EP-4417565-B1 - WINCH SERVICE ROBOT

Inventors

• Beuster, Niklas
• Döring, Benjamin
• Sode, Adrian

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220307

Claims (8)

1. Computer-implemented method for calibrating the length of a cable (10) which connects a drone (160) to a mobile service robot (1), comprising: • Initialization of a cable winding process by means of a cable transport device (202); • Landing the drone (160) on the mobile service robot (1); • Advancing the cable (10) until a cable start switch (232) is triggered; • Setting a measurement value for the cable length to zero.
2. Computer-implemented method according to claim 1 further comprising: • Initializing cable unwinding by a cable transport device (202); • Ascending the drone (160) to a height where a cable end switch (230) is triggered in a winch (200); • Setting a measurement value for the cable length to a stored value corresponding to the maximum cable length.
3. Computer-implemented method according to claim 1, wherein the cable start switch (232) is triggered by a spring mechanism or a magnet.
4. Computer-implemented method according to claim 2, wherein the cable end switch (230) is triggered by a spring mechanism.
5. Computer-implemented method according to claims 1-2, further comprising determining the rotation of a cable drive wheel (208) or a pressure wheel (212) by an encoder (e.g. 222).
6. Computer-implemented method according to claims 1-2, further comprising determining the rotation of a guide roller element (224) or a guide roller (225) by an encoder (242).
7. Computer-implemented method according to claims 5-6, further comprising determining the length of the conveyed cable (10) based on the measured rotation of the encoder (242).
8. Device comprising a drone (160), a mobile service robot (1) and a cable (10) which connects the drone (160) to the mobile service robot (1), wherein the mobile service robot (1) comprises a cable transport device (202) comprising a cable start switch (232), characterized in that the device performs the method according to claims 1-7.

Description

Gebiet der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf einen Serviceroboter und dafür notwendige Komponenten, in besonderem Fall eine Winde, die es erlaubt, ein Seil, Schlauch oder Kabel störungsfrei auf- und abzuwickeln. Hintergrund der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf einen mobilen Serviceroboter, der sich bevorzugt autonom bewegt und zu Inventurzwecken eingesetzt wird, bspw. in Lagern. Die Inventur erfolgt hierbei über eine Kamera oder andere geeignete Sensoren, die es erlauben, eine Ware zu erfassen. Dabei sind die Kamera bzw. die anderen geeigneten Sensoren an einer Drohne angebracht, die vom Serviceroboter aus bspw. mit Strom versorgt wird. Unter einer Drohne wird ein unbemanntes Fluggerät verstanden. Im Fall einer kabelgebundenen Verbindung zwischen mobilem Serviceroboter und Drohne ist die technische Aufgabe, das Verbindungskabel relativ straff zu halten, um bspw. zu verhindern, dass sich das Kabel (bspw. durch loses Aufwickeln) verhakt und somit die Drohne nicht mehr richtig aufsteigen kann, womit eine Systemstörung vorliegt. Eine alternative bzw. ergänzende technische Aufgabe ist es, über die Länge des abgewickelten Kabels bspw. die Flughöhe der Drohne zu ermittelt. Im Ergebnis muss das Kabel störungsfrei auf- und abgewickelt werden und/oder die Länge des geförderten Kabels muss zuverlässig bestimmt werden. Der erfindungsgemäße Gegenstand umfasst einen Serviceroboter mit einer Windenanordnung, die genau diesen Zweck erfüllt und die zudem kostengünstig zu fertigen ist. Die WO 2019/178388 A1 beschreibt ein Abwicklungsapparat für ein Kabel, an dem eine Drohne befestigt ist, welches auf- und abgewickelt werden kann. Der Abwicklungsapparat verfügt ferner über eine Kabelaufnahmevorrichtung und eine Kabeltransportvorrichtung. Es gibt zudem eine Windensteuerung. Auch werden limitierende Schalter beschrieben, die ausgelost werden, wenn ein Kabelführungselement (in dem Fall als Kopfeinheit bezeichnet) eine bestimmte Position auf einer Führungsschiene erreicht hat, wobei die Führungsschiene sicherstellen soll, dass eine gleichmäßige , einlagige Wicklung des Kabels auf einer Spule erfolgt. Die US 2004/167682 A1 beschreibt einen mobilen Roboter, der über eine Drohne verfügt, die über ein Kabel mit Strom versorgt wird, jedoch nicht über Schalter zum Stoppen des Abwicklungsvorgangs, sondern lediglich indirekt über Sensoren zur Bestimmung der Abwicklungslänge des Kabels, die wiederum über eine Windensteuerung gesteuert wird. Beschreibung der Erfindung Beim Serviceroboter handelt es sich um eine mobile, auf Rädern gelagerte Plattform, die selbstangetrieben autonom agieren kann. Dies wird durch Sensoren erreicht, die das Umfeld der Plattform erfassen, bspw. Kameras und/oder Laserscanner, in einem Aspekt auch Infrarot-Time-of-Flight Sensoren, Radar und/oder Ultraschall. Diese detektieren Hindernisse, die bspw. im Rahmen eines Kartierungsvorgangs abgespeichert werden, wobei eine Karte des Umfelds erstellt wird. Nach Kartierung erfolgt anhand der Karte eine autonome Navigation. Ergänzend zu dieser Sensorik verfügt der Serviceroboter über eine Odometrieeinheit, die es erlaubt, auf Basis ermittelter Umdrehungen der Räder (bspw. gemessen mittels Encoder) und/oder mindestens eines Inertialsensors die Position im Raum zu ermitteln. Der Serviceroboter fährt autonom zu einer Ladestation, um den integrierten Akkumulator zu laden, wenn dieser einen Mindestladezustand unterschritten hat. Der Serviceroboter agiert als Operationsplattform für eine Drohne, die mit Sensoren das Umfeld erfasst und Daten bereitstellt bzw. aufbereitet, um Objekte im Umfeld zu identifizieren und lokalisieren. Dabei wird die Drohne vom Serviceroboter aus mit Energie versorgt. Der Serviceroboter ist, in einem Aspekt, über ein Kabel mit einer Drohne verbunden, die über das Kabel mit Strom versorgt wird und im Umfeld des Serviceroboters im Luftraum agieren kann. In einem Aspekt wird das Kabel auch zur Übertragung von Signalen genutzt, bspw. Steuersignalen zur Positionssteuerung der Drohne, zum Ansteuern von Sensoren der Drohne wie bspw. Kameras und/oder zum Übertragen von Bildinformationen, die bspw. vom Sensor der Kamera erstellt wurden. Um die Leistungsaufnahme der Drohne und damit auch die Gesamtbetriebsdauer des Systems zu verlängern (bspw. gemessen anhand der Intervalle zwischen zwei Ladevorgängen des Serviceroboters), soll das Kabel zwischen Drohne und Serviceroboter eine möglichst geringe Länge und damit auch Gewicht aufweisen, dass durch die Drohne getragen werden muss. Dies setzt voraus, dass sich das Kabel, welches sich nicht in der Luft befindet, im, auf oder am Serviceroboter positioniert ist. Würde bspw. das Kabel fest an Drohne und Serviceroboter verbunden sein ohne weitere, eingreifende Mittel, bestünde die Gefahr, dass das Kabel bspw. auf den Boden gerät, vom Serviceroboter überrollt wird und damit in seiner verfügbaren Länge beschränkt wird. Daher ist es notwendig, dass das Kabel bedarfsgerecht auf- und abgewickelt wird, um eine gewis