DE1531181A1 - Synchronous robot for remote-controlled work in radiation-intensive rooms - Google Patents

Synchronous robot for remote-controlled work in radiation-intensive rooms

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DE1531181A1
DE1531181A1 DE19671531181 DE1531181A DE1531181A1 DE 1531181 A1 DE1531181 A1 DE 1531181A1 DE 19671531181 DE19671531181 DE 19671531181 DE 1531181 A DE1531181 A DE 1531181A DE 1531181 A1 DE1531181 A1 DE 1531181A1
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Kleinwaechter Dr-Ing Hans
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0081Programme-controlled manipulators with master teach-in means

Description

PatentanmeldungPatent application

Anmelder : Sntwicklungs- und Forschungslabor Prof. Dr..-Ing. Hans Kleinwächter 785 Lörrach, Kreuzstrade 105 Applicant : Development and research laboratory Prof. Dr ..- Ing. Hans Kleinwächter 785 Loerrach, Kreuzstrade 105

Erfinder : Prof. Ur.-Ing. Hana Kleinwächter, Lörrach Inventor : Prof. Ur.-Ing. Hana Kleinwächter, Loerrach

Synchronroboter für ferngesteuerte Arbeiten in strahlungsintensiven RäumenSynchronous robot for remote-controlled work in radiation-intensive rooms

Für die Ausführung technischer Manipulationen bei kerntechnischen routinemäßigen Arbeiten oder Unfällen in strahlungsintensiven Räumen, wird ein Gerät angegeben, das von einer Kommandozentrale gesteuert, in den Strahlungsraum eindringt uni dort Messungen und Reparaturen nach einem erst im Verlauf der Operation bestimmbaren Programm durchfuhrt.For the execution of technical manipulations in the case of nuclear routine work or accidents in radiation-intensive Rooms, a device is specified which, controlled by a command center, penetrates the radiation room and takes measurements there and repairs can only be determined in the course of the operation Program executes.

Es int letztlich dabei an die Entwicklung eines Roboters gedacht, der u.a. über einen Fortbewegungsapparat, am besten einen Gehraecbanismus, samt den dazu benötigten Lage- und Abstands3et:;ioren, verfügt, die ihm eine kollisionsfreie Bewegung durch die baulichen Gegebenheiten de3 Aktionsraumes ermöglichen.Ultimately, the idea was to develop a robot that including a locomotion device, ideally a Gehraecbanism, including the required position and distance sets:; ioren, which gives him a collision-free movement through the building Enable the conditions of the 3 action space.

Zur Durchführung von Reparaturen- und Schutzmaßnahmen im Strahlunffsraum, muii der Roboter au^er über Greif- und Haltevorrichtungen auch noch über Strahlung;*- und sonstige Me^eräte und ein dazugehöriges Mewwertübertragungssystem verfügen. Die Erstellung eines solchen automatisch funktionierenden Apparates erfordert ein gerätegebundenes Steuersystem, das gewisse logische Entscheidungen selbst treffen kann und somit, trotz sehr eingeschränkter Aktionsfähigkeit, einem kybernetisch äußerst komplizierten, künstlichen Lebewesen entspricht.To carry out repairs and protective measures in the radiation room, The robot must also use gripping and holding devices also about radiation; * - and other measuring devices and a have the associated Mew value transmission system. The creation Such an automatically functioning apparatus requires a device-bound control system that allows certain logical decisions can hit itself and thus, despite the very limited ability to act, an extremely complicated cybernetics, corresponds to artificial living beings.

Die Weiterentwicklung dieser autarken Geräte zu einem für die vorliegenden Probleme brauchbaren eelbstgesteuerten Roboter, würde in Hdnhlick auf die komplizierten Selbst^ehmechanismen, einen sehr großen Aufwand seines ülektronen^ehirnes bedingen.The further development of these self-sufficient devices into one for the present Problems of usable self-guided robots would be in If you look at the complicated mechanisms of self-recovery, one very require great expenditure of his electronic brain.

Ea wird daher vorgeschlagen, anstelle dieses "selbst^eateuerten" Roboters mit komplizierter "Eigensteuerung", erfinderisch ein aeuer, prinzipiell viel einfacherer Typ von Roboter angegeben, deseen Bewegungen nicht von seinem eigenen Elektronengehirn, sondern mittelbar von dem natürlich viel leistungsfähigeren Hirn einer im strahlungsfreien Operationsraim befindlichen Kommandojerson gesteuert werden. Ea is therefore proposed, instead of this "self-controlled" robot with complicated "self-control", an inventive, in principle much simpler type of robot specified, whose movements are not from its own electronic brain, but indirectly from the naturally much more powerful brain, one in the radiation-free Command person located in the operating room.

Zu diesem Zweck werden erfinderisch die ,wichtigsten Gelenkstellungen der Bein- und Armgelenke der. Kommandoperson mit elektromechanischen Winkelabgriffen laufend gemessen und dem Synchronroboter über Telecommando, zur gleichzeitigen Verstellung seiner analogen Gelenke, zugeführt. Zur Ausführung fest vorgegebe- -ner Bewegungsprogramme, wie z.B. das Schreiten in Gängen undFor this purpose, the most important joint positions are inventive the leg and arm joints of the. Command person with electromechanical angle taps continuously measured and the synchronous robot via telecommando, for simultaneous adjustment of his analog joints, fed. For the execution of predefined movement programs, such as walking in corridors and

909831/0656 BAD owQ1NAL /2 909831/0656 BAD owQ1N AL / 2

Claims (7)

Treppen, oder beim öffnen und Schlieuen von Tireri, boivejt sich die Kommanioperson erf indungsf.emäij in einem Modell-Operationsraum, der mit Attrappen der gleichen Tre:pen, T'iren und Betätigungsvorrichtungen ausgestattet ist, .vie dar sfcrahlungsgefährdc.te Aktionsraum, in dem der Roboter synchrone Bewe^un^en ausfährt. Die nicht vorausbestimmbaren Aktionen des Roboters, .vie z.B. das Aufsammeln von rauioukti'/en Br.ich3tiaken, £C3Chiöht orfir.dun^sFerruLi durch optische Latjer:«ckmelu.in^ mittels eines im Kopf des Roboters eingebauten Steroo-Pernsoh-Auyenpaares. Lie mit dem 3"nchron bewegter. Stereo-Bildern;fun^er ausgestattete Komnandoperson, ijt a.if diene '.'eise in :ien kybe met Ischen Regelkreis mit einbezo;en und h'jt 3omit dienelbe Aktionsm'Jrlichkeiten, alo .venn oio sich im Aktionsraum befünue. Diese Aufhübe wird erfindur.'.sgernäJ für die Xomnavuloperson noch durch R;-.ckme'l:lur.^ der am Roboter angebrachten Strahl iv.sü- u;:i anderer Hilfss'-r.Eioror., wie a.B. DrehmomentenmesJ in^ ier Greifr;-/;lonke, wcdentlicli erl'ri'; .t-ert. Dadurch kann bei üer Xomnandoperoon ein Gefihl. les rleuktions-Irickes erfi*idurh'.n^erifii hervorgerufen '.vorder, .vyi.n. aor1 lioboter einen Gegenstand f*r.~r»;ift. 'Vc."'.on der v^lli/; lynohronen öeve.'un,' von Korinar. ^-; erso- and Roboter, braucht eratere die B^ .i ie nun t; ies Üvatemü r.ic'.t srst zu erlernen, :ifis eins ;;ro,;.G .Λη'.νο'.ib'»r'"eit iieses Vor fa-irf re verspricht. Erfinvlu^ijnroriJiii kann i iher der Roboter Bo,vohl in oir.em anderen £reonetrinr;hen, cjIs auch krü.ftenii.5i'en Ma1Jutab '1I3 die Komm.indoperaon arbeiten. Außerdem können erf indun.'v. -emäj belieb ι·_· viele c]lrnchronroboter von finer Kommando-:eraon ^e at ^? i-"?rt '//(.· r i f. x\. Zum Ausgleich von üriftfehlern der Synchronbewe^un^eri ind öur Erhöhung der Stahilitüt der Gehbev/ejung des Gynchronr-botera hat diener noch AbJturrla- und ii !.ei t ln^soenaoren eir.r.e. nut, die ihm erfindun^sgemai'j suaütülic- '. kl;· ine Korrekt jrkommiiiuos erteilen.Stairs, or when opening and closing Tireri, the command person invents himself in a model operating room, which is equipped with mockups of the same stairs, doors and operating devices, as is the radiation-endangered action room in which the robot executes synchronous movements. The unpredictable actions of the robot, such as the picking up of rauioukti '/ en Br.ich3tiaken, £ C3Chiöht orfir.dun ^ sFerruLi through optical latjer: «ckmelu.in ^ by means of a Steroo-Pernsoh-Auyen couple built into the head of the robot. Lie with the 3 "chronologically moving stereo images; a fully equipped command person, ijt a.if serve '.'is also included in: ien kybe met Ischen control loop and thus have the same action possibilities, alo. venn oio be located in the action space. This suspension is invented. Eioror., As aB Torque mesJ in ^ ier Greifr; - /; lonke, wcdentlicli erl'ri '; .t-ert. As a result, Xomnandoperoon can get a feeling of leuktions-Irickes erfi * idurh'.n ^ erifii'. front, .vyi.n. aor1 lioboter an object for. ~ r »; ift. 'Vc."'. on the v ^ lli /; lynohronen öeve.'un, 'from Korinar. ^ -; erso- and robots, needs eratere the B ^ .i ie now t; ies Üvatemü r.ic'.t srst to learn: ifis one ;; ro,;. G .Λη'.νο'.ib '»r'" eh this before fa-irf re promises. Erfinvlu ^ ijnroriJiii can iher the robot Bo, vohl in oir.em other £ reonetrinr; hen, cjIs also checked the Ma1Jutab'1I3 the communication indoperaon ] lrnchronroboter von finer Kommando-: eraon ^ e at ^? i - "? rt '//(.· ri f. x \. To compensate for errors in synchronous movements ^ un ^ eri and to increase the stability of walking / ejung des Gynchronr-botera has a servant who still has abjturrla- and ii! 1.) Roboter mit Portbewci'ur.^a-, I'eun-, Pernseh- und Greifgeriiten ausgestattet, dadurch ^ukenn^eicunot, da:, seine Bewegun^sstruktur die geometrisch gleiche oder ähnliche, v/ie einer Kdn ist, deren wesentliche Geler.kstoll in^en d'trch1.) Robots with portbewci'ur. ^ A-, I'eun, Pernseh- und Griffgeriiten equipped, thereby ^ ukenn ^ eicunot, da :, its structure of motion which is geometrically the same or similar, v / ie a customer whose essential Geler.kstoll in ^ en d'trch p , eslce Geler.kstoll in^en drchp, eslce Geler.kstoll in ^ en drch elektrona.jneMsche L'bertra^unfjssvatefne auf den iioboter übertragen verden und ihn ευ. synchronen Be/ze/jungenelektrona.jneMsche L'bertra ^ unfjssvatefne transferred to the robot verden and him ευ. synchronous be / ze / boys 2.) Roboter nach 1.), dadurch ^«kennzeichnet, dai sich die mandoper.ion f".r die Lbertr :gun.;' routinGm'i..5ir,er Arbeiten, Attrappen von Trepper., TürverschlilsJen und auch Betätigungsorganen beiient, die von Roboter synchron betutirt werden. 2.) Robot according to 1. ), characterized by the fact that the mandoper.ion for the Lbertr: gun .; 'routinGm'i..5ir, he works, mock-ups of stairs, door locks and actuators that are operated synchronously by robots. 3.) Erfindung nach 1.), gekennzeichnet dadurch, :lai der Roboter an seinem synchron be .ve-^ te η Kopf-*olnnk ein Stereo-Au^erpaar trägt, äas der Kommando per so η ein dreidimen3ionalo.3 Bild Aktionsraune3 des Roboters vermittelt.3.) Invention according to 1.), characterized in that: lai the robot on his synchronously be .ve- ^ te η head- * olnnk a stereo external pair carries, as the command per so η a three-dimensionalo.3 image Action space3 conveyed by the robot. 909831 /0656909831/0656 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL -/3- / 3 4.) Erfindung nach 1.), dadurch gekennzeichnet, daß durch Rückmeldung der in den Greifgelenken des Synchronroboters auftretenden Drehmomente, die Kommandoperson die Größe der
Reaktionskräfte vermittelt.
4.) Invention according to 1.), characterized in that by feedback of the torques occurring in the gripping joints of the synchronous robot, the command person controls the size of the
Reaction forces conveyed.
5.) nach 1.)» dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Abmessungen, oder die Drehmomente des Roboters, proportional aenen der Kommandoperson gemacht werden.5.) according to 1.) »characterized in that the geometric dimensions, or the torques of the robot, proportional to those of the commanding person. G.) nach 1.), dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronroboter
Abstands- und Richtungsoensoren enthält, die die kleinen
Driftbewegungen der Fernsteuerung laufend korrigieren.
G.) according to 1.), characterized in that the synchronous robot
Contains distance and direction sensors that the small
Correct drift movements of the remote control continuously.
7.) nach 1.) und 5.), dadurch gekennzeichnet, daß von dem Bewegungssystem der Kommandoperson gleichzeitig mehrere Roboter gesteuert werden.7.) according to 1.) and 5.), characterized in that several robots are controlled simultaneously by the movement system of the command person. Lörrach, den 19. 11. 67 . . .Loerrach, November 19, 67. . . (Prof. Dr . Ing. II. KIe inwächter)(Prof. Dr. Ing. II. KIe inwächter) badbath 909831 /0656909831/0656
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0353841A2 (en) * 1988-07-18 1990-02-07 Spar Aerospace Limited Human-in-the-loop machine control loop
US5116180A (en) * 1988-07-18 1992-05-26 Spar Aerospace Limited Human-in-the-loop machine control loop

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0353841A2 (en) * 1988-07-18 1990-02-07 Spar Aerospace Limited Human-in-the-loop machine control loop
EP0353841A3 (en) * 1988-07-18 1990-10-10 Spar Aerospace Limited Human-in-the-loop machine control loop
US5116180A (en) * 1988-07-18 1992-05-26 Spar Aerospace Limited Human-in-the-loop machine control loop

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