JUBEH RUBEN (DE)
UNIV KASSEL (DE)
WO1995023053A1 | 1995-08-31 | |||
WO2012060541A1 | 2012-05-10 |
TAKAHASHI Y ET AL: "Tension control of wire suspended mechanism and application to bathroom cleaning robot", SICE 2000. INTERNATIONAL SESSION PAPERS. PROCEEDINGS OF THE 39TH SICE ANNUAL CONFERENCE 26-28 JULY 2000, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 26 July 2000 (2000-07-26), pages 143 - 147, XP010527104, ISBN: 978-0-7803-9805-4
Patentansprüche Robotersystem (10), umfassend: einen Roboter (12); eine elektronische Steuereinrichtung (20), welche an und/oder in dem Roboter (12) angebracht oder anbringbar ist; mindestens einen Windenmotor (18), welcher an und/oder in dem Roboter (12) angebracht oder anbringbar ist; wobei der mindestens eine Windenmotor (18) dazu ausgebildet ist, den Roboter (12) an einer Seilaufhängung (100) zu bewegen. Robotersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens eine Sensoreinrichtung (14, 16), welche zur Datenübertragung mit der Steuereinrichtung (20) verbunden oder verbindbar ist. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Windenmotor (18) basierend auf Signalen von einer Sensoreinrichtung (14, 16) anzusteuern . 4. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboter (12) in mindestens zwei, vorzugsweise 3, Dimensionen und/oder Richtungen entlang der Seilaufhängung bewegbar ist. 5. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboter (12) mindestens eine Modulaufnahme zur Aufnahme eines Zusatzmoduls (22) aufweist. 6. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, basierend auf Signalen von einer Sensoreinrichtung (14) eine Position mindestens einer Person zu erfassen. 7. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboter (12) mindestens eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Seils oder Seilstücks der Seilaufhängung aufweist. 8. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboter (12) dazu ausgebildet ist, Signale von einer externen Überwachungseinrichtung zu empfangen. 9. Robotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Bewegung des Roboters (12) basierend auf Signalen von einer externen Überwachungseinrichtung zu steuern. 10. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der mindestens eine Windenmotor (18) dazu ausgebildet ist, den Roboter (12) durch Verkürzen und/oder Verlängern eines jeweils zwischen dem mindestens einen Windenmotor (18) und einer zugeordneten Seilaufhängung aufgespannten Seilteilstücks zu bewegen. |
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem
insbesondere ein autonomes Robotersystem.
Roboter, insbesondere intelligente oder autonome Roboter, sind vielseitig einsatzfähig. Sie können etwa im Haushalt, bei der Altenpflege, und bei vielfältigen anderen Gelegenheiten wie bei der Produktion, Überwachung, usw. Verwendung finden.
Allerdings hat sich gezeigt, dass autonome Roboter,
insbesondere bodengebundene Roboter, einerseits Schwierig ¬ keiten bei der Orientierung und/oder Datenerfassung über Sensoren etwa bei Vorhandensein von Hindernissen haben können und andererseits unerwünscht in den Bewegungsraum oder das Umfeld von Personen oder Fahrzeugen eindringen können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Robotersystem bereitzustellen, welches vielseitige
Einsatzmöglichkeiten eröffnet und es einem Roboter erlaubt, sich auf einfache Art zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem. Das Robotersystem umfasst einen Roboter, eine elektronische
Steuereinrichtung, welche an und/oder in dem Roboter
angebracht oder anbringbar ist sowie mindestens einen
Windenmotor, welcher an und/oder in dem Roboter angebracht oder anbringbar ist. Der mindestens eine Windenmotor ist dazu ausgebildet, den Roboter an einer Seilaufhängung zu bewegen. Die Seilaufhängung kann Teil des Robotersystems sein. Allgemein kann eine Seilaufhängung zwei oder mehr Seile aufweisen, vermittels welcher der Roboter und/oder ein
Roboterkörper aufgehängt werden kann. Der Roboter kann derart aufgehängt oder aufhängbar sein, dass der aufgehängte Roboter und/oder der Roboterkörper den Boden nicht berührt und/oder über Hindernissen aufgehängt ist. Die Seilaufhängung kann einen Bewegungsraum für den Roboter definieren, und
insbesondere eine Bewegung in einer, zwei oder drei
Dimensionen und/oder Richtungen entlang Seilen der
Seilaufhängung ermöglichen. Ein Seil der Seilaufhängung kann allgemein ein flexibler, länglicher Strang sein, der etwa mit Fasermaterial und/oder Draht und/oder Kohlefaser und/oder Polymermaterial und/oder Kunststoffmaterial ausgebildet sein kann, etwa aus Angelschnur. Ein Seil kann allgemein einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Roboter und/oder Roboterkörper und/oder ein ihm zugeordneter Bewegungsmotor, insbesondere ein Windenmotor. Ein Bewegungsmotor kann
allgemein ein Motor sein, welcher dazu ausgebildet ist, den Roboter und/oder den Roboterkörper entlang der Seilaufhängung zu bewegen. Es kann vorgesehen sein, dass ein Seil
aufwickelbar ist, etwa durch einen Windenmotor. Ein Seil kann jeweils an mindestens zwei Aufhängungspunkten aufgehängt sein. Ein erster Aufhängungspunkt kann ein externer Aufhängungspunkt sein, der außerhalb des Roboters und/oder Roboterkörpers ausgebildet sein kann, etwa eine Wand oder Halterung. Ein zweiter Aufhängungspunkt kann ein interner Aufhängungspunkt oder ein externer Aufhängungspunkt sein. Dabei kann ein interner Aufhängungspunkt ein Aufhängungspunkt sein, der relativ zu dem Roboter und/oder einem Roboterkörper und/oder einer Komponente des Roboterkörpers wie einem Rahmen und/oder einem Modul angebracht und/oder fixiert ist und/oder an und/oder im Roboter und/oder Roboterkörper angebracht und/oder fixiert ist. Etwa kann ein interner Aufhängungspunkt bei einem Bewegungsmotor, etwa einem Windenmotor, und/oder einer
Aufwickeleinrichtung oder Seilaufnahme des Roboters und/oder Roboterkörpers vorgesehen sein. Somit kann der Roboter sich an der Seilaufhängung aufgehängt über dem Boden und über
eventuell störenden Hindernissen aufgehängt bewegen. Dabei kann die Seilaufhängung einen guten Überblick, eine gutes Sensorerfassungsfeld sowie einen leichten Zugang zu eventuell seitlich zugestellten Objekten gewährleisten. Der Roboter kann einen Roboterkörper aufweisen. Der Roboterkörper kann einen festen Rahmen aufweisen, in und/oder an welchen ein oder mehrere gegenüber dem Rahmen bewegliche Teile angebracht sein können. Bewegliche Teile können beispielsweise durch eine geeignete Motoreinrichtung wie einen Elektro- und/oder
Servomotor bewegbar sein, insbesondere drehbar sein. Es ist vorstellbar, dass mindestens ein Teil des Roboters oder
Roboterkörpers drehbar und/oder durch einen geeigneten Motor drehbar antreibbar oder angetrieben ausgebildet ist. Etwa kann ein solcher Teil gegenüber einem Rahmen drehbar sein. Ein drehbarer Teil kann insbesondere ein Teil sein, welcher dazu ausgebildet ist, eine Sensoreinrichtung und/oder einen oder mehrere Sensoren der Sensoreinrichtung zu tragen. Die
elektronische Steuereinrichtung kann jede Art von geeigneter Steuereinrichtung zur Steuerung der Roboters und/oder
Robotersystems sein. Die Steuereinrichtung kann mindestens einen oder mehrere Prozessoren und/oder Mikroprozessoren und/oder Speichereinrichtungen wie etwa Festspeicher und/oder volatile Speicher und/oder Speicher für beliebigen Zugriff und/oder eine Datenübertragungsstruktur umfassen, etwa
Leitungen und/oder Schnittstellen und/oder Funkverbindungen, welche eine Datenübertragung zwischen Komponenten der
Steuereinrichtung und/oder des Robotersystems und/oder externen Einrichtungen bereitzustellen vermögen. Einrichtungen der Steuereinrichtung können gemeinsam oder separat
voneinander ausgebildet sein. Etwa sind parallel und/oder unabhängig voneinander betriebsfähige Funktionseinheiten der Steuereinrichtung vorstellbar, etwa eine
Stabilisierungseinrichtung und eine separat davon ausgebildete Dienstfunktionseinrichtung. Die Datenübertragungsstruktur kann dazu ausgebildet sein, mit externen Einrichtungen zu
kommunizieren, etwa über eine Funkverbindung. Eine
Funkverbindung kann insbesondere eine Wifi-Verbindung und/oder Bluetooth-Verbindung und/oder Mobilfunkverbindung und/oder Infrarot-Verbindung umfassen. Der Roboter kann dazu
ausgebildet sein, über eine externe Einrichtung steuerbar zu sein, etwa über eine externe Steuereinrichtung und/oder eine Fernsteuerung und/oder ein Smartphone, etwa eine spezielle Anwendung für ein Smartphone. Es ist vorstellbar, dass der Roboter und/oder der Roboterkörper eine Energiespeichervorrichtung und/oder Energiequelle umfasst und/oder daran anschließbar ist, etwa eine Batterie und/oder einen
Akkumulator und/oder photovoltaische Zellen und/oder geeignete Kondensatoreinrichtungen. Derartige Einrichtungen können zur
Versorgung der Komponenten des Roboters mit Energie vorgesehen sein und/oder am und/oder im Roboter und/oder Roboterkörper angebracht und/oder anbringbar sein. Der Roboter kann ein oder mehrere Diensteinrichtungen aufweisen, welche am und/oder im Roboterkörper und/oder Roboter angebracht sein können. Die
Diensteinrichtungen können über eine geeignete Schnittstelle, etwa eine Hardware-Schnittstelle und/oder Software- Schnittstelle, zur Datenübertragung und/oder Steuerung mit der Steuereinrichtung verbunden oder verbindbar sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Steuerung einer oder mehrerer Diensteinrichtung ausgebildet und/oder aufrüstbar ist, etwa durch bereitstellen geeigneter Software und/oder Treiber. Eine geeignete Schnittstelle kann etwa eine serielle Schnittstelle und/oder eine USB-Schnittstelle
und/oder einen Bus und/oder ähnliche Einrichtungen umfassen. Eine Diensteinrichtung kann allgemein dazu ausgebildet sein, mindestens eine bestimmte Dienstfunktion auszuüben. Eine
Diensteinrichtung kann etwa mindestens ein Werkzeug und/oder einen Greifer und/oder eine Lampe und/oder einen Projektor, insbesondere einen Digitalprojektor, und/oder eine Kamera umfassen, insbesondere eine Digitalkamera und/oder
Videokamera. Die Diensteinrichtung kann bewegbar sein, etwa indem sie einen geeigneten Motor aufweist, und/oder an
und/oder in einem beweglichen Teil des Roboters und/oder
Roboterkörpers angebracht oder anbringbar sein. Etwa kann eine Kamera und/oder oder Lampe oder ein Projektor drehbar und/oder verschwenkbar am Roboter angebracht sein. Allgemein kann die Drehbarkeit einer Komponente des Roboters und/oder der
Robotereinrichtung die Drehung um mindestens eine oder mehrere Achsen bezeichnen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Sensoreinrichtung und/oder eine Diensteinrichtung um zwei Achse drehbar ist, welche eine vertikale und eine horizontale Achse des Roboters und/oder Roboterkörpers sein können. Einem Windenmotor kann allgemein mindestens ein Seil der Seilauf- hängung zugeordnet sein. Ein Windenmotor kann allgemein ein Bewegungsmotor sein, welcher dazu ausgebildet sein kann, ein Seil der Seilaufhängung aufzuwickeln und/oder abzuwickeln, insbesondere um die Länge des Seils zwischen dem ersten
Aufhängungspunkt und dem zweiten Aufhängungspunkt zu
verändern, etwa zu verlängern oder zu verkürzen. Wird die
Länge verkürzt, wird sich der Roboter in Richtung des ersten Aufhängungspunktes bewegen, während er sich bei Verlängerung davon wegbewegen wird. Es ist vorstellbar, dass das
Robotersystem und/oder der Roboter neben dem mindestens einen Windenmotor noch weitere Bewegungsmotoren zum Bewegen des
Roboters und/oder Roboterkörpers entlang der Seilaufhängung und/oder entlang eines Seils aufweist. Etwa kann ein Motor vorgesehen sein, welcher es vermag, den Roboter und/oder
Roboterkörper entlang eines zwischen zwei externen
Aufhängungspunkten aufgehängten Seils zu bewegen, insbesondere ohne dessen Länge zu verändern, etwa eine Art Motor für Rollen und/oder ein mit dem Roboter und/oder Roboterkörper verbundene Gondel. Allgemein kann für jedes Seil mit einem internen
Aufhängungspunkt ein Motor vorgesehen sein, insbesondere ein Windenmotor. Ferner kann für jedes Seil mit zwei externen Aufhängungspunkten ein entsprechender Bewegungsmotor vorgesehen sein. Insbesondere die Verwendung internen
Aufhängungspunkten und/oder von Windenmotoren erlaubt somit eine unsymmetrische Anordnung von Seilen, was es erlaubt, einen komplexen Bewegungsraum zu definieren. Einem Motor, insbesondere einem Windenmotor, kann allgemein eine
AufWicklungseinrichtung und/oder Seilaufnahme zugeordnet sein, etwa eine Rolle, zum Aufwickeln und Abwickeln des Seils. Ein Windenmotor kann eine relativ zum Roboter und/oder
Roboterkörper fixierte Position und/oder festgelegten Abstand aufweisen, etwa indem er daran und/oder darin befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Windenmotor eine fixierte Seillänge am Roboter und/oder Roboterkörper befestigt sein, welche nicht durch einen Motorbetrieb veränderlich ausgebildet sein kann. Das Robotersystem kann ein autonomes Robotersystem sein, welches sich insbesondere selbsttätig zu Bewegen vermag und/oder welches selbsttätig Funktionen erfüllt. Es kann vorgesehen sein, dass das Robotersystem als System für den Haushalt ausgebildet ist.
Das Robotersystem kann ferner mindestens eine
Sensoreinrichtung umfassen, welche zur Datenübertragung mit der Steuereinrichtung verbunden oder verbindbar sein kann. Eine Sensoreinrichtung kann mehrere Sensoren und/oder
Komponenten aufweisen. Es ist vorstellbar, dass eine
Sensoreinrichtung mit Sensoren vorgesehen ist, die
unterschiedliche Wirkprinzipien aufweisen können, und/oder dass mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen sind, die
unterschiedliche Wirkprinzipien aufweisen können. Eine
Sensoreinrichtung und/oder ein Sensor kann allgemein einen aktiven Sensor und/oder einen passiven Sensor umfassen oder bezeichnen. Ein passiver Sensor kann dazu ausgebildet sein, bestimmte Signale zu erfassen, etwa Bewegungssignale und/oder elektrische Signale und/oder Radiosignale und/oder optische Signale und/oder Funksignale und/oder Infrarotsignale und/oder akustische Signale und/oder Lasersignale. Ein aktiver Sensor kann dazu ausgebildet sein, entsprechende Signale zu erzeugen und zu empfangen, etwa um Signallaufzeiten und/oder
Signaländerungen auswerten zu können. So kann ein aktiver Sensor etwa dazu ausgebildet sein, ein Funksignal und/oder Funkwellenfeld und/oder Lasersignal bereitzustellen. Allgemein kann die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet sein, die
empfangenen Signale repräsentierende Datensignale und/oder Datensignale, welche basierend auf den empfangenen Signalen basieren, an die Steuereinrichtung zu übertragen. Die
Sensoreinrichtung und/oder ein Teil der Sensoreinrichtung und/oder mindestens ein Sensor der Sensoreinrichtung und/oder mindestens eine Komponente der Sensoreinrichtung können an und/oder in dem Roboter, insbesondere einem Roboterkörper, angeordnet sein. Es ist vorstellbar, dass das Robotersystem Markierungen und/oder Signalgeber umfasst, die außerhalb des Roboterkörpers und/oder an Seilen der Seilaufhängung
vorgesehen sein können, welche von Sensoren und/oder einer Sensoreinrichtung überwacht werden können. Allgemein kann mindestens eine Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Position und/oder Lage des Roboters und/oder
Roboterkörpers und/oder zur Überwachung der Spannung und/oder Lage von Seilen der Seilaufhängung vorgesehen sein und/oder die mindestens eine Sensoreinrichtung kann eine solche
umfassen. Eine solche Positionserfassungseinrichtung kann etwa einen Kreiselkompass und/oder Kippsensoren und/oder kardanisch aufgehängte Sensoren und/oder Beschleunigungssensoren, insbesondere allgemein Sensoren zur Überwachung der Lage von drei linear unabhängigen Achsen, und/oder Sensoren zur
Überwachung von Motoren, insbesondere von Windenmotoren, und/oder Sensoren zur Erfassung von Markierungen und/oder Signalen von Signalgebern und/oder aktive und/oder passive Entfernungsmesseinrichtung und/oder Sensoren zur Erfassung der auf und/oder von Seilen ausgeübten Kraft und/oder Spannung umfassen. Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, basierend auf Signalen der mindestens einen
Positionserfassungseinrichtung den mindestens einen
Windenmotor und/oder Bewegungsmotoren des Roboters
anzusteuern, um eine gewünschte Position einzunehmen und/oder zu halten und/oder die Lage des Roboters und/oder
Roboterkörpers zu stabilisieren. Insbesondere kann die
Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, die Lage mindestens einer definierten Achse des Roboters und/oder Roboterkörpers, etwa der vertikalen Achse, stabil im Raum zu halten,
insbesondere konstant stabil im Raum zu halten. Es ist
vorstellbar, dass dazu die Steuereinrichtung eine dezidierte Stabilisierungseinrichtung aufweist, welche separat von anderen Steuerungsfunktionseinheiten ausgebildet sein kann. Die mindestens eine Sensoreinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Umgebung und/oder Umgebungsbedingungen zu erfassen und entsprechende Datensignale bereitzustellen. Die Auswertung der Signale und/oder Datensignale kann durch die
Steuereinrichtung und/oder Sensoreinrichtung insbesondere im Hinblick auf am Roboter vorgesehene Diensteinrichtungen erfolgen. Etwa kann die mindestens eine Sensoreinrichtung und/oder die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, die Bewegung und/oder Position einer oder mehrerer Personen und/oder ein Beleuchtungsniveau und/oder Signale einer
Kommunikationseinrichtung und/oder eines Weckers zu erfassen und den Roboter, insbesondere eine Diensteinrichtung und/oder Bewegungsmotoren basierend darauf zu steuern. Etwa kann die Steuereinrichtung den Roboter derart steuern, dass eine lesende oder sich in einem dunklen Raum bewegende Person erkannt wird, etwa vermittels einer Kamera, und eine Lampe des Roboters die Person oder deren Bewegungsraum beleuchtet.
Alternativ oder zusätzlich kann etwa bei Erkennen eines
Weckalarms durch die Steuereinrichtung den Roboter mit einer Lampe geeignet positionieren. Es ist auch vorstellbar, dass der Roboter mit einem Greifer Objekte erkennt und transportiert. Das Robotersystem, insbesondere die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, vermittels der Sensoreinrichtung eine Gefahr der Kollision des Roboters mit einem Objekt und/oder einer Person zu erkennen und die
Bewegungsmotoren des Roboters derart anzusteuern, dass er die Kollision vermeidet. Der Roboter kann für jedes Seil mit internem Aufhängungspunkt einen diesem zugeordneten
Windenmotor aufweisen. Für eine Bewegung in einer Dimension kann die Seilaufhängung jeweils ein Seil mit zwei externen Aufhängungspunkten oder alternativ zwei Seile mit jeweils einem internen Aufhängungspunkt und einem externen
Aufhängungspunkt umfassen. Für die Bewegung in mehr als einer Dimension kann vorgesehen sein, dass jeweils eine Aufhängung zwei Seile mit jeweils einem internen Aufhängungspunkt aufweist und/oder dass nur eine Aufhängung ein Seil mit zwei externen Aufhängungspunkten aufweist. Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Selbstkalibrierung der
Position und/oder eine Selbstkalibrierungspositionierung des Roboters in eine vordefinierte Lage oder Position
durchzuführen. Es ist vorstellbar, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, mindestens eine Diensteinrichtung und/oder mindestens eine Sensoreinrichtung und/oder
Bewegungsmotoren und/oder Motoren zur Drehung oder Bewegung von bewegbaren oder drehbaren Teilen des Roboters und/oder Roboterkörpers anzusteuern, insbesondere basierend auf
Signalen der Sensoreinrichtung und/oder zur geeigneten
Positionierung der Sensoreinrichtung oder von Sensoren und/oder mindestens einer Diensteinrichtung.
Insbesondere kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein den mindestens einen Windenmotor basierend auf Signalen von einer Sensoreinrichtung anzusteuern. Dabei können die Signale Datensignale sein, welche von einer Positions- erfassungseinrichtung und/oder einer Sensoreinrichtung zum Empfang von Befehlen und/oder zum Erfassen einer Umgebung und/oder Umgebungsbedingungen bereitgestellt sein können.
Der Roboter kann in mindestens zwei, vorzugsweise 3,
Dimensionen und/oder Richtungen entlang der Seilaufhängung bewegbar sein. Bei zwei Dimensionen und/oder Richtungen kann insbesondere eine Bewegung und/oder Aufhängung in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene vorgesehen sein. Die
Dimensionen und/oder Richtungen können eine vertikale
Dimension umfassen, insbesondere für eine Bewegung in 3
Dimensionen und/oder Richtungen. Seile mit internem
Aufhängungspunkt können asymmetrisch angeordnet sein und/oder ohne direkt in Gegenrichtung aufgehängtes Seil angeordnet sein .
Bei einer Variante kann der Roboter mindestens eine
Modulaufnahme zur Aufnahme eines Zusatzmoduls aufweisen. Ein Zusatzmodul kann insbesondere eine Diensteinrichtung und/oder eine zur Sensoreinrichtung zu rechnende Zusatz- sensoreinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung umfassen. Eine solche Zusatzsensoreinrichtung kann
insbesondere für eine Zusammenwirkung mit einer
Diensteinrichtung vorgesehen sein. Die Modulaufnahme erlaubt eine modulare Ausbildung und Ausstattung des Roboters, der somit auf einfache Art auf- und umgerüstet werden kann.
Allgemein kann vorgesehen sein, dass der Roboter in einer Grundausstattung Grundkomponenten und/oder Grundfunktionen umfasst. Grundkomponenten können insbesondere ein
Roboterkörper, Bewegungsmotoren, eine Positions- erfassungseinrichtung und eine Steuerungseinrichtung mit
Stabilisierungsfunktion umfassen. Optional können Motoren zur Bewegung von Komponenten des Roboterkörpers vorgesehen sein. An eine solche Grundausstattung können Zusatzmodule anbringbar sein, um gewünschte Diensteinrichtungen oder Dienstfunktionen verwenden zu können. Ein Zusatzmodul kann durch die
Steuereinrichtung ansteuerbar sein.
Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, basierend auf Signalen von einer Sensoreinrichtung eine Position
mindestens einer Person zu erfassen. Die Position kann etwa durch eine Kamera und/oder einen aktiven Sensor erfasst werden .
Bei einer Variante kann der Roboter mindestens eine
Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Seils oder Seilstücks der Seilaufhängung aufweisen. Die Aufnahmeeinrichtung kann insbesondere einem Windenmotor zugeordnet und/oder darin integriert sein, etwa in Form einer Rolle und/oder eines
Aufnahmeraums .
Der Roboter kann dazu ausgebildet sein, Signale von einer externen Überwachungseinrichtung zu empfangen. Insbesondere kann die mindestens eine Sensoreinrichtung entsprechend ausgebildet sein. Die Überwachungseinrichtung kann
beispielsweise eine Fernsteuerung und/oder eine Kamera
und/oder Markierungen und/oder Signalgeber umfassen, welche etwa eine Positionserfassung ermöglichen.
Es ist vorstellbar, dass die Steuereinrichtung dazu
ausgebildet ist, die Bewegung des Roboterkörpers basierend auf Signalen von einer externen Überwachungseinrichtung zu
steuern. Somit können externe Signale für die Steuerung herangezogen werden. Der mindestens eine Windenmotor kann dazu ausgebildet sein, den Roboter und/oder Roboterkörper durch Verkürzen und/oder Verlängern eines jeweils zwischen dem mindestens einen
Windenmotor und einer zugeordneten Seilaufhängung
aufgespannten Seilteilstücks zu bewegen. Das Seilteilstück kann zwischen einem ersten externen Aufhängungspunkt und einem zweiten internen Aufhängungspunkt aufgehängt sein.
Im Folgenden werden Beispiele für ein Robotersystem anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
schematisch ein Robotersystem; schematisch ein Robotersystem mit Seilaufhängung; und schematisch ein Robotersystem, dass eine
Dienstfunktion erfüllt; sowie schematisch verschiedene Dienstfunktionen, die bei entsprechender Ausstattung durch das Robotersystem bereitgestellt sein können.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Robotersystem 10. Das
Robotersystem 10 weist einen Roboter 12 mit einem
Roboterkörper auf. Der Roboter 12 weist in diesem Beispiel eine Form auf, die im Wesentlichen einem oben abgeschnittenen Ball entspricht. Im Roboterkörper sind eine optische
Sensoreinrichtung 14 und eine 3-Achsen-Kreiseleinrichtung 16 zur Positions- und Lageerfassung vorgesehen. Am oberen Rand des Roboterkörpers sind Windenmotoren 18 vorgesehen und daran angebracht, welche interne Aufhängungspunkte für Seile 102 einer Seilaufhängung 100 bereitstellen. Im Beispiel sind 4 interne Aufhängungspunkte und entsprechend 4 Windenmotoren 18 vorgesehen. Eine Steuereinrichtung 20 ist in den Roboter 12 integriert und zur Datenübertragung und Steuerung mit den Windenmotoren 18, der Sensoreinrichtung 14 und der
Kreiselanordnung 16 verbunden. Ferner ist ein Anwendungsmodul 22 mit einer Diensteinrichtung am unteren Ende des Roboters 12 eingebaut, etwa eine Lampe oder ein Projektor. Das
Anwendungsmodul 22 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 20 gesteuert.
Fig. 2 zeigt ein Robotersystem mit einer Seilaufhängung, die vier Seile umfasst, die jeweils an einem externen
Aufhängungspunkt an einer Raumecke und einem internen
Aufhängungspunkt aufgehängt sind.
Fig. 3 zeigt ein Robotersystem im Betrieb. Als Anwendungsmodul ist in diesem Beispiel ein Modul mit einem Projektor
vorgesehen, welcher ein Bild oder Video an eine Wand zu proj iziert .
Fig. 4 zeigt schematisch verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für ein Robotersystem, welches jeweils mit einer oder mehreren entsprechenden Diensteinrichtungen ausgestattet ist. Die obere Reihe zeigt von links nach rechts das Messen und Überwachen von Umgebungen, die das Filmen, Photographieren und/oder die Überwachung mit Video und/oder Photokamera, das Bauen oder die Herstellung von Waren, die Prototypentwicklung und den Einsatz auf einer Baustelle. Die untere Reihe zeigt die Verwendung mit einem Greifarm oder Spinnengreifarm als Diensteinrichtung, den Einsatz in der Pflege, die Feuerüberwachung, den Einsatz als Projektor etwa bei Videokonferenzen und den Einsatz zur
Beleuchtung .
Es wird ein allgemein autonomes Roboter-System beschrieben, dass sich, an Seilen hängend, durch Veränderung der Seillängen selbstständig durch den Raum bewegen kann. Bewegungen in alle drei Raumachsen sind möglich. Sensoren dienen der Orientierung im Raum und Lokalisierung von Menschen und Objekten. Durch die Aufhängung und modulare Konstruktion sind vielfältige
Einsatzszenarien denkbar. Das System ist im Gegensatz zu fahrenden oder laufenden Robotern bodenunabhängig und sehr robust. Es kombiniert aktive Elemente (Lichtquelle,
Werkzeughalter, Sirene...) mit passender
Sensorik (Entfernungsmesser, Kamera, Mikrofon...) und einer
"intelligenten" Steuerung (dem Hirn des Systems) und ist somit ein (persönlicher) Roboter-Assistent. Das System interagiert mit Raumbesuchern, als Sensor wurde hierfür eine an der Decke angebrachte Webcam verwendet.
Das einfachste Anwendungsszenario ist die Nutzung als
Lichtquelle, die dem Mensch folgt. Derzeit gibt es manuell ausrichtbare Lampen. Der SQUID kann z.B. selbstständig
erkennen, ob jemand liest oder schreibt und das Licht nah heranbringen und konzentrieren. Bei Anwesenheit von mehreren Menschen im Raum zieht er sich wieder diskret zurück. Der SQUID kann auf veränderte Umgebung reagieren oder auch
komplexere Abläufe lernen. Die Fig. 4 auf der nächsten Seite zeigt weitere mögliche Anwendungsszenarien. Generell sehen wir ein breites Einsatzspektrum, dass sowohl Unternehmen als auch Privatpersonen anspricht. Wir können uns gut vorstellen dass das System in Empfangshallen, Veranstaltungen, Messen,
Bibliotheken u.Ä. zum Einsatz kommt. Durch die niedrige
Einsatzschwelle und die überschaubaren Kosten sind auch technisch interessierte Privatpersonen als Kunden denkbar. Es wäre möglich, einen Bausatz, z.B. als interaktive Lampe, günstig anzubieten. Das System soll einfach anpassbar sein und offene Schnittstellen besitzen. Eine mögliche Smartphone- Steuerungs-App für das System ist derzeit definitiv ein
Alleinstellungsmerkmal im Bereich Haushalts-Robotik-Systeme.
Es kann vorgesehen sein, die Seilwinden und/oder Windenmotoren innovativ in das zentrale Gesamtsystem zu integrieren. Dort soll eine kompakte Steuereinheit mit Akku und
Funkschnittstellen integriert werden.
Das System lässt sich einfach mit leicht erhältlichen
Bauteilen umsetzen und leicht erweitern.
Die beschriebenen Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination für die Erfindung relevant sein.
Robotersystem
Roboter
Sensoreinrichtung
3-Achsen-Kreiseleinrichtung Windenmotor
Steuereinrichtung
Anwendungsmodul Seilaufhängung
Seil
Next Patent: MOVEMENT CUSHION