DE3327808A1 - Schallgesteuerter mobiler greifer - Google Patents

Description

• Beschreibung zu schallgesteuerter mobiler Greifer Wesentliches Merkmal: Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist die Steuerung eines angetriebenen beweglichen Greifers mittels Schall, vorzugsweise gesprochene Kommando-Worte.
• Zweck und Einsatzgebiet: Das Gerät soll einen beliebigen Gegenstand transportieren und in jeder Lage und in jeder Position seines Aktionsbereiches halten, ohne daß der Bediener den Greifer bzw.
• den Gegenstand berührt und ohne daß Bewegungsabläufe vorprogrammiert werden.~^Rs hält die Hände des Bedieners für dessen eigentliche Arbeit frei, und es ersetzt den zusätzlichen Helfer, der lediglich zum Heben, Absenken, Halten und Transportieren benötigt wird.
• Das Gerät soll in der Einzelstück- und in der Kleinserienfertigung eingesetzt werden.
• Unterschied zum bereits eingeführten Industrieroboter: Das Gerät ist nicht für die Großserienfertigung geeignet.
• Es ist nicht für bestimmte Bewegungsabläufe vorprogram mlerbar.
• Das Gerät eignet sich für den individuellen Einsatz. Es reagiert sofort auf den mündlich eingegebenen Steuerbefehl (Kommando-Wort). Die Bewegungen sind aus Sicherheitsgründen (Arbeitsplatz-Sicherheit) und wegen der Arbeitsablaufbedingungen so langsam, wie sie bei manueller Erledigung wären. Das Gerät stoppt seine Bewegung, wenn die Last unzulässig schwer ist, ein Hindernis berührt wird, und wenn der Bediener nicht innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalles das Kommando-Wort wiederholt.
• Aufbau und Steuerung: 1) zu Patentanspruch 1), (Bild 1) Aufbau: Der Greifer besteht aus einem Arm und einer Zange.
• Der Arm besteht bei schwerer Bauart vorzugsweise aus einem drehbaren senkrechten Hubkörper und einem waagerechten, längenvariablen, drehbaren und knickbaren Hohlkörper (Bild la). Bei leichter Bauart kann der Arm auch aus einem Stangensystem bestehen, z.B. nach den Prinzipien "Scherengitter" (Bild ib) oder "Parallelgestänge" (Bild ic).
• Entscheidend für die Wahl des Armsystems sind die Anwendungsbedürfnisse, wiez.-B. zulässige Last, I?eich weite, Aktionsradius, Beweglichkeit.
• Die Zange ist drehbar und knickbar an den Arm montiert.
• Sie ist auswechselbar, damit Gegenstände unterschiedlicher Abmessungen mittels unterschiedlicher Zangen gegriffen werden können.
• Der Greifer ist stationär montierbar, z.B. auf dem Boden (Bild la - 1c), an einem LKW (Bild 1d) oder als Anbau an einem Gabelstapler (Bild le).
• Als Antriebe kommen vorzugsweise Elektromotore, Eydraulik und Pneumatik zum Einsatz.
• Steuerung: (Bild 1f) Die Steuerung des Gerätes erfolgt elektronisch. Der Auslöseimpuls kommt von einem Sprach-Erkennungs-System.
• Das Sprach-Erkennungs-System vergleicht einen gesprochenen Steuerbefehl (Kommando-Wort) mit den ihm eingegebenen Vorgabe-Wörtern. Bei Übereinstimmung des Kommando-Wortes mit einem der Vorgobe-Wörtern gibt es ein dem Vorgabe-Wort entsnreehendes Signal weiter.
• Die Vorgabe-Wörter werden entweder über ein MikroSon direkt eingegeben oder mittels einer vorbesprochenen Magnetbandkassette. Bei einem sprecherunabhängigen System genügt die einmalige Eingabe von einer beliebigen Person, Bei Einsatz eines sprecherabhängigen Systems werden die Vorgabe-Wörter vom Bediener eingegeben. Bei Bedienerwechsel müssen die Vorgabe-Worte vom neuen Bediener erneut eingegeben werden, was vorzugsweise mittels einer vorbesprochenen Magnetbandkawette erfolgt.
• Zur Auslösung einer Antriebsinktion spricht der Bediener das entsprechende Kommando-Wort (z.B.: Zwang auf) in ein Mikrofon. Bei Übereinstimmung des Kommando-Wortes mit dem Vorgabe-Wort gibt das Sprach-Erkennungs-System ein entsprechendes Signal an den angekoppelten Rechner weiter.
• Der Rechner gibt über den diesem Signal zugeordneten Ausgang einen Impuls an einen Treiber. Der Treiber wandelt den Impuls in Strom bzw. Spannung, so daß das nachgeschaltete Schaltelement (z.B. Transistor, Thyristor, Relais, Schütz) anspricht, und somit den Steuerkreis des geforderten Antriebes (Zangen-Antrieb) schließt.
• 2) zu Patentanspruch 2), tild 2) Die Steuerung erfolgt wie zuvor unter 1), nur daß mittels eines Senders und eines Empfängers zwischen Mikrofon und Sprach-Erlcelmungs-System das Kommando-Wort drahtlos übermittelt wird.
• 3) zu Patentanspruch 3), (Bild 3) Aufbau: (Bild 3a) Der mobile Unterbau ist vorzugsweise mittels Rädern an einer Benk-Achse und einer Antriebs-Achse fahrbar. Er enthält neben den Antrieben entsprechende Energiespei cher und/de Energieerzeuger, wie z.B. Batterie, Soparzellen, Kompressor, Preßluftflaschen, Anschlüsse für Fremdenergie.
• Steuerung: Lenk-Achse, (Bild 3b) Das Lenkgestänge wird mittels eines Antriebes (z.B.
• Elektromotor) betätigt. Die Steuerung des Lenkantriebes erfolgt über einen Soll-Ist-Abgleich, einen Treiber und ein Schaltelement. Der Soll-Ist-Abgleich erhält den Soll-Wert von einem Soll-5.dert-Geber (z.B.
• ein Schleifwiderstand an der Deichsel) und den Ist-Wert von einem Ist-lVert-Geber (z.B. ein Schleifwiderstand am Lenkgestänge).
• Antriebs-Achse, (Bild 3c) Die Antriebs-Achse wird vorzugsweise von einem Elektromotor angetrieben, der manuell (z.B. mittels Schalter an der Deichsel) geschaltet wird.
• 4) zu Patentanspruch 4), (Bild 3 + 1f) Aufbau: Der Aufbau ist wie unter 3), jedoch ohne Deichsel.
• Steuerung: Lenk- und Pahr-Antrieb werden wie unter 1) mittels Kommandowort, Mikrofon, Sprach-Erkennungs-System, Rechner, Treiber und Schaltelement angesteuert.
• 5) zu Patentanspruch 5), (Bild 3 +.2) Aufbau und Steuerung wie unter 4), jedoch mittels zusätzlicher Verwendung von Sender und Empfänger.
• 6) zu Patentanspruch 6), (Bild 4) Aufbau: Der Aufbau ist wie unter 4) bzw. 5), jedoch et er zusätzlich ausgerüstet mit einem Richtungs-Erkennungs System (z.B.: Teitstrahl-Radar mit TJeitstrahl-Sender) und mit einem Entfernungs-Meß-System (z.B.: Echolot).
• Steuerung: Lenk-Achse Das Lenkgestänge wird wie unter 4) bzw. 5) angetrieben und gesteuert. Zusätzlich kann die Steuerung mittels eines Kommando-Wortes auf das Richtunge-Erkennunge-System umgeschaltet werden. Das Richtungs-Erkennungs-System ist vorzugsweise ein Leitstrahl-Radargerät, dessen Ausgangssignal als Soll-Wert genutzt wird. Das Radar-Gerst orientiert sich an einem teitstrahl, der vorzugsweise von dem Sender des Bedieners gesendet wird.
• Antriebs-Achse Der Pahrantrieb wird wie unter 4) bzw. 5) gesteuert.
• Zusätzlich kann die Steuerung mittels eines Kommando-Wort es auf das Entfernungs.-Meß-System umgeschaltet werden. Das Entfernungs-Meß-System ist vorzugsweise ein Echolot-Gerät, daß mechanisch mit der Lenk-Achse gekoppelt ist. Es kontrolliert entsprechend der Fahrtrichtung den Raum vor dem Pahrwagen. Sein Ausgang wird als Soll-Wert genutzt. Befindet sich innerhalb einer vorgebbaren Entfernung ein Hindernis, wird der Fahrantrieb gestoppt, andernfalls wird er bis zur Maximalgeschwindigkeit beschleunigt, Normalerweise ist der vorausgehende Bediener das Hindernis. Der Fahrwagen folgt innerhalb seines- Geschwindigkeitsbereiches dem Bediener in gleichmäßigem Abstand.

Claims (6)

1. Patentanspruch zu schallgesteuerter mobiler Greifer 1) Steuerung eines stationär montierten Greifarmes - dessen Gelenke durch Antriebe bewegt werden -mittels Schall; vorzugsweise unter Verwendung von Mikrofon, Sprach-Erkennungs-System, Rechner, Treiber und Schalteiement.
2. 2) wie 1), jedoch funk-ferngesteuert unter zusätzlicher Verwendung eines Senders und eines Empfangers.
3. 3) mobiler Unterbau für 1) und 2), vorzugsweise als Fahren mit einer Lenk-Achse und einer Antriebs Achse; gesteuert mittels manuell zu betätigenden Schaltelementen am Wagen wie Deichsel mit Schalter und a) für die Lenkung mit Soll-Wert-Gestänge, Soll-Wert-Geber, Ist-Wert-Geber, Soll-Ist-Abgleicher, Treiber, Schaltelement, Lenkantrieb und Iienkgestänge b) für den Fahrantrieb mit Schütz und Antriebsmotor.
4. 4) wie 3), jedoch statt der manuell zu betätigenden Schaltelemente am Wagen - Deichsel mit Schalter - durch Schall gesteuert wie unter 1).
5. 5) wie 4), jedoch Bunk-ferngesteuert unter zusätzlicher Verwendung eines Senders und eines Empfängers wie unter 2).
6. 6) wie 5), jedoch nach Start-Kommando mittels Schall und Funk selbststeuernd mittels Richtungs-Erkennungs-System wie z.B. iieitstrahl-Radar, 'Leitstrahl-Sender und mittels Entfernungs-Erkennungs-System wie z L. Echelot,