DE102023201059A1

DE102023201059A1 - Sensor system for environmental monitoring on a mechanical component and mechanical component

Info

Publication number: DE102023201059A1
Application number: DE102023201059.3A
Authority: DE
Inventors: Philipp Scheiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2023-02-09
Filing date: 2023-02-09
Publication date: 2024-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem (10) zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil (101, 103), mit mehreren kapazitiven Sensorelementen (12), die unter Verwendung textiler Materialien (15) ausgebildet sind, wobei die Sensorelemente (12) mittels separater Verbindungselemente elektrisch miteinander verbunden sind.The invention relates to a sensor system (10) for monitoring the environment on a mechanical component (101, 103), with a plurality of capacitive sensor elements (12) which are formed using textile materials (15), wherein the sensor elements (12) are electrically connected to one another by means of separate connecting elements.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil, insbesondere einem Bauteil eines Handhabungsroboters o.ä. Maschine, das sich durch eine besonders vorteilhafte elektrische und mechanische Verbindung der einzelnen Sensorelemente untereinander auszeichnet. Ferner betrifft die Erfindung ein mechanisches Bauteil, insbesondere ein bewegliches Bauteil eines Handhabungsrobotors o.ä. Maschine, das auf besonders vorteilhafte Art und Weise dazu ausgebildet ist, mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Sensorsystem mechanisch verbunden zu werden.The invention relates to a sensor system for monitoring the environment of a mechanical component, in particular a component of a handling robot or similar machine, which is characterized by a particularly advantageous electrical and mechanical connection of the individual sensor elements to one another. The invention also relates to a mechanical component, in particular a movable component of a handling robot or similar machine, which is designed in a particularly advantageous manner to be mechanically connected to a sensor system designed according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2009 029 021 A1 der Anmelderin ist ein Sensorsystem zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Das bekannte Sensorsystem, das beispielsweise in Art einer Haut um einen Roboterarm o.ä. gelegt werden kann, zeichnet sich durch eine Vielzahl von mechanisch und elektrisch miteinander verbundener Sensorelemente aus. Die auf kapazitiver Basis arbeitenden Sensorelemente sind dabei einerseits mittels erster Verbindungselemente in Form von elektrischen Leitungen elektrisch miteinander kontaktiert bzw. verbunden, während zweite Verbindungselemente in Form von Klettbändern der mechanischen Verbindung der Sensorelemente untereinander dienen. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die elektrische Verbindung und die mechanische Verbindung durch unterschiedliche Verbindungselemente ausgebildet sind.From the EN 10 2009 029 021 A1 The applicant is aware of a sensor system for monitoring the environment of a mechanical component with the features of the preamble of claim 1. The known sensor system, which can be placed around a robot arm or similar like a skin, is characterized by a large number of mechanically and electrically interconnected sensor elements. The sensor elements, which operate on a capacitive basis, are electrically contacted or connected to one another by means of first connecting elements in the form of electrical lines, while second connecting elements in the form of Velcro strips serve to mechanically connect the sensor elements to one another. In other words, this means that the electrical connection and the mechanical connection are formed by different connecting elements.

Weiterhin ist es aus der DE 10 2006 008 281 A1 bekannt, einzelne Sensorelemente mittels eines streifenförmigen Textilbandes miteinander zu verbinden, wobei die Sensorelemente zueinander beabstandet auf dem Textilband angeordnet sind. Die elektrische Kontaktierung der Sensorelemente erfolgt mittels Leiterbahnen bzw. Drähten, die auf dem Textilband angeordnet sind. Eine derartige Ausbildung erfordert eine definierte bzw. vorbekannte Anordnung der Sensorelemente auf dem Textilband und eignet sich nicht zur modularen, flexiblen Anordnung von Sensorelementen.Furthermore, it is from the EN 10 2006 008 281 A1 It is known to connect individual sensor elements to one another using a strip-shaped textile band, with the sensor elements being arranged at a distance from one another on the textile band. The electrical contact between the sensor elements is made using conductor tracks or wires that are arranged on the textile band. Such a design requires a defined or previously known arrangement of the sensor elements on the textile band and is not suitable for the modular, flexible arrangement of sensor elements.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Sensorsystem zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die elektrische Verbindung der Sensorelemente untereinander besonders einfach und schnell ausgebildet werden kann. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die an sich zur mechanischen Verbindung von Sensorelementen bekannten Klettbänder derart auszubilden, dass sie eine elektrische Verbindung zwischen den Sensorelementen ermöglichen.The sensor system according to the invention for monitoring the environment on a mechanical component with the features of claim 1 has the advantage that the electrical connection between the sensor elements can be made particularly easily and quickly. The invention is based on the idea of designing the Velcro strips known per se for the mechanical connection of sensor elements in such a way that they enable an electrical connection between the sensor elements.

Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen ist es daher bei einem erfindungsgemäßen Sensorsystem zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen, dass die Verbindungselemente als elektrisch leitfähige Klettbänder ausgebildet sind, die mit an den textilen Materialien der Sensorelemente angeordneten, mit den Klettbändern zusammenwirkenden Klettbandelementen verbunden sind.Against the background of the above explanations, it is therefore provided in a sensor system according to the invention for environmental monitoring on a mechanical component with the features of claim 1 that the connecting elements are designed as electrically conductive Velcro strips which are connected to Velcro strip elements arranged on the textile materials of the sensor elements and interacting with the Velcro strips.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sensorsystems zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the sensor system according to the invention for monitoring the environment of a mechanical component are listed in the subclaims.

Besonders einfach und sicher lässt sich die elektrische Verbindung zwischen den Klettbandelementen an den Sensorelementen und den textilen Materialen der Sensorelemente mittels eines elektrisch leitfähigen Garns o.ä. realisieren. The electrical connection between the Velcro elements on the sensor elements and the textile materials of the sensor elements can be realized particularly easily and safely by means of an electrically conductive yarn or similar.

Bevorzugt mit Blick auf die Verbindung ist es vorgesehen, dass der Textilaufbau des Sensorelements ein elektrisch leitfähiges Untergarn und/oder Obergarn aufweist, und dass die Verbindung zwischen dem Klettbandelement und dem Untergarn und/oder dem Obergarn am Sensorelement durch Sticken mittels des elektrisch leitfähigen Garns o.ä. erfolgt.Preferably, with regard to the connection, it is provided that the textile structure of the sensor element has an electrically conductive bottom yarn and/or top yarn, and that the connection between the Velcro element and the bottom yarn and/or the top yarn on the sensor element is made by embroidery using the electrically conductive yarn or similar.

Um eine räumlich besonders enge Anordnung der Sensorelemente nebeneinander zu ermöglichen, und gleichzeitig die Länge der Klettbandelemente zu reduzieren, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die der Spannungsversorgung und Signalübertragung der Sensorelemente dienenden Klettbandelemente als elektrische Kontakte ausgebildet sind, die jeweils doppelt an jedem Sensorelement angeordnet sind.In order to enable a spatially particularly close arrangement of the sensor elements next to one another and at the same time to reduce the length of the Velcro elements, it is preferably provided that the Velcro elements serving to supply voltage and transmit signals to the sensor elements are designed as electrical contacts, which are arranged twice on each sensor element.

Bevorzugt ist dabei, dass die Sensorelemente eine flache, rechteckförmige Form aufweisen, und dass jeweils eine gleiche Funktionalität aufweisende elektrische Kontakte an gegenüberliegenden oder aber um 90° zueinander angeordneten Seitenkanten der Sensorelemente angeordnet sind.It is preferred that the sensor elements have a flat, rectangular shape and that electrical contacts each having the same functionality are arranged on opposite side edges of the sensor elements or on side edges arranged at 90° to each other.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Klettbänder sieht vor, dass diese zusätzlich der mechanischen Verbindung der Sensorelemente untereinander dienen. Dies hat den Vorteil, dass lediglich eine einzige Verbindung zwischen den Sensorelementen ausgebildet werden muss, die sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung der Sensorelemente ermöglicht. Dies reduziert sowohl den Montageaufwand, als auch den vorrichtungstechnischen Aufwand des Sensorsystems durch einen Verzicht auf separate, der mechanischen Verbindung dienende Elemente.A particularly preferred design of the Velcro strips provides that they also serve to mechanically connect the sensor elements to each other. This has the advantage that only a single connection needs to be formed between the sensor elements, which can be enables an electrical as well as a mechanical connection of the sensor elements. This reduces both the assembly effort and the device-related effort of the sensor system by eliminating the need for separate elements for the mechanical connection.

Um eine flexible Anpassung bzw. Anordnung der Sensorelemente an dem mechanischen Bauteil zu ermöglichen, ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens zwei Klettbänder unterschiedliche Längen aufweisen. Dadurch lassen sich beispielsweise unterschiedliche Abstände zwischen den Sensorelementen realisieren, oder aber auf besonders einfache Art und Weise zwei Sensorelemente mit einem relativ langen Klettband verbinden, wenn die beiden Sensorelemente an zueinander beweglich angeordneten Bauteilen des mechanischen Elements angeordnet sind, und das besagte (lange) Klettband eine Relativbewegung zwischen den beiden beweglich zueinander angeordneten Bauteilen ermöglicht.In order to enable flexible adaptation or arrangement of the sensor elements on the mechanical component, it is furthermore preferably provided that at least two Velcro strips have different lengths. This makes it possible, for example, to achieve different distances between the sensor elements, or to connect two sensor elements in a particularly simple manner with a relatively long Velcro strip if the two sensor elements are arranged on components of the mechanical element that are arranged so that they can move relative to one another, and the said (long) Velcro strip enables a relative movement between the two components that are arranged so that they can move relative to one another.

Eine weitere Reduzierung des Montageaufwands bei der Befestigung der Sensorelemente an dem mechanischen Bauteil lässt sich dadurch erzielen, wenn die Klettbänder zusätzlich zur mechanischen Befestigung an dem mechanischen Bauteil ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite des jeweiligen Klettbands entsprechende geometrische Formen (Schlaufen oder pilzartige Strukturen) am Klettband angeordnet sind, die einerseits auf der einen Seite, beispielsweise auf der Oberseite des Klettbands, mit dem Klettbandelement am Sensorelement verbunden sind, und die andererseits mit ihrer Unterseite mit dem mechanischen Bauteil kontaktiert sind. Hierzu ist es selbstverständlich erforderlich, dass das mechanische Bauteil entsprechende zusätzliche Klettbandelemente aufweist, die mit dem Klettband am Sensorsystem zusammenwirken. Alternativ kann am mechanischen Bauteil beispielsweise mittels einer selbstklebenden Rückseite ein Klettband aufgebracht sein, auf das die Sensorelemente mittels der rückseitigen Klettflächen befestigt werden.A further reduction in the assembly effort when attaching the sensor elements to the mechanical component can be achieved if the Velcro strips are designed in addition to the mechanical attachment to the mechanical component. This can be done, for example, by arranging corresponding geometric shapes (loops or mushroom-like structures) on the Velcro strip on both the top and bottom of the respective Velcro strip, which are connected on one side, for example on the top of the Velcro strip, to the Velcro element on the sensor element, and which are contacted with the mechanical component on the other side with their bottom. For this, it is of course necessary for the mechanical component to have corresponding additional Velcro elements that interact with the Velcro strip on the sensor system. Alternatively, a Velcro strip can be applied to the mechanical component, for example by means of a self-adhesive back, to which the sensor elements are attached using the Velcro surfaces on the back.

Ergänzend wird erwähnt, dass die Befestigung der Sensorelemente am mechanischen Bauteil auch im unmittelbaren Bereich des Sensorelements erfolgen kann, und nicht im Bereich der Klettbänder. Hierzu kann beispielsweise das Sensorelement mit einem weiteren, zentral angeordneten Klettbandelement versehen sein.It should also be mentioned that the sensor elements can also be attached to the mechanical component in the immediate area of the sensor element and not in the area of the Velcro fasteners. For example, the sensor element can be provided with another, centrally arranged Velcro fastener.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein mechanisches Bauteil, an dem ein soweit beschriebenes erfindungsgemäßes Sensorsystem befestigt ist. Bei dem mechanischen Bauteil handelt es sich dabei um ein Bauteil, das an einer Oberfläche wenigstens ein zusätzliches Klettbandelement aufweist, das mit dem Klettband des Sensorsystems eine mechanische Verbindung ausbildet oder dass das wenigstens eine Klettband an dem mechanischen Bauteil fixiert angeordnet ist, um daran die Sensorelemente zu befestigen.Furthermore, the invention also includes a mechanical component to which a sensor system according to the invention as described so far is attached. The mechanical component is a component that has at least one additional Velcro element on a surface that forms a mechanical connection with the Velcro of the sensor system or that the at least one Velcro is arranged fixedly on the mechanical component in order to attach the sensor elements to it.

Bevorzugt handelt es sich bei dem mechanischen Bauteil darüber hinaus um ein Bauteil eines Handhabungsroboters, insbesondere um ein beweglich angeordnetes Bauteil des Handhabungsroboters.Preferably, the mechanical component is also a component of a handling robot, in particular a movably arranged component of the handling robot.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

1 shows a schematic representation of a handling robot during the transfer of an object by an operator,
2 a partial area of a sensor system with three sensor elements arranged next to each other in plan view,
3 a bottom view of a sensor element according to the 2 and
4 a section in plane IV-IV of the 2 in the connection area of a sensor element with Velcro elements.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.Identical elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.

In der 1 ist eine Maschine in Form eines Handhabungsroboters 100 dargestellt. Der Handhabungsroboter 100 umfasst einen Maschinensockel 101, der einen in einer ersten Achse 102 drehbar gelagerten Roboterarm 103 trägt. Der Roboterarm 103 weist drei Armabschnitte 104 bis 106 auf, die wiederum in jeweils einer Achse 107 bis 109 in Richtung der dargestellten Doppelpfeile schwenkbar gelagert sind. Der Roboterarm 103 sowie der Maschinensockel 101 stellen mechanische Bauteile des Handhabungsroboters 100 dar. Der Armabschnitt 106 trägt einen Greifmechanismus 110 zum Greifen eines Gegenstands 1. Ein derartiger, soweit beschriebener Handhabungsroboter 100 ist dazu geeignet, den Gegenstand 1 innerhalb der Reichweite des Roboterarms 103 an einem beliebigen Ort aufzunehmen sowie an einem zweiten, ebenfalls beliebigen Ort abzugeben. In der 1 ist dargestellt, wie ein Bediener B den Gegenstand 1 dem Greifmechanismus 110 zuführt.In the 1 a machine in the form of a handling robot 100 is shown. The handling robot 100 comprises a machine base 101, which carries a robot arm 103 that is rotatably mounted in a first axis 102. The robot arm 103 has three arm sections 104 to 106, which in turn are each pivotably mounted in an axis 107 to 109 in the direction of the double arrows shown. The robot arm 103 and the machine base 101 represent mechanical components of the handling robot 100. The arm section 106 carries a gripping mechanism 110 for gripping an object 1. Such a handling robot 100, as described so far, is suitable for picking up the object 1 at any location within the reach of the robot arm 103 and for dropping it off at a second, also arbitrary location. In the 1 is shown how an operator B feeds the object 1 to the gripping mechanism 110.

Zumindest einige mechanische Bauteile des Handhabungsroboters 100, insbesondere der Roboterarm 103 sowie der Maschinensockel 101, sind beispielhaft mit einer im Einzelnen nicht dargestellten Sensorhaut als Bestandteil eines Sensorsystems 10 verbunden. Das Sensorsystem 10 dient dazu, etwaige Gefährdungen des Bedieners B bzw. Kollisionen mit Gegenständen o.ä. zu vermeiden, die entstehen können, wenn auf unvorhergesehene Art und Weise eine Annäherung zwischen dem Handhabungsroboter 100 und Gegenständen bzw. Personen stattfindet.At least some mechanical components of the handling robot 100, in particular the robot arm 103 and the machine base 101, are connected, for example, to a sensor skin (not shown in detail) as part of a sensor system 10. The sensor system 10 serves to avoid any danger to the operator B or collisions with objects or the like that can arise if an approach between the handling robot 100 and objects or people takes place in an unforeseen manner.

Das Sensorsystem 10 weist eine Vielzahl von Sensorelementen 12 auf, die auf kapazitiver Basis arbeiten, d.h., dass sich von ihnen ausgebildete elektrische Felder ändern, wenn sich Gegenstände oder Personen den Sensorelementen 12 nähern. In der 1 sind die Sensorelemente 12 in der Zeichenebene der 1 angeordnet. Vorzugsweise befinden sich jedoch weitere, nicht dargestellte Sensorelemente 12 zumindest am Roboterarm 103, so dass der Roboterarm 103 in Art einer Umhüllung mit Sensorelementen 12 ausgestattet ist. Weiterhin sind zumindest die an dem Roboterarm 103 bzw. dem Maschinensockel 101 angeordneten Sensorelemente 12 in Art einer Reihenschaltung untereinander verbunden. Zur Auswertung der Signale der Sensorelemente 12 sind diese beispielhaft mit einer Steuereinrichtung 14 des Handhabungsroboters 100 verbunden, welche die Signale der Sensorelemente 12 auswertet und bei etwaigen Gefährdungen beispielsweise einen Stopp der Bewegung des Handhabungsroboters 100 ermöglicht.The sensor system 10 has a plurality of sensor elements 12 that operate on a capacitive basis, ie the electric fields they generate change when objects or people approach the sensor elements 12. In the 1 the sensor elements 12 are in the plane of the 1 Preferably, however, further sensor elements 12 (not shown) are located at least on the robot arm 103, so that the robot arm 103 is equipped with sensor elements 12 in the manner of a casing. Furthermore, at least the sensor elements 12 arranged on the robot arm 103 or the machine base 101 are connected to one another in the manner of a series connection. In order to evaluate the signals of the sensor elements 12, these are connected, for example, to a control device 14 of the handling robot 100, which evaluates the signals of the sensor elements 12 and, in the event of any hazards, enables the movement of the handling robot 100 to be stopped, for example.

In der 2 sind die am Armabschnitt 105 angeordneten Sensorelemente 12 in einer Draufsicht näher dargestellt. Die Sensorelemente 12 sind jeweils identisch ausgebildet und weisen beispielhaft eine rechteckförmige bzw. quadratische Grundform auf, wobei sie als flache, in einer senkrecht zur Ebene der Sensorelemente 12 verlaufenden Richtung flexible Sensorelemente 12 ausgebildet sind. Hierzu dient ein an sich bekannter, unter Verwendung von textilen Materialien 15 ausgebildeter Aufbau der Sensorelemente 12, welche entsprechend der Darstellung der 4 zumindest einen elektrisch leitendes Untergarn 16 und/oder ein elektrisch leitendes Obergarn 18 aufweisen. In the 2 the sensor elements 12 arranged on the arm section 105 are shown in more detail in a top view. The sensor elements 12 are each identically designed and have, for example, a rectangular or square basic shape, whereby they are designed as flat sensor elements 12 that are flexible in a direction perpendicular to the plane of the sensor elements 12. For this purpose, a structure of the sensor elements 12 that is known per se and is designed using textile materials 15 is used, which according to the illustration of the 4 at least one electrically conductive bottom yarn 16 and/or one electrically conductive top yarn 18.

Weiterhin weist jedes Sensorelement 12 einen mit nicht dargestellten Elektrodenflächen verbundenen Schaltungsträger 20 in Form einer Platine auf, welche Änderungen der elektrischen Felder der Elektrodenflächen des Sensorelements 12 auswertet und der Steuereinrichtung 14 als Eingangsgröße zuführt. Der Schaltungsträger 20 ist beispielhaft über das Obergarn 18 elektrisch kontaktiert. Jedes Sensorelement 12 weist entsprechend der 3 an seiner dem Schaltungsträger 20 gegenüberliegenden Seite zumindest drei, im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf elektrische Kontakte 22a bis 22e auf, wobei zwei der elektrischen Kontakte 22a bis 22e der Spannungsversorgung, und die anderen elektrischen Kontakte 22c bis 22e der Signalübertragung dienen.Furthermore, each sensor element 12 has a circuit carrier 20 in the form of a circuit board connected to electrode surfaces (not shown), which evaluates changes in the electric fields of the electrode surfaces of the sensor element 12 and supplies them to the control device 14 as an input variable. The circuit carrier 20 is electrically contacted, for example, via the upper yarn 18. Each sensor element 12 has, according to the 3 on its side opposite the circuit carrier 20 at least three, in the illustrated embodiment five electrical contacts 22a to 22e, wherein two of the electrical contacts 22a to 22e serve for the voltage supply and the other electrical contacts 22c to 22e serve for signal transmission.

Die elektrischen Kontakte 22a bis 22c sind auf der dem Handhabungsroboter 100 zugewandten Seite in Form von elektrisch leitfähigen Klettbandelementen 24 ausgebildet. Die Klettbandelemente 24 sind insbesondere in Form eins Polyamid-Klettbands ausgebildet und weisen auf der von dem Sensorelement 12 abgewandten Seite Oberflächenstrukturelemente 25 auf, wie diese an sich bekannt sind, und beispielsweise in Form eines Flausches, Velours oder in Form von Pilzköpfen ausgebildet sind (4).The electrical contacts 22a to 22c are designed in the form of electrically conductive Velcro elements 24 on the side facing the handling robot 100. The Velcro elements 24 are designed in particular in the form of a polyamide Velcro strip and have surface structure elements 25 on the side facing away from the sensor element 12, as are known per se and are designed, for example, in the form of a fleece, velour or in the form of mushroom heads ( 4 ).

Die Klettbandelemente 24 sind mittels eines elektrisch leitfähigen Garns 26, beispielsweise mittels eines silberbeschichteten Polyestergarns, durch Durchstechen des Materials des Untergarns 16 und/oder des Obergarns 18 und Sticken mit dem Sensorelement 12 verbunden. Bei dem Stickvorgang wird gleichzeitig die elektrische Verbindung zu dem Schaltungsträger 20 ausgebildet. Wie anhand der 2 und 3 darüber hinaus erkennbar ist, sind die Kontakte 22a bis 22e mit gleicher elektrischer Funktionalität jeweils doppelt bzw. paarweise an gegenüberliegenden Seitenkanten des Sensorelements 12 angeordnet.The Velcro elements 24 are connected to the sensor element 12 by means of an electrically conductive yarn 26, for example by means of a silver-coated polyester yarn, by piercing the material of the lower yarn 16 and/or the upper yarn 18 and stitching. During the stitching process, the electrical connection to the circuit carrier 20 is formed at the same time. As can be seen from the 2 and 3 Furthermore, as can be seen, the contacts 22a to 22e with the same electrical functionality are each arranged twice or in pairs on opposite side edges of the sensor element 12.

Ergänzend wird erwähnt, dass auch Anordnungen der Kontakte 22a bis 22e denkbar sind, bei denen die paarweisen Kontakte 22a bis 22e nicht gegenüberliegend, sondern an im rechten Winkel zueinander angeordneten Seitenkanten des Sensorelements 12 angeordnet sind.In addition, it is mentioned that arrangements of the contacts 22a to 22e are also conceivable in which the paired contacts 22a to 22e are not arranged opposite each other, but on side edges of the sensor element 12 arranged at right angles to each other.

Die Verbindung der Sensorelemente 12 untereinander in Art einer Reihenschaltung erfolgt dadurch, dass die soweit beschriebenen Sensorelemente 12 mittels Klettbänder 30 miteinander verbunden sind. Die Klettbänder 30 sind ebenfalls elektrisch leitend ausgebildet und weisen Oberflächenstrukturelemente 28 auf, die mit den Oberflächenstrukturelemente 25 an den Klettbandelementen 24 zusammenwirken, um ein mechanisches Lösen bzw. Verbinden zwischen den Klettbandelementen 24 und den Klettbändern 30 zu ermöglichen.The sensor elements 12 are connected to one another in the form of a series connection by connecting the sensor elements 12 described so far to one another by means of Velcro strips 30. The Velcro strips 30 are also designed to be electrically conductive and have surface structure elements 28 which interact with the surface structure elements 25 on the Velcro strip elements 24 in order to enable mechanical detachment or connection between the Velcro strip elements 24 and the Velcro strips 30.

Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Klettbänder 30 jeweils eine gleiche bzw. identische Länge auf. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass wenigstens zwei der Klettbänder 30 unterschiedliche Längen aufweisen, um beispielsweise unterschiedliche Abstände zwischen den einzelnen Sensorelementen 12 zu ermöglichen, wie dies in der 1 am Roboterarm 103 dargestellt ist.In the 2 In the embodiment shown, the Velcro strips 30 each have the same or identical length. However, it is also within the scope of the invention that at least two of the Velcro strips 30 have different lengths, for example to achieve different distances between the individual sensor elements 12, as provided for in the 1 on the robot arm 103.

Vorzugsweise erfolgt die Befestigung der soweit beschriebenen Sensorelemente 12 über die Klettbänder 30 an den entsprechenden Teilen des Handhabungsroboters 100 dadurch, dass an der Oberfläche des Handhabungsroboters 100, im dargestellten Ausführungsbeispiel somit im Bereich des Maschinensockels 101 sowie der Roboterarms 103, zusätzliche Klettbandelemente 32 angeordnet sind, die mit den Klettbändern 30 lösbar verbunden sind. Hierzu kann beispielsweise ein einseitig klebbares zusätzliches Klettbandelement 32 Verwendung finden, welches sich besonders einfach an den Oberflächen des Handhabungsroboters 100 befestigen lässt.Preferably, the fastening of the sensor elements 12 described so far via the Velcro strips 30 to the corresponding parts of the handling robot 100 is carried out by arranging additional Velcro strip elements 32 on the surface of the handling robot 100, in the illustrated embodiment in the area of the machine base 101 and the robot arm 103, which are detachably connected to the Velcro strips 30. For example, an additional Velcro strip element 32 that can be glued on one side can be used for this purpose, which can be attached particularly easily to the surfaces of the handling robot 100.

Alternativ sind die die Sensorelemente 12 miteinander verbindenden Klettbänder 30 bereits als (rückseitig) selbstklebende Klettbänder 30 ausgebildet und an den entsprechenden Stellen des Handhabungsroboters 100 angeordnet, wodurch die Sensorelemente 12 direkt auf derartige selbstklebende Klettbänder 30 aufgebracht und dadurch gleichzeitig untereinander verbunden sowie man dem Handhabungsroboter 100 fixiert sind. Diese Ausführung reduziert in vorteilhafter Weise den Montageaufwand und die Anzahl benötigter Klettbänder 30, da die Sensorelemente 12 nicht erst miteinander verbunden und anschließend als Gesamtgebilde auf dem Handhabungsroboter 100 aufgebracht werden müssen, sondern die einzelnen Sensorelemente 12 direkt nacheinander an dem Handhabungsroboter 100 angebracht werden können.Alternatively, the Velcro strips 30 connecting the sensor elements 12 to one another are already designed as self-adhesive Velcro strips 30 (on the back) and are arranged at the corresponding points on the handling robot 100, whereby the sensor elements 12 are applied directly to such self-adhesive Velcro strips 30 and are thereby simultaneously connected to one another and fixed to the handling robot 100. This design advantageously reduces the assembly effort and the number of Velcro strips 30 required, since the sensor elements 12 do not first have to be connected to one another and then applied as a complete structure to the handling robot 100, but the individual sensor elements 12 can be attached to the handling robot 100 directly one after the other.

Das soweit beschriebene Sensorsystem 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt werden bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The sensor system 10 described so far can be modified or altered in many different ways without deviating from the inventive concept.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009029021 A1 [0002]
DE 102006008281 A1 [0003]

Claims

Sensor system (10) for monitoring the environment on a mechanical component (101, 103), with a plurality of capacitive sensor elements (12) which are formed using textile materials (15), wherein the sensor elements (12) are electrically connected to one another by means of separate connecting elements, characterized in that the connecting elements are designed as electrically conductive Velcro strips (30) which are connected to Velcro strip elements (24) fastened to the sensor elements (12) and interacting with the Velcro strips (30).

Sensor system according to Claim 1 , characterized in that the Velcro elements (24) are connected to the textile materials (15) of the sensor elements (12) by an electrically conductive yarn (26) or similar.

Sensor system according to Claim 2 , characterized in that the textile structure of the sensor element (12) has an electrically conductive lower yarn (16) and/or the upper yarn (18), and that the connection between the Velcro elements (24) and the lower yarn (16) and/or the upper yarn (18) is formed by embroidery using the electrically conductive yarn (26) or the like.

Sensor system according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the Velcro elements (24) serving for voltage supply and signal transmission of the sensor elements (12) are designed as electrical contacts (22a to 22e) which are arranged in pairs or in duplicate on each sensor element (12).

Sensor system according to Claim 4 , characterized in that the sensor elements (12) have a flat, rectangular shape, and that electrical contacts (22a to 22e) having the same electrical functionality are arranged on opposite side edges of the sensor elements (12) or on side edges arranged at 90° to one another.

Sensor system according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the Velcro strips (30) and the Velcro elements (24) additionally serve to mechanically connect the sensor elements (12) to one another.

Sensor system according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that at least two Velcro strips (30) with different lengths are provided.

Sensor system according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the Velcro strips (30) are additionally designed for fastening the sensor elements (12) to the mechanical component (101, 103).

Mechanical component (101, 103) to which a sensor system (10) according to one of the Claims 1 until 8 is fastened, characterized in that the mechanical component (101, 103) has at least one additional Velcro element (32) on a surface, which forms a mechanical connection with at least one Velcro strip (30) of the sensor system (10) or that the at least one Velcro strip (30) is arranged fixed to the mechanical component (101, 103) in order to fasten the sensor elements (12) thereto.

Mechanical component according to Claim 9 , characterized in that the mechanical component (101, 103) is a component of a handling robot (100), in particular a movably arranged component (103).