DE102014012124A1 - Positioning a robot - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung für einen Roboter (10) mit einem, insbesondere chirurgischen, Endeffektor (13), die eine Basis (1) und einen Flansch (7) aufweist, an dem der Roboter befestigbar ist, wobei der Flansch durch eine Kinematik, die wenigstens zwei Gelenke (2, 4, 6) aufweist, mit der Basis verbunden ist, durch die er von einer ersten Position relativ zu der Basis, insbesondere wenigstens im Wesentlichen auf einer Kreisbahn oder Geraden, in eine hiervon beabstandete zweite Position relativ zu der Basis verstellbar ist, gekennzeichnet durch ein Orientierungsmittel (100, 101; 102) zum Umorientieren des Flansches infolge einer Verstellung von der ersten in die zweite Position von einer ersten Orientierung in der ersten Position in eine, insbesondere gegenüber der ersten Orientierung um wenigstens 75° um eine Referenzachse verdrehte, zweite Orientierung in der zweiten Position.The present invention relates to a positioning device for a robot (10) having a, in particular surgical, end effector (13), which has a base (1) and a flange (7) to which the robot can be fastened, the flange being kinematically fixed comprising at least two hinges (2, 4, 6) connected to the base by which it moves from a first position relative to the base, in particular at least substantially along a circular path or straight line, to a second position spaced therefrom relative to adjustable to the base, characterized by an orientation means (100, 101, 102) for reorienting the flange as a result of an adjustment from the first to the second position from a first orientation in the first position to at least 75 °, in particular to the first orientation twisted about a reference axis, second orientation in the second position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren eines Roboters einer Roboteranordnung sowie eine Roboteranordnung mit einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to an apparatus and method for positioning a robot of a robot assembly and to a robot assembly having such a device.

Chirurgieroboter sind dazu vorgesehen, einen chirurgischen Endeffektor, beispielsweise ein Skalpell, eine Zange, Kamera oder Schlauchöffnung, am oder im Patienten relativ zu einer Chirurgieroboterbasis zu bewegen, indem Antriebe des Chirurgieroboters dessen Gelenke bewegen.Surgery robots are designed to move a surgical end effector, such as a scalpel, forceps, camera, or tube opening, on or in the patient relative to a surgical robotic base by having drives of the surgical robot move its joints.

Nach betriebsinterner Praxis sind einerseits decken- oder bodenseitig montierte Chirurgieroboter bekannt, bei denen eine erste bzw. Basisdrehachse des Chirurgieroboters im Wesentlichen vertikal angeordnet ist. Andererseits sind auch wandseitig montierte Chirurgieroboter bekannt, bei denen die Basisdrehachse des Chirurgieroboters stattdessen im Wesentlichen horizontal angeordnet ist.According to in-house practice, on the one hand, ceiling-mounted or bottom-mounted surgical robots are known, in which a first or base axis of rotation of the surgical robot is arranged substantially vertically. On the other hand, wall-mounted surgical robots are known in which the base axis of rotation of the surgical robot is instead arranged substantially horizontally.

Insbesondere, um die Kinematik des Chirurgieroboters und/oder verfügbaren Raum optimal zu nutzen und/oder Interferenzen mit weiteren Chirurgierobotern zu vermeiden, sind zudem nach betriebsinterner Praxis Positioniervorrichtungen bekannt, um die Chirurgieroboterbasis vor der Operation vor- und gegebenenfalls während der Operation umzupositionieren.In particular, in order to optimally utilize the kinematics of the surgical robot and / or available space and / or to avoid interferences with other surgical robots, positioning devices are also known according to in-house practice to pre-op the surgery robotic base prior to surgery and, if necessary, reposition it during surgery.

Die Bedienung einer solchen Positioniervorrichtung ist jedoch, insbesondere für medizinisches Personal ohne entsprechende kinematische Kenntnisse, schwierig.However, the operation of such a positioning device is difficult, especially for medical personnel without appropriate kinematic knowledge.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend insbesondere mit Bezug auf einen Chirurgieroboter erläutert, für den die Erfindung besonders vorteilhaft ist. Sie kann jedoch auch mit Vorteil bei Industrie- und/oder Servicemanipulatoren, insbesondere -robotern, verwendet werden und ist daher nicht auf Chirurgieroboter beschränkt.The present invention is explained below in particular with reference to a surgical robot, for which the invention is particularly advantageous. However, it can also be used with advantage in industrial and / or service manipulators, in particular robots, and is therefore not limited to surgical robots.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Positionieren eines Roboters, insbesondere eines Chirurgieroboters, zu verbessern.An object of the present invention is to improve the positioning of a robot, in particular a surgical robot.

Diese Aufgabe wird durch eine Positioniervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Anspruch 12 stellt eine entsprechende Roboter-, insbesondere Chirurgieroboteranordnung unter Schutz.This object is achieved by a positioning device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 14. Claim 12 provides a corresponding robot, in particular surgery robot arrangement under protection.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Trägersystem für einen Manipulator bzw. ein Trägersystem einer Manipulatoranordnung mit einem Manipulator einen Träger und einen Flansch auf, an dem der Manipulator, insbesondere lösbar, beispielsweise elektromagnetisch, hydraulisch und/oder durch Schrauben, befestigbar ist bzw. bzw. befestigt ist bzw. wird. Der Manipulator ist in einer Ausführung ein Roboter, insbesondere ein Chirurgie-, Industrie- oder Serviceroboter.According to one aspect of the present invention, a carrier system for a manipulator or a carrier system of a manipulator arrangement with a manipulator on a support and a flange on which the manipulator, in particular releasably, for example, electromagnetically, hydraulically and / or by screws, is fastened or is attached or is. In one embodiment, the manipulator is a robot, in particular a surgical, industrial or service robot.

In einer Ausführung ist der Flansch fest mit dem Träger verbunden bzw. relativ zu diesem unbeweglich, insbesondere integral mit diesem ausgebildet. In einer anderen Ausführung ist der Flansch bzw. der daran befestigte Manipulator relativ zu dem Träger verstellbar, insbesondere ein- oder mehrachsig, insbesondere vertikal und/oder horizontal, verschieb- und/oder drehbar, beispielsweise durch eine Hubsäule und/oder ein Drehgelenk.In one embodiment, the flange is fixedly connected to the carrier or immobile relative to this, in particular integrally formed therewith. In another embodiment, the flange or the manipulator attached thereto is adjustable relative to the carrier, in particular single or multi-axis, in particular vertically and / or horizontally, displaceable and / or rotatable, for example by a lifting column and / or a rotary joint.

In einer Ausführung ist der Flansch des Trägersystems der Positioniervorrichtungsflansch einer nachfolgend näher erläuterten Positioniervorrichtung nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung und der Träger des Trägersystems der Träger dieser Positioniervorrichtung, an dem deren Positioniervorrichtungsbasis ein- oder mehrachsig linear beweglich und/oder drehbar gelagert ist, wobei der Manipulator bzw. Chirurgieroboter an dem Positioniervorrichtungsflansch der Positioniervorrichtung befestigbar ist bzw. befestigt ist bzw. wird. Entsprechend kann in einer Ausführung die nachfolgend erläuterte Positioniervorrichtung insbesondere das hier beschriebene Trägersystem aufweisen. Wie einleitend erläutert, kann dieses jedoch gleichermaßen auch unabhängig hiervor eingesetzt werden, insbesondere für bzw. mit einem Industrie- oder Servicemanipulator, insbesondere -roboter.In one embodiment, the flange of the carrier system is the positioning device flange of a positioning device explained in more detail below, and the carrier of the carrier system is the carrier of this positioning device, on which its positioning device base is mono- or multi-axially linearly movable and / or rotatably mounted the manipulator or surgery robot can be fastened or fastened to the positioning device flange of the positioning device. Accordingly, in one embodiment, the positioning device explained below may in particular comprise the carrier system described here. As explained in the introduction, however, this can also be used independently hereby, in particular for or with an industrial or service manipulator, in particular robots.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Trägersystem eine an dem Träger angeordnete, insbesondere lösbar oder dauerhaft mit dem Träger verbundene, Luftkammeranordnung mit einem oder mehreren Druckräumen auf, die von einer Druckschürze umkleidet sind.According to one aspect of the present invention, the carrier system has a arranged on the support, in particular detachably or permanently connected to the carrier, air chamber arrangement with one or more pressure chambers, which are covered by a pressure apron.

Nach einem Aspekt ist die Luftkammeranordnung, insbesondere einer oder mehrere ihrer Druckräume, zur Ausbildung eines ein- oder mehrzelligen Luftkissens mit einer Überdruckluftversorgung verbindbar, insbesondere ist bzw. wird die Luftkammeranordnung, insbesondere einer oder mehrere ihrer Druckräume, zur Ausbildung eines ein- oder mehrzelligen Luftkissens mit einer Überdruckluftversorgung verbunden. According to one aspect, the air chamber arrangement, in particular one or more of its pressure chambers, can be connected to an overpressure air supply to form a monocellular or multicellular air cushion; in particular, the air chamber arrangement, in particular one or more of its pressure chambers, is used to form a monocellular or multicellular air cushion connected to a positive pressure air supply.

Hierdurch kann das Trägersystem, insbesondere mit dem an dem Flansch befestigten Manipulator oder, beispielsweise für ein Wechseln des Manipulators, auch ohne einen an dem Flansch befestigten Manipulator, vorteilhaft, insbesondere manuell, bewegt werden, insbesondere präzise, geräusch-, reibungs- und/oder abriebsarm und/oder über Hindernisse wie beispielsweise Schläuche, Schwellen oder dergleichen.In this way, the carrier system, in particular with the attached to the flange manipulator or, for example, for a change of the manipulator, even without a manipulator attached to the flange, advantageously, in particular manually, are moved, in particular precise, noise, friction and / or low abrasion and / or obstacles such as hoses, sleepers or the like.

In einer Ausführung umkleidet eine gemeinsame Druckschürze zwei oder mehr, insbesondere alle Druckräume der Luftkammeranordnung. Hierdurch kann eine kompakte und/oder günstige Bauweise erreicht werden. In einer Ausführung weist die Luftkammeranordnung wenigstens zwei Druckschürzen auf, die jeweils einen oder mehrere Druckräume der Luftkammeranordnung umkleiden, bzw. sind wenigstens zwei Druckräume durch verschiedene Druckschürzen umkleidet. Hierdurch kann vorteilhaft eine erhöhte Ausfallsicherheit und/oder Austauschbarkeit erreicht werden.In one embodiment, a common pressure skirt covers two or more, in particular all pressure chambers of the air chamber arrangement. As a result, a compact and / or low-cost construction can be achieved. In one embodiment, the air chamber arrangement has at least two pressure aprons, which in each case encase one or more pressure chambers of the air chamber arrangement, or at least two pressure chambers are clad by different pressure aprons. As a result, advantageously an increased reliability and / or interchangeability can be achieved.

In einer Ausführung umkleidet eine Druckschürze einen Druckraum umfangsseitig, dieser ist somit zum Untergrund hin offen. In einer Ausführung ist eine Druckschürze flexibel, beispielsweise aus Gummi oder, insbesondere beschichtetem, Textilmaterial oder einem elastischen Kunststoff. Entsprechend weist ein Druckraum in einer Ausführung ein variables Volumen auf, das vorzugsweise zum Bewegen des Trägers bzw. zur Ausbildung des Luftkissens vergrößert und/oder zum Fixieren des Trägers mittels Unterdruck verkleinert wird. Der Druckraum wird in einer Ausführung entsprechend umfangsseitig von der Druckschürze und deckenseitig von einem Boden des Trägers und/oder einem daran angeordneten Teil der Druckschürze begrenzt bzw. gebildet.In one embodiment, a pressure apron encloses a pressure chamber on the circumference, this is thus open to the ground. In one embodiment, a pressure apron is flexible, for example made of rubber or, in particular coated, textile material or an elastic plastic. Correspondingly, in one embodiment, a pressure chamber has a variable volume, which is preferably enlarged in order to move the carrier or to form the air cushion and / or is reduced by means of negative pressure for fixing the carrier. In one embodiment, the pressure chamber is bounded or formed in a manner corresponding to the circumference of the pressure apron and on the ceiling side by a base of the carrier and / or a part of the pressure apron arranged thereon.

Insbesondere bei einem den Träger, insbesondere mit dem damit verbundenen Manipulator, tragenden ein- oder mehrzelligen Luftkissen, das durch den bzw. die mit der Überdruckluftversorgung verbundenen Druckräume ausgebildet ist bzw. wird, können durch die Überdruckluft, die durch einen Spalt zwischen Boden und Druckschürze(n) austritt, ein störendes Geräusch entstehen und/oder Partikel, insbesondere Staub, ver-, insbesondere vom Boden aufgewirbelt werden. Gleichermaßen können bei einem den Träger fixierenden Unterdruck Geräusche durch in den bzw. die Druckräume eingesaugte Umgebungsluft entstehen. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz als Trägersystem einer Chirurgieroboteranordnung nachteilig.In particular, in a the carrier, in particular with the associated manipulator, supporting single- or multi-cell air cushion, which is or is connected by the associated with the compressed air supply pressure chambers, by the positive pressure air through a gap between the bottom and pressure apron (n) leakage, a disturbing noise and / or particles, especially dust, ver, in particular from the ground are whirled up. Likewise, noise may be generated by ambient air sucked into the pressure chamber (s) when the vacuum is fixed to the carrier. This is disadvantageous in particular when used as a carrier system of a surgical robot arrangement.

Daher weist die Luftkammeranordnung in einer Ausführung wenigstens einen von einer Schallschürze umkleideten Schallraum auf, der wenigstens einen der Druckräume, insbesondere umfangsseitig, umgibt.Therefore, in one embodiment, the air chamber arrangement has at least one sound space clad in a sonic apron which surrounds at least one of the pressure chambers, in particular on the circumference.

In einer Ausführung umkleidet eine gemeinsame Schallschürze zwei oder mehr, insbesondere alle Druckräume bzw. -schürzen der Luftkammeranordnung, vorzugsweise konzentrisch. Hierdurch kann eine kompakte und/oder günstige Bauweise erreicht werden. In einer Ausführung weist die Luftkammeranordnung wenigstens zwei Schallschürzen auf, die jeweils einen oder mehrere Druckräume bzw. -schürzen der Luftkammeranordnung umkleiden, vorzugsweise konzentrisch, bzw. sind wenigstens zwei Druckräume bzw. -schürzen durch verschiedene Schallschürzen bzw. -räume, vorzugsweise konzentrisch, umkleidet. Hierdurch kann vorteilhaft eine erhöhte Ausfallsicherheit erreicht werden.In one embodiment, a common acoustic skirt covers two or more, in particular all pressure chambers or aprons of the air chamber arrangement, preferably concentrically. As a result, a compact and / or low-cost construction can be achieved. In one embodiment, the air chamber arrangement has at least two sound skirts, which in each case encase one or more pressure chambers or skirts of the air chamber arrangement, preferably concentrically, or at least two pressure chambers or skirts are clad by different sound skirts or spaces, preferably concentrically , This can advantageously be achieved increased reliability.

In einer Ausführung umkleidet eine Schallschürze eine oder mehrere Druckschürzen bzw. -räume umfangsseitig, der entsprechende Schallraum ist somit zum Untergrund hin offen. In einer Ausführung ist eine Schallschürze flexibel, beispielsweise aus Gummi oder, insbesondere beschichtetem, Textilmaterial oder einem elastischen Kunststoff. Entsprechend weist ein Schallraum in einer Ausführung ebenfalls ein variables Volumen auf, das sich mit dem Volumen des bzw. der Druckräume vergrößert bzw. -kleinert. Ein Schallraum wird in einer Ausführung entsprechend umfangsseitig innen von der bzw. den Druckschürzen, außen von der Schallschürze und deckenseitig von einem Boden des Trägers und/oder einem daran angeordneten Teil der Druck- oder Schallschürze(n) begrenzt bzw. gebildet.In one embodiment, a sound panel encloses one or more pressure aprons or spaces circumferentially, the corresponding sound space is thus open to the ground. In one embodiment, a sound panel is flexible, for example made of rubber or, in particular coated, textile material or an elastic plastic. Accordingly, a sound space in an embodiment also has a variable volume, which increases or decreases with the volume of the pressure chamber (s). In one embodiment, a sound space is bounded or formed on the inside by the pressure apron (s), on the outside by the sound apron and on the ceiling side by a bottom of the carrier and / or a part of the pressure or sonic apron (s) arranged thereon.

In einer Ausführung sind wenigstens eine Schall- und Druckschürze integral miteinander ausgebildet, was die Herstellung und/oder Montage verbessern kann. In einer anderen Ausführung sind wenigstens eine Schall- und Druckschürze separat voneinander ausgebildet, was die Auslegung und/oder den Ersatz verbessern kann.In one embodiment, at least one sound and pressure apron are formed integrally with each other, which can improve the production and / or assembly. In another embodiment, at least one sound and pressure apron are formed separately from each other, which can improve the design and / or replacement.

In einer Ausführung sitzt eine Druck- und/oder Schallschürze bei einem Bewegen des Trägers und/oder bei fixiertem Träger dichtend auf dem Boden bzw. Untergrund auf bzw. ist hierzu vorgesehen bzw. eingerichtet. Hierzu kann eine Schürze insbesondere ein, vorzugsweise flexibles, bodenseitiges Dichtelement, beispielsweise eine Dichtlippe oder dergleichen, aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Schürze gegen den Boden bzw. Untergrund, insbesondere elastisch, vorgespannt sein bzw. werden. In one embodiment, when the carrier is moved and / or the carrier is fixed, a pressure and / or sound apron sits sealingly on the floor or base or is provided or furnished for this purpose. For this purpose, a skirt can in particular have a preferably flexible, bottom-side sealing element, for example a sealing lip or the like. Additionally or alternatively, the apron against the ground or ground, in particular elastic, be biased or be.

Eine Druck- und/oder Schallschürze ist in einer Ausführung durch eine oder mehrere konzentrische Reihen über den Umfang verteilter, insbesondere einander überlappender, Lamellen ausgebildet. Gleichermaßen kann eine Druck- und/oder Schallschürze beispielsweise auch durch eine ein- oder mehrlagige geschlossene Wandung ausgebildet sein.A pressure and / or sonic apron is formed in one embodiment by one or more concentric rows distributed over the circumference, in particular overlapping, lamellae. Likewise, a pressure and / or acoustic apron, for example, be formed by a single or multi-layered closed wall.

In einer Weiterbildung weist das Trägersystem wenigstens ein Schalldämpfermittel zum Dämpfen von Luftschall in wenigstens einem Schallraum auf. Das Schalldämpfermittel kann insbesondere einen oder mehrere Reflexionsschalldämpfer mit mehreren, insbesondere wenigstens vier, miteinander, insbesondere mit Querschnittserweiterungen und/oder -verengungen, kommunizierenden Kammern, in denen in einer Ausführung, insbesondere gegeneinander geneigte Prallwände angeordnet sind, und/oder einen oder mehrere, insbesondere lamellenartige, Absorptionsschalldämpfer, vorzugsweise mit poröses Material, insbesondere Flies, Gewebe, Steinwolle, Glaswolle und/oder Glasfaser, aufweisen.In a further development, the carrier system has at least one silencer means for damping airborne noise in at least one sound space. The silencer means may in particular comprise one or more reflection silencers with a plurality, in particular at least four, chambers communicating with each other, in particular with cross-sectional widenings and / or constrictions, in which in one embodiment, in particular mutually inclined baffles, and / or one or more, in particular lamellar, absorption mufflers, preferably with porous material, in particular fleece, fabric, rock wool, glass wool and / or glass fiber, have.

Hierdurch werden vorteilhaft Schwingungen der Überdruckluft, die zur Ausbildung des Luftkissens aus einem Spalt zwischen Druckschürze(n) und Boden in einen Schallraum austritt, und/oder Schwingungen von Umgebungsluft, die infolge eines den Träger fixierenden Unterdrucks eingesaugt wird, gedämpft und so eine Geräuschemission und/oder Partikelverwirbelung reduziert.This advantageously vibrations of the overpressure air, which emerges from a gap between the pressure apron (s) and soil in a sound chamber to form the air cushion, and / or vibrations of ambient air, which is sucked as a result of a negative pressure fixing the carrier, damped and thus a noise emission and / or particle turbulence reduced.

In einer Weiterbildung ist ein Schalldämpfermittel in einem Schallraum angeordnet. Hierdurch kann Luftschall und/oder Partikelaufwirbelung vorteilhaft nahe am Entstehungsort reduziert werden. Insbesondere können in einem Schallraum eine oder mehrere konzentrische Lamellenreihen angeordnet sein, die vorzugsweise im Betrieb, insbesondere bei ausgebildetem Luftkissen auf dem Boden schleifen und/oder schallabsorbierendes Material wie beispielsweise textile Fliese, Gewebe oder dergleichen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Schallschürze selber durch solche Lamellen ausgebildet sein.In a further development, a silencer means is arranged in a sound space. As a result, airborne sound and / or particle turbulence can advantageously be reduced close to the point of origin. In particular, one or more concentric rows of lamellae may be arranged in a sound space, which preferably grind on the floor during operation, in particular when the air cushion is formed, and / or have sound-absorbing material such as textile tile, fabric or the like. Additionally or alternatively, the sound baffle itself may be formed by such slats.

Zusätzlich oder alternativ kann ein Schalldämpfermittel von einem Schallraum beabstandet sein und mit diesem Schallraum, insbesondere über eine Luftpassage, insbesondere -leitung, kommunizieren. Hierdurch kann das Schalldämpfermittel an einem vorteilhaften Ort angeordnet werden bzw. sein.Additionally or alternatively, a silencer means may be spaced from a sound space and communicate with this sound space, in particular via an air passage, in particular duct. As a result, the silencer means can be arranged at an advantageous location or be.

Ein solches von einem Schallraum beabstandetes und mit diesem kommunizierendes Schalldämpfermittel kann – wie ein in dem Schallraum angeordnetes Schalldämpfermittel – trägerfest bzw. -seitig sein. So kann beispielsweise Überdruckluft, die durch einem Spalt zwischen Boden und Druckschürze aus einem Druck- in einen Schallraum austritt, in dem Schallraum schallabsorbierende Lamellen durch- bzw. umströmen, bevor es durch einen Spalt zwischen Boden und der vorzugsweise ebenfalls als Lamelle ausgebildete Schallschürze gedämpft in die Umgebung austritt. Gleichermaßen kann die Luft aus dem Schallraum in ein trägerfestes Schalldämpfermittel abgeleitet werden, aus der sie bodennah oder bodenfern austreten kann, um eine Aufwirbelung von Bodenstaub zu reduzieren.Such a silencer means, which is at a distance from a sonic space and communicates with it, may be carrier-fixed or -side-like a silencer means arranged in the sonic space. For example, overpressure air, which exits through a gap between the floor and pressure apron from a pressure in a sound space, in the sound space through or flow around sound-absorbing fins, before it is attenuated by a gap between the bottom and the sound also preferably designed as a lamella the environment exits. Likewise, the air can be discharged from the sound space into a carrier-resistant silencer means, from which it can emerge close to the ground or away from the ground, in order to reduce the swirling up of ground dust.

In einer anderen Ausführung ist ein von einem Schallraum beabstandetes und mit diesem kommunizierendes Schalldämpfermittel ein trägerfernes bzw. -externes Schalldämpfermittel, das mit dem Schallraum vorzugsweise über eine von dem Träger abgehende Luftleitung kommuniziert. Das trägerexterne Schalldämpfermittel kann so die Luft an einer von dem Träger entfernten Stelle in die Umgebung ausleiten. In einer Ausführung ist ein solches trägerexternes Schalldämpfermittel stationär bzw. umgebungsfest, in einer anderen Ausführung seinerseits ebenfalls beweglich bzw. mobil.In another embodiment, a muffler means spaced from a sound space and communicating therewith is a muffler means which is remote from and / or external to the sound, preferably communicating with the sound space via an air line emerging from the support. The carrier-external silencer means can thus discharge the air into the environment at a location remote from the carrier. In one embodiment, such a wearer-external silencer means stationary or ambient, in another embodiment, in turn, also movable or mobile.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden zum Bewegen des Trägers ein oder mehrere Druckräume der Luftkammeranordnung von einer mit dieser verbundenen Überdruckluftversorgung versorgt bzw. mit Luft unter Überdruck beschickt und der hierdurch luftkissengetragene Träger, insbesondere manuell oder motorisch, bewegt.According to one aspect of the present invention, for moving the carrier, one or more pressure chambers of the air chamber arrangement are supplied by an overpressure air supply connected thereto or pressurized with air under overpressure and the carrier carried air-cushion-carried, in particular manually or by a motor.

Um den Träger sicher zu fixieren, wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem hier beschriebenen Luftkissenaspekt kombiniert sein kann, in einem oder mehreren Druckräumen der Luftkammeranordnung durch eine damit verbundene Unterdruckluftversorgung, insbesondere satt eines Luftkissens, ein den Träger fixierender Unterdruck ausgebildet. Entsprechend weist das Trägersystem nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine mit einem oder mehreren Druckräumen der Luftkammeranordnung verbindbare, insbesondere verbundene, Überdruckluftversorgung zur Versorgung mit Überdruckluft und/oder eine mit einem oder mehreren, insbesondere denselben oder anderen, Druckräumen der Luftkammeranordnung verbindbare, insbesondere verbundene, Unterdruckluftversorgung zur Ausbildung eines den Träger fixierenden Unterdrucks auf.In order to securely fix the carrier, according to a further aspect of the present invention, which may be combined with the airbag aspect described herein, formed in one or more pressure chambers of the air chamber assembly by a vacuum air supply connected thereto, in particular fed an air cushion, a negative pressure fixing the carrier , Accordingly, the carrier system after one aspect of the present invention with one or more pressure chambers of the air chamber assembly connectable, in particular connected, overpressure air supply for supplying pressurized air and / or with one or more, in particular the same or other, pressure chambers of the air chamber assembly connectable, in particular connected, vacuum air supply to form a den Carrier fixing negative pressure.

Dabei können, wie vorstehend angedeutet, ein oder mehrere Druckräume der Luftkammeranordnung in einer Ausführung wahlweise mit der Über- oder Unterdruckversorgung verbunden werden, um alternativ eine Zelle eines Luftkissens oder einen den Träger am Untergrund fixierenden Unterdruck auszubilden. Hierdurch kann vorteilhaft die Luftkammeranordnung kompakter ausgebildet werden.In this case, as indicated above, one or more pressure chambers of the air chamber arrangement can be optionally connected in one embodiment with the positive or negative pressure supply, alternatively to form a cell of an air cushion or a carrier fixing the substrate negative pressure. In this way, advantageously, the air chamber arrangement can be made more compact.

Gleichermaßen kann die Luftkammeranordnung auch einen oder mehrere Druckräume aufweisen, die nur mit der Überdruckluftversorgung verbindbar, insbesondere verbunden sind bzw. werden, und einen oder mehrere hiervon verschiedene Druckräume, die nur mit der Unterdruckluftversorgung verbindbar, insbesondere verbunden sind bzw. werden. Hierdurch kann vorteilhaft der Träger luftkissengetragen am Untergrund fixiert werden.Similarly, the air chamber assembly may also include one or more pressure chambers, which are connected to the positive pressure air supply, in particular connected or are, and one or more different pressure chambers, which are connected to the vacuum air supply, in particular connected or are. As a result, the carrier may advantageously be fixed to the substrate in the manner of an airbag.

Gleichermaßen kann, wie ebenfalls bereits erläutert, die Luftkammeranordnung nach einem Aspekt auch nur mit einer Überdruckluftversorgung zur Ausbildung eines Luftkissens oder nur mit einer Unterdruckluftversorgung zur Fixierung am Untergrund verbindbar sein, insbesondere verbunden sein bzw. werden. Beispielsweise kann auch ein rad-, rollen-, schienen- oder gleitbeweglicher Träger durch Unterdruck in der Luftkammeranordnung am Untergrund fixierbar sein, insbesondere fixiert sein bzw. werden. Gleichwohl stellt die wahlweise Nutzung der Luftkammeranordnung als Luftkissen oder zur Fixierung eine besonders vorteilhafte Doppelnutzung dar.Equally, as already explained, the air chamber arrangement according to one aspect can also be connectable to, or in particular connected to, an air cushion or only with a vacuum air supply for fixing to the ground. For example, a wheel, roller, rail or slide carrier can be fixed by vacuum in the air chamber assembly on the ground, in particular be fixed or be. Nevertheless, the optional use of the air chamber arrangement as air cushion or for fixing represents a particularly advantageous double use.

Die Überdruckluftversorgung und/oder Unterdruckluftversorgung weist in einer Ausführung einen trägerfesten bzw. -seitigen Luftleitungsanschluss auf, der mit einer trägerfernen bzw. externen, insbesondere stationären oder ihrerseits mobilen, Überdruckluftquelle bzw. Unterdruckluftquelle verbindbar ist, insbesondere verbunden ist bzw. wird. Insbesondere kann eine Über- und/oder Unterdruckluftversorgung im Sinne der vorliegenden Erfindung ein solcher trägerfester bzw. -seitiger Luftleitungsanschluss, vorzugsweise in Verbindung mit der trägerfernen bzw. externen Über- bzw. Unterdruckluftquelle sein. Hierdurch kann der Träger entlastet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Überdruckluftversorgung und/oder die Unterdruckluftversorgung eine trägerfeste bzw. -seitige Überdruckluftquelle bzw. Unterdruckluftquelle aufweisen. Hierdurch kann der Träger, wenigstens zeitweise, autonom betrieben werden.In one embodiment, the overpressure air supply and / or vacuum air supply has a carrier-fixed or air-side connection which can be connected to a carrier-remote or external, in particular stationary or mobile, overpressure air source or vacuum air source, in particular connected or becomes. In particular, an overpressure and / or negative pressure air supply in the sense of the present invention may be such a carrier-resistant or air-side connection, preferably in conjunction with the carrier-remote or external positive or negative pressure air source. As a result, the carrier can be relieved. Additionally or alternatively, the overpressure air supply and / or the vacuum air supply can have a carrier-fixed or side-overpressure air source or vacuum air source. As a result, the carrier, at least temporarily, be operated autonomously.

Eine trägerseitige und/oder eine trägerexterne Überdruckluftquelle weist in einer Ausführung einen Druckspeicher auf, in dem Luft unter Überdruck gegenüber der Umgebung („Überdruckluft”) gespeichert ist. Entsprechend kann eine trägerseitige und/oder eine trägerexterne Unterdruckluftquelle in einer Ausführung einen Druckspeicher aufweisen, in dem Unterdruck gegenüber der Umgebung herrscht.In one embodiment, a carrier-side and / or a carrier-external positive pressure air source has an accumulator in which air is stored under overpressure in relation to the environment ("overpressure air"). Accordingly, in one embodiment, a carrier-side and / or a carrier-external negative pressure air source can have an accumulator in which negative pressure prevails with respect to the environment.

Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung eine trägerseitige und/oder eine trägerexterne Überdruckluftquelle eine Strömungsmaschine zur Druckerhöhung von durch die Strömungsmaschine angesaugter Luft, insbesondere Umgebungsluft, auf, insbesondere einen Kompressor. Entsprechend kann eine trägerseitige und/oder eine trägerexterne Unterdruckluftquelle in einer Ausführung einen Strömungsmaschine zur Druckreduzierung von durch die Strömungsmaschine angesaugter Luft, insbesondere Umgebungsluft oder Luft aus der Luftkammeranordnung, aufweisen, insbesondere einen Kompressor zum Absaugen von Luft aus der Luftkammeranordnung oder eine mit einem Kompressor verbundene Venturidüse zum Absaugen von Luft aus der Luftkammeranordnung.Additionally or alternatively, in one embodiment, a carrier-side and / or a carrier-external positive pressure air source, a flow machine for increasing the pressure of sucked by the turbomachine air, in particular ambient air, on, in particular a compressor. Correspondingly, in one embodiment, a carrier-side and / or a carrier-external negative pressure air source may comprise a turbomachine for reducing the pressure of air drawn in by the turbomachine, in particular ambient air or air from the air chamber arrangement, in particular a compressor for drawing air from the air chamber arrangement or one connected to a compressor Venturi nozzle for extracting air from the air chamber assembly.

Entsprechend werden vorliegend zur kompakteren Darstellung ein Druckspeicher, in dem Unterdruck gegenüber der Umgebung herrscht, sowie eine Strömungsmaschine zum Erzeugen von Unterdruck gegenüber der Umgebung als (Unter)Druckluftquelle bzw. -versorgung bezeichnet. Zur kompakteren Darstellung werden sowohl eine Über- als auch eine Unterdruckluftversorgung allgemein als Druckluftversorgung, eine Über- und eine Unterdruckluftquelle allgemein als Druckluftquelle bezeichnet.Accordingly, a pressure accumulator, in which negative pressure relative to the environment prevails, and a turbomachine for generating negative pressure relative to the environment are referred to as (sub) compressed air source or supply for compact representation. For a more compact representation, both an overpressure and a vacuum air supply are generally referred to as a compressed air supply, an overpressure and a vacuum air source are generally referred to as a compressed air source.

Die Über- und Unterdruckluftversorgung kann in einer Ausführung denselben Luftleitungsanschluss zur wahlweisen bzw. alternativen Verbindung mit einer trägerexternen Über- bzw. Unterdruckluftquelle, und/oder dieselbe, wahlweise gegensinnig betriebene Strömungsmaschine aufweisen. Hierdurch kann die Druckluftversorgung kompakter ausgebildet werden. Gleichermaßen können die Über- und Unterdruckluftversorgung in einer Ausführung unterschiedliche Luftleitungsanschlüsse zur, insbesondere parallelen, Verbindung mit einer trägerexternen Über- bzw. Unterdruckluftquelle, und/oder zwei Strömungsmaschinen aufweisen. Hierdurch können vorteilhaft die Druckluftversorgungen optimiert und/oder parallel genutzt werden.In one embodiment, the positive and negative pressure air supply may have the same air line connection for the optional or alternative connection to an external or negative pressure air source external to the carrier, and / or the same, optionally operated in opposite directions. As a result, the compressed air supply can be made more compact. Equally, the positive and negative pressure air supply in one embodiment, different air line connections for, in particular parallel, connection with a carrier-external positive or negative pressure air source, and / or two turbomachines. As a result, the compressed air supplies can advantageously be optimized and / or used in parallel.

In einer Ausführung weist das Trägersystem eine Rollenanordnung mit zwei oder mehr Transportrollen zum Verfahren des Trägers auf. Hierdurch kann insbesondere bei einem Nachlassen oder Versagen des Luftkissens der Träger weiterhin bewegt werden. Die Rollenanordnung weist in einer Weiterbildung drei oder vier Transportrollen auf.In one embodiment, the carrier system has a roller assembly with two or more transport rollers for moving the carrier. As a result, the carrier can continue to be moved, in particular in the event of a decrease or failure of the air cushion. The roller assembly has three or four transport rollers in a further development.

Bei ausgebildetem Luftkissen ist bzw. wird die Rollenanordnung vorzugsweise vom Boden beabstandet, um die Vorteile des tragenden Luftkissens voll auszunutzen. Hierzu weisen in einer Ausführung das Luftkissen bzw. die Druckschürze(n) bei ausgebildetem Luftkissen eine vertikale Erstreckung auf, die größer ist als die vertikale Erstreckung der Rollenanordnung, so dass diese durch das ausgebildete Luftkissen vom Boden abgehoben wird bzw. ist.With the air bag being formed, the roller assembly is preferably spaced from the floor to take full advantage of the supporting air bag. For this purpose, in one embodiment, the air cushion or the pressure apron (s) with formed air cushion on a vertical extent, which is greater than the vertical extent of the roller assembly, so that it is lifted by the trained air cushion from the ground or is.

Zusätzlich oder alternativ kann die Rollenanordnung in einer Ausführung, insbesondere selbsttätig, automatisch und/oder manuell, von einer Betriebs- in eine Lagerstellung verstellt, insbesondere verschwenkt oder eingefahren werden, vorzugsweise durch oder nach Ausbilden des Luftkissens und/oder durch oder vor Ausbilden des Unterdrucks. Zusätzlich oder alternativ kann sie, insbesondere selbsttätig, automatisch und/oder manuell, von der Lager- in die Betriebsstellung verstellt, insbesondere verschwenkt oder ausgefahren werden, insbesondere durch oder vor Abbau des Luftkissens und/oder durch oder nach Abbau des Unterdrucks.Additionally or alternatively, in one embodiment, in particular automatically, automatically and / or manually, the roller arrangement can be adjusted from an operating position to a stored position, in particular pivoted or retracted, preferably by or after forming the airbag and / or by forming the negative pressure , Additionally or alternatively, it can be adjusted, in particular automatically, automatically and / or manually, from the storage to the operating position, in particular pivoted or extended, in particular by or before degradation of the air cushion and / or by or after reduction of the negative pressure.

Zusätzlich oder alternativ kann die Rollenanordnung in einer Ausführung lösbar mit dem Träger verbindbar, insbesondere verbunden sein bzw. werden. In einer anderen Ausführung ist die Rollenanordnung hingegen stationär bzw. dauerhaft an dem Träger angeordnet.Additionally or alternatively, the roller assembly in one embodiment can be releasably connected to the carrier, in particular connected or be. In another embodiment, however, the roller assembly is stationary or permanently arranged on the carrier.

In einer Ausführung ist die Rollenanordnung in einem oder mehreren der Druckräume angeordnet, was eine besonders platzsparende und statisch vorteilhafte Abstützung ermöglicht.In one embodiment, the roller assembly is arranged in one or more of the pressure chambers, which allows a particularly space-saving and statically advantageous support.

In einer Ausführung weist das Trägersystem eine Stützanordnung mit zwei oder mehr, insbesondere elastischen, Stützen zur Abstützung des Trägers, insbesondere anstelle des Luftkissens, auf. Wie vorstehend mit Bezug auf die Rollenanordnung erläutert, zu der die Stützanordnung alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein kann, ist bei ausgebildetem Luftkissen die Stützanordnung vorzugsweise vom Boden beabstandet. Hierzu weisen in einer Ausführung das Luftkissen bzw. die Druckschürze(n) bei ausgebildetem Luftkissen eine vertikale Erstreckung auf, die größer ist als die vertikale Erstreckung der Stützanordnung, so dass diese durch das ausgebildete Luftkissen vom Boden abgehoben wird bzw. ist. Der durch Unterdruck fixierte Träger stützt sich in einer Ausführung auf der Rollen- und/oder Stützanordnung ab.In one embodiment, the carrier system has a support arrangement with two or more, in particular elastic, supports for supporting the carrier, in particular instead of the air cushion. As explained above with respect to the roller assembly, to which the support assembly may alternatively or additionally be provided, the support assembly is preferably spaced from the ground when the air bag is formed. For this purpose, in one embodiment, the air cushion or the pressure apron (s) with formed air cushion on a vertical extension, which is greater than the vertical extent of the support assembly, so that it is lifted by the trained air cushion from the ground or is. The vacuum-fixed carrier is supported in an embodiment on the roller and / or support assembly.

Zusätzlich oder alternativ kann die Stützanordnung in einer Ausführung, insbesondere, selbsttätig, automatisch und/oder manuell, von einer Betriebs- in eine Lagerstellung verstellt, insbesondere verschwenkt oder eingefahren werden, vorzugsweise durch oder nach Ausbilden des Luftkissens. Zusätzlich oder alternativ kann sie, insbesondere selbsttätig, automatisch und/oder manuell, von der Lager- in die Betriebsstellung verstellt, insbesondere verschwenkt oder ausgefahren werden, werden, insbesondere durch oder vor Abbau des Luftkissens und/oder durch oder vor Ausbilden des Unterdrucks.Additionally or alternatively, the support assembly in one embodiment, in particular, automatically, automatically and / or manually adjusted from an operating to a storage position, in particular pivoted or retracted, preferably by or after forming the air cushion. Additionally or alternatively, it can be adjusted, in particular automatically, automatically and / or manually, from the storage to the operating position, in particular pivoted or extended, in particular by or before degradation of the air cushion and / or by or before forming the negative pressure.

Zusätzlich oder alternativ kann die Stützanordnung in einer Ausführung lösbar mit dem Träger verbindbar, insbesondere verbunden sein bzw. werden. In einer anderen Ausführung ist die Stützanordnung hingegen stationär bzw. dauerhaft an dem Träger angeordnet.Additionally or alternatively, in one embodiment, the support assembly can be releasably connected to the carrier, in particular connected or be. In another embodiment, however, the support assembly is stationary or permanently arranged on the carrier.

In einer Ausführung weist das Trägersystem eine Steuerung und/oder eine, insbesondere damit kommunizierende, Bedieneinrichtung zur, insbesondere geregelten, Versorgung eines oder mehrerer Druckräume mit Überdruckluft durch die Überdruckluftversorgung und/oder zur, insbesondere alternativen, Versorgung mit Unterdruck(luft) durch die Unterdruckluftversorgung auf.In one embodiment, the carrier system has a control and / or a, in particular communicating, operating device for, in particular regulated, supplying one or more pressure chambers with overpressure air through the compressed air supply and / or, in particular alternative, supply of negative pressure (air) through the vacuum air supply on.

Die Bedieneinrichtung ist in einer Ausführung an dem Träger, insbesondere einem Handgriff zum Bewegen des Trägers, angeordnet, beispielsweise in Form eines oder mehrerer Betätigungsschalter, -knöpfe oder dergleichen. Hierdurch kann vorteilhaft das Luftkissen beim Bewegen des Trägers bzw. der Unterdruck beim Fixieren des Trägers gesteuert, insbesondere aktiviert und/oder deaktiviert werden. Zusätzlich oder alternativ kann Bedieneinrichtung auch eine Fernbedieneinrichtung zum von dem Träger beabstandeten Steuern des Luftkissens und/oder Unterdrucks sein, die in einer Weiterbildung lösbar mit dem Träger verbindbar, insbesondere verbunden ist bzw. wird.The operating device is arranged in an embodiment on the carrier, in particular a handle for moving the carrier, for example in the form of one or more actuation switches, buttons or the like. As a result, the air cushion can advantageously be controlled, in particular activated and / or deactivated, during the movement of the carrier or the negative pressure during the fixing of the carrier. In addition or as an alternative, the operating device can also be a remote control device for controlling the air cushion and / or negative pressure that is at a distance from the carrier, which in a development can be detachably connected, in particular connected, or connected to the carrier.

Die Steuerung weist in einer Ausführung ein oder mehrere, insbesondere stufenlos verstellbare und/oder elektrisch betätigte, Steuer- bzw. Stellventile zum wahlweisen Versorgen von einem oder mehreren Druckräumen mit Überdruckluft oder/oder Unterdruck durch die Über- bzw. Unterdruckluftversorgung und/oder einen Controller zum Ansteuern dieser Ventile und/oder einer Strömungsmaschine der Über- und/oder Unterdruckluftversorgung auf. In einer Weiterbildung ist der Controller, insbesondere software- bzw. programtechnisch, dazu eingerichtet, einen oder mehrere Druckräume, insbesondere gemeinsam oder unabhängig voneinander, mit Überdruckluft und/oder Unterdruck durch die Über- bzw. Unterdruckversorgung zu versorgen. In einer Weiterbildung ist der Controller, insbesondere software- bzw. programtechnisch, dazu eingerichtet, den Über- und/oder Unterdruck in dem bzw. Druckräumen auf ein vorgegebenes Niveau zu regeln, indem er diesen geregelt bzw. auf Basis eines erfassten Ist- und eines vorgegebenen Soll-Zustandes, beispielsweise Luftdrucks oder vertikalen Abstandes des Trägers zum Boden, mit Überdruckluft bzw. Unterdruck durch die Über- bzw. Unterdruckversorgung versorgt. In one embodiment, the controller has one or more, in particular steplessly adjustable and / or electrically actuated, control or control valves for selectively supplying one or more pressure chambers with overpressure air and / or underpressure through the positive or negative pressure air supply and / or a controller for driving these valves and / or a turbomachine of the positive and / or negative pressure air supply. In one development, the controller, in particular software or program technology, is adapted to supply one or more pressure chambers, in particular jointly or independently of one another, with overpressure air and / or underpressure through the overpressure or underpressure supply. In a further development, the controller, in particular software or program technology, is set up to regulate the overpressure and / or underpressure in the or pressure chambers to a predetermined level by regulating them or on the basis of a detected actual and a predetermined target state, for example, air pressure or vertical distance of the carrier to the ground, supplied with positive pressure air or vacuum through the positive or negative pressure supply.

In einer Ausführung regelt die Steuerung eine Versorgung der Luftkammeranordnung, insbesondere einer oder mehrerer ihrer Druckkammern, mit Überdruckluft und/oder Unterdruck durch die mit ihr verbundene Über- und/oder Unterdruckluftversorgung, insbesondere eine Luftzu- und/-der -abfuhr bzw. einen Über- und/oder Unterdruck in einer oder mehreren Druckkammern der Luftkammeranordnung, auf Basis eines Kippmoments des Trägersystems um die Horizontale bzw. ist hierzu eingerichtet.In one embodiment, the controller regulates a supply of the air chamber arrangement, in particular one or more of their pressure chambers, with overpressure air and / or negative pressure by the over- and / or vacuum air supply connected thereto, in particular an air supply and / or removal or an overflow - And / or negative pressure in one or more pressure chambers of the air chamber assembly, based on a tilting moment of the carrier system to the horizontal or is set up for this purpose.

In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale sich vergrößert, und/oder reduziert einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale sich verringert, bzw. ist hierzu eingerichtet.In one embodiment, the controller increases an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly when a tilting moment of the carrier system increases around the horizontal and / or reduces an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly a tilting moment of the carrier system is reduced by the horizontal, or is set up for this purpose.

In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Überdruck in einer oder mehreren der Luftkammern derart, dass dieser ein Gegenmoment zu dem Kippmoment induziert, also insbesondere in Luftkammern auf einer Seite des Trägers, auf die das Kippmoment das Trägersystem zu kippen sucht, und/oder erhöht einen Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern derart, dass dieser ein Gegenmoment zu dem Kippmoment induziert, also insbesondere in Luftkammern auf einer Seite des Trägers, die das Kippmoment das Trägersystem anzuheben sucht, bzw. ist hierzu eingerichtet.In one embodiment, the controller increases an overpressure in one or more of the air chambers such that it induces a counter-torque to the tilting moment, ie, in particular in air chambers on one side of the carrier, to which the tilting moment tends to tilt the carrier system, and / or increases one Low pressure in one or more of the air chambers such that it induces a counter-torque to the tilting moment, that is, in particular in air chambers on one side of the carrier, which seeks to raise the tilting moment the carrier system, or is set up for this purpose.

Gleichermaßen kann die Steuerung in allen Luftkammern den Über- und/oder Unterdruck erhöhen, wenn ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale sich vergrößert, und/oder den Über- oder Unterdruck in allen Luftkammern der Luftkammeranordnung reduzieren, wenn ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale sich verringert, bzw. hierzu eingerichtet sein.Similarly, the controller may increase the positive and / or negative pressure in all air chambers when a tilting moment of the carrier system increases around the horizontal, and / or reduce the positive or negative pressure in all air chambers of the air chamber assembly when a tilting moment of the carrier system about the horizontal decreases, or be set up for this purpose.

Ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale, d. h. ein Drehmoment, das auf das Trägersystem wirkt und dieses um eine horizonatle Achse zu drehen bzw. kippen sucht, hängt insbesondere von einer Pose eines an dem Träger befestigten Manipulators ab: weist dieser eine große Auslage und einen entsprechend von dem Schwerpunkt des Trägersystems beabstandeten Schwerpunkt auf, induziert dies ein Kippmoment. Daher regelt in einer Ausführung die Steuerung die Versorgung der Luftkammeranordnung mit Überdruckluft und/oder Unterdruck auf Basis einer Pose des an dem Trägersystem befestigten Manipulators bzw. ist hierzu eingerichtet. In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn eine Auslage des Manipulators sich vergrößert, und/oder reduziert einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn eine Auslage des Manipulators sich verringert, bzw. ist hierzu eingerichtet. In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Überdruck in einer oder mehreren Luftkammern auf einer der Seite des Trägers, zu der der Manipulator eine Auslage aufweist, und/oder erhöht einen Unterdruck in einer oder mehreren Luftkammern auf einer der Auslage gegenüberligenenden Seite bzw. ist hierzu eingerichtet. Gleichermaßen kann die Steuerung in allen Luftkammern den Über- und/oder Unterdruck erhöhen, wenn eine Auslage des Manipulator sich vergrößert, und/oder den Über- oder Unterdruck in allen Luftkammern der Luftkammeranordnung reduzieren, wenn eine Auslage des Manipulator sich verringert, bzw. hierzu eingerichtet sein.A tilting moment of the carrier system about the horizontal, d. H. torque acting on and urging the support system about a horizontal axis depends, in particular, on a pose of a manipulator mounted on the support: it has a large display and a center of gravity spaced from the center of gravity of the support system , this induces a tilting moment. Therefore, in one embodiment, the controller controls the supply of the air chamber assembly with positive pressure air and / or negative pressure based on a pose of the manipulator attached to the carrier system or is set up for this purpose. In one embodiment, the controller increases an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly as a display of the manipulator increases, and / or reduces an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly when a display of the Manipulator is reduced, or is set up for this purpose. In one embodiment, the controller increases or is configured to provide positive pressure in one or more air chambers on one side of the carrier to which the manipulator has a display, and / or increases negative pressure in one or more air chambers on a side opposing the display , Similarly, the control in all air chambers may increase the positive and / or negative pressure as a display of the manipulator increases, and / or reduce the positive or negative pressure in all air chambers of the air chamber assembly as a display of the manipulator decreases, or for this purpose be furnished.

Unter einer Auslage wird vorliegend insbesondere ein Abstand eines Schwerpunktes bzw. Massenmittelpunktes des Manipulators von einer, vorzugsweise statisch stabilen, insbesondere kippmomentfreien, Referenz, verstanden. Gleichermaßen kann eine Auslage beispielsweise auch einen horizontalen Abstand zwischen einem TOP und einer Basis des Manipulators bezeichnen. Die Auslage kann aus der Pose des Manipulators ermittelt werden. Entsprechend weist das Trägersystem in einer Ausführung ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Pose des Manipulators auf, das mit der Steuerung signalverbunden ist, beispielsweise Gelenksensoren oder dergleichen.In the present case, a display means, in particular, a distance of a center of gravity or center of mass of the manipulator from a, preferably statically stable, in particular tilting moment-free, reference. Similarly, a display may for example also designate a horizontal distance between a TOP and a base of the manipulator. The display can be determined from the pose of the manipulator. Accordingly, the carrier system in one embodiment comprises a detection means for detecting a pose of the manipulator signal-connected to the controller, for example, joint sensors or the like.

Ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale hängt insbesondere von einer Traglast eines an dem Träger befestigten Manipulators ab: weist dieser eine größere Traglast auf, kann dies ein größeres Kippmoment induzieren. Daher regelt in einer Ausführung die Steuerung die Versorgung der Luftkammeranordnung mit Überdruckluft und/oder Unterdruck auf Basis einer Tragslast des an dem Trägersystem befestigten Manipulators bzw. ist hierzu eingerichtet. In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn eine Traglast des Manipulators sich vergrößert, und/oder reduziert einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn eine Traglast des Manipulators sich verringert, bzw. ist hierzu eingerichtet.A tilting moment of the carrier system about the horizontal depends in particular on a load of a manipulator attached to the carrier: if this has a greater load, this can induce a greater tilting moment. Therefore, in one embodiment, the controller regulates the supply of the air chamber arrangement with overpressure air and / or underpressure on the basis of a bearing load of the manipulator attached to the carrier system or is set up for this purpose. In one embodiment, the controller increases an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly when a payload of the manipulator increases, and / or reduces an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly when a payload of the Manipulator is reduced, or is set up for this purpose.

Unter einer Traglast wird vorliegend insbesondere eine am Manipulator, vorzugsweise lösbar, befestigte Nutzlast verstanden. Sie kann beispielsweise aus Antriebskräften des Manipulators ermittelt werden. Entsprechend weist das Trägersystem in einer Ausführung ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Traglast des Manipulators auf, das mit der Steuerung signalverbunden ist, beispielsweise Gelenkmomentsensoren oder dergleichen.In the present case, a load is to be understood as meaning, in particular, a payload attached to the manipulator, preferably releasably. It can be determined, for example, from driving forces of the manipulator. Accordingly, in one embodiment, the carrier system comprises a detection means for detecting a load of the manipulator, which is signal-connected to the controller, such as joint torque sensors or the like.

Ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale beeinflusst insbesondere eine Lage des Trägers: ein größeres Kippmoment bewirkt eine stärkere Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale. Daher regelt in einer Ausführung die Steuerung die Versorgung der Luftkammeranordnung mit Überdruckluft und/oder Unterdruck auf Basis einer Lage des Trägers bzw. ist hierzu eingerichtet. In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn eine Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale sich vergrößert, und/oder reduziert einen Über- oder Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn eine Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale sich verringert, bzw. ist hierzu eingerichtet. In einer Ausführung erhöht die Steuerung einen Überdruck in einer oder mehreren Luftkammern auf einer der Seite des Trägers, zu der der Träger sich neigt, und/oder erhöht einen Unterdruck in einer oder mehreren Luftkammern auf einer Seite, von der der Träger sich wegneigt, bzw. ist hierzu eingerichtet. Gleichermaßen kann die Steuerung in allen Luftkammern den Über- und/oder Unterdruck erhöhen, wenn eine Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale sich vergrößert, und/oder den Über- oder Unterdruck in allen Luftkammern der Luftkammeranordnung reduzieren, wenn eine Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale sich verringert, bzw. hierzu eingerichtet sein.A tilting moment of the carrier system around the horizontal influences in particular a position of the carrier: a larger tilting moment causes a stronger deflection of the carrier against the horizontal. Therefore, in one embodiment, the controller controls the supply of the air chamber assembly with positive pressure air and / or negative pressure based on a position of the carrier or is set up for this purpose. In one embodiment, the controller increases an over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly when a deflection of the carrier increases toward the horizontal, and / or reduces over or under pressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly a deflection of the carrier is reduced to the horizontal, or is set up for this purpose. In one embodiment, the controller increases an overpressure in one or more air chambers on one side of the carrier to which the carrier is tilted, and / or increases a negative pressure in one or more air chambers on a side from which the carrier is tilted away is set up for this purpose. Similarly, the controller in all air chambers may increase the positive and / or negative pressure as a deflection of the carrier against the horizontal increases, and / or reduce the positive or negative pressure in all air chambers of the air chamber assembly, when a deflection of the carrier against the horizontal decreases, or be set up for this purpose.

Entsprechend weist das Trägersystem in einer Ausführung ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Lage, insbesondere Auslenkung gegen die Horizontale, des Trägers auf, das mit der Steuerung signalverbunden ist, beispielsweise ein oder mehrere voneinander beabstandete Abstandssensoren zur Erfassung eines vertikalen Bodenabstandes des Trägers, Winkellagesensoren oder dergleichen.Accordingly, in one embodiment, the carrier system comprises a detection means for detecting a position, in particular deflection against the horizontal, of the carrier, which is signal-connected to the controller, for example one or more spaced-apart distance sensors for detecting a vertical ground clearance of the carrier, angular position sensors or the like.

Ein Kippmoment des Trägersystems um die Horizontale und ein Luftdruck in der Luftkammeranordnung hängen wechsekseitig voneinander ab: so kann ein Kippmoment den Überdruck in Luftkammern, die diesem entgegenwirken, erhöhen und/oder durch Vergrößerung eines Bodenspaltes einen Unterdruck in Luftkammern reduzieren, die dem Kippmoment entgegenwirken. Umgekehrt bewirkt ein Absinken eines Überdrucks oder eine Vergrößerung eines Unterdrucks in Luftkammern ein Kippmoment zur Seite dieser Kammern. Daher regelt in einer Ausführung die Steuerung die Versorgung der Luftkammeranordnung mit Überdruckluft und/oder Unterdruck auf Basis eines Luftdrucks in der Luftkammeranordnung bzw. ist hierzu eingerichtet. In einer Ausführung erhöht die Steuerung eine Luftzufuhr zu einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn ein Überdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung sich verringert, erhöht eine Luftabfuhr aus einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn ein Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung sich verringert, reduziert eine Luftzufuhr zu einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn ein Überdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung sich vergrößert, und/oder reduziert eine Luftabfuhr aus einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung, wenn ein Unterdruck in einer oder mehreren der Luftkammern der Luftkammeranordnung sich vergrößert bzw. ist hierzu eingerichtet.A tilting moment of the carrier system about the horizontal and an air pressure in the air chamber arrangement hang each other Wechskseitig: so a tilting moment can increase the pressure in air chambers that counteract this, and / or reduce by enlargement of a bottom gap a negative pressure in air chambers, which counteract the stalling moment. Conversely, a decrease in overpressure or an increase in negative pressure in air chambers causes a tilting moment to the side of these chambers. Therefore, in one embodiment, the controller regulates the supply of the air chamber arrangement with overpressure air and / or underpressure based on an air pressure in the air chamber arrangement or is set up for this purpose. In one embodiment, the controller increases an air supply to one or more of the air chambers of the air chamber assembly when an overpressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly decreases, increases an air discharge from one or more of the air chambers of the air chamber assembly when a negative pressure in one or more reduces the air chambers of the air chamber assembly, reduces an air supply to one or more of the air chambers of the air chamber assembly when an overpressure in one or more of the air chambers of the air chamber assembly increases, and / or reduces an air discharge from one or more of the air chambers of the air chamber assembly, if Vacuum in one or more of the air chambers of the air chamber assembly increases or is set up for this purpose.

Entsprechend weist das Trägersystem in einer Ausführung ein Erfassungsmittel zum Erfassen eines Luftdrucks in der Luftkammeranordnung auf, das mit der Steuerung signalverbunden ist, beispielsweise Drucksensoren oder dergleichen.Accordingly, in one embodiment, the carrier system comprises detecting means for detecting an air pressure in the air chamber assembly, which is signal-connected to the controller, such as pressure sensors or the like.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Positioniervorrichtung für einen Roboter, insbesondere Chirurgieroboter bzw. eine Positioniervorrichtung einer Roboter-, insbesondere Chirurgieroboteranordnung mit einem Roboter, insbesondere Chirurgieroboter eine (Positioniervorrichtungs)Basis und einen (Positioniervorrichtungs)Flansch auf, an dem der Roboter, insbesondere Chirurgieroboter, insbesondere lösbar, beispielsweise elektromagnetisch, hydraulisch und/oder durch Schrauben, befestigbar bzw. befestigt ist bzw. wird.According to one aspect of the present invention, a positioning device for a robot, in particular a surgical robot or a positioning device of a robot, in particular A surgical robot assembly with a robot, in particular surgery robot a (positioning) base and a (positioning device) flange on which the robot, in particular surgery robot, in particular releasably, for example, electromagnetically, hydraulically and / or by screws, is fastened or fastened or is.

Der Roboter weist in einer Ausführung einen, insbesondere chirurgischen, Endeffektor auf, der in einer Weiterbildung zum mechanischen, optischen und/oder fluidischen Arbeiten, insbesondere an oder in einem Patienten, vorgesehen bzw. eingerichtet ist, insbesondere zum Pressen, insbesondere Klemmen, Trennen, insbesondere Schneiden oder Stechen, Bohren, Aussenden und/oder Auffangen von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere sichtbarem Licht, und/oder Ein- und/oder Ausströmen von Flüssigkeiten und/oder Gasen. Der Endeffektor ist bzw. wird in einer Ausführung, insbesondere über einen Instrumentenschaft, lösbar an einem Roboterflansch des Roboters befestigbar bzw. befestigt, beispielsweise elektromagnetisch, hydraulisch und/oder durch Verschrauben, -rasten oder Klemmen. Der Instrumentenschaft ist bzw. wird in einer Ausführung in eine natürliche oder künstliche Körperöffnung eingeführt bzw. ist hierzu vorgesehen bzw. eingerichtet, deren Umfang in einer Weiterbildung höchstens das Doppelte eines maximalen Umfangs des Endeffektors und/oder höchstens 15 cm beträgt. Somit ist der Chirurgieroboter in einer Ausführung für die minimalinvasive Chirurgie vorgesehen bzw. eingerichtet.In one embodiment, the robot has an end effector, in particular a surgical one, which is provided or arranged in a development for mechanical, optical and / or fluidic work, in particular on or in a patient, in particular for pressing, in particular clamping, separating, in particular cutting or piercing, drilling, emitting and / or collecting electromagnetic radiation, in particular visible light, and / or inflow and / or outflow of liquids and / or gases. In one embodiment, in particular via an instrument shaft, the end effector is or can be fastened or fastened detachably to a robot flange of the robot, for example electromagnetically, hydraulically and / or by screwing, latching or clamping. The instrument shaft is introduced in one embodiment in a natural or artificial body opening or is provided for this purpose or set up the scope of which in a further development is at most twice the maximum circumference of the end effector and / or at most 15 cm. Thus, the surgical robot is provided in a version for minimally invasive surgery.

In einer Ausführung weist der Roboter wenigstens sechs, insbesondere wenigstens sieben, vorzugsweise durch, insbesondere elektromotorische, Antriebe des Roboters bewegbare, Gelenke, insbesondere Drehgelenke, auf, die den Endeffektor bzw. Roboterflansch mit einer Roboterbasis verbinden, die an dem Positioniervorrichtungsflansch befestigbar bzw. befestigt ist bzw. wird.In one embodiment, the robot has at least six, in particular at least seven, preferably by, in particular electromotive, drives of the robot movable joints, in particular pivot joints, which connect the Endeffektor or robot flange with a robot base, which attaches to the Positioniervorrichtungsflansch is or will be.

Der Positioniervorrichtungsflansch ist durch eine Kinematik, die wenigstens zwei Gelenke, insbesondere Drehgelenke aufweist, mit der Positioniervorrichtungsbasis verbunden. Durch diese Kinematik ist bzw. wird der Positioniervorrichtungsflansch, insbesondere translatorisch, von einer, insbesondere kartesischen, ersten Position relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis, insbesondere wenigstens im Wesentlichen auf einer Kreisbahn oder Geraden, in eine hiervon beabstandete, insbesondere kartesische, zweite Position relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis verstellbar bzw. verstellt. Die Gelenke der Kinematik sind durch, vorzugsweise starre, Glieder, insbesondere Hebel wie Stangen, Balken, Schalen oder dergleichen, miteinander verbunden, die entsprechend als Glieder der Kinematik bezeichnet werden. Diese werden zusammen mit dem Positioniervorrichtungsflansch und der Positioniervorrichtungsbasis gemeinsam als Glieder der Positioniervorrichtung bezeichnet.The Positioniervorrichtungsflansch is connected by a kinematics having at least two joints, in particular pivot joints, with the positioning device base. By this kinematics, the positioning device flange is, in particular translational, of a, in particular Cartesian, first position relative to the positioning device base, in particular at least substantially on a circular path or straight line, in a spaced, in particular Cartesian, second position relative to the positioning device base adjustable or adjusted. The joints of the kinematics are interconnected by, preferably rigid, links, in particular levers such as rods, beams, shells or the like, which are correspondingly called links of the kinematics. These together with the locator flange and the locator base are collectively referred to as members of the locator.

In einer Ausführung ist bzw. wird der Positioniervorrichtungsflansch vor einem Operationsbetrieb, insbesondere vor einer (initialen) Interaktion des Endeffektors mit dem Patienten, verstellt bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. vorgesehen, was vorliegend auch als Vorpositionieren der Roboterbasis (vor der Operation durch den Roboter) bezeichnet wird. Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird der Positioniervorrichtungsflansch während des Operationsbetriebs, insbesondere bei Stillstand des Endeffektors am oder im Patienten, verstellt bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. vorgesehen, was vorliegend auch als Umpositionieren der Roboterbasis (während der Operation durch den Roboter) bezeichnet wird. Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere ein Vor- und/oder Umpositionieren des Roboters.In one embodiment, the Positioniervorrichtungsflansch is before a surgical operation, in particular before (initial) interaction of the end effector with the patient, adjusted or is set up or provided for this purpose, which in the present case as prepositioning of the robot base (before the operation by the robot ) referred to as. Additionally or alternatively, the positioning device flange is adjusted during operation operation, in particular when the end effector is resting on or in the patient, or is provided for this purpose, which is referred to herein as repositioning of the robot base (during the operation by the robot) , Accordingly, the present invention particularly relates to a pre and / or repositioning of the robot.

In einer Ausführung ist bzw. wird die Roboterbasis starr bzw. unbeweglich mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbindbar bzw. verbunden. In einer anderen Ausführung ist bzw. wird die Roboterbasis linear beweglich, insbesondere durch eine zu der Kinematik zusätzliche Linearachse bzw. ein weiteres Lineargelenk zusätzlich zu den Gelenken der Kinematik mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbindbar bzw. verbunden. Hierdurch kann insbesondere ein Radius einer Kreisbahn, auf der der Positioniervorrichtungsflansch durch die Kinematik und das Orientierungsmittel geführt wird, variiert oder eine Gerade, entlang der der Positioniervorrichtungsflansch durch die Kinematik und das Orientierungsmittel geführt wird, parallel verschoben werden. Vorzugsweise ist diese zusätzliche Linearachse fixierbar und/oder parallel oder senkrecht zu einer ersten bzw. Basisdrehachse des mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbundenen Roboters. Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird in einer Ausführung die Roboterbasis drehbar, insbesondere durch ein weiteres Drehgelenk zusätzlich zu den Gelenken der Kinematik mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbindbar bzw. verbunden. Hierdurch kann insbesondere eine Orientierung der Roboterbasis relativ zu dem Positioniervorrichtungsflansch variiert werden. Vorzugsweise ist dieses zusätzliche Drehgelenk fixierbar und/oder seine Drehachse parallel oder senkrecht zu einer ersten bzw. Basisdrehachse des mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbundenen Roboters.In one embodiment, the robot base is rigidly connected to the positioning flange. In another embodiment, the robot base is or is linearly movable, in particular connected by a kinematics additional linear axis or another linear joint in addition to the joints of the kinematics with the Positioniervorrichtungsflansch or connected. In this way, in particular, a radius of a circular path on which the positioning device flange is guided by the kinematics and the orientation means, varied or a straight line along which the positioning device is guided by the kinematics and the orientation means are moved in parallel. Preferably, this additional linear axis is fixable and / or parallel or perpendicular to a first or base rotational axis of the robot connected to the positioning device flange. Additionally or alternatively, in one embodiment, the robot base is rotatable, in particular connectable or connected to the positioning device flange by a further rotary joint in addition to the joints of the kinematics. In this way, in particular, an orientation of the robot base relative to the positioning device flange can be varied. Preferably, this additional rotary joint is fixable and / or its axis of rotation parallel or perpendicular to a first or base axis of rotation of the robot connected to the positioning device flange.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Positioniervorrichtung ein Orientierungsmittel auf, das den Positioniervorrichtungsflansch infolge bzw. in Abhängigkeit von einer, insbesondere manuellen oder aktuierten, Verstellung des Positioniervorrichtungsflanschs von der ersten in die zweite Position von einer ersten Orientierung, insbesondere Winkellage, in der ersten Position in eine zweite Orientierung, insbesondere Winkellage, in der zweiten Position umorientiert bzw. hierzu eingerichtet bzw. vorgesehen ist, die in einer Weiterbildung gegenüber der ersten Orientierung um wenigstens 75°, insbesondere wenigstens 85°, vorzugsweise mehr als 90° um eine Referenzachse, insbesondere eine Horizontale, verdreht ist. According to one aspect of the present invention, the positioning device has an orientation means, which the Positioniervorrichtungsflansch as a result of or, in particular manual or aktuierten, adjustment of the positioning device from the first to the second position of a first orientation, in particular angular position, in the first Position in a second orientation, in particular angular position, in the second position umorientiert or set up or provided for this purpose, in a development opposite the first orientation by at least 75 °, in particular at least 85 °, preferably more than 90 ° about a reference axis, especially a horizontal, is twisted.

Hierdurch kann in einer Ausführung auf einfache und/oder zuverlässige Weise, insbesondere auch durch medizinisches Personal ohne entsprechende kinematische Kenntnisse, der Roboter bzw. dessen Basis positioniert, insbesondere wahlweise wand- oder decken- bzw. bodenseitig angeordnet werden, insbesondere eine erste bzw. Basisdrehachse des Roboters wahlweise, wenigstens im Wesentlichen, horizontal oder vertikal.As a result, in one embodiment, the robot or its base can be positioned in a simple and / or reliable manner, in particular also by medical personnel without corresponding kinematic knowledge, in particular optionally on the wall or ceiling or on the bottom side, in particular a first or base rotational axis the robot optionally, at least substantially, horizontally or vertically.

Das Orientierungsmittel, das diese Umorientierung infolge, insbesondere bei bzw. während der Verstellung von der ersten in die zweite Position bewirkt, reduziert für den Anwender vorteilhaft die Anzahl der Freiheitsgrade, die er einstellen muss: er muss lediglich den Positioniervorrichtungsflansch bzw. die damit verbundene Roboterbasis, insbesondere translatorisch, in die erste oder zweite Position verstellen, insbesondere ziehen oder schieben, und das Orientierungsmittel bewirkt dabei zwangsläufig eine entsprechende Umorientierung, insbesondere Drehung, des Positioniervorrichtungsflanschs bzw. der damit verbundenen Roboterbasis von der ersten in die zweite Orientierung. Umgekehrt kann das Orientierungsmittel in einer Ausführung auch eine Verstellung von der ersten in die zweite Position infolge einer Umorientierung von der ersten in die zweite Orientierung bewirken. Durch den bevorzugten Winkelbereich von wenigstens 75°, insbesondere wenigstens 85°, vorzugsweise mehr als 90°, kann dabei in einer Ausführung zwischen einer wenigstens im Wesentlichen, horizontalen und vertikalen Orientierung gewechselt werden.The orientation means which effects this reorientation as a result of, in particular, during the adjustment from the first to the second position advantageously reduces the number of degrees of freedom that the user has to set for the user: he only has to use the positioning device flange or the robot base connected thereto , in particular translationally, adjust to the first or second position, in particular pull or push, and the orientation means inevitably causes a corresponding reorientation, in particular rotation, of the positioning device flange or the associated robot base from the first to the second orientation. Conversely, in one embodiment, the orientation means may also effect an adjustment from the first to the second position due to a reorientation from the first to the second orientation. Due to the preferred angular range of at least 75 °, in particular at least 85 °, preferably more than 90 °, can be changed in an embodiment between an at least substantially horizontal and vertical orientation.

In einer Ausführung wird bzw. ist der Positioniervorrichtungsflansch durch die Kinematik in eine oder mehrere Zwischenpositionen zwischen der ersten und zweiten Position relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis verstellt bzw. verstellbar, wobei das Orientierungsmittel den Flansches infolge einer Verstellung von der ersten oder zweiten Position in eine solche Zwischenposition in eine Zwischenorientierung in der Zwischenposition umorientiert bzw. hierzu eingerichtet bzw. vorgesehen ist, die in einer Weiterbildung gegenüber der ersten und/oder zweiten Orientierung um wenigstens 25° und/oder höchstens 60° um die Referenzachse verdreht ist.In one embodiment, the positioning device flange is adjusted by the kinematics to one or more intermediate positions between the first and second positions relative to the positioning base, wherein the orientation means moves the flange as a result of an adjustment from the first or second position to such an intermediate position is reoriented or provided for this purpose in an intermediate orientation in the intermediate position, which is rotated in a development of the first and / or second orientation by at least 25 ° and / or at most 60 ° about the reference axis.

Hierdurch kann in einer Ausführung der Roboter bzw. dessen Basis in gleicher Weise wahlweise auch in einer oder mehreren Zwischenlagen zwischen einer wand- und einer decken- bzw. bodenseitigen Lage angeordnet, insbesondere eine erste bzw. Basisdrehachse des Roboters wahlweise gegen die Horizontale und Vertikale gekippt werden bzw. sein.As a result, in one embodiment, the robot or its base can optionally be arranged in one or more intermediate layers between a wall and a ceiling or bottom layer, in particular a first or base axis of rotation of the robot optionally tilted against the horizontal and vertical be or be.

In einer Ausführung ist der Positioniervorrichtungsflansch maximal zwischen der ersten und zweiten Position verstellbar, die somit einen maximalen Verstellweg des Positioniervorrichtungsflanschs definieren bzw. begrenzen. In einer alternativen Ausführung ist der Positioniervorrichtungsflansch hingegen über die erste und/oder zweite Position hinaus verstellbar, so dass die erste und zweite Position einen Mindest-Verstellweg des Positioniervorrichtungsflanschs definieren bzw. vorgeben.In one embodiment, the positioning device flange is maximally adjustable between the first and second positions, thus defining or limiting a maximum displacement of the positioning device flange. In an alternative embodiment, however, the positioning device flange is adjustable beyond the first and / or second position, so that the first and second positions define or predetermine a minimum adjustment path of the positioning device flange.

In einer Ausführung ist die Kinematik bzw. der Positioniervorrichtungsflansch wenigstens in der ersten und/oder zweiten Position fixierbar, vorzugsweise auch in einer oder mehreren Zwischenpositionen, insbesondere in diskreten, vorgegebenen Zwischenpositionen oder stufenlos in beliebigen Zwischenpositionen zwischen der ersten und zweiten Position.In one embodiment, the kinematics or the positioning device flange can be fixed at least in the first and / or second position, preferably also in one or more intermediate positions, in particular in discrete, predetermined intermediate positions or continuously in any intermediate positions between the first and second positions.

In einer Ausführung weist die Kinematik wenigstens ein Drehgelenk, insbesondere wenigstens drei, insbesondere seriell angeordnete, Drehgelenke, insbesondere mit parallelen Drehachsen auf. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren Drehgelenken weist die Kinematik in einer Ausführung wenigstens ein Lineargelenk bzw. eine Linearachse auf.In one embodiment, the kinematics at least one rotary joint, in particular at least three, in particular serially arranged, hinges, in particular with parallel axes of rotation. In addition or as an alternative to one or more rotary joints, in one embodiment the kinematics has at least one linear joint or one linear axis.

Durch ein oder mehrere Drehgelenke, insbesondere in Kombination mit einer oder mehreren Linearachsen, kann in einer Ausführung ein vorteilhafter Arbeitsraum der Kinematik und/oder eine konstruktiv vorteilhafte Kinematik zur Verfügung gestellt werden.By one or more hinges, in particular in combination with one or more linear axes, in one embodiment, an advantageous working space of the kinematics and / or a structurally advantageous kinematics can be provided.

In einer Ausführung weist die Kinematik drei seriell angeordnete bzw. durch, insbesondere starre, Glieder der Kinematik paarweise verbundene Drehgelenke mit parallelen Drehachsen auf. Wie nachfolgend näher erläutert, können hierdurch insbesondere zwei Parallelogramme bzw. eine Viergelenkführung mit den drei Drehgelenken der Kinematik und einem relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis ortsfesten virtuellen Drehpunkt dargestellt werden, die den Positioniervorrichtungsflansch stets auf den virtuellen Drehpunkt ausrichtet.In one embodiment, the kinematics has three pivot joints, which are arranged in pairs or connected in pairs, in particular by rigid links, of the kinematics, with parallel axes of rotation. As explained in more detail below, in particular two parallelograms or a four-bar linkage with the three Kinematic pivots and a virtual fulcrum fixed relative to the locator base, which always align the locator flange with the virtual fulcrum.

In einer anderen Ausführung weist die Kinematik ein Drehgelenk und ein Lineargelenk bzw. eine Linearachse auf, die in einer Weiterbildung durch ein, insbesondere starres, Glied der Kinematik verbunden sind. Wie ebenfalls nachfolgend näher erläutert, kann hierdurch eine Galgenführung dargestellt werden, die den Positioniervorrichtungsflansch näherungsweise auf einer Geraden führt, jedoch gegenüber einer Viergelenkführung insbesondere konstruktiv vorteilhaft sein kann.In another embodiment, the kinematics on a rotary joint and a linear joint or a linear axis, which are connected in a development by a, in particular rigid, member of the kinematics. As also explained in more detail below, this can be a gallows guide are shown, which leads the Positioniervorrichtungsflansch approximately on a straight line, but in particular can be structurally advantageous over a four-bar linkage.

In einer Ausführung weist das Orientierungsmittel eine entsprechend, insbesondere software- bzw. programmtechnisch, eingerichtete Steuerung und durch diese kommandierte Aktuatoren auf bzw. ist hierdurch implementiert, die dazu vorgesehen bzw. eingerichtet ist, Gelenke, insbesondere Drehgelenke und/oder Linearachsen, der Kinematik durch entsprechend gesteuerte Aktuatoren, insbesondere Elektromotoren, derart zu bewegen, dass der Positioniervorrichtungsflansch infolge einer Verstellung des Positioniervorrichtungsflanschs von der ersten in die zweite Position von der ersten in die zweite Orientierung bzw. infolge einer Verstellung in eine Zwischenposition in die entsprechende Zwischenorientierung umorientiert wird. Dabei kann eine Verstellung des Positioniervorrichtungsflanschs in einer Ausführung manuell erfolgen und durch entsprechende Gelenksensoren der Kinematik erfasst und an die Steuerung übermittelt werden, die auf Basis der erfassten Verstellung die Aktuatoren steuert, um die entsprechende Umorientierung zu bewirken. Gleichermaßen kann eine Verstellung des Positioniervorrichtungsflanschs in einer Ausführung durch die Steuerung erfolgen, die dabei die Aktuatoren so steuert, dass dabei auch die entsprechende Umorientierung bewirkt wird.In one embodiment, the orientation means a corresponding, in particular software or program technology, set up controls and commanded by these actuators or is thereby implemented, which is provided or set up, joints, in particular hinges and / or linear axes, the kinematics by correspondingly controlled actuators, in particular electric motors, such that the positioning device flange is reoriented as a result of an adjustment of the positioning device flange from the first to the second position from the first to the second orientation or due to an adjustment to an intermediate position in the corresponding intermediate orientation. In one embodiment, an adjustment of the positioning device flange can take place manually and be detected by corresponding joint sensors of the kinematics and transmitted to the controller, which controls the actuators on the basis of the detected adjustment in order to effect the corresponding reorientation. Similarly, an adjustment of the Positioniervorrichtungsflanschs done in one embodiment by the controller, which controls the actuators so that thereby also the corresponding reorientation is effected.

Hierdurch kann in einer Ausführung ein besonders flexibles Orientierungsmittel zur Verfügung gestellt werden.As a result, in one embodiment, a particularly flexible orientation means can be made available.

In einer anderen Ausführung ist das Orientierungsmittel mechanisch implementiert bzw. ausgebildet. Hierdurch kann in einer Ausführung ein besonders einfaches, zuverlässiges und/oder energieversorgungsunabhängiges Orientierungsmittel zur Verfügung gestellt werden, welches den Positioniervorrichtungsflansch insbesondere bei einer manuellen Verstellung in die zweite oder eine Zwischenposition zwnagslufig in die zweite bzw. Zwischenorientierung umorientiert.In another embodiment, the orientation means is mechanically implemented. As a result, in one embodiment, a particularly simple, reliable and / or power supply-independent orientation means can be provided, which reorients the positioning device flange, in particular during a manual adjustment into the second or an intermediate position, into the second or intermediate orientation.

Entsprechend weist in einer Ausführung das Orientierungsmittel eine oder mehrere mechanische Zwangskopplungen bzw. -führungen von je zwei Gliedern der Positioniervorrichtung auf, welche jeweils durch ein oder mehrere, insbesondere wenigstens zwei, Gelenke der Kinematik verbunden sind, insbesondere eine mechanische Zwangskopplung des Positioniervorrichtungsflansches mit einem Glied der Kinematik und/oder eine mechanische Zwangskopplung der Positioniervorrichtungsbasis mit einem (anderen) Glied der Kinematik oder eine mechanische Zwangskopplung der Positioniervorrichtungsbasis mit dem Positioniervorrichtungsflansch.Accordingly, in one embodiment, the orientation means on one or more mechanical positive couplings or guides of two members of the positioning, which are each connected by one or more, in particular at least two joints of kinematics, in particular a mechanical positive coupling of the positioning device with a member kinematics and / or mechanical positive coupling of the positioning device base with a (different) link of the kinematics or a mechanical positive coupling of the positioning device base with the positioning device flange.

Eine mechanische Zwangskopplung bzw. -führung im Sinne der vorliegenden Erfindung reduziert mechanisch, insbesondere form- oder reibschlüssig, kinematische Freiheitsgrade der durch das bzw. die Gelenk(e) verbundenen Glieder um wenigstens eins, insbesondere auf Null, d. h. koppelt das eine Glied eineindeutig bzw. zwangsläufig an das mit ihm durch das bzw. die Gelenke verbundene andere Glied der Positioniervorrichtung, so dass eine Orientierung des einen Gliedes die Orientierung des anderen Gliedes zwangsläufig bestimmt.A mechanical positive coupling or guidance in the sense of the present invention mechanically, in particular positively or frictionally, reduces kinematic degrees of freedom of the links connected by the joint (s) by at least one, in particular to zero, d. H. the one member uniquely or inevitably couples to the other member of the positioning device connected to it by the joint (s), such that an orientation of one member inevitably determines the orientation of the other member.

Eine mechanische Zwangskopplung kann entsprechend in einer Ausführung insbesondere ein ein- oder mehrstufiges Getriebe, insbesondere ein Räder-, Zugmittel-, Schrauben-, Kurven-, Koppel-, insbesondere Schubstangen-, Kolbenstangen- oder Koppelstangen-, oder ein hydraulisches bzw. Fluidgetriebe, aufweisen, insbesondere sein. In einer Weiterbildung beträgt eine Übersetzung des Getriebes eins, so dass eine Orientierungsänderung des einen Gliedes identisch bzw. größengleich in eine Orientierungsänderung des anderen Gliedes umgesetzt wird.In one embodiment, a mechanical positive coupling can in particular be a single-stage or multi-stage transmission, in particular a wheel, traction mechanism, screw, cam, coupling, in particular push rod, piston rod or coupling rod, or a hydraulic or fluid transmission, in particular. In one development, a gear ratio of one is one, so that a change in orientation of the one member identical or equal size is converted into a change in orientation of the other member.

In einer Ausführung sind bzw. werden eine oder mehrere mechanische Zwangskopplungen, insbesondere manuell und/oder aktuiert, insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch und/oder -magnetisch, lösbar bzw. gelöst, beispielsweise durch Entkoppeln eines Getriebes oder dergleichen. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft die Kinematik bei Nichtbedarf kompakt gefaltet werden.In one embodiment, one or more mechanical positive couplings, in particular manually and / or actuated, in particular pneumatically, hydraulically, electromotively and / or magnetically, be solved or solved, for example by decoupling a transmission or the like. As a result, in one embodiment, the kinematics can advantageously be folded compactly when not in use.

In einer Ausführung sind die Positioniervorrichtungsbasis und der Positioniervorrichtungsflansch durch drei seriell angeordnete Drehgelenke mit parallelen Drehachsen verbunden, wobei durch das Orientierungsmittel eine, insbesondere mechanische, Viergelenk-, insbesondere Parallelogrammführung gebildet wird bzw. ist, die die drei seriell angeordneten Drehgelenke der Kinematik und einen relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis ortsfesten virtuellen Drehpunkt mit parallelen Drehachsen aufweist. Durch eine solche Viergelenk-, insbesondere Parallelogrammführung, ist bzw. bleibt der Positioniervorrichtungsflansch bei einer translatorischen Verstellung auf einer Kreisbahn vorteilhaft stets auf den virtuellen Drehpunkt ausrichtet.In one embodiment, the positioning device base and the positioning device flange are connected by three serially arranged pivot joints with parallel axes of rotation, wherein through the Orienting means one, in particular mechanical, Viergelenk-, in particular parallelogram is or is formed, which has the three serially arranged hinges of the kinematics and a relative to the positioning base fixed virtual pivot point with parallel axes of rotation. By means of such a four-bar linkage, in particular a parallelogram guide, the positioning device flange is or is always advantageously aligned with the virtual pivot point in the case of a translatory adjustment on a circular path.

In einer Weiterbildung weist die Kinematik ein erstes Drehgelenk, welches die Positioniervorrichtungsbasis mit einem ersten Glied der Kinematik verbindet, ein zweites Drehgelenk, welches das erste mit einem zweiten Glied der Kinematik verbindet, und ein drittes Drehgelenk auf, welches das zweite Glied der Kinematik mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbindet, und das Orientierungsmittel weist eine mechanische Zwangskopplung der Positioniervorrichtungsbasis mit diesem zweiten Glied der Kinematik und eine weitere Zwangskopplung des Positioniervorrichtungsflansches mit diesem ersten Glied der Kinematik auf.In a further development, the kinematics comprises a first pivot joint which connects the positioning device base to a first link of the kinematics, a second pivot link which connects the first link to a second link of the kinematics, and a third pivot link which connects the second link of the kinematics to the linkage Positioner flange connects, and the orientation means has a mechanical positive coupling of the positioning device base with this second member of the kinematics and a further forced coupling of the positioning device flange with this first member of the kinematics.

In einer anderen Ausführung sind die Positioniervorrichtungsbasis und der Positioniervorrichtungsflansch durch ein Lineargelenk bzw. eine Linearachse und ein damit verbundenes Drehgelenk verbunden, wobei durch das Orientierungsmittel eine mechanische Galgen- bzw. Auslegerführung gebildet wird bzw. ist, die den Positioniervorrichtungsflansch bei einer translatorischen Verstellung auf einer Geraden näherungsweise auf einen virtuellen Drehpunkt ausrichtet bzw. einen positioniervorrichtungsflanschfesten Referenzpunkt innerhalb eines begrenzten Kreises hält.In another embodiment, the positioning device base and the positioning device flange are connected by a linear joint and a rotary joint connected thereto, wherein a mechanical boom guide is formed by the orientation means, which is the Positioniervorrichtungsflansch in a translational adjustment on a Aligning line approximately to a virtual pivot point or holding a positioner flange fixed reference point within a limited circle.

In einer Weiterbildung weist die Kinematik ein Lineargelenk, welches die Positioniervorrichtungsbasis mit einem ersten Glied der Kinematik verbindet, und ein Drehgelenk auf, welches das erste Glied der Kinematik mit dem Positioniervorrichtungsflansch verbindet, und das Orientierungsmittel weist eine mechanische Zwangskopplung der Positioniervorrichtungsbasis mit dem Positioniervorrichtungsflansch auf. In einer Ausführung ist das Lineargelenk drehbar mit der Positioniervorrichtungsbasis verbunden. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Neigung der Geraden, längs der der Positioniervorrichtungsflansch verstellbar ist, relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis variiert werden, insbesondere auch, um die Positioniervorrichtung in eine kompakte Transport- und/oder Lagerstellung zu bringen.In a further development, the kinematics comprise a linear joint connecting the positioning base to a first link of the kinematics, and a pivot linking the first link of the kinematic to the positioning flange, and the orientation means mechanically forcibly coupling the positioning base to the positioning flange. In one embodiment, the linear joint is rotatably connected to the positioning base. In this way, advantageously, an inclination of the straight line along which the positioning device flange is adjustable can be varied relative to the positioning device base, in particular also in order to bring the positioning device into a compact transport and / or storage position.

In einer Ausführung weisen wenigstens ein oder mehrere, insbesondere alle, Gelenke der Kinematik eine Verriegelung zum Blockieren bzw. Fixieren des jeweiligen Gelenks auf. Durch ein wahlweises Blockieren von einem oder mehreren Gelenken kann die Anzahl der Freiheitsgrade der Kinematik reduziert werden, durch ein Blockieren aller Gelenke der Kinematik insbesondere auf Null bzw. die Kinematik und damit der Positioniervorrichtungsflansch relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis fixiert werden, insbesondere in der ersten Stellung, der zweiten Stellung oder wenigstens einer Zwischenstellung, vorzugsweise in einer beliebigen Zwischenstellung zwischen der ersten und zweiten Stellung, die in einer Ausführung durch die maximalen Auslenkungen bzw. Verstellwege der Kinematik gegeben sind.In one embodiment, at least one or more, in particular all, joints of the kinematics on a lock for blocking or fixing of the respective joint. By selectively blocking one or more joints, the number of degrees of freedom of the kinematics can be reduced by locking all joints of the kinematics in particular to zero or the kinematics and thus the positioning device flange relative to the positioning device base, in particular in the first position, the second position or at least one intermediate position, preferably in any intermediate position between the first and second position, which are given in one embodiment by the maximum deflections or displacement paths of the kinematics.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung reduziert das Orientierungsmittel die durch die Freiheitsgrade der Gelenke der Kinematik gegebene Anzahl der Freiheitsgrade der Positioniervorrichtung zwischen Positioniervorrichtungsbasis und -flansch um wenigstens eins, vorzugsweise auf eins.According to one aspect of the present invention, the orientation means reduces the number of degrees of freedom of the positioning device between the positioning device base and flange by at least one, preferably one, given by the degrees of freedom of the joints of the kinematics.

Entsprechend würde bereits das Blockieren eines Gelenkes diesen verbliebenen Freiheitsgrad eliminieren und den Positioniervorrichtungsflansch in der entsprechenden Position und Orientierung relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis fixieren. Durch das zusätzliche Blockieren weiterer, insbesondere aller Gelenke der Kinematik können in einer Ausführung vorteilhaft das Orientierungsmittel, insbesondere eine oder mehrere mechanische Zwangskopplungen, entlastet werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein solches Blockieren vorteilhaft den Positioniervorrichtungsflansch redundant fixieren. Insbesondere können durch eine solche redundante Fixierung das Orientierungsmittel, insbesondere eine oder mehrere mechanische Zwangskopplungen, insbesondere Getriebe, größere Toleranzen und/oder Nachgiebigkeiten aufweisen, da der Roboter diese, insbesondere nach einer Kalibrierung, in der durch die blockierten Gelenke präzise fixierten Lage seiner Basis kompensieren kann.Accordingly, blocking a joint would eliminate this remaining degree of freedom and fix the locator flange in the appropriate position and orientation relative to the locator base. By additionally blocking further, in particular all joints of the kinematics, the orientation means, in particular one or more mechanical positive couplings, can advantageously be relieved in one embodiment. Additionally or alternatively, such blocking may advantageously fix the positioning device flange redundantly. In particular, by such a redundant fixation, the orientation means, in particular one or more mechanical positive couplings, in particular gear, have greater tolerances and / or compliance, since the robot, especially after a calibration, compensate in the position of its base precisely fixed by the blocked joints can.

In einer Ausführung werden bzw. sind die Gelenke mechanisch blockiert bzw. blockierbar, insbesondere form- oder reibschlüssig, etwa durch Schließen von Riegeln, Feststellbremsen oder dergleichen.In one embodiment, the joints are or are mechanically blocked or blocked, in particular positive or frictional, such as by closing bars, parking brakes or the like.

In einer Ausführung werden bzw. sind die Gelenke manuell blockiert bzw. blockierbar. Dies erleichtert insbesondere die direkte Handhabung der Positioniervorrichtung. Zusätzlich oder alternativ werden bzw. sind die Gelenke in einer Ausführung aktuiert blockiert bzw. blockierbar, beispielsweise durch elektromagnetisches Schließen oder Lüften von Bremsen, Riegeln oder dergleichen. Dies erleichtert insbesondere das Blockieren schwer zugänglicher Gelenke.In one embodiment, the joints are or are manually blocked or blocked. This facilitates in particular the direct handling of the positioning device. Additionally or alternatively, the joints in one embodiment are blocked or blocked actuated, for example by electromagnetic Closing or ventilating brakes, bars or the like. This facilitates in particular the blocking of hard to reach joints.

In einer Ausführung werden bzw. sind ein oder mehrere Gelenke zusammen mit wenigstens einem anderen Gelenk der Kinematik blockiert bzw. blockierbar, insbesondere alle Gelenke der Kinematik zusammen blockiert bzw. blockierbar. Hierdurch kann eine gewünschte Stellung unmittelbar redundant fixiert und das Orientierungsmittel entlastet werden. Alternativ oder zusätzlich, insbesondere in einem anderen Betriebsmodus, werden bzw. sind ein oder mehrere Gelenke in einer Ausführung unabhängig von wenigstens einem anderen Gelenk der Kinematik blockiert bzw. blockierbar. Hierdurch kann in einer Ausführung einerseits bereits, wie vorstehend erläutert, zusammenwirkend mit dem Orientierungsmittel die Lage des Positioniervorrichtungsflanschs fixiert werden. Auf der anderen Seite können das bzw. die anderen Gelenke vorteilhaft weiter bewegt werden, wenn das Orientierungsmittel wirkungslos ist, beispielsweise durch Lösen einer oder mehreren mechanischer Zwangskopplungen oder dergleichen.In one embodiment, one or more joints together with at least one other joint of the kinematics are blocked or blocked, in particular all joints of the kinematics are blocked or blocked together. As a result, a desired position can be fixed directly redundantly and the orientation means are relieved. Alternatively or additionally, in particular in another operating mode, one or more joints in one embodiment are blocked or blockable independently of at least one other joint of the kinematics. As a result, in one embodiment, on the one hand, as already explained above, the position of the positioning device flange can be fixed in cooperation with the orientation means. On the other hand, the other joint or joints can advantageously be further moved if the orientation means is ineffective, for example by releasing one or more mechanical positive couplings or the like.

In einer Ausführung weist die Positioniervorrichtung wenigstens ein, insbesondere mechanisches und/oder pneumatisches, Spannmittel auf, das zwei durch wenigstens ein Gelenk der Kinematik miteinander verbundene Glieder der Positioniervorrichtung miteinander fesselt und durch eine Bewegung der Positioniervorrichtung in eine Lage, in der sie eine niedrigere Lageenergie aufweist, insbesondere durch ein Verstellen des Positioniervorrichtungsflanschs von einer angehobenen Stellung in eine abgesenkte Stellung, stärker gespannt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ein, wenigstens teilweiser, Gewichtsausgleich zur Verfügung gestellt, der ein Verstellen des Positioniervorrichtungsflanschs erleichtert, indem Energie zwischen Lageenergie und im Spannmittel gespeicherter Energie transferiert wird. Mit anderen Worten wird bzw. ist das Spannmittel in einer Ausführung in derjenigen von der ersten und zweiten Stellung des Positioniervorrichtungsflansches, in der die Positioniervorrichtung die niedrigere Lageenergie aufweist, stärker gespannt als in der anderen von der ersten und zweiten Stellung des Positioniervorrichtungsflansches, in der die Positioniervorrichtung die demgegenüber größere Lageenergie aufweist.In one embodiment, the positioning device has at least one, in particular mechanical and / or pneumatic, tensioning means which ties together two links of the positioning device connected to one another by at least one joint of the kinematics and by moving the positioning device into a position in which they have a lower positional energy has, in particular by adjusting the Positioniervorrichtungsflanschs from a raised position to a lowered position, is stretched more. This advantageously provides an at least partial weight compensation which facilitates adjustment of the positioning device flange by transferring energy between potential energy and energy stored in the clamping device. In other words, in one embodiment, the tensioning means is more tensioned in one of the first and second positions of the positioning device flange in which the positioning device has the lower attitude energy than in the other of the first and second positions of the positioning device flange in which the Positioning device on the other hand has greater storage energy.

In einer Ausführung weist die Positioniervorrichtung wenigstens zwei Glieder auf, die durch wenigstens ein Gelenk der Kinematik miteinander verbunden und in eine Lagerstellung zusammenfaltbar sind, in der diese beiden Glieder, wenigstens im Wesentlichen, gegensinnig parallel zueinander sind. Hierdurch kann die Positioniervorrichtung bei Nichtgebrauch vorteilhaft kompakt verstaut und gelagert werden.In one embodiment, the positioning device has at least two links, which are connected to each other by at least one hinge of the kinematics and collapsible into a storage position in which these two members are, at least substantially, in opposite directions parallel to each other. As a result, the positioning device can advantageously be compactly stored and stored when not in use.

In einer Ausführung weist die Positioniervorrichtung einen Träger auf, an dem die Positioniervorrichtungsbasis ein- oder mehrachsig linear beweglich und/oder drehbar gelagert ist. Hierdurch kann in einer Ausführung die Positioniervorrichtungsbasis ihrerseits gegenüber dem Träger vorpositioniert werden. Dies ermöglicht es vorteilhaft, die Positioniervorrichtung an verschiedene Operationssäle oder -gebiete mit entsprechend unterschiedlichen Patientenlagerungen und -zugängen besser anzupassen und insbesondere zusätzlich zu dem vorstehend erläutertem Wechsel zwischen einer wand- und einer decken- oder bodenseitigen bzw. horizontalen oder vertikal hängenden oder stehenden Ausrichtung der ersten bzw. Basisachse des Roboters Interferenzen zwischen mehreren gemeinsam agierenden Robotern zu vermeiden.In one embodiment, the positioning device has a carrier on which the positioning device base is mounted in one or more than one axis, which is linearly movable and / or rotatable. In this way, in one embodiment, the positioning device base in turn can be pre-positioned relative to the carrier. This advantageously makes it possible to better adapt the positioning device to different operating rooms or areas with correspondingly different patient supports and accesses, and in particular in addition to the above-described change between a wall and a ceiling or floor or horizontal or vertical hanging or standing orientation first or base axis of the robot to avoid interference between multiple co-operating robots.

Der Träger ist in einer Ausführung stationär, insbesondere an einer Wand, Decke oder einem Boden eines Operationssaals dauerhaft oder lösbar befestigt. In einer anderen Ausführung ist der Träger, insbesondere manuell, beweglich bzw. mobil, insbesondere durch die hier beschriebene Luftkammeranordnung, ein entsprechendes, insbesondere antriebsloses Fahrwerk oder dergleichen. Gleichermaßen kann der Träger auch automobil sein, etwa durch ein entsprechendes, insbesondere motorisch angetriebenes, Fahrwerk oder dergleichen.The carrier is stationary in one embodiment, in particular permanently or detachably attached to a wall, ceiling or floor of an operating room. In another embodiment, the carrier, in particular manually, movable or mobile, in particular by the air chamber arrangement described here, a corresponding, in particular powerless suspension or the like. Likewise, the carrier may also be automotive, such as by a corresponding, in particular motor-driven, suspension or the like.

In einer Ausführung ist die Positioniervorrichtungsbasis in einer Betriebsstellung des Trägers um eine vertikale und/oder horizontale Achse drehbar. Dies ermöglicht insbesondere eine vorteilhafte Ausrichtung relativ zur Umgebung. Zusätzlich oder alternativ ist die Positioniervorrichtungsbasis um eine Achse drehbar, die senkrecht oder parallel zu einer Achse des Gelenks der Kinematik ist, mit dem die Positioniervorrichtungsbasis verbunden ist. Dies ermöglicht insbesondere eine vorteilhafte Ausrichtung von Robotern untereinander.In one embodiment, the positioning device base is rotatable about a vertical and / or horizontal axis in an operative position of the carrier. This allows in particular a favorable orientation relative to the environment. Additionally or alternatively, the positioning base is rotatable about an axis that is perpendicular or parallel to an axis of the hinge of the kinematics to which the positioning base is connected. This allows in particular an advantageous alignment of robots with each other.

Zusätzlich oder alternativ ist die Positioniervorrichtungsbasis in einer Betriebsstellung des Trägers vertikal und/oder horizontal linear beweglich. Dies ermöglicht insbesondere eine vorteilhafte Ausrichtung relativ zur Umgebung. Zusätzlich oder alternativ ist die Positioniervorrichtungsbasis in bzw. entlang einer Achse linear beweglich, die senkrecht oder parallel zu einer Achse des Gelenks der Kinematik ist, mit dem die Positioniervorrichtungsbasis verbunden ist. Dies ermöglicht insbesondere eine vorteilhafte Ausrichtung von Robotern untereinander.Additionally or alternatively, the positioning device base is vertically and / or horizontally linearly movable in an operating position of the carrier. This allows in particular a favorable orientation relative to the environment. Additionally or alternatively, the positioning device base is linearly movable in or along an axis that is perpendicular or parallel to an axis of the joint of the kinematics to which the positioning device base is connected. This allows in particular an advantageous alignment of robots with each other.

In einer Ausführung ist die Positioniervorrichtungsbasis an dem Träger in einer oder mehreren Positionen und/oder Orientierungen fixierbar, so dass die an dem Positioniervorrichtungsflansch befestigte Roboterbasis über die Positioniervorrichtung und den Träger umgebungsfestgelegt werden kann. In one embodiment, the positioning device base is fixable to the carrier in one or more positions and / or orientations so that the robot base attached to the positioning device flange can be ambiently fixed via the positioning device and the carrier.

Weist eine Roboteranordnung in einer Ausführung wenigstens zwei der hier beschriebenen Positioniervorrichtungen auf, an deren Positioniervorrichtungsflanschen jeweils einer der hier beschriebenen Roboter befestigtbar bzw. befestigt sind bzw. werden, so können in einer Weiterbildung die Positioniervorrichtungsbasen von wenigstens zwei der Positioniervorrichtungen gemeinsam in der hier beschriebenen Weise ein- oder mehrachsig linear beweglich und/oder drehbar an dem Träger gelagert sein. Gleichermaßen können in einer anderen Weiterbildung die Positioniervorrichtungsbasen von wenigstens zwei der Positioniervorrichtungen unabhängig voneinander in der hier beschriebenen Weise ein- oder mehrachsig linear beweglich und/oder drehbar an demselben Träger oder an voneinander unabhängigen Trägern gelagert sein.In one embodiment, if a robotic assembly includes at least two of the positioning devices described herein, to each of the positioning flanges of which one of the robots described herein are attached, the positioning device bases of at least two of the positioning devices may together in the manner described herein be mono- or multi-axially linearly movable and / or rotatably mounted on the carrier. Likewise, in another embodiment, the positioning device bases of at least two of the positioning devices can be mounted independently of one another in the manner described here or multiaxially linearly movable and / or rotatable on the same carrier or on mutually independent carriers.

In einer Ausführung weist der Träger ein Gehäuse auf, in das die Positioniervorrichtungsbasis, die, insbesondere hierzu gefaltete, Kinematik, und/oder der Positioniervorrichtungsflansch vollständig oder teilweise einfahrbar ist. Hierdurch wird in einer Ausführung eine kompakte Aufbewahrungs- und/oder Transportlage zur Verfügung gestellt, in der die in das Gehäuse eingefahrenen Bereiche der Positioniervorrichtung und die Umwelt, insbesondere Bedienpersonal, gegeneinander geschützt sind.In one embodiment, the carrier has a housing into which the positioning device base, in particular the folded kinematics, and / or the positioning device flange is completely or partially retractable. As a result, a compact storage and / or transport position is provided in an embodiment in which the retracted into the housing areas of the positioning and the environment, in particular operating personnel, are mutually protected.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Roboteranordnung eine hier beschriebene Positioniervorrichtung sowie einen hier beschriebenen Roboter auf, der bzw. dessen Basis, insbesondere lösbar, an dem Positioniervorrichtungsflansch befestigbar bzw. befestigt ist bzw. wird.According to one aspect of the present invention, a robot arrangement has a positioning device described here and a robot described here, which or its base, in particular releasably, can be fastened or fastened to the positioning device flange.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zum Positionieren eines hier beschriebenen Roboters einer Roboteranordnung mit einer Positioniervorrichtung, die eine Basis und einen Flansch aufweist, an dem der Roboter befestigt ist bzw. wird, wobei der Flansch durch eine Kinematik mit der Basis verbunden ist, durch die der Flansch von einer ersten Position relativ zu der Basis in eine hiervon beabstandete zweite Position relativ zu der Basis verstellbar und/oder von einer ersten Orientierung relativ zu einer Referenzachse in eine gegenüber der ersten Orientierung verdrehte zweite Orientierung relativ zu der Referenzachse umorientierbar ist, insbesondere einer Positioniervorrichtung nach einem anderen der hier beschriebenen Aspekte, der Roboter zum, insbesondere manuellen, Verstellen und/oder Umorientieren des Positioniervorrichtungsflanschs in eine vorgegebene Positionierungspose gesteuert, insbesondere durch entsprechende Aktuierung seiner Gelenkantriebe.According to another aspect of the present invention, for positioning a robot described herein, a robot assembly having a positioning device having a base and a flange to which the robot is attached, the flange being kinematically connected to the base, by which the flange is adjustable relative to the base from a first position relative to the base to a second position spaced therefrom and / or reorientable from a first orientation relative to a reference axis to a second orientation rotated relative to the first orientation relative to the reference axis, in particular a positioning device according to another of the aspects described here, the robot for, in particular manual, adjusting and / or reorienting the Positioniervorrichtungsflanschs controlled in a predetermined Positionierungspose, in particular by appropriate actuation of his joint drives.

Hierdurch kann vorteilhaft die Vor- und/oder Umpositionierung des Roboters erleichtert werden.This advantageously makes it easier to pre-position and / or reposition the robot.

Die vorgegebene Positionierungspose ist in einer Ausführung eine Pose, in der der Roboter eine vorteilhafte Manipulierbar- bzw. Beweglichkeit aufweist, insbesondere ein oder mehrere Gelenke des Roboters jeweils gegensinnig, insbesondere wenigstens im Wesentlichen betragsgleich, beweglich sind. So kann beispielsweise ein Drehgelenk, welches einen Winkelbereich von 180° aufweist, in der vorgegebenen Positionierungspose eine Winkelstellung von etwa 90° aufweisen. Zusätzlich oder alternativ, insbesondere bei Gelenken mit unendlicher Beweglichkeit, kann eine vorgegebene Positionierungspose, in der der Roboter eine vorteilhafte Manipulierbar- bzw. Beweglichkeit aufweist, beispielsweise durch einen großen, insbesondere maximalen Abstand zu einer singulären Pose des Roboters oder dadurch gekennzeichnet sein, dass der Roboter in der Pose bevorzugte, insbesondere statistisch häufige, Endeffektorbewegungen durch ausgesuchte Gelenke oder Gelenkkombinationen ausführen kann.In one embodiment, the predetermined positioning pose is a pose in which the robot has an advantageous manipulability or mobility, in particular one or more joints of the robot are respectively movable in opposite directions, in particular at least substantially equal in amount. Thus, for example, a rotary joint, which has an angular range of 180 °, in the predetermined positioning pose an angular position of about 90 °. Additionally or alternatively, in particular for joints with infinite mobility, a predetermined Positionierungspose in which the robot has an advantageous Manipulierbar- or mobility, for example, by a large, in particular maximum distance to a singular pose of the robot or be characterized in that Robot in the pose preferred, in particular statistically frequent, can perform Endeffektorbewegungen by selected joints or joint combinations.

In einer Ausführung wird die vorgegebene Positionierungspose, beispielsweise auf Basis einer durchzuführenden Operation und/oder einer Lage des Positioniervorrichtungsflansches relativ zur Positioniervorrichtungsbasis und/oder einer Lage der Positioniervorrichtungsbasis relativ zum Träger, aus mehreren vorgegebenen Posen ausgewählt. Hierdurch kann der Benutzer den Roboter in einer für den jeweiligen Anwendungsfall optimalen Pose vorpositionieren.In one embodiment, the predetermined positioning pose, for example based on an operation to be performed and / or a position of the positioning device flange relative to the positioning device base and / or a position of the positioning device base relative to the carrier, is selected from a plurality of predetermined poses. This allows the user to pre-position the robot in an optimal pose for the particular application.

Zusätzlich oder alternativ zu einem Steuern des Roboters in eine vorgegebene Positionierungspose zum, insbesondere manuellen, Verstellen und/oder Umorientieren des Positioniervorrichtungsflanschs wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung nach einem Fixieren der Positioniervorrichtung, insbesondere einem Fixieren des Positioniervorrichtungsflanschs in einer Lage relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis und/oder der Positioniervorrichtungsbasis relativ zu der Umgebung, ein, insbesondere positioniervorrichtungsbasis-, träger- oder umgebungsfeste Kalibriermittel mit einem roboterfesten Referenzpunkt, insbesondere einem ausgezeichneten Punkt des Roboterflanschs oder -endeffektors, in einer oder mehreren voneinander verschiedenen Posen des Roboters angefahren und die zugehörigen Gelenkkoordinaten des Roboters ausgewertet. Auf diese Weise kann ein Bezugssystem einer Steuerung des Roboters kalibriert und so eine Vor- bzw. Umpositionierung seiner Roboterbasis kompensiert werden.In addition or as an alternative to controlling the robot into a predetermined positioning pose for, in particular manual, adjusting and / or reorienting the positioning device flange, according to another aspect of the present invention, after fixing the positioning device, in particular fixing the positioning device flange in a position relative to the positioning device base and / or the positioning device base relative to the environment, in particular positioning device base, carrier or environment-fixed calibration means with a robot-fixed reference point, in particular an excellent point of the robot flange or end effector, in one or more approached from different poses of the robot and evaluated the associated joint coordinates of the robot. In this way, a reference system of a controller of the robot can be calibrated, thus compensating for pre-positioning or repositioning of its robot base.

Wie bereits ausdrücklich betont, können der bzw. die hier beschriebenen Roboter insbesondere Chirurgieroboter mit einem chirurgischen Endeffektor sein. In den Ausführungsbeispielen werden daher Chirurgieroboter verwendet, wofür die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft ist. Gleichermaßen können der bzw. die hier beschriebenen Manipulatoren, insbesondere Roboter, auch Industrie- und/oder Servicemanipulatoren, insbesondere -roboter sein, für die die vorliegende Erfindung ebenfalls vorteilhaft ist.As already explicitly stated, the robot or robots described here can be, in particular, surgical robots with a surgical end effector. In the embodiments, therefore, surgical robots are used, for which the present invention is particularly advantageous. Equally, the manipulator or robots described here, in particular robots, can also be industrial and / or service manipulators, in particular robots, for which the present invention is likewise advantageous.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigen, teilweise schematisiert:Further advantages and features emerge from the subclaims and exemplary embodiments. To show this, partially schematized:

1: eine Positioniervorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Orientierungsmittel; 1 a positioning device according to an embodiment of the present invention having an orientation means;

2: die Positioniervorrichtung der 1, wobei das Orientierungsmittel zwei Koppelstangen aufweist; 2 : the positioning device of the 1 wherein the orientation means comprises two coupling rods;

3: die Positioniervorrichtung der 1, wobei das Orientierungsmittel zwei Zugmittelgetriebe aufweist; 3 : the positioning device of the 1 wherein the orientation means comprises two traction mechanism gears;

4A–4E: einen Lagervorgang einer Chirurgieroboteranordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; 4A - 4E Fig. 10 shows a storage operation of a surgical robot assembly according to an embodiment of the present invention;

5: eine Positioniervorrichtung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung; 5 a positioning device according to another embodiment of the present invention;

6: eine Positioniervorrichtung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung; 6 a positioning device according to another embodiment of the present invention;

7: eine Chirurgieroboteranordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung; 7 a surgical robot assembly according to an embodiment of the present invention in perspective view;

8: eine Chirurgieroboteranordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung; 8th a surgical robot assembly according to another embodiment of the present invention in perspective view;

9: eine Chirurgieroboteranordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung; 9 a surgical robot assembly according to another embodiment of the present invention in perspective view;

10: eine Chirurgieroboteranordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung; 10 a surgical robot assembly according to another embodiment of the present invention in perspective view;

11: eine Manipulatoranordnung mit einem Trägersystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Seitansicht; 11 a manipulator assembly with a carrier system according to an embodiment of the present invention in a side view;

12: einen Teil des Trägersystems der 11 in einem Schnitt; 12 : a part of the carrier system of 11 in a cut;

13: einen Teil eines Trägersystems nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 12 entsprechender Ansicht; 13 a part of a carrier system according to another embodiment of the present invention in 12 corresponding view;

14: einen Teil eines Trägersystems nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 12, 13 entsprechender Ansicht; und 14 a part of a carrier system according to another embodiment of the present invention in 12 . 13 corresponding view; and

15: ein Verfahren zum Bewegen und/oder Fixieren des Trägersystems der 13 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. 15 : a method for moving and / or fixing the carrier system of 13 according to an embodiment of the present invention.

7 zeigt eine Chirurgieroboteranordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung. Diese weist einen Träger 9 auf, an dem drei Positioniervorrichtungen gemeinsam einachsig linear beweglich und drehbar gelagert sind, an denen wiederum jeweils ein Chirurgieroboter befestigt ist. Die Positioniervorrichtungen und Chirurgieroboter sind jeweils baugleich, so dass nachfolgend stellvertretend nur die bzw. den in 7 vordere(n) näher erläutert wird. 7 shows a surgical robot assembly according to an embodiment of the present invention in perspective view. This has a carrier 9 on, on which three positioning devices are jointly uniaxially linearly movable and rotatably mounted, on which in turn in each case a surgical robot is attached. The positioning and surgery robots are identical, so that hereinafter representatively only the in 7 front (s) is explained in more detail.

Diese Positioniervorrichtung weist eine Positioniervorrichtungsbasis 1 und einen Positioniervorrichtungsflansch 7 (vgl. 1) auf, an dem der siebenachsige Chirurgieroboter 10 befestigt ist. This positioning device has a positioning device base 1 and a positioning device flange 7 (see. 1 ) on which the seven-axis surgical robot 10 is attached.

Der Chirurgieroboter 10 ist für die minimalinvasive Chirurgie vorgesehen und weist hierzu einen chirurgischen Endeffektor 13 auf, der über einen Instrumentenschaft 14 an einem Chirurgieroboterflansch 12 des Chirurgieroboters befestigt ist, der seinerseits durch sieben Drehgelenke mit einer Chirurgieroboterbasis 11 verbunden ist, die an dem Positioniervorrichtungsflansch 7 befestigt ist (vgl. 1).The surgery robot 10 is intended for minimally invasive surgery and has a surgical end effector for this purpose 13 up, over an instrument shaft 14 on a surgical robot flange 12 of the surgical robot, in turn, through seven hinges with a surgical robotic base 11 connected to the Positioniervorrichtungsflansch 7 is attached (see. 1 ).

Wie insbesondere in 1 erkennbar, in der eine Positioniervorrichtung schematisiert dargestellt ist, welche bis auf nachfolgend erläuterte Unterschiede der Positioniervorrichtung der 7 entspricht, ist der Positioniervorrichtungsflansch 7 durch eine Kinematik, die drei Drehgelenke 2, 4, 6 aufweist, mit der Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden.As in particular in 1 recognizable, in which a positioning device is shown schematically, which except for explained below differences of the positioning of the 7 corresponds, is the Positionierungsrichtungsflansch 7 through a kinematics, the three hinges 2 . 4 . 6 having the positioning base 1 connected.

Durch diese Kinematik ist der Positioniervorrichtungsflansch translatorisch von einer kartesischen ersten Position relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis auf einer in 1 gestrichelt angedeuteten Kreisbahn in eine hiervon beabstandete zweite Position verstellbar. Die Gelenke der Kinematik sind durch starre Glieder 3, 5 miteinander verbundenBy virtue of this kinematics, the positioning device flange translates from a Cartesian first position relative to the positioning base on an in-line 1 Dashed line indicated circular path adjustable in a second position spaced therefrom. The joints of the kinematics are by rigid links 3 . 5 connected with each other

In der Ausführung der 1, 7 ist die Chirurgieroboterbasis 11 durch ein zu den Drehgelenken 2, 4, 6 der Kinematik zusätzliches, fixierbares Lineargelenk 17 linear beweglich mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 verbunden. Dieses ist in den Ausführungen der 2, 3 und 5 zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.In the execution of 1 . 7 is the surgical robot base 11 through to the swivel joints 2 . 4 . 6 The kinematics additional, fixable linear joint 17 linearly movable with the positioning device flange 7 connected. This is in the finishes of 2 . 3 and 5 not shown for clarity.

In der Ausführung der 7 ist die Chirurgieroboterbasis 11 darüberhinaus auch noch durch ein zu den Gelenken 2, 4, 6 der Kinematik zusätzliches, fixierbares weiteres Drehgelenk 17' drehbar an dem Positioniervorrichtungsflansch 7 bzw. dem Abtrieb des Lineargelenks 17 befestigt. Die Drehachse dieses weiteren Drehgelenks 17' ist senkrecht zu einer ersten bzw. Basisdrehachse des Chirurgieroboters 10.In the execution of 7 is the surgical robot base 11 moreover, through one to the joints 2 . 4 . 6 the kinematics additional, fixable further swivel joint 17 ' rotatable on the positioning device flange 7 or the output of the linear joint 17 attached. The axis of rotation of this further rotary joint 17 ' is perpendicular to a first or base axis of rotation of the surgical robot 10 ,

In der Ausführung der 6, die im Übrigen mit der Ausführung der 1 übereinstimmt, ist hingegen die Chirurgieroboterbasis 11 starr mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 verbunden. Dafür ist die Positioniervorrichtungsbasis 1 durch eine Linearachse 19.1, die nachfolgend mit Bezug auf 9 näher erläutert wird, horizontal beweglich an einem Träger 9 befestigt.In the execution of 6 , incidentally, with the execution of 1 on the other hand, is the surgical robotic base 11 rigid with the positioning device flange 7 connected. For this the positioning device base is 1 through a linear axis 19.1 , which are referred to below with reference to 9 is explained in more detail, horizontally movable on a support 9 attached.

Wie diese Ausführungen zeigen, kann die Chirurgieroboterbasis 11 starr (vgl. 6), linear beweglich (vgl. 1) und/oder drehbar (vgl. 7) mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 verbunden sein.As these demonstrations show, the surgical robot base 11 rigid (cf. 6 ), linearly movable (cf. 1 ) and / or rotatable (cf. 7 ) with the positioning device flange 7 be connected.

Wie nun insbesondere mit Bezug auf 1 bis 3 näher erläutert, weist die Positioniervorrichtung ein Orientierungsmittel auf, das den Positioniervorrichtungsflansch 7 infolge einer Verstellung des Positioniervorrichtungsflanschs von der ersten in die zweite Position von einer ersten Orientierung in der ersten Position in eine zweite Orientierung in der zweiten Position umorientiert, die gegenüber der ersten Orientierung um 90° um eine Horizontale verdreht ist.As especially with reference to 1 to 3 explained in more detail, the positioning device has an orientation means which the Positioniervorrichtungsflansch 7 due to an adjustment of the Positioniervorrichtungsflanschs from the first to the second position from a first orientation in the first position to a second orientation in the second position reoriented, which is rotated relative to the first orientation by 90 ° about a horizontal.

Hierdurch kann in einer Ausführung auf einfache und zuverlässige Weise auch durch medizinisches Personal ohne entsprechende kinematische Kenntnisse der Chirurgieroboter 10 bzw. dessen Basis 11 wahlweise wand- oder deckenseitig angeordnet werden. Dabei reduziert das Orientierungsmittel die Anzahl der Freiheitsgrade, die der Anwender einstellen muss, so dass dieser lediglich den Positioniervorrichtungsflansch 7 bzw. die damit verbundene Chirurgieroboterbasis 11 in die erste oder zweite Position verstellen, insbesondere ziehen oder schieben, muss, während das Orientierungsmittel dabei zwangsläufig eine entsprechende Umorientierung des Positioniervorrichtungsflanschs 7 bzw. der damit verbundenen Chirurgieroboterbasis 11 von der ersten in die zweite Orientierung bewirkt. Dies ist in 1 durch einen virtuellen Drehpunkt V angedeutet, auf den der Positioniervorrichtungsflanschs 7 bei einer Verstellung auf der Kreisbahn ausgerichtet bleibt.As a result, in an embodiment in a simple and reliable way by medical personnel without appropriate kinematic knowledge of the surgery robots 10 or its basis 11 can be arranged either wall or ceiling side. The orientation means reduces the number of degrees of freedom that the user has to adjust, so that this only the positioning device flange 7 or the associated surgical robot base 11 in the first or second position adjust, in particular pull or push must, while the orientation means thereby inevitably a corresponding reorientation of the positioning device flange 7 or the associated surgical robotic base 11 effected from the first to the second orientation. This is in 1 indicated by a virtual fulcrum V, to that of the positioning device flange 7 remains aligned with an adjustment on the circular path.

In den hier dargestellten Ausführungen ist das Orientierungsmittel jeweils mechanisch implementiert bzw. ausgebildet, wobei die Gelenke 2, 4, 6 passiv bzw. aktuatorlos sind. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann es gleichermaßen durch eine Steuerung und durch diese kommandierte Aktuatoren implementiert sein, die diese Gelenke, welche in der Abwandlung dann aktuiert sind, durch die hierzu entsprechend gesteuerten Aktuatoren, insbesondere Elektromotoren, so zu bewegen wie dies nachfolgend für das mechanisch ausgebildete Orientierungsmittel beschrieben ist.In the embodiments shown here, the orientation means is in each case mechanically implemented or formed, wherein the joints 2 . 4 . 6 passive or aktuatorlos are. In a modification which is not shown, it can equally be implemented by a controller and actuators commanded by it, which move these joints, which are then actuated in the modification, by the actuators, in particular electric motors, controlled accordingly for this purpose, as described below for the mechanical one trained orientation means is described.

In der Ausführung der 1 und entsprechend auf der 6 und 7 weist das Orientierungsmittel eine mechanische Zwangskopplung 100 der Positioniervorrichtungsbasis 1 mit dem Glied 5 der Kinematik, die in 1 doppel-strichpunktiert schematisiert ist, und eine weitere mechanische Zwangskopplung 101 des Positioniervorrichtungsflansches 7 mit dem Glied 3 der Kinematik auf, die in 1 strichpunktiert schematisiert ist. In the execution of 1 and accordingly on the 6 and 7 the orientation means has a mechanical positive coupling 100 the positioning device base 1 with the limb 5 the kinematics in 1 is double-dash-dotted schematic, and another mechanical forced coupling 101 of the positioning device flange 7 with the limb 3 kinematics in 1 dash-dotted is schematized.

Diese mechanischen Zwangskopplungen können insbesondere ein ein- oder mehrstufiges Räder-, Zugmittel-, Schrauben-, Kurven-, Koppel-, insbesondere Schubstangen-, Kolbenstangen- oder Koppelstangen-, oder hydraulisches bzw. Fluidgetriebe, aufweisen.These mechanical positive couplings can in particular have a single-stage or multi-stage wheel, traction mechanism, screw, cam, coupling, in particular push rod, piston rod or coupling rod, or hydraulic or fluid transmission.

Zur Verdeutlichung zeigt 2 exemplarisch eine Ausführung der Positioniervorrichtung der 1, in der die dort nur schematisierten mechanischen Zwangskopplungen 100, 101 durch Koppelstangengetriebe ausgebildet sind.For clarity shows 2 an example of an embodiment of the positioning of the 1 in which there are only schematized mechanical positive couplings 100 . 101 are formed by coupling rod transmission.

Diese weisen ein positioniervorrichtungsbasisfestes Drehgelenk 201 auf, das eine erste Koppelstange 202 drehbar lagert, die ihrerseits in einem Drehgelenk 203 an dem Glied 5 der Kinematik drehbar gelagert ist, so dass die Drehgelenke 2, 4, 201 und 203 mit den Gliedern 3 und 5 sowie der ersten Koppelstange 202 und der Positioniervorrichtungsbasis 1 eine Parallelogrammführung bilden. Die erste Koppelstange 202 ist in einem Drehgelenk 204 drehbar mit einer zweiten Koppelstange 205 verbunden, die ihrerseits in einem Drehgelenk 206 an dem Positioniervorrichtungsflansch 7 drehbar gelagert ist, so dass die Drehgelenke 6, 203, 204 und 206 mit dem Glieder 5, der ersten Koppelstange 202, der zweiten Koppelstange 205 und dem Positioniervorrichtungsflansch 7 eine weitere Parallelogrammführung bilden.These have a positioning device fixed pivot 201 on, that is a first coupling rod 202 rotatably supports, which in turn in a hinge 203 on the limb 5 the kinematics is rotatably mounted, so that the swivel joints 2 . 4 . 201 and 203 with the limbs 3 and 5 as well as the first coupling rod 202 and the positioning base 1 form a parallelogram. The first coupling rod 202 is in a hinge 204 rotatable with a second coupling rod 205 connected, in turn, in a hinge 206 on the positioning device flange 7 is rotatably mounted, so that the swivel joints 6 . 203 . 204 and 206 with the limbs 5 , the first coupling rod 202 , the second coupling rod 205 and the positioning device flange 7 form another parallelogram.

3 zeigt zur Verdeutlichung exemplarisch eine andere Ausführung der Positioniervorrichtung der 1, in der die dort nur schematisierten mechanischen Zwangskopplungen 100, 101 durch Zugmittelgetriebe ausgebildet sind. 3 shows for clarity by way of example another embodiment of the positioning of the 1 in which there are only schematized mechanical positive couplings 100 . 101 are formed by traction mechanism.

Diese weisen eine positioniervorrichtungsbasisfeste erste Synchronscheibe 301, deren Achse mit der Achse des Gelenks 2 fluchtet, eine starr mit dem Glied 5 verbundene zweite Synchronscheibe 305, deren Achse mit der Achse des Gelenks 4 fluchtet und die über ein erstes Zugmittel 304 mit der erste Synchronscheibe 301 gekoppelt ist, eine starr mit dem Glied 3 verbundene dritte Synchronscheibe 303, deren Achse ebenfalls mit der Achse des Gelenks 4 fluchtet, und eine starr mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 verbundene vierte Synchronscheibe 307 auf, deren Achse mit der Achse des Gelenks 6 fluchtet und die über ein zweites Zugmittel 306 mit der dritten Synchronscheibe 303 gekoppelt ist.These have a positioning device fixed first synchronizing disc 301 whose axis coincides with the axis of the joint 2 Aligns, one rigid with the link 5 connected second synchronizer disc 305 whose axis coincides with the axis of the joint 4 Aligns and the first traction means 304 with the first synchronizer disc 301 coupled, one rigid with the member 3 connected third synchronizing disc 303 whose axis also coincides with the axis of the joint 4 Aligns, and one rigid with the Positionierungsrichtungsflansch 7 connected fourth synchronizer disc 307 on whose axis coincides with the axis of the joint 6 Aligns and the second traction means 306 with the third synchronizing disc 303 is coupled.

Man erkennt anhand der beiden exemplarischen Ausgestaltungen der mechanischen Zwangsführungen 100, 101 durch das Koppelstangen- bzw. Zugmittelgetriebe, dass hierdurch jeweils eine Umorientierung des Positioniervorrichtungsflansches 7 infolge einer Verstellung des Positioniervorrichtungsflansches 7 auf der gestrichelt angedeuteten Kreisbahn bewirkt wird, die den Positioniervorrichtungsflansch 7 stets auf den virtuellen Drehpunkt V ausrichtet. Dabei ist dem Fachmann klar, dass die mechanischen Zwangsführungen 100, 101 anstelle der gezeigten Ausgestaltungen auch anders realisiert sein können. Insbesondere können beispielsweise auch andere Koppelstangen- und Zugmittelgetriebe vorgesehen sein, beispielsweise das Zugmittelgetriebe 303, 306, 307 zur Kopplung des Gliedes 3 und des Positioniervorrichtungsflansches 7 und das Koppelstangengetriebe 2, 3, 4, 5, 203, 202, 201 und 1 zur Kopplung des Gliedes 5 und der Positioniervorrichtungsbasis 1, wobei dann die Elemente 203, 205 und 206 entfallen.It can be seen from the two exemplary embodiments of the mechanical positive guides 100 . 101 by the coupling rod or traction mechanism, that thereby in each case a reorientation of the Positioniervorrichtungsflansches 7 due to an adjustment of the Positioniervorrichtungsflansches 7 is effected on the dashed lines indicated circular path which the positioning device 7 always aligned to the virtual pivot point V. It is clear to those skilled in the art that the mechanical positive guides 100 . 101 Instead of the embodiments shown may also be realized differently. In particular, for example, other coupling rod and traction mechanism can be provided, for example, the traction mechanism 303 . 306 . 307 for coupling the limb 3 and the positioning device flange 7 and the coupling rod transmission 2 . 3 . 4 . 5 . 203 . 202 . 201 and 1 for coupling the limb 5 and the positioning base 1 , where then the elements 203 . 205 and 206 omitted.

In der Ausführung der 1 und entsprechend der 2, 3, 6 und 7 sind die Positioniervorrichtungsbasis 1 und der Positioniervorrichtungsflansch 7 durch drei seriell angeordnete Drehgelenke 2, 4, 6 mit parallelen Drehachsen verbunden, wobei durch das Orientierungsmittel eine mechanische Parallelogrammführung gebildet ist, die die drei seriell angeordneten Drehgelenke der Kinematik und den relativ zu der Positioniervorrichtungsbasis 1 ortsfesten virtuellen Drehpunkt V mit parallelen Drehachsen aufweist. Entsprechend weist die Kinematik mit dem Drehgelenk 2 ein erstes Drehgelenk, welches die Positioniervorrichtungsbasis 1 mit dem (ersten) Glied 3 der Kinematik verbindet, mit dem Drehgelenk 4 ein zweites Drehgelenk, welches das (erste) Glied 3 mit dem (zweiten) Glied 5 der Kinematik verbindet, und mit dem Drehgelenk 6 ein drittes Drehgelenk auf, welches das (zweite) Glied 5 der Kinematik mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 verbindet, auf, das Orientierungsmittel weist eine mechanische Zwangskopplung 100 der Positioniervorrichtungsbasis 1 mit dem (zweiten) Glied 5 der Kinematik und eine weitere Zwangskopplung 101 des Positioniervorrichtungsflansches 7 mit dem (ersten) Glied 3 der Kinematik auf.In the execution of 1 and according to the 2 . 3 . 6 and 7 are the positioning device base 1 and the positioning device flange 7 through three serially arranged swivel joints 2 . 4 . 6 connected to parallel axes of rotation, wherein by the orientation means a mechanical parallelogram is formed, which are the three serially arranged hinges of the kinematics and relative to the positioning device base 1 fixed virtual pivot point V having parallel axes of rotation. Accordingly, the kinematics with the hinge 2 a first pivot, which is the positioning base 1 with the (first) member 3 the kinematics connects, with the hinge 4 a second pivot, which is the (first) member 3 with the (second) link 5 the kinematics connects, and with the hinge 6 a third pivot, which is the (second) member 5 the kinematics with the positioning device flange 7 connects, the orientation means has a mechanical positive coupling 100 the positioning device base 1 with the (second) link 5 the kinematics and another forced coupling 101 of the positioning device flange 7 with the (first) member 3 the kinematics.

5 zeigt in 1 entsprechender Weise eine Positioniervorrichtung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung, die alternativ zu der mit Bezug auf 1–3 und 6 erläuterten Positioniervorrichtung verwendet werden kann, insbesondere in der Chirurgieroboteranordnung der 7. In dieser Ausführung sind die Positioniervorrichtungsbasis 1 und der Positioniervorrichtungsflansch 7 durch ein Lineargelenk bzw. eine Linearachse 24 und ein damit verbundenes Drehgelenk 6 verbunden, wobei durch das Orientierungsmittel eine mechanische Galgenführung gebildet ist, die den Positioniervorrichtungsflansch bei einer translatorischen Verstellung auf einer in 5 gestrichelten Geraden näherungsweise auf einen virtuellen Drehpunkt V' ausrichtet. 5 shows in 1 Similarly, a positioning device according to a further embodiment of the present invention, the alternative to that with reference to with reference to 1 - 3 and 6 explained positioning device can be used, in particular in the surgery robot arrangement of 7 , In this embodiment, the positioning device base 1 and the positioning device flange 7 through a linear joint or a linear axis 24 and an associated pivot 6 connected, wherein by the orientation means, a mechanical boom guide is formed, which the positioning device flange in a translational adjustment on a in 5 Aligns dashed lines approximately on a virtual pivot point V '.

Hierzu weist die Kinematik das Lineargelenk 24, welches die Positioniervorrichtungsbasis 1 mit einem ersten Glied 35 der Kinematik verbindet, und ein Drehgelenk 6 auf, welches das erste Glied 35 der Kinematik mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 verbindet, wobei das Orientierungsmittel eine mechanische Zwangskopplung 102 der Positioniervorrichtungsbasis 1 mit dem Positioniervorrichtungsflansch 7 aufweist, die in 5 in 1 entsprechender Weise doppel-strichpunktiert schematisiert ist. In einer Abwandlung (nicht dargestellt) ist das Lineargelenk 24 drehbar mit der Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Neigung bzw. ein Winkel α der Geraden, längs der der Positioniervorrichtungsflansch 7 verstellbar ist, relativ zu der 1 Positioniervorrichtungsbasis variiert werden.For this purpose, the kinematics of the linear joint 24 which the positioning device base 1 with a first link 35 the kinematics connects, and a hinge 6 on which the first link 35 the kinematics with the positioning device flange 7 connects, wherein the orientation means a mechanical positive coupling 102 the positioning device base 1 with the positioning device flange 7 which has in 5 in 1 corresponding manner double-dash-dotted schematic. In a modification (not shown) is the linear joint 24 rotatable with the positioning device base 1 connected. As a result, advantageously, an inclination or angle α of the straight line along which the positioning device flange 7 is adjustable, relative to the 1 Positioniervorrichtungsbasis be varied.

In den hier erläuterten Ausführungen weisen die unaktuierten Gelenke 2, 4, 6 bzw. 24 der Kinematik jeweils eine Verriegelung zum form- oder reibschlüssigen Blockieren bzw. Fixieren des jeweiligen Gelenks auf, etwa durch Schließen von Riegeln, Feststellbremsen oder dergleichen (nicht dargestellt).In the embodiments explained here, the unaktuierten joints 2 . 4 . 6 respectively. 24 the kinematics each have a lock for positive or frictional locking or fixing of the respective joint, such as by closing bars, parking brakes or the like (not shown).

In den hier erläuterten Ausführungen weisen die Positioniervorrichtungen jeweils ein, in den 1, 5 und 6 durch eine mechanische Feder 8 bzw. 8' angedeutetes, Spannmittel auf, das die zwei durch das Gelenk 2 der Kinematik miteinander verbundene Glieder 1, 3 bzw. die zwei durch das Gelenk 24 der Kinematik miteinander verbundene Glieder 1, 35 miteinander fesselt und durch eine Bewegung der Positioniervorrichtung in eine Lage, in der sie eine niedrigere Lageenergie aufweist, stärker gespannt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ein, wenigstens teilweiser, Gewichtsausgleich zur Verfügung gestellt, der ein Verstellen des Positioniervorrichtungsflanschs erleichtert. In den übrigen Figuren sind die dort vorzugsweise ebenfalls vorhandenen Spannmittel zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.In the embodiments explained here, the positioning devices each have a, in the 1 . 5 and 6 by a mechanical spring 8th respectively. 8th' indicated, clamping means on which the two through the joint 2 The kinematics linked members 1 . 3 or the two through the joint 24 The kinematics linked members 1 . 35 ties together and by a movement of the positioning device in a position in which it has a lower position energy, is stretched more. As a result, an advantageous, at least partial, weight compensation is made available, which facilitates an adjustment of the positioning device. In the other figures, there are also preferably also existing clamping means for clarity not shown.

In der Ausführung der 7 weist die Positioniervorrichtung, wie einleitend erläutert, einen Träger 9 auf, an dem die Positioniervorrichtungsbasen 1 der drei Positioniervorrichtungen gemeinsam einachsig linear beweglich und drehbar gelagert ist. In der Ausführung der 7 ist der Träger 9 hierzu durch eine Hubsäule 19 mit einem Grundgerüst verbunden, an dem die Positioniervorrichtungsbasen 1 befestigt sind, wobei die Hubsäule 19 um ihre Längsachse drehbar ist.In the execution of 7 The positioning device, as explained in the introduction, a carrier 9 on which the locator bases 1 the three positioning devices is mounted together uniaxially linearly movable and rotatable. In the execution of 7 is the carrier 9 for this purpose by a lifting column 19 connected to a framework on which the Positioniervorrichtungsbasen 1 are fixed, the lifting column 19 is rotatable about its longitudinal axis.

Der Träger 9 ist in der Ausführung der 7 stationär. In einer Abwandlung ist der Träger mobil, insbesondere manuell beweglich.The carrier 9 is in the execution of 7 stationary. In a modification, the carrier is mobile, in particular manually movable.

In der Ausführung der 7 sind die Positioniervorrichtungsbasen 7 (bei einem portablen Träger in dessen Betriebsstellung) durch die Hubsäule 19 um eine vertikale Achse drehbar, welche senkrecht zu der Achse des Gelenks 2 der Kinematik ist, mit dem die Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden ist. Zusätzlich sind die Positioniervorrichtungsbasen 7 durch die Hubsäule 19 vertikal entlang einer Achse linear beweglich, welche senkrecht zu der Achse des Gelenks 2 der Kinematik ist, mit dem die Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden ist. Die Hubsäule ist arretier- bzw. fixierbar (nicht dargestellt).In the execution of 7 are the positioning bases 7 (In a portable carrier in its operating position) by the lifting column 19 rotatable about a vertical axis which is perpendicular to the axis of the hinge 2 the kinematics is with which the positioning device base 1 connected is. In addition, the locator bases are 7 through the lifting column 19 vertically along an axis linearly movable, which is perpendicular to the axis of the joint 2 the kinematics is with which the positioning device base 1 connected is. The lifting column is locked or fixed (not shown).

Wie vorstehend ausgeführt, weist die Chirurgieroboteranordnung der 7 drei der insbesondere mit Bezug auf 1–3, 5 und 6 beschriebenen Positioniervorrichtungen auf, deren Positioniervorrichtungsbasen gemeinsam linear beweglich und/oder drehbar an dem Träger 9 gelagert sind.As stated above, the surgical robot arrangement of the 7 three of the particular with respect to 1 - 3 . 5 and 6 described positioning on their positioning device bases together linearly movable and / or rotatable on the carrier 9 are stored.

8 zeigt eine Chirurgieroboteranordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 7 entsprechender Darstellung. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf Unterschiede zur Ausführung der 7 eingegangen und im Übrigen auf deren Beschreibung Bezug genommen wird. 8th shows a surgical robot assembly according to another embodiment of the present invention in 7 corresponding representation. Corresponding features are denoted by identical reference numerals, so that below only to differences from the execution of 7 and, moreover, their description is referred to.

In der Ausführung der 8 sind die Positioniervorrichtungsbasen 1 der drei Positioniervorrichtungen unabhängig voneinander in der vorstehend beschriebenen Weise durch separate Hubsäulen 19 linear beweglich und drehbar an separaten Trägern 9 gelagert.In the execution of 8th are the positioning bases 1 the three positioning independently of each other in the manner described above by separate lifting columns 19 linearly movable and rotatable on separate carriers 9 stored.

9 zeigt eine Chirurgieroboteranordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 7, 8 entsprechender Darstellung. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf Unterschiede zur Ausführung der 7, 8 eingegangen und im Übrigen auf deren Beschreibung Bezug genommen wird. 9 shows a surgical robot assembly according to another embodiment of the present invention in 7 . 8th corresponding representation. Corresponding features are denoted by identical reference numerals, so that below only to differences from the execution of 7 . 8th and, moreover, their description is referred to.

In der Ausführung der 9 sind die separaten Hubsäulen 19 jeweils durch eine horizontale Linearachse 19.1, welche senkrecht zu der Achse des Gelenks 2 der Kinematik ist, mit dem die Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden ist, zusätzlich linear beweglich. Dafür entfällt bei der Ausführung der 9 die weitere Linearachse 17, die Chirurgieroboterbasis 11 ist über das weitere Drehgelenk 17' direkt an dem Positioniervorrichtungsflansch 7 angelenkt.In the execution of 9 are the separate lifting columns 19 each by a horizontal linear axis 19.1 which is perpendicular to the axis of the joint 2 the kinematics is with which the positioning device base 1 is connected, in addition linearly movable. For that does not apply in the execution of 9 the further linear axis 17 , the surgical robot base 11 is about the other hinge 17 ' directly on the positioning device flange 7 hinged.

10 zeigt eine Chirurgieroboteranordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 7, 8, 9 entsprechender Darstellung. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf Unterschiede zur Ausführung der 9 eingegangen und im Übrigen auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird. 10 shows a surgical robot assembly according to another embodiment of the present invention in 7 . 8th . 9 corresponding representation. Corresponding features are denoted by identical reference numerals, so that below only to differences from the execution of 9 and, moreover, reference is made to the preceding description.

In der Ausführung der 10 sind die separaten Hubsäulen 19 jeweils durch eine horizontale Linear-Drehgelenk 19.2, dessen Achse senkrecht zu der Achse des Gelenks 2 der Kinematik ist, mit dem die Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden ist, sowohl linear beweglich als auch dreh- bzw. kippbar.In the execution of 10 are the separate lifting columns 19 each by a horizontal linear rotary joint 19.2 whose axis is perpendicular to the axis of the joint 2 the kinematics is with which the positioning device base 1 is connected, both linearly movable and rotatable or tiltable.

Mit Bezug auf die Figurenfolge 4A–4E wird nun ein Lagervorgang einer Chirurgieroboteranordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung bzw. eine hierzu entsprechend ausgebildete Chirurgieroboteranordnung bzw. Positioniervorrichtung näher erläutert. Diese kann insbesondere einer der vorstehend mit Bezug auf 1–3, 5–10 erläuterten entsprechen, so dass auf deren Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird.With reference to the sequence of figures 4A - 4E A storage operation of a surgical robot arrangement according to an embodiment of the present invention or a surgical robot arrangement or positioning device designed accordingly for this purpose will now be explained in more detail. This can be in particular one of the above with reference to 1 - 3 . 5 - 10 explained, so that reference is made to their description and only differences are discussed below.

In der Ausführung der 4A–4E weist der Träger 9 ein Gehäuse auf, in das die Positioniervorrichtungsbasis 1, die hierzu gefaltete Kinematik 2–6 und der Positioniervorrichtungsflansch 7 einfahrbar ist.In the execution of 4A - 4E instructs the wearer 9 a housing into which the positioning device base 1 , the folded kinematics for this purpose 2 - 6 and the positioning device flange 7 is retractable.

Dazu werden zunächst die Glieder 3, 5 der Kinematik in eine Lagerstellung zusammengefaltet, in der diese beiden Glieder gegensinnig parallel zueinander sind (4A → 4B). Anschließend wird die Positioniervorrichtungsbasis 1, die hierzu drehbar an einem Schlitten 20 des Trägers 9 angeordnet ist, verschwenkt, wodurch die Glieder 3, 5 in das Gehäuse einschwenken (4B → 4C). Optional kann der Chirurgieroboter 10 in einer kompakte Lagerpose gesteuert werden (4C → 4D). In einem weiteren Schritt wird die Positioniervorrichtung mittels des Schlittens 20 in das Gehäuse abgesenkt.For this purpose, first the links 3 . 5 the kinematics folded into a storage position in which these two members are in opposite directions parallel to each other ( 4A → 4B ). Then the positioning device base becomes 1 , which are rotatable on a carriage 20 of the carrier 9 is arranged, pivoted, causing the limbs 3 . 5 swing into the housing ( 4B → 4C ). Optionally, the surgery robot 10 be controlled in a compact storage pose ( 4C → 4D ). In a further step, the positioning device by means of the carriage 20 lowered into the housing.

Zum Positionieren der Chirurgieroboter 10 der Chirurgieroboteranordnung gem. 7 bis 10 werden die Chirurgieroboter zum manuellen Verstellen des Positioniervorrichtungsflanschs 7 zunächst in eine vorgegebene, in 8 bis 10 angedeutete Positionierungspose gesteuert, in der sie eine vorteilhafte Manipulierbar- bzw. Beweglichkeit aufweisen. Die Positionierungspose wird auf Basis einer durchzuführenden Operation aus mehreren vorgegebenen Posen ausgewählt.For positioning the surgical robots 10 the surgical robot arrangement gem. 7 to 10 The surgical robots are used to manually adjust the positioning device flange 7 first in a given, in 8th to 10 indicated Positionierungspose controlled in which they have an advantageous Manipulierbar- or mobility. The positioning pose is selected based on an operation to be performed from a plurality of predetermined poses.

Nachdem die Positioniervorrichtungen in der manuell eingestellten Lage fixiert wurden, wird ein positioniervorrichtungsbasis-, träger- oder umgebungsfestes Kalibriermittel (nicht dargestellt) mit einem ausgezeichneten Punkt des Chirurgieroboterflanschs 12 oder -endeffektors 13 mehreren voneinander verschiedenen Posen des Chirurgieroboters 10 angefahren und die zugehörigen Gelenkkoordinaten des Chirurgieroboters ausgewertet. Auf diese Weise kann ein Bezugssystem einer Steuerung des Chirurgieroboters kalibriert und so eine Vor- bzw. Umpositionierung seiner Chirurgieroboterbasis kompensiert werden.After the positioning devices have been fixed in the manually adjusted position, a positioner base, carrier or environmental proof calibration means (not shown) with an excellent point of the surgical robot flange is obtained 12 or end-effector 13 several mutually different poses of the surgical robot 10 approached and evaluated the associated joint coordinates of the surgical robot. In this way, a reference system of a control of the surgical robot can be calibrated, thus compensating for a pre-positioning or repositioning of its surgical robot base.

11 zeigt eine Manipulatoranordnung mit einem Trägersystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Seitansicht. Mit den vorstehenden Ausführungen übereinstimmende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf deren Beschreibung Bezug genommen wird. Wie bereits vorstehend betont, sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass eine Positioniervorrichtung, eine Manipulator-, insbesondere Roboteranordnung, ein Verfahren zum Positionieren eines Roboters bzw. ein Trägersystem nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung am Beispiel von Chirurgierobotern erläutert wird, wobei in einer Abwandlung gleichermaßen an deren Stelle auch anderer Roboter, insbesondere Industrie- oder Serviceroboter, sein können. 11 shows a manipulator assembly with a carrier system according to an embodiment of the present invention in a side view. Features that are consistent with the above embodiments are identified by identical reference numerals, so that reference is made to the description thereof. As already emphasized above, it should again be noted that a positioning device, a manipulator, in particular a robot assembly, a method for positioning a robot or a carrier system is explained according to an aspect of the present invention using the example of surgical robots, wherein in one Modification equally in their place and other robots, especially industrial or service robots can be.

Man erkennt den bereits vorstehend erläuterten siebenachsigen Chirurgieroboter 10 mit dem an dem Roboterflansch 12 befestigten Instrumentenschaft 14 und dem chirurgischen Endeffektor 13. Die Chirurgieroboterbasis 11 ist an dem Positioniervorrichtungsflansch 7 der Positioniervorrichtung befestigt, die über die Kinematik 2–6 mit der Positioniervorrichtungsbasis 1 verbunden ist, welche über die Hubsäule 12 an dem Träger 9 verstellbar gelagert ist. Wie bereits betont, stellt eine Chirurgieroboteranordnung eine vorteilhafte Verwendung des nachfolgend mit Bezug auf 11–14 erläuterten Trägersystems dar, dieses ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann gleichermaßen mit Industrie- oder Servicemanipulatoren, insbesondere -robotern, verwendet werden.One recognizes the already explained above seven-axis surgical robot 10 with the on the robot flange 12 attached instrument shaft 14 and the surgical end effector 13 , The Surgery robot base 11 is at the positioning device flange 7 attached to the positioning device, via the kinematics 2 - 6 with the positioning base 1 which is connected via the lifting column 12 on the carrier 9 is mounted adjustable. As already emphasized, a robotic robot arrangement advantageously makes use of the following with reference to FIG 11 - 14 However, this is not limited thereto, but can equally be used with industrial or Servicemanipulatoren, in particular robots.

12 zeigt einen Schnitt durch einen Teil des Trägers 9. An diesem ist eine Luftkammeranordnung angeordnet, die im Ausführungsbeispiel der 12 einen von einer Druckschürze 40A umkleideten Druckraum 41A und einen von einer weiteren Druckschürze 40B umkleideten Druckraum 41B aufweist, die zur Ausbildung eines Luftkissens unabhängig voneinander über Steuer- bzw. Stellventile 53A bzw. 53B mit Überdruckluft von einer Überdruckluftversorgung versorgbar sind. Die Überdruckluftversorgung weist im Ausführungsbeispiel der 12 eine trägerseitige Überdruckluftquelle mit einer Strömungsmaschine in Form eines Kompressors 52 und einem Überdruckspeicher in Form eines Überdruckbehälters 50 auf, der von dem Kompressor aufladbar ist bzw. aufgeladen wird. 12 shows a section through a part of the carrier 9 , At this an air chamber arrangement is arranged, which in the embodiment of the 12 one from a pressure apron 40A jacketed pressure room 41A and one from another pressure apron 40B jacketed pressure room 41B having, for the formation of an air cushion independently via control or control valves 53A respectively. 53B be supplied with positive pressure air from a positive pressure air supply. The overpressure air supply has in the embodiment of 12 a carrier-side positive pressure air source with a turbomachine in the form of a compressor 52 and an overpressure accumulator in the form of a pressurized container 50 on, which is rechargeable by the compressor or is charged.

Zum Bewegen des Trägers 9 betätigt der Anwender eine Bedieneinrichtung in Form eines Betätigungsknopfes 91, der dies an einen Controller 90 übermittelt. Dieser öffnet entsprechend die Ventile 53A, 53B, so dass die Druckräume 41A, 41B mit Überdrucklauf aus dem Überdruckbehälter 50 der Überdruckluftversorgung versorgt bzw. beschickt und der hierdurch luftkissengetragene Träger 9 manuell bewegbar ist. In nachfolgend mit Bezug auf 15 erläuterter Weise regelt der Controller dabei die Stellung der Ventile. Zusätzlich oder alternativ kann der Controller auch den Kompressor steuern.To move the carrier 9 the user actuates an operating device in the form of an actuating button 91 that to a controller 90 transmitted. This opens the valves accordingly 53A . 53B so that the pressure chambers 41A . 41B with overpressure run from the pressure vessel 50 the compressed-air supply supplied and / or fed and the thereby air-cushion carrier 9 is manually movable. In the following with reference to 15 explained manner, the controller controls the position of the valves. Additionally or alternatively, the controller may also control the compressor.

Die dabei durch einen Spalt zwischen Druckschürzen 40A, 40B und dem Boden strömende Überdruckluft kann eine unerwünschte Geräuschemission und Staubaufwirbelung verursachen. Daher umkleidet eine gemeinsame Schallschürze 60 einen Schallraum 61, der die Druckräume 41A, 41B umgibt. Die Schallschürze 60 ist elastisch gegen den Boden vorgespannt und weist eine bodenseitige Dichtlippe auf.The case through a gap between pressure aprons 40A . 40B and positive pressure air flowing to the floor can cause undesirable noise emission and dust re-circulation. Therefore, a common sound apron dresses 60 a sound room 61 that the pressure chambers 41A . 41B surrounds. The sound shield 60 is resiliently biased against the ground and has a bottom-side sealing lip.

Der Schallraum 61 kommuniziert über eine Passage 71 mit einem trägerseitigen Schalldämpfermittel in Form eines Absorptionsschalldämpfers 70 zum Dämpfen von Luftschall in dem Schallraum. Die solcherart schallgedämpfte Luft tritt über eine Passage 72 in die Umgebung aus.The sound room 61 communicates about a passage 71 with a carrier-side silencer means in the form of an absorption silencer 70 for damping airborne sound in the sound chamber. The sound-deadened air passes through a passage 72 in the area.

Zum Fixieren des Trägers 9 betätigt der Anwender einen weiteren Betätigungsknopf 92, der dies an einen Controller 90 übermittelt. Dieser schließt entsprechend die Ventile 53A, 53B und sperrt die Druckräume 41A, 41B von dem Überdruckbehälter 50 der Überdruckluftversorgung ab. Stattdessen öffnet der Controller nun analog Stellventile 54A, 54B, die die Druckräume 41A, 41B mit Unterdruck aus einem Unterdruckspeicher in Form eines Unterdruckbehälters 51 einer trägerseitigen Unterdruckluftquelle einer Unterdruckluftversorgung versorgt, der durch den reversibel betriebenen Kompressor 52 evakuierbar ist. Hierdurch wird in den Druckräumen 41A, 41B ein Unterdruck ausgebildet, der den Träger 9 am Boden fixiert. In nachfolgend mit Bezug auf 15 erläuterter Weise regelt der Controller dabei die Stellung der Ventile. Zusätzlich oder alternativ kann der Controller auch den Kompressor steuern.For fixing the carrier 9 the user presses another button 92 that to a controller 90 transmitted. This closes the valves accordingly 53A . 53B and locks the pressure chambers 41A . 41B from the pressure vessel 50 the positive pressure air supply. Instead, the controller now opens analogue control valves 54A . 54B that the pressure chambers 41A . 41B with negative pressure from a vacuum reservoir in the form of a vacuum tank 51 a carrier-side vacuum air source of a vacuum air supply supplied by the reversible compressor 52 is evacuable. As a result, in the pressure chambers 41A . 41B formed a negative pressure, which is the carrier 9 fixed on the ground. In the following with reference to 15 explained manner, the controller controls the position of the valves. Additionally or alternatively, the controller may also control the compressor.

Dabei stützt sich der Träger durch eine Stützanordnung mit drei oder vier elastischen Stützen in den Druckräumen 41A bzw. 41B ab, von denen im Schnitt der 12 zwei Stützen 81A, 81B sichtbar sind.In this case, the carrier is supported by a support assembly with three or four elastic supports in the pressure chambers 41A respectively. 41B of which, on average, the 12 two supports 81A . 81B are visible.

Das Trägersystem weist weiter eine stationär an dem Träger angeordnete Rollenanordnung mit wenigstens drei in den Druckräumen 41A, 41B angeordneten Transportrollen auf, von denen im Schnitt der 12 zwei Transportrollen 80A bzw. 80B sichtbar sind. Diese werden im Ausführungsbeispiel durch Druckfedern aus einer Lager- in eine Betriebsstellung vorgespannt, in der sie bodenseitig über die Stützen 81A, 81B überstehen. In dieser Betriebsstellung können die Transportrollen durch eine Verriegelung 82A, 82B blockiert werden, die ein Einfahren in die Lagerstellung sperrt. Bei gelöster Verriegelung fahren die Transprotrollen hingegen in ihre Lagerstellung ein, so dass der Träger auf den Stützen 81A, 81B aufsitzt, wenn das Luftkissen nicht ausgebildet ist. Bei ausgebildetem Luftkissen sind hingegen, wie in 12 gezeigt, sowohl die Stützen als auch die Transportrollen vom Boden beabstandet.The carrier system further comprises a roller assembly arranged stationarily on the carrier with at least three in the pressure chambers 41A . 41B arranged transport rollers, of which in section the 12 two transport rollers 80A respectively. 80B are visible. These are biased in the embodiment by compression springs from a storage in an operating position in which they bottom side on the supports 81A . 81B survive. In this operating position, the transport rollers can be locked 82A . 82B be blocked, which locks a retraction in the storage position. When the lock is released, however, the transport rollers enter their storage position, so that the carrier on the supports 81A . 81B seated when the air cushion is not formed. With trained air cushion are however, as in 12 shown, both the supports and the transport rollers spaced from the ground.

13 zeigt in 12 entsprechender Weise ein Trägersystem nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Mit der vorstehend erläuterten Ausführung übereinstimmende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird. 13 shows in 12 Similarly, a carrier system according to another embodiment of the present invention. Features consistent with the embodiment discussed above are identified by identical reference numerals, so that reference is made to the above description and only differences will be discussed below.

In der Ausführung der 13 sind die Überdruckluftquelle in Form eines Überdruckspeichers bzw. -behälters 50', die Unterdruckluftquelle in Form eines Unterdruckspeichers bzw. -behälters 51' sowie das Schalldämpfermittel in Form eines Absorptionsschalldämpfers 70' trägerextern. Entsprechend weist die Überdruckluftversorgung einen trägerseitigen Luftleitungsanschluss 55, der über eine flexible Leitung 55.1 lösbar mit dem trägerfernen Überdruckbehälter 50' verbunden ist, und die Unterdruckluftversorgung einen trägerseitigen Luftleitungsanschluss 56 auf, der über eine flexible Leitung 56.1 lösbar mit dem trägerfernen Unterdruckbehälter 51' verbunden ist. Der trägerferne Absorptionsschalldämpfer 70' kommuniziert mit dem Schallraum 61 ebenfalls über eine lösbar mit dem Träger 3 verbundene flexible Luftleitung und leitet Überdruckluft auf dem Schallraum 61 trägerfern und schallgedämpft in die Umgebung aus. In the execution of 13 are the positive pressure air source in the form of an overpressure accumulator or container 50 ' , the vacuum air source in the form of a vacuum accumulator or container 51 ' and the silencer means in the form of an absorption silencer 70 ' carrier externally. Accordingly, the positive pressure air supply has a carrier-side air line connection 55 who has a flexible line 55.1 detachable with the carrier-remote pressure vessel 50 ' is connected, and the negative pressure air supply a carrier side air line connection 56 up, over a flexible line 56.1 detachable with the carrier vacuum container 51 ' connected is. The carrier-remote absorption silencer 70 ' communicates with the sound room 61 also via a detachable with the carrier 3 connected flexible air duct and conducts excess air on the sound chamber 61 distant and soundproofed in the environment.

14 zeigt in 12, 13 entsprechender Weise ein Trägersystem nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Mit der vorstehend erläuterten Ausführung übereinstimmende Merkmale sind wiederum durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird. 14 shows in 12 . 13 Similarly, a carrier system according to another embodiment of the present invention. Features consistent with the embodiment discussed above are again identified by identical reference numerals, so that reference is made to the foregoing description and will be discussed below for differences only.

In der Ausführung der 14 ist das Schalldämpfermittel in Form mehrerer konzentrischen Lamellenreihen 70'' in dem Schallraum 61 angeordnet, die Schallschürze 60' ist ebenfalls als (äußerste) Lamellenreihe ausgebildet.In the execution of 14 is the silencer means in the form of several concentric lamella rows 70 '' in the sound room 61 arranged the sound-bar 60 ' is also designed as (outermost) slat row.

Zudem ist der trägerseitige Überdruckbehälter 50, der insbesondere als Puffer fungiert, einerseits über den trägerseitigen Luftleitungsanschluss 55 und die flexible Leitung 55.1 lösbar mit dem trägerfernen Überdruckbehälter 50' verbunden und andererseits durch ein Stellventil 53 mit Überdruckluft aus dem von der Druckschürze 40 umkleideten einzigen Druckraum 41 versorgbar, indem der Controller 90 infolge einer entsprechenden Betätigung des Betätigungsknopfes 91 dieses Ventil öffnet, insbesondere zur Regelung des vertikalen Bodenabstandes stärker und/oder länger öffnet oder schließt.In addition, the carrier-side pressure vessel 50 , which acts in particular as a buffer, on the one hand via the carrier-side air line connection 55 and the flexible line 55.1 detachable with the carrier-remote pressure vessel 50 ' connected and on the other hand by a control valve 53 with overpressure air from the of the pressure apron 40 clad only pressure room 41 supplied by the controller 90 due to a corresponding actuation of the actuating button 91 this valve opens, in particular to control the vertical ground clearance stronger and / or opens or closes longer.

Nachfolgend wird exemplarisch anhand der 15 ein Verfahren zum Bewegen und/oder Fixieren des Trägers 9 des Trägersystems der 13 erläutert, das dessen Controller 90 durchführt.The following is an example based on the 15 a method for moving and / or fixing the carrier 9 the carrier system of 13 explains its controller 90 performs.

Solange der Anwender den Betätigungsknopf 91 betätigt (S10: „Y”), öffnet der Controller 90 die Ventile 53A, 53B, so dass die Druckräume 41A, 41B mit Überdruckluft aus dem Überdruckluftbehälter 50 versorgt werden (S20).As long as the user activates the button 91 pressed (S10: "Y"), the controller opens 90 the valves 53A . 53B so that the pressure chambers 41A . 41B with overpressure air from the pressurized air tank 50 be supplied (S20).

Dabei erfasst der Controller 90 über Erfassungsmittel in Form von Gelenksensoren (nicht dargestellt) eine Pose des Manipulators 10 und ermittelt hieraus als Auslage den gerichteten bzw. vorzeichenbehafteten horizontalen Abstand a seines Flansches 12 von einer kippmomentfreien Referenzkonfiguration (vgl. 11). Desweiteren erfasst der Controller 90 über Abstandssensoren an den bodennahen Ecken des Trägers (nicht dargestellt) eine gerichteten bzw. vorzeichenbehafteten Lage bzw. Auslenkung gegen die Horizontale x₂ – x₁ des Trägers 9 (vgl. 11).The controller detects this 90 via detection means in the form of joint sensors (not shown) a pose of the manipulator 10 and determines from this as display the directional or signed horizontal distance a of its flange 12 from a tilting moment-free reference configuration (see. 11 ). Furthermore, the controller detects 90 via distance sensors at the ground-level corners of the carrier (not shown) a directional or signed position or deflection against the horizontal x ₂ - x _{1 of} the carrier 9 (see. 11 ).

Der Controller 90 vergrößert durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 53A die Luftzufuhr Q zum Druckraum 41A um ΔQ_1A gemäß der Regelvorschrift ΔQ_1A = P₁·a mit dem konstanten positiven Proportionalitätsfaktor P₁, sofern die Auslage a positiv bzw. zum Druckraum 41A gerichtet ist (S20: „Y”), und um ΔQ_2A gemäß der Regelvorschrift ΔQ_2A = P₂·(x₂ – x₁) mit dem konstanten positiven Proportionalitätsfaktor P₂, sofern die Auslenkung (x₂ – x₁) positiv bzw. zum Druckraum 41A gerichtet ist (S30: „Y”). In analoger Weise vergrößert der Controller 90 durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 53B die Luftzufuhr Q zum Druckraum 41B um ΔQ_1B gemäß der Regelvorschrift ΔQ_1B = –P₁·a, sofern die Auslage a negativ bzw. zum Druckraum 41B gerichtet ist (S40: „Y”), und um ΔQ_2B gemäß der Regelvorschrift ΔQ_2B = P₂·(x₁ – x₂), sofern die Auslenkung (x₂ – x₁) negativ bzw. zum Druckraum 41B gerichtet ist (S50: „Y”).The controller 90 enlarged by appropriate control of the valve 53A the air supply Q to the pressure chamber 41A by ΔQ _1A according to the control rule ΔQ _1A = P ₁ · a with the constant positive proportionality factor P ₁ , if the display a is positive or to the pressure chamber 41A is directed (S20: "Y"), and by ΔQ _2A according to the control rule ΔQ _2A = P ₂ · (x ₂ - x ₁ ) with the constant positive proportionality factor P ₂ , provided that the deflection (x ₂ - x ₁ ) is positive to the pressure room 41A is directed (S30: "Y"). The controller increases in a similar way 90 by appropriate control of the valve 53B the air supply Q to the pressure chamber 41B by ΔQ _1B according to the regulation ΔQ _1B = -P ₁ · a, if the display a is negative or to the pressure chamber 41B is directed (S40: "Y"), and by ΔQ _2B according to the control law ΔQ _2B = P ₂ × (x ₁ -x ₂ ) if the displacement (x ₂ -x ₁ ) is negative or to the pressure space 41B is directed (S50: "Y").

Hat der Anwender hingegen durch Betätigung des Betätigungsknopfes 92 eine Fixierung am Boden kommandiert (S60: „Y”), schließt der Controller 90 die Ventile 53A, 53B und öffnet die Ventile 54A, 54B, so dass die Druckräume 41A, 41B nun mit Unterdruck aus dem Unterdruckluftbehälter 51 versorgt werden.On the other hand, the user has by pressing the operating button 92 a fixation commanded on the ground (S60: "Y"), closes the controller 90 the valves 53A . 53B and opens the valves 54A . 54B so that the pressure chambers 41A . 41B now with negative pressure from the vacuum air tank 51 be supplied.

Der Controller 90 vergrößert durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 54B die Luftabfuhr Q' aus dem Druckraum 41B um ΔQ'_1B gemäß der Regelvorschrift ΔQ'_1B = P'₁·a mit dem konstanten positiven Proportionalitätsfaktor P'₁, sofern die Auslage a positiv bzw. zum Druckraum 41A gerichtet ist (S70: „Y”), und um ΔQ'_2B gemäß der Regelvorschrift ΔQ'_2B = P'₂·(x₂ – x₁) mit dem konstanten positiven Proportionalitätsfaktor P'₂, sofern die Auslenkung (x₂ – x₁) positiv bzw. zum Druckraum 41A gerichtet ist (S80: „Y”). In analoger Weise vergrößert der Controller 90 durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 54A die Luftabfuhr Q' aus dem Druckraum 41A um ΔQ'_1A gemäß der Regelvorschrift ΔQ'_1A = –P'₁·a, sofern die Auslage a negativ bzw. zum Druckraum 41B gerichtet ist (S90: „Y”), und um ΔQ'_2A gemäß der Regelvorschrift ΔQ'_2A = P'₂·(x₁ – x₂), sofern die Auslenkung (x₂ – x₁) negativ bzw. zum Druckraum 41B gerichtet ist (S100: „Y”).The controller 90 enlarged by appropriate control of the valve 54B the air discharge Q 'from the pressure chamber 41B by ΔQ ' _1B according to the control rule ΔQ' _1B = P ' ₁ · a with the constant positive proportionality factor P' ₁ , if the display a is positive or to the pressure chamber 41A is directed (S70: "Y"), and ΔQ ' _{2B in} accordance with the control law ΔQ' _2B = P ' ₂ * (x ₂ -x ₁ ) with the constant positive proportionality factor P' ₂ if the displacement (x ₂ -x ₁ ) positive or to the pressure chamber 41A is directed (S80: "Y"). The controller increases in a similar way 90 by appropriate control of the valve 54A the air discharge Q 'from the pressure chamber 41A by ΔQ ' _1A according to the regulation ΔQ' _1A = -P ' ₁ · a, if the display a is negative or to the pressure chamber 41B is directed (S90: "Y"), and ΔQ ' _{2A in} accordance with the control law ΔQ' _2A = P ' ₂ * (x ₁ -x ₂ ) if the displacement (x ₂ -x ₁ ) is negative or to the pressure space 41B is directed (S100: "Y").

Hierdurch erhöht der Controller 90 auf Basis der erfassten Pose des Manipulators 10 und der erfassten Lage des Trägers 9 den Überdruck auf einer Seite, über die ein Kippmoment, das durch eine Auslage a des Manipulators induziert wird und sich in einer Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale auswirkt, das Trägersystem zu kippen sucht. Analog erhöht der Controller 90 auf Basis der erfassten Pose des Manipulators 10 und der erfassten Lage des Trägers 9 den Unterdruck auf einer Seite des Trägersystems, die ein Kippmoment, das durch eine Auslage a des Manipulators induziert wird und sich in einer Auslenkung des Trägers gegen die Horizontale auswirkt, anzuheben sucht. Bezugszeichenliste 1 Positioniervorrichtungsbasis 2, 4, 6; 24 Gelenke der Kinematik 3, 5; 35 Glieder der Kinematik 7 Positioniervorrichtungsflansch 8; 8' Druckfeder (Spannmittel) 9 Träger 10 Chirurgieroboter 11 Chirurgieroboterbasis 12 Chirurgieroboterflansch 13 Endeffektor 14 Instrumentenschaft 17 weiteres Lineargelenk 17' weiteres Drehgelenk 19 drehbare Hubsäule 19.1 Linearachse 19.2 Linear-Drehachse 20 Schlitten 100; 101; 102 mechanische Zwangskopplung 201; 203; 204; 206 Drehgelenk 202/205 erste/zweite Koppelstange 301/305/ 303/307 erste/zweite/dritte/vierte Synchronscheibe 304/306 erstes/zweites Zugmittel V; V' virtueller Drehpunkt 40; 40A, 40B Druckraum 41; 41A, 41B Druckschürze 50; 50' Überdruckluftbehälter 51; 51' Unterdruckluftbehälter 52 Kompressor 53; 53A, 53B, 54A, 54B Stellventil 55, 56 Luftleitungsanschluss 55.1, 56.1 Luftleitung 60; 60' Schallschürze 61 Schallraum 70; 70'; 70'' Schalldämpfermittel 71, 72 Passage 80A, 80B Trasportrolle 81A, 81B Stütze 90 Controller 91, 92 Betätigungsknopf 82A, 82B Verriegelung This increases the controller 90 based on the detected pose of the manipulator 10 and the detected position of the wearer 9 the overpressure on a side over which a tilting moment, which is induced by a display a of the manipulator and acts in a deflection of the carrier against the horizontal, seeks to tilt the carrier system. Analog increases the controller 90 based on the detected pose of the manipulator 10 and the detected position of the wearer 9 the negative pressure on one side of the support system, which seeks to raise a tilting moment, which is induced by a display a of the manipulator and acts in a deflection of the carrier against the horizontal. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 Positioniervorrichtungsbasis 2 . 4 . 6 ; 24 Joints of kinematics 3 . 5 ; 35 Links of kinematics 7 Positioniervorrichtungsflansch 8th ; 8th' Compression spring (clamping device) 9 carrier 10 surgical robots 11 Surgery robot base 12 Chirurgieroboterflansch 13 end effector 14 instrument shaft 17 another linear joint 17 ' another swivel joint 19 rotatable lifting column 19.1 linear axis 19.2 Linear axis of rotation 20 carriage 100 ; 101 ; 102 mechanical forced coupling 201 ; 203 ; 204 ; 206 swivel 202 / 205 first / second coupling rod 301 / 305 / 303 / 307 first / second / third / fourth synchronizer disc 304 / 306 first / second traction means V; V ' virtual pivot 40 ; 40A . 40B pressure chamber 41 ; 41A . 41B print apron 50 ; 50 ' About compressed air tank 51 ; 51 ' Pressurized air tank 52 compressor 53 ; 53A . 53B . 54A . 54B Control valve 55 . 56 Air duct connection 55.1 . 56.1 air line 60 ; 60 ' sound apron 61 sound chamber 70 ; 70 '; 70 '' silencer middle 71 . 72 passage 80A . 80B Trasportrolle 81A . 81B support 90 controller 91 . 92 actuating button 82A . 82B lock

Claims (14)

Positioniervorrichtung für einen Roboter (10) mit einem, insbesondere chirurgischen, Endeffektor (13), die eine Basis (1) und einen Flansch (7) aufweist, an dem der Roboter befestigbar ist, wobei der Flansch durch eine Kinematik, die wenigstens zwei Gelenke (2, 4, 6) aufweist, mit der Basis verbunden ist, durch die der Flansch von einer ersten Position relativ zu der Basis, insbesondere wenigstens im Wesentlichen auf einer Kreisbahn oder Geraden, in eine hiervon beabstandete zweite Position relativ zu der Basis verstellbar ist, gekennzeichnet durch ein Orientierungsmittel (100, 101; 102) zum Umorientieren des Flansches infolge einer Verstellung von der ersten in die zweite Position von einer ersten Orientierung in der ersten Position in eine, insbesondere gegenüber der ersten Orientierung um wenigstens 75° um eine Referenzachse verdrehte, zweite Orientierung in der zweiten Position.Positioning device for a robot ( 10 ) with a, in particular surgical, end effector ( 13 ), which is a basis ( 1 ) and a flange ( 7 ), to which the robot can be fastened, wherein the flange by kinematics, the at least two joints ( 2 . 4 . 6 ) is connected to the base, by which the flange is adjustable from a first position relative to the base, in particular at least substantially on a circular path or straight line, in a second position spaced therefrom relative to the base, characterized by an orientation means ( 100 . 101 ; 102 ) for reorienting the flange as a result of adjustment from the first to the second position from a first orientation in the first position to a second orientation in the second position, in particular rotated relative to the first orientation by at least 75 ° about a reference axis. Positioniervorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch durch die Kinematik in wenigstens eine Zwischenposition zwischen der ersten und zweiten Position relativ zu der Basis verstellbar ist, wobei das Orientierungsmittel zum Umorientieren des Flansches infolge einer Verstellung von der ersten oder zweiten Position in die Zwischenposition in eine, insbesondere gegenüber der ersten und/oder zweiten Orientierung um wenigstens 25° und/oder höchstens 60° um die Referenzachse verdrehte, Zwischenorientierung in der Zwischenposition eingerichtet ist.Positioning device according to the preceding claim, characterized in that the flange is adjustable by the kinematics in at least one intermediate position between the first and second position relative to the base, wherein the orientation means for reorienting the flange as a result of an adjustment from the first or second position in the Intermediate position in a, in particular with respect to the first and / or second orientation by at least 25 ° and / or at most 60 ° rotated about the reference axis, intermediate orientation is set up in the intermediate position. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematik wenigstens ein Drehgelenk, insbesondere wenigstens drei, insbesondere seriell angeordnete, Drehgelenke (2, 4, 6), insbesondere mit parallelen Drehachsen, und/oder wenigstens ein Lineargelenk (24) aufweist.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the kinematics at least one rotary joint, in particular at least three, in particular serially arranged, swivel joints ( 2 . 4 . 6 ), in particular with parallel axes of rotation, and / or at least one linear joint ( 24 ) having. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientierungsmittel wenigstens eine, insbesondere lösbare, mechanische Zwangskopplung (100, 101; 102) von zwei Gliedern (1, 3, 5, 7) der Positioniervorrichtung aufweist, die durch wenigstens ein Gelenk der Kinematik miteinander verbunden sind.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the orientation means at least one, in particular releasable, mechanical positive coupling ( 100 . 101 ; 102 ) of two members ( 1 . 3 . 5 . 7 ) of the positioning device, which are interconnected by at least one joint of the kinematics. Positioniervorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Zwangskopplung ein Getriebe, insbesondere ein Räder-, Zugmittel- (301, 303, 304, 305, 306, 307), Schrauben-, Kurven-, Koppel-, insbesondere Schubstangen- oder Koppelstangen- (201, 202, 203, 204, 205, 206) oder hydraulisches Getriebe, aufweist.Positioning device according to the preceding claim, characterized in that the mechanical positive coupling a transmission, in particular a wheels, traction means ( 301 . 303 . 304 . 305 . 306 . 307 ), Screw, cam, coupling, in particular push rod or coupling rod ( 201 . 202 . 203 . 204 . 205 . 206 ) or hydraulic transmission. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis und der Flansch durch drei seriell angeordnete Drehgelenke (2, 4, 6) mit parallelen Drehachsen verbunden sind, wobei durch das Orientierungsmittel eine Viergelenk-, insbesondere Parallelogrammführung gebildet ist, die die drei seriell angeordneten Drehgelenke der Kinematik und einen relativ zu der Basis ortsfesten virtuellen Drehpunkt (V) mit parallelen Drehachsen aufweist.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the base and the flange by three serially arranged rotary joints ( 2 . 4 . 6 ) are connected to parallel axes of rotation, wherein by the orienting means a Viergelenk-, in particular parallelogram is formed, which has the three serially arranged pivot joints of the kinematics and a fixed relative to the base virtual pivot point (V) with parallel axes of rotation. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis und der Flansch durch ein Lineargelenk (24) und ein damit verbundenes Drehgelenk (6) verbunden sind, wobei das Orientierungsmittel eine mechanische Zwangskopplung (102) der Basis und des Flansches aufweist.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the base and the flange by a linear joint ( 24 ) and an associated rotary joint ( 6 ), the orientation means being a mechanical forced coupling ( 102 ) of the base and the flange. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gelenk, insbesondere alle Gelenke (2, 4, 6), der Kinematik eine Verriegelung zum, insbesondere mechanischen und/oder manuellen und/oder aktuierten, Blockieren des jeweiligen Gelenks, insbesondere zusammen mit und/oder unabhängig von wenigstens einem anderen Gelenk der Kinematik, aufweisen.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one joint, in particular all joints ( 2 . 4 . 6 ), the kinematics lock, in particular mechanical and / or manual and / or actuated, blocking the respective joint, in particular together with and / or independent of at least one other joint of the kinematics have. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein, insbesondere mechanisches und/oder pneumatisches, Spannmittel (8; 8'), das zwei durch wenigstens ein Gelenk (2; 24, 6) der Kinematik miteinander verbundene Glieder (1, 3; 1, 35) der Positioniervorrichtung miteinander fesselt und durch eine Bewegung der Positioniervorrichtung in eine Lage, in der die Positioniervorrichtung eine niedrigere Lageenergie aufweist, stärker gespannt wird.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized by a, in particular mechanical and / or pneumatic, clamping means ( 8th ; 8th' ), the two by at least one joint ( 2 ; 24 . 6 ) of the kinematics links ( 1 . 3 ; 1 . 35 ) of the positioning device ties together and by a movement of the positioning device in a position in which the positioning device has a lower position energy, is stretched more. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung wenigstens zwei Glieder (3, 5) aufweist, die durch wenigstens ein Gelenk (4) der Kinematik miteinander verbunden und in eine Lagerstellung zusammenfaltbar sind, in der die beiden Glieder, wenigstens im Wesentlichen, gegensinnig parallel zueinander sind.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning device comprises at least two links ( 3 . 5 ) by at least one joint ( 4 ) of the kinematics are interconnected and collapsible into a storage position in which the two members are, at least substantially, in opposite directions parallel to each other. Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Träger (9), an dem die Basis (1) ein- oder mehrachsig linear beweglich und/oder drehbar gelagert ist.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized by a carrier ( 9 ) on which the base ( 1 ) is mono- or multi-axially linearly movable and / or rotatably mounted. Roboteranordnung, mit: einem Roboter (10) mit einem, insbesondere chirurgischen, Endeffektor (13), und einer Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboter, insbesondere lösbar, an dem Flansch (7) befestigt ist.Robot arrangement, comprising: a robot ( 10 ) with a, in particular surgical, end effector ( 13 ), and a positioning device according to one of the preceding claims, wherein the robot, in particular releasably, on the flange ( 7 ) is attached. Roboteranordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter starr oder linear beweglich (17) und/oder drehbar (17') an dem Flansch (7) befestigt ist.Robot arrangement according to the preceding claim, characterized in that the robot can be moved rigidly or linearly ( 17 ) and / or rotatable ( 17 ' ) on the flange ( 7 ) is attached. Verfahren zum Positionieren des Roboters (10) einer Roboteranordnung mit einem Roboter mit einem, insbesondere chirurgischen, Endeffektor (13) und einer Positioniervorrichtung, die eine Basis (1) und einen Flansch (7) aufweist, an dem der Roboter befestigt ist, wobei der Flansch durch eine Kinematik (2–6) mit der Basis verbunden ist, durch die der Flansch von einer ersten Position relativ zu der Basis in eine hiervon beabstandete zweite Position relativ zu der Basis verstellbar und/oder von einer ersten Orientierung relativ zu einer Referenzachse in eine gegenüber der ersten Orientierung verdrehte zweite Orientierung relativ zu der Referenzachse umorientierbar ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter zum, insbesondere manuellen, Einstellen der Positioniervorrichtung in eine vorgegebene, insbesondere aus mehreren vorgegebenen Posen ausgewählte, Positionierungspose gesteuert wird und/oder nach einem Fixieren der Positioniervorrichtung ein Kalibriermittel mit einem roboterfesten Referenzpunkt in wenigstens einer Pose des Roboters angefahren wird.Method for positioning the robot ( 10 ) of a robot arrangement with a robot with a, in particular surgical, end effector ( 13 ) and a positioning device having a base ( 1 ) and a flange ( 7 ), to which the robot is fastened, wherein the flange by kinematics ( 2 - 6 ) is connected to the base by which the flange is adjustable from a first position relative to the base to a second position spaced therefrom relative to the base and / or from a first orientation relative to a reference axis to a second orientation rotated from the first orientation is reorientable relative to the reference axis, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the robot for, in particular manual, setting the positioning device in a predetermined, in particular from several predetermined poses selected, positioning is controlled and / or after fixing the positioning a calibration means is approached with a robot-fixed reference point in at least one pose of the robot.

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