittels 1 dargestellt ist. In einer räumlich festen Zuordnung zur Drehachse A, um die sich das Antriebsmittel 1 dreht, ist in einem Teilbereich 9 ein Medium vorgesehen, das über einen anderen Reibungskoeffizienten verfügt, als der übrige Teil der Kontaktfläche 1'. Bspw. kann ein derartiges Medium eine Flüssigkeit sein, vorzugsweise jedoch als Flächenelement, bspw. in Form eines Blechbereiches, ausgebildet sein. Durch Vorsehen eines derartigen, lokal zur Kontaktfläche begrenzten Mediums ist der Reibungskoeffizient der gesamten Kontaktfläche nicht mehr homogen, bzw. bei Inhomogenitäten nicht mehr punktsymmetrisch zum Symmetriepunkt A verteilt. Somit ist es allein durch lokale Variation des Reibungskoeffizienten möglich ohne weitere Krafteinwirkung auf die rotierenden Antriebsmittel oder Auflageflächenveränderung eine resultierende Reibungskraft zur gezielten Eigenfortbewegung parallel zur Oberfläche zu generieren.
In 10 ist eine schematisierte Querschnitts- und Draufsichtdarstellung eines in Rotation versetzbaren Antriebsmittels 1 dargestellt, das gleichsam der vorstehend bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. Die Drehachse fällt jedoch in diesem Fall nicht mit der Symmetrieachse des scheibenförmigen Antriebsmittels zusammen, wodurch sich eine Richtungsverteilung der Reibkräfte zwischen dem Antriebsmittel und der Oberfläche ergibt, so dass die resultierende Reibkraft ebenfalls ungleich 0 ist und eine gezielte Vorwärtsbewegung (siehe Pfeildarstellung in der rechten Bilddarstellung in 10) des Antriebsmittels bewirkt. Hierbei sollte die Drehachse einen räumlich festen Bezug zum Rahmen, der die wenigstens zwei Antriebsmittel miteinander verbindet, einnehmen.
Neben den unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 beschriebenen Maßnahmen zur gezielten Erzeugung einer resultierenden Reibungskraft F_R ungleich 0, die zu einer gezielten Linear- oder Rotationsbewegung der Vorrichtung führen, vermag auch eine gezielte Variation der einzelnen Rotationsgeschwindigkeiten der miteinander in Wirkverbindung stehenden Antriebsmittel eine Veränderung der Reibverhältnisse derart hervorzurufen, so dass sich eine zur Eigenfortbewegung erforderliche resultierende Reibungskraft erzeugt. Alle vorstehenden Maßnahmen können zur gezielten Eigenfortbewegungsfähigkeit einzeln oder in Kombination ergriffen werden, sofern nötig und sinnvoll.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen in erster Linie eigenfortbewegungsfähige Vorrichtungen, die sich längs horizontaler Oberflächen autonom fortbewegen. Die im Folgenden unter Bezugnahme auf die 11 und 12 beschriebenen Ausführungen für eine eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung vermögen sich zudem sicher längs einer gegenüber der horizontal geneigten Oberfläche fortzubewegen.
11 zeigt einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform, die ein scheibenförmig ausgebildetes Antriebsmittel 1 vorsieht, das mit der Oberfläche 3 einen Hohlraum 10 einschließt. Mit dem Hohlraum 10 ist eine nicht weiter dargestellte Unterdruckquelle verbunden, durch die der Hohlraum 10 unter Unterdruckbedingungen versetzbar ist, wodurch ein Saugeffekt entsteht, durch den das Antriebsmittel 1 an die Oberfläche 3 angesaugt wird und somit die Haftung der Vorrichtung an der Oberfläche 3 vergrößert wird. Nur der guten Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass das in 11 dargestellte Ausführungsbeispiel lediglich einen Teil der Vorrichtung zeigt, ein weiteres Antriebsmittel, das identisch mit dem Dargestellten ausgebildet ist, steht wie bereits auch bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen über den Halterahmen 2 mit dem abgebildeten Antriebsmittel in Wirkverbindung.
In bevorzugter Weise gilt es den im eingeschlossenen Volumen 10 vorherrschenden Unterdruck gegen den die Vorrichtung umgebenden Umgebungsdruck zur Aufrechterhaltung eines Druckunterschiedes abzugrenzen. Dies kann entweder dadurch erfolgen, indem zwischen dem Antriebsmittel 1 und der Oberfläche ein Haftoder Gleitmedium eingebracht ist, bspw. in Form einer Flüssigkeit, durch die eine gasdichte Verbindung zwischen dem Antriebsmittel und der Oberfläche realisierbar ist. Andererseits ist es möglich, das Antriebsmittel 1 aus einem geeignet gewählten elastischen Material zu fertigen, bspw. Gummi, das eine konturgetreue Anschmiegung zwischen der Kontaktfläche des Antriebsmittels und der Oberflächenkontur der Oberfläche 3 ermöglicht. Die gezielte Vorwärtsbewegung kann mit den vorstehend beschriebenen Maßnahmen auch mit der in 11 gezeigten Ausführungsform durchgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform, deren Haltekraft gegenüber einer Oberfläche Unterdruck unterstützt erfolgt, ist in 12 dargestellt, die eine Draufsicht auf ein modifiziert ausgeführtes Antriebsmittel zeigt, das über einen Halterahmen 2 mit wenigstens einem weiteren, nicht dargestellten Antriebsmittel verbunden ist. Das in 12 dargestellte Antriebsmittel besteht insbesondere aus zwei Komponenten, einer inneren Scheibe 11 und einer die Scheibe 11 umgebenden Ring 12. Die Scheibe 11 ist in der in 11 dargestellten Weise ausgebildet und verfügt über einen Hohlraum, der in Abschluss mit der Oberfläche 3 gebracht einen Unterdruck einzuschließen vermag. Somit sorgt die innere Scheibe 11 für eine erforderliche Steigerung der Haltekraft der gesamten Vorrichtung gegenüber einer nicht weiter dargestellten Oberfläche. Ferner sei angenommen, dass der, die Scheibe 11 umgebende Ring mit der Scheibe 11 über eine Peripherverzahnung in Wirkverbindung steht. Über die Peripherverzahnung werden zwar rotatorische Momente zwischen beiden Komponenten übertragen nicht jedoch auf die Oberfläche gerichtete Normalkräfte. So kann bei entsprechender Rotation der inneren Scheibe 11 die Drehbewegung über die Verzahnung auf den äußeren Ring 12 übertragen werden, der für einen entsprechenden Bewegungsantrieb in der vorstehend beschriebenen Weise dient. In gleicher Weise kann umgekehrt der äußere Ring als Haft-untersützende Komponente ausgebildet und eingesetzt werden und die innere Scheibe als das die Eigenfortbewegung bewirkende Antriebselement dienen.
Selbstverständlich lassen sich auch alternative auf Saugeffekte basierende Haltekraft unterstützende Systeme ausbilden, die in vorteilhafter Weise mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem kombinierbar sind.
Die erfindungsgemäß ausgebildete, eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung kann neben dem beschriebenen Bewegungssystem in vorteilhafter Weise zwei Funktionen auf sich vereinen, nämlich ein Antriebs- und Werkzeugsystem. So kann in vorteilhafter Weise die reibende bzw. schleifende Wirkung der rotierenden Antriebsmittel für eine gezielte technische Oberflächenbearbeitung eingesetzt werden, bspw. in Form eines Reinigungssystems, in dem zumindest Teile der rotierenden Kontaktflächen der Antriebsmittel mit entsprechend ausgebildeten technischen Reinigungsfunktionen ausgerüstet sind, bspw. durch Vorsehen entsprechender Mikrofasertücher, etc..
Alternativ oder in Kombination ist es ferner möglich, die rotierenden Kontaktflächen der Antriebsmittel mit Sensoren auszustatten, die der zu befahrenden Oberfläche zugewandt sind um flächendeckende Oberflächeninspektionen durchführen zu können.
Neben den beschriebenen Reinigungsfunktionen lassen sich überdies beliebig weitere Oberflächen bearbeitende Werkzeuge mit den Kontaktflächen der Antriebsmittel kombinieren, so bspw. schleif-, polier- oder spanabhebende Werkzeuge.
Die vorstehend aufgezeigte Integration führt nicht nur zu dem Vorteil einer gemeinsamen Nutzung der Andruckkräfte für die Antriebs-, Halte- und Werkzeugfunktion, sondern verbessert darüber hinaus auch die Effizienz des Gesamtsystems, indem bspw. die Komplexität derartiger eigenfortbewegungsfähiger Vorrichtung erheblich verringert werden kann, wodurch letztlich eine weitere Möglichkeit zur Miniaturisierung derartiger Vorrichtungen geschaffen wird.
Da die Vorrichtung in der Lage ist, gesteuert sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen eigenständig durchzuführen, können beliebige Bahnen sowie auch Flächen längs einer Oberfläche überfahren und entsprechend bearbeitet werden. Nicht notwendigerweise müssen die zu bearbeitenden Oberflächen für die erfindungsgemäße Vorrichtung plan bzw. eben ausgebildet sein. Bei entsprechender Wahl von sich selbständig an die Oberflächenkontur anpassenden Materialien für die Kontaktfläche der Antriebsmittel können auch rauhe bzw. gekrümmte Oberflächen erfolgreich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung befahren werden. Um die Betriebssicherheit während der Fortbewegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung längs unebener, geneigter oder rauher Oberflächen zu erhöhen, sind Wege aufgezeigt worden, um die Andruckkräfte der Vorrichtung an die Oberfläche bspw. im Wege gezielter Unterdrucksaugkomponenten zu erhöhen.

1: Antriebsmittel
1': Kontaktfläche
2: Halterahmen
3: Oberfläche
4: Motor
5: Kraftaufbringendes System
6: Rahmen
7: Feder
8: Rad
9: Teilbereich
10: Hohlraum
11: Scheibe
12: Ring

Claims

Eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung längs einer weitgehend eben ausgebildeten Oberfläche (3) mit wenigstens zwei mit der Oberfläche (3) in Kontakt bringbaren Antriebsmitteln (1), die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Antriebsmittel (1) über wenigstens jeweils eine mit der Oberfläche (3) in Berührung bringbare Kontaktfläche (1') verfügen, wobei die Kontaktfläche (1') jedes Antriebsmittels (1) um jeweils eine die Oberfläche (3) durchsetzende Drehachse (A) in Rotation versetzbar ist und mit der Oberfläche (3) derart über Gleitreibung in Wechselwirkung tritt, und pro Antriebsmittel (1) eine parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, und wobei durch Überlagerung der an den Antriebsmitteln (1) wirkenden resultierenden Reibungskräfte F_R im Wege der in Wirkverbindung stehenden Antriebsmitteln (1) eine die Eigenfortbewegungsfähigkeit ausschließlich verursachende Gesamtkraft F_G erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 durch eine lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in wenigstens einem in Bezug zur Drehachse (A) räumlich fest zugeordneten Teilbereich der Kontaktfläche (1') erzeugbar ist, – dass die lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in der Kontaktfläche (1') durch eine lokal auf das Antriebsmittel (1) einwirkende Normalkraft F_N erzeugbar ist, und – dass zur lokalen Erhöhung oder Erniedrigung der auf das Antriebsmittel (1) einwirkenden Normalkraft F_N ein Energiefeld oder ein Fluidstrom lokal auf das rotierende Antriebsmittel (1) einwirkt.
Eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung längs einer weitgehend eben ausgebildeten Oberfläche (3) mit wenigstens zwei mit der Oberfläche (3) in Kontakt bringbaren Antriebsmitteln (1), die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Antriebsmittel (1) über wenigstens jeweils eine mit der Oberfläche (3) in Berührung bringbare Kontaktfläche (1') verfügen, wobei die Kontaktfläche (1') jedes Antriebsmittels (1) um jeweils eine die Oberfläche (3) durchsetzende Drehachse (A) in Rotation versetzbar ist und mit der Oberfläche (3) derart über Gleitreibung in Wechselwirkung tritt, und pro Antriebsmittel (1) eine parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, und wobei durch Überlagerung der an den Antriebsmitteln (1) wirkenden resultierenden Reibungskräfte F_R im Wege der in Wirkverbindung stehenden Antriebsmitteln (1) eine die Eigenfortbewegungsfähigkeit ausschließlich verursachende Gesamtkraft F_G erzeugbar ist, erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 durch eine lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in wenigstens einem in Bezug zur Drehachse (A) räumlich fest zugeordneten Teilbereich der Kontaktfläche (1') erzeugbar ist, und – dass die lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in dem wenigstens einen Teilbereich der Kontaktfläche (1') durch Variation des Reibungskoeffizienten innerhalb des Teilbereiches erzeugbar ist.
Eigenfortbewegungsfähige Vorrichtung längs einer weitgehend eben ausgebildeten Oberfläche (3) mit wenigstens zwei mit der Oberfläche (3) in Kontakt bringbaren Antriebsmitteln (1), die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Antriebsmittel (1) über wenigstens jeweils eine mit der Oberfläche (3) in Berührung bringbare Kontaktfläche (1') verfügen, wobei die Kontaktfläche (1') jedes Antriebsmittels (1) um jeweils eine die Oberfläche (3) durchsetzende Drehachse (A) in Rotation versetzbar ist und mit der Oberfläche (3) derart über Gleitreibung in Wechselwirkung tritt, und pro Antriebsmittel (1) eine parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, und wobei durch Überlagerung der an den Antriebsmitteln (1) wirkenden resultierenden Reibungskräfte F_R im Wege der in Wirkverbindung stehenden Antriebsmitteln (1) eine die Eigenfortbewegungsfähigkeit ausschließlich verursachende Gesamtkraft F_G erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, durch Rotation des Antriebsmittels (1) um eine Drehachse (A), die nicht Symmetrieachse des Antriebsmittels (1) ist und die eine feste räumliche Lage zu der die wenigstens zwei Antriebsmittel (1) miteinander verbindende Wirkverbindung einnimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (1') eine die Kontaktfläche (1') oder die Ebene der Kontaktfläche (1') senkrecht durchsetzende Symmetrieachse (B) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (1) als Scheibe (11) oder Ringscheibe (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wirkverbindung stehenden Antriebsmittel (1) mechanisch miteinander verbunden sind, so dass die Antriebsmittel (1) eine räumlich feste Relativlage einnehmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (1) getrennt voneinander oder über einen Getriebemechanismus gemeinsam motorisch in Rotation versetzbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 durch eine lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in wenigstens einem in Bezug zur Drehachse (A) räumlich fest zugeordneten Teilbereich (9) der Kontaktfläche (1') erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in der Kontaktfläche (1') durch eine lokal auf das Antriebsmittel (1) einwirkende Normalkraft F_N erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalkraft F_N derart auf das Antriebsmittel (1) wirkt, dass in einem Teilbereich (9) der Kontaktfläche (1') eine höhere oder niedrigere Gleitreibung herrscht als im übrigen Bereich der Kontaktfläche (1').
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur lokalen Erhöhung oder Erniedrigung der auf das Antriebsmittel (1) einwirkenden Normalkraft F_N ein Roll- oder Gleitkörper kraftbeaufschlagt auf dem rotierenden Antriebsmittel (1) aufsitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur lokalen Erhöhung oder Erniedrigung der auf das Antriebsmittel (1) einwirkenden Normalkraft F_N ein Energiefeld oder ein Fluidstrom lokal auf das rotierende Antriebsmittel einwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erhöhung oder Erniedrigung der Gleitreibung in dem wenigstens einen Teilbereich (9) der Kontaktfläche (1') durch Variation des Reibungskoeffizienten innerhalb des Teilbereiches (9) erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kontaktfläche (1') des Antriebsmittels (1) und der Oberfläche (3) in dem wenigstens einen Teilbereich (9) ein Medium eingebracht ist, das mit der Oberfläche (3) einen Reibungskoeffizienten aufweist, der sich von dem Reibungskoeffizienten zwischen dem Antriebsmittel (1) und der Oberfläche (3) unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsmittel (1) und der Oberfläche (3) wenigstens ein Flächenelement vorgesehen ist, das eine feste Zuordnung zur Drehachse (A) aufweist und den wenigstens einen Teilbereich (9) der Kontaktfläche (1') zwischen Antriebsmittel (1) und Oberfläche (3) bedeckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Oberfläche (3) gerichtete, auf das jeweilige Antriebsmittel (1) wirkende resultierende Reibungskraft F_R ≠ 0 erzeugbar ist, durch Rotation des Antriebsmittels (1) um eine Drehachse (A), die nicht Symmetrieachse des Antriebsmittels (1) ist und die eine feste räumliche Lage zu der die wenigstens zwei Antriebsmittel (1) miteinander verbindende Wirkverbindung einnimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigsten Teilbereiche (9) der Kontaktfläche (1') wenigstens eines Antriebsmittels (1) über eine technische Funktionsoberfläche verfügt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Funktionsoberfläche eine die Oberfläche (3) säubernde, bearbeitende oder inspizierende Wirkung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (1) über wenigstens ein Ansaugelement verfügt, über das das Antriebsmittel (1) eine auf die Oberfläche (3) gerichtete Auflagekraft erhöht.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (1') zusammen mit dem Antriebsmittel (1) und der Oberfläche (3) ein Volumen umschließt, an das eine Unterdruckquelle anschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiefeld ein Magnetfeld ist.
Verwendung der eigenfortbewegungsfähigen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Oberflächenbehandlung, Oberflächenbearbeitung oder Oberflächeninspektion von Oberflächen.
Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Reinigungsroboter einsetzbar ist.
Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung unter Verwendung wenigstens eines Ansaugelementes nach Anspruch 19 zur Eigenfortbewegung längs gegenüber der Horizontalen geneigten Oberflächen.