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WO2024084066A1 - Robot system for relieving robot devices by means of a cable robot system - Google Patents

Robot system for relieving robot devices by means of a cable robot system Download PDF

Info

Publication number
WO2024084066A1
WO2024084066A1 PCT/EP2023/079340 EP2023079340W WO2024084066A1 WO 2024084066 A1 WO2024084066 A1 WO 2024084066A1 EP 2023079340 W EP2023079340 W EP 2023079340W WO 2024084066 A1 WO2024084066 A1 WO 2024084066A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
robot
cable
force
base
robot system
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/079340
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ferdinand Elhardt
Manfred Schedl
Martin Heumos
Marco DE STEFANO
Ria VIJAYAN
Tobias Bruckmann
Hermann Dieter SCHRAMM
Patrik Lemmen
Robin Heidel
Roland Boumann
Christoph JEZIOREK
Daniel Leidner
Neal Y. LII
Maximilian Maier
Original Assignee
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023128612.9A external-priority patent/DE102023128612A1/en
Application filed by Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. filed Critical Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Publication of WO2024084066A1 publication Critical patent/WO2024084066A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0078—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics actuated by cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008—Balancing devices

Definitions

  • the invention relates to a robot system according to claim 1.
  • Robot devices are known that are manufactured in particular for use in space.
  • Space robot devices are designed for conditions in space. Since no gravitational forces act on the space robot device in space, a large part of the forces required due to gravity can be neglected when designing the space robot device. This means that the joints and/or actuators can be made smaller, lighter and more energy efficient.
  • the robotic devices are also to be operated on earth, for example to test or improve the robotic devices.
  • the robotic device must be supported, otherwise the joints will be subjected to too much strain or the actuators will not be able to move the robotic device.
  • Support devices exist for this purpose, which support the robotic devices on earth. This is done, for example, with helium balloons or via planar, active or passive support tables. Helium balloons, which can have a diameter of several meters depending on the load, contribute to relief through their buoyancy. These are attached to mounted at the designated locations on the robot device and pull the robot device upwards at this point with a constant force.
  • Planar mobile support tables can, for example, slide over smooth floors and support the joints of the robot device.
  • the robot devices can only perform planar movements.
  • the object of the present invention is therefore to provide a robot system that can support the robot device in a simple manner.
  • a robot system is created with a robot device, preferably a space robot device, with at least one movable robot element and at least one actuator for moving the at least one robot element.
  • the robot system has a support device for supporting the robot device when the robot device is used on earth, with a force application element which is connected to the robot element at least at one point and applies at least one force to the robot element which at least partially compensates for the gravitational force acting on the robot element.
  • the support device is a cable robot system having at least two cable elements connected to the force application element, wherein each cable element is connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the robot element via the force application element can be adjusted.
  • the support device which is formed from a cable robot system having at least two cable elements, each connected to at least one motor, the amount and direction of the force with which the robot element is supported can be arbitrarily adjusted.
  • the rope robot system can have at least three rope elements. More than at least three rope elements can also be provided. The number of rope elements determines the number of degrees of freedom in which the direction of the force can be adjusted and the design of the robot device. If the robot device has several movable robot elements, for example, several force attachment elements can also be provided on the robot elements, each of which has several rope elements connected to it. Even if only one force attachment element is provided, more than three rope elements can be provided.
  • a force application element in the sense of the present invention is merely an element which is connected to the at least one robot element, to which the cable elements can be connected directly or indirectly and on which the forces which are applied to the cable elements with the aid of the motors can act on the robot element.
  • a motor can be arranged on each of the rope elements, which can move the respective rope element.
  • the rope elements can be connected to a force application rope which is connected to the force application element.
  • the cable elements can be indirectly connected to the force application element.
  • the force exerted on the force application element and thus on the robot element is exerted on the force application element via the force application cable.
  • the cable elements are preferably connected to the force application cable at the same point. In this way, the direction and amounts of the forces exerted via the cable elements determine the total amount and direction of the force acting in the force application cable.
  • the force application element can be rotated about two axes that are essentially orthogonal to one another.
  • the force application element aligns itself depending on the direction in which the force is applied to the force application element via the cable elements.
  • At least one first sensor device can be provided which detects the respective angle of the first and/or second axis to the force application cable.
  • At least one second sensor device can be provided which detects the force and/or movement acting on the force application element via the force application cable. The amount of the force can thus be detected.
  • the first and second sensor devices can also be designed as a common sensor device which can detect both the angle of the first and second axes to the force application cable and the amount of force in the force application cable.
  • At least one third sensor device can be arranged on each rope element, which detects the force and/or movement of the respective rope element.
  • the cable elements are attached directly to the force application element, it could also be recorded in which direction the force acts on the cable elements in relation to the first and/or second axis of the force application element.
  • a further sensor device can be provided for this purpose or the third sensor device can be designed to also record these angles.
  • the direction of the force in the cable elements could also be calculated. It can be calculated by knowing how the cables run and where on the robot element the force application element is located.
  • the rope elements can be redirected via deflection elements.
  • the deflection elements can be arranged above the space robot device.
  • the robotic device may be a robotic arm, in particular a space robotic arm.
  • the robot device can be attached to a fixed object in the room.
  • the motors that move the rope elements can also be attached to a fixed object in the room.
  • a first control device can be provided which is designed to control the motors which move the cable elements and thus to control the amount and/or direction of the force which can be applied to the robot element via the force application element.
  • the control device can control the force in such a way that the motors are controlled in such a way that the gravitational force acting on the robot element is at least partially compensated. This means that at least the robot device is at least partially relieved. It can also be provided that the control device is designed in such a way that the gravitational force acting on the robot element is completely compensated.
  • the amount and direction of the force acting on the robot element and which at least partially compensates for the gravitational force acting on the robot element is determined depending on the design of the robot device. The geometries and design as well as masses of the robot elements of the robot device are known.
  • the amount of the force is designed in such a way that at least the actuator can move the robot element. The amount of the force can be determined by calculations or tests with robot devices.
  • Data from the control device of the robot device can be used as input for controlling the first control device.
  • the robot device may be attached to a movable base, wherein a base support device is provided, wherein the base support device is a second cable robot system having at least two cable elements connected to the base, wherein each cable element is connected to at least one motor which can move the respective rope element so that the direction and amount of force that can be applied to the base can be adjusted.
  • the base support device may comprise at least 8 cables connected to the base, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the base is adjustable.
  • the base can have 8 corners and the rope elements can be connected to the base at each of the corners of the base.
  • At least one base control device may be provided which is designed to control the motors which move the cable elements of the base support device and thus to control the amount and/or direction of the force which can be applied to the base.
  • a multi-robot system comprising at least two robot systems according to any one of claims 1-18, wherein the at least two robot systems are connected to at least one common movable base, wherein the common base is a movable base according to any one of claims 15 to 18.
  • a multi-robot system according to the present invention may comprise at least two robot systems, wherein the at least two robot systems each have at least the following features
  • At least one robot device with at least one movable robot element and at least one actuator for moving the at least one robot element
  • the support device is a cable robot system having at least two cable elements connected to the force application element, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the robot element via the force application element can be adjusted, the at least two robot systems being connected to at least one common movable base, the common base being a base on which a base support device is provided, the base support device being a second cable robot system having at least two cable elements connected to the base, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the base can be adjusted.
  • a multi-robot system there is therefore at least one support device for each robot device and at least one base support device for the common base.
  • the multi-robot system may comprise an overall control device configured to coordinate the first control devices of the support devices, the control devices of the robot systems and the basic control device.
  • Fig. 1 the robot system
  • Fig. 2 is a detail of Figure 1 showing the force application element
  • Fig. 3 a multi-robot system
  • Fig. 4 an overall control device of a multi-robot system.
  • a robot system 1 is shown in Fig. 1.
  • the robot system 1 has a robot device 2.
  • the robot device 2 is preferably a space robot device.
  • the robot device 2 has at least one movable robot element 4.
  • at least three movable robot elements 6, 4 and 8 are provided.
  • the at least one movable robot element 4 can be moved with at least one actuator 13.
  • an actuator 15 is provided which can move the robot element 6.
  • an actuator 11 is provided which can move the robot element 8.
  • joints 14, 12 and 10 are provided around which the respective robot elements 6, 4 and 8 can rotate.
  • the robot device 2 is preferably a robot arm. Furthermore, the robot device is preferably mounted on a spatially fixed object at the location 16. Alternatively, the robot device can also be attached to a movable base.
  • the robot system 1 has a support device 3 that can support the robot device 2 when the robot device is used in the earth's gravitational field.
  • the support device 3 has at least one force application element 30 that is connected to the at least one robot element 4 at at least one point and to which at least one force can be applied to the at least one robot element 4 that at least partially compensates for the gravitational force or gravity acting on the one robot element 4. This means that at least a portion of the force exerted on the robot element 4 via the force application element 30 acts against the gravitational force or gravity.
  • the robot device 2 is supported by applying the force and partially compensating for the gravitational force or gravity.
  • the robot device 2 should be supported at least enough so that the actuators 12 and 15 can move the robot elements 6, 4 and 8.
  • the illustrated support device 3 is a cable robot system that has at least two cable elements, in the present embodiment four cable elements 18, 20, 22, 24, which are connected to the force application element 30.
  • four cable elements 18, 20, 22 and 24 are provided and each cable element 18, 20, 22, 24 is connected to at least one motor 38, 36, 34, 32 that can move the respective cable element 18, 20, 22, 24.
  • the respective motor 38, 36, 34, 32 By operating the respective motor 38, 36, 34, 32, for example, the respective cable element 18, 20, 22, 24 can be rolled up and the respective cable element 18, 20, 22, 24 can thus be moved.
  • the four cable elements 18, 20, 22, 24 are connected to a force application cable 26.
  • the force application cable 26 is connected to a force application element 30.
  • the cable elements 18, 20, 22, 24 are indirectly connected to the force application element 30.
  • a force is exerted on the force application element 30 and thus on the robot element 4.
  • the cable elements 18, 20, 22, 24 are deflected via deflection elements 41, 43, 45 and 47.
  • the deflection elements 41, 43, 45 and 47 are preferably arranged above the robot element 4.
  • At least one second sensor device 28 can be provided which measures the amount of force acting in the force application cable and thus corresponds to the amount of force acting on the robot element 4. Additionally or alternatively, sensor devices 42, 44, 40 and 46 can also be provided which measure the forces in the cable elements 18, 20, 22 and 24. The total force which can be measured with the second sensor device 28 can also alternatively be calculated with the aid of the forces measured by the third sensor devices 42, 44, 40 and 46.
  • the force application cable 26 can be omitted and the cable elements 18, 20, 22 and 24 can be connected directly to the force application element 30.
  • the invention is also not limited to four cable elements 18, 20, 22 and 24, but can also be implemented with more or fewer cable elements. However, at least two cable elements should be provided so that the direction and amount of force can be changed.
  • Fig. 2 shows a section of Figure 1 in which the force application element 30 is shown in more detail.
  • the force application element 30 can be rotated on two axes 50, 52 that are essentially orthogonal to one another.
  • the force application cable 26 has a different position in relation to the robot element 4.
  • the force application element 30 aligns itself depending on this.
  • the force application element 30 is thus moved passively, depending on the position of the cable elements and the robot element 4.
  • the first axis 50 of the force application element 30 is preferably arranged coaxially to the axis of the robot element 4.
  • At least one first sensor device 100, 102 can be provided, which detects the respective angle of the first and second axis 50, 52 to the force application cable 26.
  • two first sensor devices 100, 102 are provided, which detect the respective angles. This makes it possible to determine the position of the force application cable 26 in relation to the robot element 4 in order to determine in which direction the applied force acts on the robot element 4.
  • Fig. 3 shows a multi-robot system 100 according to the invention.
  • the multi-robot system 100 has at least two robot systems 1, 1'.
  • the at least two robot systems 1, 1 ' are each similar to the robot system 1 as in Fig. 1.
  • two robot systems 1, 1 ' are shown.
  • the respective robot systems 1, 1 ' each have a Robot device 2, 2'.
  • the robot device 2, 2' each has at least one movable robot element 4,4'.
  • At least three movable robot elements 6, 4 and 8 can be provided. However, these are not shown in detail in Fig. 3. Also, just as in Fig. 1, the at least one movable robot element 4, 4 ' can be moved with at least one actuator 13. The actuator is not shown in detail in Fig. 3. Just as in Fig. 1, an actuator 15 can be provided which can move the robot element 6, an actuator 13 can be provided which can move the robot element 4, 4 ' and an actuator 11 can be provided which can move the robot element 8. These actuators are also not shown in detail in Fig. 3. Furthermore, just as in Fig. 1, joints 14, 12 and 10 can be provided around which the respective robot elements 6, 4 and 8 can rotate. These joints are also not shown in detail in Fig. 3.
  • the robot devices 2 are preferably robot arms. Furthermore, the robot devices can also be attached to a common movable base 200. How the movable base can be moved is described in more detail below.
  • the robot systems 1, 1' each have a support device 3, 3' that can support the robot device 2 when the robot device is used in the gravitational field of the earth.
  • the support devices 3, 3' each have at least one force application element 30, 30' that is connected at least one point to the respective at least one robot element 4, 4' and to which at least one force can be applied to the respective at least one robot element 4, 4' that at least partially compensates for the gravitational force or gravity acting on the one robot element 4. This means that at least a portion of the force exerted on the respective robot element 4, 4' via the respective force application element 30, 30' acts against the gravitational force or gravity.
  • the respective robot devices 2,2 ' should have at least as much be supported so that at least one of the respective robot elements 4, 4 ' can be moved.
  • the illustrated support devices 3, 3' are each a first cable robot system, each of which has at least two cable elements, in the present embodiment four cable elements 18, 20, 22, 24 or 18', 20', 22', 24', which are connected to the respective force application element 30, 30'.
  • each cable element 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' is connected to at least one motor 38, 36, 34, 32 or 38 ', 36 ', 34 ', 32 ', which can move the respective cable element 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 '.
  • the respective motor 38, 36, 34, 32 or 38 ', 36 ', 34 ', 32 ' for example, the respective cable element 18, 20, 22, 24 can be rolled up and thus the respective cable element 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' can be moved.
  • a force application cable 26 could also be provided, as in Fig. 1, via which the cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' can also be indirectly connected to a force application element 30.
  • the cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' can, however, also be connected directly to the force application element 30 with the respective robot element 4, 4 ', as shown.
  • the cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' are deflected via respective deflection elements 41, 43, 45 and 47 or 41 ', 43 ', 45 ', 47 '.
  • the respective deflection elements 41, 43, 45 and 47 or 41 ', 43 ', 45 ', 47 ' are preferably arranged above the respective robot element 4, 4 '.
  • a second sensor device 28 can also be provided, which measures the amount of force acting in the force application cable and thus corresponds to the amount of force acting on the robot element 4.
  • sensor devices 42, 44, 40 and 46 can also be provided, which measure the forces in the cable elements 18, 20, 22 and 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 '.
  • the total force that can be measured with the second sensor device 28 can also alternatively be calculated with the help of forces measured by third sensor devices 42, 44, 40 and 46.
  • the sensor devices 28, 42, 44, 40 and 46 are not shown in Fig. 3. These can be designed in the same way as described in Fig. 1.
  • the invention is also not limited to four cable elements 18, 20, 22 and 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' per support device 3, 3 ', but can also be implemented with more or fewer cable elements. However, at least two cable elements should be provided so that the direction and amount of force can be changed.
  • the respective force application element 30, 30' can be designed as shown in Fig. 2 and described in more detail with reference to Fig. 2.
  • the at least two robot systems 1,1' are connected in Fig. 3 to at least one common movable base 200, wherein the common base 200 is a base in which a base support device 300 is provided, wherein the base support device 300 is a second cable robot system having at least two, preferably eight cable elements 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, which are connected to the base, wherein each cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 is connected to at least one motor 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, which drives the respective cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 so that the direction and amount of force that can be applied to the base is adjustable.
  • the Base 200 can therefore be moved freely in the room.
  • the base support device 300 can, as shown in the present embodiment, have at least 8 cable elements that are connected to the base 200, wherein each cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 is connected to at least one motor 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, which can move the respective cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, so that the direction and amount of force that can be applied to the base 200 can be adjusted as desired.
  • the base 200 can, as shown in the illustrated embodiment, have 8 corners and the cable elements 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 can each be connected to the base 200 at the corners of the base 200.
  • At least one base control device 600 of the base support device 300 can be provided, which is designed to control the motors 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, which move the cable elements 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 of the base support device 300 and thus to control the amount and/or direction of the force that can be applied to the base.
  • the multi-robot system 100 can, as shown in Fig. 4, have an overall control device 500 which is designed to control the first control devices 610, 620 of the support devices 3. 3 ', the control devices 710, 720 of the robot systems and the base
  • Control device 600 of the base support device 300 and the control device 700 of the base are Control device 600 of the base support device 300 and the control device 700 of the base.
  • the first control devices 610, 620 of the support devices 3. 3 ' control the support devices 3. 3 ' .
  • the control devices 710, 720 of the robot systems control the actuators of the robot systems 1, 1 ' to move the robot elements.
  • the control device 700 of the base controls the base. Data from the control devices 710, 720 of the robot systems and/or the control device 700 of the base 200 can each be used as input variables for controlling the first control devices 610, 620, the
  • Support devices 3. 3 ' and/or the base control device 600 of the base support device 300 can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The invention relates to a robot system (1) comprising a space robot device (2) comprising at least one mobile robot element (4) and at least one actuator (13) for moving the at least one robot element, a support device (3) for supporting the robot device when using the space robot device on earth, and a force application element (30) which is connected to the robot element at at least one point and which applies at least one force to the robot element, said force at least partially compensating for the gravitational force acting on the robot element. According to the invention, the support device is a cable robot system which has at least two cable elements which are connected to the force application element, wherein each cable element is connected to at least one motor that can move the respective cable element such that the direction and the magnitude of the force that can be applied to the robot element via the force application element can be adjusted.

Description

Robotersvstem zur Entlastung von Robotereinrichtunqen mittels Seilrobotersvstem Robot system to relieve robot equipment using a rope robot system
Die Erfindung betrifft ein Robotersystem nach Anspruch 1. The invention relates to a robot system according to claim 1.
Es sind Robotereinrichtungen bekannt, die insbesondere zur Verwendung im Weltraum hergestellt werden. Weltraumrobotereinrichtungen werden für Bedingungen im Weltraum konstruiert. Da im Weltraum keine Gravitationskräfte auf die Weltraumrobotereinrichtung wirken, kann bei der Auslegung der Weltraumrobotereinrichtung ein großer Teil der aufgrund der Gravitation nötigen Kräfte vernachlässigt werden. Somit können die Gelenke und/oder Aktuatoren kleiner, leichter und energieeffizienter dimensioniert werden. Robot devices are known that are manufactured in particular for use in space. Space robot devices are designed for conditions in space. Since no gravitational forces act on the space robot device in space, a large part of the forces required due to gravity can be neglected when designing the space robot device. This means that the joints and/or actuators can be made smaller, lighter and more energy efficient.
Allerdings sollen die Robotereinrichtungen auch auf der Erde betrieben werden, um beispielsweise die Robotereinrichtungen zu testen oder zu verbessern. Dafür muss die Robotereinrichtung unterstützt werden, da ansonsten die Gelenke zu stark belastet werden oder die Aktuatoren die Robotereinrichtung nicht bewegen können. Dafür existieren Unterstützungseinrichtungen, welche die Robotereinrichtungen auf der Erde unterstützen. Dies geschieht beispielsweise mit Heliumballons oder über planar fahrbare, aktive oder passive Auflagetische. Heliumballons, welche je nach Traglast mehrere Meter Durchmesser aufweisen können, tragen über ihre Auftriebskraft zu einer Entlastung bei. Diese werden an den vorgesehenen Stellen an der Robotereinrichtung montiert und ziehen die Robotereinrichtung an dieser Stelle mit einer konstanten Kraft nach oben. Planar fahrbare Auflagetische können beispielsweise über glatte Böden gleiten und die Gelenke der Robotereinrichtung stützen. Bei dieser Methode können die Robotereinrichtungen jedoch nur planare Bewegungen ausführen. However, the robotic devices are also to be operated on earth, for example to test or improve the robotic devices. For this, the robotic device must be supported, otherwise the joints will be subjected to too much strain or the actuators will not be able to move the robotic device. Support devices exist for this purpose, which support the robotic devices on earth. This is done, for example, with helium balloons or via planar, active or passive support tables. Helium balloons, which can have a diameter of several meters depending on the load, contribute to relief through their buoyancy. These are attached to mounted at the designated locations on the robot device and pull the robot device upwards at this point with a constant force. Planar mobile support tables can, for example, slide over smooth floors and support the joints of the robot device. However, with this method, the robot devices can only perform planar movements.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Robotersystem zu schaffen, das die Robotereinrichtung auf einfache Art und Weise unterstützen kann. The object of the present invention is therefore to provide a robot system that can support the robot device in a simple manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1. The features of claim 1 serve to solve this problem.
Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass ein Robotersystem geschaffen wird mit einer Robotereinrichtung, vorzugsweise einer Weltraumrobotereinrichtung, mit zumindest einem beweglichen Roboterelement und zumindest einem Aktuator zum Bewegen des zumindest einem Roboterelements. Ferner weist das Robotersystem eine Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen der Robotereinrichtung bei Verwendung der Robotereinrichtung auf der Erde auf, mit einem Kraftaufbringungselement, das an zumindest einer Stelle mit dem Roboterelement verbunden ist und zumindest eine Kraft auf das Roboterelement aufbringt, welche die auf das Roboterelement wirkende Erdanziehungskraft zumindest teilweise kompensiert. The invention advantageously provides that a robot system is created with a robot device, preferably a space robot device, with at least one movable robot element and at least one actuator for moving the at least one robot element. Furthermore, the robot system has a support device for supporting the robot device when the robot device is used on earth, with a force application element which is connected to the robot element at least at one point and applies at least one force to the robot element which at least partially compensates for the gravitational force acting on the robot element.
Es ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Unterstützungseinrichtung ein Seilrobotersystem ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die mit dem Kraftaufbringungselement verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und der Betrag der Kraft, die über das Kraftaufbringungselement auf das Roboterelement aufbringbar ist, einstellbar ist. It is advantageously provided that the support device is a cable robot system having at least two cable elements connected to the force application element, wherein each cable element is connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the robot element via the force application element can be adjusted.
Aufgrund der Unterstützungseinrichtung, die aus einem Seilrobotersystem gebildet ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die jeweils mit zumindest einem Motor verbunden sind, kann der Betrag und die Richtung der Kraft, mit der das Roboterelement unterstützt wird, beliebig eingestellt werden. Das Seilrobotersystem kann mindestens drei Seilelemente aufweisen. Es können auch mehr als mindestens drei Seilelemente vorgesehen sein. Die Anzahl der Seilelemente bestimmt, in wie vielen Freiheitsgraden die Richtung der Kraft einstellbar ist und welche Ausgestaltung der Robotereinrichtung hat. Wenn die Robotereinrichtung mehrere bewegliche Roboterelemente aufweist, können beispielsweise auch mehrere Kraftanbringungselemente an den Roboterelementen vorgesehen sein, mit denen jeweils mehrere Seilelemente verbunden sind. Auch wenn lediglich ein Kraftanbringungselement vorgesehen ist, können mehr als drei Seilelemente vorgesehen sein. Due to the support device, which is formed from a cable robot system having at least two cable elements, each connected to at least one motor, the amount and direction of the force with which the robot element is supported can be arbitrarily adjusted. The rope robot system can have at least three rope elements. More than at least three rope elements can also be provided. The number of rope elements determines the number of degrees of freedom in which the direction of the force can be adjusted and the design of the robot device. If the robot device has several movable robot elements, for example, several force attachment elements can also be provided on the robot elements, each of which has several rope elements connected to it. Even if only one force attachment element is provided, more than three rope elements can be provided.
Ein Kraftaufbringungselement im Sinne der vorliegenden Erfindung ist lediglich ein Element, das mit dem zumindest einem Roboterelement verbunden ist, mit denen die Seilelemente direkt oder indirekt verbunden sein können und an denen die Kräfte, die mit Hilfe der Motoren auf die Seilelemente aufgebracht werden, an dem Roboterelement angreifen können. A force application element in the sense of the present invention is merely an element which is connected to the at least one robot element, to which the cable elements can be connected directly or indirectly and on which the forces which are applied to the cable elements with the aid of the motors can act on the robot element.
An jedem der Seilelemente kann ein Motor angeordnet sein, der das jeweilige Seilelemente bewegen kann. A motor can be arranged on each of the rope elements, which can move the respective rope element.
Die Seilelemente können mit einem Kraftaufbringungsseil verbunden sein, welches mit dem Kraftaufbringungselement verbunden ist. The rope elements can be connected to a force application rope which is connected to the force application element.
Auf diese Weise können die Seilelemente indirekt mit dem Kraftaufbringungselement verbunden sein. Die Kraft, die auf das Kraftaufbringungselement und damit auf das Roboterelement ausgeübt wird, wird über das Kraftaufbringungsseil auf das Kraftaufbringungselement ausgeübt. Die Seilelemente sind vorzugsweise an der gleichen Stelle mit dem Kraftaufbringungsseil verbunden. Auf diese Weise bestimmen die Richtung und die Beträge der Kräfte, die über die Seilelemente ausgeübt werden, den Gesamtbetrag und die Gesamtrichtung der Kraft, die in dem Kraftaufbringungsseil wirkt. In this way, the cable elements can be indirectly connected to the force application element. The force exerted on the force application element and thus on the robot element is exerted on the force application element via the force application cable. The cable elements are preferably connected to the force application cable at the same point. In this way, the direction and amounts of the forces exerted via the cable elements determine the total amount and direction of the force acting in the force application cable.
Das Kraftaufbringungselement ist um zwei zueinander im Wesentlichen orthogonale Achsen drehbar. Je nachdem in welche Richtung die Kraft wirkt, die auf das Kraftaufbringungselement über die Seilelemente aufgebracht wird, richtet sich das Kraftaufbringungselement aus. Es kann zumindest eine erste Sensoreinrichtung vorgesehen sein, die den jeweiligen Winkel der ersten und/oder zweiten Achse zu dem Kraftaufbringungsseil detektiert. The force application element can be rotated about two axes that are essentially orthogonal to one another. The force application element aligns itself depending on the direction in which the force is applied to the force application element via the cable elements. At least one first sensor device can be provided which detects the respective angle of the first and/or second axis to the force application cable.
Es kann zumindest eine zweite Sensoreinrichtung vorgesehen sein, welche die Kraft und/oder Bewegung detektiert, die über das Kraftaufbringungsseil auf das Kraftaufbringungselement wirkt. Somit kann der Betrag der Kraft detektiert werden. At least one second sensor device can be provided which detects the force and/or movement acting on the force application element via the force application cable. The amount of the force can thus be detected.
Die erste und die zweite Sensoreinrichtung können auch als eine gemeinsame Sensoreinrichtung ausgebildet sein, die sowohl den Winkel der ersten und zweiten Achse zu dem Kraftaufbringungsseil detektieren als auch den Betrag der Kraft in dem Kraftaufbringungsseil detektieren kann. The first and second sensor devices can also be designed as a common sensor device which can detect both the angle of the first and second axes to the force application cable and the amount of force in the force application cable.
Es kann ferner an jedem Seilelement zumindest jeweils eine dritte Sensoreinrichtung angeordnet sein, welche die Kraft und/oder Bewegung des jeweiligen Seilelements detektiert. Furthermore, at least one third sensor device can be arranged on each rope element, which detects the force and/or movement of the respective rope element.
Für den Fall, dass die Seilelemente direkt an dem Kraftaufbringungselement angebracht sind, könnte zusätzlich erfasst werden, in welche Richtung die Kraft an den Seilelementen bezogen auf die erste und/oder zweite Achse des Kraftaufbringungselements wirken. Dafür kann beispielsweise eine weitere Sensoreinrichtung vorgesehen sein oder die dritte Sensoreinrichtung kann dazu ausgebildet sein, auch diese Winkel zu erfassen. Alternativ könnte auch die Kraftrichtung in den Seilelementen berechnet werden. Berechnet werden kann sie dadurch, dass bekannt ist, wie die Seile verlaufen und an welcher Stelle an dem Roboterelement sich das Kraftaufbringungselement befindet. In the event that the cable elements are attached directly to the force application element, it could also be recorded in which direction the force acts on the cable elements in relation to the first and/or second axis of the force application element. For example, a further sensor device can be provided for this purpose or the third sensor device can be designed to also record these angles. Alternatively, the direction of the force in the cable elements could also be calculated. It can be calculated by knowing how the cables run and where on the robot element the force application element is located.
Die Seilelemente können über Umlenkelemente umgelenkt sein. The rope elements can be redirected via deflection elements.
Die Umlenkelemente können oberhalb der Weltraumrobotereinrichtung angeordnet sein. Die Robotereinrichtung kann ein Roboterarm, insbesondere ein Weltraumroboterarm sein. The deflection elements can be arranged above the space robot device. The robotic device may be a robotic arm, in particular a space robotic arm.
Die Robotereinrichtung kann an einem im Raum festen Gegenstand befestigt sein. The robot device can be attached to a fixed object in the room.
Auch die Motoren, die die Seilelemente bewegen, können an jeweils einem im Raum festen Gegenstand befestigt sein. The motors that move the rope elements can also be attached to a fixed object in the room.
Es kann eine erste Steuereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, die Motoren, welche die Seilelemente bewegen, zu steuern und damit den Betrag und/oder die Richtung der Kraft, die über das Kraftaufbringungselement auf das Roboterelement aufbringbar ist, zu steuern. A first control device can be provided which is designed to control the motors which move the cable elements and thus to control the amount and/or direction of the force which can be applied to the robot element via the force application element.
Die Steuereinrichtung kann die Kraft derart steuern, dass die Motoren derart gesteuert werden, dass die auf dem Roboterelement wirkende Erdanziehungskraft zumindest teilweise kompensiert ist. Das heißt, dass zumindest die Robotereinrichtung zumindest teilweise entlastet wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass die auf das Roboterelement wirkende Erdanziehungskraft vollständig kompensiert wird. Der Betrag und die Richtung der Kraft, die auf das Roboterelement wirkt und welche die auf das Roboterelement wirkende Erdanziehungskraft zumindest teilweise kompensiert, wird abhängig von der Ausgestaltung der Robotereinrichtung festgelegt. Die Geometrien und Ausgestaltung sowie Massen der Roboterelemente der Robotereinrichtung sind bekannt. Der Betrag der Kraft wird derart ausgelegt, dass zumindest der Aktuator das Roboterelement bewegen kann. Der Betrag der Kraft kann durch Berechnungen oder Tests mit Robotereinrichtungen bestimmt werden. The control device can control the force in such a way that the motors are controlled in such a way that the gravitational force acting on the robot element is at least partially compensated. This means that at least the robot device is at least partially relieved. It can also be provided that the control device is designed in such a way that the gravitational force acting on the robot element is completely compensated. The amount and direction of the force acting on the robot element and which at least partially compensates for the gravitational force acting on the robot element is determined depending on the design of the robot device. The geometries and design as well as masses of the robot elements of the robot device are known. The amount of the force is designed in such a way that at least the actuator can move the robot element. The amount of the force can be determined by calculations or tests with robot devices.
Daten der Steuereinrichtung der Robotereinrichtung können als Eingangsgröße für die Steuerung der ersten Steuereinrichtung verwendet werden. Data from the control device of the robot device can be used as input for controlling the first control device.
Die Robotereinrichtung kann an einer bewegbaren Basis befestigt sein, wobei eine Basis-Unterstützungseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Basis- Unterstützungseinrichtung ein zweites Seilrobotersystem ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die mit der Basis verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, einstellbar ist. The robot device may be attached to a movable base, wherein a base support device is provided, wherein the base support device is a second cable robot system having at least two cable elements connected to the base, wherein each cable element is connected to at least one motor which can move the respective rope element so that the direction and amount of force that can be applied to the base can be adjusted.
Die Basis-Unterstützungseinrichtung kann mindestens 8 Seile aufweisen, die mit der Basis verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, einstellbar ist. The base support device may comprise at least 8 cables connected to the base, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the base is adjustable.
Die Basis kann 8 Ecken aufweisen und die Seilelemente können jeweils an den Ecken der Basis mit der Basis verbunden sein. The base can have 8 corners and the rope elements can be connected to the base at each of the corners of the base.
Es kann zumindest eine Basis-Steuereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, die Motoren, welche die Seilelemente der Basis- Unterstützungseinrichtung bewegen, zu steuern und damit den Betrag und/oder die Richtung der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, zu steuern. At least one base control device may be provided which is designed to control the motors which move the cable elements of the base support device and thus to control the amount and/or direction of the force which can be applied to the base.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können ferner Multi-Robotersystem mit mindestens zwei Robotersystemen nach einem der Ansprüche 1-18 vorgesehen sein, wobei die mindestens zwei Robotersysteme mit mindestens einer gemeinsamen bewegbaren Basis verbunden sind, wobei die gemeinsame Basis eine bewegbare Basis nach einem der Ansprüche 15 bis 18 ist. According to the present invention, there may further be provided a multi-robot system comprising at least two robot systems according to any one of claims 1-18, wherein the at least two robot systems are connected to at least one common movable base, wherein the common base is a movable base according to any one of claims 15 to 18.
Ein Multi -Robotersystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest zwei Robotersysteme aufweisen, wobei die zumindest zwei Robotersysteme jeweils zumindest die folgenden Merkmale aufweist A multi-robot system according to the present invention may comprise at least two robot systems, wherein the at least two robot systems each have at least the following features
- zumindest einer Robotereinrichtung mit zumindest einem beweglichen Roboterelement und zumindest einem Aktuator zum Bewegen des zumindest einem Roboterelements, - at least one robot device with at least one movable robot element and at least one actuator for moving the at least one robot element,
- zumindest einer Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen der Robotereinrichtung, mit zumindest einem Kraftaufbringungselement, das an zumindest einer Stelle mit dem Roboterelement verbunden ist und zumindest eine Kraft auf das Roboterelement aufbringt, welche die auf das Roboterelement wirkende Gravitationskraft zumindest teilweise kompensiert, wobei - die Unterstützungseinrichtung ein Seilrobotersystem ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die mit dem Kraftaufbringungselement verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die über das Kraftaufbringungselement auf das Roboterelement aufbringbar ist, einstellbar ist, wobei die mindestens zwei Robotersysteme mit mindestens einer gemeinsamen bewegbaren Basis verbunden sind, wobei die gemeinsame Basis eine Basis ist, bei der eine Basis-Unterstützungseinrichtung vorgesehen ist wobei die Basis- Unterstützungseinrichtung ein zweites Seilrobotersystem ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die mit der Basis verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, einstellbar ist. - at least one support device for supporting the robot device, with at least one force application element which is connected to the robot element at least at one point and applies at least one force to the robot element which at least partially compensates for the gravitational force acting on the robot element, wherein - the support device is a cable robot system having at least two cable elements connected to the force application element, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the robot element via the force application element can be adjusted, the at least two robot systems being connected to at least one common movable base, the common base being a base on which a base support device is provided, the base support device being a second cable robot system having at least two cable elements connected to the base, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the base can be adjusted.
Bei einem Multi-Robotersystem existiert somit jeweils zumindest eine Unterstützungseinrichtung für jede Robotereinrichtung und zumindest eine Basis- Unterstützungseinrichtung für die gemeinsame Basis. In a multi-robot system, there is therefore at least one support device for each robot device and at least one base support device for the common base.
Das Multi-Robotersystem kann eine Gesamtsteuereinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die ersten Steuereinrichtungen der Unterstützungseinrichtungen, die Steuereinrichtungen der Robotersysteme und die Basis-Steuereinrichtung zu koordinieren. The multi-robot system may comprise an overall control device configured to coordinate the first control devices of the support devices, the control devices of the robot systems and the basic control device.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. In the following, an embodiment of the present invention is explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen schematisch They show schematically
Fig. 1 das Robotersystem, Fig. 1 the robot system,
Fig. 2 ein Ausschnitt aus Figur 1, der das Kraftaufbringungselement zeigt, Fig. 2 is a detail of Figure 1 showing the force application element,
Fig. 3 ein Multi-Robotersystem, Fig. 4 eine Gesamtsteuereinrichtung eines M u Iti - Robote rsystem. Fig. 3 a multi-robot system, Fig. 4 an overall control device of a multi-robot system.
In Fig. 1 ist ein Robotersystem 1 dargestellt. Das Robotersystem 1 weist eine Robotereinrichtung 2 auf. Die Robotereinrichtung 2 ist vorzugsweise eine Weltraumrobotereinrichtung. Die Robotereinrichtung 2 weist zumindest ein bewegliches Roboterelement 4 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zumindest drei bewegliche Roboterelemente 6, 4 und 8 vorgesehen. Das zumindest eine bewegliche Roboterelement 4 kann mit zumindest einem Aktuator 13 bewegt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Aktuator 15 vorgesehen, der das Roboterelement 6 bewegen kann. Ferner ist ein Aktuator 11 vorgesehen, der das Roboterelement 8 bewegen kann. Es sind ferner Gelenke 14, 12 und 10 vorgesehen um die sich die jeweiligen Roboterelemente 6, 4 und 8 drehen können. A robot system 1 is shown in Fig. 1. The robot system 1 has a robot device 2. The robot device 2 is preferably a space robot device. The robot device 2 has at least one movable robot element 4. In the present embodiment, at least three movable robot elements 6, 4 and 8 are provided. The at least one movable robot element 4 can be moved with at least one actuator 13. In the present embodiment, an actuator 15 is provided which can move the robot element 6. Furthermore, an actuator 11 is provided which can move the robot element 8. Furthermore, joints 14, 12 and 10 are provided around which the respective robot elements 6, 4 and 8 can rotate.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Robotereinrichtung 2 vorzugsweise ein Roboterarm. Ferner ist die Robotereinrichtung vorzugsweise an einem im Raum festen Gegenstand an der Stelle 16 montiert. Alternativ kann die Robotereinrichtung auch an einer bewegbaren Basis befestigt sein. In the present embodiment, the robot device 2 is preferably a robot arm. Furthermore, the robot device is preferably mounted on a spatially fixed object at the location 16. Alternatively, the robot device can also be attached to a movable base.
Das Robotersystem 1 weist eine Unterstützungseinrichtung 3 auf, die die Robotereinrichtung 2 bei Verwendung der Robotereinrichtung auf im Gravitationsfeld der Erde unterstützen kann. Die Unterstützungseinrichtung 3 weist zumindest ein Kraftaufbringungselement 30 auf, das an zumindest einer Stelle mit dem zumindest einem Roboterelement 4 verbunden ist und an dem zumindest eine Kraft auf das zumindest eine Roboterelement 4 aufbringbar ist, die die auf das eine Roboterelement 4 wirkende Gravitationskraft bzw. Erdanziehungskraft zumindest teilweise kompensiert. Dies bedeutet, dass zumindest ein Anteil der Kraft, die über das Kraftaufbringungselement 30 auf das Roboterelement 4 ausgeübt wird, entgegen der Gravitationskraft bzw. Erdanziehungskraft wirkt. Durch das Aufbringen der Kraft und die teilweise Kompensierung der Gravitationskraft bzw. Erdanziehungskraft wird die Robotereinrichtung 2 unterstützt. Die Robotereinrichtung 2 sollte zumindest so viel unterstützt werden, dass die Aktuatoren 12 und 15 die Roboterelemente 6, 4 und 8 bewegen können. Die dargestellte Unterstützungseinrichtung 3 ist ein Seilrobotersystem, das zumindest zwei Seilelemente, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Seilelemente 18, 20, 22, 24 aufweist, die mit dem Kraftaufbringungselement 30 verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Seilelemente 18, 20, 22 und 24 vorgesehen und jedes Seilelement 18, 20, 22, 24 ist mit jeweils zumindest einem Motor 38, 36, 34, 32 verbunden, der das jeweilige Seilelement 18, 20, 22, 24 bewegen kann. Durch Betätigen des jeweiligen Motors 38, 36, 34, 32 kann beispielsweise das jeweilige Seilelement 18, 20, 22, 24 eingerollt werden und so kann das jeweilige Seilelement 18, 20, 22, 24 bewegt werden. An der Stelle 48 sind die vier Seilelemente 18, 20, 22, 24 mit einem Kraftaufbringungsseil 26 verbunden. Das Kraftaufbringungsseil 26 ist mit einem Kraftbringungselement 30 verbunden. Somit sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Seilelemente 18, 20, 22, 24 indirekt mit dem Kraftaufbringungselement 30 verbunden. The robot system 1 has a support device 3 that can support the robot device 2 when the robot device is used in the earth's gravitational field. The support device 3 has at least one force application element 30 that is connected to the at least one robot element 4 at at least one point and to which at least one force can be applied to the at least one robot element 4 that at least partially compensates for the gravitational force or gravity acting on the one robot element 4. This means that at least a portion of the force exerted on the robot element 4 via the force application element 30 acts against the gravitational force or gravity. The robot device 2 is supported by applying the force and partially compensating for the gravitational force or gravity. The robot device 2 should be supported at least enough so that the actuators 12 and 15 can move the robot elements 6, 4 and 8. The illustrated support device 3 is a cable robot system that has at least two cable elements, in the present embodiment four cable elements 18, 20, 22, 24, which are connected to the force application element 30. In the illustrated embodiment, four cable elements 18, 20, 22 and 24 are provided and each cable element 18, 20, 22, 24 is connected to at least one motor 38, 36, 34, 32 that can move the respective cable element 18, 20, 22, 24. By operating the respective motor 38, 36, 34, 32, for example, the respective cable element 18, 20, 22, 24 can be rolled up and the respective cable element 18, 20, 22, 24 can thus be moved. At point 48, the four cable elements 18, 20, 22, 24 are connected to a force application cable 26. The force application cable 26 is connected to a force application element 30. Thus, in the illustrated embodiment, the cable elements 18, 20, 22, 24 are indirectly connected to the force application element 30.
Je nachdem, wie stark die einzelnen Seilelemente 18, 20, 22, 24 eingerollt werden, wird eine Kraft auf das Kraftaufbringungselement 30 und damit auf das Roboterelement 4 ausgeübt. Durch Verstellen der Motoren und Bewegen der Seilelemente 18, 20, 22, 24 kann somit der Betrag und die Richtung der Kraft, die auf das Kraftaufbringungselement 30 und damit auf das zumindest eine Roboterelement 4 wirkt, eingestellt werden. Die Seilelemente 18, 20, 22, 24 sind über Umlenkelemente 41, 43, 45 und 47 umgelenkt. Die Umlenkelemente 41, 43, 45 und 47 sind vorzugsweise oberhalb des Roboterelementes 4 angeordnet. Depending on how strongly the individual cable elements 18, 20, 22, 24 are rolled up, a force is exerted on the force application element 30 and thus on the robot element 4. By adjusting the motors and moving the cable elements 18, 20, 22, 24, the amount and direction of the force acting on the force application element 30 and thus on at least one robot element 4 can be adjusted. The cable elements 18, 20, 22, 24 are deflected via deflection elements 41, 43, 45 and 47. The deflection elements 41, 43, 45 and 47 are preferably arranged above the robot element 4.
Es kann zumindest eine zweite Sensoreinrichtung 28 vorgesehen sein, welche den Betrag der Kraft misst, der in dem Kraftaufbringungsseil wirkt und damit dem Betrag der Kraft entspricht, der auf das Roboterelement 4 einwirkt. Zusätzlich oder alternativ können auch Sensoreinrichtungen 42, 44, 40 und 46 vorgesehen sein, die die Kräfte in den Seilelementen 18, 20, 22 und 24 messen. Die Gesamtkraft, die mit der zweiten Sensoreinrichtung 28 messbar ist, kann auch alternativ mit Hilfe der dritten Sensoreinrichtungen 42, 44, 40 und 46 gemessenen Kräfte berechnet werden. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann auch das Kraftaufbringungsseil 26 weggelassen sein und die Seilelemente 18, 20, 22 und 24 direkt mit dem Kraftaufbringungselement 30 verbunden sein. At least one second sensor device 28 can be provided which measures the amount of force acting in the force application cable and thus corresponds to the amount of force acting on the robot element 4. Additionally or alternatively, sensor devices 42, 44, 40 and 46 can also be provided which measure the forces in the cable elements 18, 20, 22 and 24. The total force which can be measured with the second sensor device 28 can also alternatively be calculated with the aid of the forces measured by the third sensor devices 42, 44, 40 and 46. In an alternative embodiment, the force application cable 26 can be omitted and the cable elements 18, 20, 22 and 24 can be connected directly to the force application element 30.
Die Erfindung ist auch nicht auf vier Seilelemente 18, 20, 22 und 24 beschränkt, sondern kann auch mit mehr oder weniger Seilelementen ausgeführt werden. Es sollten dabei jedoch zumindest zwei Seilelemente vorgesehen sein, damit die Kraftrichtung und der Betrag der Kraft verändert werden kann. The invention is also not limited to four cable elements 18, 20, 22 and 24, but can also be implemented with more or fewer cable elements. However, at least two cable elements should be provided so that the direction and amount of force can be changed.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Figur 1 gezeigt, bei dem das Kraftaufbringungselement 30 näher dargestellt ist. Das Kraftaufbringungselement 30 ist an zwei zueinander im Wesentlichen orthogonalen Achsen 50, 52 drehbar. Je nachdem, wo sich das Roboterelement 4 befindet und je nachdem, wie die Motoren 38, 36, 34, 32 betätigt wurden und damit die Seilelemente 18, 20, 22, 24 bewegt wurden, hat das Kraftaufbringungsseil 26 eine unterschiedliche Stellung zu dem Roboterelement 4. Das Kraftaufbringungselement 30 richtet sich abhängig davon aus. Fig. 2 shows a section of Figure 1 in which the force application element 30 is shown in more detail. The force application element 30 can be rotated on two axes 50, 52 that are essentially orthogonal to one another. Depending on where the robot element 4 is located and depending on how the motors 38, 36, 34, 32 were actuated and thus the cable elements 18, 20, 22, 24 were moved, the force application cable 26 has a different position in relation to the robot element 4. The force application element 30 aligns itself depending on this.
Das Kraftaufbringungselement 30 wird somit passiv bewegt, je nach Stellung der Seilelemente und des Roboterelements 4. Die erste Achse 50 des Kraftaufbringungselementes 30 ist vorzugsweise koaxial zu der Achse des Roboterelementes 4 angeordnet. Es kann zumindest eine erste Sensoreinrichtung 100, 102 vorgehen sein, die den jeweiligen Winkel der ersten und zweiten Achse 50, 52 zu dem Kraftaufbringungsseil 26 detektiert. Im vorliegenden Fall sind zwei erste Sensoreinrichtungen 100, 102 vorgesehen, die die jeweiligen Winkel detektiert. Damit kann die Stellung des Kraftaufbringungsseil 26 bezogen auf das Roboterelement 4 festgestellt werden, um festzustellen, in welche Richtung die aufgebrachte Kraft auf das Roboterelement 4 wirkt. The force application element 30 is thus moved passively, depending on the position of the cable elements and the robot element 4. The first axis 50 of the force application element 30 is preferably arranged coaxially to the axis of the robot element 4. At least one first sensor device 100, 102 can be provided, which detects the respective angle of the first and second axis 50, 52 to the force application cable 26. In the present case, two first sensor devices 100, 102 are provided, which detect the respective angles. This makes it possible to determine the position of the force application cable 26 in relation to the robot element 4 in order to determine in which direction the applied force acts on the robot element 4.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäßes Multi-Robotersystem 100. Das Multi- Robotersystem 100 weist zumindest zwei Robotersysteme 1, 1 ' auf. Fig. 3 shows a multi-robot system 100 according to the invention. The multi-robot system 100 has at least two robot systems 1, 1'.
Die zumindest zwei Robotersysteme 1, 1 ' sind jeweils ähnlich zu dem Robotersystem 1 wie in Fig. 1. In Fig. 3 sind jeweils zwei Robotersysteme 1, 1 ' dargestellt. Die jeweiligen Robotersysteme 1, 1 ' weisen jeweils eine Robotereinrichtung 2, 2 ' auf. Die Robotereinrichtung 2, 2 ' weisen jeweils zumindest ein bewegliches Roboterelement 4,4 ' auf. The at least two robot systems 1, 1 ' are each similar to the robot system 1 as in Fig. 1. In Fig. 3, two robot systems 1, 1 ' are shown. The respective robot systems 1, 1 ' each have a Robot device 2, 2'. The robot device 2, 2' each has at least one movable robot element 4,4'.
Es können beispielsweise genauso wie bei dem Robotersystems 1 aus Fig. 1 auch beispielsweise zumindest drei bewegliche Roboterelemente 6, 4 und 8 vorgesehen sein. Diese sind allerdings in Fig. 3 nicht näher dargestellt. Auch kann genauso wie bei Fig. 1 das zumindest eine bewegliche Roboterelement 4,4 ' mit zumindest einem Aktuator 13 bewegt werden. Der Aktuator ist in Fig. 3 nicht näher dargestellt. Genauso wie bei Fig.l kann ebenfalls jeweils ist ein Aktuator 15 vorgesehen, der das Roboterelement 6 bewegen kann, ein Aktuator 13 vorgesehen sein, der das Roboterelement 4, 4 ' bewegen kann und ein Aktuator 11 vorgesehen sein, der das Roboterelement 8 bewegen kann. Auch diese Aktuatoren sind in Fig. 3 nicht näher dargestellt. Es können ferner, genauso wie in Fig.l, Gelenke 14, 12 und 10 vorgesehen um die sich die jeweiligen Roboterelemente 6, 4 und 8 drehen können. Auch diese Gelenke sind in Fig. 3 nicht näher dargestellt. For example, just as in the robot system 1 from Fig. 1, at least three movable robot elements 6, 4 and 8 can be provided. However, these are not shown in detail in Fig. 3. Also, just as in Fig. 1, the at least one movable robot element 4, 4 ' can be moved with at least one actuator 13. The actuator is not shown in detail in Fig. 3. Just as in Fig. 1, an actuator 15 can be provided which can move the robot element 6, an actuator 13 can be provided which can move the robot element 4, 4 ' and an actuator 11 can be provided which can move the robot element 8. These actuators are also not shown in detail in Fig. 3. Furthermore, just as in Fig. 1, joints 14, 12 and 10 can be provided around which the respective robot elements 6, 4 and 8 can rotate. These joints are also not shown in detail in Fig. 3.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Robotereinrichtungen 2 vorzugsweise Roboterarme. Ferner sind die Robotereinrichtung auch an einer gemeinsamen bewegbaren Basis 200 befestigt sein. Wie die bewegbare Basis bewegt werden kann, wird weiter unten genauer beschrieben. In the present embodiment, the robot devices 2 are preferably robot arms. Furthermore, the robot devices can also be attached to a common movable base 200. How the movable base can be moved is described in more detail below.
Die Robotersysteme 1, 1 ' weisen jeweils eine Unterstützungseinrichtung 3, 3 ' auf, die die Robotereinrichtung 2 bei Verwendung der Robotereinrichtung im Gravitationsfeld der Erde unterstützen kann. Die Unterstützungseinrichtungen 3, 3 ' weisen jeweils zumindest ein Kraftaufbringungselement 30, 30 ' auf, das an zumindest einer Stelle mit dem jeweilen zumindest einem Roboterelement 4, 4 ' verbunden ist und an dem zumindest eine Kraft auf das jeweilige zumindest eine Roboterelement 4, 4 ' aufbringbar ist, die die auf das eine Roboterelement 4 wirkende Gravitationskraft bzw. Erdanziehungskraft zumindest teilweise kompensiert. Dies bedeutet, dass zumindest ein Anteil der Kraft, die über das jeweilige Kraftaufbringungselement 30, 30 ' auf das jeweilige Roboterelement 4,4 ' ausgeübt wird, entgegen der Gravitationskraft bzw. Erdanziehungskraft wirkt. Durch das Aufbringen der Kraft und die teilweise Kompensierung der Gravitationskraft bzw. Erdanziehungskraft wird die jeweilige Robotereinrichtung 2, 2 ' unterstützt. Die jeweiligen Robotereinrichtungen 2,2 ' sollten zumindest so viel unterstützt werden, dass das zumindest eine jeweiligen Roboterelemente 4, 4 ' bewegt werden kann. The robot systems 1, 1' each have a support device 3, 3' that can support the robot device 2 when the robot device is used in the gravitational field of the earth. The support devices 3, 3' each have at least one force application element 30, 30' that is connected at least one point to the respective at least one robot element 4, 4' and to which at least one force can be applied to the respective at least one robot element 4, 4' that at least partially compensates for the gravitational force or gravity acting on the one robot element 4. This means that at least a portion of the force exerted on the respective robot element 4, 4' via the respective force application element 30, 30' acts against the gravitational force or gravity. By applying the force and partially compensating the gravitational force or gravity, the respective robot device 2, 2 ' is supported. The respective robot devices 2,2 ' should have at least as much be supported so that at least one of the respective robot elements 4, 4 ' can be moved.
Die dargestellten Unterstützungseinrichtung 3,3 ' sind jeweils ein erstes Seilrobotersystem, das jeweils zumindest zwei Seilelemente, im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils vier Seilelemente 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' aufweist, die mit dem jeweiligen Kraftaufbringungselement 30, 30 ' verbunden sind. The illustrated support devices 3, 3' are each a first cable robot system, each of which has at least two cable elements, in the present embodiment four cable elements 18, 20, 22, 24 or 18', 20', 22', 24', which are connected to the respective force application element 30, 30'.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils vier Seilelemente 18, 20, 22 und 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' vorgesehen und jedes Seilelement 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' ist mit jeweils zumindest einem Motor 38, 36, 34, 32 bzw. 38 ', 36 ', 34 ', 32 ' verbunden, der das jeweilige Seilelement 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 'bewegen kann. Durch Betätigen des jeweiligen Motors 38, 36, 34, 32 bzw. 38 ', 36 ', 34 ', 32 ' kann beispielsweise das jeweilige Seilelement 18, 20, 22, 24 eingerollt werden und so kann das jeweilige Seilelement 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' bewegt werden. In the illustrated embodiment, four cable elements 18, 20, 22 and 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' are provided and each cable element 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' is connected to at least one motor 38, 36, 34, 32 or 38 ', 36 ', 34 ', 32 ', which can move the respective cable element 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 '. By operating the respective motor 38, 36, 34, 32 or 38 ', 36 ', 34 ', 32 ', for example, the respective cable element 18, 20, 22, 24 can be rolled up and thus the respective cable element 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' can be moved.
Genauso wie in Fig. 1 könnte auch jeweils ein Kraftaufbringungsseil 26, wie in Fig. 1 vorgesehen sein, über das die Seilelement 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' auch indirekt mit einem Kraftbringungselement 30 verbunden sein können. Die Seilelement 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' können jedoch auch, wie dargestellt direkt mit dem Kraftaufbringungselement 30 mit dem jeweiligen Roboterelement 4, 4 'verbunden sein. Just as in Fig. 1, a force application cable 26 could also be provided, as in Fig. 1, via which the cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' can also be indirectly connected to a force application element 30. The cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' can, however, also be connected directly to the force application element 30 with the respective robot element 4, 4 ', as shown.
Je nachdem, wie stark die einzelnen Seilelemente 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' vom jeweiligen Motor 38, 36, 34, 32 bzw. 38 ', 36 ', 34 ', 32 ' eingerollt werden, wird eine Kraft auf das jeweilige Kraftaufbringungselement 30, 30 ' und damit auf das Roboterelement 4, 4 ' ausgeübt. Durch Verstellen der Motoren 38, 36, 34, 32 bzw. 38 ', 36 ', 34 ', 32 ' und Bewegen der Seilelemente 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 'kann somit der Betrag und die Richtung der Kraft, die auf das jeweilige Kraftaufbringungselement 30, 30 'und damit auf das zumindest eine jeweilige Roboterelement 4,4 ' wirkt, eingestellt werden. Die Seilelemente 18, 20, 22, 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 'sind über jeweilige Umlenkelemente 41, 43, 45 und 47 bzw. 41 ', 43 ', 45 ', 47 ' umgelenkt. Die jeweiligen Umlenkelemente 41, 43, 45 und 47 bzw. 41 ', 43 ', 45 ', 47 ' sind vorzugsweise oberhalb des jeweiligen Roboterelementes 4, 4 'angeordnet. Depending on how strongly the individual cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' are rolled up by the respective motor 38, 36, 34, 32 or 38 ', 36 ', 34 ', 32 ', a force is exerted on the respective force application element 30, 30 ' and thus on the robot element 4, 4 '. By adjusting the motors 38, 36, 34, 32 or 38 ', 36 ', 34 ', 32 ' and moving the cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ', the amount and direction of the force acting on the respective force application element 30, 30 ' and thus on the at least one respective robot element 4, 4 ' can be adjusted. The cable elements 18, 20, 22, 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' are deflected via respective deflection elements 41, 43, 45 and 47 or 41 ', 43 ', 45 ', 47 '. The respective deflection elements 41, 43, 45 and 47 or 41 ', 43 ', 45 ', 47 ' are preferably arranged above the respective robot element 4, 4 '.
Genauso wie in Fig. 1 beschrieben kann auch eine zweite Sensoreinrichtung 28 vorgesehen sein, welche den Betrag der Kraft misst, der in dem Kraftaufbringungsseil wirkt und damit dem Betrag der Kraft entspricht, der auf das Roboterelement 4 einwirkt. Zusätzlich oder alternativ können auch, genauso wie in Fig. 1 beschrieben Sensoreinrichtungen 42, 44, 40 und 46 vorgesehen sein, die die Kräfte in den Seilelementen 18, 20, 22 und 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' messen. Die Gesamtkraft, die mit der zweiten Sensoreinrichtung 28 messbar ist, kann auch alternativ mit Hilfe von dritten Sensoreinrichtungen 42, 44, 40 und 46 gemessenen Kräfte berechnet werden. Die Sensoreinrichtungen 28, 42, 44, 40 und 46 sind in Fig. 3 nicht dargestellt. Diese können genauso ausgestalten sein, wie in Fig. 1 beschrieben wurde Just as described in Fig. 1, a second sensor device 28 can also be provided, which measures the amount of force acting in the force application cable and thus corresponds to the amount of force acting on the robot element 4. Additionally or alternatively, just as described in Fig. 1, sensor devices 42, 44, 40 and 46 can also be provided, which measure the forces in the cable elements 18, 20, 22 and 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 '. The total force that can be measured with the second sensor device 28 can also alternatively be calculated with the help of forces measured by third sensor devices 42, 44, 40 and 46. The sensor devices 28, 42, 44, 40 and 46 are not shown in Fig. 3. These can be designed in the same way as described in Fig. 1.
Die Erfindung ist auch nicht auf vier Seilelemente 18, 20, 22 und 24 bzw. 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' pro Unterstützungseinrichtung 3, 3 'beschränkt, sondern kann auch mit mehr oder weniger Seilelementen ausgeführt werden. Es sollten dabei jedoch zumindest zwei Seilelemente vorgesehen sein, damit die Kraftrichtung und der Betrag der Kraft verändert werden kann. The invention is also not limited to four cable elements 18, 20, 22 and 24 or 18 ', 20 ', 22 ', 24 ' per support device 3, 3 ', but can also be implemented with more or fewer cable elements. However, at least two cable elements should be provided so that the direction and amount of force can be changed.
Das jeweilige Kraftaufbringungselement 30, 30 'kann so ausgestaltet sein wie in Fig. 2 dargestellt und bezüglich Fig. 2 näher beschrieben wurde. The respective force application element 30, 30' can be designed as shown in Fig. 2 and described in more detail with reference to Fig. 2.
Die mindestens zwei Robotersysteme 1,1 'sind in Fig. 3 mit mindestens einer gemeinsamen bewegbaren Basis 200 verbunden, wobei die gemeinsame Basis 200 eine Basis ist, bei der eine Basis-Unterstützungseinrichtung 300 vorgesehen ist wobei die Basis-Unterstützungseinrichtung 300 ein zweites Seilrobotersystem ist, das zumindest zwei , vorzugsweise acht Seilelemente 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, aufweist, die mit der Basis verbunden sind, wobei jedes Seilelement 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 mit zumindest einem Motor 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, verbunden ist, der das jeweilige Seilelement 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, einstellbar ist. Die Basis 200 lässt sind somit beliebig im Raum bewegen. The at least two robot systems 1,1' are connected in Fig. 3 to at least one common movable base 200, wherein the common base 200 is a base in which a base support device 300 is provided, wherein the base support device 300 is a second cable robot system having at least two, preferably eight cable elements 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, which are connected to the base, wherein each cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 is connected to at least one motor 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, which drives the respective cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 so that the direction and amount of force that can be applied to the base is adjustable. The Base 200 can therefore be moved freely in the room.
Die Basis-Unterstützungseinrichtung 300 kann, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, mindestens 8 Seilelemente aufweisen, die mit der Basis 200 verbunden sind, wobei jedes Seilelement 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, mit zumindest einem Motor 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, verbunden ist, der das jeweilige Seilelement 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis 200 aufbringbar ist, beliebig einstellbar ist. The base support device 300 can, as shown in the present embodiment, have at least 8 cable elements that are connected to the base 200, wherein each cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 is connected to at least one motor 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, which can move the respective cable element 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, so that the direction and amount of force that can be applied to the base 200 can be adjusted as desired.
Die Basis 200 kann, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, 8 Ecken aufweisen und die Seilelemente 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, können jeweils an den Ecken der Basis 200 mit der Basis 200 verbunden sein. The base 200 can, as shown in the illustrated embodiment, have 8 corners and the cable elements 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 can each be connected to the base 200 at the corners of the base 200.
Es kann zumindest eine Basis-Steuereinrichtung 600 der Basis- Unterstützungseinrichtung 300 vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, die Motoren 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, welche die Seilelemente 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134, der Basis-Unterstützungseinrichtung 300 bewegen, zu steuern und damit den Betrag und/oder die Richtung der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, zu steuern. At least one base control device 600 of the base support device 300 can be provided, which is designed to control the motors 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, which move the cable elements 118, 120, 122, 124, 128, 130, 132, 134 of the base support device 300 and thus to control the amount and/or direction of the force that can be applied to the base.
Das Multi-Robotersystem 100 kann, wie in Fig. 4 dargestellt, eine Gesamtsteuereinrichtung 500 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die ersten Steuereinrichtungen 610, 620, der Unterstützungseinrichtungen 3. 3 ', die Steuereinrichtungen 710, 720 der Robotersysteme und die Basis-The multi-robot system 100 can, as shown in Fig. 4, have an overall control device 500 which is designed to control the first control devices 610, 620 of the support devices 3. 3 ', the control devices 710, 720 of the robot systems and the base
Steuereinrichtung 600 der Basis-Unterstützungseinrichtung 300 sowie die Steuereinrichtung 700 der Basis zu koordinieren. Control device 600 of the base support device 300 and the control device 700 of the base.
Die die ersten Steuereinrichtungen 610, 620, der Unterstützungseinrichtungen 3. 3 ' steuern die Unterstützungseinrichtungen 3. 3 ' . Die Steuereinrichtungen 710, 720 der Robotersysteme steuern die Aktuatoren der Robotersysteme 1, 1 ', um die Roboterelemente zu bewegen. Die Steuereinrichtung 700 der Basis steuert die Basis. Daten der Steuereinrichtungen 710, 720 der Robotersysteme und/oder der Steuereinrichtung 700 der Basis 200 können jeweils als Eingangsgröße für die Steuerung der ersten Steuereinrichtungen 610, 620, derThe first control devices 610, 620 of the support devices 3. 3 ' control the support devices 3. 3 ' . The control devices 710, 720 of the robot systems control the actuators of the robot systems 1, 1 ' to move the robot elements. The control device 700 of the base controls the base. Data from the control devices 710, 720 of the robot systems and/or the control device 700 of the base 200 can each be used as input variables for controlling the first control devices 610, 620, the
Unterstützungseinrichtungen 3. 3 ' und/oder der Basis-Steuereinrichtung 600 der Basis-Unterstützungseinrichtung 300 verwendet werden. Support devices 3. 3 ' and/or the base control device 600 of the base support device 300 can be used.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Robotersystem, mit einer Robotereinrichtung, insbesondere Weltraumrobotereinrichtung, mit zumindest einem beweglichen Roboterelement und zumindest einem Aktuator zum Bewegen des zumindest einem Roboterelements, einer Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen der Robotereinrichtung bei Verwendung der Weltraumrobotereinrichtung auf der Erde, mit zumindest einem Kraftaufbringungselement, das an zumindest einer Stelle mit dem Roboterelement verbunden ist und zumindest eine Kraft auf das Roboterelement aufbringt, welche die auf das Roboterelement wirkende Erdanziehungskraft zumindest teilweise kompensiert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Unterstützungseinrichtung ein Seilrobotersystem ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die mit dem Kraftaufbringungselement verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die über das Kraftaufbringungselement auf das Roboterelement aufbringbar ist, einstellbar ist. 1. Robot system, with a robot device, in particular a space robot device, with at least one movable robot element and at least one actuator for moving the at least one robot element, a support device for supporting the robot device when using the space robot device on earth, with at least one force application element which is connected to the robot element at least at one point and applies at least one force to the robot element which at least partially compensates for the gravitational force acting on the robot element, characterized in that the support device is a cable robot system which has at least two cable elements which are connected to the force application element, wherein each cable element is connected to at least one motor which can move the respective cable element so that the direction and amount of the force which can be applied to the robot element via the force application element can be adjusted.
2. Robotersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Seilrobotersystem zumindest drei Seilelemente aufweist. 2. Robot system according to claim 1, characterized in that the cable robot system has at least three cable elements.
3. Robotersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Seilelement ein Motor angeordnet ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann. 3. Robot system according to claim 1 or 2, characterized in that a motor is arranged on each rope element, which motor can move the respective rope element.
4. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilelemente mit einem Kraftaufbringungsseil verbunden sind, welches mit dem Kraftaufbringungselement verbunden ist. Ro bote rsy stem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufbringungselement um zwei zueinander im Wesentlichen orthogonale Achsen drehbar ist. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die den jeweiligen Winkel der ersten und/oder zweiten Achse zu dem Kraftaufbringungsseil detektiert. Robotersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche die Kraft und/oder Bewegung des Kraftaufbringungsseils detektiert. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Seilelement zumindest eine dritte Sensoreinrichtung angeordnet ist, welche die Kraft und/oder Bewegung des jeweiligen Seilelements detektiert. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilelemente über Umlenkelemente umgelenkt sind, wobei die Umlenkelemente vorzugsweise oberhalb der Robotereinrichtung angeordnet ist. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotereinrichtung, insbesondere Weltraumrobotereinrichtung ein Weltraumroboterarm ist. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Motoren, welche die Seilelemente bewegen, zu steuern und damit den Betrag und/oder die Richtung der Kraft, die über das Kraftaufbringungselement auf den Roboterelement aufbringbar ist, zu steuern. Ro bote rsy stem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Steuereinrichtung die Kraft derart steuerbar ist, dass die Motoren derart gesteuert werden, dass die auf das Roboterelement wirkende Erdanziehungskraft zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig kompensiert ist. Robotersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Daten einer Steuereinrichtung der Robotereinrichtung als Eingangsgrößen für die Steuerung der ersten Steuereinrichtung verwendet werden. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotereinrichtung, insbesondere Weltraumrobotereinrichtung an einem im Raum festen Gegenstand befestigt ist. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotereinrichtung an einer bewegbaren Basis befestigt ist, wobei eine Basis-Unterstützungseinrichtung vorgesehen ist wobei die Basis-Unterstützungseinrichtung ein zweites Se il robote rsystem ist, das zumindest zwei Seilelemente aufweist, die mit der Basis verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, einstellbar ist. Robotersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis-Unterstützungseinrichtung mindestens 8 Seile aufweist, die mit der Basis verbunden sind, wobei jedes Seilelement mit zumindest einem Motor verbunden ist, der das jeweilige Seilelement bewegen kann, so dass die Richtung und Betrag der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, einstellbar ist. Robotersystem nach einem der Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis 8 Ecken aufweist und die Seilelemente jeweils an den Ecken der Basis mit der Basis verbunden sind. Ro bote rsy stem nach einem der Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Basis-Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Motoren, welche die Seilelemente der Basis-Unterstützungseinrichtung bewegen, zu steuern und damit den Betrag und/oder die Richtung der Kraft, die auf die Basis aufbringbar ist, zu steuern. Multi -Robotersystem mit mindestens zwei Robotersystemen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die mindestens zwei Robotersysteme mit mindestens einer gemeinsamen bewegbaren Basis verbunden sind, wobei die gemeinsame Basis eine bewegbare Basis nach einem der Ansprüche 15 bis 18 ist. Multi -Robotersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtsteuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die ersten Steuereinrichtungen der Unterstützungseinrichtungen, die Steuereinrichtungen der Robotersysteme und die Basis- Steuereinrichtung (600) der Basis-Unterstützungseinrichtung (300) sowie die Steuereinrichtung (700) der Basis zu koordinieren. 4. Robot system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cable elements are connected to a force application cable which is connected to the force application element. Robot system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the force application element is rotatable about two axes that are essentially orthogonal to one another. Robot system according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one first sensor device is provided, which detects the respective angle of the first and/or second axis to the force application cable. Robot system according to claim 6, characterized in that at least one second sensor device is provided, which detects the force and/or movement of the force application cable. Robot system according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one third sensor device is arranged on each cable element, which detects the force and/or movement of the respective cable element. Robot system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cable elements are deflected via deflection elements, wherein the deflection elements are preferably arranged above the robot device. Robot system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the robot device, in particular space robot device, is a space robot arm. Robot system according to one of claims 1 to 10, characterized in that a first control device is provided which is designed to control the motors which move the cable elements and thus to control the amount and/or the direction of the force which can be applied to the robot element via the force application element. Robot system according to claim 11, characterized in that the force can be controlled by means of the first control device such that the motors are controlled such that the gravitational force acting on the robot element is at least partially, preferably essentially completely compensated. Robot system according to claim 12, characterized in that data from a control device of the robot device are used as input variables for controlling the first control device. Robot system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the robot device, in particular space robot device, is attached to an object fixed in space. Robot system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the robot device is attached to a movable base, wherein a base support device is provided, wherein the base support device is a second rope robot system which has at least two rope elements which are connected to the base, wherein each rope element is connected to at least one motor which can move the respective rope element so that the direction and amount of the force which can be applied to the base can be adjusted. Robot system according to claim 15, characterized in that the base support device has at least 8 cables connected to the base, each cable element being connected to at least one motor that can move the respective cable element so that the direction and amount of force that can be applied to the base is adjustable. Robot system according to one of claims 16, characterized in that the base has 8 corners and the cable elements are connected to the base at the corners of the base. Robot system according to one of claims 15 to 17, characterized in that at least one base control device is provided which is designed to control the motors which move the cable elements of the base support device and thus to control the amount and/or the direction of the force which can be applied to the base. Multi-robot system with at least two robot systems according to one of claims 1 to 18, wherein the at least two robot systems are connected to at least one common movable base, wherein the common base is a movable base according to one of claims 15 to 18. Multi-robot system according to claim 19, characterized in that an overall control device is provided which is designed to coordinate the first control devices of the support devices, the control devices of the robot systems and the base control device (600) of the base support device (300) as well as the control device (700) of the base.
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