JP2017504496A - マニピュレータユニットを有するデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動可能なマニピュレータアーム（３）を備えるマニピュレータユニット（２）を有するデバイス（１）に関する。本発明によれば、フレキシブルな引張り要素（１１，１２）を有する昇降装置（７）が設けられ、昇降装置（７）上で、マニピュレータユニット（２）は、懸垂保持式方式で上昇及び／又は下降され得る。フレキシブルな引張り要素（１１，１２）とマニピュレータユニット（２）との間で作用する結合手段は、マニピュレータユニット（２）が、引張り要素（１１，１２）上での懸垂保持された状態において、予め規定されたアライメントをセットするために軸の周りに空間的に調整可能に設けられる。

Description

発明の詳細な説明

［先行技術］
マニピュレータユニットを有するデバイス又はマニピュレータシステムは、複数の異なるタスクのために使用される。一般に、これらは、遠隔制御による動作であって、特に、作業時に個人への危険があるため、又は、オペレータが使用場所にアクセスできないため、及び／又は、そこに局所的に広がる他の危険があるために、本来の場所で直接的に個人が行うことのできない動作を伴う。こうしたシナリオは、例えば、大災害の結果として、リスクの影響を受ける又は異質な環境条件に起因する人命に対する脅威の許容できない可能性を有する領域において、例えば、崩落リスク、毒性物質、極度の温度または圧力、並びに／又はクリティカルな放射性輻射値に起因する、極度の機械的、化学的、又は物理的な危険の可能性がある事象で、起こる。

［発明の目的及び利点］
前置きで述べられ、また、特にコンパクトな設計であり、複数の比較的複雑なタスクのために可変的な方法で使用され得るデバイスを提供することが、有利には、本発明の目的である。

この目的は、独立請求項によって達成される。
従属する請求項は、本発明の有利な変形に関する。
本発明は、駆動可能なマニピュレータアームを備えるマニピュレータユニットを有するデバイスに基づく。マニピュレータアームは、例えば遠隔制御によって複雑な方式で動作可能であり、また、異なる作業のために個別に装備可能である。異なる複数の機能が、例えば、マニピュレータアーム上に交換可能に存在するツールであって、被駆動式で作動するツールによって、マニピュレータアームで実現され得る。

本発明の本質は、フレキシブルな引張り要素を有する昇降装置が存在することにあり、昇降装置上で、マニピュレータユニットは、懸垂保持式方式で下降可能及び／又は上昇可能であり、フレキシブルな引張り要素とマニピュレータユニットの基礎本体との間で作用する結合手段は、引張り要素にマニピュレータユニットが懸垂保持された状態において、基礎本体を予め規定された空間配向にセットするために基礎本体を調整可能であるように存在する。引張り要素にマニピュレータユニットが懸垂保持された状態において、基礎本体は、特に直線的に、及び／又は、軸周りに旋回するように調整可能である。したがって、全体的に比較的コンパクトであり、可変方式で使用可能で、マニピュレータユニットを有するデバイスが提供され、当該デバイスは、比較的軽量である。

本発明のデバイスによれば、著しく困難な条件下でも、制御可能に作動するマニピュレータユニットによって、マニピュレータユニットの使用領域から安全な距離から、作業を行うことができる。デバイスの使用は、特に、例えば、使用領域に対するアクセスが空間的に困難なケースで、制限された状態の場合に、又は、高いリスクに影響される状態の場合に有利である。

これは、例えば、大災害での支援に有利である。
昇降装置に加えて、デバイスは、マニピュレータユニットを備え、マニピュレータユニットは、特に有線のエネルギー及び／又は信号供給部、並びに、結合手段を含む。マニピュレータアーム及びマニピュレータユニットの更なる要素は、以下で更により詳細に説明される。マニピュレータユニットの周りのエリアの視覚的検出のため、また、対応する画像情報を転送するため、マニピュレータユニットは、画像提供システム又はカメラを有する。

マニピュレータユニットを垂直方向に移動させるのに役立ち、また、簡単にかつ軽量で構築される昇降装置は、マニピュレータユニットが、垂直に移動すること、又は、上昇若しくは下降すること、また更には、それに対して横方向に或る程度まで移動することを可能にする。

マニピュレータユニットの横方向移動は、有利には、引張り要素のテンション付加（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ）状態と非テンション付加（ｎｏｎ−ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ）状態の両方において実現され得る。引張り要素のテンション付加状態において、マニピュレータユニットは、固定され、横方向移動と同時に、任意の時間に垂直方向に下降又は上昇され得て、それは、有利には、マニピュレータユニットの、精密でかつ状況に適した方式のオペレーションを可能にする。

昇降装置は、少なくとも１つの引張り要素を備えるが、例えば、吸収される力に応じて、複数の独立したフレキシブルな引張り要素を同様に備えてもよい。それら複数の引張り要素は、有利には、同様の方式で構築され、互いに平行に配向され、そのことは、水平方向に必要な空間を少なくし、昇降装置及び昇降装置の動作を簡素化する。

適した引張り要素の例は、シリンダ又はケーブル形態の鋼若しくは繊維材料、チェーン、又は、高強度フレキシブブルバンドを含む。
更に、昇降装置は、垂直伸長方式でぶら下がる引張り要素の長さによって、マニピュレータユニットの垂直位置を変更するために、有利には、自由に懸垂保持される引張り要素部分のモータ式の短縮及び伸長のための構成を有する。例えば、昇降装置は、ケーブルドラム等のような、引張り要素に対する巻回デバイスを有する。更に、昇降装置自体が、その空間位置を変更可能である、例えば、直線的に又は水平に移動可能であると有利である。

引張り要素は、任意に、外側からのマニピュレータユニットのエネルギー及び／又は信号供給のための、更なる機能を有するよう設計され得る。しかし、一般に、マニピュレータユニットのエネルギー及び／又は信号供給は、エネルギー及び信号ケーブル等の、引張り要素から独立した少なくとも１つの細長いフレキシブル要素によってセットアップされる。エネルギー及び信号ケーブルは、同様に、マニピュレータユニットの垂直位置に応じて、昇降装置によって上方に引っ張られる又は下方に下され得る。材料節約式で構成される本発明に係る比較的コンパクトでスレンダーなデバイスによって、上からのみのアクセスを有する場所であって、アクセスが困難であり、例えば、障害物によって制限される、及び／又は、部分的に取って代わる、また、使用領域の上で外側から到達し得るアクセス路より２０メートル、３０メートル、４０メートル、又はそれより低い位置に存在する場所にもまた到達し得る。

マニピュレータユニットの懸垂保持式状態において、特に、マニピュレータユニットが、引張り要素によってだけ自由に懸垂保持される方式で支持される場合、マニピュレータユニットの基礎本体は、その空間配向について調整可能である。マニピュレータユニットは、周囲のガス又は液体媒体内で、壁又はベースセクション等の周囲の固形体と接触がない可能性がある。マニピュレータユニットの基礎本体は、第１の予め規定された空間配向から所定の第２の空間配向に調整され得て、また同様に、再び元通りに調整され得る。結合手段は、任意に、基礎本体を更なる所定の空間配向にセット可能に構成され得る。その結果、マニピュレータユニットの状況に適合したオペレーション又は環境に適合したオペレーションが実現され得る。基礎本体は、任意に、軸周りに、例えば、最大３６０°までの角度で、又は、特に、最大約９０°の角度で旋回又は傾斜され得る。調整手段は、第１の軸周りの、また更には、第１の軸に対して横方向に配向される第２の軸周りの基礎本体の調整を可能にし得る。

結合手段と連結するマニピュレータユニットのセクションが、有利には設けられ、そのセクションは、引張り要素と基礎本体との間に存在し、基礎本体自体、例えば結合手段のリジッドな結合要素、の調整時には調整されない。

結合手段は、特に、引張り要素が、引張り要素にぶら下がるマニピュレータユニットの質量下で、ぴんと張るようテンション付けられ、引張り荷重を受けた状態において調整が可能であるように設計される。これは、例えばマニピュレータユニットの付近の壁又はベースセクション上でのマニピュレータユニットのいかなる支持もなしに外側から遠隔の場所から頻繁に基礎本体を調整可能でなければならないために、有利である。

マニピュレータユニットの主平面が、有利には調整可能であり、特には、チルト運動によって垂直配向から水平配向に傾斜可能である。結合手段は、特には、主平面の少なくともおよそ垂直な向きからの、少なくともおよそ水平な向きへの、傾きが生じるように構成される。傾きは、傾斜軸の周りで、厳密に１つの傾斜方向に、又は、とりえる両傾斜方向に生じ得る。主平面は、特に、マニピュレータユニットの基礎本体の平坦な側面、例えば基礎本体の上側又は下側側面である。主平面は、例えば、基礎本体のハウジングの外側面の一部分によって形成され得る。主平面は、平坦であり得る、又は、マニピュレータユニットの基礎本体の側面であり得て、その側面は、隆起及び／又は窪みを備える。

マニピュレータユニットの基礎本体は、具体的にはボックス状の、又は、プレート状の、又は、立方状の、基礎形状であって、例えば、正方形又は多角形のエリアを備える、特には、対応するハウジング形状を備える基礎形状を有し得る。マニピュレータアームに加えて、一般には、例えば、モータ、ギアリング、カップリング、ライン等のようなマニピュレータユニットの更なる本質的な要素が、基礎本体のハウジング内に及び／又はハウジング上に配置される。

基礎本体は、有利には、マニピュレータユニットが、例えば基礎本体の主平面が垂直に配向された場合に、コンパクトな外側形態を有し、したがって、マニピュレータユニットが自由に懸垂保持された状態で、水平方向へのマニピュレータユニットの最大外側範囲が、例えば、１メートル未満であることができるように調整され得る。そのため、本発明に係るデバイスは、有利には、上からの使用場所に対するアクセスが１メートル未満の自由開口範囲である用途に使用され得る。基礎本体自体の主平面が垂直に配向されている場合には、マニピュレータユニットが細長く狭い形状を有するため、マニピュレータユニットは、細長く狭い形状、例えば、裂け目形状を有する開口を通して下に下げられ得る。

実質上任意のクリティカルな使用のための構成における本発明に係るデバイスの有利な改良は、マニピュレータアームが折畳まれ、任意には更なる可動部材が基礎本体上に折畳まれたコンパクトな状態に関して、例えば、マニピュレータユニットが以下の典型的な寸法領域を有することである：例えば、垂直に、又は、結合手段を含む高さに関して最大約２０００〜３０００ミリメートル、例えば、第１の水平幅に関して最大約６００〜１０００ミリメートル、例えば、第１の水平幅に対して横断方向に測定される第２の水平幅に関して最大約１８００〜２２００ミリメートル。

結合手段が、引張り要素に接続された少なくとも実質的にリジッド（ｒｉｇｉｄ）な結合要素を備えることが更に提案される。リジッド結合要素は、それ自身によって、又は、例えばカプセル化された中間セクションの連結によって引張り要素に接続される。結合要素は、特に、細長くかつスレンダーな設計である。構成要素は、結合要素の内部に収容されてもよく、又は、基礎本体までの又は基礎本体内への信号及びエネルギー供給のフィードスルーが存在してもよい。

結合要素は、特に、引張り要素と基礎本体との間に配置される。中間セクションは、結合要素に例えば後者の上で隣接し得る。
更に、結合手段が調整装置を介してマニピュレータユニットに作用することが有利である。特に、調整装置は、関節式又は傾斜型構成を備える。調整装置による調整は、好ましくは、引張り要素に自由にぶら下がるマニピュレータユニットに対して実質的に水平な軸の周りで行われる。調整装置は、重力に支援された調整を行うように、例えば、マニピュレータユニットの基礎本体の重心のシフトを意図的に実行することに基づいて調整を行うように、設計され得る。一般に、モータ式駆動が、基礎本体の重心をシフトさせるために必要であり、例えばマニピュレータアームの又は接触部材の外側等の、基礎本体の外側において関節式方式で動作する要素を広げる又は折畳むことによって基礎本体の重心をシフトさせるために必要である。

本発明の主題の有利な変形は、調整装置が、マニピュレータユニットの重心の領域内に、特に、マニピュレータユニットの基礎本体の重心の領域内に存在することによって特徴付けられる。例えば、傾斜軸、又は、関節装置として構成される調整装置の関節軸は、マニピュレータユニットの若しくは基礎本体の重心の周りの領域を通過する、又は、重心を直接通過する。安定した又は平衡した位置からの基礎本体の重心の比較的小さなシフトが、有利には、関節装置の傾斜軸に対する、基礎本体に作用する傾斜移動をもたらし得る。

更に、本発明の有利な改良によれば、駆動式で運動可能である複数の接触部材が、マニピュレータユニット上に存在することが提案される。接触部材は、例えば、基礎本体の外側で突出して、例えば対称に分配された方式で突出して存在する。特に、接触部材は、実質的にプレート状の基礎本体の狭い側面上で突出する。各接触部材は、例えば、継手によって接続される複数の接触部材セクションを備え、それぞれのケースで、個々に駆動可能であり、したがって、空間的に運動可能である。運動は、マニピュレータユニットの制御ユニットによって制御可能である。接触部材は、特に、関節式方式で接続された複数のセクションを有し、接触部材は、特に、３つの運動軸に関してマニピュレータユニットの基礎本体に対し運動する。各セクションの運動は、マニピュレータユニットの１以上の対応する駆動モータを介してモータ式で行われる。複数の接触部材は、好ましくは、同様な方式で構成される。接触部材によって、マニピュレータユニットは、例えば垂直壁又は横床又は起伏床等の係合セクション上で確実に立ちながら又は停止した状態で支持又は位置決めされ得る。更に、複数の接触部材は、マニピュレータユニットが、係合セクションに沿う任意の方向に、確実でかつ制御された方式で係合セクション上を移動できるような方法で、制御ユニットにより動作可能である。

接触部材が機能を有するように設計されることは同様に有利である。機能は、例えば、重力を原因に実質上常に起こり得るベースセクション上での接触部材の支持又は寄り掛りを超えるメカニズムを意味するものと理解されるべきである。特に、機能は、接触部材上に、特に、接触部材の前端に意図的に存在し得る。

複数の機能は、好ましくは、接触部材の部分に、例えば接触部材の自由端に設けられる。例えば各ケースにおいて、他の機能がアクティブでないものの状況に応じていつでも選択され得る場合に限り、複数の機能の中で厳密に１つの機能が選択可能かつ使用可能である。

有利な方法では、接触部材上には、接触部材と係合セクションとの間の保持機能をセットアップするための接着手段が存在する。接着手段は、係合セクションに対する剥離可能な接着のために特に役立ち得る。１つの機能としても理解され得る接着手段は、更には、他の機能もまた、例えば操作手段を介して、例えば遠隔操作場所から個人によって、有利に規定された方式でスイッチオン及びオフされ得る、又は、アクティブ及びパッシブにセットされ得る。代替的に、これは、自動化された方式で行われ得る。例えば、接着手段は、係合セクション上に接触部材を固定するための、又は、壁又は床等の係合セクションに沿ってマニピュレータユニットを移動させるための吸引装置又は負圧装置を備える。したがって、マニピュレータユニットは、任意には、更に、オーバハングした壁セクション上で保持され得る、及び／又は、オーバハングした壁セクションに沿って移動し得る。

更に、有利には接着手段によって、対象物は、１以上の接触部材を備えるマニピュレータユニットに対して位置的に固定された方式で把持され、動かされ、及び／又は保持され得る。マニピュレータアームは、有利には、少なくとも１つの接触部材によって保持される対象物をマニピュレータアームによって処理又は調査できるように、例えば、対象物の材料のサンプルを採取できるように構成される。

マニピュレータユニットの周囲物の知覚検出のためのセンサ手段が設けられると、また有利である。これにより、環境の組成に関する判断を可能にするために、いろいろな種類のデータをマニピュレータユニットの環境から検出することができ、特にオンラインで、したがって即座に又は時間的に近接して行うことができる。

センサ手段は、制限なしで理解されるべきであり、マニピュレータユニットの環境内のパラメータを検出し処理するための複数の異なる手段又は全ての既知の手段を備え得る。これは、特に、マニピュレータユニットの環境内の、放射性輻射、温度、圧力、ｐＨ値、並びに、気体又は液体周囲媒体の他の物理的又は化学的変数、又は、対象物の、定性的及び／又は定量的検出のためのセンサを特に含む。

好ましい変形によれば、昇降装置に加えて、マニピュレータユニットを囲む媒体内でのマニピュレータユニットの被駆動動作のための更なる駆動手段が設けられる。更なる駆動手段は、被駆動動作を同様に可能にする被駆動式の接触媒体に加えて存在する。特に、振り子式で引張り要素に又は自由にぶら下がるマニピュレータユニットは、更なる駆動手段によって、垂直に対して横の方向に移動し得る。上方及び下方へのマニピュレータユニットの垂直移動は、特に昇降装置によって、特に、伸長及び短縮する引張り要素を介して行われる。

更なる駆動手段によって、例えば壁に十分に接近して、マニピュレータユニットが壁上で行動できるように、マニピュレータユニットを移動させることができ、特には、接着手段が有効に壁と接触した状態になり得るように、マニピュレータユニットを移動させることができ、マニピュレータユニットは、壁上に固定されるように位置決めでき又は壁に沿って移動することができる。駆動手段は、特に、壁がアクセス路から水平方向に又は横に離れている場合に重要であり、駆動手段は、アクセス路の上に位置し、そのアクセス路を介して、引張り要素にぶら下がるマニピュレータユニットは、マニピュレータアーム又は接触部材によって架け渡されるよりも更に深く垂直に下降可能である。これは、また、中空円筒状の、中空球状の、又は、同様に形作られた中空の空間の内壁の領域にマニピュレータユニットが到達しなければならない場合に有利であるが、この領域は、上から、内壁に対して横方向にオフセットされたアクセス路を介してのみアクセス可能であり、引張り要素にぶら下がるマニピュレータユニットは、そのアクセス路を通じて垂直方向に下げられる。

駆動手段は、例えば基礎本体上に、垂直軸に対して、又は、テンション付けられた引張り要素の長手方向軸に対して、斜めである又は横方向に方向付けられたプロペラ回転軸を有する、１以上の駆動可能な又は回転するプロペラを備え得る。

更に、マニピュレータユニットの外側から内部体積への輻射の侵入を減少させる又は回避する輻射保護手段が設けられることが有利である。輻射保護手段は、輻射に対してデバイスの内部体積の一部を防護するのに役立ち、特に、放射性輻射に対してデバイスの内部体積の一部を防護するのに役立って、輻射にセンシティブな機器、例えば、マニピュレータユニットに収容される電子的手段を放射性輻射の影響から保護する。

特に、輻射保護手段は、鉛で作られた十分に厚い層を備え、鉛は、Ｘ線及びガンマ線を非常に効果的に吸収する。特に、輻射保護手段は、鉛材料からなる又は鉛材料を含むハウジングを備える。鉛ハウジングは、デバイスの少なくとも複数領域の、輻射に対してカプセル化された構成を形成する。

輻射保護される領域は、例えば基礎本体の外側に、例えば引張り要素と基礎本体との間に、例えば結合手段の領域内に存在し得る。
最後に、デバイスを水面下で及び／又は比較的高温で動作させるための手段が設計されることが同様に有利である。当該手段は、互いに接続されるハウジング部品の接続領域における、又は、マニピュレータアーム等のハウジングに作用する構成要素からの移行部内の接続ポイントにおける、液密設計のための液密ハウジング材料又はシール構成に特に関する。耐熱性が高い材料が熱に対して使用され、前記材料は、大災害シナリオにおいて起こる可能性がある典型的な最大温度に耐性がある。

したがって、デバイスは、有利には、大災害における考えられる任意の使用のために構成される。
更に、適切な手段がデバイスの機械的安定性のために、特に、衝撃又は圧力の影響に対してとられる。例えば、ハウジングは、鋼材料で作られた、適した高強度外側表皮を備え得る。

［図の説明］
本発明の更なる特徴及び利点は、本発明の図式化された例示的な実施形態を参照してより詳細に説明される。
作業環境内の本発明に係るデバイスの例示的な実施形態の図式化された斜視図である。 デバイスを下方に下す又はデバイスを上昇させるのに好ましい状態における、図１に係るデバイスの一部の様々な図である。 図１に従って示す第１の空間配向におけるデバイスの一部の種々の図である。 作業使用に適する第２の空間配向における図１から７に示すデバイスの一部の種々の図である。

図１は、本発明に係るデバイスを、上から斜めに透視的に示すものであり、デバイスは、作業デバイス１として設計され、昇降装置７及びマニピュレータユニット２を有し、マニピュレータユニット２は、中間ピース１９及び駆動可能マニピュレータアーム３を有する基礎本体１８を備える。

更に、それぞれがモータ式で別々に動作可能である４つの同様のマニピュレータ脚１４、１５、１６、及び１７が、外に突出し、エリアが八角形である基礎本体１８の狭い側面上で調整可能に存在する。マニピュレータ脚１４及び１６は、基礎本体１８上で対向して存在するように配置され、マニピュレータ脚１５及び１７も同様である。

マニピュレータ脚１５は、マニピュレータ脚１４、１５、１６、及び１７の全てに対する例として、より詳細に説明される。マニピュレータ脚１５は、基礎本体１８に関節式で作用するベースセクション１５ａ、ベースセクション１５ａに関節式で作用する中央セクション１５ｂ、及び中央セクション１５ｂに関節式で作用するエンドセクション１５ｃを有する３つの部材を有する。各部材１５ａ、１５ｂ、及び１５ｃは、個別駆動可能な方式で回転可能である。ベースセクション１５ａは、Ｐ５のように、基礎本体１８に対して両方向に、回転軸Ｓ１に対して回転可能であり、中央セクション１５ｂは、Ｐ６のように、ベースセクション１５ａに対して両方向に、回転軸Ｓ２に対して回転可能であり、エンドセクション１５ｃは、Ｐ７のように、中央セクション１５ｂに対して両方向に、回転軸Ｓ３に対して回転可能である。回転軸Ｓ２及びＳ３は、互いに平行であり、回転軸Ｓ１に対して垂直である。ベースセクション１５ａ及び中央セクション１５ｂは、実質的に直線的に形作られ、一方、エンドセクション１５ｃは、互いにほぼ直角に配向された２つのサブセクションを有する。吸引要素又は接着部材２８が、エンドセクション１５ｃの前方自由端に配置される。接着部材２８は、係合セクションにマニピュレータ脚１５を固着するための接着手段として機能するものであり、係合セクションは、例えば、壁又はベース表面等であり、これらは、平坦であるか又は起伏付けられ、実質所望されるように方向付けられる。マニピュレータ脚１４、１５、１６、及び１７の連携的変位によって、マニピュレータユニット２は、結果的に、壁又はベース表面上で、又は、壁又はベース表面に沿って、前方に又は任意の方向に移動し得る。

更に、マニピュレータ脚１４〜１７は、軸Ｓ１〜Ｓ３の周りの部材の対応する被駆動動作を通じて、図２〜４に従う運搬位置（姿勢）から図５〜７に従う作業位置（姿勢）に調整され得る。マニピュレータユニット２の運搬位置において、マニピュレータ脚１４〜１７は、基礎本体に対してコンパクトに又は密に折畳まれ、このとき、マニピュレータユニット２の外部サイズは、全体として最小化され、マニピュレータユニット２は、例えば、約８００ミリメートルの第１の幅Ｂ１、例えば、約２０００ミリメートルの第２の幅Ｂ２、及び、例えば、約２５００ミリメートルの高さを有し（図２及び３参照）、それは、特に限られた環境内で下降させ上昇させるために有利である。

マニピュレータ脚１５と１６との間で基礎本体１８の狭い側面上に同様に存在するマニピュレータアーム３は、マニピュレータ脚１５と同様に構築され、アームベース３ａ、アーム中央部３ｂ、及び、ツール部３ｃであって、前部にモータ式で動作可能な把持部２９を有するツール部３ｃを有する。任意には、所望のツール機能をセットアップすること、又は、対応するツール部を、マニピュレータアーム３上で／マニピュレータアーム３に、交換可能に取り付けることが可能であり、それにより、それぞれのツールは、マニピュレータユニット２によって駆動可能であり、マニピュレータユニット２の近傍環境内で作業動作を実行し得る。

作業デバイス１は、例えば、操作手段を通じてオペレータによって操作され得て、特には、遠隔で、又は、図１に示す領域からほぼ十分に引き離された、及び／又は、例えば仕切りによってそこから安全に分離された、安全な環境（図示せず）内の場所から操作され得る。操作手段は、操作キーボード、操作パネル、タッチスクリーン、マスタ−スレーブシステム、及び／又は、ジョイスティック、又は、他の操作要素を備えてもよい。操作手段によって、作業デバイス１、又は、昇降装置７、並びに、マニピュレータアーム３及びマニピュレータ脚１４〜１７を有するマニピュレータユニット２は、特に、移動され、配置され、又は、方向付けられ、及び、操作され得る。

図１によれば、作業デバイス１は、マニピュレータユニット２がコンテナ４の内部で作業位置にある状態で、作業に用いられる。コンテナ４は、円筒ケーシングチューブ５と共に垂直に配向された長手方向軸を有し、円筒ケーシングチューブ５は、部分的にのみ示され、長手方向に示されかつ中心で切断されている。コンテナ４は、基部がない状態で、また、コンテナの内部を覆う又は内部にオーバラップするセクションがない状態で、例えば、ケーシングチューブ５の上側縁５ａの領域内で接続されるコンテナカバリングがない状態で示される。コンテナカバリングは、具体的に、ケーシングチューブ５の直径Ｄと比較して直径が小さい開口を有し得て、マニピュレータユニット２は、その開口を通じて、方向Ｐ３にかなりの深さにわたって、コンテナカバリングの上から直線的に下方に通過しながら下降可能である。図１は、マニピュレータユニット２の基礎本体１８の第１の空間配向におけるマニピュレータユニット２を示す。

コンテナ４の内部の設置領域は、上側側面６ａを有する物理的立方体６としてかなり省略された形態で示される。
昇降装置７は、ロープ引張り型装置として設計され、ロープ及びケーブルドラム（明示されない）を有するハウジング１０ａを有する走行式キャリッジ１０を備え、ロープ及びケーブルドラムは、ハウジング１０ａ内に収容され、モータ式で回転可能であり、それぞれがロープドラムに作用する２つの引張りロープ１１及び１２、並びに、それらの間に存在する、マニピュレータユニット２のエネルギー供給及び信号供給のための供給ケーブル１３、を巻上げること及び展開することを目的としている。供給ケーブル１３は、ハウジング１０ａ内のケーブルドラムによって、引張りロープ１１、１２と同時に巻上げられ及び展開させられる。

走行キャリッジ１０は、２つの走行レール８及び９を介して矢印Ｐ１及びＰ２に従う水平方向に変位可能に駆動され、走行レール８及び９は、水平に並走し、切断して示される。ロープ及びケーブルドラムの、走行キャリッジ１０の駆動用の、又は、供給ケーブル１３を介した伝送用エネルギー及び信号供給用の、外側から昇降装置７に到来するエネルギー及び制御信号の給送は、図示されない、又は、任意には、走行レール８及び９を介して行われる。

ロープ及びケーブルドラムによって、２つの引張りロープ１１、１２及び供給ケーブル１３は、ドラムの回転方向に応じて、方向Ｐ３に下降され、方向Ｐ４に上昇される。
図２〜４は、矢印Ｐ３及びＰ４に従って下降し上昇するのに有利である運搬姿勢において、テンション付けられた引張りロープ１１、１２上で懸垂保持されたマニピュレータユニット２を示す。図２及び３は、９０°の角度だけ互いに対して回転した側面図を示し、図４は、上から斜めの斜視図を示す。基礎本体１８の平坦な主側面又は主平面１８ａは、テンション付けられた引張りロープ１１及び１２に平行に、ここでは垂直に配向される（図２参照）。

基礎本体１８の主平面１８ａの垂直配向が変わらない状態で、図５〜７は、特には、例えばケーシングチューブ５の内壁上などの、作業デバイス１に対して垂直である又は作業デバイス１に対していくらか傾斜している壁表面上で作業するための、図１に係る作業位置での作業デバイス１を示す。この作業位置において、マニピュレータアーム３は、運搬位置に対して基礎本体１８から離れるように旋回し、マニピュレータ脚１４〜１７は、同じく非折畳み状態にされ、図５及び７は、９０°の角度だけ垂直の周りに回転した２つの側面図を示し、図６は、上からの斜視図に関する。

図８〜１０は、最後に、立方体６の上側側面６ａ等の、水平又は水平に対して或る程度傾斜している、例えばベース表面上で作業するための、基礎本体１８の配向で、更なる作業位置にある作業デバイス１を示す。図８は第１の側面図に関し、図９は、図８に対して垂直の周りに９０°だけ回転した図に関し、図１０は上から斜めの斜視図を示す。

図８〜１０によれば、基礎本体１８又は基礎本体１８の上側側面主平面１８ａは、図５〜７に従う配置に対して傾斜して又は水平軸の周りに９０°だけ回転して配向されている。マニピュレータ脚１４〜１７の接着部材２８は、例えば、上側側面６ａ上で作業デバイス１を支持又は設置するように、接着部材２８のそれぞれの最も下のポイントが共通平面上にある状態で、ここでは置かれている。

供給ケーブル１３又は引張りロープ１１及び１２とマニピュレータユニット２の基礎本体１８との間に中間ピース１９を有する結合手段が存在する。結合手段は、基礎本体１８に作用する、ここでは例として正方形形状にされた細長いロッド要素２２、並びに、レセプタクル２３であって、カプセル２４並びにカプセル２４上で互いに対向して突出するウェブ２５及び２６を有するレセプタクル２３を有する。ロッド要素２２の上側端に係合するプラグインセクション２７は、カプセル２４に設けられる。

継手２１を有する調整装置２０は、ロッド要素２２と基礎本体１８との間において、基礎本体１８の重心の領域に延びる特に水平の軸Ｓ４（図８参照）の周りの２重矢印Ｐ８に従って、ロッド要素２２に対する基礎本体１８又は基礎本体１８の主平面１８ａの空間配向を調整するように機能する。ロッド要素２２は、ロッド要素２２に作用する基礎本体１８と共に、２重矢印Ｐ９（図９参照）に従って、約３６０°の角度、垂直軸Ｓ５の周りに調整可能であり、それは、特に制御ユニットによって制御されるモータ式で行われる。

図１〜７に示す主平面１８ａの垂直配向において、ロッド要素２２は、マニピュレータユニット２上で、空間節約方式で配置される。したがって、ロッド要素２２の形状と整合する長方形凹部３２が、有利にはマニピュレータアーム３に対向して基礎本体１８上に存在し、それにより、ロッド要素２２の下側部は、ロッド要素２２に対する基礎本体１８の非傾斜的空間配向で、基礎本体１８の包絡表面内で整列して収容され得る。

更に、供給ケーブル１３は、カプセル２４に作用する。他の要素に加えて、カプセル２４は、電子コンポーネントを収容し、電子コンポーネントは、特に、ハウジング２４ａによる、又は、鉛から作られたハウジング層を有する又は鉛ケーシングを有する輻射保護ハウジングによって外側からの輻射に対して保護される。

ロッド要素２２は、特に、中空であり、マニピュレータユニット２の更なる要素を備え得る。継手２１は、ロッド要素２２の下側端とマニピュレータユニット２の基礎本体１８との間で機能する。

空気又は水等の、マニピュレータユニット２を囲む媒体内での被駆動運動のために、基礎本体１８内にはモータ式で駆動される２つの回転可能プロペラ３０、３１が存在する。

１ 作業デバイス、２ マニピュレータユニット、３ マニピュレータアーム、３ａ アームベース、３ｂ アーム中央部、３ｃ ツール部、４ コンテナ、５ ケーシングチューブ、５ａ 縁、６ 立方体、６ａ 上側側面、７ 昇降装置、８、９ 走行レール、１０ 走行キャリッジ、１０ａ ハウジング、１１、１２ 引張りロープ、１３ 供給ケーブル、１４〜１７ マニピュレータ脚、１５ａ ベースセクション、１５ｂ 中央セクション、１５ｃ エンドセクション、１８ 基礎本体、１８ａ 主平面、１９ 中間ピース、２０ 調整装置、２１ 継手、２２ ロッド要素、２３ レセプタクル、２４ カプセル、２４ａ ハウジング、２５、２６ ウェブ、２７ プラグインセクション、２８ 接着手段、２９ 把持部、３０、３１ プロペラ、３２ 凹部

Claims (12)

1. 駆動可能なマニピュレータアーム（３）を備えるマニピュレータユニット（２）を有するデバイス（１）であって、フレキシブルな引張り要素（１１，１２）を有する昇降装置（７）が存在し、前記昇降装置上で、前記マニピュレータユニット（２）が、懸垂保持式方式で下降可能及び／又は上昇可能であり、前記フレキシブル引張り要素（１１，１２）と前記マニピュレータユニット（２）の基礎本体（１８）との間で作用する結合手段（１９）が、前記引張り要素（１１，１２）に前記マニピュレータユニット（２）が懸垂保持された状態において、前記基礎本体（１８）を予め規定された空間配向にセットするために前記基礎本体（１８）を調整可能に存在することを特徴とするデバイス。
2. 前記マニピュレータユニット（２）の主平面（１８ａ）を調整可能である、特には、チルト運動によって垂直配向から水平配向に傾斜可能であることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記結合手段（１９）は、前記引張り要素（１１，１２）に接続される少なくとも実質的にリジッドな結合要素（２２）を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデバイス。
4. 前記結合手段（１９）は、調整装置（２０）を介して前記マニピュレータユニットに作用することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
5. 前記調整装置（２０）は、前記マニピュレータユニット（２）の重心の領域に、特には、前記マニピュレータユニット（２）の前記基礎本体（１８）の重心の領域に、存在することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
6. 被駆動式で動作可能である複数の接触部材（１４〜１７）が、前記マニピュレータユニット（２）上に存在することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
7. 接触部材（１４〜１７）が機能性を有するように設計されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
8. 接触部材（１４〜１７）上には、前記接触部材（１４〜１７）と係合セクション（６ａ）との間の保持機能を提供するための接着手段（２８）が存在することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
9. 前記マニピュレータユニット（２）の周囲物の知覚検出のためのセンサ手段が設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
10. 前記昇降装置（７）に加えて、前記マニピュレータユニット（２）を囲む媒体内での前記マニピュレータユニット（２）の被駆動運動のための駆動手段（３０，３１）が設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 前記マニピュレータユニット（２）の外側から内部体積への輻射の侵入を減少させる又は回避する輻射保護手段（２４ａ）を備えることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。
12. 水面下で、及び／又は、比較的高い高温でデバイスを動作させるための手段が構成されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のデバイス。

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