DE69322885T2

DE69322885T2 - Kollisionsfreies steuersystem für einen mehrachsigen gesteuerten manipulator

Info

Publication number: DE69322885T2
Application number: DE69322885T
Authority: DE
Inventors: Ploem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: EP0725710A1; EP0725710B1; ES2127809T3; JPH07503669A; ATE175143T1; US5549439A; NL9200286A; JP3532919B2; DK0725710T3; DE69322885D1; RU2108905C1; RU94040369A; WO1993015882A1

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrachsigen steuerbaren Manipulator, der im wesentlichen miteinander verbundene Tragarme aufweist, die mit Hilfe von steuerbaren Verlagerungselementen auf eine solche Weise bewegbar sind, daß das freie Ende des Manipulators räumlich positioniert und in verschiedene Positionen bewegt werden kann, und außerdem Steuerungseinrichtungen zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen hat, wobei die Steuerungseinrichtungen ein Miniaturmodell umfassen, das im wesentlichen in dem Maßstab des Manipulators hergestellt ist, wobei das Miniaturmodell von Hand betätigt werden kann und mit einer Reihe von Positions-Meßaufnehmern ausgestattet ist, die in der Lage sind, Steuerungssignale zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen zu liefern, so daß der Manipulator und das Miniaturmodell davon immer identische Positionen einnehmen.
Mehrachsige steuerbare Manipulatoren sind bekannt und werden bei industriellen Anwendungen allgemein als Roboter bezeichnet. Das freie Ende von dem Roboter, das beispielsweise mit einem Spritzkopf oder einem Schweißkopf ausgestattet sein kann, bewegt sich entlang eines mehr oder weniger komplizierten Bewegungspfades, auf dem vorbestimmte Funktionen ausgeführt werden, und zwar in bestimmten Positionen oder während der Bewegung entlang bestimmter Pfade. Der zu durchlaufende Pfad und die auszuführenden Funktionen sind in einem Programm festgehalten, das durch die Steuerungseinrichtungen ausgelesen und in Steuersignale umgewandelt wird, um die Betätigungseinrichtungen anzusteuern. Das Schreiben eines derartigen Programms ist allgemein eine komplizierte und zeitaufwendige Arbeit und wird daher nur bei sich wiederholenden Bewegungsmustern durchgeführt, wie zum Beispiel bei der Bearbeitung von in Massen hergestellten Produkten.
Die Programmierarbeit kann vermindert werden, indem eine sogenannte Teach-In-Prograinmierung verwendet wird, bei der das freie Ende des Roboters oder Manipulators durch manuelle Steuerung entlang des gewünschten Bewegungspfades verlagert wird, wobei der Bewegungspfad gleichzeitig in einem Programm aufgezeichnet wird und das Programm dann in die Steuerungseinrichtungen eingefügt werden kann, um die Betätigungseinrichtungen anzusteuern.
Ein mehrachsiger steuerbarer Manipulator des vorstehend beschriebenen Typs, der bei sich nicht wiederholenden Bewegungsmustern verwendet wird, ist aus der US-A-3,637,092 bekannt. Dieses bekannte Steuerungssystem ist allgemein als ein Master- Slave-System beschrieben, bei dem der Slave - der Manipulator - genau den Bewegungen des Masters - dem Miniaturmodell des Manipulators - folgt, und zwar ohne oder mit nur geringer Zeitverzögerung.
Der Bediener des Systems muß in diesem Fall einen sehr wachsamen Blick auf das Ende des Manipulators werfen, um Kollisionen davon mit dem zu handhabenden Gegenstand zu verhindern, wie zum Beispiel einer zu ergreifenden und dann anzuhebenden Last.
Bei einem Manipulator in der Form einer Röntgenstrahlungsvorrichtung, bei der das freie Ende mit einem C-förmigen Haltearm versehen ist, der an einem Ende mit einer Röntgenstrahlungsquelle und an dem gegenüberliegenden Ende mit einem Bildsensor ausgestattet ist, tritt das Problem auf, daß, obwohl die Röntgenstrahlungsvorrichtung ungefähr in die gewünschte Position relativ zu einem Patienten bewegt werden kann, der damit untersucht werden soll, die korrekte, genaue relative Position zwischen der Röntgenstrahlungsvorrichtung und dem Patienten mit Hilfe des Bildes bestimmt werden muß, das mit Hilfe des Bildsensors für den Bediener, in diesem Fall der Radiologe, auf einem Bildschirm dargestellt wird. Das auf dem Bildschirm dargestellte Bild enthält keine Informationen über die genaue relative Distanz zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem zu untersuchenden Patienten, so daß eine Gefahr besteht, daß, wenn die Röntgenquelle "mit Gefühl" verlagert wird, wobei das Auge des Bedieners auf den Bildschirm gerichtet ist, eine "Kollision" zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Patienten stattfinden kann, mit der Gefahr, daß der Patient ernsthaft verletzt werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungssystem für einen Manipulator des vorstehend beschriebenen Typs zu schaffen, mit Hilfe dessen eine schnelle, wunschgemäße Verlagerung des freien Endes davon entlang eines fortlaufenden Bewegungspfades ermöglicht wird, wobei Kollisionen zwischen dem Manipulator und dem zu untersuchenden oder zu handhabenden Gegenstand mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Tatsache gelöst, daß die Steuerungseinrichtungen außerdem ein Miniaturmodell des mit dem Manipulator zu behandelnden Gegenstandes umfassen, wobei das Maßstabsverhältnis des Miniaturmodells des zu behandelnden Gegenstandes größer ist als das Maßstabverhältnis des Miniaturmodells des Manipulators, um in der unmittelbaren Umgebung des zu behandelnden Gegenstandes eine kollisionsfreie Sicherheitszone zu schaffen.
Wenn das Miniaturmodell des Manipulators von Hand relativ zu dem Gegenstand bewegt wird, der im wesentlichen im gleichen Maßstab ausgestaltet ist, wodurch die Bewegungen - allgemein Winkelveränderungen - von den Teilen des Maßstabsmodells in dem Verhältnis 1 : 1 auf die Betätigungseinrichtungen des Manipulators mit Hilfe von Steuerungssignalen übertragen werden, die durch die Positions-Meßaufnehmer erzeugt werden, dann kann das freie Ende des Manipulators in die korrekte Position relativ zu dem zu untersuchenden Gegenstand bewegt werden, und die Aufmerksamkeit des Bedieners muß nicht zwischen dem Bildschirm einerseits und der tatsächlichen Bewegung des freien Endes des Manipulators andererseits aufgeteilt werden. Die Bewegung des Manipulators kann gleichzeitig mit mehr als zwei Achsen gesteuert werden.
Aufgrund der Tatsache, daß das Maßstabsverhältnis von dem Miniaturmodell des Gegenstandes größer ist als das Maßstabsverhältnis von dem Miniaturmodell des Manipulators, werden Kollisionen zwischen einem Manipulator, der ein Röntgenstrahlungssystem trägt, und dem damit zu untersuchenden Patienten mit absoluter Sicherheit verhindert.
Wenn beispielsweise das Maßstabsverhältnis 1 : 10 für das Miniaturmodell des Manipulators gewählt wird und das Miniaturmodell von dem zu untersuchenden Gegenstand 1 : 9 ist, dann kann der Bediener das freie Ende des Manipulatormaßstabsmodells über eine Oberfläche des Gegenstandsminiaturmodells schieben, während der Manipulator in diesem Fall immer einen Abstand von dem zu untersuchenden Gegenstand beibehält. Mit einer Sicherheitszone, die dadurch geschaffen wird, kann der Bediener, in diesem Fall der Radiologe, das Miniaturmodell des Manipulators "mit Gefühl" verschieben und seine/ihre Aufmerksamkeit auf das auf einem Bildschirm dargestellte Röntgenbild von dem Teil des Körpers des zu untersuchenden Patienten konzentrieren.
Gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung kann die Aufgabe auch durch die Tatsache gelöst werden, daß die Steuerungseinrichtungen ein Miniaturmodell des mit dem Manipulator zu behandelnden Gegenstandes enthalten, wobei das Maßstabsverhältnis von dem Miniaturmodell des Manipulators an einigen Stellen größer ist als das von dem Miniaturmodell des Gegenstandes, und zwar durch das stellenweise Aufbringen einer Materialschicht, um eine Sicherheitszone zu bilden.
Eine solche Maßnahme kann beispielsweise erreicht werden, indem eine Materialschicht mit einer bestimmten Dicke auf den Bereich des Miniaturmodells des Manipulators aufgebracht wird, der der Röntgenstrahlungsquelle entspricht. Die so geschaffene Sicherheitszone hat weiterhin den Vorteil, daß verschiedene Gegenstände mit leicht unterschiedlichen Größen mit dem gleichen Gegenstandsminiaturmodell untersucht werden können.
Es kann gewünscht sein, daß der Manipulator an verschiedenen bestimmten Punkten mit dem zu untersuchenden oder zu behandelnden Gegenstand in Kontakt gebracht wird. An diesen Punkten muß daher ein "Loch" in der Sicherheitszone vorhanden sein. Ein solches "Loch" wird erhalten, indem das Gegenstandsminiaturmodell stellenweise in einem unterschiedlichen Maßstabsverhältnis bezüglich des übrigen Teils des Miniaturmodells ausgestaltet ist, indem es beispielsweise ein Maßstabsverhältnis erhält, das gleich oder kleiner ist als das des Manipulatorminiaturmodells.
Bei einem Gegenstandsminiaturmodell mit einem Maßstabsverhältnis von 1 : 9 und einem Manipulatorminiaturmodell mit einem Maßstabsverhältnis von 1 : 10 ist das Gegenstandsminiaturmodell an einem bestimmten Punkt ebenfalls mit einem Maßstabsverhältnis von 1 : 10 ausgestaltet, mit dem Ergebnis, daß eine Berührung zwischen dem Manipulator und dem Gegenstand lediglich an diesem Punkt möglich ist.
Es kann gewünscht sein, daß der zu untersuchende oder zu behandelnde Gegenstand bewegbar auf einem vertikal einstellbaren und/oder neigbaren Tisch abstützend gehalten ist, der in der Längsrichtung bewegt werden kann.
Das ist beispielsweise bei einer Röntgenuntersuchung von Patienten der Fall. In diesem Fall muß das Miniaturmodell des Gegenstandes auf einem Miniaturmodell des Haltetisches liegen, das in der gleichen Weise bewegbar ist, wie der tatsächliche Haltetisch, und das damit auf eine solche Weise verbunden ist, daß das Miniaturmodell und der Haltetisch immer die identischen Positionen einnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im größeren Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt schematisch einen Manipulator, der ein Röntgenstrahlungssystem trägt, das in einem Bereich angeordnet ist, der für diesen Zweck geeignet ist, während die Steuerungseinrichtungen dafür in einem abgeschirmten Bereich vorgesehen sind.
In einem Bereich A, der für eine Röntgenuntersuchung geeignet ist, ist ein Manipulator 1, der ein Röntgenstrahlungssystem trägt, und außerdem ein Haltetisch 2 für einen Patienten 3 vorgesehen. Der Manipulator 1 umfaßt eine Fußplatte 19 und einen Ständer 20, der darauf aufgestellt und mittels einer geeigneten Betätigungseinrichtung relativ zu der Fußplatte 19 um eine vertikale Achse X drehbar ist. Ein oberer Arm 21 ist gelenkig an dem Ständer 20 angebracht und kann mit Hilfe einer geeigneten Betätigungseinrichtung um eine horizontale Achse Y geschwenkt werden, während ein unterer Arm 22 gelenkig an dem oberen Arm 21 angebracht ist und mit Hilfe einer geeigneten Betätigungseinrichtung um eine horizontale Achse Z geschwenkt werden kann. Das freie Ende 23 des unteren Arms 22 ist daher räumlich verlagerbar, und zwar durch Drehung des Ständers 20 und durch Winkelverlagerung des oberen Arms 21 relativ zu dem Ständer 20 und des unteren Arms 22 relativ zu dem oberen Arm 21. An dem freien Ende 23 des unteren Arms 22 ist ein C-förmiger Träger angebracht, wobei das eine Ende davon mit einer Röngenstrahlungsquelle 6 versehen ist, während das andere Ende des Trägers 10 einen Röntgenbildsensor 7 trägt, wobei der Bildsensor 7 natürlich in dem Strahlungsgebiet der Röntgenstrahlungsquelle 6 liegt. Der Träger 10 ist an dem Punkt 23 angelenkt, der als das Handgelenk bezeichnet werden kann, und zwar auf eine solche Weise, daß der Träger 10 um drei Achsen geschwenkt werden kann, die in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Der Haltetisch 2 für den Patienten 3 kann auf eine solche Weise ausgebildet sein, daß er vertikal verstellbar und in der Längsrichtung verschiebbar ist, wobei der Tisch 2 außerdem um eine Achse parallel zu seiner kürzeren Seite geneigt werden kann. Die Liegefläche für den Patienten 3 auf dem Tisch 2 ist durch eine an den Enden freihängende Gewebebahn 11 gebildet, die um zwei Wellen 12 gewickelt ist, die in Längsrichtung des Tisches 2 verlaufen. Zumindest eine der Wellen 12 kann in der Umfangsrichtung angetrieben werden, damit der Patienten 3 auf der leicht durchhängenden Gewebebahn 11 eine geneigte Position einnimmt, was erforderlich oder gewünscht ist, um ein besseres Röntgenbild von einigen Teilen des Körpers zu erhalten, zum Beispiel, um eine gute Verteilung von Kontrastmittel in einigen Organen des Patienten zu erreichen.
Die Steuerungseinrichtungen für den Manipulator 1 und den Haltetisch 2 mit dem darauf liegenden Patienten 3 sind in einem Bereich B vorgesehene der gegenüber dem Bereich A abgeschirmt ist. Die Steuerungseinrichtungen enthalten Betriebseinrichtungen 5, die ein Miniaturmodell 1', das im wesentlichen in dem Maßstab des Manipulators 1 hergestellt ist, und ein Miniaturmodell 3' des Patienten 3 umfassen, wobei das Miniaturmodell 3' auf einem Miniaturmodell 2' liegt, das im wesentlichen in dem Maßstab des Haltetisches 2 ausgestaltet ist. Im Gegensatz zu dem Miniaturmodell 1' des Manipulators 1 und dem Miniaturmodell 2' des Haltetisches 2 muß das Miniaturmodell 3' des zu untersuchenden Gegenstandes oder Patienten 3 kein genaues Maßstabsmodell sein. Außerdem wäre das bei der Untersuchung der Patienten nur sehr schwer realisierbar. Das Miniaturmodell 3' des Patienten 3 kann beispielsweise in Form einer russischen Puppe oder sogar eines Blockes oder Zylinders realisiert sein, wobei durch eine Vergrößerung des Maßstabsverhältnisfaktors an der Position des Haltetisches 2 ein Raum geschaffen wird, in dem der Patient 3 sicher aufgenommen werden kann, d. h. ohne die Gefahr von Kollisionen mit den Teilen 6, 7, 10 des Manipulators 1. Aus Gründen der Vereinfachung wird dieser Block, Zylinder oder Puppe nachfolgend als Miniaturmodell 3' des Patienten 3 beschrieben. Es ist wichtig, daß dieses Maßstabsmodell 3' an dem Miniaturmodell 2' des Haltetisches auf geeignete Weise befestigt ist, um ein Verschieben des Modells 3' zu verhindern.
Das Miniaturmodell 1' des Manipulators ist mit einer Anzahl von Positions-Meßaufnehmern versehen, die die relativen Positio nen der Komponenten des Manipulators 1 übertragen können und Steuerungssignale, die diesen entsprechen, zu einer Steuerungseinheit 4 liefern können, die mit dem Manipulator 1 verbunden ist. Auf der Basis dieser Steuerungssignale werden die Komponenten des Manipulators 1 in die gleiche Position wie die des Miniaturmodells 1' des Manipulators 1 bewegt und gehalten.
Ein Bildschirm 9 zum Anzeigen der Röntgenbilder, die durch den Bildsensor 7 geliefert werden, ist ebenfalls mit der Steuerungseinheit 4 gekoppelt.
Das Maßstabsverhältnis des Miniaturmodells 3' des Patienten 3 ist von dem Maßstabsverhältnis des Miniaturmodells 1' des Manipulators 1 verschieden. Wenn das letztere Maßstabsverhältnis beispielsweise mit 1 : 10 gewählt ist, dann beträgt das Maßstabsverhältnis für das Miniaturmodell 3' des Patienten 3 beispielsweise 1 : 9. Wenn das Element 6' des Miniaturmodells 1', das der Röntgenstrahlungsquelle 6 des Manipulators 1 entspricht, zum Beispiel auf dem Brustkorb des Miniaturmodells 3' des Patienten 3 zur Auflage kommt, dann behält die tatsächliche Röntgenstrahlungsquelle 6 einen Abstand vom Brustkorb des Patienten 3. Dieses unterschiedliche Maßstabsverhältnis bedeutet, daß eine Sicherheitszone um den Patienten 3 geschaffen wird und zum Beispiel die Röntgenstrahlungsquelle 6 des Manipulators 1 nicht in diese Zone eindringen kann. Eine solche Sicherheitszone kann auch dadurch geschaffen werden, daß das Miniaturmodell 3' des Patienten 3 das gleiche Maßstabsverhältnis hat wie das Miniaturmodell 1' des Manipulators und beispielsweise eine Materialschicht mit einer bestimmten Dicke an der Röntgenstrahlungsquelle 6' des Miniaturmodells 1' des Manipulators 1 angebracht wird. Wenn die Oberfläche dieser Materialschicht beispielsweise auf dem Brustkorb des Miniaturmodells 3' des Patienten 3 aufliegt, dann hat die Röntgenstrahlungsquelle 6 des Manipulators 1 weiterhin einen Abstand von dem Brustkorb des Patienten 3, wobei dieser Abstand durch die Dicke der Schicht bestimmt wird, die an der Röntgenstrahlungsquelle 6' des Miniaturmodells 1' angebracht ist. Die gleiche Sicherheitszone kann geschaffen werden, indem das Miniaturmodell 1' des Manipulator 1 durch maßstabsgerecht ausgestaltete Wände des Gebietes A umgeben ist und diese Wände außerdem mit einer Materialschicht beschichtet sind, so daß der tatsächliche Manipulator 1 bei Kollisionen von Teilen des Miniaturmodells 1' mit den maßstabsgerecht ausgestalteten Wänden auch weiterhin einen Abstand von den tatsächlichen Wänden des Gebietes A beibehält.
Röntgenbilder werden mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung auf folgende Weise erzeugt:
Der Patient 3 wird auf den Haltetisch 2 gelegt. Der Radiologe 8 plaziert dann das Miniaturmodell 1' des Manipulators 1 von Hand ungefähr in der korrekten Position relativ zu dem Miniaturmodell 3' des Patienten 3. Eine genaue Justierung wird dann gesucht, wobei der Radiologe 8 auf den Bildschirm 9 schaut und "mit Gefühl" das Miniaturmodell 1' so plaziert, daß das optimale Röntgenbild erhalten wird. Danach kann das Miniaturmodell 3' des Patienten 3 durch Antreiben der antreibbaren Welle 12' an der Gewebebahn 11' des Miniaturmodells 2' geneigt werden, um andere Röntgenbilder zu erzeugen, wobei die Winkelveränderung der Welle 12' mit der Winkelveränderung der drehbaren Welle 12 auf eine solche Weise in Beziehung steht, daß der Patient 3 und das Miniaturmodell 3' in die gleiche Position geneigt werden. Wenn der Haltetisch 2 mit weiteren Verlagerungseinrichtungen, beispielsweise für eine Verlagerung in Längsrichtung oder eine vertikale Verlagerung, oder mit einer Einrichtung zum Neigen um eine kurze Seite des Haltetisches versehen ist, dann muß das Miniaturmodell 2' die gleichen Verlagerungseinrichtungen haben, und die Bewegungen des Miniaturmodells 2' werden auf die gleiche Weise mit den Verlagerungseinrichtungen des Haltetisches 2 in Beziehung gesetzt, wie das bei der Kopplung zwischen dem Miniaturmodell 1' und dem Manipulator 1 der Fall ist.
Im Fall einer derartigen Gegenstands-Halterung 2 ist diese ebenfalls mit Betätigungseinrichtungen und Positions-Meßaufnehmern versehen, um die jeweilige Position bezüglich der Gegenstands-Halterung 2 einzustellen und zu bestimmen, während das Miniaturmodell 2' der Gegenstands-Halterung 2 mit Positions- Meßaufnehmern versehen ist, die lediglich mit den entsprechenden Positions-Meßaufnehmern der Gegenstands-Halterung 2 durch ein Vergleichselement verbunden sind, das bei Vorliegen eines Differenzsignals zwischen den Positionssignalen, die von den beiden Positions-Meßaufnehmern geliefert werden, ein Steuerungssignal an eine Betätigungseinrichtung liefern kann, die nur zu dem bestimmten Positions-Meßaufnehmer der Gegenstands-Halterung 2 gehört, wobei die Betätigungseinrichtung angesteuert werden kann, um das Differenzsignal auf den Wert Null zu vermindern.
Wenn der Manipulator 1 oder die Gegenstands-Halterung 2 Bewegungen durchführen, die nicht durch die Steuerungseinrichtungen 4, 5 bewirkt werden, zum Beispiel als eine Folge von Störungen, dann geht ein Sicherheitsmechanismus in Betrieb und schaltet beispielsweise die Energie ab und arretiert den Manipulator 1 und die Gegenstands-Halterung 2 in der aktuellen Position, und zwar durch Abbremsen.
Es ist offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf das Beispiel von einem beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt ist und das verschiedene Modifikationen möglich sind, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.

Claims

1. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator, der im wesentlichen miteinander verbundene Tragarme aufweist, die mit Hilfe von steuerbaren Betätigungseinrichtungen auf eine solche Weise bewegbar sind, daß das freie Ende des Manipulators räumlich positioniert und in verschiedene Positionen bewegt werden kann, und außerdem Steuerungseinrichtungen zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen hat, wobei die Steuerungseinrichtungen ein Miniaturmodell umfassen, das im wesentlichen in dem Maßstab des Manipulators hergestellt ist, wobei das Miniaturmodell von Hand betätigt werden kann und mit einer Reihe von Positions-Meßaufnehmern ausgestattet ist, die dazu ausgestaltet sind, auf eine solche Weise Steuerungssignale zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen zu liefern, daß der Manipulator und das Miniaturmodell davon immer identische Positionen annehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtungen (4, 5) außerdem ein Miniaturmodell (3') des mit dem Manipulator (1) zu behandelnden Gegenstandes (3) umfassen, wobei das Maßstabverhältnis des Miniaturmodells (3') des zu behandelnden Gegenstandes (3) größer ist als das Maßstabverhältnis des Miniaturmodells (1') des Manipulators (1), um eine kollisionsfreie Sicherheitszone in der unmittelbaren Umgebung des zu behandelnden Gegenstandes zu schaffen.

2. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator, der im wesentlichen miteinander verbundene Tragarme aufweist, die mit Hilfe von steuerbaren Betätigungseinrichtungen auf eine solche Weise bewegbar sind, daß das freie Ende des Manipulators räumlich positioniert und in verschiedene Positionen bewegt werden kann, und außerdem Steuerungseinrichtungen zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen hat, wobei die Steuerungseinrichtungen ein Miniaturmodell umfassen, das im wesentlichen in dem Maßstab des Manipulators hergestellt ist, wobei das Miniaturmodell von Hand betätigt werden kann und mit einer Reihe von Positions-Meßaufnehmern ausgestattet ist, die dazu ausgestaltet sind, auf eine solche Weise Steuerungssignale zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen zu liefern, daß der Manipulator und das Miniaturmodell davon immer identische Positionen annehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtungen (4, 5) außerdem ein Miniaturmodell (3') des mit dem Manipulator (1) zu behandelnden Gegenstandes (3) umfassen, wobei das Maßstabverhältnis des Miniaturmodells (1') des Manipulators (1) durch das stellenweise Aufbringen einer Materialschicht stellenweise größer ist als das des Miniaturmodells (3') des Gegenstandes (3), um eine Sicherheitszone zu schaffen.

3. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maßstabverhältnis des Miniaturmodells (3') des Gegenstandes (3) an einer oder mehreren Stellen kleiner oder gleich dem Maßstabverhältnis des Miniaturmodells (1') des Manipulators (1) und an allen anderen Stellen größer ist, um in der Sicherheitszone ein oder mehrere Öffnungen zu schaffen.

4. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator nach zumindest einen der Ansprüche 1-3, bei dem sich der Gegenstand auf einer mehrachsig bewegbaren Halterung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtungen (4, 5) ein Miniaturmodell (2') umfassen, das im wesentlichen in dem Maßstab der Gegenstands-Halterung (2) hergestellt ist, wobei das Modell (2') in gleicher Weise wie die Gegenstands-Halterung (2) bewegbar und auf eine solche Weise damit gekoppelt ist, daß die Gegenstands-Halterung (2) und das Miniaturmodell (2') davon immer identische Positionen annehmen.

5. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Positions-Meßaufnehmer des Miniaturmodells (1') des Manipulators (1) nur mit einem zugehörigen Positions-Meßaufnehmer des Manipulators (1) mittels eines Vergleichselementes gekoppelt ist, das bei Vorhandensein eines Differenzsignals zwischen den Positionssignalen, die von den beiden Positions-Meßaufnehmern geliefert werden, ein Steuerungssignal an eine Betätigungseinrichtung liefern kann, die nur zu dem bestimmten Positions- Meßaufnehmer des Manipulators gehört, wobei die Betätigungseinrichtung gesteuert werden kann, um das Differenzsignal auf null zu reduzieren.

6. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstands-Halterung mit Betätigungseinrichtungen und mit Positions-Meßaufnehmern zum Einstellen und Bestimmen der jeweiligen Position der Gegenstands-Halterung (2) versehen ist und daß das Miniaturmodell (2') der Gegenstands-Halterung (2) mit Positions- Meßaufnehmern ausgestattet ist, die nur mit den zugehörigen Positions-Meßaufnehmern der Gegenstands-Halterung (2) mittels eines Vergleichselementes verbunden sind, das bei Vorhandensein eines Differenzsignals zwischen den Positionssignalen, die von den beiden Positions-Meßaufnehmern geliefert werden, ein Steuerungssignal an eine Betätigungseinrichtung liefern kann, die nur zu dem bestimmten Positions- Meßaufnehmer der Gegenstands-Halterung (2) gehört, wobei die Betätigungseinrichtung gesteuert werden kann, um das Differenzsignal auf null zu reduzieren.

7. Mehrachsiger steuerbarer Manipulator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Gegenstände in dem Bewegungsbereich des Miniaturmodells (1', 2') des Manipulators (1) und/oder der jeweiligen Gegenstands-Halterung (2) angeordnet werden können, um den Bewegungsbereich des Miniaturmodells (1', 2') und somit auch den des Manipulators (1) und/oder der Gegenstands-Halterung (2) zu begrenzen.

8. Röntgenstrahlungsvorrichtung, mit einem Manipulator (1), der mit einer Röntgenstrahlungsquelle (6) und einem Bildsensor (7) ausgestattet ist, und mit einer Gegenstands-Halterung (2), auf der der zu untersuchende Gegenstand (3) angeordnet werden kann, wobei der Manipulator (1) mit Hilfe von steuerbaren Betätigungseinrichtungen auf eine solche Weise bewegbar ist, daß das freie Ende (23) des Manipulators (1) räumlich positioniert und in verschiedene Positionen bewegt werden kann, wobei die Gegenstands-Halterung (2) mit Hilfe von steuerbaren Betätigungseinrichtungen auf eine solche Weise bewegbar ist, daß der Gegenstand (3) in verschiedene Positionen bewegt werden kann, wobei die Vorrichtung außerdem einen Bildschirm (9) zum Anzeigen des von dem Bildsensor (7) erfaßten Bildes und Steuerungseinrichtungen aufweist, die in einem Bereich (B) angeordnet sind, der von der Röntgenstrahlungsquelle (6) abgeschirmt ist, wobei die Steuerungseinrichtungen Miniaturmodelle (1', 2') umfassen, die im wesentlichen im Maßstab des Manipulators (1) und der Gegenstandshalterung (2) hergestellt sind, wobei die Miniaturmodelle (1', 2') von Hand betätigt werden können und mit einer Reihe von Positions-Meßaufnehmern ausgestattet sind, die dazu ausgestaltet sind, auf eine solche Weise Steuerungssignale zum Ansteuern der Betätigungseinrichtungen zu liefern, daß der Manipulator (1) und die Gegenstands-Halterung (2) sowie die zugehörigen Miniaturmodelle (1', 2') davon immer identische Positionen annehmen, wobei die Steuerungseinrichtungen außerdem eine Anzahl von Miniaturmodellen (3') des zu untersuchenden Gegenstandes (3) umfassen, wobei eines dieser Miniaturmodelle an dem Miniaturmodell (2') der Gegenstands-Halterung (2) befestigbar ist, wobei das Maßstabverhältnis des Miniaturmodells (3') zumindest stellenweise größer ist als das Maßstabverhältnis der Miniaturmodelle (1', 2') des Manipulators (1) und der Gegenstands- Halterung (2), um eine kollisionsfreie Sicherheitszone in der unmittelbaren Umgebung des zu untersuchenden Gegenstandes (3) zu schaffen.