DE19727421A1

DE19727421A1 - Autonomer Kletterroboter

Info

Publication number: DE19727421A1
Application number: DE1997127421
Authority: DE
Inventors: Gernot Dipl Ing Schmierer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: DE19727421C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Kletterroboter, der aus einem mit zwei Transporträ dern fortbewegten bandartigen Transportmittel besteht, wobei die Transporträder in einem Rahmen angeordnet sind, mit den Merkmalen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung.

Kletterroboter kommen zum Einsatz, wenn die Arbeitsbedingungen für Menschen ungeeignet oder sehr gefährlich sind. Dies sind beispielsweise schwer zugängliche technische Einrichtungen, die inspiziert werden müssen, ferner Erkundungsaufga ben, Untersuchungen und Bearbeitungen an Hochhausfassaden, Schiffsrümpfen und dergleichen. Bei Kletterrobotern wird der Kontakt zum Untergrund in der Re gel durch aktives Saugen der Saugelemente oder durch elektromagnetische An ziehung mittels Magneten hergestellt. Bekannt geworden sind auch Kletterroboter mit Vielfachbeinen, wobei sich die meisten Konstruktionen jedoch im Prototypen stadium befinden und dazu dienen, Sensorik und Regeltechnik bei Kletterrobotern zu optimieren. Die Bauform eines Kletterroboters mit Vielfachbeinen eröffnet die Möglichkeit, Steigungen zu erklimmen und Hindernisse zu überwinden, ferner bei geeigneten Saugelementen auch an vertikalen Wänden emporzusteigen. Die ge schilderte Flexibilität der mit Mehrfachbeinen ausgestatteten Kletterroboter wird mit einer geringen Bewegungsgeschwindigkeit dieser Art von Manipulatoren er kauft. Darüber hinaus sind Kletterroboter bekanntgeworden, die mittels einer Raupenkette angetrieben werden, die mit einer Endlosreihe von Saugelementen besetzt ist. Jedes dieser Saugelemente ist einzeln an eine Druckluftversorgungslei tung angeschlossen und wird mittels einer entsprechenden Steuereinheit und mit Hilfe eines Ventils zu dem Zeitpunkt angesteuert, wenn sich die Saugelemente in Kontakt mit dem Untergrund befinden. Bei Einsatzgebieten des Kletterroboters auf Oberflächen, die vertikale und gekrümmte Flächen aufweisen, werden hohe Anforderungen an die Kontaktkraft der Saugelemente des Kletterroboters gestellt, wobei die Anforderungen noch höher werden, wenn der Kletterroboter an Dek kenflächen arbeiten soll. Die in dem Stand der Technik verwendeten aktiven Sau gelemente ähneln in ihrer Konstruktion konventionellen bekannten Vakuumgrei fern. Um in dem Saugteller eines aktiven Saugelementes einen Unterdruck zu er zeugen, muß jedes Saugelement über ein Steuerventil z. B. mit Druckluft versorgt werden, das dann derart gesteuert wird, daß eine Druckdifferenz in dem Saugtel ler zum Umgebungsluftdruckluft erzeugt werden kann. Das heißt, um mit Klet terrobotern nach dem Stand der Technik, mit Hilfe von aktiven Saugelementen den Kontakt und die Haftkraft zum Untergrund herstellen zu können sie einerseits entweder einen Kompressor mit Druckbehälter mitführen müssen, der ein hohes Gewicht hat, und auch in seinen räumlichen Dimensionen nicht beliebig klein ge macht werden kann und damit den Einsatz des Roboters bzw. auch seine Herstell kosten beschränkt bzw. erhöht. Andererseits werden Kletterroboter mit aktiven Saugelementen zur Herstellung des Oberflächenkontaktes mit Druckluftversor gungsleitungen gebaut, wobei die Druckluftversorgungsleitung von dem Klet terroboter hinter sich hergezogen werden muß. Die geschilderten Nachteile be schränken sowohl die Ausführung bestimmter Bewegungsmöglichkeiten und be grenzen außer der Bewegungsgeschwindigkeit auch die Reichweiten dieser Klet terroboter, die in der Regel nur bei fünfzig Meter liegen.

Ein Teil der Kletterroboter nach dem Stand der Technik benutzt als Kontaktele mente zur Oberfläche Elektromagneten. Durch die Verwendung von Elektroma gneten wird das Einsatzgebiet dieser Kletterroboter auf magnetisierbare Oberflä chen beschränkt und ist daher nur für einen kleinen Anteil der in der Praxis vor kommenden Anwendungsfälle geeignet. Um das Gewicht und die Größe der Klet terroboter nicht zu sehr ansteigen zu lassen, werden in der Regel beim Stand der Technik Versorgungsleitungen beispielsweise für Druckluft und Energie aus statio nären Versorgungseinheiten bezogen, wodurch jedoch die Geschwindigkeit und die Reichweite der Kletterroboter stark eingeschränkt wird und damit die Anwen dung derartiger Kletterroboter erheblich beschränkt. Versieht man Kletterroboter mit einem eigenen Kompressor zur Luftdruckversorgung, so erreichen derartige Kletterroboter leicht ein Eigengewicht von fünfzig Kilogramm und gleichzeitig führt dies zu einem sehr hohen Energiebedarf. Das bedeutet wiederum, daß der Kletterroboter auf eine externe Stromversorgung angewiesen ist oder bei Einbau der Stromversorgung in dem Kletterroboter wiederum das Gewicht des Kletterro boters durch die verwendeten Akkumulatoren oder Batterien stark ansteigt.

Aus der DE-OS 26 57 455 ist eine durch Saugwirkung an einer Wandfläche haf tende und sich daran entlangbewegende Vorrichtung bekannt. Diese Vorrichtung haftet unter dem Druck eines umgebenden Fluids, wie etwa Luft oder Wasser, an einer Wandfläche und kann dort bewegt werden. Die Vorrichtung gemäß der DE-OS 26 57 455 besteht aus einem Druckaufnahmegehäuse aus starrem oder halb starrem Material, ferner aus mehreren am Druckaufnahmegehäuse befestigten Rädern oder Gleisketten zur Herstellung einer Berührung mit der Wandfläche, wobei eine mit dem Druckaufnahmegehäuse verbundene Trennwand, die mit ih rem freien Ende eine Berührung mit der Wandfläche herstellen kann, vorgesehen ist. Wenigstens das freie Ende der Trennwand ist aus einem verhältnismäßig bieg samen Material hergestellt und die Trennwand begrenzt zusammen mit dem Druckaufnahmegehäuse und der Wandfläche oder zusammen mit der Wandfläche allein einen im wesentlichen fluiddichten Unterdruckbereich. Bei dem Gegenstand der DE-OS 26 57 455 weist die Trennwand einen Abschnitt auf, der sich von einer Stelle aus erstreckt, an der die Trennwand mit dem Druckaufnahmegehäuse ver bunden ist. Wenigstens das freie Ende der Trennwand kann durch eine verhält nismäßig kleine Kraft gegenüber dem Druckaufnahmegehäuse zur Wandfläche hin und davon weg verschoben werden, wobei das freie Ende eine im wesentli chen fluiddichte Berührung mit der Wandfläche durch den Druck des Fluids her stellen kann. Das Fluid wirkt durch den Fluiddruckunterschied zwischen dem In nenraum und der Außenseite des Unterdruckbereichs auf die Trennwand selbst und dabei wird der Fluiddruck, der aufgrund des Fluiddruckunterschied zwischen dem Innenraum und der Außenseite des Unterdruckbereichs auf das Druckauf nahmegehäuse wirkt, über die Räder oder Gleisketten auf die Wandfläche über tragen, wodurch die Vorrichtung zum Haften an der Wandfläche veranlaßt wird.

Bei dem Gegenstand der DE-OS 25 57 455 ist ein starres Rahmenglied mit der Außenseite des Druckaufnahmegehäuses verbunden und durch eine Einrichtung zum Antreiben der Räder oder Gleisketten mit dem starren Rahmenglied verbun den. Ferner weist die Oberfläche jedes Rades oder jeder Gleiskette, die eine Berüh rung mit der Wandfläche herstellen soll, eine Oberflächenbeschichtung mit einem hohen Reibungskoeffizienten auf, während die Oberfläche des freien Endes der Trennwand, die eine Berührung mit der Wandfläche herstellen soll, eine Oberflä chenbeschichtung mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hat.

Die Vorrichtung gemäß der DE-OS 25 57 455 verfügt über eine Einrichtung zum Entleeren von Fluid aus dem Unterdruckbereich, die als Evakuierungseinrichtung ausgeführt ist und die über einen Schlauch mit dem Unterdruckbereich in Verbin dung steht. Am Druckaufnahmegehäuse ist eine zylindrische Führungswand befe stigt, die das Ende der Trennwand führt. An der Mitte des Druckaufnahmegehäu ses ist eine Auslaßöffnung vorgesehen, die zum Herauslassen des Fluids aus dem Unterdruckbereich dient. Diese Auslaßöffnung wird über eine geeignete Verbin dung, wie z. B. einem biegsamen Schlauch, mit einer geeigneten Evakuierungs einrichtung z. B. in Form einer Vakuumpumpe, Wasserpumpe oder Strahlpumpe verbunden. Diese Evakuierungseinrichtung ist z. B. auf dem Boden oder auf dem Schiffsdeck abgestellt, um dort den Unterdruck für die erfindungsgemäße Vorrich tung nach der DE-OS 26 57 455 zu erzeugen. Auch bei der DE-OS 26 57 455 ist also die Evakuierungseinrichtung gesondert von der Vorrichtung zum Saugen und Fortbewegen extern untergebracht und erzwingt somit eine Verbindung mittels Versorgungsleitungen zwischen der Evakuierungseinrichtung und der eigentlichen Saugvorrichtung.

Das Druckaufnahmegehäuse gemäß der DE-OS 26 57 445 kann in zwei oder meh rere Abschnitte unterteilt sein, die dann scharnierartig z. B. mit Gelenken mitein ander verbunden sind. Ferner kann auch das Rahmenglied mit zwei oder mehreren scharnierartig miteinander verbundenen Abschnitten ausgeführt sein, wobei die unterteilten Abschnitte des Gehäuses entsprechend mit den unterteilten Abschnit ten des Rahmenglieds verbunden sind.

Die Vorrichtung nach der DE-OS 26 57 445 weist eine Unterteilung des Druckauf nahmegehäuses in drei Abschnitt auf, wobei diese Abschnitte durch Kolbenenden von am Rahmen befestigten Zylindern aneinander angelenkt sind. Darüberhinaus sind angrenzend an die Abschnitte des Druckaufnahmegehäuses drei Ab standssensoren am Rahmenglied befestigt. Diese Abstandssensoren messen den Abstand zur Wandfläche und bewegen gemäß dem gemessenen Abstand die drei Zylinder vor und zurück. Es werden bei der beschriebenen Vorrichtungen diese Zylinder entsprechend der Unebenheit der Wandfläche automatisch vor oder zu rück bewegt, wobei der Abstand zwischen der Wandfläche und den drei Abschnit ten stets konstant gehalten wird. So kann die Vorrichtung gemäß DE-OS 26 57 445 an einer Wandfläche mit einem großen Grad von Unebenheiten oder an einer Wandfläche mit einem ziemlich kleinen Krümmungsradius haften und sich daran entlangbewegen. Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen gemäß der DE-OS 26 57 445 weisen eine aufwendige mechanische Konstruktion von hohem Ge wicht auf. Diese Vorrichtung kann nur eine geringe Geschwindigkeit entfalten und aufgrund der extern angeordneten Versorgungseinrichtung sind Versorgungslei tungen zwischen den externen Versorgungseinheiten und dem Kletterroboter er forderlich, die sowohl die Geschwindigkeit wie insbesondere auch die Reichweite des Kletterroboters weitgehend begrenzen, zudem hat die Vorrichtung einen ho hen Energiebedarf.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen preiswerten und für die Massenfertigung geeigneten Kletterroboter für ebene, vertikale und/oder ge krümmte jeweils glatt ausgebildete Flächen zu schaffen, der insbesondere allge mein eine Minimierung des Energieverbrauches während des Betriebs bzw. des Einsatzes des Kletterroboters und insbesondere eine Minimierung der für die Her stellung und Aufrechterhaltung der Haft- und Lösungsfunktionen der Saugele mente erforderlichen Energieeinsatzes ermöglicht, der ferner eine Regulierung der Saugkraft pro Saugelement zuläßt, der weiterhin keine Versorgungsleitungen für Druckluft, Strom und dergleichen benötigt und dabei gleichzeitig ein geringes Ei gengewicht des Kletterroboters erlaubt beizubehalten, der ferner eine hohe Ge schwindigkeit bei der Fortbewegung und eine große Reichweite des Kletterrobo ters zuläßt, und der ferner weder einen extern außerhalb des Kletterroboters an geordneten Drucklufterzeuger noch einen Drucklufterzeuger benötigt, der in den Kletterroboter selbst eingebaut ist.

Diesen Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun gen des Erfindungsgegenstandes sind in den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 25 gekennzeichnet.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß das Aufsetzen und Lösen der passiven Saugelemente des Kletterroboters von der Haftoberfläche mit Hilfe einer Zwangsführung durch das Fortbewegungsmittel für die passiven Saug elemente erfolgt. Diese Zwangsführung für die Funktionen des Aufsetzens und Lösens der passiven Saugelemente des Kletterroboters auf bzw. von der Haftober fläche erfolgt beim Fortbewegen des Kletterroboters durch eine sich jeweils wahl weise und ständig wiederholende Auslösung der Haftfunktion und der Lösungs funktion der Saugelemente von der Haftoberfläche mit Hilfe eines Ventilstößels der passiven Saugelemente, der durch die Fläche eines Riementriebs in den um schlossenen Innenraum des Riementriebs führt und jeweils bei Passieren der passi ven Saugelemente bzw. des Riementriebs an und durch die Oberflächen der bei den Synchronwellen des Fortbewegungsmittels betätigt wird. Das Fortbewe gungsmittel des Kletterroboters besteht dabei aus einer ersten und einer zweiten Synchronwelle, wobei um die Synchronwellen ein geschlossener Riementrieb ge führt wird und mindestens eine Synchronwelle angetrieben wird. Die Auslösung der Haft- und Lösungsfunktion der passiven Saugelemente des erfindungsgemä ßen Kletterroboters erfolgt also rein mechanisch ohne jede Zuhilfenahme eines Drucklufterzeugers, wie beispielsweise eines Kompressors. Für die Betätigung der Saugelemente während der Fortbewegung in der Form der Haft- und Lösungs funktion jedes einzelnen Saugelementes und für die Fortbewegung des Kletterro boters insgesamt wird also an Energieaufwand nur die Energie für den Antrieb des Kletterroboters über eine Synchronwelle benötigt. Diese erfindungsgemäße Aus führung des Kletterroboters ermöglicht also eine Minimierung der für die Herstel lung und Aufrechterhaltung der Haft- und Lösungsfunktionen der Saugelemente erforderlichen Energieeinsatzes. Ferner wird weder ein extern eingesetzter und dann mit Versorgungsleitungen mit dem Kletterroboter zu verbindender noch ein in den Kletterroboter selbst eingebauter Drucklufterzeuger benötigt.

Die Minimierung des Energieverbrauchs für die Betätigung der Haft- und Lösungs funktionen der Saugelemente wird nicht nur durch die Zwangsführung des Rie mentriebs des Fortbewegungsmittels erreicht, sondern auch durch die erfindungs gemäße Konstruktion der Saugelemente. Zu diesem Zweck ist der Saugnapf der passiven Saugelemente mit einem Nocken auf der Außenfläche des Riementriebs mit einer Senkschraube befestigt. Die Senkschraube selbst besitzt eine mittig gele gene Durchbohrung in der ein Ventilstößel geführt ist. Die Senkschraube weist an ihrem Kopfende einen Ventilsitz auf und zwischen dem Kopfende des Ventilstö ßels und dem Ventilsitz ist eine Dichtung angeordnet und schließlich ist zwischen dem von dem Kopf der Senkschraube abgewandten Ende und einem Sicherungs ring des Ventilstößels eine Druckfeder angebracht. Die zwischen dem einen Ende der Senkschraube und dem Sicherungsring des Ventilstößels angeordnete Druck feder sorgt davor, daß das Ventil der Saugelemente jeweils nach dem Verlassen der dem Riementrieb zugewandten Oberfläche der Synchronwellen geschlossen ist. Das heißt konkret bezüglich der Haftfunktion der Saugelemente, daß nach Andrücken des Saugnapfes des Saugelementes auf die Haftoberfläche durch Ent weichen des Mediums unter dem Saugnapf in die Umgebung ein Unterdruck ent standen ist, der infolge des geschlossenen Ventils weiter aufrechterhalten wird, bis er bei dem Passieren des betreffenden Saugelementes bei der nächsten Syn chronwelle durch Öffnen des Ventils wieder beseitigt wird. So ist ein nach der Er findung ausgebildeter autonomer Kletterroboter entstanden, der für die Funktio nen der Haftung und der Lösung der Saugelemente auf der Haftoberfläche prak tisch keine zusätzliche Energie benötigt und dies auf rein mechanischem Wege durchführt, da die für die Fortbewegung des Riementriebs erforderliche Energie sowieso bei der Fortbewegung des Kletterroboters mittels der Synchronräder auf zubringen ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich dadurch, daß der Rahmen des Klet terroboters mit zwei parallel nebeneinander liegenden Riementrieben ausgestattet ist, wobei jeder Riementrieb parallel zueinander in Längsrichtung des Riementriebs laufend wenigstens zwei Reihen von passiven Saugelementen trägt, und jeder der zwei Riementriebe ist mit eigenen ersten und zweiten Synchronwellen und jeder der Riementriebe jeweils mit einem eigenen mit Getriebe ausgerüsteten Antrieb versehen. Läßt man die Antriebe der Synchronwellen der zwei Riementriebe unter schiedlich schnell laufen, so vermag der Kletterroboter Richtungsänderungen be liebiger Art vorzunehmen. Zwischen den ersten und zweiten Synchronwellen in dem Verbindungsteil des Rahmens des Kletterroboters ist außerdem zwischen die sen beiden Synchronwellen ein Gelenk eingebaut, sodaß die Lenkbewegung des Kletterroboters bei Kurvenfahrten unterstützt werden kann. Weitere Gelenke die nen dazu, die Anpassungsfähigkeit des Kletterroboters an Unebenheiten und Krümmungen des zu besteigenden Geländes zu erhöhen.

Ferner liegt ein Vorteil des vorliegenden erfindungsgemäßen Kletterroboters darin, daß auch nach dem Andrücken der Saugelemente durch die Synchronräder auf der Haftoberfläche generell eine Nachregelungsmöglichkeit für die Druckkraft vor gesehen ist, mit der jedes Saugelement auf der Haftoberfläche angedrückt werden kann. Dazu ist zwischen dem Saugnapf und dem Nocken eines Saugelements ein Druckblech angeordnet, wobei das Druckblech jeweils über den seitlichen Rand des Riementriebs hinausragt. Diesen seitlich über den Riementrieb hinausragenden Druckblechen sind an den beiden seitlichen Rändern des Riementriebs senkrecht zur Haftflächennormalen angeordnete Andruckrollen zugeordnet, die über die den Riementrieb seitlich hinausragenden Teile der Druckbleche beim Fortbewegen des Kletterroboters durch das Fortbewegungsmittel eine zwangsweise Führung der Druckbleche bewirken, sodaß das jeweilige Druckblech mit der Andruckrolle in Eingriff kommt. Wenn der Saugnapf aufgrund von Oberflächenverunreinigungen wie Körnern oder Spalten in der Oberfläche durch das Synchronrad nicht ord nungsgemäß in Eingriff gekommen ist, so wird, wenn das Druckblech unter der Andruckrolle vorbeigeführt wird, ein Druck auf das Druckblech ausgeübt und das Saugelement dadurch zwangsweise auf den Abstand zwischen Andruckrolle und Haftoberfläche gebracht, auf den die Andruckrolle eingestellt ist. Auf diese Weise kommt es nach der Ausführung der Haftfunktion durch die Synchronräder auto matisch und zwangsweise zu einer Kontrolle des korrekten Anpresssitzes eines jeden Saugelementes, weil unmittelbar nachdem der Riementrieb den Durchmes ser einer Synchronwelle passiert hat, neben der Synchronwelle auf jeder der bei den Seiten des Riementriebs mindestens je eine Andruckrolle angebracht ist. Es können auch weitere paarweise angeordnete Andruckrollen auf der Verbindungs strecke zwischen den Synchronwellen des Kletterroboters vorgesehen werden, um den korrekten Sitz der Saugelemente mehrfach auf dieser Verbindungsstrecke zu kontrollieren. Eine weitere Verfeinerung der automatischen Regulierung des Haftsitzes der Saugelemente erfolgt dadurch, daß der Abstand der Andruckrollen senkrecht zur Haftoberfläche veränderbar ausgeführt ist. Durch Vergleich mit ei nem Sollwert wird ein Regelsignal mittels einer Auswertungselektronik erzeugt, das dann zur Abstandsveränderung der Andruckrollen senkrecht zur Haftoberflä che dient. Die Verstellung der Andruckrollen kann dabei mit pneumatischem, elek trischem oder hydraulischem Antrieb erfolgen. Die Energieversorgung des Klet terroboters erfolgt mittels eingebauter und wechselbarer Akkumulatoren und/oder Batterien, sodaß die Reichweite des Kletterroboters völlig unabhängig von Versor gungsleitungen für Druck oder Elektrizität ist und die Reichweite des Kletterrobo ters nur durch die Kapazität der Akkus oder Batterien begrenzt wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und von Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzip- und Teildarstellung des erfindungsgemäßen Kletterrobo ters in Seitenansicht

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt die Einzelheit A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt die Einzelheit B nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Prinzip- und Teildarstellung des erfindungsgemäßen Kletter roboters nach Fig. 1 in Draufsicht.

In den Fig. 1 bzw. 4 ist der erfindungsgemäße Kletterroboter in einer Prinzip- und Teildarstellung in Seitenansicht bzw. Draufsicht geoffenbart. Der Kletterrobo ter 1 besteht aus wenigstens einem Riementrieb 2 (in Fig. 4 zwei Riementriebe 2), der als Endlosband eine erste Synchronwelle 3 und eine zweite Synchronwelle 4 umschlingt. An den Riementrieb 2 sind passive Saugelemente 5 befestigt. Der in den Fig. 1 und 4 dargestellte Kletterroboter ist nur in einer Prinzip- und Teild arstellung dort geoffenbart. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Fig. 1 und 4 nur die für die Erfindung maßgebenden Bestandteile oder Teilfunktionen dargestellt sind. Nicht dargestellt ist beispielsweise die Energieversorgung für die Antriebsmittel und die Steuerein heit, ferner die Verstellmittel für die Andruckrollen ebenso wie die Abstandssenso ren nur in Blockschaltbilddarstellung gezeigt sind. Nicht dargestellt sind in dem Raum 6 Arbeitssysteme, für die der Kletterroboter als Fortbewegungsmittel dient. In dem Raum 6 sind auch die Bestandteile der Energieversorgung und der Steuer einheit untergebracht, was jedoch nicht dargestellt ist.

Aus der Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung als Detail A ein passives Saugele ment 5 im Zustand der Haftung mit der Haftoberfläche 7 dargestellt. Den Zustand der Lösung des passiven Saugelements 5 von der Haftoberfläche 7 ist in vergrößer ter Darstellung in dem Detail B geoffenbart. Die Haftoberfläche 7 ist hier der Ein fachheit halber als ebene glatte Fläche dargestellt, die Haftoberfläche kann jedoch senkrecht stehen, geneigt sein und/oder auch in jeder beliebigen Form eine Kurve beschreiben, daß heißt also gekrümmt sein. Die Flächennormale der Haftoberflä che 7 kann jeden beliebigen Winkel zur Gewichtskraft einnehmen. Der erfin dungsgemäße Kletterroboter mit seinen passiven Saugelementen ist also in der Lage, sich auf Freiformflächen wie z. B. Flugzeugrümpfen und dergleichen auch hängend unter einer Fläche fortzubewegen. Ein passives Saugelement 5 gemäß der Erfindung besteht aus einem auf der Außenfläche 8 des Riementriebs 2 befe stigten Nocken 9 und einem in Glockenform ausgeführten Saugnapf 10. Der Saugnapf 10 ist in den Beispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 jeweils als Saugnapf in Glockenform ausgebildet, jedoch ist auch jede andere Form des Saugnapfes möglich, die geeignet ist einen derartigen Kletterroboter auf der Haftoberfläche zu halten. In der Mitte des passiven Saugelementes 5 ist mittels einer Senkschraube 11 der Saugnapf 10 an dem Nocken 9 befestigt. Der Nocken 9 ist mittig mit der Außenfläche 8 des Riementriebs 2 beispielsweise verschweißt, es kann jedoch auch jede andere Befestigungsart wie Verkleben und dergleichen verwendet werden, die sicherstellt, daß sich der Nocken 9 nicht von der Außenfläche 8 des Riemen triebs 2 lösen kann.

Die Senkschraube 11 ist mit einer mittig gelegenen Durchbohrung 12 versehen, die den Sitz und die Führung für einen Ventilstößel 13 bildet. Die Senkschraube 11 weist an ihrem Kopfende einen Ventilsitz 14 auf, in dem das Kopfende 15 des Ventilstößels 13 mit einem Dichtungsring 16, z. B. einem O-Ring mit rechteckigem Querschnitt, zur Abdichtung sitzt. Ferner ist zwischen dem von dem Kopf der Senkschraube 11 abgewandten Ende der Senkschraube und einem an dem Ven tilstößel 13 vorgesehenen Sicherungsring 17 eine Druckfeder 18 angeordnet.

Das von dem Kopf der Senkschraube 11 abgewandte Ende 19 der Senkschraube ist durch die Fläche des Riementriebs 2 in den umschlossenen Innenraum 20 des Riementriebs geführt. Das von dem Kopf der Senkschraube 11 abgewandte Ende 19 des Ventilstößels wird durch die dem Riementrieb 2 zugewandte Oberfläche 21 der beiden Synchronwellen also der ersten Synchronwelle 3 und der zweiten Syn chronwelle 4 des Fortbewegungsmittels betätigt. Der Riementrieb 2 selbst kann als Zahnriemen, wie er in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, ferner als Gliederkette oder als Riemen mit glatter Oberfläche ausgebildet sein. Die Oberfläche der Syn chronwellen ist derart ausgewählt, daß eine Betätigung des Endes 19 des Ven tilstößels 13 von dieser Oberfläche 21 der Synchronwelle ohne jede Beschädigung ausgeführt werden kann. Von der ersten Synchronwelle 3 und der zweiten Syn chronwelle 4 ist mindestens eine Synchronwelle an ihren seitlichen Begrenzungs flächen beidseitig mit den Riementrieb 2 überragenden Bordscheiben ausgerüstet, die in den Fig. 1 und 4 jedoch nicht dargestellt sind. Diese nicht dargestellten Bordscheiben verhindern, daß der Riementrieb von den Synchronwellen herabrut schen kann. Auf die Darstellung der Bordscheiben wurde zugunsten der Sichtbar machung der Funktionen der Synchronscheibe und des Zahnriemens bzw. des Saugelementes verzichtet.

Der Ventilstößel 13 wird von der Oberfläche 21 der Synchronwellen 3 und 4 nur gedrückt, wenn sich die auf dem Riementrieb 2 angeordneten passiven Saugele mente im Eingriff mit der Oberfläche 21 der beiden Synchronwellen 3 und 4 be finden, daß heißt solange der Ventilstößel 13 sich in Eingriff mit der Oberfläche der Synchronwellen befindet, ist das Ventil geöffnet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Auf den beiden Verbindungsstrecken zwischen der ersten Synchronwelle 3 und der zweiten Synchronwelle 4 ist hingegen aufgrund der Anordnung der Druckfe der 18 zwischen dem von dem Kopf der Senkschraube 11 abgewandten Ende der Senkschraube und dem Sicherungsring 17 des Ventilstößels das Ventil stets ge schlossen, wie aus Fig. 1 durch die durch die Fläche des Riementriebs 2 stehen den Enden 19 des Ventilstößels 13 ersichtlich ist. Es ist dabei gleichgültig, in wel che Richtung sich der Kletterroboter bewegt bzw. sich die beiden Synchronwellen drehen, es kommt jeweils wahlweise zur Umkehrung der Funktionen Haftung und Lösung der passiven Saugelemente auf bzw. von der Haftoberfläche 7. Das heißt konkret, daß die Fortbewegungsrichtung des Riementriebs 2 beliebig geändert werden kann, ohne daß irgendwelche zusätzlichen Steuerungsmaßnahmen der Steuereinheit erforderlich sind.

Wie vorstehend geschildert, liegt bei der Betätigung des Ventilstößels 13 der passi ven Saugelemente bei dem Aufsetzen und Lösen der passiven Saugelemente an der Haftoberfläche 7 eine Zwangsführung durch das Fortbewegungsmittel für die passiven Saugelemente 5 vor. Diese Zwangsführung sorgt dafür, daß bei dem Auf setzen und Lösen der passiven Saugelemente 5 auf bzw. von der Haftoberfläche 7 bei dem Fortbewegen des Kletterroboters eine sich ständig jeweils wahlweise mit Haft- oder Lösungsfunktion wiederholende Betätigung des Ventilstößels bzw. der Funktion der Saugelemente ausgeführt wird. Das Fortbewegungsmittel des Klet terroboters besteht aus der ersten und zweiten Synchronwelle 3 und 4, ferner ei nem um die Synchronwellen 3 und 4 laufenden geschlossenen Riementrieb 2 und motorischen Antrieben 22, die mit einem Getriebe 23 ausgerüstet sind. Die moto rischen Antriebe 22 für die Synchronwellen 3 und 4 können dabei als Elektromo tor oder als Verbrennungsmotor ausgeführt sein. Es ist aber auch jede andere kompakte Form des motorischen Antriebs möglich, z. B. Hydromotor. Der Rahmen 24 des Kletterroboters 1 ist mit zwei nebeneinander liegenden Riementrieben 2 ausgestattet. Jeder der beiden Riementriebe 2 auf dem Rahmen 24 ist mit eigenen ersten und zweiten Synchronwellen 3 und 4 und jeweils mit einem eigenen mit einem Getriebe 23 ausgerüsteten motorischen Antrieb 22 versehen. Da jeder Rie mentrieb mit seinen Synchronwellen einen eigenen Antrieb besitzt, lassen sich die Antriebe verschieden schnell verdrehen, sodaß der erfindungsgemäße Kletterrobo ter in jede Richtung gesteuert werden kann. Zusätzlich ist für die nicht lineare Fortbewegung des Kletterroboter zwischen der ersten und zweiten Synchronwelle 3 und 4 in das Verbindungsteil 25 des Rahmens 24 des Kletterroboters 1 zwischen den ersten und beiden Synchronwellen 3 und 4 mindestens ein Gelenk 26 einge baut. Das Gelenk 26 unterstützt eine Kurvenfahrt des Kletterroboters 1. Während bei einer Geradeausfahrt beide Riementriebe 2 mit gleicher Geschwindigkeit ange trieben werden, reduziert man bei der Kurvenfahrt die Geschwindigkeit des kur veninneren Riementriebs 2. In diesem Fall versucht der kurvenäußere Riementrieb 2 sich zu spannen, während gleichzeitig der kurveninnere Riementrieb 2 sich zu entspannen versucht. Aufgrund des Gelenkes 26 kann sich dann eine Lenkbewe gung einstellen und der Rahmen knickt zusätzlich etwas ab.

Da beim Bewegen des erfindungsgemäßen Kletterroboters mittels der motori schen Antriebe 22 durch die vorgesehene Zwangsführung bei der Betätigung der Saugelemente während des Bewegens des Riementriebes 2 keine zusätzliche Energie für die Funktionen der Haftung und der Lösung der Saugelemente erfor derlich ist, läßt sich eine erhebliche Energieeinsparung bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Kletterroboters erzielen. Durch entsprechende Ausführung des vorgesehenen Gelenkes 26 oder durch Hinzufügen weiterer Gelenke läßt sich das Fahrverhalten des Kletterroboters auf gekrümmten Flächen in beliebigem Um fang ermöglichen. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind auf der Außenfläche 8 jedes Riementriebs 2 parallel zueinander in Längsrichtung des Riementriebes 2 verlau fend wenigstens zwei Reihen von passiven Saugelementen 5 angebracht, wodurch die Standfestigkeit und Kippsicherheit des Kletterroboters erhöht wird.

Der Abstand des Rahmens 24 des Kletterroboters 1 zu der Haftoberfläche 7 wird durch die bereits in Eingriff bzw. Haftung mit der Haftoberfläche 7 sich befinden den passiven Saugelemente 5 definiert. Ausgehend von dem Zustand daß von den beiden Riementrieben 2 des Rahmens 24 alle auf der Haftoberfläche 7 aufliegen den passiven Saugelemente 5 sich in Flächeneingriff befinden, soll die Funktion des erfindungsgemäßen Kletterroboters anhand des Vorgangs bei einem einzelnen passiven Saugelement 5 zusammenerfassend erklärt werden, siehe dazu insbeson dere Fig. 1. Bei der in Fig. 1 gewählten Fahrtrichtung 27 des Kletterroboters 1 bewegt sich ein passives Saugelement 5 auf die erste Synchronwelle 3 zu. Bei Er reichen des passiven Saugelements 5 bzw. des Endes 19 des Ventilstößels 13 an der Oberfläche 21 der Synchronwelle 3 wird das Ventil bzw. der Stößel 13 des Ventils durch die Oberfläche 21 der Synchronwelle 3 eingedrückt bzw. betätigt und somit das Ventil geöffnet. Da der Riementrieb 2 die erste Synchronwelle 3 umschlingt, wird das passive Saugelement 5 entlang einer Halbkreisbahn auf den Untergrund gezwungen. Wie bereits eingangs geschildert, ist dabei der Abstand des Riementriebs zur Haftoberfläche vorgegeben, weil gleichzeitig alle auf der Haf toberfläche aufliegenden passiven Saugelemente 5 in Haftungseingriff mit der Fläche sind. Das von dem Saugnapf 10 eingeschlossene Medium, wie beispielswei se Luft, wird seitlich aus dem Saugnapf verdrängt und es entsteht ein Vakuum in dem Saugnapf. Da das passive Saugelement 5 den Umfang der Synchronwelle 3 nach dem Aufdrücken verläßt, wird das Ventil geschlossen, indem die Druckfeder 18 den Ventilstößel 13 an seinem Kopfende 15 gegen den Dichtungsring 16, z. B. einem O-Ring, und den Ventilsitz 14 der Senkschraube 11 drückt. Das passive Sau gelement befindet sich damit im angesaugten Zustand. Durch das Aufdrücken des Saugnapfes 10 des passiven Saugelements 5 auf die Haftungsoberfläche mit der Synchronwelle 3 wird es möglich, die federnde Wirkung des Saugnapfes 10 zu überwinden und die von der Saugglocke eingeschlossene Luft zu verdrängen. Der Volumenstrom, der beim Entlüften und Lüften der passiven Saugelemente 5 zwi schen deren Saugnäpfen 10 und der Umgebung aus- und einströmt, kann bei spielsweise über eine zwischen der Innenwandung 41 des Einlegeteils 39 und der Außenwand 28 des Nockens 9 angeordnete Lüftungsbohrung, z. B. senkrecht zur Ventilstößelachse, fließen, was in den Fig. 1 bis 4 jedoch nicht dargestellt ist. Andererseits kann der Volumenstrom bzw. der Druckausgleich beim Entlüften und Lüften der passiven Saugelemente 5 bzw. deren Saugnäpfe 10 über die gegen über dem Durchmesser des Ventilstößels vergrößerte Bohrung durch die Fläche des Riementriebs 2 bzw. über das dadurch entstandene Spiel zwischen dem Ven tilstößel 13 und dem Bohrungsrand 29 fließen. Weiterhin strömt die Luft dann zwischen Riementrieb 2 und Synchronwelle 3, 4 aus und ein, da aufgrund der Zahngeometrien immer kleine Zwischenräume verbleiben. Weiterhin kann der Ventilstößel 13 zur Entlüftung und zum Lüften der Saugnäpfe noch mit zwei senk recht zur Länge des Ventilstößels angeordneten Querbohrungen 32 versehen wer den, welche innerhalb des Ventilstößels 13 durch eine Längsbohrung verbunden sind. Bei einem hohlen Ventilstößel sind die Querbohrungen 32 durch den Hohl raum verbunden, der sich bis zum Ende 19 des Ventilstößels erstrecken kann, so daß auch darüber ein Volumenstrom fließen kann.

Bei der Ausführung der Lösungsfunktion der passiven Saugelemente 5 bewegt sich das passive Saugelement 5 auf die zweite Synchronscheibe 4 zu. Erreicht das passive Saugelement 5 den Umfang der zweiten Synchronscheibe 4, so werden durch Eindrücken mittels der Oberfläche 21 der zweiten Synchronwelle 4 des Ventilstößels 19 das Ventil betätigt und dadurch geöffnet. Der in dem Saugnapf 10 herrschende Unterdruck wird gegenüber dem herrschenden Umgebungsdruck ausgeglichen indem sich der Unterdruck innerhalb des Saugnapfes an den Umge bungsdruck angleicht. Die Haftungskraft des passiven Saugelementes sinkt auf Null. Da der Riementrieb 2 die zweite Synchronwelle umschlingt, wird durch Wei terbewegung des Kletterroboters das passive Saugelement 5 entlang einer Halb kreisbahn von der Haftoberfläche weggezogen, siehe dazu Fig. 1 bzw. den Zu stand des passiven Saugelementes nach der Ablösung von der Haftoberfläche in Fig. 3. Nach dem Verlassen des Umfangs der zweiten Synchronwelle 4 durch das Saugelement mit dem Riementrieb 2 schließt sich das Ventil aufgrund der Druck feder 12 wieder und verbleibt in dieser Stellung bis es wieder von der ersten Syn chronwelle 3 erfaßt wird.

Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, besitzt der Nocken 9 für die passiven Saugele mente beidseitig senkrecht zur Längsrichtung des Riementriebs 2 angeordnete Stützbeine 30, die sich über die gesamte Breite des Riementriebs 2 erstrecken. Die Stützbeine 30 liegen jeweils über eine Trennfuge 31 an der Außenfläche 8 des Riementriebs 2 an. In dem Nocken 9 ist ferner zwischen den Stützbeinen 30 und der mittigen Anschweißung des Nockens 9 jeweils eine zum Nockeninneren hin gelegene Freimachung 33 angeordnet. Das Abheben der Stützbeine 30 des mittig angeschweißten Nockens 9 ist aus konstruktiver Sicht erforderlich, da die Nocken 9 ohne diese Abhebungsmöglichkeit eine zu starke Versteifung des Riementriebs bewirken würden.

Zwischen dem Saugnapf 10 und dem Nocken 9 eines passiven Saugelements 5 ist ein Druckblech 37 angeordnet. Das Druckblech 37 ragt über den seitlichen Rand 35 des Riementriebs 2 mit einem Teil 34 hinaus. Das Druckblech 37 wird mit der Senkschraube 11 an dem passiven Saugelementen 5 befestigt. Den Druckblechen 37 sind an den beiden seitlichen Rändern 35 des Riementriebs 2 senkrecht zur Haftflächennormalen angeordnete Andruckrollen 36 derart zugeordnet, daß die über den Riementrieb 2 seitlich hinausragenden Teile 34 der Druckbleche 37 beim Fortbewegen des Kletterroboters 1 durch das Fortbewegungsmittel zwangsweise unter den Andruckrollen 36 vorbeigeführt werden, dadurch kommt das Druck blech 37 mit der Andruckrolle 36 in Eingriff. Da die passiven Saugelemente 5 paarweise äquidistant auf einem gemeinsamen senkrecht zur Längsrichtung des Riementriebs 2 gelegenen Nocken 9 angeordnet sind, sind auch zwei paarweise quer zur Längsrichtung des Riementriebs angeordnete Saugelemente 5 über ein durchgehendes gemeinsames Druckblech 37 verbunden. Die ebenfalls paarweise angeordneten Andruckrollen 36 kommen also gleichzeitig mit den paarweise und äquidistant angeordneten passiven Saugelementen bzw. deren seitlich hinausra genden Teilen 34 des Druckbleches 37 in Eingriff.

Die Druckbleche 37 sind mit ihren zur ersten und zweiten Synchronwelle 3 und 4 hingewandten Seite mit einer Phase 38 versehen. Zusätzlich oder anstelle der Pha se können die zur ersten und zweiten Synchronwelle 3 und 4 hingewandten Sei ten der Druckbleche 37 auch mit einer entgegen der Rundung der Andruckrollen 36 gekrümmten und abgerundeten Biegung dieser Seiten ausgerüstet sein, was jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist. Durch die vorstehend geschilderte Ausbildung der Seiten der Druckbleche wird ein einwandfreier Eingriff der Druck bleche mit den Andruckrollen erreicht.

Zur Stützung der passiven Saugelemente ist, wie aus den Fig. 2 und 3 ersicht lich ist, in die passiven Saugelemente ein Einlegeteil 39 in den Nocken eingegos sen, das Einlegeteil kann beispielsweise aus Aluminium bestehen und muß mit einem Gewinde für die Senkschraube versehen sein. Die Andruckrollen 36 sind am Rahmen 24 des Kletterroboters 1 angebracht. Unmittelbar nachdem der Riemen trieb 2 mit den passiven Saugelementen den Durchmesser einer Synchronwelle 3 oder 4 passiert hat, sind neben den Synchronwellen 3 und 4 auf jeder der beiden Seiten 35 des Riementriebs je eine erste Andruckrolle 36 angeordnet. Auf der Verbindungsstrecke zwischen der ersten Synchronwelle 3 und der zweiten Syn chronwelle 4 können weitere paarweise angeordnete Andruckrollen 36 vorgese hen werden. Mit den geschilderten Druckblechen 37 und dem Eingreifen der Druckbleche 37 unter den Andruckrollen 36 wird eine ständige und vielfältige Nachregelungsmöglichkeit für die Haftkraft der passiven Saugelemente auf der Haftungsoberfläche durch den erfindungsgemäßen Kletterroboter möglich. Mit Hilfe der Druckbleche 37 und den Andruckrollen 36 läßt sich der Abstand von der Haftoberfläche 7 zu dem Rahmen 24 des Kletterroboters 1 kontinuierlich nachre geln, um so einer Lösung der passiven Saugelemente des Kletterroboters von der Haftoberfläche vorzubeugen. Die passiven Saugelemente werden also nach dem Aufsetzen auf der Haftoberfläche gezielt mittels der Andruckrollen und des Druckbleches nochmals angedrückt bzw. justiert. Deshalb ragen senkrecht zur Längsrichtung des Riementriebs 2 die geschilderten seitlich hinausragenden Teile 34 des Druckbleches 37 über den seitlichen Rand 35 des Riementriebs 2 hinaus. Nach dem Eingriff des Druckbleches 37 unter der Andruckrolle 36 wird von der Andruckrolle eine Andruckkraft in Richtung der Flächennormalen auf das passive Saugelement ausgeübt. Die Andruckkraft wird dadurch erzeugt, daß die Druckble che 37 an je einer Andruckrolle 36 vorbeistreichen, wobei diese jeweils paarweise angeordnet sind.

Darüberhinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Kletterroboter der Abstand der Andruckrollen 36 zu der Haftoberfläche 7 in Richtung der Flächennormalen zu der Haftungsoberfläche überwachbar und regelbar. Zu diesem Zweck sind Ab standssensoren 40 vorgesehen, die den Abstand zwischen dem Rahmen und der Haftoberfläche messen und durch Vergleich mit einem Sollwert ein Regelsignal mittels einer Auswertungselektronik erzeugen. Das Regelsignal wird zur Abstands veränderung der Andruckrollen 36 zu der Haftoberfläche 7 benützt. Die Ab standssensoren 40 sind am Rahmen 24 des Kletterroboters 1 befestigt. Es läßt sich so abhängig von dem jeweiligen Anwendungsfall, beispielsweise bei Fortbewe gung des Kletterroboters an einer Decke, ein jeweils optimales Andruckverhalten der passiven Saugelemente und damit des Kletterroboters erzielen. Die Andruck rollen 36 am Rahmen 24 des Kletterroboters 1 sind in Flächennormalenrichtung axial beweglich angebracht und zwar ist der Abstand der Andruckrollen 36 senk recht zur Haftfläche 7 veränderbar ausgeführt. Die Verstellung der Andruckrollen 36 kann mit einem pneumatischen, elektrischen oder hydraulischen Antrieb erfol gen, was in den Figuren jedoch nicht dargestellt ist. Die erneute Kontrolle der Haftkraft der passiven Saugelemente auf der Haftoberfläche nach dem Andrücken der passiven Saugelemente 5 durch die Synchronwellen 3 und 4 ist deshalb manchmal erforderlich, da die Oberfläche oft durch aufliegende Verschmutzungen oder Körner keinen einwandfreien Sitz der Saugnäpfe 10 der passiven Saugele mente 5 ermöglicht. Das gleiche tritt auf, wenn die Haftungsoberfläche Spalte oder Risse aufweist, durch die der Unterdruck in dem Saugnapf 10 verringert wird. In der Seitenansicht des Kletterroboters nach Fig. 1 ist dargestellt, wie ein An druckrollenpaar 36 gerade über ein Druckblechpaar 37 bzw. die seitlich hinausra genden Teile 34 des Druckblechs läuft. Ist das passive Saugelementpaar 5 bzw. der Saugnäpfe 10 an diesen Nocken 9 nicht richtig angesaugt, so besitzen die Druck bleche 37 einen größeren Abstand zur Haftungsoberfläche 7 als der tiefste Punkt der Andruckrollen 36. Da wie bereits geschildert die Druckbleche 37 durch die Treibriemenfortbewegung an den Andruckrollen 36 vorbeigeführt werden müs sen, entsteht bei diesem Eingriff eine Kraft in Richtung der Flächennormale zur Haftungsoberfläche, die die passiven Saugelemente 5 gegebenenfalls erneut an drückt. Bei dem erneuten Anpressvorgang der Saugnäpfe 10 wird die Luft bei der Nachkorrektur mittels der Andruckrollen 36 durch das Andrücken über die Druck bleche seitlich aus den Saugnäpfen 10 herausgedrückt.

Bezugszeichenliste

1

Kletterroboter

2

Riementrieb

3

Erste Synchronwelle

4

Zweite Synchronwelle

5

Passives Saugelement

6

Raum für Arbeitssysteme

7

Haftoberfläche

8

Außenfläche des Riementriebs

9

Nocken

10

Saugnapf

11

Senkschraube

12

Durchbohrung

13

Ventilstößel

14

Ventilsitz der Senkschraube

15

Kopfende

16

Dichtungsring

17

Sicherungsring

18

Druckfeder

19

Ende des Ventilstößels

20

Innenraum des Riementriebs

21

Oberfläche der Synchronwelle

22

Motorische Antriebe

23

Getriebe

24

Rahmen

25

Verbindungsteil

26

Gelenk

27

Fahrtrichtung

28

Außenwand des Nockens

29

Bohrungsrand

30

Stützbeine

31

Trennfuge

32

Querbohrungen

33

Freimachung

34

seitlich hinausragende Teile (Druckblech)

35

seitlicher Rand

36

Andruckrollen

37

Druckblech

38

Phase

39

Einlegeteil

40

Abstandssensoren

41

Innenwandung des Einlegeteils

39

47

Drehrichtung

Claims

1. Kletterroboter, der aus einem mit zwei Transporträdern fortbewegten bandartigen Transportmittel, die in einem Rahmen angeordnet sind, und aus in einer Endlosreihe auf dem Transportmittel angeordneten Saugern zur Haf tung auf der Fortbewegungsfläche besteht, wobei die Fortbewegungsflächen als ebene und/oder gekrümmte jeweils glatte Flächen ausgebildet sind, und der mit einer Einrichtung zum Hervorrufen und Aufheben einer Druckdifferenz in den Saugern gegenüber dem Umgebungsdruck und mit einer Energiever sorgung für die Antriebsmittel und einer Steuereinheit versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzen und Lösen der passiven Saugelemente (5) von der Haftoberfläche mit Hilfe einer Zwangsführung durch das Fortbe wegungsmittel für die passiven Saugelemente (5) erfolgt, daß die Zwangsfüh rung für das Aufsetzen bzw. Lösen der passiven Saugelemente (5) auf bzw. von der Haftoberfläche (7) aus der beim Fortbewegen des Kletterroboters (1) sich ständig, jeweils wahlweise mit Haft- oder Lösungsfunktion, wiederholen den Betätigung des durch die Fläche des Riementriebes (2) in den umschlosse nen Innenraum (20) des Riementriebes führenden Ventilstößels (13) der passi ven Saugelemente (5) durch die dem Riementrieb (2) zugewandten Oberflä chen (21) der Synchronwellen (3,4) des Fortbewegungsmittels besteht.

2. Kletterroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortbe wegungsmittel des Kletterroboters (1) aus einer ersten und zweiten Syn chronwelle (3, 4), einem um die Synchronwellen laufenden geschlossenen Riementrieb (2) und motorischen mit Getriebe (23) ausgerüsteten Antrieben (22) bestehen.

3. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Synchronwelle (3, 4) an ihren seitli chen Begrenzungsflächen beidseitig mit den Riementrieb (2) überragenden Bordscheiben ausgerüstet ist.

4. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Riementrieb (2) als Zahnriemen, als Gliederkette oder als Riemen mit glatter Oberfläche ausgebildet ist.

5. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Saugnapf (10) der passiven Saugelemente (5) mit einem Nocken auf der Außenfläche (8) des Riementriebes (2) mit einer Senk schraube (11) befestigt ist, daß die Senkschraube (11) über eine mittig gele gene Durchbohrung (12) verfügt und daß die Senkschraube (11) an ihrem Kopfende einen Ventilsitz (14) aufweist, daß ferner in der Durchbohrung (12) der Senkschraube (11) ein mit einem Sicherungsring (17) versehener Ven tilstößel (13) geführt ist, und daß zwischen dem Kopfende (15) des Ventilstö ßels (13) und dem Ventilsitz (14) ein Dichtungsring (16) zur Dichtung und daß zwischen dem von dem Kopf der Senkschraube (11) abgewandten Ende (19) der Senkschraube und dem Sicherungsring (17) des Ventilstößels (13) eine Druckfeder (18) angeordnet ist.

6. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Saugelemente (5) mit einem in Glocken form ausgeführten Saugnapf (10) ausgebildet sind.

7. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche (8) jedes Riementriebes (2) parallel zueinander in Längsrichtung des Riementriebes verlaufend wenigstens zwei Reihen von passiven Saugelementen (5) angebracht sind.

8. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (24) des Kletterroboters (1) mit zwei paral lel nebeneinander liegenden Riementrieben (2) ausgestattet ist und daß jeder der zwei Riementriebe (2) mit eigenen ersten und zweiten Synchronwellen (3, 4) und mit jeweils einem eigenen mit einem Getriebe (23) ausgerüsteten An trieb (22) versehen ist.

9. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Synchronwelle (3, 4) in das Verbindungsteil (25) des Rahmens (24) des Kletterroboters (1) zwi schen diesen beiden Synchronwellen mindestens ein Gelenk (26) eingebaut ist.

10. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Saugnapf (10) und dem Nocken (9) ei nes passiven Saugelementes ein Druckblech (37) angeordnet ist und daß das Druckblech (37) jeweils über den seitlichen Rand (35) des Riementriebes (2) hinausragt.

11. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Druckblechen (37) an den beiden seitlichen Rän dern (35) des Riementriebs (2) senkrecht zur Haftflächennormalen angeordne te Andruckrollen (36) derart zugeordnet sind, daß die über den Riementrieb (2) seitlich hinausragenden Teile (34) der Druckbleche (37) beim Fortbewegen des Kletterroboters (1) durch das Fortbewegungsmittel zwangsweise unter den Andruckrollen (36) vorbeigeführt werden, sodaß das Druckblech (37) mit der Andruckrolle (36) in Eingriff kommt.

12. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckblech (37) mit der Senkschraube (11) an den passiven Saugelementen (5) befestigt ist.

13. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Saugelemente (5) paarweise auf einem gemeinsamen senkrecht zur Längsrichtung des Riementriebs (2) gelegenen Nocken (9) angeordnet sind und daß zwei paarweise quer zur Längsrichtung des Riementriebs angeordnete Saugelemente (5) über ein durchgehendes ge meinsames Druckblech (37) verfügen.

14. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbleche (37) mit ihren zur ersten und zweiten Synchronwelle (3, 4) hingewandten Seite mit einer Phase versehen und/oder mit einer entgegen der Rundung der Andruckrollen (36) gekrümmten und ab gerundeten Biegung dieser Seiten ausgerüstet sind.

15. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrollen (36) am Rahmen (24) des Kletterro boters (1) angebracht sind und daß unmittelbar nachdem der Riementrieb (2) den Durchmesser einer Synchronwelle (3, 4) passiert hat neben den Syn chronwellen auf jeder der beiden Seiten des Riementriebs je eine erste An druckrolle (36) eingebracht ist.

16. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Verbindungsstrecke zwischen den Synchron wellen (3, 4) zweite oder weitere paarweise angeordnete Andruckrollen (36) vorgesehen sind.

17. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Rahmens (24) des Kletterroboters (1) zu der Haftoberfläche (7) durch die bereits in Eingriff bzw. Haftung mit der Haftoberfläche sich befindenden passiven Saugelemente (5) definiert wird.

18. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrollen (36) an dem Rahmen (24) des Klet terroboters (1) derart geführt sind, daß der Abstand der Andruckrollen (36) senkrecht zur Haftoberfläche (7) veränderbar ist.

19. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Andruckrollen (36) senkrecht zur Haf toberfläche (7) mit Abstandssensoren (40) erfaßt und durch Vergleich mit ei nem Sollwert ein Regelsignal mittels einer Auswertungselektronik erzeugt wird, das zur Abstandsveränderung der Andruckrollen (36) senkrecht zur Haftoberfläche (7) dient und daß die Abstandssensoren (40) am Rahmen (24) des Kletterroboters (1) befestigt sind.

20. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Andruckrollen (36) mit einem pneumatischen, elektrischen oder hydraulischen Antrieb erfolgt.

21. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb (22) für die Synchronwellen (3, 4) als Elektromotor oder als Verbrennungsmotor ausgeführt ist.

22. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom beim Entlüften und Lüften der pas siven Saugelemente (5) bzw. deren Saugnäpfe (10) über eine zwischen der In nenwandung (41) des Einlegeteils (39) und der Außenwand (28) des Nockens (9) angeordnete Lüftungsbohrung aus- und einströmt.

23. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom beim Entlüften und Lüften der pas siven Saugelemente (5) bzw. deren Saugnäpfe (10) über die gegenüber dem Durchmesser des Ventilstößels vergrößerte Bohrung durch die Fläche des Rie mentriebs (2) bzw. über das dadurch entstandene Spiel zwischen Ventilstößel (13) und Bohrungsrand (29) aus- und einströmt.

24. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (9) für die passiven Saugelemente (5) beid seitig senkrecht zur Längsrichtung des Riementriebs angeordnete Stützbeine (30) besitzen, die sich über die Breite des Riementriebs (2) erstrecken, und daß die Stützbeine (30) jeweils über eine Trennfuge (31) an der Unterseite (8) des Riementriebs (2) anliegen, daß sich ferner an die Trennfuge (31) jeweils eine zum Nockeninneren hin gelegene Freimachung (33) anschließt.

25. Kletterroboter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung des Kletterroboters (1) mittels eingebauter und wechselbarer Akkumulatoren und/oder Batterien erfolgt.