WO1996005997A1 - Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems - Google Patents

Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems Download PDF

Info

Publication number
WO1996005997A1
WO1996005997A1 PCT/DE1995/001086 DE9501086W WO9605997A1 WO 1996005997 A1 WO1996005997 A1 WO 1996005997A1 DE 9501086 W DE9501086 W DE 9501086W WO 9605997 A1 WO9605997 A1 WO 9605997A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transport device
auxiliary element
movement
orientation
elements
Prior art date
Application number
PCT/DE1995/001086
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Yberle
Michael Waffler
Original Assignee
Hans Yberle
Michael Waffler
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Yberle, Michael Waffler filed Critical Hans Yberle
Priority to DE59504164T priority Critical patent/DE59504164D1/de
Priority to EP95928436A priority patent/EP0784560B1/de
Publication of WO1996005997A1 publication Critical patent/WO1996005997A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces

Definitions

  • the invention relates to a mobile transport and handling system according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 26.
  • a transport device intended for work equipment which can be moved onto a surface with a stepping movement (EP 0 084 012).
  • This known transport device consists of two rigid frame parts or polygons, on each of which several foot and holding elements formed by suction cups are provided.
  • One of the two polygons forms an outer polygon and one of the two polygons forms an inner polygon.
  • the inner polygon is located within the outer dimensions of the outer polygon and is slidably guided on the outer polygon in an axial direction. For the moving movement, the polygons are moved laterally one after the other relative to each other, in the axial direction of this guide.
  • a disadvantage of the known transport device is that the outer polygon has relatively large dimensions in order to obtain the necessary walking distance. For this reason, it is also impossible or at least extremely difficult to move the known transport device in a confined space and / or to change the direction. In the known case, this is only possible by pivoting the polygons about an axis running perpendicular to the surface. In the older, not prepublished DE-A-43 13 719, a transport device is also proposed which avoids this disadvantage and has a high degree of mobility, even in the smallest of spaces and small dimensions, with minimal effort.
  • the transport device consists of at least three step elements as well as at least three actuators, each acting on or connecting two step elements, so that a polygonal arrangement results overall, the sides of which are formed by the actuators, which are shortened or lengthened by their movement stroke effect the respective side and which are at least partially each articulated to the striding elements.
  • the object of the present invention is to demonstrate a mobile transport and handling system which has at least one transport device which can be moved or moved in a robot-like manner on a surface and in which the respective position and orientation of this transport device can be determined exactly at any desired time.
  • a transport and handling system is designed in accordance with the characterizing part of patent claim 1.
  • a method for the positionally accurate movement of the at least one transport device of the system or the exact determination of the position and / or Orientation of this transport device is designed according to the invention in accordance with the characterizing part of patent claim 26.
  • the position and / or orientation of the transport device is determined during its movement by measuring the position and orientation realistically to an auxiliary element provided in a fixed position on the ground, which is tracked from time to time as the transport device moves and thus within a predetermined maximum range in relation to the transport device remains.
  • measuring means which are provided on the transport device and / or on the auxiliary element, their position and orientation relative to the auxiliary element is measured and determined as the transport device moves.
  • auxiliary element After the auxiliary element has been tracked, its new position is determined anew on the basis of the known position of the transport device and / or on the basis of a known position of another auxiliary element, so that this new position of the auxiliary element which is tracked is then used as a new reference point in determining the position and / or orientation the transport device is used.
  • the system is preferably used in such a way that, at the beginning of the advancing movement of the transport device, its position and / or the position of the associated auxiliary element is determined precisely, for example in terms of coordinates, and these values are then incorporated into measuring or control electronics evaluating the measuring signals of the at least one measuring device. example, can be entered into a computer.
  • the system has at least one trans port device, which is then assigned at least one auxiliary element.
  • the system can also have a plurality of transport devices, each of which has at least one associated auxiliary element, or a plurality of transport devices is only assigned at least one auxiliary element, for example in the form that the position and / or orientation of all of the transport devices is relative in each case to the one auxiliary element, or in the form that the auxiliary element is assigned to only one transport device and the position and / or orientation of the other transport devices are each determined by measuring devices relative to the position and orientation of this one transport device.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration and a side view of a pressure cylinder of a nuclear power plant, together with a measuring device arranged in the radiation area for examining this pressure cylinder, with a plurality of transport devices according to the invention
  • FIG. 2 shows a simplified, enlarged illustration and a top view of a transport device according to the invention
  • Fig. 3 is a side view of the transport device of Fig. 2;
  • FIG. 5 in schematic representation and in plan view, two transport devices according to the invention, in different positions relative to each other with a progressive movement in one direction;
  • FIG. 6 shows, in a representation similar to FIG. 5, a system having a total of three transport devices, likewise in different positions during a movement proceeding in an axial direction;
  • Fig. 7 in a simplified representation and in plan view a further possible embodiment of the invention.
  • 1 is a steel pressure cylinder of the reactor of a nuclear power plant.
  • a robot 4 is provided for the check, which essentially consists of a transport device 5 and one This transport device provided ultrasound examination device 6, with which the pressure cylinder 1, the lines 2, flanges 3, etc. are checked for existing material defects or cracks.
  • the signals supplied by the measuring device 6 are transmitted to a station or control and control device 7 which is spatially distant from the pressure cylinder 1 and lies outside the radiation area and are evaluated, recorded, etc. From the control and control device 7, the movement of the Robot 4 and thus the ultrasonic measuring device controlled.
  • the control and control device 7 and the robot 4 are connected to one another via a line bundle 8 which contains all the necessary electrical lines, for example for transmitting the measurement signals from the robot 4 to the control and control device 7, for controlling the elements of the Robot, for the power supply of the robot, etc., and also media or hose lines (compressed air lines, vacuum lines, hydraulic lines, etc.). Due to the large number of electrical lines and the hose lines, the line bundle 8 has a relatively high weight per running meter. For this reason, 4 auxiliary robots 4 'are provided in addition to the main robot, each of which also has a transport device 5.
  • the robot 4 and the auxiliary robots 4 ' which serve as carriers for the line bundle 8, ie for holding and guiding the line bundle 8, can also be moved on the vertical outer surfaces of the pressure cylinder 1 and on the pipelines 2 leading away , namely controlled by the control and control device 7 or a computer provided there, in such a way that the robot 4 can be moved to any location of the pressure cylinder 1 and the pipes 2 to be checked.
  • the respective transport device 5 is designed as a walking device and can have a different design.
  • FIGS. 2 and 3 show two embodiments designated 5a and 5b in greater detail.
  • the transport device 5a essentially consists of four carriers 9, shown in a plate-like manner in FIG. 2, which are connected to one another by means of four actuators 10, each carrier 9 being provided in the region of a corner of this quadrilateral.
  • the actuators 10 are designed as individually controllable linear drives and are articulated at both ends by means of a joint 11 to two successive supports 9 in the circumferential direction of the quadrilateral, so that the four supports 4 are connected to one another via the actuators 10 and the joints 11.
  • the actuators 10 are designed and controllable in such a way that any distance between two supports 9 can be set within a predetermined maximum adjustment range or movement stroke by the actuator provided between these supports.
  • the joints 11 are designed in the embodiment shown so that they enable an articulated connection between the respective end of an actuator 10 and the support 9 in all three perpendicular spatial axes, i.e. the joints 11 are, for example, ball joints.
  • the actuators 10 are, for example, electrical, pneumatic or hydraulic linear drives.
  • M is an imaginary vertical center plane, which is cut perpendicularly by the axis or movement axis of the relevant actuator 10.
  • the two supports 9 connected to one another via this actuator are arranged on both sides of this central axis M.
  • a lifting element 12 is also provided on each carrier 9, which carries a base in the form of an adhesive element 13 at its lower end, which projects beyond the underside of the carrier 9.
  • each adhesive element 13 can be raised and lowered individually, as shown in FIG. ig. 3 is indicated by the double arrow B.
  • the adhesive elements are suction cups, which can be acted upon with a vacuum and can also be ventilated again.
  • the adhesive elements 13 can also be configured differently, for example as electromagnets, which are activated for holding an adhesive element 13 and deactivated for releasing this adhesive element.
  • Appropriate actuation of the actuators 10, the lifting elements 12 and adhesive elements 13 enables a stepping movement of each transport device 5a in any direction, with three movement elements 13 on the base 14, for example of the Outer surface of the pressure cylinder 1 or a pipe 2 is formed, sucked or fixed, while an adhesive element 13 is ventilated and raised by the lifting element 12.
  • the actuators 10 of the carrier 9 assigned to this released adhesive element 13 the latter or its adhesive element 13 is moved away from the other adhesive elements, ie it executes a step.
  • the remaining supports 9 are then moved in succession by actuating the respective actuators 10, the respective lifting element 12 and Haftelemtes 13 moved so that a caterpillar-like, progressive movement of the transport device is obtained.
  • this movement can take place in any direction, in spite of the linear movement of the actuators either on a straight or on a curved path.
  • the actual robot 4 is on a platform ; provided that in the embodiment shown is held on a carriage arrangement on one of the carriers 9. With the aid of the slide arrangement and drives (not shown), the platform 15 and the ultrasound measuring device 6 provided there can be adjusted continuously or in small increments in two axes of a plane running parallel to the ground 14, as shown in FIG. 2 with the axes X and Y is indicated.
  • the maximum movement stroke which is possible with the slide arrangement in each axial direction (for example by a large number of small movement steps), is the same as or somewhat larger than the maximum movement stroke or step of the actuators 10.
  • This setting of the measuring device 6 in the two axes X and Y makes it possible to take large steps when moving the transport device 5a along the base 14 for the respective carrier 9 or the associated adhesive element 14, in order to achieve this despite the successive movement of the carriers 9 and Adhesive elements 13 to achieve a sufficiently high speed of movement for the transport device 5a. Due to the fine positioning of the measuring device 6 by the slide arrangement, any desired point can nevertheless be detected by the measuring device in a very fine grid.
  • a preferably pivotable holder for the cable bundle 8 is provided on the platform 15, which in this case is fixed and not connected to one of the carriers 9 via a slide arrangement.
  • FIG. 4 shows in a representation like FIG. 2 a further embodiment of a transport device 5b, which differs from the transport device essentially only in that a total of eight carriers 9 are provided, each of which in turn has a lifting element 12 with an adhesive element 13 have and which are articulated to each other via the actuators 10 and the joints 11 to form a closed polygon.
  • all of the actuators 10, lifting elements 12 and adhesive elements 13 can be individually controlled, namely the actuators 10 in turn for the linear movement in the axial direction of the longitudinal extension of these actuators, wherein within a predetermined lifting or. Any range of positions are approachable.
  • the transport device 5b offers greater security due to the higher number of adhesive elements 13.
  • a movement deviating from the movement of the carriers or adhesive elements 13 of the transport device 5a is possible, for example, in the form that in the transport device 5b the carriers 9 are each used for a linear movement, for example for a linear movement in the direction of the arrow C. are moved on in groups, firstly the group of the three right-hand carriers 9, designated I in FIG. 4, then Group II of the two middle carriers 9 and finally Group III of the three left-hand carriers 9.
  • the robot 4 and auxiliary robot 4 1 respectively provide different transport devices, for example for the robot 4, the transport means 5b and for at least part of the auxiliary robot 4' for the transport device 5a.
  • FIGS. 5-7 show various possibilities for controlling the robots 4 or auxiliary robots 4 ′ precisely when they are moving along an area to be examined, for example along the surface 14 of the printing cylinder 1, and / or the positions of the robot 4 or the auxiliary robot 4 'to be determined exactly.
  • the system shown in FIG. 5 consists of two transport devices 5 and 5 ', which are designed, for example, in accordance with the transport devices 5a and 5b and of which the transport device 5 is in turn part of a robot 4, not shown, while the transport device 5' is merely serves as an auxiliary transport device or auxiliary element for determining the exact position.
  • a measuring device 16 for example working with laser light, that is to say having at least one laser, is also provided, which is equipped with measuring elements 17, for example in the form of reflectors on the conveyor ⁇ direction 5 'cooperates.
  • two measuring elements 17 are provided on the transport device 5 ', which in an axial direction are parallel to the drawing plane of FIG. 5, ie parallel to the plane 14 on which the transport devices 5 and 5' move are offset from one another.
  • the measuring device 16 is able to scan the measuring elements 17 by scanning (scanning beams 18 and 19) and here also the angle a formed between these scanning beams and the length of the scanning beams 18 and 19, ie the respective distance between the measuring elements 17 and the measuring device 16 to measure.
  • the relative position between the transport devices 5 and 5 ' can be determined very precisely from the above-mentioned data and thus the respective position and orientation of the transport device 5 with a progressive movement in the direction of arrow A.
  • the data recorded by the measuring device 16 are converted into data, for example, in a computer provided on the transport device 5 or, preferably, in a stationary computer which is part of a control device 22 and is connected to the transport device 5 via a data transmission link converted, which determine the exact position and orientation.
  • the two transport devices 5 and 5 ' have a precisely predetermined position, ie
  • the transport device 5 ' is, for example, in a precisely measured position and orientation, so that the position and orientation of the transport device 5 can also be determined from this.
  • the transport device 5 for example in the direction of arrow A, is moved from the initial position, which is shown in FIG. 5 in position a, and in which the transport device 5' is located laterally from the transport device 5, but is provided leading in the direction of movement A of the transport device 5, into the position shown in FIG. 5 in position b.
  • the position of the transport device 5 is continuously measured relative to the fixed transport device 5 'or a fixed measuring or reference point, so that the exact position or position of the transport device is known at all times.
  • the transport device 5 ' is tracked, ie moved in the direction of arrow A, when the transport device 5 is stationary, so that the state corresponding to the starting position shown in FIG. 5 in position c is finally reached again in which the transport device 5 'is provided to the side of the transport device 5 and in the direction of movement A leading it. Since the exact position of the transport device 5 in position b of FIG. 5 is known, the position of the tracked transport device 5 'in position c of FIG.
  • the transport device 5 can also be redefined or determined, so that in a next step the transport device is stationary 5 'again moves the transport device 5 and, based on the known position or coordinates and the known orientation of the transport device 5' respective position of the transport device 5 can be determined continuously in this next movement step.
  • FIG. 6 shows a system which differs from the system of FIG. 5 essentially in that the transport device 5 is assigned two transport devices 5 ', each of which has the above-described function of the transport device 5' and with the progressive movement of the transport device 5 alternately form the fixed measuring or orientation point and are moved in such a way that whenever the transport device 5 has moved past a fixed transport device 5 'serving as a measuring point and when the embodiment shown in FIG Transport device 5 and a tracking of the transport device 5 'is necessary, the second transport device 5' already necessary for the measuring process tracked position (laterally from the transport device 5 and leading in the direction of movement) is provided in a stationary manner, so that a continuous, progressive movement of the transport device 5 is possible by switching the measuring process from one transport device 5 'to the other transport device 5'.
  • the active measuring device 16 is provided on the transport element 5, which also forms the robot. In principle, however, it is also possible to provide at least one active measuring device 16 on or on the transport devices 5 ', namely instead of the measuring device 16 on the transport element 5 or in addition to this. Furthermore, the respective active measuring device 16 can also be designed differently or differently from the above description. In principle, it is also possible for the measuring device to interact with a plurality of measuring elements or measuring points 17 and / or, for example, to be a video camera, the video image of which is then evaluated accordingly in order to determine the relative position between the transport elements 5 and 5 ' .
  • FIG. 7 shows an embodiment which differs from the embodiment of FIGS. 5 and 6 in that an auxiliary element 5 ′′ is provided instead of an independent transport device 5 1 , namely at the end of a rigid connection or a rigid arm 20, the other end of which engages a measuring device 21 of the transport device 5.
  • the auxiliary element 5 ′′ is formed, for example, by at least one adhesive element 13 or else by another element which has a fixed position. kidney of the auxiliary element 5 '' on the plane 14, on which the transport element 5 moves, allowed.
  • the length of the arm 20 is preferably variable, so that due to this change in length and due to the pivoting angle of the arm 20 on the measuring device 21 as the transport device 5 progresses and when the auxiliary element 5 ′′ is firmly positioned, the respective position of the transport device 5 can be determined relative to the auxiliary element 5 1 '.
  • the progressive movement of the transport element 5 also takes place in the embodiment of FIG. 7 in a manner similar to that in FIG. 5 in individual, successive movement steps, between which the auxiliary element 5 ′′ is tracked in each case when the transport device 5 is stationary.
  • the control electronics designated only schematically by 22 in FIGS. 5-7, is provided in a fixed location at a suitable location and is connected via measuring lines to the respective transport device 5 or to the measuring device 16 or 21 there, so that the measuring devices thereof determined data can be processed in the control electronics for determining the orientation and position of the respective transport device 5 and this enables control of the transport device 5 on the desired movement path.
  • Robot 'auxiliary robot, 5a, 5b transport device', 5 '' auxiliary element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)

Abstract

Ein mobiles Transport- und/oder Handhabungssystem besitzt wenigstens ein Transportelement (5), welches für eine gesteuerte Bewegung entlang eines Untergrundes (14) wenigstens ein Bewegungselement (9) aufweist, mit dem die Transporteinrichtung (5) entlang des Untergrundes (14) bewegbar und an diesem fixierbar ist.

Description

Mobiles Transport- und Handhabungssystem sowie Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines solchen Systems oder zur Bestimmung der Position wenigstens einer Trans¬ porteinrichtung eines solchen Systems
Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Transport- und Handhabungssystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 26.
Bekannt ist eine für Arbeitsgeräte bestimmte Transportein¬ richtung, die mit einer schreitenden Bewegung auf einen Untergrund bewegbar ist (EP 0 084 012).
Diese bekannte Transporteinrichtung besteht aus zwei starren Rahmenteilen oder Polygonen, an denen jeweils mehrere von Saugnäpfen gebildete Fuß- und Halteelemente vorgesehen sind. Eines der beiden Polygone bildet dabei ein äußeres Polygon und eines der beiden Polygone ein inneres Polygon. Das innere Polygon befindet sich innerhalb der äußeren Abmessungen des äußeren Polygons und ist dabei am äußeren Polygon in einer Achsrichtung verschiebbar geführt. Für die schreitende Bewegung werden die Polygone seitlich nacheinander relativ zueinander bewegt, und zwar in Achrichtung dieser Führung.
Nachteilig ist bei der bekannten Transporteinrichtung u.a., daß das äußere Polygon relativ große Abmessungen aufweist, um den erforderlichen Schreitweg zu erhalten. Aus diesem Grunde ist es auch unmöglich oder zumindest äußerst schwierig, die bekannte Transporteinrichtung auf beengtem Raum zu bewegen und/oder eine Richtungsänderung vorzunehmen. Diese ist im bekannten Fall nur durch Schwenken der Polygone um eine senkrecht zum Untergrund verlaufende Achse möglich. In der älteren, nicht vorveröffentlichten DE-A-43 13 719 ist weiterhin eine Transporteinrichtung vorgeschlagen, die diesen Nachteil vermeidet und bei einem minimalen Aufwand eine hohe Mobilität auch auf engstem Raum sowie kleine Abmessungen besitzt. Die Transporteinrichtung besteht aus wenigstens drei Schreitelementen sowie aus wenigstens drei Stellgliedern, die jeweils auf zwei Schreitelemente einwirken bzw. diese verbinden, so daß sich insgesamt eine polygonartige .Anordnung ergibt, deren Seiten von den Stellgliedern gebildet sind, die durch ihren Bewegungshub eine Verkürzung oder Verlängerung der jeweiligen Seite bewirken und die zumindest teilweise jeweils gelenkig mit den Schreitelementen verbunden sind.
Vielfach ist es erforderlich, eine derartige Transportein¬ richtung auf einen Untergrund auf einer vorgegebenen Bahn oder auf einem vorgegebenen Weg und in einer vorgegebenen Orientierung sehr exakt zu bewegen und/oder die jeweilige Position und/oder Orientierung der Transporteinrichtung genau zu bestimmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mobiles Transport- und Handhabungssystem aufzuzeigen, welches wenigstens eine auf einem Untergrund bewegbare bzw. roboter¬ artig bewegbare Transporteinrichtung aufweist und bei dem die jeweilige Position und Orientierung dieser Transportein¬ richtung zu jedem gewünschten Zeitpunkt exakt bestimmbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transport- und Handhabungs¬ system entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentan¬ spruches 1 ausgebildet. Ein Verfahren zur positionsgenauen Bewegung der wenigstens einen Transporteinrichtung des Systems oder der genauen Bestimmung der Position und/oder Orientierung dieser Transporteinrichtung ist erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 26 ausgebildet.
Bei der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Position und/oder Orientierung der Transporteinrichtung während ihrer Bewegung durch Messung der Position und Orientierung realtiv zu einem ortsfest am Untergrund vorgesehenen Hilfselement, welches bei der fortschreitenden Bewegung der Transport¬ einrichtung von Zeit zu Zeit nachgeführt wird und somit innerhalb einer vorgegebenen maximalen Reichweite bezogen auf die Transporteinrichtung verbleibt. Durch Meßmittel, die auf der Transporteinrichtung und/oder auf dem Hilfselement vorgesehen sind, wird bei der fortschreitenden Bewegung der Transporteinrichtung deren Position und Orientierung relativ zum Hilfselement gemessen und bestimmt. Nach dem Nachführen des Hilfsele entes wird dessen neue Position aufgrund der bekannten Position der Transporteinrichtung und/oder aufgrund einer bekannten Position eines weiteren Hilfselementes neu bestimmt, so daß diese neue Position des nachgeführten Hilfselementes dann als neuer Bezugspunkt bei der Bestimmung der Position und/oder Orientierung der Transporteinrichtung verwendet wird.
Bevorzugt wird das System so eingesetzt, daß am Anfang der Fortschreitbewegung der Transporteinrichtung deren Position und/oder die Position des zugehörigen Hilfselementes bei¬ spielsweise koordinatenmäßig genau bestimmt und diese Werte dann in eine die Meßsignale der wenigstens einen Meßein¬ richtung auswertende Meß- oder Steuerelektronik, beispiels¬ weise in einen Computer eingegeben werden.
Im einfachsten Fall weist das System wenigstens eine Trans- porteinrichtung auf, der dann wenigstens ein Hilfselement zugeordnet ist. Das System kann aber auch mehrere Trans¬ porteinrichtungen besitzen, die jeweils wenigstens ein zugeordnetes Hilfselement aufweisen, oder aber mehreren Transporteinrichtungen ist nur wenigstens ein Hilfselement zugeordnet, und zwar beispielsweise in der Form, daß die Position und/oder Orientierung sämtlicher Transportein¬ richtungen jeweils relativ zu dem einen Hilfselement,bestimmt werden oder aber in der Form, daß das Hilfselement nur einer Transporteinrichtung zugeordnet ist und die Position und/oder Orientierung der übrigen Transporteinrichtungen jeweils durch Meßeinrichtungen relativ zu der Position und Orientierung dieser einen Transporteinrichtung bestimmt werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran¬ sprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht einen Druckzylinder eines Kernkraftwerkes, zusammen mit einer zur Untersuchung dieses Druckzylinders im Strahlungsbereich angeordneten Meßeinrichtung mit mehreren Transporteinrichtungen gemäß der Erfindung;
Fig. 2 in vereinfachter, vergrößerter Darstellung und in Draufsicht eine Transporteinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 3 eine Seitenansicht der Transporteinrichtung der Fig. 2;
Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 eine weitere
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transportein¬ richtung;
Fig. 5 in sche atischer Darstellung und in Draufsicht zwei Transporteinrichtungen gemäß der Erfindung, und zwar in verschiedenen Positionen relativ zueinander bei einer in einer Richtung fortschreitenden Bewegung;
Fig. 6 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 5 ein insgesamt drei Transporteinrichtungen aufweisendes System, ebenfalls in verschiedenen Positionen während einer in einer Achsrichtung fortschreitenden Bewegung;
Fig. 7 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren ist 1 ein aus Stahl gefertigter Druckzylinder des Reaktors eines Kernkraftwerkes.
Aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, daß dieser Druckzylinder 1, die an den Druckzylinder führenden Leitungen 2 und die zugehörigen Anschlußflansche 3 usw. ständig auf eventuelle Veränderungen, insbesondere auf Material-Risse überprüft werden. Dies ist insofern problematisch, als diese Überprüfung im Strahlungsbereich vorgenommen werden muß.
Für die Überprüfung ist ein Roboter 4 vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Transporteinrichtung 5 und einer an dieser Transporteinrichtung vorgesehenen Ultraschall-Unter¬ suchungseinrichtung 6 besteht, mit der der Druckzylinder 1, die Leitungen 2, Flansche 3 usw. auf vorhandene Material- Defekte oder Risse überprüft werden. Die von der Meßeinrich¬ tung 6 gelieferten Signale werden an eine vom Druckzylinder 1 räumlich entfernte und außerhalb des Strahlungsbereiches liegende Station bzw. Kontroll- und Steuereinrichtung 7 übermittelt und dort ausgewertet, aufgezeichnet usw Von der Kontroll- und Steuereinrichtung 7 aus wird auch die Bewegung des Roboters 4 und damit der Ultraschall-Meßeinrichtung gesteuert. Die Kontroll- und Steuereinrichtung 7 und der Roboter 4 sind über ein Leitungsbündel 8 miteinander verbun¬ den, welche alle erforderlichen elektrischen Leitungen beispielweise zur Übertragung der Meßignale vom Roboter 4 an die Kontroll- und Steuereinrichtung 7, zur Steuerung der nachfolgend noch näher beschriebenen Elemente des Roboters, für die Stromversorgung des Roboters usw. sowie auch Medie - oder Schlauchleitungen (Druckluft-Leitungen, Vakuum-Leitun¬ gen, Hydraulikleitungen usw. ) enthält. Durch die Vielzahl der elektrischen Leitungen sowie der Schlauchleitungen weist das Leitungsbündel 8 ein relativ hohes Gewicht je laufenden Meter auf. Aus diesem Grunde sind zusätzlich zum Hauptroboter 4 Hilfsroboter 4' vorgesehen, die ebenfalls jeweils eine Transporteinrichtung 5 aufweisen. Mit den Transporteinrich¬ tungen sind der Roboter 4 und die Hilfsroboter 4', die als Träger für das Leitungsbündel 8, d.h. zum Halten und Nach¬ führen des Leitungsbündels 8 dienen, auch an den vertikalen Außenflächen des Druckzylinders 1 sowie an den wegführenden Rohrleitungen 2 bewegbar, und zwar gesteuert von der Kont¬ roll- und Steuereinrichtung 7 bzw. einem dort vorgesehenen Rechner in der Weise, daß der Roboter 4 an jede zu überprü¬ fende Stelle des Druckzylinders 1 sowie der Rohrleitungen 2 bewegbar ist. Die jeweilige Transporteinrichtung 5 ist als Schreitwerk ausgebildet und kann eine unterschiedliche Ausbildung aufweisen. In den Figuren 2 und 3 sind zwei mit 5a und 5b bezeichnete Ausführungsformen größer im Detail dargestellt.
Die Transporteinrichtung 5a besteht im wesentlichen aus vier in der Fig. 2 plattenartig dargestellten Trägern 9, die über vier Stellglieder 10 zu einem Viereck miteinander verbunden sind, wobei jeder Träger 9 im Bereich einer Ecke dieses Vierecks vorgesehen ist. Die Stellglieder 10 sind als individuell ansteuerbare Linear-Antriebe ausgebildet und jeweils beidendig mittels eines Gelenkes 11 an zwei in Umfangsrichtung des Vierecks aufeinanderfolgenden Trägern 9 angelenkt, so daß die vier Träger 4 über die Stellglieder 10 und die Gelenke 11 miteinander verbunden sind. Die Stell¬ glieder 10 sind so ausgebildet und ansteuerbar, daß innerhalb eines vorgegebenen maximalen Stellbereichs bzw. Bewegungs¬ hubes jeder beliebige Abstand zwischen zwei Trägern 9 durch das zwischen diesen Trägern vorgesehene Stellglied einge¬ stellt werden kann. Die Gelenke 11 sind bei der dargestellten Ausführungsform so ausgebildet, daß sie eine gelenkige Verbindung zwischen dem jeweiligen Ende eines Stellgliedes 10 und dem Träger 9 in allen drei senkrecht zueinander ver¬ laufenden Raumachsen ermöglichen, d.h. die Gelenke 11 sind beispielsweise Kugelgelenke.
Die Stellglieder 10 sind z.B. elektrische, pneumatische oder hydraulische Linearantriebe. Mit M ist eine gedachte verti¬ kale Mittelebene bezeichnet, die von der Achse bzw. Bewe¬ gungsachse des betreffenden Stellgliedes 10 senkrecht geschnitten wird. Die beiden über dieses Stellglied mitein¬ ander verbundenen Träger 9 sind beidseitig von dieser Mittelachse M angeordnet. Wie Fig. 3 zeigt, ist an jedem Träger 9 weiterhin ein Hubelement 12 vorgesehen, welches an seinem unteren, über die Unterseite des Trägers 9 wegstehenden Ende einen Standfuß in Form eines Haftelementes 13 trägt.
Mit Hilfe der Hubelemente 12, von denen jeweils nur eines für jedes Haftelement 13 vorgesehen ist, ist jedes Haftelement 13 individuell anhebbar und absenkbar, wie dies in der. ig. 3 mit dem Doppelpfeil B angedeutet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Haftelemente Saugnäpfe, die ge¬ steuert mit einem Unterdruck beaufschlagt und auch wieder belüftet werden können. Die Haftelemente 13 können auch andersartig ausgestaltet sein, beispielweise als Elektro¬ magneten, die zum Halten eines Haftelementes 13 aktiviert und zum Lösen dieses Haftelementes deaktiviert werden.
Durch eine entsprechende Ansteuerung der Stellglieder 10, der Hubelemente 12 und Haftelemente 13 ist eine schreitende Bewegung jeder Transporteinrichtung 5a in beliebigen Richtun¬ gen möglich, wobei bei jedem Bewegungsschritt für diese schreitende Bewegung vorzugsweise stets drei Haftelemente 13 auf dem Untergrund 14, der beispielsweise von der Außenfläche des Druckzylinders 1 oder einer Rohrleitung 2 gebildet ist, festgesaugt bzw. festgelegt sind, während ein Haftelement 13 belüftet und durch dessen Hubelement 12 angehoben ist. Durch Betätigen der Stellglieder 10 des diesem freigegebenen Haftelement 13 zugeordneten Trägers 9 wird dieser bzw. dessen Haftelement 13 von den übrigen Haftelementen wegbewegt, d.h. es führt einen Schritt aus. Anschließend werden zeitlich nacheinander die übrigen Träger 9 durch Betätigen der jeweiligen Stellglieder 10, des jeweiligen Hubelementes 12 und Haftelemtes 13 nachbewegt, so daß eine raupenartige, fortschreitende Bewegung der Transporteinrichtung erhalten wird. Durch unterschiedliche Ansteuerung der Stellglieder 10 kann diese Bewegung in jeder Richtung erfolgen, und zwar trotz der liniaren Bewegung der Stellglieder entweder auf einem geraden oder auf einem gekrümmten Weg.
Der eigentliche Roboter 4 ist auf einer Plattform lür; vorge¬ sehen, die bei der dargestellten Ausführungsform über eine Schlittenanordnung an einem der Träger 9 gehalten ist. Mit Hilfe der Schlittenanordnung und nicht dargestellter Antriebe ist die Plattform 15 und die dort vorgesehene Ultraschall- Meßeinrichtung 6 in zwei Achsen einer parallel zum Untergrund 14 verlaufenden Ebene kontinuierlich oder in kleinen Schrit¬ ten einstellbar, wie dies in der Fig. 2 mit den Achsen X und Y angedeutet ist. Der maximale Bewegungshub, der mit der Schlittenanordnung in jeder Achsrichtung (beispielsweise durch eine Vielzahl von kleinen Bewegungsschritten) möglich ist, ist gleich oder etwas größer als der maximale Bewegungs¬ hub bzw. Schritt der Stellglieder 10.
Durch diese Einstellung der Meßeinrichtung 6 in den beiden Achsen X und Y sind beim Bewegen der Transporteinrichtung 5a entlang des Untergrundes 14 für den jeweiligen Träger 9 bzw. das zugehörige Haftelement 14 große Schritte möglich, um auf diese Weise trotz der sukzessiven Bewegung der Träger 9 und Haftelemente 13 eine ausreichend hohe Bewegungsgeschwindig¬ keit für die Transportvorrichtung 5a zu erreichen. Durch die Fein-Positionierung der Meßeinrichtung 6 durch die Schlitten¬ anordnung kann dennoch auch in einem sehr feinen Raster jeder gewünschte Punkt von der Meßeinrichtung erfaßt werden. Bei den Hilfsroboters 4' ist auf der Plattform 15, die in diesem Fall fest und nicht über eine Schlittenanordnung mit einem der Trager 9 verbunden ist, eine vorzugsweise schwenk¬ bare Halterung für das Leitungsbundel 8 vorgesehen.
Die Fig. 4 zeigt in einer Darstellung wie Fig. 2 als weitere Ausfuhrungsform eine Transporteinrichtung 5b, die sich von der Transporteinrichtung im wesentlichen nur dadurch unter¬ scheidet, daß insgesamt acht Trager 9 vorgesehen sind, die jeweils wiederum ein Hubelement 12 mit einem Haftelement 13 aufweisen und die über die Stellglieder 10 und die Gelenke 11 gelenkig zu einem geschlossenen Polygon miteinander verbunden sind. Auch bei dieser Ausführungsform sind samtliche Stell¬ glieder 10, Hubelemente 12 und Haftelemente 13 individuell ansteuerbar, und zwar die Stellglieder 10 wiederum für die lineare Bewegung in der Achsrichtung der Langserstreckung dieser Stellglieder, wobei innerhalb eines vorgegebenen Hub-bzw. Bewegungsbereiches beliebige Stellungen anfahrbar sind.
Die Transporteinrichtung 5b bietet durch die höhere Anzahl der Haftelemente 13 eine höhere Sicherheit. Daruberhinaus ist auch eine von der Bewegung der Trager bzw. Haftelemente 13 der Transporteinrichtung 5a abweichende Bewegung beispiels¬ weise in der Form möglich, daß bei der Transporteinrichtung 5b für eine geradlinige Bewegung, beispielsweise für eine geradlinige Bewegung in Richtung des Pfeiles C die Trager 9 jeweils in Gruppen weiterbewegt werden, und zwar zunächst die in der Fig. 4 mit I bezeichnete Gruppe der drei rechten Trager 9, dann die Gruppe II der beiden mittleren Trager 9 und schließlich die Gruppe III der drei linken Trager 9.
Abweichend von den vorbeschriebenen Ausfuhrungsformen ist es beispielsweise möglich, zusätzlich zu den Stellgliedern 10 und Hubelementen 12 noch weitere Hubelemente vorzusehen, mit denen die Schwenkbewegung im Bereich der Gelenke 11 gesteuert und/oder Schwenkachsen dieser Gelenke blockiert werden können.
Weiterhin ist es auch möglich, die jeweilige Transportein¬ richtung so auszubilden, daß die dortige Anzahl der Träger 9 von der Anzahl dieser Träger bei den beschriebenen Transport¬ einrichtungen 5a bzw. 5b abweicht.
Ferner ist es möglich, für' die Roboter 4 und Hilfsroboter 41 jeweils unterschiedliche Transporteinrichtungen vorzusehen, beispielsweise für den Roboter 4 die Transporteinrichtung 5b und für wenigstens einen Teil der Hilfsroboter 4' die Transporteinrichtung 5a.
In den Figuren 5 - 7 sind verschiene Möglichkeiten darge¬ stellt, um die Roboter 4 bzw. Hilfroboter 4' bei der Bewegung entlang einer zur untersuchenden Fläche, beispielsweise entlange der Oberfläche 14 des Druckzylinders 1 lagegenau zu steuern und/oder die Positionen des Roboters 4 bzw. des Hilfsroboters 4' exakt zu bestimmen.
Das in der Figur 5 wiedergegebene System besteht aus zwei Transporteinrichtungen 5 und 5', die beispielsweise ent¬ sprechend den Transporteinrichtungen 5a und 5b ausgebildet sind und von denen die Transporteinrichtung 5 wiederum Bestandteil eines nicht näher dargestellten Roboters 4 ist, während die Transporteinrichtung 5' lediglich als Hilfs- transporteinrichtung oder Hilfselement zur Bestimmung der genauen Position dient. Auf der Transporteinrichtung 5 bzw. auf der dortigen Plattform 15 ist zusätzlich zu den Funk¬ tionselementen des Roboters 4 auch eine z.B. mit Laserlicht arbeitende, d.h. wenigstens einen Laser aufweisende Me߬ einrichtung 16 vorgesehen, die mit Meß-Elementen 17, bei¬ spielsweise in Form von Reflektoren auf der Transportein¬ richtung 5' zusammenwirkt. Bei der dargestellten Ausführungs¬ form sind auf der Transporteinrichtung 5' zwei Meßelemente 17 vorgesehen, die in einer Achsrichtung parallel zur Zeichen¬ ebene der Figur 5, d.h. parallel zu der Ebene 14, auf der sich die Transporteinrichtungen 5 und 5' bewegen, gegen¬ einander versetzt sind. Die Meßeinrichtung 16 ist in der Lage, die Meßelemente 17 durch Scannen abzutasten (Abtast- strahlen 18 und 19) und hierbei auch den zwischen diesen Abtaststrahlen gebildeten Winkel a sowie die Länge der Abtaststrahlen 18 und 19, d.h. den jeweiligen Abstand zwischen den Meßelementen 17 und der Meßeinrichtung 16 zu messen. Aus den vorgenannten Daten kann die Relativlage zwischen den Transporteinrichtungen 5 und 5 ' sehr exakt bestimmt werden und damit auch die jeweilige Position und Orientierung der Transporteinrichtung 5 bei einer fort¬ schreitenden Bewegung in Richtung des Pfeiles A.
Die von der Meßeinrichtung 16 erfaßten Daten werden bei¬ spielsweise in einem an der Transporteinrichtung 5 vorge¬ sehenen Rechner oder aber bevorzugt in einem ortsfesten Rechner, der Bestandteil einer Steuereinrichtung 22 ist und über eine Datenübertragungsstrecke mit der Transportein¬ richtung 5 verbunden ist, in Daten umgerechnet, die die genaue Position und Orientierung festlegen.
Am Beginn der Bewegung weisen die beiden Transportein¬ richtungen 5 und 5' eine genau vorgegebene Position auf, d.h. die Transporteinrichtung 5' befindet sich beispielsweise in einer genau vermessenen Position und Orientierung, so daß hieraus auch die Position und Orientierung der Transport¬ einrichtung 5 bestimmt werden kann. Bei ortsfester Trans¬ porteinrichtung 5' wird die Transporteinrichtung 5 beispiels¬ weise in Richtung des Pfeiles A aus der Ausgangsstellung, die in der Figur 5 in der Position a dargestellt ist und in der die Transporteinrichtung 5' seitlich von der Transpτ5rtein- richtung 5, aber in Bewegungsrichtung A der Transportein¬ richtung 5 voreilend vorgesehen ist, in die in der Figur 5 in der Position b wiedergegebene Position bewegt.
Während dieser Fortschreitbewegung erfolgt ständig ein Messen der Position der Transporteinrichtung 5 relativ zu der ortsfesten bzw. einen ortsfesten Meß- oder Bezugspunkt bildenden Transporteinrichtung 5', so daß zu jedem Zeitpunkt die genaue Lage oder Position der Transporteinrichtung bekannt ist. Hat die Transporteinrichtung 5 die Position b erreicht, wird bei stehender Transporteinrichtung 5 die Transporteinrichtung 5' nachgeführt, d.h. in Richtung des Pfeiles A bewegt, so daß schließlich der in der Figur 5 in der Position c dargestellte, der Ausgangsstellung ent¬ sprechende Zustand wieder erreicht ist, in dem die Trans¬ porteinrichtung 5' sich seitlich von der Transporteinrichtung 5 und in Bewegungsrichtung A dieser vorauseilend vorgesehen ist. Da die genaue Lage der Transporteinrichtung 5 in der Position b der Figur 5 bekannt ist, kann auch die Lage der nachgeführten Transporteinrichtung 5' in der Position c der Figur 5 neu definiert bzw. bestimmt werden, so daß dann in einem nächsten Schritt bei feststehender Transporteinrichtung 5 ' wieder die Transporteinrichtung 5 weiterbewegt und aufgrund der bekannten Position oder Koordinaten sowie der bekannten Orientierung der Transporteinrichtung 5 ' die jeweilige Position der Transporteinrichtung 5 bei diesem nächsten Bewegungsschritt standig bestimmt werden können.
Bei der vorstehenden Beschreibung wurde der Einfachheit halber davon ausgegangen, daß sich die beiden Transportein- richtunge 5 und 5 ' geradlinig in Richtung des Pfeiles A bewegen. Selbstverständlich sind auch Bewegungen auf ge¬ krümmten Bahnen in gleicher Weise möglich, da mit HiTfe der Meßeinrichtung und den zugeordneten Meßelementen 17 auch die jeweilige Orientierung der Transporteinrichtung 5 bzw. 5' erfaßt werden kann. Das Fortbewegen der Transporteinrichtung 5 mit Bestimmung der jeweiligen Position erfolgt schritt¬ weise, wobei in jeweils einem ersten Verfahrensschritt die Transporteinrichtung 5 vorbewegt und in einem zweiten Ver¬ fahrensschritt die Transporteinrichtung 5' nachgefuhrt wird, worauf sich dann wieder der erste Verfahrensschritt an¬ schließt usw.
Figur 6 zeigt ein System, welches sich von dem System der Figur 5 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß der Transporteinrichtung 5 zwei Transporteinrichtungen 5 ' zugeordnet sind, die jeweils die oben beschriebene Funktion der Transporteinrichtung 5' aufweisen und bei der fort¬ schreitenden Bewegung der Transporteinrichtung 5 abwechselnd den ortsfesten Meß- bzw. Orientierungspunkt bilden und so bewegt werden, daß immer dann, wenn sich die Transportein¬ richtung 5 an einer als Meßpunkt dienenden, ortsfesten Transporteinrichtung 5 ' vorbeibewegt hat und bei der in der Figur 5 wiedergegebenen Ausfuhrung ein Anhalten der Trans- portemrichtung 5 und ein Nachfuhrend der Transportein¬ richtung 5' notwendig ist, bereits die zweite Transport¬ einrichtung 5 ' in einer für den Meßvorgang notwendigen nachgeführten Position (seitlich von der Transporteinrichtung 5 und dieser in Bewegungsrichtung vorauseilend) ortsfest vorgesehen ist, so daß durch Umschalten des Meßvorganges von einer Transporteinrichtung 5' auf die andere Transport¬ einrichtung 5' eine kontinuierliche, fortschreitende Bewegung der Transporteinrichtung 5 möglich ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde davon ausgegangen, daß die aktive Meßeinrichtung 16 auf dem Transportelement 5 vorgesehen ist, welches auch den Roboter bildet. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, auf der oder auf den Transporteinrichtungen 5' jeweils wenigstens eine aktive Meßeinrichtung 16 vorzusehen, und zwar anstelle der Meßeinrichtung 16 auf dem Transportelement 5 oder aber zusätzlich hierzu. Weiterhin kann die jeweilige aktive Meßeinrichtung 16 auch unterschiedlich oder abweichend von der obigen Beschreibung ausgeführt sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß die Meßeinrichtung mit mehreren Meßele¬ menten oder Meßpunkten 17 zusammenwirkt und/oder beispiels¬ weise eine Video-Kamera ist, deren Video-Bild dann zur Bestimmung der relativen Lage zwischen den Transportelementen 5 und 5' entsprechend ausgewertete wird.
Figur 7 zeigt schließlich eine Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform der Figuren 5 und 6 dadurch unter¬ scheidet, daß anstelle einer eigenständigen Transportein¬ richtung 51 ein Hilfselement 5' ' vorgesehen ist, und zwar am Ende einer starren Verbindung oder eines starren Armes 20, dessen anderes Ende an einer Meßeinrichtung 21 der Transport¬ einrichtung 5 angreift. Das Hilfselement 5' ' ist beispiels¬ weise von wenigstens einem Haftelement 13 oder aber von einem anderen Element gebildet, welches ein ortsfestes Positio- nieren des Hilfselementes 5' ' an der Ebene 14, auf der sich das Transportelement 5 bewegt, gestattet. Vorzugsweise ist der Arm 20 in seiner Lange veränderbar ausgebildet, so daß aufgrund dieser Längenänderung sowie aufgrund des Schwenk¬ winkels des Armes 20 an der Meßeinrichtung 21 beim Fort¬ schreiten der Transporteinrichtung 5 und bei fester Positio¬ nierung des Hilfselementes 5' ' die jeweilige Position der Transporteinrichtung 5 relativ zu dem Hilfselement 51 ' genau bestimmt werden kann. Die fortschreitende Bewegung des Transportelementes 5 erfolgt auch bei der Ausführung der Figur 7 in ähnlicher Weise wie in der Figur 5 in einzelnen, aufeinanderfolgenden Bewegungsschritten, zwischen denen jeweils bei feststehender Transporteinrichtung 5 das Hilfs¬ element 5' ' nachgeführt wird.
Werden zwei Hilfselemente 5' ' mit jeweils einem eigenen Meßarm 20 verwendet, so ist ähnlich der Figur 6 eine konti¬ nuierlich fortschreitende Bewegung der Transporteinrichtung 5 möglich.
Die in den Figuren 5 - 7 nur schematisch mit 22 bezeichnete Steuerelektronik ist ortsfest an einem geeigneten Platz vorgesehen und steht über Meßleitungen mit der jeweiligen Transporteinrichtung 5 bzw. mit der dortigen Meßeinrichtung 16 bzw. 21 in Verbindung, so daß die von diesen Meßein¬ richtungen ermittelten Daten in der Steuerelektronik für die Bestimmung der Orientierung und Position der jeweiligen Transporteinrichtung 5 verarbeitet werden können und hiermit eine Steuerung der Transporteinrichtung 5 auf der gewünschten Bewegungsbahn möglich ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausfuhrungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Bezugszeichenliste
Druckzylinder
Rohrleitung
Flansch
Roboter ' Hilfroboter , 5a, 5b Transporteinrichtung ' , 5' ' Hilfselement
Ultraschall-Meßeinrichtung
Kontroll- und Steuereinrichtung
Leitungsbündel
Träger
Stellglied
Gelenk
Hubelement
Haftelement
Untergrund
Plattform
Meßeinerichtung
Meßelement , 19 Abtaststrahl
Arm
Meßeinrichtung
Steuerelement

Claims

- 1Patentansprüche
Mobiles Transport- und/oder Handhabungssysteme mit wenigstens einem Transportelement (5, 5a, 5b), welches für eine gesteuerte Bewegung entlang eines Untergrundes (14) wenigstens ein Bewegungselement (9) aufweist, mit dem die Transporteinrichtung (5) entlang des Untergrundes (14) bewegbar und am diesem fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Position und Orientierung der Transporteinrichtung ein Hilfselement (5', 5' ' ), welches Mittel (13) zum Fixieren am Untergrund (14) aufweist, sowie Mittel (16, 17, 20, 21, 22) zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) relativ zum Hilfselement (5', 5' ' ) vorgesehen sind, daß diese Mittel wenigstens eine Meßeinrichtung auf der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) und/oder auf dem Hilfselement (5', 5' ' ) für die Messung der Position und/oder Orientierung aufweisen, und daß eine Steuerelektronik (22) vorgesehen ist, die die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) und/oder das Hilfs¬ element (5', 5' ' ) derart steuert, daß eine Bewegung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) jeweils bei ortsfest am Untergrund positioniertem Hilfselement (5', 5' ' ) erfolgt, und zwar bei Bestimmung der Position sowie der Orien¬ tierung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) relativ zu dem ortsfesten Hilfselement (5', 5' ' ), das Hilfselement (5', 5' ' ) dann nachgeführt und erneut am Untergrund (14) fixiert wird und durch die Meßeinrichtung (16, 17, 20, 21 ) die neue Position des nachgeführten Hilfselementes bestimmt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Position des nachgeführten Hilfselementes (5', 5' ' ) jeweils aus der Position, die dann die Transportein¬ richtung (5, 5a, 5b) oder ein weiteres Hilfselement (5', 5' ' ) aufweist, bestimmt wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) ein Hilfs¬ element (5', 5' ' ) vorgesehen ist, und daß die Transport¬ einrichtung (5, 5a, 5b) und das Hilfselement (5', 5' ' ) derart durch die Steuerelektronik (22) steuerbar sind, daß in einer schrittweisen fortschreitenden Bewegung bei jedem Schritt zunächst in einer Bewegungsphase die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) relativ zu dem ortfest am Untergrund (14) vorgesehenen Hilfselement (5', 5' ' ) bei Messung der Position sowie Orientierung und an¬ schließend in einer Nachführphase bei fest am Untergrund (14) positionierter Transporteinrichtung ein Nachführen und erneutes Fixieren des nachgeführten Hilfselementes (5', 5' ' ) am Untergrund (14) erfolgt, wobei aus der Position und Orientierung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) am Ende der Nachführphase die neue Position und Orientierung des nachgeführten Hilfselementes (5', 5' ' ) betimmt werden.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) wenigstens zwei Hilfselemente (5', 5' ' ) zugeordnet sind, und daß diese durch die Steuerelektronik (22) derart steuerbar sind, daß bei der fortschreitenden Bewegung der Transport- einrichtung (5, 5a, 5b) jeweils ein Hilfselement (5', 5 ' ' ) ortsfest am Untergrund ( 14 ) vorgesehen ist und daß nach dem Nachführen des anderen Hilfselementes (5', 5' ' ) aufgrund der augenblicklichen Position des einen Hilfs¬ elementes ( 5 ' , 5 ' ' ) und/oder der Transporteinrichtung ( 5 ) die Position des nachgeführten anderen Hilfselementes ( 5 ' , 5 ' ' ) bestimmt und die Meßeinrichtung dann für die weitere Bestimmung der Position und/oder Orientierung von dem einen Hilfselement auf das andere Hilfselement umschaltet und das eine Hilfselement nachgeführt wird.
5. System nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das wenigstens eine Hilfselement eine weitere Transporteinrichtung (5' ) ist.
6. System nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das wenigstens eine Hilfselement (5' 1 ) über wenigstens einem Arm oder Ausleger (20) beweglich an der Transporteinrichtung (5) vorgesehen ist.
7. System nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Mittel zur Messung und/oder Bestimmung der Position und/oder Orientierung wenigstens eine optische, arkustische oder mechanische Meßeinrichtung (16, 21) aufweisen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine mit Laser-Licht und/oder mit Ultra¬ schall arbeitende Meßeinrichtung und/oder eine Meßein¬ richtung mit wenigstens einer Video-Kamera ist.
9. System nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Transporteinrichtung (5) oder die das Hilfselement bildende zusätzliche Transporteinrichtung (5' ) mehrere Schreitelemente (9) aufweist, die jeweils ein Stand- und/oder Fußelement besitzen, welches zum Anlegen und Abheben an den bzw. von dem Untergrund (14) durch ein Hubelement (12) in einer ersten Achsrichtung absenkbar bzw. abhebbar ist, daß zwischen den Schreit¬ elementen (9) wirkende Stellglieder (10) zur Erzeugung jeweils einer linearen Relativbewegung zwischen zwei Schreitelementen ( 9 ) innerhalb eines vorgegebenen Bewegungshubes in einer Bewegungsachse vorgesehen sind, daß zwei über jeweils wenigstens ein Stellglied (10) miteinander verbundene Schreitelemente (9) beidseitig von einer gedachten, die Bewegungsachse rechtwinklig schneidenden Mittelebene (M) angeordnet und durch das Hubelement ( 12 ) in Richtung dieser Achse aufeinanderzu und voneinanderweg bewegbar sind, und daß wengistens drei Schreitelemente (9) vorgesehen sind, die über jeweilgs wenigstens ein Stellglied (10) zu einer polygonartigen Anordnung miteinander verbunden sind.
10. System nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jedes Stellglied (10) die beiden Schreit¬ elemente ( ) arm- oder lenkerartig miteinander ver¬ bindet.
11. System nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Stellglied (10) zumindest an einem Ende an wenigstens einem Schreitelement ( 9 ) über eine mindes¬ tens ein Gelenk (11) aufweisende Gelenkanordnung um wenigstens eine Achse schwenkbar angelenkt ist.
12. System nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Stellglied (10) über die Gelenkanord¬ nung (11) um wenigstens zwei, vorzugsweise um drei Raumachsen schwenkbar an dem Schreitelement ( 9 ) ange¬ lenkt ist.
13. System nach Anspruch 11 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) an beiden Schreitelementen (9), zwischen denen dieses Stellglied (10) wirkt, über die Gelenkanordnung angelenkt ist.
14. System nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der polygonartigen Anordnung Stell¬ glieder ( 10 ) und Schreitelemente ( 9 ) einander ab¬ wechseln.
15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreitelemente (9) jeweils den Bereich der Ecken der polygonartigen Anordnung bilden.
16. System nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch wenigstens vier Schreitelemente ( 9 ) und wenigstens vier zwischen diesen Schreitelementen (9) wirkdenden Stell¬ gliedern ( 10) .
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als vier Schreitelemente (9) vorgesehen sind.
18. System nach einem der Ansprüche 1 - 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Anzahl der Stellglieder (9) gleich der Anzahl der Schreitelemente ( 9 ) oder einem Vielfachen hiervon ist.
19. System nach einem der Ansprüche 1 - 18, dadurch gekenn- zeichent, daß die Stellglieder (10) und/oder die Hubele¬ mente (12) durch eine Steuereinrichtung (7) einzeln oder in Gruppen individuell ansteuerbar sind.
20. System nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekenn- zeichnet, daß an ihr ein Träger (15) vorgesehen ist, der mittels einer SChlittenanrondung in wenigstens einer Raumachse, vorzugsweise in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Raumachsen (X, Y), kontinuierlich oder in Schritten bewegbar ist, die um ein Vielfaches kleiner sind als der maximale Bewegungshub des wenigstens einen Stellgliedes (10).
21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Bewegungshub des Schlittens gleich oder etwas größer ist als der maximale Bewegungshub des wenigstens einen Stellgliedes (10).
22. System nach einem der Ansprüche 1 - 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Stand- oder Halteelemente von Vakuum- Saugern und/oder Elektromagneten gebildete Haftein¬ richtungen sind.
23. System nach einem der Ansprüche 1 - 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Hubelemente (12) und/oder die Stell¬ glieder (10) elektrische, pneumatische oder hydraulische Hubelemente oder Stellglieder sind.
24. System nach einem der Ansprüche 1 - 23, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Teil eines Roboters (4) mit einem Arbeitsgerät, vorzugsweise mit einer Meß- oder Prüfeinrichtung ( 6 ) .
25. System nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Hilfsroborter (4' ) zum Halten und Nach¬ führen von Leitungen oder Leitungsbündeln eines Arbeits¬ gerätes (6) an eine Kontroll- und/oder Steuereinrichtung (7).
26. Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines mobilen Transport- und/oder Handhabungssysteme mit wenigstens einem Transportelement (5, 5a, 5b), welches für eine gesteuerte Bewegung entlang eines Untergrundes 14 ) wenigstens ein Bewegungselement (9) aufweist, mit dem die Transporteinrichtung (5) entlang des Untergrundes (14) bewegbar und am diesem fixierbar ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Bestimmung der Position und Orien¬ tierung der Transporteinrichtung mit wenigstens einem Hilfselement (5', 5' ' ), welches Mittel (13) zum Fixieren am Untergrund (14) aufweist, dadurch erfolgt, daß die Position und/oder Orientierung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) relativ zum Hilfselement (5', 5' ' ) unter Verwendung wenigstens einer Meßeinrichtung auf der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) und/oder auf dem Hilfselement (5', 5' ' ) erfaßt und/oder bestimmt wird, wobei die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) und/oder das Hilfselement (5', 5' ' ) derart bewegt werden, daß eine Bewegung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) jeweils bei ortsfest am Untergrund positioniertem Hilfselement (5',
5' ' ) erfolgt, und zwar bei Bestimmung der Position sowie der Orientierung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) relativ zu dem ortsfesten Hilfselement (51, 5' ' ), das Hilfselement (5', 5' ' ) dann nachgeführt und erneut am Untergrund (14) fixiert wird und durch die Meßeinrichtung (16, 17, 20, 21) die neue Position des nachgeführten Hilfselementes bestimmt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Position des nachgeführten Hilfselementes (5', 5' ' ) jeweils aus der Position, die dann die Trans¬ porteinrichtung (5, 5a, 5b) oder ein weiteres Hilfs¬ element (5', 5' ' ) aufweist, bestimmt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß für die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) ein Hilfselement (5', 5' ' ) verwendet wird, und daß die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) und das Hilfselement (5', 5' ' ) derart gesteuert werden, daß in einer schritt¬ weisen fortschreitenden Bewegung bei jedem Schritt zunächst in einer Bewegungsphase die Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) relativ zu dem ortfest am Untergrund (14) vorgesehenen Hilfselement (5', 5' ' ) bei Messung der Position sowie Orientierung und anschließend in einer Nachführphase bei fest am Untergrund ( 14 ) positionierter Transporteinrichtung ein Nachführen und erneutes Fixieren des nachgeführten Hilfselementes (5', 5' ' ) am Untergrund (14) erfolgt, wobei aus der Position und Orientierung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) am Ende der Nachführ¬ phase die neue Position und Orientierung des nachge¬ führten Hilfselementes (51, 5' ') betimmt werden.
29. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) wenigstens zwei Hilfselemente (5", 5' ' ) zugeordnet sind, und daß diese durch die Steuerelektronik ( 22 ) derart gesteuert werden, daß bei der fortschreitenden Bewegung der Transporteinrichtung (5, 5a, 5b) jeweils ein Hilfs¬ element (5', 5' ' ) ortsfest am Untergrund (14) vorgesehen ist und daß nach dem Nachführen des anderen Hilfsele¬ mentes (5', 5' ' ) aufgrund der augenblicklichen Position des einen Hilfselementes (5', 5' ' ) und/oder der Trans¬ porteinrichtung (5) die Position des nachgeführten anderen Hilfselementes (5', 5' ' ) bestimmt und die Meßeinrichtung dann für die weitere Bestimmung der Position und/oder Orientierung von dem einen Hilfselement auf das andere Hilfselement umschaltet und das eine Hilfselement nachgeführt wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 - 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselement wenigstens eine weitere Transporteinrichtung (5' ) verwendet wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 - 30, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselement (5' ' ) wenigstens ein Arm oder Ausleger (20) verwendet wird, der bewegj-ich an der Transporteinrichtung (5) vorgesehen ist.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 - 31, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung und/oder Bestimmung der Position und/oder Orientierung wenigstens eine optische, arkustische oder mechanische Meßeinrichtung (16, 21) verwendet wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung eine mit Laser-Licht und/oder mit Ultraschall arbeitende Meßeinrichtung und/oder wenigstens eine Video-Kamera verwendet wird.
PCT/DE1995/001086 1994-08-19 1995-08-17 Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems WO1996005997A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE59504164T DE59504164D1 (de) 1994-08-19 1995-08-17 Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems
EP95928436A EP0784560B1 (de) 1994-08-19 1995-08-17 Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4429501A DE4429501A1 (de) 1994-08-19 1994-08-19 Mobiles Transport- und Handhabungssystem sowie Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines solchen Systems oder zur Bestimmung der Position wenigstens einer Transporteinrichtung eines solchen Systems
DEP4429501.4 1994-08-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996005997A1 true WO1996005997A1 (de) 1996-02-29

Family

ID=6526124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1995/001086 WO1996005997A1 (de) 1994-08-19 1995-08-17 Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0784560B1 (de)
AT (1) ATE172922T1 (de)
DE (2) DE4429501A1 (de)
WO (1) WO1996005997A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103738426A (zh) * 2013-10-21 2014-04-23 北京交通大学 双模式16杆滚动机构

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0212659D0 (en) * 2002-05-31 2002-07-10 Bae Systems Plc Tool movement and positioning system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2607093A1 (fr) * 1986-11-21 1988-05-27 Commissariat Energie Atomique Engin apte a se deplacer sur une surface d'orientation quelconque
EP0430161A2 (de) * 1989-11-27 1991-06-05 Fukashi Urakami Vorrichtung, die sich an einer Fläche entlang bewegen kann

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2519576B1 (fr) * 1982-01-11 1985-11-29 Int Robotic Engineerin Robot a pattes grimpeur
FR2529131B1 (fr) * 1982-06-23 1985-11-22 Int Robotic Engineerin Robot capable de se deplacer sur parois inclinees ou verticales

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2607093A1 (fr) * 1986-11-21 1988-05-27 Commissariat Energie Atomique Engin apte a se deplacer sur une surface d'orientation quelconque
EP0430161A2 (de) * 1989-11-27 1991-06-05 Fukashi Urakami Vorrichtung, die sich an einer Fläche entlang bewegen kann

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PROCEEDINGS: "1994 IEEE INTERN. CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION", 8 May 1994, IEEE COMPUTER SOCIETY PRESS, LOS ALAMITOS, CALIFORNIA, XP000478473, 209110 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103738426A (zh) * 2013-10-21 2014-04-23 北京交通大学 双模式16杆滚动机构

Also Published As

Publication number Publication date
DE59504164D1 (de) 1998-12-10
DE4429501A1 (de) 1996-02-22
ATE172922T1 (de) 1998-11-15
EP0784560A1 (de) 1997-07-23
EP0784560B1 (de) 1998-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4313719C2 (de) Transportvorrichtung
EP1681111B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Fertigungseinrichtung
EP1839820B1 (de) Handhabungsvorrichtung mit einer Trägereinheit mit mehreren Arbeitsmodulen
DE102015206044A1 (de) Schweißanordnung zum dauerhaften Fügen eines ersten rohrförmigen Bauteils mit einem zweiten Bauteil
EP2186405A1 (de) Spritzgestänge und Verfahren zu dessen Steuerung
DE19709851A1 (de) Verfahren und programmierbarer Positioner für die spannungsfreie Montage von Baugruppen
DE4417928A1 (de) Vorrichtung zum Versetzen von Bausteinen
WO2020126129A1 (de) Mobile roboterplattform
DE102005051533B4 (de) Verfahren zur Verbesserung der Positioniergenauigkeit eines Manipulators bezüglich eines Serienwerkstücks
DE19511827C1 (de) Vorrichtung für die Herstellung ebener hölzener Tragwerke
EP0784560B1 (de) Mobiles transport- und handhabungssystem sowie verfahren zur steuerung der bewegung eines solchen systems oder zur bestimmung der position wenigstens einer transporteinrichtung eines solchen systems
WO2002044473A1 (de) Vorrichtung zur vermessung eines schienensegments für eine magnetschwebebahn
EP1387996B1 (de) Verfahren zur vermessung und/oder bearbeitung eines werkstücks
DE19640769A1 (de) Einrichtung mit mindestens einer Bewegungseinheit
DE3431473A1 (de) Vorrichtung zur fernkontrolle des achsabstands zweier bohrungen oder zweier zylinder
EP2553536B1 (de) Verfahren zum betreiben einer mit mindestens einem roboter bestückten behandlungskabine
EP3606858B1 (de) Kopplungsvorrichtung, hebeanordnung und justier-verfahren für eine kopplungsvorrichtung
WO2002042026A1 (de) Vorrichtung zum erzeugen von unter regelmässigem abstand aufeinander folgenden ausnehmungen in einem langgestreckten werkstück
DE202020005494U1 (de) Vorrichtung zur automatisierten Anordnung von Tunnelausbausegmenten
WO2019068712A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum handhaben und bewegen von bauteilen
EP3757387B1 (de) Erfassungsvorrichtung sowie erfassungssystem zur erfassung der formgebung und/oder ausrichtung von rotorblättern von windkraftanlagen sowie verfahren zur erfassung der formgebung und/oder ausrichtung von rotorblättern
DE102005009513A1 (de) Positionierfahrzeug zum Positionieren einer Messsonde
WO2023099062A1 (de) Roboter zur fortbewegung in innenräumen von rohren und betriebsverfahren
DE19520795A1 (de) Schaltvorrichtung für Hubelemente
DE202020100956U1 (de) Zweidimensionaler Antrieb für Detektorträger in einer Röntgendetektoranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1995928436

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1995928436

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1995928436

Country of ref document: EP