NO344795B1 - Anordning ved robot, spesielt innrettet for bygg- og anleggsvirksomhet - Google Patents

Description

VERKTØYROBOT FOR BRUK I BYGG – OG ANLEGGSVIRKSOMHET

Denne oppfinnelsen omhandler en mekanisk anordning til håndtering av forskjellige verktøy. Nærmere bestemt dreier det seg om en mekanisert robot spesielt til bruk i forbindelse med bygg – og anleggsvirksomhet.

I bygg – og anleggsvirksomhet er det behov for å utføre forskjellige arbeidsoppgaver som kan være utfordrende og tungt arbeid for mennesker.

Med dagens krav til arbeidsmiljø (HMS) og effektivitet er det et påtrengende behov for løsninger som forenkler og letter arbeidet, og kan utføre arbeidet hurtigere og med større sikkerhet. Utvikling av robotteknologi er kommet langt, og er tatt i bruk innen industriell masseproduksjon, som f.eks. bilindustrien.

Robotiserte operasjoner utføres gjerne ved at programvare og en mekanisk enhet sammen sørger for en helhetlig løsning. Programvaren opererer styringen og kan programmeres i forhold til ønskede arbeidsoperasjoner. Den mekaniske enheten iverksetter signalene fra programenheten og er dimensjonert for krefter og bevegelser som må til for å utføres arbeidsoperasjonene.

Når robotiserte løsninger benyttes i en produksjonslinje for masseproduksjon utfører roboten svært ofte repeterbare sekvenser. I bygg – og anleggsvirksomhet er behovet annerledes. Her må robotiserte løsninger enkelt kunne omstilles og tilpasses forskjellige arbeidsoppgaver inne i rom og arbeidsområder med forskjellige dimensjoner og utforming.

Programvare for å styre robotiserte prosesser er i dag tilgjengelig og kan brukes til å styre og overvåke en rekke arbeidsoppgaver. Programvaren kan utstyres med kunstig intelligens for å gi roboten mulighet for å lære av utførte arbeidsoppgaver. Programvare som skanner et rom eller område kan nyttiggjøres i robotprosessor og benyttes til å styre roboten med automatisk antikollisjon, slik at armer på roboten ikke kommer i konflikt med omkringliggende strukturer.

Skannedata kan også benyttes til å styre arbeidsprosesser som skal utføres av roboten.

Kommunikasjon mellom maskin og operatør må være svært enkel og brukervennlig da operatøren ofte vil være en håndverker som ikke kan påregnes å ha spesiell kunnskap om programmering og datateknologi.

Oppfinnelsen har til hensikt å avhjelpe, eller i det minste legge til rette for å redusere en eller flere av ulempene ved manuelle arbeidsoperasjoner i bygg – og anleggsvirksomhet.

Verktøyhåndteringsroboten som er tilveiebrakt består av en vognenhet tilordnet belter eller hjul til bruk ved forflytting av roboten. Beltene eller hjulene er utført i henhold til kjent teknikk på dette området og aktiveres av elektromotorer. Vognen stabiliseres inne i et rom ved hjelp av en sakseanordning som skyves ut og spenner opp vognen mellom tak og gulv.

Oppå vognen er det anordnet en om vertikalaksen roterbar adapter som ved hjelp av elektromotorer kan roteres 360 grader. Til denne adapteren er det gjennom adaptere og leddforbindelser tilordnet to armer forbundet med leddforbindelse, slik at armene ved hjelp av gir og elektromotorer kan gis en vinkelrotasjon i forhold til hverandre. Ytterste arm er forsynt med to eller flere vinkelledd roterbare i forhold til hverandre om leddenes lengdeakser. Med varierende vinkelforskyvning på armene, kombinert med å rotere vinkelleddene innbyrdes i forhold til hverandre, kan ytterste ledd med verktøyholder gis en rekke posisjoner for tilpasning av verktøyet til ønsket vinkel og posisjon mot angrepsflaten. Roboten er forsynt med en verktøyholder som muliggjør tilkobling av forskjellige verktøy på en robust og enkel måte.

Roboten er tilrettelagt for å ta i bruk moderne dataprogramvare og med operatørpanel for trådløs betjening. Programvarer som kan skanne et rom eller overflate og bruke denne infoen til å bestemme plassering av arbeider vil kunne integreres i roboten.

Det er også beskrevet en anordning ved en robot, spesielt til bruk i bygg – og anleggsvirksomhet hvor roboten er bygget opp med en vogn tilordnet transportinnretning bestående av belter eller hjul og med et om akse roterbart adapter med leddforbindelse til strukturen og vider gjennom leddet med motoren til roterbare vinkelleddene, hvor det sentrisk om akse er tilordnet en fra vognen utskyvbar sakseinretning bestående av stålstrenger forbundet med ledd og tilordnet et adapter roterbart om akse.

I en utførelsesform kan vinkelleddene være roterbare i forhold til hverandre om aksene gjennom rotasjonsledd med opplagringer og motorer.

I en utførelsesform er det til vinkelleddet anordnet en verktøyholder for tilkobling av verktøy, hvor anleggsflatene og gjengene kan roteres i forhold til hverandre om aksen ved hjelp av to parallelle planetdrev med felles roterbart ringdrev hvor ett av solhjulene er knyttet til gjengene det andre solhjulet forbundet til adapteret med planetbærer fast forbundet til strukturen og planetbærer roterbar ved hjelp av fortanningen i inngrep med motoren gjennom tannhjulene.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er nærmere anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig 1 viser roboten plassert inne i et avlukket rom;

Fig 2 viser roboten sett ovenfra;

Fig 3 viser roboten sammenpakket og sett fra siden;

Fig 4 viser roboten sammenpakket og sett ovenfra;

Fig 5 viser vinkel bend struktur med rotasjonsforbindelser;

Fig 6 viser snitt gjennom vinkel bend struktur med rotasjonsforbindelser;

Fig 7 viser detalj D fra fig 6;

Fig 8 viser detalj C fra fig 6;

Fig 9 viser detalj D fra fig 6;

Fig 10 viser verktøyholder og verktøy;

Fig 11 viser verktøyholder sett ovenfra;

Fig 12 viser snitt gjennom verktøyholder med rotasjonsenhet;

Fig 13 viser verktøyholder sett ovenfra;

Fig 14 viser verktøyholder sett fra siden;

Fig 15 viser snitt gjennom verktøyholder;

Fig 16 viser snitt D-D fra fig 15;

Fig 17 viser snitt C-C fra fig 15;

Fig 18 viser snitt E-E fra fig 15, og

Fig 19 viser «eksplodert» tegning av verktøyholder.

På figurene angir henvisningstallet 1 et lukket rom med døråpning 2, hvori det er plassert en robot 3 bestående av en vogn 4 med transportinnretning av belter 5 eller hjul som aktiveres av elektromotorer.

Til vognen 4 er det anordnet stabiliseringslabber 7 festet til vognen 4 med adapter 6. Stabiliseringslabbene 7 aktiveres av elektriske eller hydrauliske aktiveringsinnretninger 8. Oppå vognen 4 er det anbrakt en om vertikalaksen 9 roterbar adapter 10, opplagret med lager til vognen 4 og aktivert med elektriske eller hydrauliske motorer av kjent utførelse. Til den roterbare adapteren 10 er det anordnet en utskyvbar sakseinnretning 11, elektronisk aktivert og med fritt roterbar adapter 12 om vertikalaksen 9 for å stabilisere roboten 3 mellom fast overliggende flate 22 og underliggende flate 28. Sakseinnretningen 11 består av stålstrenger 14 med leddforbindelser. Sakseinnretningen 11 er en nødvendig funksjonalitet for å oppnå tilstrekkelig stabilitet når roboten 3 skal utføre arbeidsoperasjoner i stor avstand fra vertikalaksen 9.

Til adapteren 10 er det anordnet en rammekonstruksjon 16, roterbar om et ledd 23 og aktivert av motor og gir. En arm 17 er forbundet til rammekonstruksjonen 16 gjennom et ledd 75 aktivert av en motor 20. Armen 17 er videre forbundet med et vinkelledd 18 gjennom en opplagring 26 aktivert av en motor 32.

Et lager 33 sørger for rotasjonsopplagring om aksen 40 mellom armen 17 og vinkelleddet 18. Lageret 33 er beskyttet av tetninger 34. Et adapter 35 knytter rotasjon av motoren 32 til vinkelleddet 18.

Vinkelleddet 18 er rotasjonsopplagret til vinkelledd 31 gjennom en opplagring 30 utført på tilsvarende måte som opplagringen 26. Til vinkelleddet 31 er det anordnet en verktøyholder 19 roterbar om en akse 36 ved hjelp av en motor 37.

Sammenkobling mellom verktøyholderen 19 og et verktøy 45 foretas ved at verktøyet 45 har motsvarende anleggsflater 41 og gjenger 43 som på verktøyholderen 19. Ved å rotere gjengene 43 i forhold til anleggsflater 41 trekkes verktøyet 45 inn og låses fast.

Rotasjon av gjengene 43 i forhold til anleggsflatene 41 oppnås ved to parallelle planetdrev, hvor det ene planetdrevet er forbundet til gjengene 43 og det andre til adaptere 46 og forbundet med motoren 37. Et solhjul 51 er en integrert del av gjengene 43 og er solhjul på det andre planetdrevet er integrert i adapteren 46. Planethjul 52 er opplagret i uavhengige planetbærere 54, 53 hvor en første planetbærer 54 er festet til en ytre struktur 60 og en andre planetbærer 53 er roterbart opplagret om adapteren 46 slik at den kan roteres ved hjelp av en motor 58 og tannhjul 57, 62 i inngrep med en fortanning/ringdrev 65. Ringdrevet 65 er felles for begge planetdrevene roterbart opplagret om en akse 36 med lager 70 mot en ytre struktur 60.

Ved å rotere den andre planetbæreren 53 i forhold til den første planetbæreren 54 kan gjengepartiet 43 rotere i forhold til anleggsflatene 41 samtidig som gjengeparti 43 og anleggsflater 41 kan roteres om aksen 36 ved hjelp av motoren 37. Et verktøy 45 kan da monteres inn i verktøyholderen 19 og deretter roteres fritt om aksen 36, en nødvendig funksjon når verktøy 45 skal posisjoneres i forhold til ønsket funksjon.

Claims (7)

Patentkrav

1. Verktøyrobot (3) for bruk i bygg- og anleggsvirksomhet, hvor verktøyroboten omfatter:

- en vogn (4) med belter eller hjul (5) for transport av verktøyroboten (3);

- en første adapter (10) koblet til vognen (4) og roterbar om en akse (9);

- en struktur (16) koblet til den første adapteren (10);

- en arm (17) koblet til strukturen (16), hvor armen (17) er innrettet for å holde et verktøy (45);

k a r a k t e r i s e r t v e d at en utskyvbar sakseinnretning (11) er koblet til vognen (4) sentrisk om aksen (9), hvor sakseinnretningen (11) omfatter stålstrenger (14) med leddforbindelser og en andre adapter (12) roterbar om aksen (9) relativt til sakseinnretningen (11).

2. Verktøyroboten (3) ifølge krav 1, hvor strukturen (16) er koblet til den første adapteren med en første motorisert leddforbindelse (23) og armen (17) er koblet til strukturen (16) med en andre motorisert leddforbindelse (75).

3. Verktøyroboten (3) ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor armen (17) omfatter flere seksjoner (18, 31) koblet sammen med motoriserte rotasjonsledd (26, 30) for rotasjon av hver seksjon (18, 31) om respektive akser (38, 40).

4. Verktøyroboten (3) ifølge krav 3, hvor hver seksjon (18, 31) er utformet med en vinkel slik at de respektive aksene (38, 40) ikke orienteres parallelt.

5. Verktøyroboten (3) ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor armen (17) i en fri ende omfatter en verktøyholder (19) med en anleggsflate (41) og et gjengeparti (43) roterbart i forhold til anleggsflaten (41).

6. Verktøyroboten (3) ifølge krav 5, hvor verktøyholderen (19) omfatter to parallelle planetdrev og en motor (37), hvor et første planetdrev er koblet til gjengepartiet (43) og et andre planetdrev er koblet til motoren (37) via en adapter (46).

7. Verktøyroboten (3) ifølge krav 6, hvor de to parallelle planetdrevene omfatter et felles roterbart ringdrev (70), hvor et første solhjul (51) er knyttet til gjengpartiet (43) og et andre solhjul er forbundet til adapteren (46) med en første planetbærer (54) fast forbundet til en struktur (60) og en andre planetbærer (53) er roterbar ved hjelp av en fortanning (61) i inngrep med en motor (58) via tannhjul (62, 57).