DE4239987C2 - Selbstbewegliche Einheit zur Fortbewegung zwischen einander sich gegenüberliegenden Wandflächen - Google Patents

Description

Zur Verrichtung unterschiedlichster Tätigkeiten setzt man heutzutage Roboter ein. Solche Tätigkeiten können z. B., das Bestücken elektronischer Baugruppen mit elektronischen Bau­ elementen, oder das Schweißen von Karosserieelementen bei Au­ tomobilen sein. Eine Eigenschaft, welche die meisten Roboter gemeinsam haben, ist die, daß sie an einem Ort fest montiert sind. Für manche Einsatzgebiete jedoch ist es wünschenswert, Robotern eine gewisse Mobilität zu verleihen. Dies sind bei­ spielsweise Aufgabengebiete, bei denen man vermeiden will, daß sich ein Mensch unnötig in Gefahr begibt, wie z. B. bei dem Anstreichen von Häuserfassaden, oder Aufgabengebiete, bei denen Bereiche erschlossen werden sollen, die für den Men­ schen nicht zugänglich sind. Solche Bereiche können z. B. sein, das Innere von Rohrleitungen, Luftkanälen oder Pipeli­ nes.

Insbesondere für den Service (Inspektion und Reparatur) von Rohren (Kraftwerke, Chemiewerke, Abwasser, Trinkwasser, Pipe­ lines) und Schächten (Luftschächte, Abfallentsorgungssysteme) werden oft Roboter mit Sensoren (z. B. Videokamera) und Werk­ zeugen an Bord verwendet. Neben der Datenübertragung und der Energieversorgung (Kabel oder AKU) stellt die Fortbewegung des Roboters ein Hauptproblem dar. Für die Lösung dieses Pro­ blems gibt es unterschiedlichste Ansätze. Die meisten dieser Rohrserviceroboter verwenden angetriebene Anpreßrollen oder Raupen, die sich mit Federkraft an die Rohrwände stützen. Mit dieser Methode können bisher Rohrbögen befahren werden, deren Radius größer ist als das 1,5fache des Durchmessers des Roh­ res. "T"- und "Y"-Verzweigungen, stark verunreinigte oder beschädigte Rohre, starke Änderungen des Rohrquerschnittes sowie beliebig geformte Hohlräume können mit diesen Geräten nicht überwunden werden.

Ein weiterer Ansatz zur Lösung dieses Fortbewegungsproblemes besteht darin, daß sich zwei Körper mit Hydraulikzylindern abwechselnd an den Wänden einspreizen und dabei eine rau­ penähnliche Fortbewegung ausführen, was es ihnen jedoch auch nicht ermöglicht, die zuvor besprochenen Hindernisse zu über­ winden. Zur Lösung des Fortbewegungsproblems in Luftschächten wird bisher ein in dem Schacht passendes Gestell mit Hilfe eines Glasfaserstabes eingeschoben. Nach einigen Kurven und nach ca. 50 bis 60 m ist dabei ein Weiterkommen unmöglich. Bei allen diesen Ansätzen wie sie beispielsweise auch in [1, 2, 3] geschildert werden, ist eine gezielte Navigation zur Überwindung von Abzweigungen nicht möglich.

Aus der engli­ schen Patentanmeldung GB 2 230 357 A ist ein Schreitroboter bekannt, der sich mit 6 spinnenartigen Beinen auf einer sanf­ ten Oberfläche bewegen kann. An den Füßen dieses Schreitrobo­ ters sind beispielsweise Saugnäpfe vorgesehen, mit deren Hil­ fe er sich an den Oberflächen hochziehen kann. Dieser Schreitroboter weist für das jeweilige Bein einen separaten Mikroprozessor auf, welcher die Bewegungsabläufe eines ein­ zelnen Beines steuert. Zur globalen Steuerung dieses Schreitroboters ist ein Steuerrechner erforderlich, der aus­ gelagert ist und mit Hilfe einer seriellen Datenleitung mit dem Schreitroboter verbunden ist. Aus der US-Patentschrift 5 040 626 ist ein sechsbeiniger insektenartiger selbstbewegli­ cher Laufroboter bekannt. Dieser Laufroboter bewegt sich mit Hilfe der sechs Beine auf hydraulische Art fort, wobei sich die Beine in einer vorbestimmten Kontrollsequenz bewegen.

Aus der US-Patentschrift 4 527 650 ist eine Laufmaschine be­ kannt, welche einen Körper aufweist, an welchem sechs Beinme­ chanismen verdrehbar an Achsen angebracht sind. Die Maschine bewegt sich durch koordiniertes Abheben und Verdrehen der einzelnen Beine fort.

Ein weiterer Stand der Technik ist nicht bekannt.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht darin, ei­ ne autarke Anordnung anzugeben, die eine hohe Mobilität zwi­ schen gegenüberliegenden Flächen aufweist.

Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß sie sich mit gelenkigen Beinen zwischen einander sich gegenüberliegenden Flächen verspannt. Dies gewährt ihr ein Höchstmaß an Flexibilität bei der Überwindung von Hinder­ nissen, die sich auf diesen Flächen befinden. Dabei kann es sich bei den gegenüberliegenden Flächen auch um Teilflächen von gekrümmten Flächen handeln, wie sie zum Beispiel im Inne­ ren von Rohren oder Kanälen existieren.

Der Vorteil eines Lagesensors bei der erfindungsgemäßen An­ ordnung besteht darin, daß die Bewegung der Anordnung nicht im voraus geplant werden muß.

Vorteilhaft können als Lagesensoren taktile Sensoren eingesetzt werden. Durch sie ist es auf einfache Art möglich Kollisionen der Anordnung festzustellen.

Vorteilhaft ist die Anwendung eines Sensors zur Kontrolle der Sollage an der erfindungsgemäßen Anordnung, weil so gezielt auf bestimmte Problemsituationen reagiert werden kann.

Die Kopplung eines Sensors an die Beinsteuerung der erfindungs­ gemäßen Anordnung hat den Vorteil, daß einzelne Beine auf Hindernisse unabhängig voneinander reagieren können.

Der Einsatz von Kraftsensoren an der erfindungsgemäßen Anord­ nung hat den Vorteil, daß die Vorrichtung leistungssparend be­ trieben werden kann.

Der Einsatz von Momentsensoren an den Beinen der erfindungsge­ mäßen Anordnung hat den Vorteil, daß die Beinbewegung dadurch wohldosiert erfolgen kann und daß rechtzeitig Hindernisse im Beinbereich erkannt werden.

Der Einsatz von Winkelgebern an den Beinen der erfindungsgemä­ ßen Anordnung hat den Vorteil, daß die Position der einzelnen Beine der zentralen Steuerung exakt bekannt ist.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen selbstbeweglichen Einheit in Rohren oder Kanälen, da diese für Menschen schwer zugänglich sind und da durch die Autarkie der erfindungsgemäßen Anordnung und die Art der Bewegung eine be­ sondere Flexibilität erzielt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren weiter er­ läutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer Umgebung die Flächen aufweist,

Fig. 2 zeigt das Beinbewegungsverhalten einer erfindungsgemä­ ßen Anordnung im Zusammenhang mit auftretenden Hindernissen.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäße Anordnung, die in einer Umge­ bung einem Hindernis ausweicht,

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, die in einer Um­ gebung um die Ecke geht,

Fig. 5 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Steuerung einer er­ findungsgemäßen Anordnung,

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuerung einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Schrittsteuerung einer erfin­ dungsgemäßen Anordnung.

In Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Grundkör­ per G und Beinen B in einer Umgebung mit Wandflächen W1 bis W3 dargestellt. Gleichzeitig repräsentiert Fig. 1 ein typisches Fallbeispiel, bei dem herkömmliche Fortbewegungslösungen versa­ gen. Die Wände W1 und W2 und W3 der Umgebung bilden hier ein T- Stück. Es ist nun zu entscheiden, in welcher Richtung sich die erfindungsgemäße Anordnung bewegen soll. Sie kann sich entwe­ der zwischen W2 und W3 weiterbewegen, oder zwischen W1 und W2. Die Richtungsauswahl geschieht dadurch, daß der zentralen Steuerung der erfindungsgemäßen Anordnung die entsprechende Richtung vorgegeben wird. Sie veranlaßt dann über die Bein­ steuerungen die Bewegung der einzelnen Beine, die sich an den entsprechenden Wänden abstützen. Durch die Koordination mit Hilfe der zentralen Steuerung wird die erfindungsgemäße Anord­ nung in die gewünschte Richtung gelenkt.

In Fig. 2 sind vier Kollisionssituationen von Beinen einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung mit Wänden dargestellt. Diese vier Kollisionssituationen sind mit 1 bis 4 bezeichnet. Weiterhin sind Wände W und das Bein einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Grundkörper G, welches aus Schenkeln S1 und S2 besteht dar­ gestellt.

Im Falle von 1 stößt der Schenkel S1 eines Beines der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung an eine Kante der Wand W. Eine kor­ rekte Ausführung der Bewegung des Beines ist nun nicht möglich, deshalb wird von der Beinsteuerung die Bewegung von S1 und S2 entlang der dargestellten gestrichelten Linie ausgelöst.

Im Falle von 2 stößt ein Kniegelenk, welches sich zwischen S1 und S2 befindet an eine Kante einer Wand W. Eine Beinbewegung ist nun nicht mehr möglich. Die Beinsteuerung veranlaßt des­ halb die Schenkel S1 und S2 sich entlang der gestrichelten Li­ nien zu bewegen.

Im Falle von 3 stößt ein Schenkel S1 der erfindungsgemäßen Vor­ richtung an die Kante einer Wand W. Durch die Kante wird die Bewegung des Schenkels S1 behindert, dies kann dann bei­ spielsweise durch Momentsensoren von der Beinsteuerung der er­ findungsgemäßen Anordnung festgestellt werden. Ein Signal des Momentsensors veranlaßt dann die Beinsteuerung die Schenkel S1 und S2 entlang der gestrichelten Linien, wie in 3 dargestellt zu bewegen.

Im Falle von 4 stößt ein Kniegelenk, welches sich an einem Bein zwischen S1 und S2 befindet, an eine Wand W. Die Bewegung des Beines wird behindert, so daß dies zu einer momentanen Überla­ stung der Antriebseinheit des Beines führen kann. Dies wird dann beispielsweise durch einen Momentsensor, der an einem Ge­ lenk dieses Beines vorgesehen ist, festgestellt. Dieser Mo­ mentsensor sendet ein Signal an die Beinsteuerung der erfin­ dungsgemäßen Anordnung. Diese veranlaßt dann, um die korrekte Bewegung der Beinschenkel S1 und S2 einzuleiten, eine Bewegung dieser beiden Schenkel entlang der gestrichelten Linien. Ohne Beschränkung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung können aber auch andere Sensoren zur Bewegungsaufnahme vorgese­ hen sein. Solche Sensoren sind beispielsweise Kontaktschalter, Ultraschallsensoren, oder Videokameras.

Nachdem die Kollisionen in den eben besprochenen Fallbeispielen behoben sind, kann die Bewegung der erfindungsgemäßen Anordnung entlang der vorgegebenen Richtung wieder über die Bein­ steuerungen gesteuert und dabei durch die Zentralsteuerung ko­ ordiniert, fortgesetzt werden.

In Fig. 3 ist die Bewegung der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Raum gezeigt, der ein Hindernis enthält. Dieser Raum kann beispielsweise ein Luftschacht oder ein Wasserkanal sein. Es sind sechs zeitliche aufeinanderfolgende Momentaufnahmen darge­ stellt, die dem Zeitablauf nach in aufsteigender Reihenfolge durchnumeriert sind. Die erfindungsgemäße Anordnung bewegt sich in diesem Beispiel nach oben. Sie kann sich aber auch waagrecht oder nach unten bewegen. Es ist dargestellt das Hin­ dernis H und die erfindungsgemäße Anordnung mit dem Grundkörper G und Beinen B, sowie die Wand des Raumes W. Man kann nun sehen, wie sich die erfindungsgemäße Anordnung entlang des Raumes bewegt. Dabei wird von der Zentralsteuerung der Anord­ nung eine Bewegungsrichtung an die Beinsteuerungen vorgegeben und diese Beinsteuerungen aktivieren dann die einzelnen Beine nacheinander, in einer zuvor durch die Zentralsteuerung fest­ gelegten Weise. Beispielsweise kann festgelegt sein, daß nur zwei Beine sich an der Wand verspannen und die anderen vier Beine sich weiterbewegen. Es kann aber auch festgelegt sein, daß sich drei Beine verspannen und drei weitere Beine neuen Halt suchen. Hier ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit sechs Beinen dargestellt. Es sind jedoch auch andere Beinanzah­ len möglich.

In der Momentaufnahme 2 nähert sich die Anordnung dem Hinder­ nis. Die Sensoren in dem Bein erkennen beispielsweise das Hin­ dernis und es wird eine Hindernisumgehungs-Sonderbehandlung bei der Beinsteuerung eingeleitet. Dies führt zu einer Verlagerung des Grundkörpers wie man im Fall 3 sehen kann und einer ent­ sprechenden Beinbewegung der restlichen Beine. An den einzelnen Momentaufnahmen kann man dann sehen, wie flexibel sich die er­ findungsgemäße Anordnung durch solche Umgebungen bewegen kann. Es treten keinerlei Schwierigkeiten bei der Umgehung des Hindernisses auf.

In Fig. 4 ist die Bewegung einer erfindungsgemäßen Anordnung in einem Raum der einen Knick enthält, dargestellt. Wie zuvor in Fig. 3 ist die Wand mit W und die erfindungsgemäße Vor­ richtung und deren Grundkörper mit G und Beinen B bezeichnet. Weiterhin sind dargestellt Momentaufnahmen, die ihrem zeitli­ chen Ablauf nach aufsteigend numeriert sind. Der Raum ver­ läuft in diesem Fall nach oben. Er kann wie hier dargestellt symmetrisch sein oder auch unsymmetrisch. Man kann an den ein­ zelnen Momentaufnahmen erkennen, wie sich die erfindungsgemäße Anordnung fortbewegt, indem sie einige Beine verspannt und andere Beine bewegt, um neuem Halt zu suchen. Hier z. B., in Momentaufnahme 2, sind drei Beine verspannt und drei weitere Beine befinden sich auf der Suche nach neuen Verspannungsmög­ lichkeiten.

Sobald die erfindungsgemäße Anordnung, wie in Momentaufnahme 3 gezeigt, an den Knick gerät, bewegen sich die Beine wie dort dar­ gestellt an entsprechende Wände und finden Halt. Aufnahme 4 zeigt, wie sich die erfindungsgemäße Anordnung an dem Knick vorbeibewegt hat. Solche 90° Knicke stellen also keinerlei Hin­ dernisse für derartige Anordnungen dar. Ohne Beschränkung ihrer Funktionsweise kann die erfindungsgemäße Anordnung auch einen anderen Grundkörper oder eine andere Anzahl von Beinen auf­ weisen.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuerung einer er­ findungsgemäßen Anordnung. Die zentrale Steuerung ist hier mit KS und die Beinsteuerung mit BS bezeichnet. Zusätzlich ist eine Handsteuerung vorgesehen. Über zentrale Krabblersteuerung KS wird eine Sollage und eine Gangart vorgegeben. Dies geschieht in Abhängigkeit einer vorhandenen Problemstellung. Deutlich ist hier die Hierarchie zu erkennen. Die Steuerung KS ist in diesem Fall der Beinsteuerung BS übergeordnet. Die Beinsteuerung BS erhält von der Steuerung KS beispielsweise den Befehl Schritt einleiten und von außen über die Sensorik des Beines Kollisi­ onsdaten. In der Beinsteuerung ist eine Kollisionsbehandlung sowie eine Schrittphasensteuerung und eine Schrittbefehlaus­ wertung vorgesehen. In diesem Fallbeispiel erfolgt die Kon­ trolle der Bewegung über eine Abtastung der Wand mit den Beinen durch Berührungsschalter oder ähnliches. Weiterhin ist eine Beinkraftregelung vorgesehen, welche die Kraft an den jeweili­ gen verspannenden Beinen so einstellt, daß eine Verspannung bezüglich des Grundkörpers und der umgebenden Fläche bewirkt wird. Das heißt die Kraft muß auf jeden Fall größer sein als die Erdschwerkraft, die an der erfindungsgemäßen Anordnung zieht. Weiterhin ist eine Beinbewegungssteuerung vorgesehen, welche die Beinmotoren der unterschiedlichen Beinschenkel ansteuert. Am Beispiel der hier dargestellten hierarchischen Steuerung einer erfindungsgemäßen Anordnung ist deutlich zu er­ kennen, wie fein abgestuft die erfindungsgemäße Anordnung auf nicht vorhergesehene Probleme reagieren kann, wie es auch in Fig. 3 und 4 anhand der Bewegung und der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt wurde.

Ganz im Gegensatz zu den bisher üblichen Anordnungen zur Fortbewegung in Räumen, wird hier sehr flexibel auf eine Umgebung reagiert, d. h. die erfindungsgemäße Anordnung ist in einem Höchstmaß autark.

Wie Fig. 6 zeigt ist die Steuerung der erfindungsgemäßen An­ ordnung hierarchisch unterteilt. Jede Hierarchieebene hat maxi­ male Autonomie um ein mehr reaktives oder sogar reflexartiges Verhalten auf den niedrigeren Ebenen und ein mehr planendes Verhalten auf den höheren Ebenen zu erhalten. Das bedeutet, daß die Aufgaben oder auftretende Probleme in der tiefstmöglichen Hierarchieebene gelöst werden. Reflexartiges Verhalten bringt Robustheit, Fehlertoleranz und Schnelligkeit der Steuerung mit sich. Die Steuerung ist so ausgelegt, daß sich unabhängig von der Anzahl der Beine ein sinnvolles Verhalten der erfindungsge­ mäßen Anordnung einstellt.

Die erste von drei Ebenen wird von einer zentralen Steuerung KS gebildet, die für die gesamte erfindungsgemäße Anordnung zu­ ständig ist. Sie koordiniert die Beinbewegungen und regelt die Lage des Körpers. Jedes Bein B hat eine Beinsteuerung BS und eine Kraft-/Geschwindigkeitssteuerung KG, die die zweite und dritte Ebene bilden. Die Beinsteuerung steuert den Schrittab­ lauf und die Sollkräfte eines Beines. Bei Kollisionen mit Hin­ dernissen weichen die Beine bzw. der Körper reflexartig aus. Die Kraft-/Geschwindigkeitssteuerung KG regelt die von der Beinsteuerung vorgegebene Sollkraft bzw. Sollgeschwindigkeit des Fußes.

Beinsteuerung

Die Beinsteuerung BS besteht beispielsweise aus zwei Teilen, der Standbeinsteuerung und der Schrittsteuerung. Sie werden abwechselnd aktiv, je nachdem ob das Bein gerade Standbein ist oder nicht.

Standbeinsteuerung

Durch die vereinfachte Sensorik erhält das Bein beispielsweise keine Information über den Winkel der Wand. Es wird deshalb nur die Kraftkomponente senkrecht zur Längsachse der Anordnung ge­ regelt. Solange das Bein den Körper halten soll, ergibt sich die Sollkraft, mit der sich ein Bein senkrecht zur Längsachse der Anordnung gegen die Wand stemmen soll, aus

wobei S die Anzahl der Standbeine auf der gleichen Seite ist. Zu dieser Sollkraft wird noch die Lageregelung des Körpers ad­ diert. Die Steuerbefehle für die Lageregelung liefert die über­ geordnete zentrale Steuerung KS.

Die Kraftregelung senkrecht zur Längsachse der Anordnung ver­ hindert jedoch wegen der fehlenden Information über den Winkel der Wand nicht das Abrutschen einzelner Beine. Dabei kann die erfindungsgemäße Anordnung ihren sicheren Stand verlieren. Es wurde deshalb ein Mechanismus realisiert, der ohne Planung mit rein reflexartigem Verhalten in den meisten Fällen das Abrut­ schen verhindert.

Zum einen wird beim Absetzen eines Fußes der Abstand zu den be­ nachbarten Füßen, die an der Rohrwand stehen, gemessen und fortan durch Addition einer zusätzlichen Kraft konstant gehal­ ten. Wenn also nicht alle Beine einer Seite gleichzeitig den Halt verlieren, kann ein Abrutschen einzelner Beine verhindert werden.

Zum anderen wird bei einem Bein, das abheben soll, zuerst die Sollkraft F_n auf Null gesetzt. Die Kraftregelung versucht nun das Bein vorsichtig zu entlasten. Kann das Bein seine Kraft in­ nerhalb einer bestimmten Zeit T_a auf Null regeln, so geht es davon aus, daß die anderen Beine die Anordnung gehalten haben. Die Standbeinsteuerung und die Kraftregelung des Beines werden inaktiv und die Schrittsteuerung und Geschwindigkeitsregelung ziehen das Bein ein. Ist nach Überschreiten der Zeit T_a das Bein noch nicht kraftlos, dann ist es zum stabilen Stehen der Anordnung notwendig und bleibt als Standbein an der Wand. Die­ ses vorsichtige Abheben des Beines erlaubt es, daß die Anord­ nung ohne Planung und Koordination der Beine nie ein wichtiges Standbein einzieht und dadurch den Halt verliert. Wenn ein Bein auch nach mehrmaligen Versuchen nicht abheben kann und dabei das Weiterkrabbeln verhindert, wird an die Steuerung der erfin­ dungsgemäßen Anordnung eine Meldung abgesetzt, die ein benach­ bartes Bein zu Hilfe holt.

Kollidiert ein Standbein mit der Rohrwand, so meldet die Bein­ steuerung der Steuerung, daß eine Ausweichbewegung des Körpers notwendig ist und in welche Richtung. Nachdem die zentrale Steuerung die Lage der Anordnung soweit verändert hat, daß die­ ses Bein kollisionsfrei ist, leitet die Beinsteuerung automa­ tisch einen Ausweichschritt ein, um die schlechte Position des Beines zu korrigieren. Zuerst wird jedoch die zentrale Steue­ rung KS gefragt, ob nicht alle Beine auf dieser Seite gleich­ zeitig abheben wollen.

In Fig. 7 ist ein Beispiel einer Schrittsteuerung einer erfin­ dungsgemäßen Anordnung dargestellt.

Die Schrittsteuerung unterscheidet beispielsweise fünf ver­ schiedene Bewegungsmodi.

• 1. Schrägeinziehen: Nach dem Loslösen des Beines von der Wand wird der Fußpunkt des Beines kurze Zeit in Richtung des äußeren Gliedes eingezogen. Dadurch werden Kollisionen beim Abheben des Beines vermieden.
• 2. Einziehen: Fußpunkt des Beines wird senkrecht zur Längsachse der Anordnung eingezogen.
• 3. Schwingen: Fußpunkt bewegt sich in der Längsachse.
• 4. Ausstrecken: Fußpunkt bewegt sich senkrecht zur Längs­ achse an die Wand.
• 5. Suchen: Wird die Wand mit ausgestrecktem Bein nicht ge­ funden, so bewegt sich das ausgestreckte Bein gegen die Lauf­ richtung. Am Ende des Arbeitsbereiches wird ein neuer, längerer Schritt eingeleitet.

Beim Einleiten eines Schrittes werden dem Bein die zwei Parame­ ter Schritthöhe HS und Schrittweite WS übergeben (siehe Abb. 4). Das Bein führt nun den Schritt unter Berücksichtigung der Kinematikbegrenzungen des Beines aus.

Zwei Zusatzregeln sichern dabei das Erreichen der vorgegebenen Ziele:

• - Berührt der Fuß die Wand, bevor die gewünschte Schritt­ weite erreicht ist, leitet das Bein sofort einen etwas höheren Schritt ein.
• - Berührt der Fuß im Modus Einziehen die Wand, wird in den Modus Schrägeinziehen gewechselt.
• - Tritt während des Schrittes eines Beines eine Kollision auf, leitet die Beinsteuerung sofort einen Ausweichschritt ein.

Literaturblatt

[1] Int. J. of Robotics Research, Vol. 6, No. 4, pp. 60-75, Winter, 1987.
Three-Wheeled Self-Adjusting Vehicle In Pipe, FERET-1
Tokuji Okada,
Electrotechnical Laboratory,
1-1-4 Umezono, Sakura-mura, Nihari-gun, Ibaraki, Japan
and
Takeo Kanade
Carnegie-Mellon University
Schenley Park, Pittsburgh, PA, 15213

[2] Proceeding of the IEEE (1992), International Conference on Ro­ botics and Automation, Nice, France May 1992,
Motion Planning of Mobile Multi-Limb Robotic Systems Subject to Force and Friction Constraints, Akhil Madhani, Steven Dubowsky, Department of Mechanical Engineering Massachusetts Institute of Technology Cambridge, MA 02139

[3] Proceedings 1989 IEEE RCA, Scottsdale, AZ, USA NAY 1989, A Ro­ bot that Walks: Emergent Behaviors from a Carefully Evolved Network, Rodney A. Brooks, MIT Artificvial Intelligence Labora­ tory. 545 Technology Square, Cambridge MA 02139.

Claims (8)

1. Selbstbewegliche Einheit zur Fortbewegung zwischen einander sich gegenüberliegenden Wandflächen,

• a) bei der ein Grundkörper (G) vorgesehen ist, an dessen Umfang verteilt mindestens drei Beine (B), die jeweils mindestens zwei Gelenke auf­ weisen, angebracht sind,
• b) bei der für jedes Bein mindestens eine Beinsteuerung (BS) zur Steuerung des Beinbewegungsablaufes vorgesehen ist,
• c) bei der am Grundkörper angeordnet eine zentrale Steuerung (KS) zur Steuerung der Fortbewegung der Einheit und Koordination der Bein­ steuerungen vorgesehen ist,
• d) und bei der die zentrale Steuerung (KS) die Bewegung steu­ ert, indem sie wiederholt, jeweils abwechselnd über die Bein­ steuerungen, mindestens zwei Beine (B) veranlaßt sich zwischen mindestens zwei sich einander gegenüberliegenden Flächen (W) zu verspannen und mindestens ein weiteres Bein in Bewegung versetzt und indem sie für Verspannen und Bewegen der Beine im Rahmen der Fortbewegung jeweils unterschiedliche Beinsteuerungen ansteuert.

2. Selbstbewegliche Einheit nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Sensor zur Kontrolle der Fortbewegung vorgesehen ist.

3. Selbstbewegliche Einheit nach Anspruch 2, bei der mindestens ein Sensor mit der zentralen Steuerung (KS) verbunden ist und bei der die zentrale Steuerung eine Sensorinformation benutzt, um eine Sollage und/oder eine Gangart zu steuern.

4. Selbstbewegliche Einheit nach Anspruch 2 oder 3, bei der mindestens ein Sensor mit der Beinsteuerung verbunden ist und bei der die Beinsteuerung die Sensorinformation zur Auslösung einer Kollisionsbehandlung und/oder einer Schrittphasensteue­ rung verwenden.

5. Selbstbewegliche Einheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Sensoren Kraftsensoren zur Kontrolle der Verspan­ nung sind.

6. Selbstbewegliche Einheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Sensoren Momentsensoren zur Aufnahme der Bewe­ gungsmomente mindestens eines Beines sind.

7. Selbstbewegliche Einheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die Sensoren Winkelgeber für die Position mindestens eines Beines in Bezug auf den Grundkörper sind.

8. Verwendung einer selbstbeweglichen Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Fortbewegung in Rohren oder Kanälen.