DE29508794U1 - Changing device for tools, measuring devices or other active systems on manipulator vehicles - Google Patents

Description

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Institut fur Energetik gemeinnützige GmbHInstitute for Energetics non-profit GmbH

Wechseleinrichtung für Werkzeuge, Meßgeräte oder andere Wirksysteme an Manipulatorfahrzeugen Changing device for tools, measuring devices or other operating systems on manipulator vehicles

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechseleinrichtung für Werkzeuge, Meßgeräte oder andere Wirksysteme an Manipulatorfahrzeugen.The invention relates to a changing device for tools, measuring devices or other operating systems on manipulator vehicles.

Für den Einsatz in Umgebungen mit hohem Gefahrenpotential sind insbesondere ferngesteuerte Manipulatorfahrzeuge geeignet. Zur Durchführung der Vor-Ort-Arbeiten wird das Fahrzeug vor dem Einsatz mit dem entsprechenden Werkzeug, Meßgerät oder anderen Wirksystem ausgerüstet. Ein Wechsel kann bei den bekannten Manipulatorfahrzeugen nicht am Einsatzort erfolgen. Zu diesem Zweck muß das Fahrzeug zum Bediener in den gesicherten Bereich zurückkehren, wo dann das Werkzeug o. dgl. ausgewechselt wird. Diese Verfahrensweise unterbricht den Arbeitsablauf Vor-Ort und ist demzufolge sehr zeit- und energieintensiv. Außerdem ergeben sich zusätzliche sicherheitstechnische Probleme.Remote-controlled manipulator vehicles are particularly suitable for use in environments with a high risk potential. To carry out on-site work, the vehicle is equipped with the appropriate tool, measuring device or other operating system before use. The known manipulator vehicles cannot be changed at the site. For this purpose, the vehicle must return to the operator in the secured area, where the tool or similar is then changed. This procedure interrupts the on-site work process and is therefore very time- and energy-intensive. In addition, additional safety-related problems arise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wechseleinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mit einem Manipulatorfahrzeug mehrere Wirksysteme zuverlässig an den Einsatzort zu transportieren und diese dort bedarfsweise zu wechseln..The invention is based on the object of creating a changing device that makes it possible to reliably transport several active systems to the place of use using a manipulator vehicle and to change them there as required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Manipulatorfahrzeug ein Werkzeugablagetisch mit senkrecht darauf angeordneten elastischen Adapterhalterungen mit konischem Abschluß vorgesehen ist, daß auf den Adapterhalterungen jeweils ein fest mit dem Adapter verbundenes Werkzeug formschlüssig gehalten wird, das aus dieser Lage entnehmbar und ablegbar ist, daß die Greifbacken des Manipulators als Zangenbacken gestaltet sind, die in ihrer Form den Adaptern angepaßt sind, und daß die Zangenbacken über eine Schließbewegung kraft- und formschlüssig mit dem Adapter koppelbar sind.This object is achieved according to the invention in that a tool storage table with elastic adapter holders with a conical end arranged vertically on it is provided on the manipulator vehicle, that a tool firmly connected to the adapter is held in a form-fitting manner on each of the adapter holders, which can be removed from this position and put down, that the gripping jaws of the manipulator are designed as pliers jaws, the shape of which is adapted to the adapters, and that the pliers jaws can be coupled to the adapter in a force-fitting and form-fitting manner via a closing movement.

Mt dieser erfindungsgemäßen Wechselvorrichtung ist es möglich, mit einem Manipulatorfahrzeug verschiedene Wirksysteme -insbesondere Kleinwerkzeuge wie Bohrschraube^ Trennschleifer u.a.- mit an den Einsatzort zu transportieren, diese dort beliebig oft auf-With this changing device according to the invention it is possible to transport various working systems - in particular small tools such as drilling screws, cutting grinders etc. - to the place of use with a manipulator vehicle and to set them up there as often as required.

zunehmen, mit ihnen zu arbeiten und wieder abzulegen. Auch bei Einsatz des Manipulatorfahrzeugs in unebenem Gelände wird ein sicherer Transport der Wirksysteme gewährleistet. Die effektive Einsatzzeit des Manipulatorfahrzeugs erhöht sich durch den Wegfall der zeit- und energieintensiven Rückfahrten zum Wechsel der Werkzeuge o. dgl. beträchtlich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die elastische Adapterhalterung aus Gummi. Hiermit lassen sich kleinere Positionsabweichungen beim Wechselvorgang korrigieren sowie eine Beschädigung der Vorrichtung vermeiden.to pick them up, work with them and put them down again. Safe transport of the active systems is guaranteed even when the manipulator vehicle is used on uneven terrain. The effective operating time of the manipulator vehicle increases considerably as time-consuming and energy-intensive return trips to change tools etc. are no longer necessary.
In an advantageous embodiment of the invention, the elastic adapter holder is made of rubber. This allows minor position deviations to be corrected during the changing process and prevents damage to the device.

Zwischen Adapter und Adapterhalterung sowie zwischen Adapter und Zangenbacken ist vorzugsweise jeweils eine Verdreh- und Verschiebesicherung vorgesehen. Sie dient ebenfalls der Korrektur kleinerer Positionsabweichungen, zugleich aber auch dem sicheren Halt der Wirksysteme während des Einsatzes vor Ort.A twist and shift lock is preferably provided between the adapter and the adapter holder and between the adapter and the jaws. This also serves to correct small position deviations, but at the same time also to hold the active systems securely during use on site.

Die Übertragung der fur den Betrieb der Wirksystem notwendigen Medien erfolgt generell über den Pfad Zangenbacken-Adapter-Werkzeug.The transfer of the media required for the operation of the active system generally takes place via the jaw-adapter-tool path.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrimgsform der Erfindung für den Betrieb speziell mit elektrischen Werkzeugen sind in den Zangenbacken federnd gelagerte, elektrisch zur Zangenbakke isolierte und an elektrische Spannung angeschlossene Kontaktstifte integriert, die beim Schließen der Zangenbacken mit entsprechenden Kontaktflächen an den Adaptern kontaktieren. Die Kontaktstifte sind in den Zangenbacken zueinander versetzt angeordnet, um einen elektrischen Kurzschluß beim Schließen der Zangenbacken ohne Adapter zu vermeiden.In a preferred embodiment of the invention for operation specifically with electrical tools, spring-mounted contact pins are integrated into the jaws of the pliers, electrically insulated from the jaws of the pliers and connected to electrical voltage, which contact the corresponding contact surfaces on the adapters when the jaws are closed. The contact pins are arranged offset from one another in the jaws of the pliers in order to avoid an electrical short circuit when the jaws of the pliers are closed without an adapter.

Anhand eines Ausfuhrungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Es zeigen :Show it :

Figur 1: in schematischer Darstellung ein Manipulatorfahrzeug mit einer Werkzeugwechseleinrichtung; Figure 1: schematic representation of a manipulator vehicle with a tool changing device;

Figur 2: die Werkzeugwechseleinrichtung im Zusammenwirken von Werkzeugablagetisch, Adapterhalterung, Adapter, Werkzeug und Zangenbacken;Figure 2: the tool changing device in interaction with tool storage table, adapter holder, adapter, tool and jaws;

Figur 3: die Zangenbacken;Figure 3: the jaws;

Figur 4: einen Adapter.Figure 4: an adapter.

An der Vorderseite des Manipulatorfahrzeugs 1 wird für den Manipulatorarm gut zugänglich der Werkzeugablagetisch 2 befestigt. In diesem Fall sind auf dem Ablagetisch 2 drei Adapterhalterungen 3, die als flexible Gummibolzen mit stark verjüngtem Oberteil ausgeführt sind,The tool storage table 2 is attached to the front of the manipulator vehicle 1 so that it is easily accessible for the manipulator arm. In this case, three adapter holders 3 are mounted on the storage table 2, which are designed as flexible rubber bolts with a strongly tapered upper section.

vorgesehen. Auf den Adapterhalterangen 3 stecken formschlüssig die Adapter 4, die fest mit jeweils einem handelsüblichen Werkzeug 5 - dargestellt ist als Beispiel ein Trennschleifer verbunden sind.The adapters 4 are fitted in a form-fitting manner onto the adapter holders 3 and are each firmly connected to a commercially available tool 5 - a cut-off grinder is shown as an example.

Um eine Zentrierung zwischen Adapter 4 und Adapterhalterung 3 zu erreichen, weist die Adapterhalterung 3 seitliche Zentrierstifte 6 und die Adapter 4 die entsprechenden Adapterausnehmungen 7 auf.In order to achieve centering between adapter 4 and adapter holder 3, the adapter holder 3 has lateral centering pins 6 and the adapter 4 has the corresponding adapter recesses 7.

Um eine Zentrierung zwischen Adapter 4 und Zangeribacken 8 zu erreichen, besitzen der Adapter 4 seitliche Zentrierprismen 9 und die Zangenbacken 8 die entsprechenden Zangenbackenausnehmungen 10.In order to achieve centering between adapter 4 and pliers jaws 8, the adapter 4 has lateral centering prisms 9 and the pliers jaws 8 have the corresponding pliers jaw recesses 10.

Die Steuerung des gesamten Manipulators erfolgt über bekannte opto-elektronische Syteme. Im vorliegenden Beispiel ist zur Effektivierung der Steuerung zusätzlich zu den üblichen Videokameras 11 je ein Mini-Lasermodul (Punktstrahler) 12 an definierter Stelle am Manipulator-Oberarm 13 bzw. am Manipulator-Unterarm 14 und auf dem Manipulatorfahrzeug 1 eine Positionierschablone 15 angebracht. Die Positionierschablone 15 enthält ermittelte Markierungspunkte. The entire manipulator is controlled using known opto-electronic systems. In the present example, in order to make the control more effective, in addition to the usual video cameras 11, a mini laser module (spot emitter) 12 is attached at a defined point on the manipulator upper arm 13 or on the manipulator lower arm 14 and a positioning template 15 is attached to the manipulator vehicle 1. The positioning template 15 contains determined marking points.

Die Manipulatorarme 13 und 14 werden nacheinander in die Position gebracht, bei der sich die beiden Lasersirahlen in ihrem entsprechenden Markierungspunkt der Positionierschablone 15 befinden. Sind die Manipulatoranne 13 und 14 so eingerichtet, werden die Zangenbacken 8 geschlossen. Dabei drücken die federnd gelagerten Kontaktstifte 16 der Zangenbacken 8 gegen die Kontaktflächen 17 des Adapters 4. Die Kontaktstifte 16 sind an der Zangenaußenseite mit einem flexiblen Spiralkabel verbunden, das über ein am Manipulator arm 13 und 14 verlegtes Elektrokabel an eine zuschaltbare Bordsteckdose 18 angeschlossen ist. Somit ist das jeweilige Werkzeug 5 elektrisch mit dem Manipulatorfahrzeug 1 verbunden. Nach diesem Greifvorgang kann das Werkzeug 5 von der Adapterhalterung 3 abgezogen werden. Durch Zuschalten der Bordsteckdose 18 wird das Werkzeug 5 unter Spannung gesetzt Die Bearbeitung mit dem Werkzeug 5 kann beginnen.The manipulator arms 13 and 14 are brought one after the other into the position in which the two laser rays are in their corresponding marking point on the positioning template 15. Once the manipulator arms 13 and 14 are set up in this way, the jaws 8 are closed. The spring-loaded contact pins 16 of the jaws 8 press against the contact surfaces 17 of the adapter 4. The contact pins 16 are connected to the outside of the jaws with a flexible spiral cable, which is connected to a switchable on-board socket 18 via an electrical cable laid on the manipulator arms 13 and 14. The respective tool 5 is thus electrically connected to the manipulator vehicle 1. After this gripping process, the tool 5 can be removed from the adapter holder 3. The tool 5 is energized by switching on the on-board socket 18. Processing with the tool 5 can begin.

Das Ablegen des Werkzeugs 5 erfolgt in folgender Reihenfolge: Nach dem Abschalten der Bordsteckdose 18 werden die Manipulatorarme 13 und 14 mittels Lasermodule 12 und Positionierschablone 15 eingerichtet, die Zangenbacken 8 geöflhet und das Werkzeug 5 mit Adapter 4 gleitet auf der elastischertAdapterhalterung 3 in seine Ausgangslage auf den Werkzeugablagetisch 2 zurück.The tool 5 is put down in the following order: After switching off the on-board socket 18, the manipulator arms 13 and 14 are set up using laser modules 12 and positioning template 15, the jaws 8 are opened and the tool 5 with adapter 4 slides back on the elastic adapter holder 3 into its starting position on the tool storage table 2.

Claims (5)

• ft* · * »· ·■ Schutzansprüche• ft* · * »· ·■ Protection claims 1. Wechseleinrichtung fur Werkzeuge, Meßgeräte oder andere Wirksysteme an Manipulatorfahrzeugen dadurch gekennzeichnet, daß am Manipulatorfahrzeug (1) ein Werkzeugablagetisch (2) mit senkrecht darauf angeordneten elastischen Adapterhalterungen (3) mit konischem Abschluß vorgesehen ist, daß auf den Adapterhalterungen (3) jeweils ein fest mit einem Adapter (4) verbundenes Werkzeug (5) formschlüssig gehalten wird, das aus dieser Lage entnehmbar und ablegbar ist, daß die Greifbacken des Manipulators als Zangenbacken (8) gestaltet sind, die in ihrer Form den Adaptern angepaßt sind, und daß die Zangenbacken (8) über eine Schließbewegung kraft- und formschlüssig mit dem Adapter (4) koppelbar sind.1. Changing device for tools, measuring devices or other operating systems on manipulator vehicles characterized in that a tool storage table (2) with elastic adapter holders (3) with a conical end arranged vertically on it is provided on the manipulator vehicle (1), that a tool (5) firmly connected to an adapter (4) is held in a form-fitting manner on the adapter holders (3), which can be removed from this position and put down, that the gripping jaws of the manipulator are designed as pliers jaws (8) whose shape is adapted to the adapters, and that the pliers jaws (8) can be coupled to the adapter (4) in a force-fitting and form-fitting manner via a closing movement. 2. Wechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Adapterhalterung aus Gummi besteht2. Changing device according to claim 1, characterized in that the elastic adapter holder is made of rubber 3. Wechseleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Adapter (4) und Adapterhalterung (3) eine Verdrehsicherung (6 und 7) vorgesehen ist.3. Changing device according to claim 1 and 2, characterized in that an anti-twisting device (6 and 7) is provided between the adapter (4) and the adapter holder (3). 4. Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Adapter (4) und Zangenbacken (8) eine Verdreh- und Verschiebesicherung (9 und 10) vorgesehen ist.4. Changing device according to claims 1 to 3, characterized in that an anti-twisting and anti-displacement device (9 and 10) is provided between the adapter (4) and the jaws (8). 5. Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zangenbacken (8) zueinander versetzte federnd gelagerte, elektrisch zur Zangenbacke isolierte und an elektrische Spannung angeschlossene Kontaktstifte (16) integriert sind, die beim Schließen der Zangenbacken (8) mit entsprechenden Kontakflächen (17) an den Adaptern (4) kontaktierbar sind.5. Changing device according to claims 1 to 4, characterized in that contact pins (16) are integrated in the jaws (8) which are offset from one another and are spring-mounted, electrically insulated from the jaws and connected to electrical voltage and which can be contacted with corresponding contact surfaces (17) on the adapters (4) when the jaws (8) are closed.