DE102008019454A1 - Elektrisch oder fluidisch angetriebenes Gerät zur Kraftabgabe - Google Patents

Elektrisch oder fluidisch angetriebenes Gerät zur Kraftabgabe Download PDF

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DE102008019454A1
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Abstract

Es wird ein elektrisch oder fluidisch angetriebenes, insbesondere als Fortbewegungsmittel ausgebildetes Gerät mit einem Grundkörper (10) vorgeschlagen, an dem über seinen Umfang verteilt mehrere tentaktelartige, federelastisch biegbare Kraftabgabeelemente (11) schwenkbar angeordnet sind, die nach dem Antriebsprinzip eines Fisches motorisch jeweils im Wesentlichen senkrecht bis schräg zur Längsachse des Geräts hin- und herbewegbar ausgebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisch oder fluidisch angetriebenes Gerät zur Kraftabgabe, insbesondere ein Fortbewegungsmittel, wie es beispielsweise aus der DE 20 2006 006 115 bekannt ist. Das bekannte Fortbewegungsmittel hat die Gestalt eines Fisches, wobei die sich motorisch hin- und herbewegende Schwanzflosse als Antriebselement dient. Das bekannte Fortbewegungsmittel eignet sich zwar zur Fortbewegung im Wasser, nicht jedoch zur Fortbewegung in Luft. Darüber hinaus können großvolumigere Grundkörper nicht wirksam auf diese Weise angetrieben werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein elektrisch oder fluidisch angetriebenes Gerät zur Kraftabgabe zu schaffen, das ebenfalls nach dem Antriebsprinzip eines Fisches arbeitet und sich sowohl als Fortbewegungsmittel bei großvolumigeren Grundkörpern und für die Fortbewegung sowohl in Wasser, wie auch in Luft besser eignet, wie auch für andere Anwendungen, z. B. als Pumpe oder Greifereinrichtung.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung von mehreren über den Umfang des Grundkörpers verteilten tentakelartigen Kraftabgabeelementen kann auch bei großen und beispielsweise kugelförmigen Grundkörpern eine gute Richtungsstabilität der Fortbewegung und ein starker Vortrieb erreicht werden. Weiterhin können die Kraftabgabeelemente in vorteilhafter Weise auch als Greifer einer Greiferanordnung oder als Pumpelemente einer Pumpe eingesetzt werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruchs 1 angegebenen Geräts möglich.
  • Zur Erzeugung der Hin- und Herbewegung der Kraftabgabeelemente eignet sich insbesondere eine mit einem elektrischen oder fluidischen Antriebsmotor versehene Kurbelantriebsanordnung, wobei die Kurbelantriebsanordnung über Antriebsstäbe mit den Kraftabgabeelementen gekoppelt ist. Diese greifen insbesondere am mittleren Bereich der Kraftabgabeelemente an. Dabei ist die Kurbelantriebsanordnung in vorteilhafter Weise zur synchronen Bewegung aller Kraftabgabeelemente ausgebildet, damit eine gleichmäßige zielgerichtete Fortbewegung oder Greifbewegung oder Pumpleistung erreicht werden kann.
  • In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung, die sich insbesondere bei einer Ausbildung des Geräts als Fortbewegungsmittel für die Fortbewegung in Luft eignet, ist der am Grundkörper angeordnete Antriebsmotor mit einer der Zahl der Kraftabgabeelemente entsprechenden Anzahl von radial nach außen sich erstreckenden Antriebswellen antriebsgekoppelt und jede Antriebswelle weist an ihrem radial äußeren Endbereich einen von ihr angetriebenen, einen Antriebsstab bewegenden Kurbelantrieb als Bestandteil der Kurbelantriebsanordnung auf. Hierdurch lässt sich eine sehr leichtgewichtige Antriebsanordnung realisieren.
  • In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung, die sich insbesondere bei einer Ausbildung des Geräts als Fortbewegungsmittel für die Fortbewegung in Wasser eignet, enthält ein mit dem Grundkörper verbundenes Antriebsgehäuse die Kurbelantriebsanordnung, wobei sich vom Antriebsgehäuse aus zwei Führungsschlitten führende Linearführungen nach entgegengesetzten Seiten erstrecken. Dabei werden die Führungsschlitten von Kurbelstangen der Kurbelantriebsanordnung angetrieben und jeder Antriebsstab ist mit seinem vom Kraftabgabeelement entfernten Endbereich über zwei Koppelstäbe gelenkig mit den beiden Führungsschlitten verbunden, die beispielsweise scheiben- oder ringförmig ausgebildet sein können.
  • Zur asynchronen Bewegung der beiden Führungsschlitten weisen die Kurbelstangen zweckmäßigerweise unterschiedliche Angriffspunkte an einem rotierenden Kurbelelement der Kurbelantriebsanordnung auf. Durch Variation dieser Angriffspunkte lassen sich variable Bewegungsabläufe der Kraftabgabeelemente realisieren. Wenn die Angriffspunkte beispielsweise bei gleichem Abstand zur Drehachse des Antriebsmotors einen Winkel von 60° zueinander einnehmen, so wird eine kreisförmige Bewegung der Gelenkverbindungen zwischen den Antriebsstäben und den Koppelstäben erzielt.
  • Das Antriebsgehäuse ist zweckmäßigerweise mit dem Grundkörper über eine der Linearführungen verbunden, die sich bevorzugt im Wesentlichen in der Mittellängsachse des Geräts erstreckt. Durch dieses Antriebsgehäuse kann die Kurbelantriebsanordnung in einfacher Weise wasserdicht ausgebildet werden.
  • Die eine wellenartige Bewegung ausführenden Kraftabgabeelemente bestehen in vorteilhafter Weise aus zwei federelastisch biegbaren Lamellen, von denen die radial äußere Lamelle schwenkbar am Grundkörper angebracht ist und die radial innere Lamelle über mehrere Verbindungssprossen mit der äußeren Lamelle verbunden ist. Dabei sind die freien vom Grundkörper entfernten Endbereiche der beiden Lamellen aneinander fixiert, wobei sich die Lamellen durch immer kürzer werdende Verbindungssprossen zum freien Ende hin immer mehr annähern. Hierdurch lassen sich in einfacher Weise die erwünschten fischflossenartigen Hin- und Herbewegungen erzielen, insbesondere, wenn die Verbindungssprossen jeweils gelenkig mit den Lamellen verbunden sind. Die fischflossenartigen Bewegungen der Kraftabgabeelemente werden auch insbesondere dadurch erreicht, dass die Antriebsstäbe jeweils mit einer Verbindungssprosse eines Kraftabgabeelements starr verbunden sind, vorzugsweise mit einer Verbindungssprosse im mittleren Bereich des jeweiligen Kraftabgabeelements. Diese Verbindungssprosse nimmt dann jeweils die gleiche Winkelstellung wie der damit verbundene Antriebsstab ein, so dass durch gegensinnige Verschiebung der beiden Lamellen die Endbereiche der Kraftabgabeelemente abwechselnd nach entgegengesetzten Seiten ausschwenken.
  • Zur Richtungssteuerung des Geräts insbesondere bei einer Ausbildung als Fortbewegungsmittel ist in vorteilhafter Weise am oder im Grundkörper eine Masseelementanordnung motorisch positionierbar, die bevorzugt an wenigstens einem Stab angeordnet ist, der insbesondere an einer motorisch positionierbaren Taumelscheibe fixiert ist. Die Steuerung im drehdimensionalen Raum erfolgt dabei durch Gewichtsverlagerung.
  • Der Grundkörper ist bei einer Ausbildung des Geräts als Fortbewegungsmittel zweckmäßigerweise als Auftriebskörper ausgebildet und/oder weist wenigstens eine Auftriebskörper auf. Dadurch lässt sich die Gewichtskraft des gesamten Geräts in vorteilhafter Weise ganz oder teilweise kompensieren.
  • Der Grundkörper ist bevorzugt ballonartig oder halbkugelschalenförmig ausgebildet.
  • Zur Kommunikation und/oder zur Bewegungskoordination von mehreren als Fortbewegungsmittel ausgebildeten Geräten untereinander ist in vorteilhafter Weise eine elektronische Steuerung am oder im Grundkörper angeordnet, die mit einer drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung versehen ist. Diese weist bevorzugt Sende-LEDs und Empfangs-LEDs auf, die bevorzugt im lichtdurchlässig ausgebildeten Grundkörper angeordnet sind. Dadurch lassen sich auch optisch die Bewegungen des Geräts erfassen und nachvollziehen.
  • Zum Aufladen einer Akkuanordnung, die zum Betrieb des wenigstens einen Antriebsmotors und vorzugsweise weiteren elektrischen Verbrauchern erforderlich ist, befindet sich am Grundkörper, vorzugsweise an seinem oberen Endbereich, eine elek trische Kontaktanordnung, die zum Kontaktieren einer anfahrbaren Ladestation ausgebildet ist, wobei eine Ladesteuereinrichtung zum Aufladen der Akkuanordnung dient. In Verbindung mit der elektronischen Steuerung und der Sende- und Empfangseinrichtung kann dadurch die Ladestation automatisch angefahren werden.
  • An den freien Enden der Kraftabgabeelemente bei einer Ausbildung des Geräts als Fortbewegungsmittel befinden sich zweckmäßigerweise flossenartige Flächenelemente, die den Vortrieb verbessern.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich bei einer Ausbildung des Geräts als Fortbewegungsmittel vor allem für die Fortbewegung in Luft eignet,
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich bei einer Ausbildung des Geräts als Fortbewegungsmittel insbesondere zur Fortbewegung im Wasser eignet und
  • 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der elektrischen Komponenten gemäß den beiden Ausführungsbeispielen.
  • Das in 1 als erstes Ausführungsbeispiel dargestellte elektrisch angetriebene Gerät ist als Fortbewegungsmittel ausgebildet und weist eine äußere Gestalt ähnlich einer Qualle auf. Es besitzt einen kugelförmigen Grundkörper 10, an dessen Umfangslinie mit größtem Durchmesser 8 tentakelartige, federelastisch biegbare Kraftabgabeelemente 11 als Vortriebselemente schwenkbar, beispielsweise gelenkig schwenkbar angebracht sind. Die Zahl dieser gleichmäßig über den Umfang verteilten Kraftabgabeelemente 11 ist selbstverständlich nicht auf die Zahl 8 beschränkt, sondern variabel wählbar. Auch die Anbringung kann von der Umfangslinie mit größtem Durchmesser abweichen.
  • Die Kraftabgabeelemente 11, von denen zur Vereinfachung nur drei vollständig dargestellt sind, bestehen jeweils im Wesentlichen aus zwei Lamellen 12, 13, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, von denen die radial äußere Lamelle 12 gelenkig mit dem Grundkörper 10 verbunden ist. Die radial innere Lamelle 13 ist über mehrere Verbindungssprossen 14 bis 20 mit der äußeren Lamelle 12 verbunden. Die freien, vom Grundkörper 10 entfernten Endbereiche der beiden Lamellen 12, 13 sind aneinander fixiert und tragen dort ein flossenartiges Flachelement 21, das zur Verbesserung des Vortriebs dient. Die Lamellen 12, 13 nähern sich durch immer kürzer werdende Verbindungssprossen 14 bis 20 zum freien Ende hin immer mehr einander an. Die radial äußere Lamelle 12 verbreitert sich zur Verbindungsstelle am Grundkörper 10 hin, um die Formstabilität zu verbessern. Die radial innere Lamelle 13 benötigt eine solche Verbreiterung nicht, kann sie jedoch gleichwohl aufweisen. Die Verbindungssprossen 14 bis 20 sind jeweils gelenkig mit den Lamellen 12, 13 verbunden.
  • Am unteren Ende des Grundkörpers 10 ist eine Antriebseinheit 22 angeordnet. Diese lediglich schematisch dargestellte Antriebseinheit 22 enthält in nicht dargestellter Weise einen elektrischen Antriebsmotor, der über ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe, beispielsweise ein Kegelradgetriebe 8 radial sich nach außen erstreckende Antriebswellen 23 antreibt. Diese Antriebswellen können beispielsweise in Führungsrohren angeordnet sein oder frei verlaufen. Mit ihren freien radial äußeren Enden treiben die Antriebswellen 23 jeweils über Getriebe 24, die wiederum als Kegelradgetriebe ausgebildet sein können, eine Kurbel 25 von Kurbelantrieben 26 an. Diese bilden zusammen eine Kurbelantriebsanordnung für die Kraftabgabeelemente 11. Das freie Ende der Kurbel 25, das im Betrieb eine gestrichelt dargestellte Kreislinie 27 durch läuft, ist gelenkig mit einem Antriebsstab 28 verbunden, der starr mit einer der Verbindungssprossen, nämlich der Verbindungssprosse 17 verbunden ist. Durch die kurbelartige Bewegung werden dadurch die Kraftabgabeelemente 11 jeweils über die Verbindungssprosse 17 fischflossenartig hin und herbewegt, wobei sich die Kraftabgabeelemente 11 jeweils abwechselnd in die beiden entgegengesetzten Richtungen krümmen. Dies ist im eingangs angegebenen Stand der Technik oder beispielsweise in der EP 10 40 999 A2 näher beschrieben. Allerdings sind dort beide Lamellen 12, 13 im Unterschied zur hier beschriebenen Ausführung an einem Körper fixiert, so dass sich geringfügig andere Bewegungsabläufe ergeben. Durch die fischschwanzflossenartigen Bewegungen der Kraftabgabeelemente 11 wird unterstützt durch die Flachelemente 21 ein Vortrieb erzeugt, der das Fortbewegungsmittel in der Anordnung gemäß 1 nach oben bewegt.
  • Am oberen Ende des Grundkörpers 10 befindet sich eine elektromotorisch betätigbare Positioniereinrichtung für ein am freien Ende eines Pendelstabs 30 angeordnetes Masseelement 31. Der Raumwinkel des Pendelstabs 30 und damit die Position des Masseelements 31 lässt sich durch diese Positioniereinrichtung 29 verändern, die beispielsweise eine motorisch positionierbare Taumelscheibe enthält, an der der Pendelstab 30 angebracht ist. Durch Gewichtsverlagerung des Masseelements 31 lässt sich das Fortbewegungsmittel steuern. Die Richtung der Auslenkung bestimmt die Veränderung der Bewegungsrichtung.
  • In der Positioniereinrichtung 29 oder in der Antriebseinheit 22 kann sich in nicht dargestellter Weise noch ein drahtloser Empfänger zur Fernsteuerung und zur Bewegungssteuerung des Fortbewegungsmittels befinden. Weiterhin ist dort ein elektrischer Akku bzw. eine Speicherbatterie zum Betrieb der elektromotorischen Antriebe enthalten.
  • Zur Fortbewegung in Luft kann der Grundkörper 10 beispielsweise ballonartig ausgebildet sein und eine einen Auftrieb bewirkende Gasfüllung enthalten. Der Auftrieb wird dann zweckmäßigerweise so eingestellt, dass er die Gewichtskraft ausgleicht oder nahezu ausgleicht, so dass nach dem Abschalten der Antriebseinheit 22 das Fortbewegungsmittel schwerkraftbedingt nach unten sinkt.
  • Die Kraftabgabeelemente 11 können bei einer einfacheren Ausführung auch einfacher konstruiert sein und beispielsweise nur aus einer Lamelle bestehen. Der Bewegungsablauf zur Erzeugung eines Vortriebs ist dann allerdings ungünstiger.
  • Das in 2 als zweites Ausführungsbeispiel dargestellte ebenfalls als Fortbewegungsmittel ausgebildete Gerät eignet sich vor allem für die Fortbewegung in Wasser und weist ebenfalls eine quallenartige Gestalt auf, wobei jedoch prinzipiell sowohl das Fortbewegungsmittel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie auch das Fortbewegungsmittel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Wasser und in Luft einsetzbar sind. In 2 sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile und Baugruppen wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben.
  • Ein Grundkörper 40 ist halbkugelschalenförmig geformt, wobei entlang einer Umfangslinie ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel acht Kraftabgabeelemente 11 gelenkig angebracht sind. Diese entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass sie nicht nochmals beschrieben werden müssen.
  • Ein wasserdicht ausgebildetes Antriebsgehäuse 41 enthält einen elektromotorisch angetriebenen Kurbelantrieb 42. Von diesem Antriebsgehäuse 41 aus erstrecken sich nach entgegengesetzten Seiten Linearführungen 43, 44, die jeweils aus zwei parallelen Führungsstangen bestehen. An diesen Linearführungen 43, 44 sind zwei Führungsschlitten 45, 46 verschiebbar geführt. Diese sind beispielsweise ring- oder scheibenförmig ausgebildet und besitzen in nicht näher dargestellter Weise Durchgangsöffnungen für die Linearführungen 43, 44. Die eine Linearführung 43 erstreckt sich in Richtung des Grundkörpers 40 und ist an diesem fixiert, so dass die Linearführung 43 gleichzeitig zur Fixierung des Antriebsgehäuses 41 am Grundkörper 40 dient. Zusätzliche oder alternative Befestigungsmittel sind selbstverständlich ebenfalls möglich.
  • Ein um eine Drehachse A rotierendes Kurbelelement 47 des Kurbelantriebs 42 ist gelenkig mit zwei Kurbelstangen 48, 49 zur Linearbewegung der beiden Führungsschlitten 45, 46 entlang der Linearführungen 43, 44 verbunden. Jeweils mit den Verbindungssprossen 17 der Kraftabgabeelemente 11 starr verbundene Antriebsstäbe 50 sind jeweils über zwei Koppelstäbe 51, 52 gelenkig mit den beiden Führungsschlitten 45, 46 verbunden.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel greifen die Kurbelstangen 48, 49 an Gelenkstellen des Kurbelelements 47 an, die denselben Abstand zur Drehachse A aufweisen und die um einen Winkel von 60° zueinander versetzt sind. Bei einer solchen Anlenkung der Kurbelstangen 48, 49 führen die Führungsschlitten 45, 46 eine asynchrone Bewegung aus, die bewirken, dass die Gelenkverbindungsstellen zwischen den Antriebsstäben 50 und den Koppelstäben 51, 52 eine Kreisbewegung beschreiben, wie dies auch im ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist, wobei die Kreisbewegung gestrichelt dargestellt ist. Durch Veränderung des Winkels zwischen den Angriffspunkten der Kurbelstangen 48, 49 am Kurbelelement 47 und/oder durch Veränderung der Abstände zur Drehachse A kann die Bewegung der Gelenkverbindungen zwischen den Antriebsstäben 50 und den Koppelstäben 51, 52 verändert werden, beispielsweise zu Ellipsenbewegungen. Hierdurch kann ebenfalls die Vortriebsbewegung der Kraftabgabeelemente 11 verändert und optimiert werden, wobei auch eine motorische Winkelverstellung realisierbar ist, durch die eine optimierte Anfangsbewegung der Kraftabgabeelemente 11 und bei aufgenommener Fortbewegungsgeschwindigkeit eine optimierte Fahrbewegung realisiert werden kann.
  • Eine gestrichelte schematische Darstellung eines über einen Antriebsstab 50 und zwei Koppelstäbe 51, 52 angetriebenen Kraftabgabeelements 11 zeigt die Veränderung der Gestalt und Position eines Kraftabgabeelements 11 bei einer anderen Position der beiden Führungsschlitten 45, 46. Bei der fischflossenartigen Bewegung der Kraftabgabeelemente 11 verändert sich deren Krümmung jeweils nacheinander in entgegengesetzte Richtungen.
  • Auch das zweite Ausführungsbeispiel besitzt eine Positioniereinrichtung 53 im Grundkörper 40 zur Positionierung einer vier Masseelemente 55 tragende Anordnung von vier Pendelstäben 54, um die Bewegungsrichtung des Fortbewegungsmittels verändern zu können. Da sich die Linearführungen 43, 44 in der symmetrischen Mittelachse des Fortbewegungsmittels befin den, müssen hier die Masseelemente 55 symmetrisch um die Mitte herum angeordnet sein. Von den vier Pendelstäben 54 und vier Masseelementen 55 sind in der Darstellung gemäß 2 nur zwei erkennbar. Die Anzahl ist selbstverständlich nicht auf die Zahl vier beschränkt.
  • Das wasserdichte Antriebsgehäuse 41 enthält eine zentrale elektronische Steuerung 56, die beispielsweise einen Microcontroller enthält. Selbstverständlich kann diese elektronische Steuerung 56 auch an anderer Stelle angeordnet sein und dort wasserdicht abgeschirmt sei, falls sich das Fortbewegungsmittel im Wasser bewegen soll. Die elektronische Steuerung 56 beinhaltet eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit anderen entsprechenden Fortbewegungsmitteln. Hierzu sind im Grundkörper 40 auf einer Ringplatine 57 eine Vielzahl von Sende-LEDs 58 und mehrere Empfangs-LEDs 59 angeordnet. Die Anordnung ist dabei so gewählt, dass das Senden und Empfangen von Lichtsignalen oder Infrarotsignalen möglichst in allen Richtungen möglich ist. Hierzu ist der Grundkörper 40 lichtdurchlässig ausgebildet. Durch die Kommunikation wird erreicht, dass Kollisionen zwischen mehreren sich im gleichen Bereich oder Schwarm bewegenden Fortbewegungsmitteln verhindert werden. An die elektronische Steuerung 56 ist auch ein Drucksensor 60 angeschlossen, über den die Wassertiefe ermittelt werden kann, in der sich das Fortbewegungs mittel jeweils aufhält. Diese Information wird zusätzlich in die Berechnung zur Vermeidung von Kollisionen eingebunden.
  • Zur Bereitstellung der Betriebsspannung für die elektrischen Antriebsmotoren 61, 62 für den Kurbelantrieb 42 und die Positioniereinrichtung 53 sowie für die übrigen elektrischen Verbraucher, wie beispielsweise die elektronische Steuerung 56 selbst dient ein Akku 63 oder eine entsprechende elektrische Speichereinrichtung. Der Grundkörper 40 besitzt an seiner Oberseite eine elektrische Kontaktanordnung 64, die zur Kontaktierung an einer nicht dargestellten Ladestation dient. Mit der Kommunikationseinrichtung kann die Position der Ladestation angefahren werden, wobei die Information über die jeweilige Wassertiefe hierzu ebenfalls erforderlich sein kann. Bei mehreren Fortbewegungsmitteln und gegebenenfalls mehreren Ladestationen kann das Anfahren einer Ladestation in Abhängigkeit des Ladezustands des Akkus 63 erfolgen, der ebenfalls durch die elektronische Steuerung 56 erfasst und ausgewertet wird. Jeweils dasjenige Fortbewegungsmittel, bei dem der Akku 63 den niedrigsten Ladezustand aufweist, ist bevorzugt berechtigt, eine Ladestation anzufahren. Durch das beschriebene Kollisionsvermeidungssystem wird auch verhindert, dass sich Kollisionen beim Anfahren einer Ladestation ergeben. Eine in der elektronischen Steuerung 56 integrierte Ladesteuereinrichtung dient zur optimalen Aufladung des Akkus 63.
  • Die Ladesteuereinrichtung und die Kommunikationseinrichtung können selbstverständlich auch als separate Module neben der elektronischen Steuerung 56 ausgebildet sein oder in dieser integriert sein.
  • Die elektronische Steuerung 56 kann auch Speicherinformationen über eine vorgegebene Fahrtroute und/oder einen vorgegebenen Bewegungsablauf enthalten. Weiterhin kann eine Empfangseinrichtung vorgesehen sein, um gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Bewegung des Fortbewegungsmittels zu steuern oder zu beeinflussen.
  • Die in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen elektrischen und elektronischen Einrichtungen können selbstverständlich auch beim ersten Ausführungsbeispiel realisiert sein.
  • Bei einer Ausbildung des Geräts als Pumpe oder als Greiferanordnung, insbesondere in Verbindung mit einer Rundtaktvorrichtung, sind die Kraftabgabeelemente 11 entsprechend ihrer jeweiligen Funktion als Pumpenelemente bzw. Greifer ausgebildet. Eine Masseelementanordnung zur Bewegungssteuerung ist dabei nicht vorgesehen. Eine Fernsteuerung kann ebenfalls vorgesehen sein, jedoch entfallen selbstverständlich alle Mittel zur Kollisionsvermeidung und zum Anfahren einer Lade station. Als Antriebsmotoren können sowohl elektrische, wie auch fluidische Antriebe eingesetzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202006006115 [0001]
    • - EP 1040999 A2 [0024]

Claims (24)

  1. Elektrisch oder fluidisch angetriebenes Gerät zur Kraftabgabe mit einem Grundkörper (10; 40), an dem über seinen Umfang verteilt mehrere tentakelartige, federelastisch biegbare Kraftabgabeelemente (11) schwenkbar angeordnet sind, die nach dem Antriebsprinzip eines Fisches motorisch jeweils im Wesentlichen senkrecht bis schräg zur Längsachse des Geräts hin- und herbewegbar ausgebildet sind.
  2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Pumpe oder Greifereinrichtung insbesondere in Verbindung mit einer Rundtaktvorrichtung ausgebildet ist.
  3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Fortbewegungsmittel ausgebildet ist und dass die Kraftabgabeelemente (11) als Vortriebselemente ausgebildet sind.
  4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einem fluidischen oder elektrischen Antriebsmotor (61) versehene Kurbelantriebsanordnung (26; 42) zur Hin- und Herbewegung von jeweils mit einem Kraf tabgabeelement (11) gekoppelten Antriebsstäben (28; 50) ausgebildet ist.
  5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstäbe (28; 50) am mittleren Bereich der Kraftabgabeelemente (11) angreifen.
  6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelantriebsanordnung (26; 42) zur synchronen Bewegung aller Kraftabgabeelemente (11) ausgebildet ist.
  7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der am Grundkörper (10) angeordnete Antriebsmotor mit einer der Zahl der Kraftabgabeelemente (11) entsprechenden Anzahl von radial nach außen sich erstreckenden Antriebswellen (23) antriebsgekoppelt ist, und dass jede Antriebswelle (23) an ihrem radial äußeren Endbereich einen von ihr angetriebenen, einen Antriebsstab (28) bewegenden Kurbelantrieb als Bestandteil der Kurbelantriebsanordnung (26) aufweist.
  8. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Grundkörper (40) verbundenes Antriebsgehäuse (41) die Kurbelantriebsanordnung (42) enthält, dass sich vom Antriebsgehäuse (41) aus zwei Führungsschlitten (45, 46) führende Linearführungen (43, 44) nach entgegenge setzten Seiten erstrecken, wobei die Führungsschlitten (45, 46) von Kurbelstangen (48, 49) der Kurbelantriebsanordnung (42) angetrieben sind, und dass jeder Antriebsstab (50) mit seinem vom Kraftabgabeelement (11) entfernten Endbereich über zwei Koppelstäbe (51, 52) gelenkig mit den beiden Führungsschlitten (45, 46) verbunden ist.
  9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelstangen (48, 49) zur asynchronen Bewegung der beiden Führungsschlitten (45, 46) unterschiedliche Angriffspunkte an einem rotierenden Kurbelelement (47) der Kurbelantriebsanordnung (42) aufweisen.
  10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffspunkte bei gleichem Abstand zur Drehachse (A) des Antriebsmotors (61) einen Winkel von 60° zueinander einnehmen.
  11. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (41) mit dem Grundkörper (40) über eine der Linearführungen (43) verbunden ist.
  12. Gerät einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Linearführungen (43, 44) im Wesentlichen in der Mittellängsachse des Geräts erstrecken.
  13. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine wellenartige Bewegung ausführenden Kraftabgabeelemente (11) aus zwei federelastisch biegbaren Lamellen (12, 13) bestehen, von denen die radial äußere Lamelle (12) schwenkbar am Grundkörper (10; 40) angebracht ist und die radial innere Lamelle (13) über mehrere Verbindungssprossen (14 bis 20) mit der äußeren Lamelle (12) verbunden ist, und dass die freien vom Grundkörper (10) entfernten Endbereiche der beiden Lamellen (12, 13) aneinander fixiert sind, wobei sich die Lamellen (12, 13) durch immer kürzer werdende Verbindungssprossen (14 bis 20) zum freien Ende hin immer mehr annähern.
  14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungssprossen (14 bis 20) jeweils gelenkig mit den Lamellen (12, 13) verbunden sind.
  15. Gerät nach Anspruch 13 oder 14 zusammen mit einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstäbe (28; 50) jeweils mit einer Verbindungssprosse (17) eines Kraftabgabeelements (11) starr verbunden sind, vorzugsweise mit einer Verbindungssprosse (17) im mittleren Bereich des jeweiligen Kraftabgabeelements (11).
  16. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Grundkörper (10; 40) eine Masseelementanordnung (31; 55) mittels einer Positioniereinrichtung (29; 53) motorisch positionierbar angeordnet ist.
  17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelementanordnung (31; 55) an wenigstens einem Stab (30; 54) angeordnet ist, der insbesondere an einer motorisch positionierbaren Taumelscheibe in der Positioniereinrichtung (29; 53) fixiert ist.
  18. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Fortbewegungsmittel ausgebildet ist und dass der Grundkörper (10; 40) als Auftriebskörper ausgebildet ist und/oder wenigstens einen Auftriebskörper aufweist.
  19. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10; 40) ballonartig oder halbkugelschalenförmig ausgebildet ist.
  20. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung (56) am oder im Grundkörper (10; 40) angeordnet ist, die mit einer drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung (58, 59) zur Kommunikation und/oder Bewegungskoordination von mehreren als Fortbewegungsmittel ausgebildeten Geräten untereinander versehen ist.
  21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangseinrichtung (58, 59) Sende-LEDs und Empfangs-LEDs aufweist, die insbesondere im lichtdurchlässig ausgebildeten Grundkörper (40) angeordnet sind.
  22. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funkfernsteuerung zur Bewegungssteuerung des Geräts vorgesehen ist.
  23. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Fortbewegungsmittel ausgebildet ist und dass am Grundkörper (40), vorzugsweise an seinem oberen Endbereich, eine elektrische Kontaktanordnung (64) angeordnet ist, die zum Kontaktieren einer anfahrbaren Ladestation ausgebildet ist, wobei eine Ladesteuereinrichtung zum Aufladen einer Akkuanordnung (63) zum Betrieb des wenigstens einen Antriebsmotors (61, 62) und vorzugsweise weiterer elektrischer Verbraucher vorgesehen ist.
  24. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Fortbewegungsmittel ausgebildet ist und dass an den freien Enden der Kraftabgabeelemente (11) flossenartige Flächenelemente (21) angebracht sind.
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