DE19742686A1 - Vorrichtung zur Kollisionsdetektion relativ zueinander bewegter Teile - Google Patents

Description

Zwischen motorisch relativ zueinander bewegten Teilen kann es zur Kollision kommen. Beispiele sind:
Die relative Bewegung zwischen der Patientenlagerung und dem Aufnahmesystem einer medizintechnischen Untersuchungsanlage.
Die relative Bewegung zwischen einem Roboterarm und seiner Umgebung.

Zur Verhinderung von Kollisionen können Berechnungen hin­ sichtlich der räumlichen Lage der jeweiligen Teile durchge­ führt werden, aufgrund deren eine drohende Kollision ange­ zeigt oder Antriebsmotoren gestoppt werden. Hierzu ist es je­ doch erforderlich, daß die Annahmen stimmen, die der Berech­ nung zugrunde liegen. Dieses sind:
Die Geometrie der relativ zueinander bewegten Teile.
Keine zusätzlichen Gegenstände, z. B. Zubehör, Stühle, mit de­ nen eine Kollision stattfinden kann. Sind die Annahmen falsch, so kann es zu Kollisionen kommen.

Es ist bekannt, zur Verhinderung von Kollisionen von Flugzeu­ gen deren Abstand über Funk zu kontrollieren. Hierzu tragen die Flugzeuge Antennen, die vom Bordsystem mit Energie ver­ sorgt werden (DE 43 27 706 A1). Für die Kollisionsverhinde­ rung von auf dem Boden verfahrbaren Teilen ist diese Technik nicht geeignet, da sie hierfür viel zu aufwendig und kost­ spielig ist. Ferner ist es bekannt, bei einer Sperrschranke eine Kollision dadurch zu verhindern, daß eine Kondensatoran­ tenne an der Schranke und eine damit zusammenwirkende Sensor­ schaltung vorgesehen wird (DE 44 11 867 A1). Auch diese Tech­ nik ist kostspielig und aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufge­ baute Vorrichtung der eingangsgenannten Art zu schaffen, die sich insbesondere für die Kollisionsdetektion von auf den Bo­ den verfahrbaren Teilen im Nahbereich eignet und unter allen Voraussetzungen eine sichere Detektion ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit einer geeigneten Anordnung von Sendeantennen ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das einen Raum begrenzt, in den ein relativ dazu bewegter Teil nicht eindringen darf. Die erzeugten elektromagnetischen Felder wirken auf einen Empfän­ ger in einem relativ zur Sendeanordnung bewegten Teil ein, der ein Signal aussendet, wenn dieser Teil dem anderen Teil zu nahe kommt. Dieses Signal kann für einen Notstop benutzt werden. Die Sendeantennen und der zugeordnete Empfänger kön­ nen sehr einfach ausgeführt werden. Die Sendeantennen können entsprechend den in Kaufhäusern benutzten Toren für die De­ tektion von Ladendiebstählen ausgeführt sein und der Emp­ fänger kann eine kleine, in diesem Zusammenhang verwendete, als Spirale ausgebildete Empfangsantenne sein. Über einen Transponderchip ist es auch möglich, eine Identifikation des Teils, der sich in den Kollisionsraum bewegt, durchzuführen.

Durch die Erfindung ist eine hochflexible Kollisionsdetektion möglich. Gegenstände, die sich in einem Raum mit motorisch bewegten Teilen befinden, können mit Transpondern markiert und damit sicher identifiziert werden. Die Erfindung ist ins­ besondere für medizinische Anlagen anwendbar, aber auch gene­ rell für andere Bereiche, bei denen motorisch bewegte Teile vorhanden sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein ortsfester Teil 1, z. B. eine Säule, gezeigt, die eine Sendeantenne 2 für elektromagnetische Wel­ len 3 aufweist. Die Sendeantenne 2, die auch aus mehreren Einzelantennen bestehen kann, ist so ausgebildet und gerich­ tet, daß durch die Wellen 3 ein Kollisionsraum definiert wird, in den ein anderer Teil nicht eindringen darf. Als Bei­ spiel ist ein relativ zum Teil 1 motorisch verfahrbarer Teil 4 dargestellt, der eine kleine Empfangsantenne 5 in Form ei­ ner Spirale trägt und in Richtung des Pfeils 6 bewegbar ist. Sobald die Empfangsantenne 5 und damit der Teil 4 in den de­ finierten Kollisionsraum eindringen, wird dies durch die Sen­ deantenne 2 entsprechend den bereits beschriebenen Vorrich­ tungen für die Verhinderung von Ladendiebstählen detektiert. Eine Elektronik 8 gibt ein entsprechendes Signal, das z. B. ebenfalls drahtlos zum Teil 4 übertragen werden kann und dort den Motor ausschaltet.

In der Zeichnung ist noch ein Transponderchip 7 dargestellt, der eine Kennung abgibt, die eine Identifikation des Teils 4 ermöglicht, der in den durch die Wellen 3 definierten Kolli­ sionsraum eindringt.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß eine Antenne ohne eige­ ne Energieversorgung, ein sogenannter Transponder, an einem der bewegten Teile vorgesehen ist. Durch eine solche Antenne ist eine Kollisionsdetektion im Nahbereich (Kollisionsdistanz < 1 m) sicher möglich. Die Kosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung sind gering.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Kollisionsdetektion von relativ zueinander motorisch auf dem Boden verfahrbaren Teilen (1, 4), bei der ein Teil (1) mindestens eine Sendeantenne (2) und der andere Teil (4) mindestens eine Empfangsantenne (5) trägt, wobei die von der Sendeantenne ausgesandten elektromagnetischen Wellen und die Empfangsantenne (5) derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein Signal erzeugt wird, wenn sich die Empfangsan­ tenne (5) in einen durch die von der Sendeantenne (2) ausge­ sandten Wellen (3) definierten Kollisionsraum bewegt, wobei eine der Antennen (2, 5) als Transponder ohne eigene Energie­ versorgung ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem Transponderchip (7) vorgesehen sind, die eine Kennung für den jeweils in den Kol­ lisionsraum eindringenden Teil (4) geben.