DE19816893A1

DE19816893A1 - Mobiles Robotersystem

Info

Publication number: DE19816893A1
Application number: DE19816893A
Authority: DE
Inventors: Gernot Schmierer; Andreas Wolf
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: DE19816893B4

Abstract

Beschrieben wird ein mobiles Robotersystem, das sich an oder auf ebenen oder gekrümmten Flächen fortbewegt, mit wenigstens einer mobilen Plattform, die für einen sicheren Halt an oder auf der Fläche Haftmodule sowie für die Fortbewegung Bewegungs- und Antriebsmodule vorsieht. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß an der mobilen Plattform ein optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Werbe- und/oder Informationsträger derart lösbar fest angebracht ist, daß der Werbe- und/oder Informationsträger die Beweglichkeit der mobilen Plattform nicht beeinträchtigt und an einer exponierten Stelle an der mobilen Plattform vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Robotersystem, das sich an oder auf ebe nen oder gekrümmten Flächen fortbewegt, mit wenigstens einer mobilen Plattform, die für einen sicheren Halt an oder auf der Fläche Haftmodule sowie für die Fortbe wegung Bewegungs- und Antriebsmodule vorsieht.

Stand der Technik

Robotersysteme der obengenannten Gattung werden in an sich bekannter Weise durch ihre Eigenmobilität zu unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt, so sind bei spielsweise Kletterroboter bekannt, die über form- und/oder kraftschlüssige Halte- bzw. Befestigungsvorrichtungen verfügen, mit denen sie in der Lage sind, sich frei beweglich an vertikalen Gebäudefassaden fortzubewegen und zu fixieren. Derartige Kletterroboter werden beispielsweise zu Reinigungs-, Inspektions- oder Nachbesse rungszwecken an Fassadenoberflächen eingesetzt.

Bekannte mobile Robotersysteme, die auch als mobile Plattformen bezeichnet wer den, weisen neben den vorstehend bezeichneten Haftmodulen weitere Komponen ten auf, wie beispielsweise Bewegungs- und Antriebsmodule sowie Steuer- und Energiemodule, wodurch sie in der Lage sind sich auf horizontalen, bis hin zu senk rechten Oberflächen oder auch an überhängenden Flächenteilen autonom fortzube wegen.

Von besonderem Interesse ist der Einsatz derartiger mobiler Plattformen an Gebäu defassaden, die Flächen besonderer Exponiertheit darstellen, d. h. Flächen, die vom alltäglichen Publikumsverkehr ungehindert beobachtet und eingesehen werden kön nen.

Derartige Flächen können und werden heutzutage ebenso zu Werbe- und/oder In formationszwecken benutzt, wie beispielsweise durch Anbringen von Plakatwänden oder aufwendigen Gegenständen, die auf ein im Angebot befindliches Produkt hin weisen.

Derartige Werbe-Informationsträger bilden heutzutage einen festen Bestandteil unse rer Umgebung und Kultur. Bereits vor 100 Jahren schenkten die Menschen den Klängen eines Glockenspiels große Beachtung, heute ringen Leuchtreklamen, Lauf schriften und Werbetafeln um die Aufmerksamkeit potentieller Neukunden. Derartige Werbeträger sowie auch Informationssysteme, beispielsweise zur Anzeige der mo mentan herrschenden Temperatur sowie der aktuellen Zeit werden statisch an die vorstehend erwähnten Gebäudefassaden angebracht.

Da das menschliche Auge Bewegungen besonders gut wahrnimmt, versuchen Wer befachleute mit bewegten Bildern oder Buchstaben auf statischen Tafeln bzw. Vi deoleinwänden potentielle Kunden zu locken. Jene Bemühungen stoßen jedoch an ihre Grenzen, da bei den einzelnen Betrachtern mit der Zeit ein Gewöhnungseffekt eintritt, wodurch statisch an Gebäudefassaden oder ähnlichen Flächen angebrachte Werbe- oder Informationsträger an Aufmerksamkeit verlieren.

Um den vorstehend beschriebenen Gewöhnungseffekt weitgehend auszuschließen oder zumindest erheblich zu vermindern, werden große finanzielle Ausgaben in Kauf genommen, um großflächige Videotafeln, wie sie beispielsweise in Fußballstadien angebracht sind, an exponierten Gebäudefassaden zu installieren. Die damit ver bundenen extrem hohen Anschaffungs- und Betriebskosten sind jedoch für den Wer be- oder Informationseinsatz außerhalb von Massenveranstaltungen ungeeignet

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein System zu schaffen, das zu Werbe- und Informationszwecken eingesetzt werden kann, das die vorste hend genannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll das System zu Werbe- und Informationszwecken eine weitaus höhere Aufmerksamkeit besitzen, als die vorste hend beschriebenen statisch an Flächenwänden angebrachten Informationsträger. Im Gegensatz zu den kostenintensiven Videowänden soll ein Werbesystem ge schaffen werden, das möglichst flexibel und mit geringeren Anschaffungs- und Be triebskosten eingesetzt werden kann.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 ange geben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegen stand der Unteransprüche.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, an sich bekannte mobile Robotersysteme ge zielt mit einem Werbe- und/oder einem Informationsträger zu versehen, so daß die aus einer mobilen Plattform bestehenden mobilen Robotersysteme sich ohne Ein schränkung ihrer kinematischen Möglichkeiten auf ebenen oder gekrümmten Flächen fortbewegen können.

Erfindungsgemäß ist ein mobiles Robotersystem, das sich an oder auf ebenen oder gekrümmten Flächen fortbewegt, mit wenigstens einer mobilen Plattform, die für ei nen sicheren Halt an oder auf der Fläche Haftmodule sowie für die Fortbewegung Bewegungs- und Antriebsmodule vorsieht, derart ausgebildet, daß an der mobilen Plattform ein optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Werbe- und/oder Informati onsträger derart lösbar fest angebracht ist, daß der Werbe- und/oder Information sträger die Beweglichkeit der mobilen Plattform nicht beeinträchtigt und an einer ex ponierten Stelle an der mobilen Plattform vorgesehen ist.

Durch die erfindungsgemäße Kombination aus mobiler Plattform und an sich be kannten Werbe- und/oder Informationsträger, wie sie vorstehend beschrieben sind, wird der bei konventionellen Werbe- und Informationsträgern nach gewisser Zeit ein tretende Gewohnheitseffekt umgangen, indem sich die mit einem Werbe- und Infor mationsträger versehene mobile Plattform etwa entlang einer Fassade bewegt. Durch die ständige Bewegung, die beispielsweise durch ein in der Fassade inte griertes Schienensystem vorgegeben ist, oder durch ein entsprechendes Steuerpro gramm bestimmt ist, verändert sich die aktuelle Position der mobilen Plattform auf der Fassadenoberfläche und erzielt dadurch eine ungebrochene Aufmerksamkeit bei den Beobachtern.

Typische Werbe- und Informationsträger können, wie bereits vorstehend genannt, einfache Plakatschilder, bis hin zu selbst animierende Formen und Figuren sein, die auf einzelnen Komponenten der mobilen Plattform lösbar fest montiert sind.

Beispielsweise kann ein an sich bekannter Kletterroboter zur Weihnachtszeit als Ni kolaus verkleidet an der Fassadenoberfläche eines großen Kaufhauses klettern, währenddessen er seiner ursprünglich technisch vorgegebenen Aufgabe, nämlich dem Reinigen von Scheiben, nachkommt. Zusätzlich können weitere Informationsan zeigevorrichtungen an dem Kletterroboter angebracht werden, die beispielsweise die Uhrzeit sowie die Temperatur anzeigen. Derselbe Kletterroboter könnte zur Osterzeit als Osterhase verkleidet sowie im Sommer ohne jegliche Verkleidung sein wahres Äußeres präsentieren und lediglich einfache Informationsschilder tragen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipdarstellungen für Haftmodule,

Fig. 2a, b, c verschiedene Fortbewegungsmechanismen mobiler Plattformen,

Fig. 3 eine, an einer Querstange hängende mobile Plattform, sowie

Fig. 4 Beispiel eines mehrteiligen Firmenlogos, aufgebracht auf eine mobile Plattform.

Die mobilen Plattformen weisen eine Vielzahl einzelner Komponenten auf, die nach stehend benannt je nach Ausführungsbeispielen beliebig miteinander kombiniert werden können.

Haftmodule dienen dem lösbar festen Halt der mobilen Plattform an bzw. auf einer Fläche und können entweder form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein. In Fig. 1a ist das Haftmodul 1 als kraftschlüssige Haltevorrichtung 2 ausgebildet, die den Bewegungsarm 3 einer nicht in Fig. 1 dargestellten mobilen Plattform mit der Ober fläche einer Gebäudefassade 4 lösbar fest verbindet. Die kraftschlüssige Haltevor richtung 2 stellt eine Verbindung zur Oberfläche 4 dar, die beispielsweise auf der Ba sis des Sauggreiferprinzips oder mit Hilfe von Elektromagneten beruht.

Mit Hilfe eines kraftschlüssig ausgebildeten Haftmoduls kann sich eine mobile Platt form grundsätzlich frei auf einer glatten Oberfläche bewegen, sofern die Oberfläche eine für das Eigengewicht der mobilen Plattform erforderliche Tragfähigkeit bietet.

Weit verbreitet sind Sauggreifersysteme, mit denen sich mobile Plattformen an glatte Oberflächen anhaften.

Alternativ dazu können die Haftmodule formschlüssig ausgebildet sein, wie es aus Fig. 1b hervorgeht. Das in Fig. 1b dargestellte Haftmodul 1 besitzt eine formschlüssi ge Haltevorrichtung in Art einer Klaue, die an die entsprechende Gegenkontur einer an der Oberfläche 4 angebrachten Schiene 5 angepaßt ist. Neben dem Vorsehen von Schienen können auch weitere Haltevorrichtungen an Fassadenflächen vorge sehen werden, wie beispielsweise Verkleidungen, Bohrungen, Geländer, Brüstungen etc. Durch das Vorsehen derartiger Haltevorrichtungen an der Fläche auf bzw. an der sich die mobile Plattform fortbewegt, beschränkt sich jedoch die Bewegungsfrei heit auf die entsprechenden Haltevorrichtungen.

Die Fortbewegung mobiler Plattformen auf bzw. an den Flächen erfolgt mit Hilfe so genannter Bewegungsmodule, die auf unterschiedlichen Prinzipien basieren. In Fig. 2a ist ein Raupensystem dargestellt, das wenigstens eine umlaufende Gliederkette 6 aufweist, an der eine Vielzahl einzelner Sauggreifersysteme 7 angebracht sind. Durch die Bewegungsrichtung der Gliederkette in Pfeilrichtung vermag sich die mo bile Plattform 8 in der Sequenzdarstellung gemäß Fig. 2a nach oben entlang der Oberfläche 4 zu bewegen. Beispielsweise ist es möglich, am Tragekörper 9 der mo bilen Plattform einen Werbe- und/oder Informationsträger 10 anzubringen, so daß dieser gut sichtbar von Beobachtern wahrgenommen werden kann.

In Fig. 2b ist zur Fortbewegung ein Vielbeinerprinzip dargestellt, bei dem der Körper 9 der mobilen Plattform 8 über gelenkig ausgestaltete Roboterarme bzw. Roboter beine verfügt, die im Beispiel der Fig. 2b kraftschlüssige Haftmodule aufweisen, mit denen sich die mobile Plattform entlang einer ebenen Oberfläche 4 mit der in den Einzelsequenzbildern dargestellten Bewegungskinematik fortbewegt. Nicht nur am Tragekörper 9 sondern auch an den Roboterarmen oder an geeigneten Stellen an den Gelenken können Anbringungsmöglichkeiten für Informations- und/oder Werbe träger 10 vorgesehen werden.

Schließlich sind auch Bewegungsmodule bekannt, die nach dem sogenannten Sli ding-Frame-Prinzip arbeiten, das in den Sequenzdarstellungen gemäß der Fig. 2c dargestellt ist. Der Körper 9 der mobilen Plattform 8 sitzt auf zwei gegeneinander verschiebbaren Rahmen 11,12, die mittels einer entsprechenden Ansteuervorrich tung abwechselnd mit der Oberfläche 4 über kraftschlüssige Haftmodule in Verbin dung gebracht werden und eine lineare Aufwärtsbewegung ermöglichen. Auf dem Tragekörper 9 sowie auf den Rahmenteilen 11, 12 können erfindungsgemäß Werbe- und Informationsträger 10 befestigt werden. Ebenso kann auch der gesamte Roboter verkleidet werden.

Zum Antrieb der dargestellten Bewegungsmodule dienen grundsätzlich Elektromoto re, pneumatische oder hydraulische Antriebe.

Ferner ist ein wichtiger Aspekt die Ansteuerbarkeit der Bewegungsmodule, die das Fortbewegungsmuster der mobilen Plattform auf der Oberfläche steuert bzw. festlegt. Auf diese Weise kann die Attraktivität bzw. der Grad der Aufmerksamkeit auf die Kombination aus Werbeträger und mobiler Plattform erheblich gesteigert werden.

Die an der Oberfläche von der mobilen Plattform durchzuführenden Bewegungen hängen im wesentlichen von den Aufgaben ab, die das Robotersystem zu erfüllen hat. Ist beispielsweise der Roboter bzw. die mobile Plattform 8 eine reine Werbefigur, so wählt man ein Bewegungsmuster, das besonders viel Aufmerksamkeit erzielt. Beispielsweise können Kletterroboter 8 mit mehreren Armen zur Fortbewegung spektakuläre Hängebewegungen durchführen, gleichsam eines Affen, der sich bei spielsweise an einem Dachvorsprung oder einer Stange 13 entlanghangelt (siehe Fig. 3). Muß hingegen der Roboter überdies technische Aufgaben erfüllen, wie bei spielsweise Reinigungsaufgaben, so wird das Bewegungsmuster durch die zusätzli che Aufgabe bestimmt.

Zur Navigation bzw. Festlegung des Bewegungsplanes des mobilen Roboters kön nen entweder bestimmte Bewegungsregeln festgelegt werden, die nach einem fest vorgegebenen Programm ablaufen. Ferner können interaktive Eingriffe in die Pro grammsteuerung durch Passanten oder Besucher die Attraktivität des Werbeträgers noch weiter steigern. Beispielsweise könnte über ein an der Außenwand eines Ge bäudes montiertes Touch-Screen-Display das Bewegungsprogramm der mobilen Plattform beeinflußt werden. Ein Passant befiehlt beispielsweise dem Roboter, ste henzubleiben oder Klimmzüge auszuführen. Auf diese Art kann der Passant mit dem Robotersystem interagieren und bestimmte Reaktionen des Roboters auslösen.

Eine weitere Komponente des mobilen Robotersystems ist die Energieversorgung, die je nach Antriebskonzept und Nutzlastverbrauch entweder autonom oder mit Hilfe von Transferleitungen erfolgt. Als autonome Lösung können hier Solarzellen mit Pufferakku und Akkumulatoren mit Ladestation genannt werden. Als Transferleitun gen sind Schleppkabel bzw. Stromschienen vorzusehen.

Die erfindungsgemäße Kombination aus Werbe- und/oder Informationsträger mit ei nem mobilen Robotersystem läßt eine Vielzahl von Werbe- und/oder Informations möglichkeiten zu. So können beispielsweise Firmenlogos auf Firmengebäudewänden je nach Kundenwunsch als bewegte Objekte innerhalb eines vorgegebenen Flä chenbereiches animiert werden. Zum einen ist es möglich, das Firmenlogo zusam menhängend über die Fläche zu bewegen. Ebenfalls ist es möglich, das Firmenlogo aus unterschiedlichen Einzelelementen zusammenzusetzen, die auf unterschiedli chen Komponenten der mobilen Plattform lösbar fest angebracht sind. In Fig. 4 ist ein Beispiel eines aus 4 Elementen bestehenden Firmenlogos dargestellt. Die Ein zelelemente 13 des Firmenlogos sind an unterschiedlichen Bewegungsmodulen 14 einer mobilen Plattform angeordnet, die sich nach einem vorgegebenen Muster auf der Oberfläche beispielsweise einer senkrechten Gebäudefassadenwand bewegt. Durch diese Maßnahmen kann die Aufmerksamkeit potentieller Kunden bzw. Be trachter erheblich gesteigert werden und das Erscheinungsbild einer Firma prägnant beeinflußt werden.

Auch können auf den mobilen Plattformen Werbebotschaften in Klartextdarstellung, die sich auf Leinwänden, Displays, Laufschriften sowie Neonröhrenanordnungen ablesen lassen, zusätzlich animiert werden.

Neben der Animation der Werbeinformation durch die Beweglichkeit der mobilen Plattform an ebenen oder gekrümmten Oberflächen können auch die Werbeträger selbst einer Animation unterliegen. So können auf mobile Plattformen eigenbewegli che Körper lösbar fest angebracht werden, die bereits durch ihre Eigenanimation ei nen erhöhten Aufmerksamkeitsgrad erzielen. Beispielsweise können Flächenanord nungen auf mobilen Plattformen montiert werden, die sich in Art der Blüte einer Rose entfalten und wieder schließen.

Grundsätzlich sind den künstlerischen Gestaltungsmöglichkeiten von Werbe- und/oder Informationsträgern keine Grenzen gesetzt. So kann die gesamte Kinema tik einer mobilen Plattform verkleidet werden, beispielsweise als Fabelwesen, Ge tränkedosen oder Gesichter von prominenten Persönlichkeiten.

Bezugszeichenliste

1

Haftmodul

2

kraftschlüssige Haltevorrichtung

3

Bewegungsarm

4

Oberfläche

5

Schiene

6

Gliederkette

7

Sauggreifersystem

8

mobile Plattform

9

Tragekörper

10

Werbe- und/oder Informationsträger

11

,

12

gegenseitig verschiebbare Rahmen

13

Einzelelemente eines Firmenlogos

14

Bewegungsmodul

Claims

1. Mobiles Robotersystem, das sich an oder auf ebenen oder gekrümmten Flä chen (4) fortbewegt, mit wenigstens einer mobilen Plattform (8), die für einen siche ren Halt an oder auf der Fläche Haftmodule (1) sowie für die Fortbewegung Bewe gungs- (14) und Antriebsmodule vorsieht, dadurch gekennzeichnet, daß an der mobilen Plattform (8) ein optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Werbe- und/oder Informationsträger (10) derart lösbar fest angebracht ist, daß der Werbe- und/oder Informationsträger (10) die Beweglichkeit der mobilen Plattform (8) nicht beeinträchtigt und an einer exponierten Stelle an der mobilen Plattform vorgesehen ist.

2. Mobiles Robotersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmodule (1) kraft- und/oder formschlüssig die mobile Plattform lösbar fest an oder auf der Fläche (4), die horizontal bis senkrecht geneigt oder überhängend orientiert ist, fixiert.

3. Mobiles Robotersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssigen Haftmodule (1) Saugreifer (7) zum Anhaften an glatten Oberflächen (4) vorsehen oder auf magnetischen Wirkme chanismen beruhen.

4. Mobiles Robotersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Haftmodule (1) Greif- oder Klemmvorrichtungen aufweisen, die mit, in den Flächen (4) vorgesehene Konturen oder Haltevorrichtungen formschlüssig in Wirkverbindung bringbar sind.

5. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmodule als Schreitwerk auf der Basis des Sliding-Frame-Prinzips, als Vielarm- oder Vielbeinmechanismus oder in Form von Gliederketten (6) ausgebildet ist.

6. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Plattform (8) als Kletterroboter ausgebildet ist, der sich an Gebäudefassaden selbsttragend fortbewegt.

7. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Plattform (8) nach einem vorgebbaren Bewegungsmuster an oder auf der Fläche bewegbar ist.

8. Mobiles Robotersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungssteuerung für die mobile Plattform interaktiv erfolgt.

9. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Plattform als Arbeitsroboter ausgebildet ist, der eine Flächenreinigungs-, eine -bearbeitungs- oder eine -inspektionseinheit vorsieht.

10. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Werbe- und/oder Informationsträger (10) als Plakattafeln, Displays, Laufschriftvorrichtungen, Beleuchtungen, Digitalan zeigen, 3-dimensionale Körper und Figuren ausgebildet sind.

11. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werbe- und/oder Informationsträger (10) einer eigenständigen Dynamik oder Animation unterliegen.

12. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (4) feststehende Gebäudefassaden oder Flächen an Fahrzeugen sind.

13. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei mobile Plattformen kinematisch mit einander gekoppelt sind, die sich zusammen an oder auf der Fläche fortbewegen.

14. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an der Fläche (4) ein Schienensystem vorge sehen ist, entlang dem sich die mobile Plattform (8) bewegt.

15. Mobiles Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an der Fläche Griffe oder stangenförmig aus gebildete Halterungen vorgesehen sind, an denen sich die mobile Plattform freihän gend und eigentragfähig fortbewegt und/oder sich fixiert.