DE69001885T2

DE69001885T2 - Handhabungsgerät grosser Abmessungen und Kapazität zur Verwendung in offener Umgebung.

Info

Publication number: DE69001885T2
Application number: DE90420458T
Authority: DE
Inventors: Michel Gendrault; Charles Andre Roch
Original assignee: BATIMENT CONSTRUCTION CIE GLE; Potain SA
Current assignee: BATIMENT CONSTRUCTION CIE GLE; Manitowoc Crane Group France SAS
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: DE69001885D1; FI93636C; EP0428453A1; FI93636B; DK0428453T3; JPH03178785A; US5217344A; FI905295A0; ATE90262T1; FR2653761B1; EP0428453B1; FR2653761A1; ES2042255T3; NO904663D0; JP2544833B2; NO904663L

Description

Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät (Roboter) großer Abmessung und Kapazität zur Verwendung in offener Umgebung, d.h. draußen. Die Erfindung wird insbesondere bei verschiedenen Handhabungen und Betätigungen an Baustellen eingesetzt, und zwar für Gebäude, Bauten allgemein und öffentliche Arbeiten und dergleichen. Die Erfindung kann als Weiterentwicklung herkömmlicher Hebezeuge, beispielsweise von Kränen, angesehen werden.
Der Einsatz der Robotertechnik beim Heben schwerer Lasten, insbesondere schwerer als eine Tonne, wie dies häufig bei Baustellen der Fall ist, ist gegenwärtig begrenzt. Herkömmliche Roboter oder Handhabungsgeräte ermöglichen es nicht, eine schwere Last präzise zu positionieren, weil einerseits die Struktur des Geräts hierbei stark verformt wird, und weil andererseits Unterschiede in den Verformungen zwischen dem belasteten und dem unbelasteten Zustand auftreten.
Bei bekannten Geräten, beispielsweise wie diese im französischen Patent 2 383 758 beschrieben sind, wird das Problem der genauen Positionierung der gehandhabten Lasten dadurch gelöst, daß mehrere Roboter verwendet werden, wobei jeder Roboter unterschiedliche Funktionen ausübt. Die Funktionen der Roboter werden kombiniert, um die gegebene Aufgabe zu lösen. Die Roboteranordnung kann beispielsweise aus einem ersten Roboter bestehen, der die Last hebt und der sie vertikal stützt. Ein zweiter Roboter stellt die horizontale Verschiebung der Last und deren Führung sicher. Diese Ausführungsformen benötigen eine Infrastruktur, die den Einsatz dieser Anordnung auf das Herstellen beschränkt, wo die Aufgaben sich wiederholen.
Bei Bauarbeiten dagegen (Hochbau sowie Tiefbau) entwickeln sich dagegen die Aufgaben abhängig vom Arbeitsfortschritt, so daß eine Anordnung mit derartigen Robotern nicht eingesetzt werden kann, auch wegen der Dimensionen der Arbeit und wegen der Schwierigkeit, eine provisorische Struktur unterhalb der Arbeiten zu installieren.
Die vorliegende Erfindung zeigt eine Lösung für die genaue und automatisierte Positionierung schwerer Lasten in offener, nicht strukturierter Umgebung auf.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einem Handhabungsgerät oder Roboter großer Abmessung und Kapazität aus, der durch die Kombination der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
- einen motorisierten Träger mit schlank aufsteigender, elastisch verformbarer Struktur, der im wesentlichen aus einem Mast gebildet ist, der um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbar ist, sowie aus einem Arm, der an die Spitze des Mastes um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkbar angelenkt ist und der aus mehreren Elementen besteht, die aneinander um Achsen angelenkt sind, die zur vorhergehenden Achse parallel sind, wobei der Arm in einer vertikalen Ebene, die durch die Drehachse des Mastes geht, auffaltbar und zusammenfaltbar ist,
- einen motorisierten Kompensationsarm, dessen Trägheit, verglichen mit derjenigen des Armes des Trägers relativ gering ist, der teleskopierbar und ausrichtbar ist, der einen redundanten Freiheitsgrad hat und der einen Traggreifer zum Nachweis aktiver Belastungen hat,
- eine motorisierte Verbindung des Kompensationsarms mit dem Ende des Arms des Trägers,
- Mittel zum Steuern und für die Kontrolle der Motorisierung des Trägers des Kompensationsarms und der Verbindung des Kompensationsarms mit dem Träger, wobei diese Mittel zum Steuern und für die Kontrolle mit Hilfe von Belastungsaufnehmern die Kontrolle der Betätiger des Kompensationsarms sicherstellen, wobei die aktive Übereinstimmung des Kompensationsarms in Abhängigkeit von der Kopplung an Betätiger des Trägers sichergestellt wird, insbesondere um die elastische Verformung des Trägers zu kompensieren,
- Mittel zur Energieversorgung und für die Steuerung/Kontrolle eines Greifers, der vom Traggreifer getragen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Träger ein festes oder verfahrbares Chassis aufweist, das die Verbindung mit dem Boden herstellt, über dem sich eine motorisierte Ausrichteinheit und ein Drehchassis befinden, das mit einem Basismast versehen ist, der zusätzliche Bauelemente des Mastes aufnehmen kann, um einen aufrichtbaren Mast auszubilden, an dem in vertikaler Richtung ein Kulissenstein verschiebbar ist, der aus einem teleskopierbaren Käfig gebildet wird, der den Mast umgibt, und aus einer Stütze für einen drehbaren Ballast zum Gewichtsausgleich, der an der Rückseite des Trägers vorgesehen ist, wobei der Kulissenstein an seinem vorderen Teil die horizontale Schwenkachse des Armes trägt.
Vorzugsweise besteht der Arm des Trägers aus drei Elementen, wobei ein erster Arm vorgesehen ist, dessen rückwärtiger Teil torförmig ausgebildet ist, um beidseits auf den Kulissenstein gefaltet zu werden, ferner aus einem zweiten Arm, der an das vordere Ende des ersten Arms angelenkt ist, und aus einem dritten Arm, der an das vordere Ende des zweiten Arms angelenkt ist, wobei der dritte Arm an seinem vorderen Ende die motorisierte Verbindung des Kompensationsarms trägt.
Bei einer besonderen Ausführungsform ist die motorisierte Verbindung zwischen dem Kompensationsarm und dem Ende des Armes des Trägers als Kardanverbindung ausgebildet, die von einer ersten, motorisierten Achse ausgebildet wird, die sich parallel zur horizontalen Schwenkachse des Armes des Trägers erstreckt, wodurch eine winkelige Bewegung des Kompensationsarms in einer Ebene ermöglicht wird, die sich im wesentlichen vertikal erstreckt und die die Drehachse des Mastes enthält, und aus einer zweiten motorisierten Achse, die sich senkrecht zur ersten Achse erstreckt und die eine winkelige Bewegung des Kompensationsarms in einer Ebene ermöglicht, die sich im wesentlichen senkrecht zur vorhergehenden Ebene erstreckt.
Entsprechend einem anderen kennzeichnenden Merkmal weist der Kompensationsarm ein Teleskopelement auf, das im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und dessen fester oberer Teil mit dem vorderen Ende des letzten Elements des Arms des Trägers über die motorisierte Verbindung verbunden ist, und dessen unterer, gleitender Teil mit Hilfe des Kardangelenks den Traggreifer führt und hält, der von drei doppelt wirkenden Kolben- Zylinder-Einheiten gesteuert wird, die mit einem Konus von 120º untereinander gleichmäßig verteilt sind und die den Traggreifer mit dem Umfang des festen Teils des Teleskopelements über Universalgelenke oder Gelenklager verbinden.
Entsprechend einem komplementären Merkmal besteht der Traggreifer des Kompensationsarms aus einer oberen Plattform, die an ihrer Oberseite Universalgelenke oder Gelenklager aufnimmt, mit denen die drei doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten verbunden sind, sowie eine untere Plattform, die an ihrer Unterseite eine motorisierte Ausrichteinheit des Greifers aufnimmt, wobei die Plattformen im wesentlichen koaxial angeordnet sind und miteinander über eine Gitterstruktur verbunden sind, die symmetrisch und geschlossen ist und die aus sechs Schwingarmen einstellbarer Länge gebildet wird, mit einem Lastaufnehmer, und die mit den Plattformen über Universalgelenke oder Gelenklager verbunden ist. Evtl. weisen die Schwing jeweils eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit auf, die unabhängig von den drei vorher erwähnten doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten gesteuert werden, die den Traggreifer steuern.
Die Erfindung wird besser unter Zuhilfennahme der folgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die angefügten schematischen Zeichnungen verstanden, die beispielshaft und nicht beschränkend eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Roboters (Handhabungsgeräts) großer Abmessungen und großer Kapazität zum Einsatz in offener Umgebung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Handhabungsgeräts;
Fig. 2 den Träger des Handhabungsgeräts in einer zum Transport vollständig eingefalteten Lage;
Fig. 3 das Handhabungsgerät, wobei ein Ballastgewicht drehend auf dem Gleitstein angeordnet wird;
Fig. 4 das Handhabungsgerät, wobei ein zusätzliches Element des Mastes an Ort und Stelle gebracht wird;
Fig. 5 das Handhabungsgerät in seiner niedrigsten Arbeitsposition, und zwar ohne zusätzliches Mastelement;
Fig. 6 bis 9 zeigen das Handhabungsgerät in verschiedenen Arbeitspositionen, wobei ein, zwei, drei oder vier zusätzliche Mastelemente eingesetzt werden;
Fig. 10 schematisch und perspektivisch den Kompensatorarm als solchen;
Fig. 11 eine Ansicht des Kompensatorarms;
Fig. 12 eine Seitenansicht des Kompensatorarms;
Fig. 13 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Arbeitsweise Handhabungsgeräts.
Das in Fig. 1 gezeigte Handhabungsgerät, im folgenden auch Roboter genannt, weist im wesentlichen einen motorisierten Träger 1 mit großen Abmessungen und mit einer schlank aufsteigenden Struktur auf, die elastisch verformbar ist, sowie einen motorisierten Kompensationsarm 2, dessen Struktur sich durch eine geringe Trägheit auszeichnet, und der einen Lastaufnehmer oder einen Werkzeugträger 3 trägt und mit Energie versorgt. Der Lastaufnehmer ist hier lediglich beispielsweise und zur Erläuterung als Haken gezeigt.
Der Träger 1 hat ein festes oder fahrbares Chassis 4, der die Verbindung mit dem Boden der Baustelle sicherstellt, auf dem der Roboter installiert ist. Das Chassis 4 wird von einer motorisierten Ausrichteinheit 5 überragt, die ein sich drehendes Chassis 6 trägt, das mit einem Basismast 7 versehen ist. Der Basismast 7 kann zusätzliche Elemente 8 des Mastes aufnehmen, um einen aufrichtbaren Mast 9 auszubilden, an dem vertikal ein Gleitstein oder Gleitelement 10 verschiebbar ist, der aus einem teleskopierbaren Käfig 11 besteht, der den Mast 9 umgibt, und einer Stütze 12 für ein dem Gewichtsausgleich dienendes, drehbares Gegengewicht 13, das an der Rückseite des Trägers 1 vorgesehen ist. Der Gleitstein 10 trägt beidseits an seinem rückwärtigen Teil 14 eine horizontale Achse 15, die zum Anlenken eines Arms 16 dient, der zusammenfaltbar und auffaltbar ist und der aus drei Bauelementen gebildet wird, die aneinander angelenkt sind. Diese drei Bauelemente werden als erster Arm 17, zweiter Arm 18 bzw. dritter Arm 19 bezeichnet. Der rückwärtige Teil 20 des ersten Arms ist portalförmig ausgebildet, so daß er symmetrisch beidseits des Gleitsteins 10 um die horizontale Achse 15 angeordnet und angelenkt werden kann. Die Schwenkachsen 21 bzw. 22 der Enden, bezogen auf den ersten Arm 17, den zweiten Arm 18 und den dritten Arm 19 sind parallel zur horizontalen Achse 15 und sie sind derart angeordnet, daß in der in Fig. 2 gezeigten Transportlage der Arm 16 vollständig nach Art einer Spirale auf sich gefaltet ist. Die Elemente 17, 18, 19, die den Arm 16 ausbilden, befinden sich also im wesentlichen parallel zur Erde, wodurch eine Art Sattelzug für die Räder 23 eines Zugfahrzeugs 24 ausgebildet wird und für die Räder 25 des Anhängers, der vom Chassis 4 des Trägers 1 des eigentlichen Roboters ausgebildet wird.
Die Motorisierung des Trägers 1 wird über eine zentrale Energieversorgung sichergestellt, über einen Reduziermotor zum Ausrichten das sich drehenden Teils, über eine Vorrichtung zum Teleskopieren des Gleitsteins 10 längs des Mastes 9, die nicht dargestellt ist, und über doppelt wirkende Kolben-Zylinder- Einheiten 26, 27, 28 zum Verschwenken der Arme 17, 18, 19, die das Anheben und die Verteilung der Lasten sicherstellen. Diese Teile sind schematisch gezeigt. Die Kolben-Zylinder-Einheit 26 oder diese Einheiten stellen das Verschwenken des ersten Arms 17 bezogen auf den Kulissenstein 10 um die Achse 15 sicher. Die Einheit oder die Einheiten 27 stellen das Verschwenken des zweiten Arms 18 bezogen auf den ersten Arm 17 um die Achse 21 sicher. Die Einheit 28 oder die Einheiten 28 stellen das Verschwenken des drittten Arms 19 bezüglich des zweiten Arms 18 um die Achse 22 sicher.
Der schematisch in den Fig. 10 bis 12 gezeigte Kompensationsarm 2 hat eine motorierste Kardanverbindung mit dem vorderen Ende des dritten Arms 19 des Trägers 1. Die Kardanverbindung 29 besteht aus einer ersten motorisierten Achse 30 parallel zur horizontalen Schwenkachse 15 des Arms 16 am Gleitstein 10, wodurch eine Winkelbewegung des Kompensationsarms 2 in einer Ebene sichergestellt wird, die im wesentlichen vertikal verläuft und die die Drehachse des Mastes 9 enthält, sowie eine zweite motorisierte Achse 31, die dazu rechtwinklig verläuft und die vorzugsweise die erste motorisierte Achse 30 schneidet, wodurch eine winkelige Bewegung des Kompensationsarmes 2 in einer Ebene sichergestellt wird, die im wesentlichen vertikal und rechtwinklig zur vorhergehenden verläuft. Der Kompensationsarm 2 hat weiterhin ein Teleskopelement 32, das im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, und dessen oberer Teil 33 fest mit der Kardanverbindung 29 verbunden ist und dessen unterer, gleitender Teil 34 mit Hilfe eines Kardangelenks 35 einen Traggreifer 36 führt und hält, dessen Positionierung mit Hilfe von drei doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten 37 gesteuert wird, die regelmäßig in einem Konus von 120º zueinander beabstandet angeordnet sind, die den Traggreifer 36 mit dem Umfang des festen Teils 33 des Teleskopelements 32 verbinden, und zwar über Universalgelenke oder Gelenklager 38, 39. Der Traggreifer 36 besteht aus einer oberen Plattform 40, die an ihrer Oberseite Universalgelenke oder Gelenklager 38 aufnimmt, die die drei doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten 37 aufnehmen, sowie aus einer unteren Plattform 41, die an der Unterseite eine motorisierte Ausrichteinheit 42 des Lastaufnehmers 3 aufnimmt. Die beiden Plateaus 40, 41 sind im wesentlichen koaxial ausgerichtet und sie sind miteinander über eine geschlossene Gitterstruktur 43 verbunden, die symmetrisch ist und die von sechs Schwingarmen 44 mit verstellbarer Länge ausgebildet wird, die jeweils eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit 45 enthalten mit einem Lastaufnehmer 46, der unabhängig von den drei Kolben-Zylinder-Einheiten 37 gesteuert wird, wobei die Schwingarme 44 mit den Plateaus 40, 41 über Universalgelenke oder Gelenklager 47, 48 verbunden sind.
Der Roboter hat weiterhin Steuerungsmittel und Regelungsmittel für die Motorisierung des Trägers 1, um dem Bewegungsablauf zu folgen, und für das absolute Positionieren des Traggreifers oder der Last, sowie auch für die Motorisierung des Kompensationsarms 2 zur Feinpositionierung und zur Relativpositionierung des Lastaufnehmers oder der Last bezüglich des in Betrag gezogenen Objekts.
Bei dieser Ausführungsform besitzt der Träger 1 die drei Freiheitsgrade der Position, während der Kompensationsarm 2 zusätzlich zu den drei Freiheitsgraden der Ausrichtung drei redundante Freiheitsgrade für die Position besitzt, nämlich für die Feinpositionierung des Lastaufnehmers oder der Last sowie eine Traggreifervorrichtung 36 für den Nachweis der sechs Kraftkomponenten mit aktiver Wirkung für die relative Endpositionierung. Das erfindungsgemäße Handhabungsgerät arbeitet wie vorstehend beschrieben. Ausgehend von der anfänglichen und endgültigen Lokalisierung des Mittelpunkts der Last in der absoluten Markierung der Baustelle bei einem vorgegebenen Handhabungszyklus erfolgen Versetzungen mit großer Amplitude unter Vermeidung von Hindernissen bei automatisch programmiertem Gerät oder mit Hilfe der Betätiger des Trägers 1. Während der mit großer Amplitude erfolgenden Versetzungen bleibt der Kompensationsarm 2 in einer im wesentlichen vertikalen Position und zwar wegen des Ankuppelns der Motorisierung der Kardanverbindung mit der Motorisierung der Kolben- Zylinder-Einheiten 26, 27, 28 für das Zusammenfalten oder Auffalten der Arme 17, 18, 19. Wenn der Lastaufnehmer oder die Last in der endgültigen Position des Mittelpunkts des Lastaufnehmers bei inhärenten Toleranzen des Systems ankommt, dann schalten die Betätiger des Kompensationsarms 2 das Relais der Betätiger des Trägers 1 ein, um die Feinpositionierung des Lastaufnehmers oder der Last sicherzustellen. Beim Andocken stellen die Betätiger des Kompensationsarms 2 mit Hilfe der Kraftaufnehmer 46 des Traggreifers 36 die Annulierung der horizontalen Kräfte und der Kontaktmomente bis zu derjenigen Position sicher, in der die Last gegriffen oder abgesetzt wird. Beim fortschreitenden Transport der Last vom Boden zum Roboter oder umgekehrt stellen die Betätiger des Trägers 1 eine progressive Korrektur der Verformung der Struktur des Roboters abhängig von dessen Belastungszustand sicher, während gleichzeitig die Betätiger des Kompensationsarms 2 mit Hilfe der Lastaufnehmer 46 des Traggreifers 36 sicherstellen, daß die horizontalen Kräfte und die Berührungsmomente den Wert Null erhalten.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform stellt die Steuerung der Betätiger des Kompensationsarms 2 progressiv die Korrektur der Verformung der Struktur des Trägers 1 abhängig von dessen Belastungszustand sicher und gleichzeitig die Regulierung der horizontalen Kräfte und der Berühungsmomente auf den Wert Null.
Fig. 2 zeigt, daß der Roboter so konstruiert ist, daß er von
Fig. 2 zeigt, daß der Roboter so konstruiert ist, daß er von einer Baustelle zur nächsten Baustelle gezogen werden kann. Bei der hier dargestellten Aufliegerversion ist der Hauptteil des Roboters nach Art eines Anhängers ausgebildet, der vom Chassis 4 des Roboters gebildet wird, mit dem die motorisierte Vorrichtung 5 zum Ausrichten verbunden ist, ferner das sich drehende Chassis 6 mitsamt dem Grundmast 7, der Gleitstein 10 und der Arm 16, der vollständig zusammengefaltet ist. Die anderen Bauelemente, beispielsweise der Ballast 13, die zusätzlichen Mastelemente 8, der Kompensationsarm 2 und der Lastaufnehmer oder der Werkzeugträger 3, werden bei dieser Ausführungsform getrennt transportiert.
Bei der Ankunft an der Baustelle wird der Roboter an der vorgesehenen Stelle aufgestellt, und zwar mit Hilfe von teleskopierbaren oder faltbaren Arme, die am Chassis 4 befestigt sind, und die an ihren Enden entweder Stützkolben haben (stationäre Version) oder Rollen oder auch ein Fahrgestell (schienengebundene Version).
der Hauptteil des Roboters wird entfaltet und der Roboter ist jetzt mit seinem Kompensationsarm 2 versehen.
Fig. 3 zeigt, daß der Roboter so konstruiert ist, daß der Träger 1 selbst gewichtsmäßig ausgeglichen wird. Der Gleitstein oder das Gleitelement 10 bleibt am Basismast 7 des Drehchassis 6 in der niedrigsten Position montiert und der erste Arm 17 wird in die äußerste Position angehoben, beispielsweise im wesentlichen vertikal. Der Roboter greift das Gewicht 13, das sich hinter dem Träger 1 befindet, und zwar mit Hilfe seines Arms 16, der den Kompensationsarm 2 trägt oder auch nicht, und zwar derart dimensioniert, daß der dritte Arm 19, bzw. ggf. der Kompensationsarm 2, durch die Beine des Portals 20 hindurchgehen können, das den rückwärtigen Teil des ersten Arms 17 ausbildet, wobei die Stütze 12 des Gleitsteins 10 an Ort und Stelle gebracht wird.
mehrere Konfigurationen einnehmen, wobei die zusätzlichen Elemente 8 des Mastes an Ort und Stelle gebracht werden.
Die Fig. 5 bis 9 zeigen den Roboter in verschiedenen Arbeitspositionen, und zwar bei Konfigurationen entsprechend null, eins, zwei, drei oder vier zusätzlichen Elementen 8 des Mastes.
Fig. 4 zeigt, daß der Roboter so konstruiert ist, daß er selbst die zusätzlichen Elemente 8 des Mastes an Ort und Stelle bringt. Der Gleitstein 10 ist am Grundmast 7 des Drehchassis 6 befestigt oder allgemeiner am Mast 9. Der Roboter greift ein zusätzliches Element 8 des Mastes, das sich vor dem Träger 1 befindet, und zwar mit Hilfe seines Armes 16, der den Kompensationsarm 2 trägt oder auch nicht und das Element wird an die Spitze des Mastes 9 verbracht, der sich schon an Ort und Stelle befindet. Die Schwenkachse 15 des Arms 16 am Gleitstein 10 wird positioniert, und zwar mit einem Versatz nach hinten, bezogen auf die vertikale Drehachse des Mastes 9, derart, daß das Verbringen der zusätzlichen Elemente 8 des Mastes an Ort und Stelle erfolgen kann, wenn der erste Arm 17 sich in einer im wesentlichen vertikalen Position befindet.
Die Arbeitsweise des gesamten Roboters wird im folgenden anhand von Fig. 13 erläutert. Im unteren Teil der Fig. 13 sind durch Kästchen angedeutet:
- Die Betätiger 49, 50, 51 des Trägers 1, des Kompensationsarms 2 und, abhängig vom Einsatz des Roboters, des Lastaufnehmers oder des Werkzeugträgers 3;
- Steuerungsmittel oder Regelungsmittel 53 für die verschiedenen Betätiger;
- Positionsaufnehmer 54 und Geschwindigkeitsaufnehmer 55 sowie auch Lastaufnehmer 56, die an ihre Betätiger angeschlossen sind.
Zum Arbeiten insbesondere bei automatischem Betrieb hat der Roboter eine Logikschaltung 57, die insbesondere zum Erarbeiten der Bewegungen dient und für die Steuerung jedes Betätigers. Die Schaltung 57 steht in Beziehung mit Überwachungen und lokalen Steuerungen 58 und auch mit Sicherheitselementen und mit Elementen für die Wahrnehmung der Umgebungsbedingungen. Diese Elemente sind bei Position 59 angedeutet.
Die Funktionsweise des Roboters bei automatischem Betrieb wird durch eine Programmierung 60 außerhalb der Leitung sichergestellt, die außerhalb programmiert worden ist und die eine Logikschaltung 61 für den Betrieb aufweist, wie dies im oberen Teil von Fig. 13 gezeigt ist.
Der Roboter speichert also die wesentlichen Merkmale der durchgeführten Arbeiten (unter Berücksichtigung des Betriebs 62), wobei eine Wiederherstellung dieser Informationen zum Aktualisieren der Datenbank in Bezug auf die jeweiligen Gegebenheiten unabdingbar ist, um außerhalb der Leitung und an anderem Ort programmieren zu können. Vgl. die gestrichelt eingezeichnete Rückschleife 63.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Handhabungsgerät großer Abmessung und Kapazität zur Verwendung in offener Umgebung beschränkt, wie dies vorstehend lediglich beispielhaft beschrieben wurde. Ganz im Gegenteil umfaßt die Erfindung alle Abänderungen, die das gleiche Prinzip benutzen, und zwar unabhängig davon, welche Konstruktionsdetails und welche besonderen Einsatzgebiete auf dem Gebiet des Hoch- und Tiefbaus ins Auge gefaßt werden (Gebäude und öffentliche Arbeiten), sowie auch andere Aktivitäten, die dazu gehören können. Diese Anwendungen sind nicht auf die Handhabung von Lasten begrenzt, sondern sie umfassen auch Abrißarbeiten und Renovierungsarbeiten unter Verwendung geigneter Werkzeuge.

Claims

1. Handhabungsgerät großer Abmessung und Kapazität zur Verwendung in offener Umgebung,

gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

- einen motorisierten Träger (1) mit schlank aufsteigender, elastisch verformbarer Struktur, der im wesentlichen aus einem Mast (9) gebildet ist, der um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbar ist, sowie aus einem Arm (16), der an die Spitze des Mastes (9) um eine im wesentlichen horizontale Achse (5) schwenkbar angelenkt ist und der aus mehreren Elementen (17,18,19) besteht, die aneinander um Achsen (21,22) angelenkt sind, die zur vorhergehenden Achse (15) parallel sind, wobei der Arm (16) in einer vertikalen Ebene, die durch die Drehachse des Mastes (9) geht, auffaltbar und zusammenfaltbar ist,

- einen motorisierten Kompensationsarm (2), dessen Trägheit, verglichen mit derjenigen des Armes (16) des Trägers (1) relativ gering ist, der teleskopierbar und ausrichtbar ist, der einen redundanten Freiheitsgrad hat und der einen Traggreifer (36) zum Nachweis aktiver Belastungen hat,

- eine motorisierte Verbindung (29) des Kompensationsarms (2) mit dem Ende des Arms (16) des Trägers (1),

- Mittel zum Steuern und für die Kontrolle der Motorisierung des Trägers (1) des Kompensationsarms (2) und der Verbindung (29) des Kompensationsarms (2) mit dem Träger (1), wobei diese Mittel zum Steuern und für die Kontrolle mit Hilfe von Belastungsaufnehmern die Kontrolle der Betätiger des Kompensationsarms (2) sicherstellen, wobei die aktive Übereinstimmung des Kompensationsarms (2) in Abhängigkeit von der Kopplung an Betätiger des Trägers (1) sichergestellt wird, insbesondere um die elastische Verformung des Trägers (1) zu kompesieren,

Mittel zur Energieversorgung und für die Steuerung/Kontrolle eines Greifers (3), der vom Traggreifer (36) getragen ist.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) ein festes oder verfahrbares Chassis (4) aufweist, das die Verbindung mit dem Boden herstellt, über dem sich eine motorisierte Ausrichteinheit (5) und ein Drehchassis (6) befinden, das mit einem Basismast (7) versehen ist, der zusätzliche Bauelemente des Mastes (8) aufnehmen kann, um einen aufrichtbaren Mast (9) auszubilden, an dem in vertikaler Richtung ein Kulissenstein (10) verschiebbar ist, der aus einem teleskopierbaren Käfig (11) gebildet wird, der den Mast (9) umgibt, und aus einer Stütze (12) für einen drehbaren Ballast (13) zum Gewichtsausgleich, der an der Rückseite des Trägers (1) vorgesehen ist, wobei der Kulissenstein (10) an seinem vorderen Teil (14) die horizontale Schwenkachse (15) des Armes (16) trägt.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (16) des Trägers (1) aus einem ersten Arm (17) besteht, dessen rückwärtiger Teil (20) torförmig ausgebildet ist, um beidseits (bei Pos. 15) auf den Kulissenstein (10) gefaltet zu werden, ferner aus einem zweiten Arm (18), der (bei Pos. 21) an das vordere Ende des ersten Arms (17) angelenkt ist, und aus einem dritten Arm (19), der (bei Pos. 22) an das vordere Ende des zweiten Arms (18) angelenkt ist, wobei der dritte Arm (19) an seinem vorderen Ende die motorisierte Verbindung (29) des Kompensationsarms (2) trägt.

4. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die motorisierte Verbindung zwischen dem Kompensationsarm (2) und dem Ende des Armes (16) des Trägers (1) als Kardanverbindung ausgebildet ist, die von einer ersten, motorisierten Achse (30) ausgebildet wird, die sich parallel zur horizontalen Schwenkachse (15) des Armes (16) des Trägers (1) erstreckt, wodurch eine winkelige Bewegung des Kompensationsarms (2) in einer Ebene ermöglicht wird, die sich im wesentlichen vertikal erstreckt und die die Drehachse des Mastes (9) enthält, und aus einer zweiten motorisierten Achse (31), die sich senkrecht zur ersten Achse (30) erstreckt und die eine winkelige Bewegung des Kompensationsarms (2) in einer Ebene ermöglicht, die sich im wesentlichen senkrecht zur vorhergehenden Ebene erstreckt.

5. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsarm (2) ein Teleskopelement (32) aufweist, das im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und dessen fester oberer Teil (33) mit dem vorderen Ende des letzten Elements (19) des Arms (16) des Trägers (1) über die motorisierte Verbindung (29) verbunden ist, und dessen unterer, gleitender Teil (34) mit Hilfe des Kardangelenks (35) den Traggreifer (36) führt und hält, der von drei doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten (37) gesteuert wird, die mit einem Konus von 120º untereinander gleichmäßig verteilt sind und die den Traggreifer (36) mit dem Umfang des festen Teils (33) des Teleskopelements (32) über Universalgelenke oder Gelenklager (38,39) verbinden.

16. Handhabungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Traggreifer 36 des Kompensationsarms (2) aus einer oberen Plattform (40) besteht, die an ihrer Oberseite Universalgelenke oder Gelenklager (38) aufnimmt, mit denen die drei doppelt wirkenden Kolben-Zylinder- Einheiten (37) verbunden sind, sowie eine untere Plattform (41), die an ihrer Unterseite eine motorisierte Ausrichteinheit (42) des Greifers (3) aufnimmt, wobei die Plattformen (40, 41) im wesentlichen koaxial angeordnet sind und miteinander über eine Gitterstruktur (43) verbunden sind, die symmetrisch und geschlossen ist und die aus sechs Schwenkarmen (44) einstellbarer Länge gebildet wird, mit einem Lastaufnehmer (46), und die mit den Plattformen (40,41) über Universalgelenke oder Gelenklager (47,48) verbunden ist.

7. Handhabungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (44) jeweils eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit (45) aufweist, die unabhängig von den drei vorher erwähnten doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten (37) gesteuert werden, die den Traggreifer (36) steuern.

8. Handhabungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung (15) des ersten Arms (17) am Kulissenstein (10) ausreichend nach hinten versetzt ist, bezogen auf die vertikale Drehachse des Mastes (9), um zu ermöglichen, daß zusätzliche Bauelemente des Mastes (8) angebracht werden, wenn der erste Arm (17) sich in der im wesentlichen vertikalen Position befindet.

9. Handhabungsgerät nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Arm (19), der den Kompensationsarm (2) aufweist oder auch nicht, zwischen den Schenkeln des Tores passieren kann, das vom rückwärtigen Teil (20) des ersten Arms (17) gebildet wird, wenn der erste Arm (17) sich in der vertikalen Lage befindet, damit der Träger (1) selbst Ballast aufnehmen kann.

10. Handhabungsgerät nach den Ansprüchen 3, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (16) des Trägers (1) in der Transportlage vollständig auf sich nach Art einer Spirale gefaltet ist, wobei die Elemente (17,18,19), die den Arm (16) ausbilden, sich jetzt in einer im wesentlichen zum Boden parallelen Lage befinden, wodurch eine Ausbildung nach Art eines halben Anhängers mit Hilfe von Rädern (23) eines Zugfahrzeugs (24) und mit Hilfe der Räder (25) eines Anhängers gebildet wird, der zum Teil vom Chassis (4) des Trägers (1) des eigentlichen Handhabungsgeräts gebildet ist.