Luftstroms

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Manipulatorsystem mit Mitteln zur Erzeugung eines Luftstroms. Hintergrund der Erfindung

Manipulatorsysteme kommen zum Einsatz wenn z.B. eine Produktion von Gütern ein erhöhtes Maß an Präzision und Reproduzierbarkeit bei einer hohen

Produktionsgeschwindigkeit erfordert. Außerdem sind sie für die Bearbeitung spezieller Güter geeignet, die eine hohe Empfindlichkeit gegenüber beispielsweise Verunreinigungen aufweisen. Solche Güter müssen in speziell isolierten

Reinräumen hergestellt werden, die nur eine kontrollierbare Obergrenze von Verunreinigungspartikeln, wie z. B. Staub, Aerosolen oder biologischen

Verunreinigungen wie Mikroben in der Luft erlauben. Dies ist insbesondere der Fall für Produkte aus der Halbleiterindustrie, der Biotechnologie und bei medizinischen Anwendungen. Hierbei ist es von Vorteil die Produktion soweit wie möglich ohne direkten menschlichen Kontakt durchzuführen. Entsprechend müssen sämtliche für die Bearbeitung oder Produktion der Güter eingesetzten Mittel darauf ausgelegt sein, möglichst wenig Verschmutzungspartikel in den Reinraum abzugeben. Manipulatorsysteme umfassen jedoch häufig eine Vielzahl von beweglichen Bauteilen, die Partikel erzeugen können. Dies ist insbesondere der Fall für bewegliche Gelenke oder mechanische Bauteüe im Inneren eines Manipulatorsystems, die bei Bewegung feine Partikel durch Reibung erzeugen und somit einen Reinraum kontaminieren können.

Patentdokument US 4 _> 972, 73* zeigt einen Reinraumroboter, der speziell für die Produktion von Halbleitervorrichtungen geeignet ist. Dieser Roboter beinhaltet

BESTÄTIGUNGSKOPIE einen unterteilten Körper, der zumindest teilweise eine Vielzahl von Armteilen umfasst, die über drehbare Gelenke miteinander verbunden sind. Sowohl die Armteile, als auch die drehbaren Gelenke sind hohl, so dass ein

ununterbrochener Luftstrom durch jedes der drehbaren Gelenke sowie jeden Armteil des eingeteilten Körpers geleitet werden kann. Am anderen Ende des Roboters ist ein rotierendes Ventilatorgebläse angebracht, welches einen Luftstrom erzeugen kann, der durch das Innere des unterteilten Körpers des Roboters verläuft. Dieser Luftstrom trägt alle vorhandenen, verunreinigenden Partikel, die durch Reibungsabnutzung zwischen sich bewegenden Komponenten der drehbaren Gelenke verursacht werden können, mit sich. Somit können die Partikel aus dem Inneren des Körpers transportiert werden.

In ähnlicher Weise offenbart das Patentdokument US 6,267,022 Bi einen Gelenkroboter mit einer hohlen Struktur.

Weiter ist es bekannt, Manipulatorsysteme mobil auszubilden, wobei ein Großteil der mechanischen und elektronischen Bauteile auf einer beweglichen Basis angeordnet ist, die eine freie Bewegung des Manipulatorsystems durch den Raum, z.B. auf Rädern, ermöglicht. Hierfür sind in der Regel eine kompakte Bauweise der Bauteile für Antrieb und die Steuerung des Manipulatorsystems notwendig.

Manipulatorsysteme, die für einen Einsatz im Reinraum geeignet sind, sind in der Regel Manipulatorsysteme, welche die durch einen Unterdruck im Innern des Manipulatorsystems abgesaugten Partikel über einen Luftstrom kontrolliert aus dem Reinraum schleusen, so dass keine Kontamination des Reinraums stattfindet. Das Führen des Luftstroms aus dem Reinraum, z.B. über einen Schlauch, Schacht oder Kanal, bedingt dabei eine mehr oder weniger stationäre Anordnung des Manipulatorsystems, was die Reichweite und Flexibilität des Manipulatorsystems einschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die obigen Nachteile zumindest teilweise auszuräumen. Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Manipulatorsystem, aufweisend eine Manipulator-Basis, wobei die Manipulator-Basis ein Gehäuse aufweist;

zumindest einen Manipulator, wobei der Manipulator ein Manipulator-Gehäuse aufweist und wobei der Manipulator auf der Manipulator-Basis angeordnet ist; zumindest einen Adapter, der zwischen Manipulator-Basis und Manipulator angeordnet ist; und wobei das Innere des Manipulator-Gehäuses und das Innere des Gehäuses der Manipulator-Basis über zumindest eine Verbindungsöffnung, die in dem Adapter angeordnet ist, verbunden sind. Der Adapter weist Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms auf, die derart eingerichtet sind einen ersten Luftstrom zu erzeugen, der von dem Inneren des Manipulator-Gehäuses durch die Verbindungsöffnung in das Gehäuse der Manipulator-Basis strömt.

Der Manipulator umfasst hierbei typischerweise Armglieder die über Gelenke beweglich miteinander verbunden sind. Sowohl das Gehäuse der Manipulator- Basis, als auch das Gehäuse des Manipulators sind weitestgehend luftdicht abgeschlossen, d.h. mit Ausnahme definierter und hierfür vorgesehener Ein- und Auslässe, die bspw. ein kontrolliertes Einführen und (gegebenenfalls gefiltertes) Abführen von Luft erlauben. Damit wird verhindert, dass

Verschmutzungspartikel wie Staub und andere verunreinigende Partikel, die bei der Benutzung des Manipulatorsystems erzeugt werden können, aus dem

Manipulatorsystem in die Umgebung gelangen. Diese Partikel, die in dem Manipulatorsystem erzeugt werden, können z. B. Partikel sein, die durch Reibung von sich bewegenden Teilen des Manipulators oder in Antriebssystemen z. B. durch Zahnräder oder bewegliche Teile von Elektromotoren und Bremsen erzeugt werden.

Der Adapter ist zwischen der Manipulator-Basis und dem Manipulator angeordnet, und verbindet vorzugsweise die Manipulator-Basis mit dem

Manipulator, so dass Luft aus dem Manipulator in Richtung der Manipulator- Basis strömen kann. Vorzugsweise ist der Adapter ein leicht austauschbares Bauteil, was eine schnelle und kosteneffiziente Umrüstung eines bestehenden Manipulatorsystems ermöglicht. Um einen Einsatz des Manipulatorsystems bspw. in einem Reinraum zu ermöglichen, wird ein Luftstrom in Richtung der Manipulator-Basis erzeugt, was wiederum einen Unterdruck im Manipulator erzeugt. Somit werden Partikel, die in dem Manipulator erzeugt werden, abgesaugt und durch den Luftstrom in Richtung der Manipulator-Basis transportiert. Gerade bei Manipulatorsystemen mit mehreren Gelenken wird so ein Absondern der an diesen Gelenken erzeugten Partikel in die Umgebung verhindert. Beispielsweise können unterschiedliche Manipulatoren mit unterschiedlicher Aufgabenstellung, beispielweise zum z.B. Greifen, Führen oder Schneiden, je nach Bedarf mittels des Adapters auf der Manipulator-Basis montiert werden. Die Gehäuse des Manipulators bzw. der Manipulator-Basis sollten dabei ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen und dabei gleichzeitig den in den Gehäusen erzeugten Über- bzw. Unterdrücken standhalten können, ohne dass das Gehäuse undicht wird. Dies kann z. B. über

Leichtmetallgehäuse oder über Polymergehäuse erreicht werden. Zudem sollte das Gehäuse der Manipulator-Basis ausreichend Platz bieten um vorzugsweise sämtliche mechanischen und elektronischen Bauteile des Manipulatorsystems zu beherbergen. Somit können auch Partikel, die in der Manipulator-Basis von den besagten Bauteilen erzeugt werden, in der Manipulator-Basis zurückgehalten werden, so dass die Umgebung nicht verunreinigt wird.

Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Erzeugung des Luftstroms eine erste Lüftungsvorrichtung, vorzugsweise einen Lüfter, und die erste

Lüftungsvorrichtung ist in der zumindest einen Verbindungsöffnung zwischen dem Manipulator und der Manipulator-Basis angeordnet. Die

Lüftungsvorrichtungen sollten vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass sie geeignet sind einen möglichst laminaren Luftstrom von dem Manipulator in Richtung der Manipulator-Basis zu erzeugen. Dies kann vorzugsweise insbesondere über Lüfter geschehen (auch als Ventilatoren oder Gebläse bezeichnet). Die Lüftungsvorrichtung ist dabei vorzugsweise zwischen den beiden Hohlräumen, die von den Gehäusen gebildet werden, angeordnet, so dass die Luft von einer Seite angesaugt wird, in diesem Fall von der Seite des

Manipulators, und so ein Unterdruck in dem Manipulator erzeugt wird. Die angesaugte Luft wird dann auf der anderen Seite des Lüfters in die Manipulator- Basis geblasen. Als Lüfter wird hierbei vorzugsweise ein Axialventilator benutzt, der in der Verbindungsöffnung zwischen dem Manipulator und der Manipulator- Basis angeordnet ist, um den beschriebenen Luftstrom zu erzeugen. Die

Drehachse des Ventilators ist hierbei parallel zur Bewegungsrichtung des erzeugten Luftstroms. Durch den laminaren Luftstrom wird verhindert das Partikel, die sich mit dem Luftstrom bewegen, durch Verwirbelungen nicht abtransportiert werden können. Der Lüfter ist hierbei vorzugsweise ein elektrisch angetriebener Lüfter, der von der Stromversorgung der Manipulator-Basis gespeist wird, d.h. es sind keine zusätzlichen Mittel zum Antrieb des Lüfters notwendig.

Vorzugsweise wird die erste Lüftungsvorrichtung elektronisch gesteuert durch eine Lüftungs-Ansteuerung, wobei die Lüftungs-Ansteuerung vorzugsweise in dem Adapter angeordnet ist. Die Lüftungs-Ansteuerung steuert, je nach Bedarf, die Stärke des erzeugten Luftstroms durch die Lüftungsvorrichtung. So kann beispielsweise die Lüftungs-Ansteuerung die Rotationsgeschwindigkeit des Lüfters steuern. So kann, je nachdem ob z. B. der Manipulator im Betrieb ist oder nicht, die Lüftungsvorrichtung entsprechend hoch oder runter reguliert werden, um einen optimalen Luftstrom zu erzeugen. Weiter ist die Lüftungssteuerung vorzugsweise geeignet um bei einer Funktionsstörung der Lüftungsvorrichtung die Mechanik des Manipulatorsystems stillzulegen. So kann verhindert werden, dass das Manipulatorsystem ohne den oben beschrieben Luftstrom arbeitet und Partikel unkontrolliert in die Umgebung abgibt. Die bevorzugte Anordnung der Lüftungs-Ansteuerung in dem Adapter ermöglicht es, dass der Adapter vorzugsweise ein eigenständiges Modul ist, welches vorgesehen werden kann um einen Luftstrom vom Manipulator in Pachtung der Manipulator-Basis zu erzeugen, ohne dass zusätzliche elektronische oder mechanische Bauteile zu dem Manipulator oder der Manipulator-Basis hinzugefügt werden müssen. Durch die kompakte Bauweise wird auch eine Reparatur bzw. die Reinigung, beispielsweise der Lüftungsvorrichtung und der Lüftungs-Ansteuerung, vereinfacht. Die Lüftungs-Ansteuerung wird hierbei vorzugsweise von der elektrischen

Versorgung der Manipulator-Basis mit Strom versorgt. Vorzugsweise ist der Manipulator ein Gelenkarmroboter. Ein Gelenkarmroboter ermöglicht hierbei vorteilhaft das Führen eines Werkzeugs in mehreren

Raumdimensionen, abhängig von der Anzahl und der Ausformung der Gelenke und der mit den Gelenken beweglich verbundenen Armglieder. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann ein 6-achsiger Gelenkarm- Roboter zur Anwendung kommen.

Vorzugsweise ist der erste Luftstrom geeignet, um Partikel aus dem Manipulator- Gehäuse in die Manipulator-Basis zu transportieren. Die im Manipulator- Gehäuse erzeugten Partikel entstehen hauptsächlich durch Reibung an den Gelenken, durch mechanisch interagierende Bauteile oder auch durch einen entsprechenden Endeffektor, wie etwa einen Bohrer oder ein Schleifgerät. Der Luftstrom, welcher vorzugsweise am proximalen Ende, d. h. am Befestigungsende des Manipulators, wo der Manipulator an dem Adapter bzw. an dem

Manipulator-Gehäuse angebracht ist, erzeugt wird, sollte also vorteilhaft so stark sein, dass auch noch Partikel, die am distalen Ende des Manipulators erzeugt werden, abtransportiert werden können.

Weiter vorzugsweise weist das Gehäuse der Manipulator-Basis eine zweite Öffnung auf, die vorzugsweise in der Nähe der Verbindungsöffnung angeordnet ist, wobei der zweiten Öffnung zumindest eine zweite Lüftungsvorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Luftstroms zugeordnet ist, der von der Umgebung durch die zweite Öffnung in das Gehäuse der Manipulator-Basis strömt, wobei die zweite Lüftungsvorrichtung bevorzugt ein Lüfter ist. Das Manipulatorsystem kann somit vorzugsweise einen zweiten Luftstrom aufweisen, der, zusammen mit dem ersten Luftstrom, einen gemeinsamen Luftstrom in der Manipulator-Basis ausbilden kann. Hierfür können ähnliche oder die gleichen Mittel wie zur Erzeugung des ersten Luftstrorns vorgesehen werden. Durch die Zuordnung der zweiten Lüftungsvorrichtung und durch den erzeugten zweiten Luftstrom wird verhindert, dass Partikel aus der Manipulator-Basis, welche weitestgehend luftdicht abgeschlossen ist, in die Umgebung gelangen. Der zweite Luftstrom sollte dabei in der Manipulator-Basis vorzugsweise so ausgebildet sein, dass er nicht entgegengesetzt zu dem ersten erzeugten Luftstroms verläuft und so Partikel in Richtung des Manipulators transportiert. Vorzugsweise weist das Gehäuse der Manipulator-Basis zumindest eine

Austrittsöffhung auf, durch die die Luft aus dem Gehäuse der Manipulator-Basis in die Umgebung ausströmen kann, wobei die Austrittsöff ung vorzugsweise auf der Seite des Gehäuses der Manipulator-Basis gegenüberliegend der

Verbindungsöffnung angeordnet ist. Für eine Führung des in der Manipulator- Basis erzeugten Luftstroms durch das Gehäuse ist es von Vorteil, die

Austrittsöffnung auf der gegenüberliegenden Seite der Eintrittsöffnung anzuordnen. Dadurch wird ein Luftstrom erzeugt, der möglichst das gesamte Innere der Manipulator-Basis durchströmt. Hierdurch kann vorteilhaft eine gute Kühlung der Bauteile im Inneren der Manipulator-Basis erreicht werden. Die Austrittsöff ung ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass der Aufbau eines zu großen Überdrucks in der Manipulator-Basis verhindert wird, so dass keine Luft unkontrolliert aus dem Gehäuse der Manipulator-Basis entweichen kann. Wie oben erwähnt, sollten die Gehäuse von Manipulator und Manipulator-Basis ansonsten luftdicht ausgestaltet sein.

Weiter vorzugsweise weist die Austrittsöffhung Rückhaltemittel zum

Zurückhalten von Partikeln auf, wobei die Rückhaltemittel vorzugsweise Feinstaubfilter sind. Die Rückhaltemittel zum Zurückhalten von Partikeln sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie einerseits eine hohe Durchlässigkeit für den Luftstrom aufweisen, um den oben genannten Aufbau eines schadhaften Überdrucks zu vermeiden, und andererseits einen hohen Abscheidegrad der transportierten Partikel aufweisen, so dass diese die Rückhaltemittel nicht passieren. Vorzugsweise können nach Bedarf auch mehrere unterschiedliche Rückhaltemittel wie z. B. Filter zum Zurückhalten von flüssigen Partikeln, wie auch Filter zum Zurückhalten von Feststoffpartikeln kombiniert werden, um einen hohen Grad an insgesamt zurückgehaltenen Partikeln zu erreichen. Vorzugsweise ist die Austrittsöffhung auf der Seite des Gehäuses der

Manipulator-Basis angeordnet, die der zweiten Öffnung gegenüberliegend angeordnet ist. Der durch die zweite Lüftungsvorrichtung in der Manipulator- Basis erzeugte Luftstrom ist in der Regel stärker als der erste Luftstrom, da, wie oben bereits erwähnt, die zweite Lüftungsvorrichtung an der Lufteingangsseite direkt in Kontakt mit der Umgebung ist und daher nicht, wie bei der ersten Lüftungsvorrichtung, das Gehäuse des Manipulators als Drossel wirkt. Daher wird vorzugsweise ein großer Anteil des in der Manipulator-Basis erzeugten Luftstroms durch die zweite Lüftungsvorrichtung erzeugt. Um einen ausreichend starken Luftstrom durch das gesamte Innere der Manipulator-Basis und damit eine gute Kühlung der Bauteüe und einen Transport aller Partikel aus der Manipulator-Basis zu gewährleisten, ist die Austrittsöffnung daher vorzugsweise gegenüberliegend der zweiten Öffnung angeordnet.

Weiter vorzugsweise ist die Austrittsöffnung in der dem Boden zugewandten Seite des Gehäuses der Manipulator-Basis angeordnet. Das Anordnen der Austrittsöffhung in der dem Boden zugewandten Seite des Gehäuses bietet den Vorteil, dass beim Ausströmen der Luft aus der Manipulator-Basis der Luftstrom nur minimal mit der Umgebung wechselwirkt. So wird eine hohe

Strömungsgeschwindigkeit eines starken Luftstroms nach Austritt aus der Manipulator-Basis abgeschwächt. Dies bietet insbesondere einen Vorteil in Reinräumen, welche häufig eine definierte Luftzirkulation innerhalb der Räume aufweisen. Vorzugsweise ist die dem Boden zugewandte Seite des Gehäuses zu dem Boden beabstandet, so dass die Luft ungehindert austreten kann. Die Anordnung der Austrittsöffhung an der Bodenseite der Manipulator-Basis bietet auch den Vorteil, dass das Manipulatorsystem direkt neben anderen

Vorrichtungen im Reinraum positioniert werden kann, ohne dass diese über die austretende Luft beeinträchtigt werden.

Vorzugsweise sind in der Manipulator-Basis Mittel zum Steuern und/oder Antreiben des Manipulatorsystems vorgesehen, wobei die in dem Gehäuse der Manipulator-Basis erzeugten Luftströme entlang dieser Mittel geführt sind. Beispielsweise umfassen Mittel zum Steuern und/oder Antreiben des

Manipulatorsystems Elektronik, Geräte, Energiespeicher und Antriebe. Diese ermöglichen das Steuern und Antreiben des Manipulators, d. h. die Bewegung des Manipulators im Arbeitsprozess. Weiter kontrollieren und steuern die Mittel beispielsweise die Bewegung der Manipulator-Basis und somit des gesamten Manipulatorsystems im Raum, z.B. über Räder, Bremsen und Lenksysteme. Somit kann das Manipulatorsystem vorzugsweise ein mobiles Manipulatorsystem sein und unterschiedliche Orte in einem Raum erreichen. Die Mittel zum Steuern und/oder Antreiben in der Manipulator-Basis sind dabei vorzugsweise möglichst kompakt und platzsparend angeordnet, so dass das Manipulatorsystem als ein „abgeschlossenes System" betrachtet werden kann, das keine zusätzlichen Mittel zum Steuern und Antreiben benötigt. Die in dem Gehäuse der Manipulator-Basis erzeugten Luftströme kühlen die durch Reibung oder elektrische Energie wärmeerzeugenden Mittel, die in der Manipulator-Basis angeordnet sind. Somit werden die Mittel, insbesondere elektronische Bauteile, vor Beschädigung durch Hitzeentwicklung geschützt und die Lebensdauer der Bauteile verlängert.

Vorzugsweise erfolgt die Kühlung allein durch einströmende Umgebungsluft bzw. die abgesaugte Luft aus dem Manipulator, was die Kühlung wartungsarm und kosteneffizient gestaltet.

Vorzugsweise ist der Luftstrom ih dem Gehäuse der Manipulator-Basis geeignet um Partikel aus der Manipulator-Basis zu transportieren. Der Luftstrom ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er einen Transport der Partikel ermöglicht, die durch die in der Manipulator-Basis angeordneten Mittel zum Steuern und Antreiben erzeugt werden. Eine Kontamination der Umgebung der Manipulator- Basis durch die Partikel wird somit verhindert.

Weiter vorzugsweise ist der Manipulator ein Manipulator für einen Reinraum, wobei das Manipulatorsystem gemäß ISO 14644-1 die Luftreinheitsklassen ISO 9- 7, vorzugsweise ISO 6-4, besonders bevorzugt ISO 3-1 erfüllt. Je nach

Einsatzgebiet des Manipulatorsystems können unterschiedliche Reinraumklassen nach ISO 14644-1 definiert werden. So weist die Reinraumklasse 2 beispielsweise eine Obergrenze von 100 Partikeln mit einem Durchmesser von 0,1 - 0,2 μπι auf. Dies ermöglicht den Einsatz des Manipulatorsystems bei der Produktion von kontaminationsempfindlichen Produkten z. B. in der Optik und Lasertechnologie, der Luft- und Raumfahrttechnik, den Biowissenschaften, der medizinischen Forschung sowie der Nanotechnologie.

Vorzugsweise weist der Adapter eine Adapterplatte auf und das Manipulator- Gehäuse ist auf der einen Seite der Adapterplatte angebracht und das Gehäuse der Manipulator- Basis auf der anderen Seite, und wobei die Adapterplatte Dichtungsmittel aufweist, so dass die Verbindungsöffnung zwischen

Manipulator-Gehäuse und Manipulator-Basis zur Umgebung hin luftdicht ist. Die Adapterplatte weist vorzugsweise Befestigungsmittel auf, so dass die

Adapterplatte mit einer ihrer Seiten an der Manipulator-Basis befestigt werden 5 kann und mit ihrer gegenüberliegenden Seite mit dem Manipulator. Die

Verbindungsöffnung zwischen Manipulator-Gehäuse und Manipulator-Basis verläuft dabei vorzugsweise senkrecht zur Hauptebene der Adapterplatte durch die Adapterplatte hindurch. Damit beim Durchgang durch die Adapterplatte aus dem Manipulator abgesaugte Partikel nicht in die Umgebung gelangen, wird der l o Adapter vorzugsweise mit Dichtungsmitteln luftdicht gegenüber der Umgebung abgedichtet. Als Dichtungsmittel können hierbei beispielsweise

Gummidichtungen wie O-Ringe oder andere Mittel vorgesehen werden, die eine einfache und verlässliche Abdichtung ermöglichen. Beispielsweise können die Dichtungsmittel bereits auf dem Manipulator-Gehäuse, der Adapterplatte oder

15 dem Manipulator vorgesehen werden, was die Montage des Manipulatorsystems vereinfacht.

Weiter vorzugsweise ist die Manipulator-Basis ein fahrerloses Transportfahrzeug. Die Ausgestaltung der Manipulator-Basis als fahrerloses Transportfahrzeug hat 0 den Vorteil, dass sich die Manipulator-Basis autark innerhalb eines Raums

fortbewegen kann. Sämtliche zur Steuerung und zum Antrieb des fahrerlosen Transportfahrzeugs notwendigen Mittel sind vorzugsweise in der Manipulator- Basis vorgesehen. Somit kann das erfindungsgemäße Manipulatorsystem vorteilhaft an unterschiedlichen Orten in bspw. einem Reinraum eingesetzt 5 werden, ohne dass ein manuelles Umsetzen des Manipulatorsystems notwendig ist, was unter anderem auch die Reichweite des Manipulators und damit seine Flexibilität im Einsatz erhöht.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Detailansicht eines Manipulators und eines Adapters; Fig. 2 eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Manipulator-Basis;

Fig.3 die Basis von Fig. 2 mit darauf befestigtem Manipulator; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Manipulator-Systems.

Insbesondere zeigt Fig. l in einer schematischen Ansicht einen Adapter 20 in Form einer Adapterplatte, der auf einer Manipulator-Montageplatte 60 angeordnet ist und einen Teil eines Manipulators 10. An der Kontaktfläche zwischen dem Adapter 20 und der Manipulator-Montageplatte 60 sind

Dichtungsmittel 30 vorgesehen. Die Manipulator-Montageplatte 60 ist hierbei Teil einer Manipulator-Basis 40, die in den nachfolgenden Figuren näher beschrieben wird. Auf der Seite, gegenüberliegend der Verbindungsseite zwischen Manipulator-Montageplatte 60 und Adapter 20, ist der Manipulator 10 befestigt. An der Kontaktoberfläche zwischen Manipulator 10 und Adapter 20 sind gleichfalls Dichtungsmittel 30 vorgesehen. Der Manipulator 10 weist ein

Manipulator-Gehäuse 12 auf, welches das Innere des Manipulators 10 größtenteils luftdicht gegenüber der Umgebung 90 abdichtet. Um den Luftstrom zu ermöglichen kann der Manipulator, etwa in der Nähe des Endeffektors, mit einer geeigneten Öffnung versehen sein. Eine Verbindungsöffnung 22, die in dem Adapter 20 angeordnet ist, verbindet das Innere des Manipulators 10 mit dem Inneren der Manipulator-Basis 40. Eine erste Lüftungsvorrichtung 24 ist in der Verbindungsöffnung 22 angeordnet und erzeugt im Betrieb einen ersten

Luftstrom 26, so dass Luft aus dem Inneren des Manipulators 10 gesaugt und in Richtung der Manipulator-Basis 40 geblasen wird. Die erste Lüftungsvorrichtung 24 wird dabei von einer Lüftungs-Ansteuerung 28 gesteuert und ist im Adapter 20 angeordnet bzw. ein Teil des Adapters 20. Weiterhin weist der Manipulator 10 Gelenke 14 auf, die eine Bewegung des Manipulators um die durch die Gelenke 14 definierten Bewegungsachsen ermöglicht. Partikel, die beispielsweise durch die Bewegung des Manipulators 10 um die Bewegungsachsen an den Gelenken 14 im Inneren des Manipulators 10 erzeugt werden, können über den ersten Luftstrom 26 aus dem Inneren des Manipulators 10 gesaugt und in Richtung der

Manipulator-Basis 40 geblasen werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht der Manipulator-Basis 40. Die Basis 40 weist ein Gehäuse 42 auf, welche das Innere der Manipulator-Basis 40 gegenüber der Umgebung 90 nahezu luftdicht abdichtet. Das Innere der Manipulator-Basis 40 weist dabei Mittel zum Steuern und Antreiben des Manipulatorsystems auf, wie z. B. Elektronik 66, 68, Energiespeicher 70 und Antriebe 72 (z.B. Räder). Diese können auf geeigneten Montageplatten für das Befestigen von Steuer- /Antriebsmitteln 62 befestigt sein. Weiterhin weist das Gehäuse 42 der

Manipulator-Basis 40 eine zweite Öffnung 44 auf, die das Innere der

Manipulator-Basis 40 mit der Umgebung 90 verbindet. Eine der zweiten Öffnung 44 zugeordnete zweite Lüftungsvorrichtung 46 kann einen zweiten Luftstrom 48 von der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator-Basis 40 erzeugen.

Alternativ kann beispielsweise zusätzlich eine alternative zweite Öffnung 44' mit einer alternativen zweiten Lüftungsvorrichtung 46' einen alternativen zweiten Luftstrom 48' von der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator-Basis 40 erzeugen. Im Innern der Manipulator-Basis 40 wird somit ein Luftstrom 49 erzeugt, der sich aus den in die Manipulator-Basis 40 einströmenden

Luftströmen 48, 48' zusammensetzt. Der Luftstrom 49 durchströmt das Innere der Manipulator-Basis 40 in Richtung einer Austrittsöffnung 50. Hierbei kann die Luft in der Manipulator-Basis 40 durch Öffnungen 64 in der Montageplatte 62 strömen. Die Austrittsöffnung 50 ist dabei an der dem Boden 100

zugewandten Seite angeordnet. Der Luftstrom 49 kann Partikel, die durch die im Inneren der Manipulator-Basis 40 angeordneten Mittel 66, 68, 70, 72 erzeugt werden oder Partikel die von der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator- Basis 40 geblasen werden, transportieren und zwar in Richtung der

Austrittsöffnung 50. Weiterhin strömt die Luft entlang der Mittel 66, 68, 70, 72, so dass diese durch die vorbeiströmende Luft gekühlt werden. Die

Austrittsöffnung 50 weist Rückhaltemittel 58 auf, die geeignet sind Partikel, die durch den Luftstrom 49 innerhalb der Manipulator-Basis 40 transportiert werden, zurückzuhalten.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Manipulatorsystems i, bei welchem der Manipulator 10 über den Adapter 20 mit der Manipulator-Basis 40 verbunden ist. Der Manipulator 10 sowie der Adapter 20 als auch die

Manipulator-Basis 40 entsprechen im Wesentlichen denen der Figuren 1 und 2. Anstelle der in Fig. 2 gezeigten alternativen Lüftungsvorrichtungen 46' weist das Manipulatorsystem jedoch eine Verbindungsöffhung 22 zwischen dem

Manipulator 10 und der Manipulator-Basis 40 in dem Adapter 20 auf, welche das Innere des Manipulators 10 mit dem Inneren der Manipulator-Basis 40 verbindet. Ähnlich wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Luftstrom 49 innerhalb der Manipulator-Basis 40 erzeugt, der sich aus den einströmenden Luftströmen 26, 48 zusammensetzt. Der Luftstrom 49 transportiert sowohl die Partikel aus dem Manipulator 10, sowie Partikel, die aus der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator-Basis 40 strömen und Partikel, die im Inneren der Manipulator- Basis 40 erzeugt werden und kühlt beim Durchströmen der Manipulator-Basis 40 die darin vorgesehenen Mittel 66, 68, 70, 72 zum Antrieb und zur Steuerung des Manipulatorsystems 1. An der Austrittöffnung sind wiederum Rückhaltemittel 58, wie etwa geeignete Filter, vorgesehen. Es ist ebenso denkbar, alternativ oder zusätzlich die Austrittsöffnung 50 mit bspw. einem Schlauch zu versehen, um die Partikel geeignet abzutransportieren.

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht des Manipulatorsystems 1 wobei der Manipulator 10 über den Adapter 20 mit der Manipulator-Basis 40 verbunden ist. Dabei ist als Manipulator 10 ein Gelenkarmroboter mit mehreren Gelenken 14 vorgesehen, die jeweils Armteile 18 verbinden, wobei die Gelenke eine Bewegung eines am Manipulator 10 angebrachten Endeffektors 16 in alle Raumrichtungen ermöglichen. Das Manipulatorsystem 1 ist ein mobiles Manipulatorsystem, welches mittels der Antriebe 72, insbesondere Rädern, beliebig in einer Ebene parallel zur Ausbreitungsrichtung 80 des Bodens 100 bewegt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Manipulatorsystem

10 Manipulator

12 Manipulator-Gehäuse

14 Gelenke

16 Endeffektor

18 Armteile

20 Adapter

22 Verbindungsöffnung

24 erste Lüftungsvorrichtung

26 erster Luftstrom

28 Lüftungs-Ansteuerung

30 Dichtungsmittel

40 Manipulator-Basis

42 Gehäuse der Manipulator Basis

44 zweite Öffnung

46 zweite Lüftungsvorrichtung

48 zweiter Luftstrom

44' alternative zweite Öffnung

46' alternative zweite Lüftungsvorrichtung 48' alternativer zweiter Luftstrom

Luftstrom im Inneren der

49 Manipulator-Basis

50 Austrittsöffnung

58 Rückhaltemittel

60 Manipulator-Montageplatte

Montageplatte für

62 Steuer/Antriebsmittel

64 Öffnungen in der Montageplatte 66 Geräte

68 Geräte

70 Energiespeicher

72 Antriebe

90 Umgebung

100 Boden