DE3811795A1 - Ferngesteuerte inspektions- und/oder bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fernsteuerbaren Inspektion- und/oder zum fernsteuerbaren Arbeiten in Bereichen, die aufgrund ihrer räumlichen Gegebenheiten und/oder ihrer Sicherheitsanforderungen für Personen unzugänglich sind.

Bezweckt wird die Schaffung einer Vorrichtung, mit der Inspek­ tions-, Wartungs-, Mess- und Reparaturarbeiten, einschließlich Ortung von Störungen, sowie das Einziehen von Kabeln und dergleichen in solchen räumlichen Gegebenheiten durchgeführt werden kann, die, wie Schächte, Kanäle oder dergleichen, nicht direkt zugänglich sind und die aus Sicherheitsgründen, z. B. bei Strahlungsgefahr, nicht von Personen durchgeführt werden sollten. Dabei geht es insbesondere um das Verfügbarmachen einer wendigen Vorrichtung, mit der die genannten Tätigkeiten bedeutend wirtschaftlicher als bisher und völlig risikolos durchgeführt werden können.

Aus der DE-OS 33 12 222 ist ein ferngesteuertes, selbstfahrendes Fahrzeug mit einem Raupenantrieb bekannt, das sich zum Einziehen von Seilen, Kabeln, Schläuchen in unzugänglichen Räumen eignet und auch als Transportmittel für einen Geräteträger dienen kann, der eine Beleuchtungseinrichtung, eine TV-Kamera und/oder Bohr- bzw. Fräswerkzeuge, Greifer oder andere Werkzeuge trägt. Das Fahrzeug ist zur Erhöhung der Bodenhaftung, der Zugkraft und der Tragfähigkeit mit einer im wesentlichen die gesamte Breite des Fahrzeugs überdeckenden Raupe versehen, wobei beim Umkippen des Fahrzeugs eine automatische Drehrichtungsumkehr der Raupe derart erfolgt, daß das Fahrzeug seine Vorwärtsfahrt beibehält.

Als nachteilig ist bei diesem vorbekannten Fahrzeug unter anderem anzusehen, daß es bei schwierigen und komplexen Einsatzbedingun­ gen, wie z. B. der Überwindung von stufenförmigen Hindernissen und abgewinkelten Kanalleitungen nur begrenzt oder gar nicht einsetzbar ist, da das Fahrzeug nur eine sehr eingeschränkte Kletterfähigkeit besitzt und nicht lenkbar ist. Außerdem bedingt eine seitliche Anbringung von Zusatzgeräten an die Verkleidung des Fahrzeugs einen erhöhten Raumbedarf, der die Einsatzmöglich­ keit des Fahrzeugs weiter reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß bei einem einfachen Aufbau auch komplizierte hindernisbehaftete Kanalver­ läufe zugänglich werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein fernsteuer­ barer selbstfahrender Verband aus wenigstens zwei Fahrzeugen geschaffen, der lenk- und kletterfähig ist. Die vorgesehene Inspektionseinrichtung kann vorteilhaft gleichzeitig für das Betätigen der Steuereinrichtung verwendet werden, um hindernis- überwindende Steuerungsmaßnahmen durchzuführen.

Die Fahrzeuge des Verbandes bestehen aus nicht-lenkbaren handelsüblichen Fahrzeugen, wie Raupenfahrzeugen, wobei vorzugs­ weise benachbarte Fahrzeuge des Verbandes über ein längssteifes Gelenk mit räumlich begrenzten Schwenkwinkeln miteinander verbunden sind. Hiermit läßt sich bei Erhaltung der Längssteifig­ keit des Gesamtverbandes eine wirkungsvolle Lenk- und Kletterfä­ higkeit mit großer Flexibilität erreichen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Gelenk um 90° zueinander versetzte Kupplungsgabeln auf, die an einer Kupplungskugel mit nahezu reibungsfreier Toleranz bei kleinen Verdrehwinkeln angreifen, wobei die Kupplungsgabeln vorzugsweise mit seitlicher Beabstandung in formkomplementäre Kugelausnehmungen eingreifen, und wobei vorzugsweise die seitlichen Beabstandung zu den beiderseitigen Kugelausnehmungen auf ein radiale Relativverdrehung zwischen den Kupplungsgabeln bis zu etwa 30° abgestimmt sind. Damit wird in vorteilhafter Weise ein Kugelgelenk mit einem vorgegebenen Spiel in Drehrich­ tung nach Art eines Kardan-Kugelgelenks geschaffen, das auch komplexen Einsatzbedingung in hervorragender Weise Rechnung zu tragen vermag. Außerdem kann das vorgesehene relative Verdreh­ spiel zwischen den Gabeln auch vorteilhaft beispielsweise im Zusammenhang mit der Benutzung eines Drehmotors im Bereich der Ankopplung dazu verwendet werden, unter Ausnutzung eines gewissen Anlaufweges, ein sogenanntes Losschlagen eines Fahrzeugs bzw. eines an einem derartigen Gelenk angeschlossenen Gegenstands aus einer Klemmstellung oder dergleichen zu erreichen. Wesentlich ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, daß hier gezielt Radialspiel in ein Gelenk eingebracht wird, um die erreichte universelle Lenk- und Kletterfähigkeit noch durch eine Verdrehfä­ higkeit zur Fahrzeugslängsachse zu ergänzen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine besonders wendige Vorrichtung geschaf­ fen, die aufgrund der Eigenbeweglichkeit der Verbandsfahrzeuge sowie der vorgesehenen Ansteuerung in idealer Weise zu den oben angegebenen Zwecken eingesetzt werden kann. Die enorme Kletter­ fähigkeit, die der Verband besitzt, wird nicht primär durch Reibung sondern durch Anstellung bzw. relative Verschwenkung einzelner Verbandsfahrzeuge zueinander erreicht und ermöglicht das Überwinden von Hindernissen, die deutlich höher als die Eigenhöhe jedes Fahrzeugs des Verbandes sind. Vorzugsweise ist der Verband in der Lage, aufgrund seiner enormen Kletterfähigkeit Hindernisse zu Überwinden, die mehr als das doppelte der Höhe eines Verbandfahrzeugs betragen.

Die Steuereinrichtung für die räumliche Änderung der Bewegungs­ richtung des Verbandes kann mit elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Elementen arbeiten, um jeweils eine Relativbewegung zwischen benachbarten Fahrzeugen um das längssteife Gelenk zu erreichen. Als besonders einfache und preiswert herstellbare Möglichkeit ist bevorzugt vorgesehen, daß die Steuereinrichtung Seilzüge aufweist, die in um 90° zueinander versetzten Ebenen im Bereich jedes Fahrzeugs geführt sind, am vordersten Fahrzeug angreifen und am hintersten Fahrzeug mit einer Betätigungseinrichtung verbunden sind. Dabei sind die Seilzüge vorzugsweise am vordersten Fahrzeug unter Ausnutzung des Flaschenzugeffektes umgelenkt und am danach folgenden Fahrzeug befestigt, um die jeweilige Steuerkraft zu erhöhen und vorteil­ haft zunächst nur ein Auslenken des ersten Fahrzeugs in die gewünschte räumliche Richtung zu erreichen. Hierdurch läßt sich nicht nur vorteilhaft eine Verbesserung des räumlichen Blickwin­ kels der an dem vorderen Fahrzeug angebrachten Inspektionsein­ richtung, insbesondere einer Videokamera, erzielen, sondern es wird auch möglich, bewegbare Hindernisse durch eine entsprechende Steuerung des vordersten Fahrzeugs aus dem Weg zu räumen, um eine günstigere Passage des Verbandes zu erreichen.

Die Seilzüge sind ferner vorzugsweise für jede Schwenkebene am hintersten Fahrzeug jeweils mit einer Differenzwinde betätigbar. Hierdurch kann in der ersten Phase das erste Fahrzeug oder der Verband jeweils in eine der Schwenkebenen, also beispielsweise nach links oder rechts oder nach oben bzw. nach unten bzw. in einer sich aus der Überlagerung der beiden bei Schwenkbewegungen ergebenden Bewegungsrichtung verstellt werden.

Die vorgesehene Ausgestaltung der Steuereinrichtung mit Seil­ zügen, die vorzugsweise an der Außenseite der Verbandsfahrzeuge in um 90° zueinander versetzten Ebenen geführt sind, hat auch den Vorteil, daß die Zwischenräume zwischen miteinander verbundenen Fahrzeugen von den Seilen überspannt werden, wobei die Seile zusätzlich eine Gleit- und Führungsfunktion ausüben, um einem Hängenbleiben des Verbandes an einem Hindernis zu begegnen.

Alle Fahrzeuge weisen vorzugsweise Schnittstellen für eine gemeinsame Energieversorgung und Signalverbindung auf, um einen zuverlässigen und wirkungsvollen Einsatz des Gesamtverbandes zu erreichen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung an dem vordersten Fahrzeug angelenkt und mit einer separat steuerbaren Betätigungs­ einrichtung relativ zu dem vordersten Fahrzeug verstellbar. Hierdurch kann die Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung nicht nur zu den vorgesehenen Inspektions- und/oder Bearbeitungs­ einsätzen in die jeweils optimale Stellung bewegt werden, sondern auch beim überwinden von Hindernissen so eingestellt werden, daß der Verband auch nach entsprechender Einstellung der Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung enge Querschnitte und/oder abgewinkelte Kanalquerschnitte passieren kann.

Die Betätigungseinrichtung für die Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung weist vorzugsweise einen ebenfalls vom letzten Fahrzeug betätigbaren und gegen eine Feder arbeitenden Seilzug auf. Hierdurch kommt die Betätigungeinstellung vorteil­ haft nur mit einem Seilzug aus, der durch die Federwirkung stets gestrafft ist.

Die Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung ist vorzugswei­ se an dem vorderen Ende des vordersten Fahrzeugs mit einer Gabel angelenkt, wobei an der Gabel bevorzugt eine Einrichtung für den Drehantrieb eines Halters für eine Kamera- und Beleuchtungsein­ richtung und/oder eines Arbeitsgerätes um eine Achse parallel zur Anlenkungsachse der Gabel an dem Fahrzeug vorgesehen ist. Hiermit wird eine herstellungstechnisch einfache und allen Funktionsbe­ dürfnissen gerecht werdende Lösung für die Verstellbarkeit der Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung geschaffen.

Für den Antrieb des Verbandes können ein oder mehrere Fahrzeuge eine Antriebseinrichtung, beispielsweise in Form eines fernange­ steuerten Elektromotors, aufweisen. Vorzugsweise besitzt wenigstens das erste Fahrzeug des Verbandes eine Antriebsein­ richtung.

Die Energieversorgung des Verbandes kann durch einen in dem Verband integrierten Energiespeicher, beispielsweise einer Batterie und/oder einem Energiegenerator, erfolgen, wobei auch eine Fernsteuerung über alle Trägermedien, einschließlich Funkfernsteuerung, IR-Fernsteuerung, Laser, usw. sowie eine akustische Steuerung durchgeführt werden kann, so daß der Verband als freie Operationseinheit ferngesteuert tätig werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an dem letzten Fahrzeug ein Adapter für die Aufnahme eines Fernsteuerka­ belsteckers vorgesehen, der vorzugsweise bündig mit dem Fahrzeug­ gehäuse abschließende Gleit- und Führungselemente aufweist, wobei der Adapter bevorzugt weiterhin einen Halter für das Einhängen des Endes eines zu verlegenden Kabels bzw. Seils oder Schlauchs aufweist. Mit den Gleit- und Führungselementen wird eine sichere Verbindung zwischen Fernsteuerkabel und Verband auch bei der Überwindung von größeren Hindernissen gewährleistet.

Die Steuereinrichtung für die räumliche Änderung der Bewegungs­ richtung des Verbandes weist nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eine Einrichtung für das selbsttätige Abfühlen von Bereichsverhältnissen und ein dementsprechendes Steuern der Einrichtung auf, wodurch vorteilhaft eine weitgehend vollständige Automatisierung zur Entlastung einer Bedienungsperson erreicht werden kann. Dabei ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Einrichtung wenigstens einen programmierbaren Speicher aufweist, in den beispielsweise ein Lageplan der zu inspizierenden Bereiche vorher eingegeben wird, die dann der Verband automatisch aufsucht, in ihren Beschaffenheitsmerkmalen untersucht und gegebenenfalls in einem weiteren Speicher zwischenspeichert.

Die Vorrichtung fühlt somit selbst automatisch die jeweiligen räumlichen Gegebenheiten ab und paßt ihre Steuerung automatisch an. Für das selbständige Abfühlen sind beispielsweise automati­ sche Bilderfassungs-, Bildsensoren-, Richtungs-, Entfernungs­ erfassungs- und Entfernungssteuerungseinrichtungen einsetzbar. Günstig ist ferner, wenn die Einrichtung mit einer Bedienungs­ person dialogfähig ist, insbesondere wenn Grenzsituationen erreicht werden, um entsprechende Weisungen für den weiteren Einsatz, gegebenenfalls per Sprachsteuerung, zu erhalten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind dem anschließenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in welchem ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnung näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines Ausführungs­ beispiels eines Verbandes aus mehreren Fahrzeugen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Verband;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Verbindungsgelenk zwischen zwei benachbarten Fahrzeugen;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Kupplungskugel in Richtung des Schnittes von Fig. 4 gesehen;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Seilführungseinrichtung; und

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine schematisierte Seitenansicht eines selbstfah­ renden Verbandes 10 dargestellt. Der Verband 10 besteht aus einem ersten Fahrzeug 11, einem zweiten teilweise weggebrochenen Fahrzeug 12, nicht dargestellten weiteren Zwischenfahrzeugen, einem teilweise weggebrochenen vorletzten Fahrzeug 13 und einem letzten Fahrzeug 14. Jedes Fahrzeug besteht aus einem im Schnitt gestreckten vorn und hinten abgerundeten und seitlich geschlosse­ nen Gehäuse 15, an dem seitlich Raupenketten 16 und 17 umlauf­ fähig und abgedichtet auf einer von der Gehäusekontur in Fig. 1 beabstandeten Umlaufbahn bewegbar sind.

Die einzelnen Fahrzeuge sind miteinander über ein längssteifes Gelenk 18 verbunden, das im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 noch näher erläutert wird. Am ersten bzw. vordersten Fahrzeug 11 ist eine Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung 19 über eine H-förmige Gabel 20 im seitlichen vorderen Bereich angelenkt.

Am letzten Fahrzeug 14 ist rückseitig ein Adapter 21 angebracht, der bündig an das Fahrzeuggehäuse 15 zu Beginn des abgerundeten Umlenkbereichs angeschlossen ist und aus Gleit- und Führungsele­ menten 22 und 23 besteht, in denen ein Kabelstecker 24 sowie nicht dargestellte elektrische Schnittstellen und eine nicht dargestellte Kabelentlastung für ein angeschlossenes Fernsteuer­ kabel 25 vorgesehen sind.

Für die räumliche Änderung der Bewegungsrichtung des Verbandes 10 sind eine Seilzuganordnung 26 und eine Seilzuganordnung 27 vorgesehen. Die Seilzuganordnung 26 besteht aus zwei Zugseilen 28 und 29, die auf der Oberseite und der Unterseite der Fahrzeuge 11-14 in Führungen 30 mit Führungslöchern 31 (vgl. Fig. 6 und 7) vom Gehäuse beabstandet geführt sind. Die Führungslöcher 31 weisen an ihren beiden Öffnungsseiten trichterförmige Erweiterun­ gen 32 auf. Die Führungen 30 sind über angesenkte Befestigungs­ löcher 33 mittels nicht dargestellter Senkkopfschrauben an dem Gehäuse 15 der einzelnen Fahrzeuge in der Weise befestigt, daß an dem ersten Fahrzeug 11 nur am rückseitigen Bereich eine Führung 30 und am letzten Fahrzeug 14 nur im vorderen Bereich eine Führung 30 vorhanden ist, während bei den dazwischengekoppelten Fahrzeugen 12, 13 jeweils im vorderen und im hinteren Bereich entsprechende Führungen 30 vorhanden sind.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, ist das obere Seil 28 der Seilzuganordnung 26 über eine an dem Fahrzeug 11 etwa in dessen mittleren Bereich drehbar gelagerten Umlenkrolle 34 umgelenkt, zu dem zweiten Fahrzeug 12 durch Führungen 30 zurückgeführt und mit seinem Ende an dem zweiten Fahrzeug 12 befestigt. Eine entsprechende Anordnung mit Umlenkung und Führung ist auch für das Seil 29 der Seilzuganordnung 26 an der Unterseite des Fahrzeugverbandes im Bereich der Längsmittelachse der Fahrzeuge vorgesehen. Die Umlenkrolle 34 besitzt eine Abdeckscheibe mit größerem Durchmesser, die ein Abgleiten des Seiles 28 von der Umlenkrolle 34 verhindert.

Das Seil 28 tritt bei dem letzten Fahrzeug 14 über eine Führung 30 in eine Differenzwindenanordnung 35 ein, die einen fernsteuer­ baren reversierbaren Getriebemotor für eine Seiltrommel aufweist, an der das Seil 28 mehrfach bis zu einem Fixpunkt umgeschlungen ist. An dem nicht dargestellten Fixpunkt ist andererseits das andere Seil 29 nach ebenfalls mehrfachen Umschlingen eines anderen Abschnitts der Seiltrommel der Differenzwindenanordnung 35 befestigt. Das Seil 28 und das Seil 29 sind einstückig ausgebildet.

Die Seilzuganordnung 27 besteht aus den Seilen 36 und 37, die seitlich an dem Gehäuse 15 der Fahrzeuge 11-14 in einer um 90° gedrehten Ebene ebenfalls mittels Führungen 30 gelagert sind, wobei hier der letzte Wagen 14 eine weitere Führung 30 im Bereich der Wagenmitte aufweist, über die die Seile 36, 37 zu einer ihnen zugeordneten Differenzwindenanordnung 38 treten. Die Seile 36, 37 sind ebenfalls am vorderen Fahrzeug 11 über eine Umlenkrolle 34 umgelenkt und am zweiten Fahrzeug 12 befestigt. Die Seile 36 und 37 sind einstückig ausgebildet.

Durch Betätigung der Motoren der Differenzwindenanordnungen 35 bzw. 38 lassen sich seitliche Schwenkbewegungen, wie in Fig. 2 nur nach einer Seite angedeutet und/oder vertikale Schwenkbewe­ gungen wie in Fig. 1 nur nach oben angedeutet, sowie eine entsprechende Überlagerung der jeweiligen Schwenkbewegungen durchführen, wobei beim Aufwickeln eines Seils 28 bzw. 29 und/oder 36 bzw. 37 das komplementäre Seil 29 bzw. 28 und/oder 37 bzw. 36 entsprechend abgewickelt wird.

Weiterhin ist, wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist, eine Seilanordnung 39 vorgesehen, die sich von einer Seilwinde 40 im vorderen Abschnitt des letzten Wagens 14 mit einem einzigen Seil 41 ebenfalls durch die Führungen 30 bis zu der am vorderen Fahrzeug 11 vorn angelenkten H-förmigen Gabel 20 erstreckt. Das Seil 41 ist unterhalb des Querstegs 43 der Gabel 20 befestigt. An diesem Quersteg 43 greift auch eine Zugfeder 42 ein, die im unteren vorderen Bereich des Fahrzeugs 11 mit ihrem anderen Ende befestigt ist. Die Zugfeder 42 ist vorgespannt und beaufschlagt die Gabel 20 entgegen der Zugwirkung des Seils 41. Über die Seilanordnung 39 läßt sich somit die Gabel 20 zusammen mit der Inspektionseinrichtung 19 um eine Schwenkachse 44 verschwenken.

Auf dem Quersteg 43 der Gabel 20 ist weiterhin ein Getriebemotor 45 befestigt, der mit einem Ritzel 46 kämmt, das seinerseits mit einem Zahnrad 47 im Eingriff ist, das an der zylinderförmig ausgebildeten Inspektionseinrichtung 19 angebracht ist. Die Inspektionseinrichtung 19 ist am vorderen Bereich der Gabel 20 um eine Querachse 48 durch den Getriebemotor 45 um mehr als ± 360° schwenkbar. Dabei wurden aus Gründen der Vereinfachung Kabel­ anschlüsse für eine in Fig. 1 gestrichelt angedeutete TV-Kamera 49 ebenso weggelassen, wie eine zugeordnete Beleuchtung. Mit dieser Anordnung der Inspektionseinrichtung 19 an der schwenkba­ ren Gabel 20 ist es möglich, alle wesentlichen Inspektionsrich­ tungen, einschließlich einem Blick zum Ende des Verbandes 10 zu erfassen.

Bei dem dargestellten Verband 10 weisen das erste Fahrzeug 11 und das zweite Fahrzeug 12 eine nicht dargestellt Antriebseinrichtung für den gleichmäßigen Antrieb der Raupenketten 16 und 17 auf. Die Antriebseinrichtung besteht vorzugsweise aus einem in dem Gehäuse 15 integrierten Elektromotor. Weiterhin kann die Inspektions­ einrichtung 19 noch in nicht dargestellter Weise mit Sensoren versehen sein, um Umgebungsverhältnisse selbsttätig abzufühlen und eine dementsprechende Steuerung über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung vorzusehen. Ferner kann der Verband 10 auch einen programmierbaren Speicher, beispielsweise für die Eingabe eines Lageplans der zu inspizierenden Bereiche sowie einen Speicher zur Speicherung der erfaßten Daten aufwei­ sen. Überdies kann außerdem noch in nicht dargestellter Weise eine Einrichtung vorgesehen sein, durch die der Verband 10 mit einer Bedienungsperson dialogfähig wird, um beispielsweise bei Grenzsituationen durch externe Befehle eine automatische Steuerung zu ergänzen. Die entsprechenden Schnittstellen zwischen den einzelnen Fahrzeugen bis hin zur Inspektionseinrichtung 19 die entsprechende Leitungen für Stromversorgung und Informations­ austausch enthalten, wurden aus Vereinfachungsgründen wegge­ lassen.

In den Fig. 3 bis 5 wird eine Ausbildungsform des längssteifen Gelenks 18 näher erläutert. Das Gelenk 18 besteht aus zwei Kupplungsgabeln 50 und 51, die um 90° zueinander versetzt an eine Kupplungskugel 52 angreifen. Die Kupplungsgabel 50 ist senkrecht an einen Befestigungsflansch 53 angeformt, in dem in Fig. 3 senkrecht zur Bildebene zwei Befestigungslöcher 54 mit Ansenkun­ gen 55 gebildet sind. Die Kupplungsgabel 51 ist senkrecht an einem Befestigungsflansch 56 angeformt, der Befestigungslöcher 54 mit Ansenkungen 55 in der in Fig. 3 dargestellten Schnittebene aufweist.

Die Ausbildung der Kupplungskugel 52 wird näher im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 erläutert. Die Kupplungskugel 52 weist eine Umfangsfläche 57 und einen Mittelpunkt 0 auf. In die Umfangs­ fläche 57 sind vier gleich große sphärische Nuten 58 eingearbei­ tet, deren Bodenflächen 59 auf der Oberfläche einer einbeschrie­ benen Kugel mit demselben Mittelpunkt 0 liegen und deren Seitenflächen 60 und 61 so orientiert sind, daß bei Schnitten durch den Mittelpunkt 0 der Kugel 52 zu dem Mittelpunkt der Kugel verlängerte Schnittrandlinien der Seitenflächen 60 und 61 sich in dem Mittelpunkt 0 der Kugel 52 schneiden. Fig. 5 zeigt die sphärische Ausbildung der Kupplungskugel 52 nebst der sphärischen Nuten 58. Die Seitenflächen 60 und 61 verlaufen ballig, so daß bei Anlage einer der Kupplungsgabeln an einer der Seitenflächen 60 oder 61 nur eine linienförmige Berührung vorliegt. Hierdurch ist selbst bei relativer Verdrehung der Verbandsfahrzeuge zueinander noch stets ein räumliches Schwenken möglich, wodurch die enorme Wendigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in idealer Weise verwirklicht wird.

In die Nuten 58 der Kupplungskugel 52 greifen, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, die Kupplungsgabel 50 und die Kupplungsgabel 51 in einer Grundstellung ein, bei der die Kupplungsgabel um 90° zueinander versetzt sind. Aus dieser Grundstellung, in der die Kupplungsgabeln 50 und 51 nahezu reibungsfrei auf der Kupplungs­ kugel 52 in der Ebene der Kupplungsgabeln bewegbar sind, können sich die Kupplungsgabeln 50 und 51 auch relativ zueinander um ihre jeweiligen Symmetrieachsen A bzw. B um einen Winkel drehen, der sich aus der Summe der in Fig. 4 dargestellten Winkel α und β ergibt und etwa in der Größenordnung von 30° liegt. Dies wird durch eine entsprechende Gestaltung der Kupplungsgabeln 50 und 51 mit Seitenflächen 62 und 63 erreicht, deren Orientierung so getroffen ist, daß sie sich in einer imaginären Verlängerung ebenfalls in einer Geraden schneiden, die durch den Kugelmittel­ punkt 0 erläuft. Die Seitenflächen 62 und 63 gehen in eine sphärische hohlkugelsegmentförmige Anlagefläche 64 über, die auf der Bodenfläche 59 der Nuten 58 der Kupplungskugel 52 mit nahezu reibungsfreier Toleranz angreifen. Die Kupplungsgabeln 50 und 51 besitzen einen identischen Aufbau.

Das Gelenk 18 ist aufgrund der dargestellten Konfiguration längssteif. Es besteht vorzugsweise aus einem Hartkunststoff und wird an den zueinander weisenden Enden zweier Fahrzeuge im Bereich der Längsmittelachse der Fahrzeuge montiert.

Zur Handhabung der Vorrichtung werden über das Versorgungs- und Fernsteuerkabel 25 Steuersignale an die nicht dargestellte Antriebseinrichtung für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung gegeben. Für ein seitliches Verschwenken wird über das Fern­ steuerkabel 25 der Motor der Differenzwindenanordnung 38 betätigt, wobei je nach seiner Drehrichtung eine entsprechende seitliche Auslenkung des Verbandes 10 in Form einer sich über den gesamten Verband fortsetzenden seitlichen Krümmung erfolgt. Durch Ansteuerung eines Motors der Differenzwindenanordnung 35 kann je nach Drehrichtung des Motors der Verband 10 in einer Ebene senkrecht zu der seitlichen Lenkbewegung entsprechend gleichmäßig eine gekrümmte Stellung einnehmen. Hierdurch ist es, insbesondere unter Zuhilfenahme der Inspektionseinrichtung 19, die unabhängig von diesen Steuerbewegungen des Verbandes 10 bewegbar ist, möglich, auch komplizierte, hindernisbehaftete Kanalverläufe mit entsprechender Ansteuerung durch Lenken und Klettern des Verbandes 10 zuverlässig zu überwinden.

Claims (20)

1. Vorrichtung zur fernsteuerbaren Inspektion- und/oder zum fernsteuerbaren Arbeiten in Bereichen, die aufgrund ihrer räumlichen Gegebenheiten und/oder ihrer Sicherheitsan­ forderungen für Personen unzugänglich sind, gekennzeichnet durch,
einen selbstfahrenden Verband (10) aus wenigstens zwei Fahrzeugen (11, 12, 13, 14),
eine Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung (19), und durch
eine Steuereinrichtung (26, 27, 35, 38) für die räumliche Änderung der Bewegungsrichtung des Verbandes (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Fahrzeuge (11, 12, 13, 14) des Verbandes (10) über ein längssteifes Gelenk (18) mit räumlich begrenzten Schwenkwinkeln miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (18) um 90° zueinander versetzte Kupplungsgabeln (50, 51) aufweist, die an einer Kupplungskugel (52) relativ zueinander bewegbar angreifen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgabeln (50, 51) mit seitlicher Beabstandung (α, β) in formkomplementäre Kugelausnehmungen (58) eingreifen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Beabstandungen (α, β) zu den Seitenflächen (60, 61) der Kugelausnehmungen (58) einen relativen Verdrehwin­ kel von etwa 30° entsprechen.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Seilzuganordnungen (26, 27) aufweist, die in um 90° zueinander versetzten Ebenen im Bereich jedes Fahrzeugs (11, 12, 13, 14) geführt (30) sind, am vordersten Fahrzeug (11) angreifen (34) und am hintersten Fahrzeug (14) mit einer Betätigungseinrichtung (35, 38) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilzuganordnungen (26, 27) am vordersten Fahrzeug (11) umgelenkt (34) und am danach folgenden Fahrzeug (12) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilzuganordnungen (26, 27) für jede Schwenkebene am hintersten Fahrzeug (14) jeweils mit einer Differenzwinde (35, 38) betätigbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Fahrzeuge (11, 12, 13, 14) des Verbandes (10) Schnittstellen für eine gemeinsame Strom­ versorgung und Signalverbindung aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Inspektions- und/oder Bearbeitungs­ einrichtung (19) an dem vordersten Fahrzeug (11) angelenkt (20) und mit einer separat steuerbaren Betätigungseinrich­ tung (39, 40) relativ zu dem vordersten Fahrzeug (11) verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung für die Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung (19) eine ebenfalls vom letzten Fahrzeug (14) betätigbare und gegen eine Feder (42) arbeitende Seilzuganordnung (39) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Inspektions- und/oder Bearbeitungseinrichtung (19) an dem vorderen Ende des vordersten Fahrzeugs (11) mit einer Gabel (20) angelenkt (44) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gabel (20) eine Einrichtung (45) für den Drehantrieb eines Halters für eine Kamera (49) nebst Beleuchtungsein­ richtung und/oder eines Arbeitsgerätes um eine Achse (48) parallel zur Anlenkungsachse (44) der Gabel (20) an dem Fahrzeug (11) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das erste Fahrzeug (11) des Verbandes (10) eine Antriebseinrichtung aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem letzten Fahrzeug (14) ein Adapter (21) für die Aufnahme eines Fernsteuerkabelsteckers (24) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (21) bündig mit dem Fahrzeuggehäuse (15) abschließende Gleit- und Führungselemente (22, 23) aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich­ net, daß der Adapter (21) einen Halter für das Einhängen des Endes eines zu verlegenden Kabels bzw. Seils oder Schlauchs aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für das selbständige Abfühlen von Umgebungsgegebenheiten und dementsprechendes Steuern des Verbandes (10) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verband (10) wenigstens einen programmierbaren Speicher aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verband (10) mit einer Bedienungsperson dialogfähig ist.