DE4313719A1

DE4313719A1 - Transporteinrichtung

Info

Publication number: DE4313719A1
Application number: DE4313719A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Yberle
Original assignee: YBERLE HANS DIPL ING FH
Current assignee: YBERLE, HANS, DIPL.-ING. (FH), 92318 NEUMARKT, DE
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: US5575346A; DE4313719C2; JPH08500793A; WO1994025329A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transporteinrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Bekannt ist eine Transporteinrichtung für Arbeitsgeräte, die mit einer schreitenden Bewegung auf einem Untergrund bewegbar ist (EP 0 084 012).

Diese bekannte Transporteinrichtung besteht aus zwei starren Rahmenteilen oder Polygonen, an denen jeweils mehrere von Saugnäpfen gebildete Fuß- bzw. Halteelemente vorgesehen sind. Eines der beiden Polygone bildet dabei ein äußeres Polygon und eines der beiden Polygone ein inneres Polygon. Das innere Polygon befindet sich innerhalb der äußeren Abmessungen des äußeren Polygons und ist dabei am äußeren Polygon in einer Achsrichtung verschiebbar geführt. Für die schreitende Bewegung werden die Polygone zeitlich nach einander relativ zueinander bewegt, und zwar in Achsrichtung dieser Führung.

Nachteilig bei der bekannten Transporteinrichtung ist u. a., daß das äußere Polygon relativ große Abmessungen aufweist, um den erforderlichen Schreitweg zu erhalten. Aus diesem Grunde ist es unmöglich oder zumindest äußerst schwierig, die bekannte Transporteinrichtung auf beengtem Raum zu bewegen und/oder eine Richtungsänderung vorzunehmen. Diese ist im bekannten Fall nur durch Schwenken der Polygone um eine senkrecht zum Untergrund verlaufende Achse möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transporteinrichtung aufzuzeigen, die bei einem minimalen Aufwand eine hohen Mobilität auch auf engem Raum sowie kleine Abmessungen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Transporteinrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Bei der Erfindung sind wenigstens drei Schreitelemente sowie wenigstens drei Stellglieder vorgesehen, die jeweils auf zwei Schreitelemente einwirken bzw. diese verbinden, so daß sich insgesamt eine polygonartige Anordnung ergibt, deren Seiten von den Stellgliedern gebildet sind, die durch ihren Bewe gungshub eine Verkürzung oder Verlängerung der jeweiligen Seite bewirken und die zumindest teilweise jeweils gelenkig mit den Schreitelementen verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Transporteinrichtung ist beispielsweise Teil eines Systems, welches mehrere Transporteinrichtungen aufweist, die dann als Gruppe gesteuert von einer gemeinsamen Steuereinrichtung bewegt werden.

In ihrer bevorzugten Anwendung ist die erfindungsgemäße Transporteinrichtung Bestandteil eines Arbeits- und/oder Meß- oder Überwachungsgerätes, insbesondere zum Einsatz in gefährlichen Umgebungen, beispielsweise im Strahlungsbereich kerntechnischer Anlagen, beispielsweise von Kernreaktoren. Auch in dieser Anwendung sind vorzugsweise mehrere Transport einrichtungen vorgesehen, die als Gruppe von einer gemein samen Steuereinrichtung aus gesteuert bzw. bewegt werden, wobei wenigstens eine Transporteinrichtung Teil eines das Arbeits-, Meß- oder Prüfgerät aufweisenden Roboters und weitere Transporteinrichtungen Bestandteil von Hilfsrobotern sind, die zum Halten und Nachführen von Leitungen, Leitungs bündeln, Hilfsgeräten usw. dienen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht einen Druckzylinder eines Kernkraftwerkes, zusammen mit einer zur Untersuchung dieses Druckzylinders im Strahlungsbereich angeordneten Meßeinrichtung mit mehreren Transporteinrichtungen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in vereinfachter, vergrößerter Darstellung und in Draufsicht eine Transporteinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Transporteinrichtung der Fig. 2;

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transportein richtung.

In den Figuren ist 1 ein aus Stahl gefertigter Druckzylinder des Reaktors eines Kernkraftwerkes.

Aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, daß dieser Druckzylinder 1, die an den Druckzylinder führenden Leitungen 2 und die zugehörigen Anschlußflansche 3 usw. ständig auf eventuelle Veränderungen, insbesondere auf Material-Risse überprüft werden. Dies ist insofern problematisch, als diese Überprüfung im Strahlungsbereich vorgenommen werden muß.

Für die Überprüfung ist ein Roboter 4 vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Transporteinrichtung 5 und einer an dieser Transporteinrichtung vorgesehenen Ultraschall-Unter suchungseinrichtung 6 besteht, mit der der Druckzylinder 1, die Leitungen 2, Flansche 3 usw. auf vorhandene Material- Defekte oder Risse überprüft werden. Die von der Meßeinrich tung 6 gelieferten Signale werden an eine vom Druckzylinder 1 räumlich entfernte und außerhalb des Strahlungsbereiches liegende Station bzw. Kontroll- und Steuereinrichtung 7 übermittelt und dort ausgewertet, aufgezeichnet usw. Von der Kontroll- und Steuereinrichtung 7 aus wird auch die Bewegung des Roboters 4 und damit der Ultraschall-Meßeinrichtung gesteuert. Die Kontroll- und Steuereinrichtung 7 und der Roboter 4 sind über ein Leitungsbündel 8 miteinander verbun den, welche alle erforderlichen elektrischen Leitungen beispielweise zur Übertragung der Meßsignale vom Roboter 4 an die Kontroll- und Steuereinrichtung 7, zur Steuerung der nachfolgend noch näher beschriebenen Elemente des Roboters, für die Stromversorgung des Roboters usw. sowie auch Mediem- oder Schlauchleitungen (Druckluft-Leitungen, Vakuum-Leitun gen, Hydraulikleitungen usw.) enthält. Durch die Vielzahl der elektrischen Leitungen sowie der Schlauchleitungen weist das Leitungsbündel 8 ein relativ hohes Gewicht je laufenden Meter auf. Aus diesem Grunde sind zusätzlich zum Hauptroboter 4 Hilfsroboter 4′ vorgesehen, die ebenfalls jeweils eine Transporteinrichtung 5 aufweisen. Mit den Transporteinrich tungen sind der Roboter 4 und die Hilfsroboter 4′, die als Träger für das Leitungsbündel 8, d. h. zum Halten und Nach führen des Leitungsbündels 8 dienen, auch an den vertikalen Außenflächen des Druckzylinders 1 sowie an den wegführenden Rohrleitungen 2 bewegbar, und zwar gesteuert von der Kon troll- und Steuereinrichtung 7 bzw. einem dort vorgesehenen Rechner in der Weise, daß der Roboter 4 an jede zu überprü fende Stelle des Druckzylinders 1 sowie der Rohrleitungen 2 bewegbar ist.

Die jeweilige Transporteinrichtung 5 ist als Schreitwerk ausgebildet und in den Fig. 2 und 3 nochmals größer im Detail dargestellt. Die Transporteinrichtung 5 besteht im wesentlichen aus vier in der Fig. 2 plattenartig dargestell ten Trägern 9, die über vier Stellglieder 10 zu einem Viereck miteinander verbunden sind, wobei jeder Träger 9 im Bereich einer Ecke dieses Vierecks vorgesehen ist. Die Stellglieder 10 sind als individuell ansteuerbare Linear-Antriebe ausge bildet und jeweils beidendig mittels eines Gelenkes 11 an zwei in Umfangsrichtung des Vierecks aufeinanderfolgenden Trägern 9 angelenkt, so daß die vier Träger 4 über die Stellglieder 10 und die Gelenke 11 miteinander verbunden sind. Die Stellglieder 10 sind so ausgebildet und ansteuer bar, daß innerhalb eines vorgegebenen maximalen Stellbereichs bzw. Bewegungshubes jeder beliebige Abstand zwischen zwei Trägern 9 durch das zwischen diesen Trägern vorgesehene Stellglied eingestellt werden kann. Die Gelenke 11 sind bei der dargestellten Ausführungsform so ausgebildet, daß sie eine gelenkige Verbindung zwischen dem jeweiligen Ende eines Stellgliedes 10 und dem Träger 9 in allen drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumachsen ermöglichen, d. h. die Gelenke 11 sind beispielsweise Kugelgelenke.

Die Stellglieder 10 sind z. B. elektrische, pneumatische oder hydraulische Linearantriebe. Mit M ist eine gedachte verti kale Mittelebene bezeichnet, die von der Achse bzw. Bewe gungsachse des betreffenden Stellgliedes 10 senkrecht geschnitten wird. Die beiden über dieses Stellglied mitein ander verbundenen Träger 9 sind beidseitig von dieser Mittelachse M angeordnet.

Wie Fig. 3 zeigt, ist an jedem Träger 9 weiterhin ein Hubelement 12 vorgesehen, welches an seinem unteren, über die Unterseite des Trägers 9 wegstehenden Ende einen Standfuß in Form eines Haftelementes 13 trägt.

Mit Hilfe der Hubelemente 12, von denen jeweils nur eines für jedes Haftelement 13 vorgesehen ist, ist jedes Haftelement 13 individuell anhebbar und absenkbar, wie dies in der Fig. 3 mit dem Doppelpfeil B angedeutet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Haftelemente Saugnäpfe, die ge steuert mit einem Unterdruck beaufschlagt und auch wieder belüftet werden können. Die Haftelemente 13 können auch andersartig ausgestaltet sein, beispielweise als Elektro magneten, die zum Halten eines Haftelementes 13 aktiviert und zum Lösen dieses Haftelementes deaktiviert werden.

Durch eine entsprechende Ansteuerung der Stellglieder 10, der Hubelemente 12 und Haftelemente 13 ist eine schreitende Bewegung jeder Transporteinrichtung 5 in beliebigen Richtun gen möglich, wobei bei jedem Bewegungsschritt für diese schreitende Bewegung vorzugsweise stets drei Haftelemente 13 auf dem Untergrund 14, der beispielsweise von der Außenfläche des Druckzylinders 1 oder einer Rohrleitung 2 gebildet ist, festgesaugt bzw. festgelegt sind, während ein Haftelement 13 belüftet und durch dessen Hubelement 12 angehoben ist. Durch Betätigen der Stellglieder 10 des diesem freigegebenen Haftelement 13 zugeordneten Trägers 9 wird dieser bzw. dessen Haftelement 13 von den übrigen Haftelementen wegbewegt, d. h. es führt einen Schritt aus. Anschließend werden zeitlich nacheinander die übrigen Träger 9 durch Betätigen der jeweiligen Stellglieder 10, des jeweiligen Hubelementes 12 und Haftelementes 13 nachbewegt, so daß eine raupenartige, fortschreitende Bewegung der Transporteinrichtung erhalten wird. Durch unterschiedliche Ansteuerung der Stellglieder 10 kann diese Bewegung in jeder Richtung erfolgen, und zwar trotz der linearen Bewegung der Stellglieder entweder auf einem geraden oder auf einem gekrümmten Weg.

Der eigentliche Roboter 4 ist auf einer Plattform 15 vorge sehen, die bei der dargestellten Ausführungsform über eine Schlittenanordnung an einem der Träger 9 gehalten ist. Mit Hilfe der Schlittenanordnung und nicht dargestellter Antriebe ist die Plattform 15 und die dort vorgesehene Ultraschall- Meßeinrichtung 6 in zwei Achsen einer parallel zum Untergrund 14 verlaufenden Ebene kontinuierlich oder in kleinen Schrit ten einstellbar, wie dies in der Fig. 2 mit den Achsen X und y angedeutet ist. Der maximale Bewegungshub, der mit der Schlittenanordnung in jeder Achsrichtung (beispielsweise durch eine Vielzahl von kleinen Bewegungsschritten) möglich ist, ist gleich oder etwas größer als der maximale Bewegungs hub bzw. Schritt der Stellglieder 10.

Durch diese Einstellung der Meßeinrichtung 6 in den beiden Achsen X und Y sind beim Bewegen der Transporteinrichtung 5 entlang des Untergrundes 14 für den jeweiligen Träger 9 bzw. das zugehörige Haftelement 14 große Schritte möglich, um auf diese Weise trotz der sukzessiven Bewegung der Träger 9 und Haftelemente 13 eine ausreichend hohe Bewegungsgeschwindig keit für die Transportvorrichtung 5 zu erreichen. Durch die Fein-Positionierung der Meßeinrichtung 6 durch die Schlitten anordnung kann dennoch auch in einem sehr feinen Raster jeder gewünschte Punkt von der Meßeinrichtung erfaßt werden.

Bei den Hilfsroboters 4′ ist auf der Plattform 15, die in diesem Fall fest und nicht über eine Schlittenanordnung mit einem der Träger 9 verbunden ist, eine vorzugsweise schwenk bare Halterung für das Leitungsbündel 8 vorgesehen.

Die Fig. 4 zeigt in einer Darstellung wie Fig. 2 als weitere Ausführungsform eine Transporteinrichtung 5a, die sich von der Transporteinrichtung im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß insgesamt acht Träger 9 vorgesehen sind, die jeweils wiederum ein Hubelement 12 mit einem Haftelement 13 aufweisen und die über die Stellglieder 10 und die Gelenke 11 gelenkig zu einem geschlossenen Polygon miteinander verbunden sind. Auch bei dieser Ausführungsform sind sämt liche Stellglieder 10, Hubelemente 12 und Haftelemente 13 individuell ansteuerbar, und zwar die Stellglieder 10 wiederum für die lineare Bewegung in der Achsrichtung der Längserstreckung dieser Stellglieder, wobei innerhalb eines vorgegebenen Hub- bzw. Bewegungsbereiches beliebige Stellun gen anfahrbar sind.

Die Transporteinrichtung 5 bietet durch die höhere Anzahl der Haftelemente 13 eine höhere Sicherheit. Darüber hinaus ist auch eine von der Bewegung der Träger bzw. Haftelemente 13 der Transporteinrichtung 5 abweichende Bewegung beispiels weise in der Form möglich, daß bei der Transporteinrichtung 5a für eine geradlinige Bewegung, beispielsweise für eine geradlinige Bewegung in Richtung des Pfeiles C die Träger 9 jeweils in Gruppen weiterbewegt werden, und zwar zunächst die in der Fig. 4 mit I bezeichnete Gruppe der drei rechten Träger 9, dann die Gruppe II der beiden mittleren Träger 9 und schließlich die Gruppe III der drei linken Träger 9.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Abwandlungen sowie Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Erfindungsgedanke verlassen wird.

So ist es beispielsweise möglich, zusätzlich zu den Stell gliedern 10 und Hubelementen 12 noch weitere Hubelemente vorzusehen, mit denen die Schwenkbewegung im Bereich der Gelenke 11 gesteuert und/oder Schwenkachsen dieser Gelenke blockiert werden können.

Weiterhin ist es auch möglich, die jeweilige Transportein richtung so auszubilden, daß die dortige Anzahl der Träger 9 von der Anzahl dieser Träger bei den beschriebenen Transport einrichtungen 5 bzw. 5a abweicht.

Ferner ist es möglich, für die Roboter 4 und Hilfsroboter 4′ jeweils unterschiedliche Transporteinrichtungen vorzusehen, beispielsweise für den Roboter 4 die Transporteinrichtung 5a und für wenigstens einen Teil der Hilfsroboter 4′ die Transporteinrichtung 5.

Bezugszeichenliste

1 Druckzylinder
2 Rohrleitung
3 Flansch
4 Roboter
4′ Hilfsroboter
5, 5a Transporteinrichtung
6 Ultraschall-Meßeinrichtung
7 Kontroll- und Steuereinrichtung
8 Leitungsbündel
9 Träger
10 Stellglied
11 Gelenk
12 Hubelement
13 Haftelement
14 Untergrund
15 Plattform

Claims

1. Transporteinrichtung für eine gesteuerte, schreitende Bewegung entlang eines Untergrundes (14), mit mehreren Schreitelementen (9), die jeweils ein Stand- oder Fußelement aufweisen, welches zum Anlegen und Abheben an den bzw. von dem Untergrund (14) durch ein Hubelement (12) in einer ersten Achsrichtung absenkbar bzw. abhebbar ist, sowie mit zwischen den Schreitelementen (9) wirken den Stellgliedern (10) zur Erzeugung jeweils einer linearen Relativbewegung zwischen zwei Schreitelementen (9) innerhalb eines vorgegebenen Bewegungshubes in einer Bewegungsachse, dadurch gekennzeichnet, daß zwei über jeweils wenigstens ein Stellglied (10) miteinander verbundene Schreitelemente (9) beidseitig von einer gedachten, die Bewegungsachse rechtwinklig schneidenden Mittelebene (M) angeordnet sind und durch das Hubelement (12) in Richtung dieser Achse aufeinander zu und von einander weg bewegbar sind, und daß wenigstens drei Schreitelemente (9) vorgesehen sind, die über jeweils wenigstens ein Stellglied (10) zu einer polygonartigen Anordnung miteinander verbunden sind.

2. Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jedes Stellglied (10) die beiden Schreit elemente (9) arm- oder lenkerartig miteinander ver bindet.

3. Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) zumindest an einem Ende an wenigstens einem Schreitelement (9) über eine mindestens ein Gelenk (11) aufweisende Gelenk anordnung um wenigstens eine Achse schwenkbar angelenkt ist.

4. Transporteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Stellglied (10) über die Gelenkanord nung (11) um wenigstens zwei, vorzugsweise um drei Raumachsen schwenkbar an dem Schreitelement (9) angelenkt ist.

5. Transporteinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) an beiden Schreitelementen (9), zwischen denen dieses Stellglied (10) wirkt, über die Gelenkanordnung angelenkt ist.

6. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in der polygonartigen Anordnung Stellglieder (10) und Schreitelemente (9) einander abwechseln.

7. Transporteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schreitelemente (9) jeweils den Bereich der Ecken der polygonartigen Anordnung bilden.

8. Transporteinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeich net durch wenigstens vier Schreitelement (9) und wenig stens vier zwischen diesen Schreitelementen (9) wirkenden Stellgliedern (10).

9. Transporteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß mehr als vier Schreitelemente (9) vorge sehen sind.

10. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stellglieder (9) gleich der Anzahl der Schreitelemente (9) oder einem Vielfachen hiervon ist.

11. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (10) und/oder die Hubelemente (12) durch eine Steuereinrich tung (7) einzeln oder in Gruppen individuell ansteuerbar sind.

12. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß an ihr ein Träger (15) vorgesehen ist, der mittels einer Schlittenanordnung in wenigstens einer Raumachse, vorzugsweise in zwei senk recht zueinander verlaufenden Raumachsen (X, Y), konti nuierlich oder in Schritten bewegbar ist, die um ein Vielfaches kleiner sind als der maximale Bewegungshub des wenigstens einen Stellgliedes (10).

13. Transporteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der maximale Bewegungshub des Schlittens gleich oder etwas größer ist als der maximale Bewegungs hub des wenigstens einen Stellgliedes (10).

14. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stand- oder Halteelemente von Vakuum-Saugern und/oder Elektromagneten gebildete Hafteinrichtungen sind.

15. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubelemente (12) und/oder die Stellglieder (10) elektrische, pneumatische oder hydraulische Hubelemente oder Stellglieder sind.

16. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Teil eines Roboters (4) mit einem Arbeitsgerät, vorzugsweise mit einer Meß- oder Prüfeinrichtung (6).

17. Transporteinrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Hilfsroboter (4′) zum Halten und Nachführen von Leitungen oder Leitungsbündeln eines Arbeitsgerätes (6) an eine Kontroll- und/oder Steuerein richtung (7).