EP3831453B1 - Vorrichtung und verfahren zum aufstellen mindestens eines bowlingpins - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aufstellen mindestens eines bowlingpins Download PDF

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EP3831453B1
EP3831453B1 EP20192509.6A EP20192509A EP3831453B1 EP 3831453 B1 EP3831453 B1 EP 3831453B1 EP 20192509 A EP20192509 A EP 20192509A EP 3831453 B1 EP3831453 B1 EP 3831453B1
Authority
EP
European Patent Office
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bowling
pin
robot arm
bowling pin
ball
Prior art date
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Active
Application number
EP20192509.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3831453A1 (de
EP3831453C0 (de
Inventor
Sven Hohnecker
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Pin Marketing SL
Original Assignee
Pin Marketing SL
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Publication date
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Publication of EP3831453C0 publication Critical patent/EP3831453C0/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63D—BOWLING GAMES, e.g. SKITTLES, BOCCE OR BOWLS; INSTALLATIONS THEREFOR; BAGATELLE OR SIMILAR GAMES; BILLIARDS
    • A63D5/00—Accessories for bowling-alleys or table alleys
    • A63D5/08—Arrangements for setting-up or taking away pins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63D—BOWLING GAMES, e.g. SKITTLES, BOCCE OR BOWLS; INSTALLATIONS THEREFOR; BAGATELLE OR SIMILAR GAMES; BILLIARDS
    • A63D5/00—Accessories for bowling-alleys or table alleys
    • A63D5/02—Apparatus for trapping or lifting the balls; Separate devices for returning the balls
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63D—BOWLING GAMES, e.g. SKITTLES, BOCCE OR BOWLS; INSTALLATIONS THEREFOR; BAGATELLE OR SIMILAR GAMES; BILLIARDS
    • A63D5/00—Accessories for bowling-alleys or table alleys
    • A63D5/10—Apparatus for cleaning balls, pins, or alleys

Definitions

  • the invention relates to a device, a bowling system and a method for placing bowling pins, a robot arm being designed to place the bowling pins in a predetermined position.
  • Such devices are sometimes called pinsetters and should be capable of restoring, for example, a plurality of upturned bowling pins to an upright position in less than 30 seconds.
  • the publication WO 2012/091550 A1 describes a device for setting up bowling pins, the bowling pins being attached to pulleys by means of ropes. Furthermore, detection means are provided which are able to detect a movement of the bowling pins.
  • the pamphlet U.S. 6,027,411A discloses a device for setting up bowling pins, which can be swept from the bowling alley by means of a pusher.
  • the bowling pins are placed back on the bowling alley by means of a comparatively complicated mechanism.
  • the object of the invention is to at least partially overcome the problems of the prior art.
  • the proposed device for setting up bowling pins is typically characterized by its compact, energy-saving and lightweight design. While complex and large machines were previously required for setting up bowling pins, the proposed device can manage with just one object recognition device, one robot arm and one control unit.
  • the bowling pins can be set up with great precision in the predetermined desired position by means of the robot arm.
  • ten bowling pins are arranged in an isosceles or equilateral triangle with one vertex of the triangle pointing toward the bowler.
  • the robotic arm is used to set up the bowling pins, great flexibility can be achieved when setting up the bowling pins.
  • a large number of bowling pins can be placed on the track in a predetermined arrangement become.
  • the bowling pins can be arranged in a wide variety of geometric shapes. For example, nine bowling pins can be placed in a square. Alternatively, the bowling pins can also be set up along a line, for example.
  • the predetermined layout may be a complete basic layout of, for example, ten in a triangle or nine bowling pins in a square, or a partial layout of these layouts.
  • the bowling pins can be arranged on the track in a manner deviating from the triangular or square shape.
  • the number of bowling pins can be 9 or 10 or more than 10 or less than 9.
  • the area of the lane where the bowling pins are placed is often referred to as the pin deck.
  • the predetermined position of the bowling pin or the predetermined arrangement of the bowling pins or the number of bowling pins can be specified, for example, by a user via an input means which is connected to the control unit. For example, if a user wants to practice his throwing technique with certain arrangements of bowling pins, he can enter or change the predetermined position of the bowling pin or the arrangement of the bowling pins or the number of bowling pins via the input means.
  • the proposed device enables the bowling pins to be set up quickly, i.e. the device ensures setting up within 30 seconds or less.
  • the robot arm weighs at most 200 kg or at most 175 kg or at most 150 kg.
  • bowling pins are conical, cylindrical and/or rod-shaped objects that can typically be knocked over by a user using a ball.
  • the term “bowling pin” used therefore includes, inter alia, “pin”, “cone”, “bowling pin” and “bowling pin”.
  • the bowling ball is also often referred to as a sphere or ball designated. When a bowling pin is in the horizontal orientation, it can also be referred to as a “ fallen bowling pin”. If a bowling pin has the vertical orientation, it may be referred to as a “stalled bowling pin”.
  • a bowling lane typically includes an approach, a foul line, a lane, a pin deck, a pit, and/or at least one gutter.
  • the run-up is the area in which the players move to complete their throw.
  • the foul line is a line, usually drawn in black, that separates the inrun from the running track.
  • the foul line is often connected to a control unit by a light barrier. If the light barrier is triggered, an F (foul) is entered for the throw and the fallen pins do not count.
  • the running track is the area between the inrun and the pindeck, usually 60 feet long. This area is normally not entered by the players.
  • the ball passes through this area on its way to the pins on the pin deck.
  • the running surface is usually oiled in certain areas, primarily to protect the track surface.
  • the pin deck is the area where the bowling pins stand or where fallen bowling pins are set up again.
  • the pit follows the area of the pin deck in the longitudinal direction.
  • the pit is the area where the fallen bowling pins are pushed by a pusher or where the bowling pins are knocked by the ball.
  • the at least one channel extends laterally
  • the object recognition device is designed to detect a position of the bowling pin.
  • the detected position includes a position of a bowling pin having the vertical orientation.
  • the precise location of a bowling pin that has the horizontal orientation may not need to be captured.
  • the position of the bowling pin, which has the horizontal orientation can also be detected by the object recognition device.
  • Position of bowling pin may mean, for example, a projection of a position of the center of gravity of the bowling pin onto a flat surface, such as a running track or bowling alley or pit (see below).
  • the orientation of the bowling pin provides information about whether the bowling pin is standing or lying down, the position of the bowling pin indicates where the bowling pin is located on the track or in the pit (see below).
  • the control unit can be designed to control the robot arm depending on the detected position of the bowling pin.
  • the detected position can include the predetermined target position and/or an actual position that is horizontally shifted with respect to the target position.
  • a bowler or user has two throws to knock down a number of bowling pins (usually ten). It can happen that a bowling pin is displaced from its original position on the first throw without falling. Before the second throw, however, the bowling pin should be positioned where it was pushed on the first throw. Because the control unit is able to control the robotic arm depending on the detected position of the bowling pin, it can be ensured that the bowling pin is placed exactly there on the second throw or stays exactly where it was moved to after the first throw.
  • Current pinsetters such as cable pinsetters, do not achieve this, or not in a satisfactory manner, or only within a relatively large tolerance range.
  • the device can also have a slide.
  • the pusher can be designed to push a large number of bowling pins, which are located on the track, for example, into a pit, for example a gutter.
  • bowling pins are usually pushed off the track (the pin deck) and into the pit by means of a pusher according to the prior art.
  • tongs usually descend and grab the remaining bowling pins.
  • the tongs pull the bowling pins up and the pusher pushes the fallen bowling pins that are still on the lane backwards into the pit.
  • the bowling pins are placed on the track or on the pin deck by the tongs and the empty tongs move up again.
  • the tongs move down again, but instead of reaching for the bowling pins, go up again.
  • the pusher then pushes the last bowling pins from the second throw backwards into the pit. If there is a lying bowling pin on the pin deck or in the gutter, it is pushed into the pit by the slide. If there is no bowling pin on the pin deck or in the gutter, the second bowl can be thrown immediately.
  • control unit is designed to control the pusher and the robotic arm in such a way that when a first number of bowling pins is in the horizontal orientation, the pusher pushes all of the bowling pins, including a second number of vertically oriented bowling pins, into the pit.
  • the robotic arm can only pick out the second number of vertically oriented bowling pins from the pit and place them in the predetermined target position or in the position detected by the object recognition device.
  • the aforementioned slide can also be dispensed with.
  • the control unit can control the robotic arm in such a way that the robotic arm picks up the bowling pins in the horizontal orientation and places them in the pit, while the robotic arm leaves the bowling pins in the vertical orientation. Said actuation of the robot arm can take place here in particular after the first throw of the bowling ball and before the second throw of the bowling ball.
  • the robotic arm can set up the bowling pins lying in the pit and the bowling pins that have fallen over in the predetermined positions after the second throw, leaving the bowling pins that remained in the predetermined desired position after the second throw standing. This can reduce the time it takes to set up the bowling pins after the second throw.
  • the object recognition device can be designed to recognize a specific bowling pin from a group of bowling pins.
  • the specific bowling pin preferably includes a detection feature.
  • the detection feature can be, for example, a specific colour, choice of material or shape of the bowling pin. It is only important that the object recognition device can recognize the specific bowling pin via the detection feature. For example, a "golden bowling pin" can be placed in a predetermined position, e.g., facing the bowler in a foremost position. The users or bowlers can then attempt to knock down the gold bowling pin first in a competitive situation.
  • the object recognition device is designed to detect a bowling ball and a position of the bowling ball.
  • the object recognition device can also be used to detect the robot arm and/or a position of the robot arm and/or an orientation of the robot arm and/or a Be configured pivot position of the robot arm.
  • the object recognition device can be designed to detect the track, the pit, a ramp (see below) and/or the slide and/or a human and/or an animal.
  • the object recognition device is able to detect objects on the bowling alley and to recognize whether the object is a bowling pin or a bowling ball or not.
  • the control unit can be designed to switch off the robot arm.
  • the object recognition device can be designed to recognize people or animals.
  • the control unit can then be designed to turn off the robotic arm when a human or animal is within a safe distance from the robotic arm. This security measure can be used to prevent, for example, service personnel and the robot arm from interfering with each other.
  • the at least one robotic arm is designed to grip and hold the bowling ball and to move the bowling ball to a predetermined target position.
  • a control unit is designed to control the robotic arm depending on the detected position of the bowling ball.
  • the object recognition device can be arranged on the robot arm and/or above and/or next to the upper robot arm.
  • the object recognition device can also be arranged on, above, behind, in front of or next to the pin deck or the running track.
  • the exact choice of the position of the object detection device typically depends on the specific circumstances of the respective bowling alley or running track.
  • control unit is designed to control the robot arm depending on a current orientation and/or current position of the robot arm.
  • the robot arm can have at least one resting position and one gripping position.
  • the rest position of the robot arm should be designed in such a way that the robot arm in the rest position does not impede a throw by a bowler or user.
  • the control unit can control the robotic arm in such a way that the robotic arm moves into a different position.
  • the object recognition device can be designed to be movable. If the robotic arm blocks the view of the object recognition device, the object recognition device can be moved to a position in which the view is clear.
  • the object recognition device can be arranged on a traversing arrangement. The object recognition device can be moved from a rest position into at least one measurement position and back. The traversing arrangement can be connected to the control unit and be/are controllable by it.
  • the robotic arm has a gripping device for gripping and holding the bowling pin.
  • the gripping device is, for example, a mechanical, a pneumatic and/or a magnetic gripping device.
  • a magnetic gripping device has the advantage that exact gripping is not necessary. Furthermore, with a magnetic gripping device, gripping at different gripping points of the bowling pin is usually possible.
  • the bowling pin should have at least one magnet and/or at least one ferromagnetic material such as iron, cobalt or nickel.
  • a mechanical or pneumatic gripping device has the advantage that the bowling pin can be gripped precisely, so that the bowling pin can be set up precisely in the predetermined position.
  • a combination of a magnetic, mechanical and/or pneumatic gripping device is also conceivable.
  • the gripping device can have a sensor which is designed to detect that the bowling pin and/or bowling ball is being held.
  • the sensor of the gripping device can in turn be connected to the control unit.
  • the robot arm can only be moved or rotated further by appropriate activation of the control unit when the sensor indicates that the bowling pin or the bowling ball is being held by the gripping device of the robot arm.
  • the robot arm or the gripping device can be dismantled non-destructively in order to exchange the robot arm/the gripping device for another robot arm/another gripping device. If the robot arm or a part, such as the gripping device, of the robot arm is broken, the robot arm can be completely or partially dismantled and the robot arm or the corresponding part can be replaced.
  • the device may also include at least two robotic arms for smooth operation. If one of the robot arms should break during operation, bowling pins can still be set up with the other robot arm or arms. In addition, a speed of setting up the bowling pins can be increased if there are two or more robot arms.
  • the movements of the robotic arms and/or the pusher are synchronized or coordinated with one another by the control unit. This can, for example, prevent collisions between the robot arms.
  • the object detection device includes, for example, a sensor, such as a photo sensor, or a laser scanner, such as a 3D laser scanner, or a pushbutton switch, or a camera, or a combination of several of the elements mentioned for detecting the at least one bowling pin and/or the bowling ball and/or the robot arm and/or the pit and/or the slider and/or the ramp and/or a human (see below).
  • the object recognition device preferably allows 3D object recognition of the respective objects.
  • several sensors, laser scanners and/or photo sensors and/or cameras and/or a combination of one or more 3D laser scanners, cameras and photo sensors can also be used.
  • the control unit can be designed to process or process signals or data from an above-mentioned sensor or several of the above-mentioned sensors (laser scanner, 3D laser scanner, pushbutton switch, camera, photo sensor or a combination) of the object recognition device.
  • the robotic arm is designed to grip and/or set up bowling pins across lanes (across bowling lanes).
  • the robot arm is designed to grip bowling pins located on at least two bowling lanes and/or set up bowling pins on at least two different bowling lanes.
  • the robot arm can in particular bowling pins one after the other or alternately - so not several bowling pins at the same time - grab hold of different bowling lanes and set them up on different bowling lanes.
  • located generally includes standing bowling pins and bowling pins lying down.
  • the robot arm can be dimensioned and/or positioned in such a way that it can grip bowling pins from different bowling lanes and/or set them up on different lanes.
  • the person skilled in the art recognizes here that the specific dimension and/or position of the robot arm depends on the dimensions of the respective bowling lanes.
  • the robotic arm can hold the bowling pin and then set it up or lay it down in a specific, desired or predetermined position (eg on the bowling alley or in the pit).
  • the robot arm is stationary.
  • the robotic arm may be configured to grip bowling pins located on adjacent bowling lanes and/or place the bowling pin on one of the adjacent bowling lanes.
  • the robot arm is designed to be movable. Provision can be made, for example, for the robot arm to be arranged on or on a movable carriage, such as a carriage.
  • the carriage can have wheels, tires or rollers, for example.
  • the robotic arm can be driven as needed to that bowling alley where bowling pins are to be picked up, placed and/or set up.
  • the bowling lanes do not have to be adjacent, so one or more bowling lanes can be arranged between these bowling lanes.
  • the carriage can be moved, for example, by means of a stepper motor, with the stepper motor preferably being controlled by the control unit.
  • the device can further comprise a position sensor connected to the control unit for detecting a position of the moveable robot arm.
  • the position sensor can be a unit that differs from the object recognition device, such as a GPS sensor attached to the respective robot arm.
  • the position sensor can also be integrated into the stepping motor. A position/relative position of the carriage can then be determined by counting the steps of the stepper motor.
  • the position sensor can also be the object recognition device itself.
  • the control unit can be designed to control the moveable robot arm depending on its actual position and/or to move it to a desired position and then control it.
  • the stationary or movable robot arm can also be arranged above the bowling lane or lanes, e.g. at a certain height. In this case, the robotic arm reaches down to pick up a bowling pin from one of the bowling lanes.
  • the stationary robot arm can be attached to a carrier which is arranged at the specific height above the bowling alley or bowling alleys.
  • the carriage of the traveling robotic arm may be coupled to a rail or guide (see below) located, for example, at the specified height above the bowling alley or lanes.
  • the control unit can control this robot arm and/or the respective other robot arm and/or the respective other robot arms depending on an operating state of a robot arm. For example, if the robot arm is fully functional or non-functional, the operational status can be marked as "good” or "poor". If the robot arm is inoperative, the control unit can control the other robot arm or the other robot arms so that the other robot arm or the other robot arms take over the functions of the inoperative robot arm. For example, the control unit can instruct the non-functional, movable robot arm or the carriage of this movable robot arm or a motor of the carriage to drive to a parking position.
  • control unit can instruct the inoperable, stationary robotic arm to return to its rest position to accept
  • control unit can instruct an operative robotic arm to take the place of the inoperative robotic arm and take over its functions.
  • the operating state can also include “on” and “off”. If the robot arm is switched on or off, for example, the further operating state can be “on” or “off”.
  • the device includes means for detecting an operating state of the robot arm. The means for detecting the operating state can be connected to the control unit or can be part of the control unit. Alternatively or additionally, a user can use the above-described input means connected to the control unit to specify the operating state of the respective robot arm (ie in particular "on” or “off” and "good” or “bad”).
  • a bowling system is also proposed with the present document.
  • the bowling system can in particular have the previously described device for setting up at least one bowling pin and/or the robot arm or robot arms described.
  • the bowling system has a bowling alley that extends essentially horizontally.
  • the bowling system may include at least two substantially horizontally extending bowling lanes. Longitudinal axes of the bowling lanes are preferably aligned parallel to one another.
  • the robotic arm is designed to grip and/or set up bowling pins across lanes. Provision can be made for the robot arm to be designed to grip bowling pins located on the at least two bowling lanes.
  • the robotic arm is arranged stationary with respect to the bowling lanes, for example above or between two adjacent bowling lanes. In this case, the robotic arm can grab the bowling pins, e.g. If the robot arm is designed to be movable, the robot arm can be moved to a position in such a way that the robot arm can grip and/or set up bowling pins of the adjacent bowling lanes from this position.
  • the bowling system can have a rail or guide on or in which the carriage can be moved.
  • the rail can be part of a rail system be.
  • the rail or guide ensures that the robotic arm can only be moved along a specified route.
  • the carriage can be moved on a route provided for this purpose.
  • the route usually borders on the bowling alleys.
  • the route is preferably dimensioned in such a way that at least two carriages can travel side by side in opposite directions without the two carriages colliding.
  • the carriage can be designed to be self-propelled, ie the carriage can have appropriate software and hardware in order to drive the robot arm from bowling alley to bowling alley without accidents.
  • a ratio of robotic arms to bowling lanes is less than one. For example, if there are N number of robotic arms and M number of bowling lanes, N is less than M. For example, there may be a single robotic arm for every two bowling lanes. With this embodiment, costs can be reduced.
  • a ratio of robotic arms to bowling lanes is greater than one. For example, if there are N number of robotic arms and M number of bowling lanes, N is greater than M. For example, there may be two or more robotic arms per bowling lane.
  • redundancy can be created to ensure smooth, uninterrupted operation of the bowling system. For example, if a robotic arm of a bowling alley becomes inoperative, another robotic arm can be driven to the corresponding bowling alley, or an adjacent stationary robotic arm can grasp, hold, and set up bowling pins of the inoperative robotic arm. In contrast to this, in conventional systems the entire bowling alley fails if the corresponding installation device is defective. The proposed device and/or the proposed bowling system can therefore be used in particular without interruption. The redundancy also reduces maintenance costs, since fewer service personnel need to be present to ensure undisturbed, uninterrupted operation of the bowling lanes.
  • the bowling system may include a ramp extending along the bowling alley extends, wherein the ramp is inclined to the horizontal, for example to the horizontal of the flat bowling alley.
  • the ramp usually includes a guide rail for a bowling ball, with the robotic arm being designed to place the bowling ball on the ramp. More preferably, the ramp extends to a ball table. The bowling ball can then roll on the ramp under its own weight to the ball table where it can then be used by a user for the next throw.
  • the bowling ball In the prior art, provision is often made for the bowling ball to roll in front of a ball accelerator after being thrown, which accelerates the bowling ball to a high speed and rolls it to a ball rest. In front of the ball rest, the bowling ball is slowed down and brought back to a ball table with a conveyor belt, which is located in a housing of the ball rest.
  • a conveyor belt and a ball lifter connected to the conveyor belt are provided, which lifts the ball up a ramp, after which the bowling ball rolls down the ramp to the ball table.
  • the method can have one or more steps that were described above in the explanation of the device for setting bowling pins.
  • the method may be implemented as code, for example in the form of a computer program on a computer-readable medium such as volatile memory or non-volatile memory.
  • the method can be carried out in particular with the device for setting up bowling pins described above.
  • the bowling system mentioned above is also suitable for carrying out the method described.
  • the Figures 1 to 3 show different views of a device 1 for Setting up bowling pins 2.
  • the apparatus 1 is located at one end of a flat running track 10, sometimes referred to as a tread 10 or bowling alley 10.
  • a tread 10 or bowling alley 10 As shown in FIG.
  • Different bowling pins 2 can be seen, which are set up or can be set up in an area 13, the so-called pin deck 13, of the track 10.
  • Adjacent to the area 13 is a recess 6 designed as a pit or channel 6, into which fallen bowling pins 2 can be conveyed.
  • a pusher can be provided (not shown), which is able to push bowling pins 2 that have fallen over and/or are standing from the pin deck 13 into the pit 6 .
  • the bowling pins 2 are knocked over by a bowling ball 9 .
  • the bowling ball 9 is usually made of a plastic mass and usually has a weight of 3.5 to 7.3 kg.
  • a bowling pin 2 usually weighs between 1300 and 1640 grams and is about 35 to 40 cm, for example about 38 cm high.
  • the bowling pin 2 usually has a wooden core with a plastic coating.
  • the device 1 comprises two robotic arms 3, 4, each weighing approximately 100 to 150 kg. More than two robot arms or a single robot arm can also be provided.
  • the robot arms 3, 4 are designed to grip and hold a bowling pin 2.
  • the robot arms 3, 4 are also designed to set up the bowling pin 2 to a predetermined target position 5, 12.
  • the robot arms 3, 4 can be multi-axis robots.
  • the robot arms 3, 4 can have several arm segments 22, 23, 24 for this purpose.
  • the robot arms 3, 4 each comprise a base 20 on which a pedestal 21 is arranged so as to be rotatable about a vertical axis of rotation.
  • a swivel arm segment 22 is pivotably arranged on the pedestal 21 .
  • a further arm segment 23 is arranged on the swivel arm segment 22 and can be designed, for example, as a rotary arm segment. On the further arm segment 23 there is a gripping arm segment 24 which has an axis of rotation.
  • a gripping device 25 can be arranged on the gripping arm segment 24, which can be moved and pivoted in space by controlling the movement axes of the robot arm segments 22, 23, 24.
  • the gripping device 25 can be, for example, a pneumatic, mechanical and/or magnetic gripping device.
  • the robotic arms 3, 4 are also designed to grip and hold a bowling ball 9.
  • the gripping device 25 can have a sensor which is used to detect a hold of the bowling pins 2 and/or bowling ball 9 is formed.
  • the robotic arms 3, 4 include at least a rest position and a gripping position. This can ensure that the robotic arms 3, 4 do not impede a throw by a bowler or a user of the running track 10.
  • the device 1 comprises two robotic arms 3, 4.
  • the robot arms 3, 4 are preferably of the same type.
  • two different types of robot arms 3, 4 can be used for the device 1.
  • the robot arms 3, 4 and/or the gripping devices 25 can each be dismantled non-destructively, so that in the event of a malfunction they can be partially or completely dismantled and replaced by another robot arm or another gripping device 25.
  • a ramp (not shown) can extend laterally along the track 10 .
  • the ramp can have a guide rail for the bowling ball 9 .
  • At least one of the robot arms 3, 4 can be designed to place the bowling ball 9 on the ramp.
  • the ramp is inclined relative to the flat track 10, causing the bowling ball 9 to roll back towards a ball table positioned at the beginning of the track 10 under the influence of its own weight. Here the bowler can remove the bowling ball 9 from the ball table and use it for the next game.
  • the device 1 includes an object recognition device (not shown) (cf. figure 5 ).
  • the object recognition device is designed to detect the bowling pin 2 and/or the bowling ball 9 and/or the robot arm 3, 4 and/or the pit 6 and/or the track 10 and/or a human and/or an animal. Furthermore, the object recognition device can recognize which orientation the bowling pins 2 have. In other words, the object recognition device is able to detect whether a bowling pin 2 has fallen over or is standing still.
  • the object recognition device can also be designed to detect a position of the bowling pin 2 on the track 10 .
  • the object detection device can, for example, on the robot arm 3, 4, and / or the robot arm 3, 4 and/or next to the robot arm 3, 4.
  • the object recognition device can include a number of modules which are arranged at different locations. So that the object recognition device is always able to recognize a position and/or orientation of the bowling pins 2, the object recognition device can be arranged to be movable on a traversing arrangement. In this way, if one of the robot arms 3, 4 should block the view of the object recognition device, the object recognition device can be moved.
  • the object recognition device can also be designed to detect the robot arm 3, 4 or parts of the robot arm 3, 4 and/or a position of the robot arm 3, 4 and/or an orientation of the robot arm 3, 4 and/or a pivot position of the robot arm 3, 4 .
  • the object recognition device has at least one sensor which detects the bowling pins 2 and/or the bowling ball 9 and/or the robot arm 3, 4.
  • a laser scanner for example, can be used as a sensor. The scanner can emit several laser beams at a short distance, so that a fan of laser beams is created. The fan formed by the laser beams is then swiveled over a detection area, generally at least over the area 13 (pindeck 13) and the pit 6, by swiveling the sensor, whereby a spatial detection of the detection area takes place. Geometric data is created by measuring distances using the laser beams.
  • a camera can also be used to capture the bowling pins 2 and/or the bowling ball 9 and/or the robot arm 3, 4.
  • the object detection device can include one sensor per bowling lane or also a multiplicity of sensors.
  • the object recognition device can also be designed to recognize a specific bowling pin 7 from a group of bowling pins 2 .
  • the specific bowling pin 7 has a detection feature 8 in comparison to the other bowling pins 2 of the group, which is designed as a colored, encircling line 8 on the bowling pin 7 in the exemplary embodiment shown.
  • the control unit connected to the object recognition device can be designed to switch off the robot arm 3, 4. In this way it can be ensured that, for example, service personnel and the robot arm 3, 4 do not interfere with one another.
  • the device 1 includes a control unit (not shown) (cf. figure 5 ).
  • the control unit is designed to evaluate data and/or signals from the object recognition device and to control the robot arms 3, 4 depending on the predetermined target position 5, 12 of the bowling pin 2, 7 and/or the detected orientation of the bowling pin 2 in order to move the bowling pins 2, 7 pick up and set up on track 10 or place in pit 6.
  • the control unit controls the robotic arm 3 , 4 in order to place the bowling pins 2 back on the predetermined target positions 5 .
  • the control unit is usually designed to control the robot arm 3, 4 depending on the detected position of the bowling pin 2, the detected position comprising a target position 5, 12 and/or an actual position 11 that is horizontally shifted in relation to the target position 5, 12.
  • the control unit can be designed to control the robotic arms 3 , 4 depending on the detected position of the bowling ball 9 in order to grip the bowling ball 9 .
  • a bowling pin 2, 7 is displaced from its original position on the first throw without falling. This case is in the Figures 4B and 4D portrayed.
  • the target position 12 is in the Figures 4B and 4D shown as a dashed line.
  • the bowling pin 2 is pushed by the bowling ball 9 or another bowling pin 2 to a new position 11 without falling over.
  • This shifted position 11 of the bowling pin 2, 7 is detected by the object detection device and forwarded to the control unit.
  • the bowling pin 2, 7 should be there, i.e. at the shifted position 11, where it was pushed to on the first throw. Because the control unit controls the robot arm 3, 4 is able to control depending on the detected position of the bowling pin 2, 7, it can be ensured that the bowling pin 2, 7 is placed exactly there during the second throw or stops exactly where it was moved to after the first throw.
  • the control unit is usually connected to the slider (cf. figure 5 ) connected to control it.
  • the control unit can be designed to control the pusher and the robot arm 3, 4 in such a way that when a first number of bowling pins 2, 7 has fallen over, the pusher moves all bowling pins 2, 7, including a second number of standing bowling pins 2, into the pit 6 pushes.
  • all bowling pins 2 located on the pin deck 13 are pushed into the pit 6 according to the present application.
  • the Rotoberarm 3, 4 grabs the bowling pins 2 from the pit 6 and places the bowling pins 2 on the positions 5, 11 of the bowling pins 2 detected by the object recognition device.
  • the aforementioned slide can also be dispensed with.
  • the control unit can control the robotic arms 3, 4 in such a way that the robotic arms 3, 4 collect the fallen bowling pins 2, 7 from the track 10 and transport them into the pit 6, while the robotic arms 3, 4 remove the standing bowling pins 2, 7 leave it on track 10. Said actuation of the robot arms 3, 4 can take place in particular after the bowling ball 9 has been thrown for the first time and before the bowling ball 9 has been thrown for the second time.
  • the control unit can be designed to control the robot arms 3, 4 depending on their current orientations and positions. In particular, it is advantageous if the movements of the robot arms 3, 4 and the slide are synchronized or coordinated with one another by the control unit.
  • the control unit can control the robot arms 3, 4 to move to the rest position. Furthermore, the robotic arms 3, 4 can be controlled in order to improve recognition of the bowling pins 2 and the bowling ball 9 by the object recognition device.
  • the control unit can also control the traversing arrangement of the object recognition device.
  • control unit is connected to the sensor of the gripping device.
  • the control unit can have a microcontroller, a processor, a microprocessor and/or a digital signal processor for processing and/or processing the signals and/or the data from the above-mentioned sensors.
  • a digital signal processor can be designed for continuous processing of digital signals, for example digital signals from the sensors mentioned above. Provision can also be made for the control unit to be designed to activate one or more of the sensors mentioned.
  • control unit can have one or more memories, such as random access memory (RAM), read only memory (ROM), a hard disk, a magnetic storage medium and/or an optical drive.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • hard disk e.g., hard disk
  • magnetic storage medium e.g., magnetic tape
  • optical drive e.g., optical disk
  • a program can be stored in the memory, e.g.
  • an input device (not shown) (cf. figure 5 ) may be provided, which is connected to the control unit.
  • a user can use the input means to specify the predetermined target position 5, 12 of the bowling pins 2, 7 or a predetermined arrangement of the bowling pins 2, 7 (triangle, square, cuboid, line, line shape, etc.) on the track 10 and forward it to the control unit .
  • the control unit and the input means can, for example, be connected to one another optically by means of glass fibers, electrically by means of cabling or via a wireless communication device.
  • bowling pins 2, 7 are shown. So according to the Figure 4A ten bowling pins 2, 7, 12 are arranged in an isosceles triangle. The Figure 4C shows an arrangement of nine bowling pins in a square. Of course, many different arrangements of bowling pins 2, 7, 12 are possible and the present application is not limited to a specific arrangement of bowling pins 2, 7.
  • the method described can be carried out in particular with the device 1 described above.
  • the figure 5 shows a schematic representation of the device 1 for setting up bowling pins 1.
  • the control unit 30 is connected to the object recognition device 31, the input means 32, the slider 33 and the robot arm 4.
  • the control unit 30 with a stepping motor of a carriage 34 (see below).
  • the control unit 30 and the object recognition device 31, the input means 32, the slider 33, the robot arm 4 and/or the stepper motor of the carriage 34 can each be connected to one another, for example optically by means of optical fibers, electrically by means of cabling or via a wireless communication device.
  • An operating state of the robot arm 3 , 4 can be communicated to the control unit 30 via the input means 32 . If one of the robot arms 3, 4 is no longer functional due to a defect, the operating status "inoperable” or “poor” can be entered at the input means 32, for example.
  • the control unit 30 controls the respective other robot arm 3, 4 as a function of this operating state, so that the other robot arm 3, 4 takes over the functions of the inoperative robot arm 3, 4.
  • the input means 32 can be, for example, a keyboard, a mouse, a touchscreen, a mobile phone such as a smartphone, or the like. It goes without saying that the invention is not limited to a specific input means 32 .
  • means (not shown) for detecting an operating state of the robot arm 3, 4 can be provided, which indicate which operating state the respective robot arm 3, 4 has. These detection means can also be connected to the control unit 30 in the manner described above.
  • the 6 shows a schematic representation of a bowling system 100 with a plurality of bowling lanes (running lanes) 111, 112, 113, 114, the longitudinal axes of which are aligned parallel to one another.
  • the bowling system 100 comprises five robotic arms 101, 102, 103, 104, 105 which are stationary in relation to the bowling lanes 111, 112, 113, 114 are arranged.
  • at least the robot arms 102, 103, 104 are arranged between two bowling lanes 111, 112, 113, 114.
  • the robotic arms 101, 102, 103, 104, 105 can each be attached to a non-illustrated support which is located at a specific height above the bowling lanes 111, 112, 113, 114.
  • the robot arms 101, 102, 103, 104, 105 are all connected to the control unit 30.
  • the control unit 30 can thus control the robot arms 101, 102, 103, 104, 105 individually and the operational sequence of the robot arms coordinate.
  • the middle three robot arms 102, 103, 104 are each designed to grip, hold and set up bowling pins 2 that are located on two adjacent bowling alleys.
  • bowling pins 2 of the bowling alleys 111, 112 can be picked up by the robot arm 102 and set up.
  • the robotic arms 102 and 104 can pick up bowling pins 2 of the lanes 111, 112 or 113, 114 across lanes and set them up.
  • the 7 shows a schematic representation of another bowling system 200 with several parallel bowling lanes (tracks) 211, 212, 213, 214.
  • the bowling system 200 differs from the bowling system 100 in that a rail system 35 and movable robot arms 201, 202, 203, 204 and 205 are provided.
  • the bowling system 200 can also have one or more guides for the robotic arms 201, 202, 203, 204, 205.
  • the robot arms 201, 202, 203, 204, 205 connected to the control unit 30 are each arranged on a movable carriage 34.
  • the carriages 34 have wheels, tires or rollers and are mounted on the rail system 35, the rail system 35 being at the same level as the bowling lanes 211, 212, 213, 214 (e.g. next to the bowling lanes) or also at a certain height above the bowling lanes 211, 212, 213, 214 can be positioned.
  • the rail system 35 comprises, for example, a main rail 36, which runs transversely to a longitudinal axis of the respective bowling lanes 211, 212, 213, 214, and five parking rails 37, which extend parallel to the longitudinal axes of the bowling lanes 211, 212, 213, 214 and with which Main rail 36 are connected.
  • the robot arm 204 is located on the parking rail 37 .
  • the control unit 30 can cause the robotic arm 201 to be driven to one of the parking rails 37 and then switched off accordingly the operating status "off" and "bad". In the figure 7 this is represented by arrow 38 .
  • the robot arm 201 that is now missing can be compensated for by moving the robot arm 202 on the main rail 36 . So that the control unit 30 knows where the individual robot arms or carriages 34 are located, position sensors for detecting a position of the movable robot arms 201, 202, 203, 204, 205 can be provided.
  • the respective position sensors can, for example, be attached to the robot arms 201, 202, 203, 204, 205 or be part of the stepping motors.
  • the object recognition device 33 is used for detecting the positions of the robot arms 201, 202, 203, 204, 205.
  • the control unit 30 then controls the robot arms 201, 202, 203, 204, 205 or the stepping motors of the carriages 34 of the robot arms 201, 202, 203, 204, 205 depending on their positions.
  • the bowling alley 213 is not currently being used. For this reason, the associated robot arm 204 was driven onto the parking rail 37 by activation of the control unit 30 and temporarily switched off. Its operating state is therefore "good” and “off” in the exemplary embodiment shown.
  • the other robot arms 202, 203 and 205 each have the operating status "good” and "on”.
  • the carriage 34 can be moved on a track (not shown) provided for this purpose.
  • the route usually borders on the bowling lanes 211, 212, 213, 214.
  • the route can, for example, have a similar or the same course as in the 7 shown rail system 35.
  • the route is preferably dimensioned such that at least two carriages 34 can travel side by side in opposite directions without the two carriages 34 colliding.
  • the carriage 34 can be self-propelled, ie the carriage 34 has the appropriate software and hardware to move the robot arm 201, 202, 203, 204, 205 accident-free from one of the bowling lanes 211, 212, 213, 214 to one of the other bowling lanes 211, 212, 213, 214 to drive.

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Bowlingsystem sowie ein Verfahren zum Aufstellen von Bowlingpins, wobei ein Roboterarm ausgestaltet ist, die Bowlingpins auf eine vorbestimmte Position zu stellen.
  • Im Stand der Technik sind verschiedenartige Vorrichtungen zum Aufstellen von Bowlingpins bekannt. Derartige Vorrichtungen werden manchmal Pinsetter genannt und sollten in der Lage sein, z.B. eine Vielzahl umgekegelter Bowlingpins innerhalb von weniger als 30 Sekunden wieder aufrecht auf eine vorbestimmte Position hinzustellen.
  • Nachteilig bei diesen bekannten Vorrichtungen sind der relativ schnelle Verschleiß von einzelnen Komponenten und die aufwendige Wartung der Vorrichtungen, wodurch die Vorrichtungen oft störanfällig sind. Außerdem müssen für einen reibungslosen Betrieb einer Bowlingbahn in der Regel ständig Ersatzteile gekauft und ausgetauscht werden. Insgesamt ist die Instandhaltung von derartigen Vorrichtungen zum Positionieren von Bowlingpins kostspielig und zeitintensiv. Beim Ausfall des Pinsetters kann die zugehörige Bowlingbahn meistens erst wieder ab dem Zeitpunkt der Behebung der Ursache oder Fertigstellung der Reparatur in Betrieb genommen und benutzt werden. Außerdem haben existierende Pinsetter ein sehr hohes Gewicht von bis zu 1000 kg oder sogar mehr. Außerdem verursachen existierende Pinsetter erheblichen Lärm, was ihre Standorte erheblich einschränkt.
  • Mit den Aufstellvorrichtungen des Standes der Technik ist es bisher nicht in zufriedenstellender Weise möglich, beliebige Pinaufstellungen auf einer Laufbahn in für den Benutzer einfacher Weise vorzugeben und von der Aufstellvorrichtung ausführen zu lassen.
  • Weiter hat es sich als schwierig herausgestellt, nach einem Wurf verschobene, stehengebliebene Pins in eben dieser verschobenen Position wieder auf die Laufbahn zu stellen, nachdem die gefallenen Pins abgeräumt worden sind.
  • In der Veröffentlichung US 6 524 192 B1 werden Bowlingpins mittels einer Vielzahl von Greifzangen aufgenommen und anschließend auf vorbestimmte Positionen aufgestellt.
  • Die Veröffentlichung WO 2012/091550 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins, wobei die Bowlingpins mittels Seilen an Flaschenzügen befestigt sind. Weiter sind Detektionsmittel vorgesehen, die eine Bewegung der Bowlingpins zu detektieren vermögen.
  • Die Druckschrift US 6 027 411 A offenbart eine Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins, welche mittels eines Schiebers von der Bowlingbahn gefegt werden können. Die Bowlingpins werden mittels eines vergleichsweise komplizierten Mechanismus wieder auf die Bowlingbahn gestellt.
  • Weiter zeigt die Veröffentlichung US 2006/0211508 A1 eine elektromechanische Vorrichtung mit einem Hydraulikantrieb zum Aufstellen von Bowlingpins.
  • Weitere Bowlingsysteme sind beispielsweise aus den Veröffentlichungen EP 1 002 558 A2 , JP 2007 014511 A und CN 204 469 183 U bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch, ein Bowlingsystem gemäß einem Nebenanspruch sowie das Verfahren nach einem weiteren Nebenanspruch gelöst. Weiterbildungen werden durch die nachfolgende Beschreibung und die abhängigen Ansprüche beschrieben.
  • Mit der vorliegenden Schrift wird eine Vorrichtung zum Aufstellen mindestens eines Bowlingpins vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst:
    • eine Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen des Bowlingpins und einer Orientierung des Bowlingpins, wobei die Orientierung des Bowlingpins eine vertikale Orientierung und eine horizontale Orientierung des Bowlingpins umfasst,
    • mindestens einen Roboterarm, welcher ausgestaltet ist zum Greifen und Halten des Bowlingpins und zum Aufstellen des Bowlingpins auf eine vorbestimmte Sollposition, und
    • eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, Daten der Objekterkennungseinrichtung auszuwerten, und den Roboterarm abhängig von der vorbestimmten Sollposition des Bowlingpins und/oder der erfassten Orientierung des Bowlingpins anzusteuern.
  • Im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik zeichnet sich die vorgeschlagene Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins typischerweise durch ihre kompakte, energiesparende und leichte Bauweise aus. Während bisher aufwändige und große Maschinen für das Aufstellen von Bowlingpins benötigt wurden, kann die vorgeschlagene Vorrichtung mit lediglich einer Objekterkennungseinrichtung, einem Roboterarm und einer Steuereinheit auskommen.
  • Außerdem können die Bowlingpins mittels des Roboterarms mit großer Präzision auf die vorbestimmte Sollposition aufgestellt werden. Typischerweise werden bei einem Bowlingspiel zehn Bowlingpins in einem gleichschenkligen oder gleichseitigen Dreieck angeordnet, wobei eine Spitze des Dreiecks in Richtung des Bowlingspielers zeigt. Dadurch, dass der Roboterarm zum Aufstellen der Bowlingpins verwendet wird, kann eine große Flexibilität beim Aufstellen der Bowlingpins erreicht werden. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Bowlingpins in einer vorbestimmten Anordnung auf der Laufbahn gestellt werden. So können die Bowlingpins in verschiedensten geometrischen Formen angeordnet werden. Beispielsweise können neun Bowlingpins in einem Quadrat aufgestellt werden. Die Bowlingpins können alternativ zum Beispiel auch entlang einer Linie aufgestellt werden. Die vorbestimmte Anordnung kann eine vollständige Grundaufstellung von z.B. zehn in einem Dreieck oder neun Bowlingpins in einem Quadrat oder eine teilweise Aufstellung dieser Anordnungen sein. Außerdem können die Bowlingpins mit der vorgeschlagenen Vorrichtung abweichend von der Dreiecksform oder Quadratform auf der Laufbahn angeordnet werden. Die Anzahl der Bowlingpins kann hierbei 9 oder 10 oder auch größer als 10 oder kleiner als 9 sein. Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht somit beliebig vorbestimmte Sollpositionen und Anordnungen der Bowlingpins auf der Laufbahn, wodurch sogar neue Spielarten konzipiert werden können, die mit den bisherigen Aufstellvorrichtungen nicht möglich waren.
  • Der Bereich der Laufbahn, in dem die Bowlingpins aufgestellt werden, wird häufig als Pindeck bezeichnet. Die vorbestimmte Position des Bowlingpins oder die vorbestimmte Anordnung der Bowlingpins oder die Anzahl der Bowlingpins kann z.B. durch einen Benutzer über ein Eingabemittel, welches mit der Steuereinheit verbunden ist, vorgegeben werden. Wenn ein Benutzer z.B. seine Wurftechnik bei bestimmten Anordnungen von Bowlingpins üben möchte, kann er die vorbestimmte Position des Bowlingpins oder die Anordnung der Bowlingpins oder die Anzahl der Bowlingpins über das Eingabemittel eingeben oder ändern.
  • Weiter ermöglicht die vorgeschlagene Vorrichtung ein schnelles Aufstellen der Bowlingpins, d.h. die Vorrichtung gewährleistet ein Aufstellen innerhalb von 30 Sekunden oder weniger. Der Roboterarm wiegt in einer bevorzugten Ausführungsform höchstens 200 kg oder höchstens 175 kg oder höchstens 150 kg.
  • Unter Bowlingpin im Sinne dieser Schrift sollen kegelförmige, zylinderförmige und/oder stabförmige Objekte verstanden werden, die typischerweise durch einen Benutzer mittels eines Balls umgeworfen werden können. Der verwendete Begriff "Bowlingpin" umfasst daher unter anderem "Pin", "Kegel", "Bowlingkegel" und "Bowlingpin". Der Bowlingball wird oft auch als Kugel oder Ball bezeichnet. Wenn ein Bowlingpin in der horizontalen Orientierung ist, kann dieser auch aus "umgefallenen Bowlingpin" bezeichnet werden. Wenn ein Bowlingpin die vertikale Orientierung aufweist, kann dieser als "stehengebliebenen Bowlingpin" bezeichnet werden.
  • Eine Bowlingbahn umfasst typischerweise einen Anlauf (approach), eine Foullinie (foul line), eine Laufbahn (Lauffläche, lane), einen Pindeck, eine Grube und/oder mindestens eine Rinne (Gutter).
  • Der Anlauf ist hierbei der Bereich, in dem sich die Spieler bewegen, um ihren Wurf durchzuführen. Die Foullinie ist eine üblicherweise in schwarz ausgeführte Linie, die den Anlauf und die Laufbahn voneinander abgrenzt. Die Foullinie ist oft durch eine Lichtschranke mit einer Steuereinheit verbunden. Wird die Lichtschranke ausgelöst, so wird für den Wurf ein F (Foul) eingetragen und die gefallenen Pins zählen nicht. Die Laufbahn ist der meistens 60 Fuß lange Bereich zwischen Anlauf und Pindeck. Dieser Bereich wird normalerweise von den Spielern nicht betreten. Der Ball durchläuft diesen Bereich auf seinem Weg zu den auf dem Pindeck stehenden Pins. Die Lauffläche ist üblicherweise bereichsweise geölt, um in erster Linie den Bahnenbelag zu schützen. Der Pindeck ist der Bereich, in dem die Bowlingpins stehen bzw. in dem umgefallene Bowlingpins wieder aufgestellt werden. Die Grube schließt sich in Längsrichtung an den Bereich des Pindecks an. Die Grube ist der Bereich, in den die umgefallenen Bowlingpins durch einen Schieber geschoben werden oder in den die Bowlingpins durch den Ball gestoßen werden. Die mindestens eine Rinne erstreckt sich seitlich (links oder rechts) neben der Laufbahn und dem Pindeck.
  • In einer Weiterbildung ist die Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Bowlingpins ausgestaltet. Insbesondere umfasst die erfasste Position eine Position eines Bowlingpins, der die vertikale Orientierung aufweist. Die genaue Position eines Bowlingpins, der die horizontale Orientierung aufweist, muss unter Umständen nicht erfasst werden. Optional kann jedoch auch die Position des Bowlingpins, der die horizontale Orientierung aufweist, durch die Objekterkennungseinrichtung erfasst werden. Unter Position des Bowlingpins kann zum Beispiel eine Projektion einer Position des Schwerpunkts des Bowlingpins auf eine ebene Fläche, wie eine Laufbahn oder Bowlingbahn oder Grube (s. unten), verstanden werden. Während also die Orientierung des Bowlingpins Auskunft darüber gibt, ob der Bowlingpin steht oder liegt, gibt die Position des Bowlingpins an, wo sich der Bowlingpin auf der Laufbahn oder in der Grube (s. unten) befindet.
  • Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, den Roboterarm abhängig von der erfassten Position des Bowlingpins anzusteuern. Die erfasste Position kann die vorbestimmte Sollposition und/oder eine in Bezug auf die Sollposition horizontal verschobene Istposition umfassen.
  • Typischerweise hat ein Bowlingspieler oder Benutzer zwei Würfe, um eine Anzahl von Bowlingpins (meistens zehn) umzuwerfen. Es kann vorkommen, dass ein Bowlingpin beim ersten Wurf von seiner ursprünglichen Position verschoben wird, ohne zu fallen. Vor dem zweiten Wurf sollte aber der Bowlingpin dort stehen, wo er beim ersten Wurf hingeschoben wurde. Dadurch dass die Steuereinheit den Roboterarm abhängig von der erfassten Position des Bowlingpins anzusteuern vermag, kann gewährleistet werden, dass der Bowlingpin beim zweiten Wurf genau dort hingestellt wird oder genau dort stehenbleibt, wohin er nach dem ersten Wurf verschoben wurde. Aktuelle Pinsetter, wie Seilpinsetter, schaffen dies nicht oder nicht in zufriedenstellender Weise oder nur innerhalb eines relativ großen Toleranzbereiches.
  • Weiter kann die Vorrichtung einen Schieber aufweisen. Der Schieber kann ausgestaltet sein, eine Vielzahl von Bowlingpins, die sich zum Beispiel auf der Laufbahn befinden, in eine Grube, beispielsweise eine Rinne, zu schieben.
  • Nachfolgend wird kurz erläutert, wie Bowlingpins mittels eines Schiebers gemäß dem Stand der Technik in der Regel von der Laufbahn (dem Pindeck) und in die Grube geschoben werden. Sobald der erste Bowlingball geschoben/geworfen wurde und nach dem ersten Wurf des Bowlingballs noch einige Bowlingpins stehen, fahren üblicherweise Zangen nach unten und greifen die übrig gebliebenen Bowlingpins. Die Zangen ziehen die Bowlingpins nach oben und der Schieber schiebt die umgefallenen, noch auf der Bahn liegenden Bowlingpins nach hinten in die Grube. Anschließend werden die Bowlingpins durch die Zangen auf die Laufbahn bzw. auf den Pindeck gestellt und die leeren Zangen fahren wieder nach oben. Nach dem zweiten Wurf fahren die Zangen auch wieder nach unten, greifen aber nicht nach den Bowlingpins sondern gehen wieder nach oben. Der Schieber schiebt anschließend die letzten Bowlingpins vom zweiten Wurf nach hinten in die Grube. Sofern sich ein liegender Bowlingpin auf dem Pindeck oder in der Rinne befindet, wird dieser durch den Schieber in die Grube geschoben. Sofern kein Bowlingpin auf dem Pindeck oder in der Rinne liegt, kann der zweite Wurf sofort erfolgen.
  • Im Gegensatz hierzu werden gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung sämtliche Bowlingpins auf der Laufbahn, also sowohl umgefallene als auch stehende Bowlingpins nach dem ersten Wurf mittels des Schiebers in die Grube geschoben. In einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit ausgebildet, den Schieber und den Roboterarm derart anzusteuern, dass, wenn eine erste Anzahl von Bowlingpins die horizontale Orientierung aufweist, der Schieber sämtliche Bowlingpins einschließlich einer zweiten Anzahl von vertikal orientierten Bowlingpins in die Grube schiebt.
  • Der Roboterarm kann zum Beispiel lediglich die zweite Anzahl von vertikal orientierten Bowlingpins aus der Grube herausgreifen und auf die vorbestimmte Sollposition oder die durch die Objekterkennungseinrichtung erfasste Position aufstellen. Hierbei kommt es in der Regel nicht darauf an, welche Bowlingpins durch den Roboterarm aus der Grube gegriffen werden und zurück auf die Laufbahn (auf den Pindeck) aufgestellt werden; es soll lediglich die Anzahl der Bowlingpins wiederaufgestellt werden, die nach dem ersten Wurf stehengeblieben ist.
  • Es hat sich herausgestellt, dass es z.B. nach dem ersten Wurf einfacher ist, sämtliche Bowlingpins von der Laufbahn in die Grube zu schieben, danach einzelne Bowlingpins mittels des Roboterarms aus der Grube herauszugreifen und anschließend aufzustellen als umgefallene Bowlingpins mittels des Roboterarms zwischen noch stehenden Bowlingpins herauszugreifen und in die Grube zu legen, weil der Roboterarm in manchen Fällen beim Greifen der umgefallenen Bowlingpins die stehenden Bowlingpins versehentlich umstößt.
  • Nach dem zweiten Wurf werden sämtliche, auf der Laufbahn verbliebenen Bowlingpins durch den Schieber in die Grube geschoben. Anschließend greift der Roboterarm die Bowlingpins aus der Grube und stellt der Roboterarm die Bowlingpins wieder auf die vorbestimmte Sollpositionen auf der Laufbahn auf.
  • In einer Ausführungsform kann auch auf den zuvor genannten Schieber verzichtet werden. In diesem Fall kann die Steuereinheit den Roboterarm derart ansteuern, dass der Roboterarm die Bowlingpins in der horizontalen Orientierung aufgreift und in die Grube ablegt, während der Roboterarm die Bowlingpins in der vertikalen Orientierung stehen lässt. Die genannte Ansteuerung des Roboterarms kann hierbei insbesondere nach dem ersten Wurf des Bowlingballs und vor dem zweiten Wurf des Bowlingballs erfolgen.
  • Weiter ist es möglich, dass der Roboterarm die in der Grube liegenden Bowlingpins und die umgefallenen Bowlingpins nach dem zweiten Wurf auf die vorbestimmte Positionen aufstellt, und dabei die nach dem zweiten Wurf auf der vorbestimmten Sollposition stehengebliebenen Bowlingpins stehen lässt. Dies kann zur Verkürzung der Zeit führen, die benötigt wird, die Bowlingpins nach dem zweiten Wurf aufzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Objekterkennungseinrichtung zum Erkennen eines bestimmten Bowlingpins aus einer Gruppe von Bowlingpins ausgestaltet sein. Hierzu umfasst der bestimmte Bowlingpin vorzugsweise ein Detektionsmerkmal. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung und des bestimmten Bowlingpins können weitere Spielvarianten konzipiert werden. Das Detektionsmerkmal kann zum Beispiel eine bestimmte Farbgebung, Materialwahl oder Formgebung des Bowlingpins sein. Wichtig ist nur, dass die Objekterkennungseinrichtung den bestimmten Bowlingpin über das Detektionsmerkmal erkennen kann. Beispielsweise kann ein "goldener Bowlingpin" auf eine vorbestimmte Position aufgestellt werden, beispielsweise dem Bowlingspieler zugewandt in einer vordersten Position. Die Benutzer oder Bowlingspieler können dann in einer Wettkampfsituation versuchen, als erste den goldenen Bowlingpin umzuwerfen.
  • Weiterhin ist die Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen eines Bowlingballs und einer Position des Bowlingballs ausgestaltet. Die Objekterkennungsvorrichtung kann außerdem zum Erfassen des Roboterarms und/oder einer Position des Roboterarms und/oder einer Orientierung des Roboterarms und/oder eine
    Schwenklage des Roboterarms ausgestaltet sein. Außerdem kann die Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen der Laufbahn, der Grube, einer Rampe (s. unten) und/oder des Schiebers und/oder eines Menschen und/oder eines Tieres ausgestaltet sein. In einer weiteren Variante ist die Objekterkennungseinrichtung in der Lage, Objekte auf der Bowlingbahn zu erfassen und zu erkennen, ob es sich beim Objekt um einen Bowlingpin oder einen Bowlingball handelt oder nicht. Falls die Objekterkennungseinrichtung erkennt, dass das Objekt weder Bowlingball noch Bowlingpin ist, und sich innerhalb eines Sicherheitsabstandes vom Roboterarm befindet, kann die Steuereinheit ausgebildet sein, den Roboterarm auszuschalten. Insbesondere kann die Objekterkennungseinrichtung ausgestaltet sein, Menschen oder Tiere zu erkennen. Die Steuereinheit kann dann ausgebildet sein, den Roboterarm auszuschalten, wenn ein Mensch oder Tier sich innerhalb eines Sicherheitsabstandes vom Roboterarm befindet. Mit dieser Sicherheitsmaßnahme kann verhindert werden, dass z.B. Servicepersonal und der Roboterarm miteinander interferieren.
  • Weiterhin ist der mindestens eine Roboterarm zum Greifen und Halten des Bowlingballs und zum Bewegen des Bowlingballs auf eine vorbestimmte Sollposition ausgestaltet. Zudem ist eine Steuereinheit ausgebildet, den Roboterarm abhängig von der erfassten Position des Bowlingballs anzusteuern.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Objekterkennungseinrichtung auf dem Roboterarm und/oder über und/oder neben dem Rotoberarm angeordnet ist. Die Objekterkennungseinrichtung kann auch auf, über, hinter, vor oder neben dem Pindeck oder der Laufbahn angeordnet sein. Die genaue Wahl der Position der Objekterkennungseinrichtung hängt typischerweise von den speziellen Gegebenheiten der jeweiligen Bowlingbahn oder Laufbahn ab.
  • In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, den Roboterarm abhängig von einer aktuellen Orientierung und/oder aktuellen Position des Roboterarms anzusteuern. Beispielsweise kann der Roboterarm mindestens eine Ruheposition und eine Greifposition aufweisen. Die Ruheposition des Roboterarms soll derart ausgestaltet sein, dass der Roboterarm in der Ruheposition einen Wurf eines Bowlingspielers oder Benutzers nicht behindert.
  • Wenn der Roboterarm oder ein Bowlingpin oder der Bowlingball die Sicht der Objekterkennungseinrichtung versperren oder einschränken sollte, kann die Steuereinheit den Roboterarm derart ansteuern, dass der Roboterarm sich in eine andere Position bewegt. Alternativ oder zusätzlich kann es vorteilhaft sein, dass die Objekterkennungseinrichtung verfahrbar ausgebildet ist. Falls der Roboterarm die Sicht der Objekterkennungseinrichtung versperrt, kann die Objekterkennungseinrichtung zu einer Position gefahren werden, in der die Sicht freigegeben ist. Hierzu kann die Objekterkennungseinrichtung an einer Verfahranordnung angeordnet sein. Die Objekterkennungsvorrichtung kann aus einer Ruheposition in mindestens eine Messposition und zurück verfahrbar sein. Die Verfahranordnung kann mit der Steuereinheit verbunden und durch diese ansteuerbar sein / angesteuert werden.
  • Üblicherweise weist der Roboterarm eine Greifvorrichtung zum Greifen und Halten des Bowlingpins auf. Die Greifvorrichtung ist zum Beispiel eine mechanische, eine pneumatische und/oder eine magnetische Greifvorrichtung.
  • Die Verwendung einer magnetischen Greifvorrichtung hat den Vorteil, dass ein exaktes Greifen nicht notwendig ist. Weiterhin ist bei einer magnetischen Greifvorrichtung üblicherweise ein Greifen an unterschiedlichen Greifpunkten des Bowlingpins möglich. Der Bowlingpin sollte hierzu mindestens einen Magneten und/oder mindestens ein ferromagnetisches Material wie Eisen, Kobalt oder Nickel aufweisen. Eine mechanische oder pneumatische Greifvorrichtung hat den Vorteil, dass der Bowlingpin präzise greifbar ist, so dass ein präzises Aufstellen des Bowlingpins auf die vorbestimmte Position möglich ist. Eine Kombination aus einer magnetischen, mechanischen und/oder pneumatischen Greifvorrichtung ist ebenfalls denkbar.
  • Die Greifvorrichtung kann einen Sensor aufweisen, welcher zum Erkennen eines Haltens des Bowlingpins und/oder Bowlingballs ausgebildet ist. Der Sensor der Greifvorrichtung kann wiederum mit der Steuereinheit verbunden sein. So kann in einer Ausführungsform der Roboterarm erst dann durch eine entsprechende Ansteuerung der Steuereinheit weiterbewegt oder weitergedreht werden, wenn der Sensor anzeigt, dass der Bowlingpin oder der Bowlingball durch die Greifvorrichtung des Roboterarms gehalten wird.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der Roboterarm oder die Greifvorrichtung zerstörungsfrei abmontierbar zum Austauschen des Roboterarms / der Greifvorrichtung gegen einen anderen Roboterarm / eine andere Greifvorrichtung ausgebildet. Falls der Roboterarm oder ein Teil, wie die Greifvorrichtung, des Roboterarms kaputt ist, kann der Roboterarm komplett oder teilweise abmontiert werden und der Roboterarm oder das entsprechende Teil ausgetauscht werden. Für einen reibungslosen Betrieb kann die Vorrichtung außerdem mindestens zwei Roboterarme umfassen. Falls einer der Roboterarme während des Betriebs kaputt gehen soll, können Bowlingpins immer noch mit dem anderen Roboterarm oder den weiteren Roboterarmen aufgestellt werden. Außerdem kann eine Geschwindigkeit des Aufstellens der Bowlingpins erhöht werden, falls zwei oder mehr Roboterarme vorhanden sind. In einer Ausführungsform werden die Bewegungen der Roboterarme und/oder des Schiebers durch die Steuereinheit synchronisiert oder aufeinander abgestimmt. Hierdurch können z.B. Zusammenstöße der Roboterarme verhindert werden.
  • Die Objekterkennungseinrichtung umfasst beispielsweise einen Sensor, wie einen Fotosensor, oder einen Laserscanner, wie einen 3D-Laserscanner, oder einen Tastschalter oder eine Kamera oder eine Kombination mehrerer der genannten Elemente zum Erkennen des mindestens einen Bowlingpins und/oder des Bowlingballs und/oder des Roboterarms und/oder der Grube und/oder des Schiebers und/oder der Rampe und/oder eines Menschen (s. unten). Bevorzugt erlaubt die Objekterkennungseinrichtung dabei eine 3D-Objekterkennung der jeweiligen Objekte. Weiterhin können dabei auch mehrere Sensoren, Laserscanner und/oder Fotosensoren und/oder Kameras und/oder eine Kombination aus einem oder mehreren 3D-Laserscannerm, Kameras und Fotosensoren eingesetzt werden.
  • Die Steuereinheit kann ausgelegt sein, Signale oder Daten eines oben genannten Sensors oder mehrerer der oben genannten Sensoren (Laserscanner, 3D-Laserscanner, Tastschalter, Kamera, Fotosensor oder eine Kombination) der Objekterkennungseinrichtung zu verarbeiten oder zu bearbeiten.
  • In einer Ausführungsform ist der Roboterarm ausgestaltet, Bowlingpins bahnübergreifend (bowlingbahnübergreifend) zu greifen und/oder aufzustellen. In einer Ausgestaltung ist der Roboterarm zum Greifen von auf mindestens zwei Bowlingbahnen befindlichen Bowlingpins und/oder Aufstellen von Bowlingpins auf mindestens zwei unterschiedliche Bowlingbahnen ausgestaltet. Der Roboterarm kann insbesondere Bowlingpins nacheinander oder abwechselnd - also nicht mehrere Bowlingpins gleichzeitig - von verschiedenen Bowlingbahnen greifen, halten und auf unterschiedliche Bowlingbahnen aufstellen. Der Begriff "befindlich" umfasst hierbei in der Regel stehende Bowlingpins und liegende Bowlingpins. Beispielsweise ist der Roboterarm derart dimensionierbar und/oder positionierbar, dass er Bowlingpins von verschiedenen Bowlingbahnen greifen kann und/oder auf unterschiedliche Bahnen aufstellen kann. Der Fachmann erkennt hierbei, dass die konkrete Dimension und/oder Position des Roboterarms von den Dimensionen der jeweiligen Bowlingbahnen abhängt. Nach dem Greifen des Bowlingpins kann der Roboterarm den Bowlingpin halten und diesen anschließend auf eine bestimmte, gewünschte oder vorbestimmte Position aufstellen oder hinlegen (z.B. auf die Bowlingbahn oder in die Grube).
  • In einer Ausführungsform ist der Roboterarm ortsfest angeordnet. Der Roboterarm kann z.B. zum Greifen von auf benachbarten Bowlingbahnen befindlichen Bowlingpins und/oder Aufstellen des Bowlingpins auf eine der benachbarten Bowlingbahnen ausgestaltet sein. Zum Beispiel ist es denkbar, den Roboterarm zwischen zwei Bowlingbahnen zu positionieren, sodass der Roboterarm Bowlingpins beider Bowlingbahnen oder benachbarter Bowlingbahnen greifen und/oder aufstellen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Roboterarm verfahrbar ausgebildet. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass der Roboterarm auf oder an einem verfahrbaren Wagen, wie einem Schlitten, angeordnet ist. Der Wagen kann z.B. Räder, Reifen oder Rollen aufweisen. In diesem Fall kann der Roboterarm bedarfsgerecht zu derjenigen Bowlingbahn gefahren werden, wo Bowlingpins aufgegriffen, hingestellt und/oder aufgestellt werden sollen. In diesem Fall müssen die Bowlingbahnen nicht benachbart sein, es können also eine oder mehrere Bowlingbahnen zwischen diesen Bowlingbahnen angeordnet sein. Der Wagen kann z.B. mittels eines Schrittmotors verfahren werden, wobei der Schrittmotor vorzugsweise durch die Steuereinheit angesteuert wird.
  • Die Vorrichtung kann weiter einen mit der Steuereinheit verbundenen Positionssensor zum Erkennen einer Position des verfahrbaren Roboterarms umfassen. Der Positionssensor kann hierbei eine sich von der Objekterkennungseinrichtung unterscheidende Einheit sein, wie z.B. ein am jeweiligen Roboterarm befestigten GPS-Sensor. Der Positionssensor kann auch in den Schrittmotor integriert sein. Durch Zählen der Schritte des Schrittmotors kann dann eine Position / Relativposition des Wagens bestimmt werden. Alternativ kann der Positionssensor auch die Objekterkennungseinrichtung selbst sein. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, den verfahrbaren Roboterarm abhängig von seiner Ist-Position anzusteuern und/oder zu einer Soll-Position zu verfahren und anschließend anzusteuern.
  • Der ortsfeste oder verfahrbare Roboterarm kann auch oberhalb der Bowlingbahn oder Bowlingbahnen anordenbar sein, z.B. in einer bestimmten Höhe. In diesem Fall greift der Roboterarm nach unten, um einen Bowlingpin von einer der Bowlingbahnen zu nehmen. Der ortsfeste Roboterarm kann zu diesem Zweck an einem Träger befestigt sein, der in der bestimmten Höhe oberhalb der Bowlingbahn oder Bowlingbahnen angeordnet ist. Der Wagen des verfahrbaren Roboterarms kann mit einer Schiene oder Führung (s. unten) gekoppelt sein, die z.B. in der bestimmten Höhe über der Bowlingbahn oder den Bowlingbahnen angeordnet ist.
  • Falls mehrere Roboterarme vorhanden sind, kann die Steuereinheit in Abhängigkeit eines Betriebszustandes eines Roboterarmes diesen Roboterarm und/oder den jeweils anderen Roboterarm und/oder die jeweils anderen Roboterarme ansteuern. Falls der Roboterarm beispielsweise voll funktionsfähig oder funktionsunfähig ist, kann der Betriebszustand mit "gut" bzw. "schlecht" gekennzeichnet werden. Falls der Roboterarm funktionsunfähig ist, kann die Steuereinheit den anderen Roboterarm oder die anderen Roboterarme ansteuern, damit der andere Roboterarm bzw. die anderen Roboterarme die Funktionen des funktionsunfähigen Roboterarms übernehmen. Beispielsweise kann die Steuereinheit den funktionsunfähigen, verfahrbaren Roboterarm bzw. den Wagen dieses verfahrbaren Roboterarms oder einen Motor des Wagens anweisen, zu einer Abstellposition zu fahren. Weiter kann die Steuereinheit den funktionsunfähigen, ortsfesten Roboterarm anweisen, seine Ruheposition anzunehmen. Außerdem kann die Steuereinheit einen funktionsfähigen Roboterarm anweisen, den Platz des funktionsunfähigen Roboterarms einzunehmen und dessen Funktionen zu übernehmen. Der Betriebszustand kann außerdem "an" und "aus" umfassen. Wenn der Roboterarm z.B. angeschaltet oder ausgeschaltet ist, kann der weitere Betriebszustand "an" bzw. "aus" vorliegen. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Mittel zum Detektieren eines Betriebszustandes des Roboterarmes. Die Mittel zum Detektieren des Betriebszustandes können mit der Steuereinheit verbunden oder Teil der Steuereinheit sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Benutzer mittels des oben beschriebenen, mit der Steuereinheit verbundenen Eingabemittels angeben, welchen Betriebszustand der jeweilige Roboterarm hat (also insbesondere "an" oder "aus" sowie "gut" oder "schlecht").
  • Mit der vorliegenden Schrift wird außerdem ein Bowlingsystem vorgeschlagen. Das Bowlingsystem kann insbesondere die zuvor beschriebene Vorrichtung zum Aufstellen mindestens eines Bowlingpins und/oder den beschriebenen Roboterarm bzw. die Roboterarme aufweisen. Zudem weist das Bowlingsystem eine sich im Wesentlichen horizontal erstreckende Bowlingbahn auf.
  • Das Bowlingsystem kann mindestens zwei sich im Wesentlichen horizontal erstreckende Bowlingbahnen umfassen. Längsachsen der Bowlingbahnen sind vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. In einer Ausführungsform ist der Roboterarm ausgestaltet, Bowlingpins bahnübergreifend zu greifen und/oder aufzustellen. Es kann vorgesehen sein, dass der Roboterarm zum Greifen von auf den mindestens zwei Bowlingbahnen befindlichen Bowlingpins ausgestaltet ist. In einer Ausführungsform ist der Roboterarm ortsfest in Bezug auf die Bowlingbahnen angeordnet, zum Beispiel über oder zwischen zwei benachbarten Bowlingbahnen. In diesem Fall kann der Roboterarm die Bowlingpins greifen, z.B. nacheinander oder abwechselnd, die sich auf den benachbarten Bowlingbahnen befinden. Falls der Roboterarm verfahrbar ausgebildet ist, kann der Roboterarm derart zu einer Position gefahren werden, dass der Roboterarm von dieser Position aus Bowlingpins der benachbarten Bowlingbahnen greifen und/oder aufstellen kann.
  • Das Bowlingsystem kann eine Schiene oder Führung aufweisen, auf der oder in der der Wagen verfahrbar ist. Die Schiene kann hierbei Teil eines Schienensystems sein. Die Schiene oder Führung stellt sicher, dass der Roboterarm sich nur entlang einer vorgegebenen Strecke verfahren lässt. In einer alternativen Ausführungsform, ist der Wagen auf einer dazu vorgesehen Trasse verfahrbar. Die Trasse grenzt üblicherweise an die Bowlingbahnen an. Die Trasse ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass mindestens zwei Wagen nebeneinander in gegengerichteter Richtung fahren können, ohne dass es zu Kollisionen der beiden Wagen kommt. Der Wagen kann selbstfahrend ausgebildet sein, d.h. der Wagen entsprechende Software und Hardware aufweisen, um den Roboterarm unfallfrei von Bowlingbahn zu Bowlingbahn zu fahren.
  • In einer Ausführungsform ist ein Verhältnis von Roboterarmen zu Bowlingbahnen kleiner als eins. Wenn beispielsweise eine Anzahl von N Roboterarmen und eine Anzahl von M Bowlingbahnen vorhanden sind, ist N kleiner als M. Es kann z.B. ein einziger Roboterarm je zwei Bowlingbahnen vorgesehen sein. Mit dieser Ausführungsform können Kosten reduziert werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist ein Verhältnis von Roboterarmen zu Bowlingbahnen größer als eins. Wenn beispielsweise eine Anzahl von N Roboterarmen und eine Anzahl von M Bowlingbahnen vorhanden sind, ist N größer als M. Es können z.B. zwei oder mehr Roboterarme pro Bowlingbahn vorgesehen sein. In diesem Fall kann eine Redundanz geschaffen werden, mit der ein reibungsloser, unterbrechungsfreier Betrieb des Bowlingsystems gewährleistet werden kann. Falls beispielsweise ein Roboterarm einer Bowlingbahn funktionsunfähig wird, kann ein anderer Roboterarm zu der entsprechenden Bowlingbahn gefahren werden oder ein benachbarter, ortsfester Roboterarm kann das Greifen, Halten und Aufstellen von Bowlingpins des funktionsunfähigen Roboterarms übernehmen. Im Gegensatz hierzu fällt in herkömmlichen Systemen die komplette Bowlingbahn aus, wenn die entsprechende Aufstellvorrichtung defekt ist. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung und/oder dem vorgeschlagenen Bowlingsystem kann also insbesondere unterbrechungsfrei gearbeitet werden. Durch die Redundanz lassen sich außerdem Instandhaltungskosten senken, da weniger Servicepersonal anwesend sein muss, um einen ungestörten, unterbrechungsfreien Betrieb der Bowlingbahnen sicherzustellen.
  • Das Bowlingsystem kann eine Rampe umfassen, die sich entlang der Bowlingbahn erstreckt, wobei die Rampe gegen die Horizontale, z.B. gegen die Horizontale der ebenen Bowlingbahn, geneigt ist. Die Rampe umfasst üblicherweise eine Führungsschiene für einen Bowlingball, wobei der Roboterarm ausgestaltet ist, den Bowlingball auf die Rampe zu legen. Die Rampe erstreckt sich weiter bevorzugt zu einem Balltisch. Der Bowlingball kann dann auf der Rampe unter dem Einfluss des eigenen Gewichts zu dem Balltisch rollen, wo er dann von einem Benutzer für den nächsten Wurf verwendet werden kann.
  • Im Stand der Technik ist oftmals vorgesehen, dass der Bowlingball nach einem Wurf vor einen Ballbeschleuniger rollt, welcher den Bowlingball auf eine hohe Geschwindigkeit bringt und bis zu einer Ballablage rollt. Vor der Ballablage wird der Bowlingball abgebremst und mit einem Förderband, welches sich in einem Gehäuse der Ballablage befindet, wieder auf einen Balltisch gebracht. In einer anderen Variante des Standes der Technik sind ein Förderband und ein mit dem Förderband verbundener Ballheber vorgesehen, welcher den Ball auf eine Rampe hebt, wonach der Bowlingball auf der Rampe zum Balltisch rollt.
  • Mit der vergleichsweise einfachen Anordnung der Rampe in Verbindung mit dem Roboterarm zum Greifen des Bowlingballs kann also auf den komplizierten und fehleranfälligen Aufbau (Ballbeschleuniger, Förderband, Ballheber usw.) des Standes der Technik verzichtet werden.
  • Sämtliche Merkmale des Bowlingsystems können mit Merkmalen der Vorrichtung kombiniert werden und andersherum, soweit diese Merkmale sich nicht widersprechen oder ausschließen.
  • Weiter wird mit der vorliegenden Schrift ein Verfahren zum Aufstellen mindestens eines Bowlingpins bereitgestellt. Das Verfahren umfasst zumindest die Schritte:
    • Erfassen des Bowlingpins und einer Orientierung des Bowlingpins, wobei die Orientierung des Bowlingpins eine vertikale Orientierung und eine horizontale Orientierung des Bowlingpins umfasst;
    • Greifen des Bowlingpins mittels eines Roboterarms ; und
    • Aufstellen des Bowlingpins mittels des Roboterarms auf eine vorbestimmte Sollposition.
  • Das Verfahren kann zudem folgende Schritte aufweisen:
    • Erfassen einer Position des Bowlingpins, wobei die erfasste Position eine Sollposition und/oder eine in Bezug auf die Sollposition horizontal verschobene Istposition umfasst; und
    • Bewegen des Roboterarms abhängig von der erfassten Position des Bowlingpins.
  • Weiterhin können beim Verfahren zusätzliche Schritte vorgesehen sein:
    • Erfassen einer Position einer zweiten Anzahl von vertikal orientierten Bowlingpins;
    • Schieben einer ersten Anzahl von horizontal orientierten Bowlingpins und der zweiten Anzahl von vertikal orientierten Bowlingpins in eine Grube;
    • Greifen der zweiten Anzahl der Bowlingpins mittels des Roboterarms aus der Grube; und
    • Aufstellen der Bowlingpins mittels des Roboterarms auf die erfasste Position.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens sind folgende Schritte verwirklicht:
    • Erfassen eines Bowlingballs und einer Position des Bowlingballs;
    • Greifen und Halten des Bowlingballs mittels des Roboterarms; und
    • Bewegen des Bowlingballs auf eine vorbestimmte Sollposition mittels des Roboterarms.
  • Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:
    • Erkennen eines bestimmten Bowlingpins aus einer Gruppe von Bowlingpins, wobei der bestimmte Bowlingpin ein Detektionsmerkmal umfasst.
  • Das Verfahren kann insbesondere einen oder mehrere Schritte aufweisen, die oben bei der Erläuterung der Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins beschrieben wurden. Das Verfahren kann z.B. als Code implementiert sein, beispielsweise in der Form eines Computerprogramms auf einem Computerlesbaren Medium, wie einem volatilen Speicher oder einem nicht-volatilen Speicher.
  • Das Verfahren kann insbesondere mit der oben beschriebenen Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins durchgeführt werden. Das oben genannte Bowlingsystem eignet sich ebenfalls für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
  • Es sei an dieser Stelle betont, dass Merkmale, die nur in Bezug auf die Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins oder in Bezug auf das Bowlingsystem genannt wurden, auch für das genannte Verfahren zum Aufstellen von Bowlingpins beansprucht werden können und anders herum.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren zeigt
    • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins;
    • Fig. 2 eine weitere Ansicht der Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins;
    • Fig. 3 eine weitere Ansicht der Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins;
    • Fig. 4 verschiedene Sollpositionen von Bowlingpins;
    • Fig. 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins gemäß den Figuren 1-3;
    • Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Bowlingsystems mit mehreren Bowlingbahnen; und
    • Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Bowlingsystems mit mehreren Bowlingbahnen.
  • In den Figuren sind wiederkehrende Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer Vorrichtung 1 zum Aufstellen von Bowlingpins 2. Die Vorrichtung 1 befindet sich an einem Ende einer ebenen Laufbahn 10, welche manchmal auch als Lauffläche 10 oder Bowlingbahn 10 bezeichnet wird. Zu erkennen sind verschiedene Bowlingpins 2, welche in einem Bereich 13, dem sogenannten Pindeck 13, der Laufbahn 10 aufgestellt oder aufstellbar sind. An den Bereich 13 grenzt eine als Grube oder Rinne 6 ausgebildete Vertiefung 6 an, in welche umgefallene Bowlingpins 2 befördert werden können. Es kann ein Schieber vorgesehen sein (nicht dargestellt), welcher umgefallene und/oder stehende Bowlingpins 2 vom Pindeck 13 in die Grube 6 zu schieben vermag. Typischerweise werden die Bowlingpins 2 durch einen Bowlingball 9 umgeworfen. Der Bowlingball 9 ist in der Regel aus einer Kunststoffmasse hergestellt und hat im Regelfall ein Gewicht von 3,5 bis 7,3 kg. Weiter Wiegt ein Bowlingpin 2 üblicherweise zwischen 1300 und 1640 Gramm und ist etwa 35 bis 40 cm, z.B. etwa 38 cm hoch. Der Bowlingpin 2 hat meist einen Kern aus Holz, der mit einem Plastiküberzug versehen ist.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst zwei Roboterarme 3, 4, welche jeweils ungefähr 100 bis 150 kg wiegen. Es können auch mehr als zwei Roboterarme oder ein einziger Roboterarm vorgesehen sein. Die Roboterarme 3, 4 sind ausgestaltet zum Greifen und Halten eines Bowlingpins 2. Weiter sind die Roboterarme 3, 4 ausgestaltet zum Aufstellen des Bowlingpins 2 auf eine vorbestimmte Sollposition 5, 12. Bei den Roboterarmen 3, 4 kann es sich um Multiachsenroboter handeln. Die Roboterarme 3, 4 können hierzu mehrere Armsegmente 22, 23, 24 aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Roboterarme 3, 4 jeweils eine Basis 20, auf welcher ein Podest 21 um eine vertikale Drehachse drehbar angeordnet ist. Am Podest 21 ist ein Schwenkarmsegment 22 schwenkbar angeordnet. Am Schwenkarmsegment 22 ist ein weiteres Armsegment 23 angeordnet, das beispielsweise als Dreharmsegment ausgebildet sein kann. Am weiteren Armsegment 23 ist ein Greifarmsegment 24 angeordnet, welches eine Drehachse aufweist. Am Greifarmsegment 24 kann eine Greifvorrichtung 25 angeordnet werden, welcher über eine Ansteuerung der Bewegungsachsen des Roboterarmsegmente 22, 23, 24 im Raum bewegt und verschwenkt werden kann. Die Greifvorrichtung 25 kann zum Beispiel eine pneumatische, mechanische und/oder magnetische Greifvorrichtung sein. Wie in den Figuren 1-3 erkennbar ist, sind die Roboterarme 3, 4 außerdem zum Greifen und Halten eines Bowlingballs 9 ausgebildet. Die Greifvorrichtung 25 kann einen Sensor aufweisen, welcher zum Erkennen eines Haltens des Bowlingpins 2 und/oder Bowlingballs 9 ausgebildet ist. Die Roboterarme 3, 4 umfassen mindestens eine Ruheposition und eine Greifposition. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Roboterarme 3, 4 einen Wurf eines Bowlingspielers oder eines Benutzers der Laufbahn 10 nicht behindern.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 1 zwei Roboterarme 3, 4. Alternativ kann auch lediglich ein Roboterarm oder es können mehr als zwei Roboterarme vorgesehen sein. Die Roboterarme 3, 4 sind vorzugsweise vom gleichen Typ. Alternativ können auch zwei verschiedenartige Roboterarme 3, 4 für die Vorrichtung 1 verwendet werden. Die Roboterarme 3, 4 und/oder die Greifvorrichtungen 25 sind jeweils zerstörungsfrei abmontierbar, sodass sie im Falle einer Störfunktion teilweise oder komplett abmontiert werden können und durch einen anderen Roboterarm oder eine andere Greifvorrichtung 25 ersetzt werden können.
  • Seitlich entlang der Laufbahn 10 kann sich eine nicht dargestellte Rampe erstrecken. Die Rampe kann eine Führungsschiene für den Bowlingball 9 aufweisen. Zumindest einer der Roboterarme 3, 4 kann dazu ausgestaltet sein, den Bowlingball 9 auf die Rampe zu legen. Die Rampe ist gegenüber der ebenen Laufbahn 10 geneigt, wodurch der Bowlingball 9 unter dem Einfluss seines eigenen Gewichts zurück zu einem Balltisch rollt, der am Anfang der Laufbahn 10 positioniert ist. Hier kann der Bowlingspieler den Bowlingball 9 dem Balltisch entnehmen und für das nächste Spiel verwenden.
  • Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine nicht dargestellte Objekterkennungseinrichtung (vgl. Fig. 5). Die Objekterkennungsvorrichtung ist zum Erfassen des Bowlingpins 2 und/oder des Bowlingballs 9 und/oder des Roboterarms 3, 4 und/oder der Grube 6 und/oder der Laufbahn 10 und/oder eines Menschen und/oder eines Tiers ausgestaltet. Weiter kann die Objekterkennungseinrichtung erkennen, welche Orientierung die Bowlingpins 2 haben. Mit anderen Worten vermag die Objekterkennungseinrichtung zu detektieren, ob ein Bowlingpin 2 umgefallen ist oder steht.
  • Die Objekterkennungseinrichtung kann außerdem zum Erfassen einer Position des Bowlingpins 2 auf der Laufbahn 10 ausgestaltet sein. Die Objekterkennungseinrichtung kann zum Beispiel auf dem Roboterarm 3, 4, und/oder über dem Roboterarm 3, 4 und/oder neben dem Roboterarm 3, 4 angeordnet sein. Hierzu kann die Objekterkennungseinrichtung mehrere Module umfassen, welche an verschiedenen Standorten angeordnet sind. Damit die Objekterkennungseinrichtung immer in der Lage ist, eine Position und/oder Orientierung der Bowlingpins 2 zu erkennen, kann die Objekterkennungseinrichtung auf einer Verfahranordnung verfahrbar angeordnet sein. So kann, wenn einer der Roboterarme 3, 4 die Sicht der Objekterkennungseinrichtung versperren sollte, die Objekterkennungseinrichtung verfahren werden.
  • Die Objekterkennungsvorrichtung kann außerdem zum Erfassen des Roboterarms 3, 4 oder Teilen des Roboterarms 3, 4 und/oder einer Position des Roboterarms 3, 4 und/oder einer Orientierung des Roboterarms 3, 4 und/oder eine Schwenklage des Roboterarms 3, 4 ausgestaltet sein.
  • Die Objekterkennungseinrichtung weist mindestens einen Sensor auf, welcher die Bowlingpins 2 und/oder den Bowlingball 9 und/oder den Roboterarm 3, 4 erfasst. Als Sensor kann zum Beispiel ein Laserscanner eingesetzt werden. Der Scanner kann dabei mehrere Laserstrahlen mit geringem Abstand aussenden, so dass ein Fächer von Laserstrahlen entsteht. Der durch die Laserstrahlen gebildete Fächer wird dann durch Verschwenken des Sensors über einen Erfassungsbereich, in der Regel zumindest über den Bereich 13 (Pindeck 13) und die Grube 6, geschwenkt, wodurch eine räumliche Erfassung des Erfassungsbereichs erfolgt. Dabei werden durch Abstandsmessung mittels der Laserstrahlen geometrische Daten erstellt. Alternativ oder zusätzlich zum Laserscanner kann auch eine Kamera zum Erfassen der Bowlingpins 2 und/oder des Bowlingballs 9 und/oder des Roboterarms 3, 4 verwendet werden. Die Objekterkennungseinrichtung kann pro Bowlingbahn einen Sensor oder auch eine Vielzahl von Sensoren umfassen.
  • Die Objekterkennungseinrichtung kann außerdem zum Erkennen eines bestimmten Bowlingpins 7 aus einer Gruppe von Bowlingpins 2 ausgestaltet sein. Der bestimmte Bowlingpin 7 hat im Vergleich zu den anderen Bowlingpins 2 der Gruppe ein Detektionsmerkmal 8, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als gefärbte, umlaufende Linie 8 auf dem Bowlingpin 7 ausgestaltet ist.
  • Falls die Objekterkennungseinrichtung erkennt, dass sich ein Mensch oder Tier innerhalb eines vorbestimmten Sicherheitsabstandes vom Roboter 3, 4 befindet, kann die mit der Objekterkennungseinrichtung verbundene Steuereinheit ausgebildet sein, den Roboterarm 3, 4 auszuschalten. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass z.B. Servicepersonal und der Roboterarm 3, 4 nicht miteinander interferieren.
  • Außerdem umfasst die Vorrichtung 1 eine nicht dargestellte Steuereinheit (vgl. Fig. 5). Die Steuereinheit ist ausgebildet, Daten und/oder Signale der Objekterkennungseinrichtung auszuwerten, und die Roboterarme 3, 4 abhängig von der vorbestimmten Sollposition 5, 12 des Bowlingpins 2, 7 und/oder der erfassten Orientierung des Bowlingpins 2 anzusteuern, um die Bowlingpins 2, 7 aufzugreifen und auf die Laufbahn 10 aufzustellen oder in die Grube 6 zu platzieren.
  • Wenn zum Beispiel durch die Objekterkennungseinrichtung detektiert wird, dass Bowlingpins 2 umgefallen sind, steuert die Steuereinheit den Roboterarm 3, 4 an, um die Bowlingpins 2 wieder auf die vorbestimmte Sollpositionen 5 aufzustellen. Weiter ist die Steuereinheit üblicherweise dazu ausgestaltet, den Roboterarm 3, 4 abhängig von der erfassten Position des Bowlingpins 2 anzusteuern, wobei die erfasste Position eine Sollposition 5, 12 und/oder eine in Bezug auf die Sollposition 5, 12 horizontal verschobene Istposition 11 umfasst. Zudem kann die Steuereinheit ausgebildet sein, die Roboterarme 3, 4 abhängig von der erfassten Position des Bowlingballs 9 anzusteuern, um den Bowlingball 9 zu greifen.
  • Es kann vorkommen, dass ein Bowlingpin 2, 7 beim ersten Wurf von seiner ursprünglichen Position verschoben wird, ohne zu fallen. Dieser Fall ist in den Figuren 4B und 4D geschildert. Die Sollposition 12 ist in den Figuren 4B und 4D als gestrichelte Linie dargestellt. Nach einem ersten Wurf eines Bowlingspielers oder Benutzers der Laufbahn 10 wird der Bowlingpin 2 durch den Bowlingball 9 oder einen anderen Bowlingpin 2 zu einer neuen Position 11 verschoben ohne dabei umzufallen. Diese verschobene Position 11 des Bowlingpins 2, 7 wird durch die Objekterkennungseinrichtung erfasst und an die Steuereinheit weitergegeben. Vor dem zweiten Wurf sollte aber der Bowlingpin 2, 7 dort, also an der verschobenen Position 11, stehen, wo er beim ersten Wurf hingeschoben wurde. Dadurch dass die Steuereinheit den Roboterarm 3, 4 abhängig von der erfassten Position des Bowlingpins 2, 7 anzusteuern vermag, kann gewährleistet werden, dass der Bowlingpin 2, 7 beim zweiten Wurf genau dort hingestellt wird oder genau dort stehenbleibt, wohin er nach dem ersten Wurf verschoben wurde.
  • Die Steuereinheit ist in der Regel mit dem Schieber (vgl. Fig. 5) verbunden, um diesen anzusteuern. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, den Schieber und die Roboterarm 3, 4 derart anzusteuern, dass, wenn eine erste Anzahl von Bowlingpins 2, 7 umgefallen ist, der Schieber sämtliche Bowlingpins 2, 7 einschließlich einer zweiten Anzahl von stehenden Bowlingpins 2 in die Grube 6 schiebt. Anders als im Stand der Technik, wo stehende Bowlingpins vom Pindeck angehoben werden, und lediglich die gefallenen Bowlingpins in die Grube geschoben werden, werden gemäß der vorliegenden Anmeldung sämtliche sich auf dem Pindeck 13 befindenden Bowlingpins 2 in die Grube 6 geschoben. Anschließend greift der Rotoberarm 3, 4 Bowlingpins 2 aus der Grube 6, und stellt die Bowlingpins 2 auf die von der Objekterkennungseinrichtung erfassten Positionen 5, 11 der Bowlingpins 2 hin.
  • Alternativ kann auch auf den zuvor genannten Schieber verzichtet werden. In diesem Fall kann die Steuereinheit die Roboterarme 3, 4 derart ansteuern, dass die Roboterarme 3, 4 die umgefallenen Bowlingpins 2, 7 von der Laufbahn 10 aufsammeln und in die Grube 6 befördern, während die Roboterarme 3, 4 die stehenden Bowlingpins 2, 7 auf der Laufbahn 10 stehen lassen. Die genannte Ansteuerung der Roboterarme 3, 4 kann hierbei insbesondere nach dem ersten Wurf des Bowlingballs 9 und vor dem zweiten Wurf des Bowlingballs 9 erfolgen.
  • Die Steuereinheit kann ausgelegt sein, die Roboterarme 3, 4 abhängig von deren aktuellen Orientierungen und Positionen anzusteuern. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn Bewegungen der Roboterarme 3, 4 und des Schiebers durch die Steuereinheit synchronisiert oder aufeinander abgestimmt werden. Die Steuereinheit kann die Roboterarme 3, 4 ansteuern, damit sie sich in die Ruheposition bewegen. Weiter können die Roboterarme 3, 4 angesteuert werden, um eine Erkennung der Bowlingpins 2 und des Bowlingballs 9 durch die Objekterkennungseinrichtung zu verbessern. Die Steuereinheit kann außerdem die Verfahranordnung der Objekterkennungseinrichtung ansteuern.
  • In einer weiteren Variante ist die Steuereinheit mit dem Sensor der Greifvorrichtung verbunden.
  • Für die Verarbeitung und/oder Bearbeitung der Signale und/oder der Daten der oben genannten Sensoren kann die Steuereinheit einen Microcontroller, einen Prozessor, einen Mikroprozessor und/oder einen digitalen Signalprozessor aufweisen. Hierbei kann ein digitaler Signalprozessor (DSP) zu einer kontinuierlichen Bearbeitung von digitalen Signalen ausgestaltet sein, beispielsweise digitalen Signalen der oben genannten Sensoren. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Steuereinheit ausgestaltet ist, einen oder mehrere der genannten Sensoren anzusteuern.
  • Weiterhin kann die Steuereinheit einen oder mehrere Speicher aufweisen, wie z.B. random access memory (RAM), read only memory (ROM), eine Festplatte, ein magnetisches Speichermedium und/oder ein optisches Laufwerk. Im Speicher kann ein Programm gespeichert sein, z.B. eine Software zur Verarbeitung oder Bearbeitung der Daten und/oder der Signale eines Sensors oder mehrerer der oben genannten Sensoren.
  • Weiter kann ein nicht dargestelltes Eingabemittel (vgl. Fig. 5) vorgesehen sein, welches mit der Steuereinheit verbunden ist. Über das Eingabemittel kann ein Benutzer die vorbestimmte Sollposition 5, 12 der Bowlingpins 2, 7 oder eine vorbestimmte Anordnung der Bowlingpins 2, 7 (Dreieck, Viereck, Quader, Linie, Linienform usw.) auf der Laufbahn 10 angeben und an die Steuereinheit weitergeleitet werden. Die Steuereinheit und das Eingabemittel können z.B. optisch mittels Glasfaser, elektrisch mittels Verkabelung oder über eine drahtlose Kommunikationseinrichtung miteinander verbunden sein.
  • In der Fig. 4 sind verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von Bowlingpins 2, 7 gezeigt. So können gemäß der Fig. 4A zehn Bowlingpins 2, 7, 12 in einem gleichschenkligen Dreieck angeordnet werden. Die Fig. 4C zeigt eine Anordnung von neun Bowlingpins in einem Quadrat. Selbstverständlich sind viele unterschiedliche Anordnungen von Bowlingpins 2, 7, 12 möglich und die vorliegende Anmeldung ist nicht auf eine bestimmte Anordnung von Bowlingpins 2, 7 beschränkt.
  • Weiter wird mit der vorliegenden Schrift ein Verfahren zum Aufstellen mindestens eines Bowlingpins 2, 7 bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Erfassen des Bowlingpins 2, 7 und einer Orientierung des Bowlingpins 2, 7, wobei die Orientierung des Bowlingpins 2, 7 eine vertikale Orientierung und eine horizontale Orientierung des Bowlingpins 2, 7 umfasst;
    • Greifen des Bowlingpins 2, 7 mittels eines Roboterarms 3, 4; und
    • Aufstellen des Bowlingpins 2, 7 mittels des Roboterarms 3, 4 auf eine vorbestimmte Sollposition.
  • Das Verfahren kann weitere Schritte aufweisen:
    • Erfassen einer Position des Bowlingpins 2, 7, wobei die erfasste Position eine Sollposition und/oder eine in Bezug auf die Sollposition horizontal verschobene Istposition umfasst; und
    • Bewegen des Roboterarms 3, 4 abhängig von der erfassten Position des Bowlingpins 2, 7.
  • Zudem können beim Verfahren zusätzliche Schritte vorgesehen sein:
    • Erfassen einer Position einer zweiten Anzahl von vertikal orientierten Bowlingpins 2, 7;
    • Schieben von umgefallenen Bowlingpins 2, 7 und stehenden Bowlingpins 2, 7 in eine Grube 6;
    • Greifen von Bowlingpins 2, 7 mittels des Roboterarms 3, 4 aus der Grube 6; und
    • Aufstellen der Bowlingpins 2, 7 mittels des Roboterarms 3, 4 auf die erfasste Position 11.
  • Das beschriebene Verfahren kann insbesondere mit der oben beschriebenen Vorrichtung 1 durchgeführt werden.
  • Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 1 zum Aufstellen von Bowlingpins 1. In der Fig. 5 ist zu erkennen, dass die Steuereinheit 30 mit der Objekterkennungseinrichtung 31, dem Eingabemittel 32, dem Schieber 33 und dem Roboterarm 4 verbunden ist. Weiter ist in der Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet, dass die Steuereinheit 30 mit einem Schrittmotor eines Wagens 34 (s. unten) verbunden sein kann. Die Steuereinheit 30, und die Objekterkennungseinrichtung 31, das Eingabemittel 32, der Schieber 33, der Roboterarm 4 und/oder der Schrittmotor des Wagens 34 können jeweils z.B. optisch mittels Glasfaser, elektrisch mittels Verkabelung oder über eine drahtlose Kommunikationseinrichtung miteinander verbunden sein.
  • Über das Eingabemittel 32 kann der Steuereinheit 30 ein Betriebszustand des Roboterarms 3, 4 mitgeteilt werden. Falls einer der Roboterarme 3, 4 wegen eines Defektes nicht mehr funktionsfähig ist, kann z.B. am Eingabemittel 32 den Betriebszustand "funktionsunfähig" oder "schlecht" eingegeben werden. Die Steuereinheit 30 steuert dann in Abhängigkeit dieses Betriebszustandes den jeweils anderen Roboterarm 3, 4 an, damit der andere Roboterarm 3, 4 die Funktionen des funktionsunfähigen Roboterarms 3, 4 übernimmt. Das Eingabemittel 32 kann z.B. eine Tastatur, eine Maus, ein Touchscreen, ein Handy, wie ein Smartphone, oder Ähnliches sein. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Eingabemittel 32 beschränkt ist. Alternativ oder zusätzlich, können Mittel (nicht dargestellt) zum Detektieren eines Betriebszustandes des Roboterarms 3, 4 vorgesehen sein, die anzeigen, welchen Betriebszustand der jeweilige Roboterarm 3, 4 hat. Diese Detektionsmittel können auch mit der Steuereinheit 30 in der oben beschriebenen Weise verbunden sein.
  • Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Bowlingsystems 100 mit mehreren Bowlingbahnen (Laufbahnen) 111, 112, 113, 114, deren Längsachsen parallel zueinander ausgerichtet sind. Im dargestellten Beispiel sind vier Bowlingbahnen 111, 112, 113, 114 gezeigt. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger als vier Bowlingbahnen vorgesehen sein. Das Bowlingsystem 100 umfasst fünf Roboterarme 101, 102, 103, 104, 105, die ortsfest in Bezug auf die Bowlingbahnen 111, 112, 113, 114 angeordnet sind. Beispielsweise sind zumindest die Roboterarme 102, 103, 104 zwischen zwei Bowlingbahnen 111, 112, 113, 114 angeordnet. Die Roboterarme 101, 102, 103, 104, 105 können jeweils an einem nicht-dargestellten Träger befestigt sein, der sich in einer bestimmten Höhe über den Bowlingbahnen 111, 112, 113, 114 befindet. Die Roboterarme 101, 102, 103, 104, 105 sind allesamt mit der Steuereinheit 30 verbunden. Die Steuereinheit 30 kann somit die Roboterarme 101, 102, 103, 104, 105 einzeln ansteuern und den Betriebsablauf der Roboterarme koordinieren. Die mittleren drei Roboterarme 102, 103, 104 sind jeweils zum Greifen, Halten und Aufstellen von Bowlingpins 2 ausgestaltet, die sich auf zwei benachbarten Bowlingbahnen befinden. Falls zum Beispiel Roboterarme 101 und 103 störungsbedingt ausfallen, können Bowlingpins 2 der Bowlingbahnen 111, 112 durch den Roboterarm 102 aufgegriffen und aufgestellt werden. Durch das Vorsehen redundanter Roboterarme kann gewährleistet werden, dass die Bowlingbahnen 111, 112, 113, 114 auch dann bespielt werden können, wenn ein Roboterarm oder mehrere Rotoberarme kaputt sind und repariert werden müssen. Um Kosten zu senken, können alternativ auch auf Roboterarme 101, 103, 105 auch verzichtet werden. In diesem Fall können die Roboterarme 102 und 104 bahnübergreifend Bowlingpins 2 der Bahnen 111, 112 bzw. 113, 114 aufgreifen und aufstellen.
  • Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Bowlingsystems 200 mit mehreren zueinander parallel verlaufenden Bowlingbahnen (Laufbahnen) 211, 212, 213, 214. Das Bowlingsystem 200 unterscheidet sich von dem Bowlingsystem 100 dahingehend, dass ein Schienensystem 35 und verfahrbare Roboterarme 201, 202, 203, 204 und 205 vorgesehen sind. Alternativ kann das Bowlingsystem 200 auch eine oder mehrere Führungen für die Roboterarme 201, 202, 203, 204, 205 aufweisen. Die mit der Steuereinheit 30 verbundenen Roboterarme 201, 202, 203, 204, 205 sind jeweils auf einem verfahrbaren Wagen 34 angeordnet. Die Wagen 34 weisen Räder, Reifen oder Rollen auf und sind auf dem Schienensystem 35 montiert, wobei das Schienensystem 35 auf gleicher Höhe wie die Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 (z.B. neben den Bowlingbahnen) oder auch in einer bestimmten Höhe oberhalb der Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 positioniert sein kann. Das Schienensystem 35 umfasst z.B. eine Hauptschiene 36, die quer zu einer Längsachse der jeweiligen Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 verläuft, und fünf Abstellschienen 37, welche sich parallel zur den Längsachsen der Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 erstrecken und mit der Hauptschiene 36 verbunden sind.
  • In der Figur 7 ist angedeutet, dass der Roboterarm 204 sich auf der Abstellschiene 37 befindet. Falls zum Beispiel festgestellt wird, dass der Roboterarm 201 funktionsunfähig entsprechend einem Betriebszustand "schlecht" ist, kann die Steuereinheit 30 veranlassen, dass der Roboterarm 201 zu einer der Abstellschienen 37 gefahren und anschließend ausgeschaltet entsprechend dem Betriebszustand "aus" und "schlecht". In der Figur 7 ist dies mittels Pfeil 38 dargestellt. Der jetzt fehlende Roboterarm 201 kann durch Verfahren des Roboterarms 202 auf der Hauptschiene 36 kompensiert werden. Damit die Steuereinheit 30 weiß, wo sich die einzelnen Roboterarme bzw. Wagen 34 befinden, können Positionssensoren zum Erkennen einer Position der verfahrbaren Roboterarme 201, 202, 203, 204, 205 vorgesehen sein. Die jeweiligen Positionssensoren können z.B. auf den Roboterarmen 201, 202, 203, 204, 205 befestigt oder Bestandteil der Schrittmotoren sein. Alternativ wird für die Erfassung der Positionen der Roboterarme 201, 202, 203, 204, 205 die Objekterkennungseinrichtung 33 verwendet. Die Steuereinheit 30 steuert dann die Roboterarme 201, 202, 203, 204, 205 bzw. die Schrittmotoren der Wagen 34 der Roboterarme 201, 202, 203, 204, 205 in Abhängigkeit ihrer Positionen an.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Bowlingbahn 213 zurzeit nicht bespielt. Aus diesem Grund wurde der zugehörige Roboterarm 204 durch Ansteuerung der Steuereinheit 30 auf die Abstellschiene 37 gefahren und vorübergehend ausgeschaltet. Sein Betriebszustand ist daher im gezeigten Ausführungsbeispiel "gut" und "aus". Die weiteren Roboterarme 202, 203 und 205 haben jeweils den Betriebszustand "gut" und "an".
  • In einer weiteren Ausführungsform, ist der Wagen 34 auf einer dazu vorgesehen Trasse (nicht dargestellt) verfahrbar. Die Trasse grenzt üblicherweise an die Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 an. Die Trasse kann z.B. einen ähnlichen oder gleichen Verlauf haben, wie das in der Fig. 7 gezeigte Schienensystem 35. Die Trasse ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass mindestens zwei Wagen 34 nebeneinander in gegengerichteter Richtung fahren können, ohne dass es zu Kollisionen der beiden Wagen 34 kommt. Der Wagen 34 kann in diesem Fall selbstfahrend ausgebildet sein, d.h. der Wagen 34 entsprechende Software und Hardware aufweisen, um den Roboterarm 201, 202, 203, 204, 205 unfallfrei von einer der Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 zu einer der anderen Bowlingbahnen 211, 212, 213, 214 zu fahren.
  • Es sei an dieser Stelle betont, dass Merkmale der vorstehenden Bowlingsysteme 100, 200 mit den Merkmalen der Vorrichtung 1 oder den Merkmalen des vorstehenden Verfahrens kombiniert werden können und andersherum, soweit diese Merkmale sich nicht gegenseitig widersprechen oder ausschließen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Vorrichtung zum Aufstellen von Bowlingpins
    2
    Bowlingpin
    3
    Roboterarm
    4
    Roboterarm
    5
    Sollposition
    6
    Grube
    7
    bestimmter Bowlingpin
    8
    Detektionsmerkmal
    9
    Bowlingball
    10
    Laufbahn
    11
    verschobene Position
    12
    Sollposition
    13
    Pindeck
    20
    Basis
    21
    Podest
    22
    Schwenkarmsegment
    23
    weiteres Armsegment
    24
    Greifarmsegment
    25
    Greifvorrichtung
    30
    Steuereinheit
    31
    Objekterkennungseinrichtung
    32
    Eingabemittel
    33
    Schieber
    34
    Wagen
    35
    Schienensystem
    36
    Hauptschiene
    37
    Abstellschiene
    38
    Pfeil
    100
    Bowlingsystem
    101
    Roboterarm
    102
    Roboterarm
    103
    Roboterarm
    104
    Roboterarm
    105
    Roboterarm
    111
    Bowlingbahn
    112
    Bowlingbahn
    113
    Bowlingbahn
    114
    Bowlingbahn
    200
    Bowlingsystem
    201
    Roboterarm
    202
    Roboterarm
    203
    Roboterarm
    204
    Roboterarm
    205
    Roboterarm
    211
    Bowlingbahn
    212
    Bowlingbahn
    213
    Bowlingbahn
    214
    Bowlingbahn

Claims (12)

  1. Vorrichtung (1) zum Aufstellen mindestens eines Bowlingpins (2), umfassend:
    - eine Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen des Bowlingpins (2) und einer Orientierung des Bowlingpins (2), wobei die Orientierung des Bowlingpins (2) eine vertikale Orientierung und eine horizontale Orientierung des Bowlingpins (2) umfasst,
    - mindestens einen Roboterarm, welcher ausgestaltet ist zum Greifen und Halten des Bowlingpins (2) und zum Aufstellen des Bowlingpins (2) auf eine vorbestimmte Sollposition (5, 12),
    - eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, Daten und/oder Signale der Objekterkennungseinrichtung auszuwerten, und den Roboterarm (3, 4) abhängig von der vorbestimmten Sollposition (5, 12) des Bowlingpins (2) und/oder der erfassten Orientierung des Bowlingpins (2) anzusteuern,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen eines Bowlingballs (9) und einer Position des Bowlingballs (9) ausgestaltet ist,
    - der mindestens eine Roboterarm (3, 4) ist zum Greifen und Halten des Bowlingballs (9) und zum Bewegen des Bowlingballs (9) auf eine vorbestimmte Sollposition ausgestaltet ist,
    - wobei die Steuereinheit, ausgebildet ist, den Roboterarm (3, 4) abhängig von der erfassten Position des Bowlingballs (9) anzusteuern.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm eine Greifvorrichtung zum Greifen und Halten des Bowlingpins und/oder Bowlingballs aufweist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Greifvorrichtung eine mechanische, eine pneumatische und/oder eine magnetische Greifvorrichtung ist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung einen Sensor aufweist, welcher zum Erkennen eines Haltens des Bowlingpins und/oder des Bowlingballs ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (3, 4) oder die Greifvorrichtung zerstörungsfrei abmontierbar zum Austauschen des Roboterarms (3, 4) oder der Greifvorrichtung gegen einen anderen Roboterarm (3, 4) oder eine andere Greifvorrichtung ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Roboterarme (3, 4) umfasst.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennungseinrichtung einen Sensor, einen Laserscanner, einen Tastschalter oder eine Kamera umfasst.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Bowlingpins (2) ausgestaltet ist, wobei die Position des Bowlingpins vorzugsweise eine Projektion einer Position des Schwerpunkts des Bowlingpins auf eine ebene Fläche, wie eine Laufbahn oder Bowlingbahn oder Grube umfasst.
  9. Bowlingsystem, umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche und eine sich im Wesentlichen horizontal erstreckende Bowlingbahn (10).
  10. Bowlingsystem nach Anspruch 9 soweit rückbezogen auf Anspruch 1, mit einer Rampe, die sich entlang der Bowlingbahn (10) erstreckt, wobei die Rampe gegen die Horizontale geneigt ist und eine Führungsschiene für einen Bowlingball (9) aufweist, wobei der Roboterarm (3, 4) ausgestaltet ist, den Bowlingball (9) auf die Rampe zu legen.
  11. Verfahren zum Aufstellen mindestens eines Bowlingpins (2), umfassend die Schritte:
    - Erfassen des Bowlingpins (2) und einer Orientierung des Bowlingpins (2), wobei die Orientierung des Bowlingpins (2) eine vertikale Orientierung und eine horizontale Orientierung des Bowlingpins (2) umfasst;
    - Greifen des Bowlingpins (2) mittels eines Roboterarms (3, 4); und
    - Aufstellen des Bowlingpins (2) mittels des Roboterarms (3, 4) auf eine vorbestimmte Sollposition (5, 12),
    gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte:
    - Erfassen eines Bowlingballs und einer Position eines Bowlingballs;
    - Greifen und Halten des Bowlingballs mittels des Roboterarms; und
    - Bewegen des Bowlingballs auf eine vorbestimmte Sollposition mittels des Roboterarms.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, mit den zusätzlichen Schritten:
    - Erfassen einer Position des Bowlingpins (2), wobei die Position des Bowlingpins vorzugsweise eine Projektion einer Position des Schwerpunkts des Bowlingpins auf eine ebene Fläche, wie eine Laufbahn oder Bowlingbahn oder Grube umfasst.
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