主动臂模块、被动臂模块、端部模块、机器人臂和工业机器人制造技术

技术编号:32716281 阅读:13 留言:0更新日期:2022-03-20 08:16
本发明专利技术涉及一种主动臂模块(25)、被动臂模块(30)、端部模块(410)、模块化机器人臂(20)和工业机器人(10),其中,所述主动臂模块(25)具有第一壳体(60)、第一连接侧(40)、相对于所述第一连接侧(40)偏移地布置的第二连接侧(45)和驱动装置(210),其中,所述第一连接侧(40)能相对于所述第一壳体(60)围绕旋转轴线(Ran)旋转地受支承并且以扭矩锁定的方式与所述驱动装置(210)连接,其中,所述第二连接侧(45)抗转动地与所述第一壳体(60)连接,其中,所述驱动装置(210)布置在所述第一壳体(60)中并且构造为用于使所述第一连接侧(40)相对于所述第一壳体(60)以可控的方式围绕所述旋转轴线(Ran)转动,其中,在所述第一连接侧和/或第二连接侧(40、45)上能够附接有另一模块(25、30、410),其中,所述第一连接侧(40)与所述第二连接侧(45)光学连接和/或电连接和/或功率电连接和/或流体连接,并且能经由所述第一连接侧(40)和/或经由所述第二连接侧(45)地与所述另一模块(18)交换光学信号和/或电信号和/或电功率和/或流体(51)。或流体(51)。或流体(51)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】主动臂模块、被动臂模块、端部模块、机器人臂和工业机器人


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的主动臂模块、根据权利要求15的被动臂模块、根据权利要求19的端部模块、根据权利要求24的机器人臂和根据权利要求26的工业机器人。
[0002]本专利申请要求2019年7月25日德国专利申请DE 10 2019 120 116.0的优先权,其公开内容通过引用结合在此。

技术介绍

[0003]自动化技术的技术学科(实现、测量、控制/调节、通信、人机界面、安全性等)具有以下任务:使包括工业机器人和/或设备的机器自动化,即能够从自身出发自主地、无需人工参与地运行。设备中的相应机器和/或相关设备越独立于受人为干预,则自动化系统中的自动化程度(自动化生产步骤与所有生产步骤的比例)越高。
[0004]自动化技术的目标是:让人们摆脱危险、费力和/或单调的活动,通过该技术设备改善所生产的产品的品质,实现更高的设备效率并通过设备降低成本。由于在机器、信号检测、信号处理和/或自动化系统内的部件的通信(联网)的普遍进步,与现有技术相比,可以显着提高现有的或新的设备的自动化程度。
[0005]对于通信,自动化系统具有相应的部件,这些部件通常在所谓的局域网(LAN)中相互通信,该局域网是一种空间受限的网络,其中各种不同的网络部件以无线、光学、电和/或光电的方式彼此耦合。这些网络部件可以是一个或多个服务器和一个或多个工作站(机器),即所谓的网络元素或拓扑:网络节点,它们例如通过无线电链路、光波导体、同轴电缆和/或双绞线电缆(网络边缘)相互连接,并可以通过它们彼此通信。
[0006]在自动化技术中使用的自动化通信网络通常相应于所谓的现场总线系统。现场总线系统是一种总线系统,其中机器外围设备的、分散布置的部件,如输入模块、输出模块、驱动器、操作终端等,通过现场总线系统与控制器连接。公共传输通道例如以现场总线的形式或作为无线电链路可供数据传输使用。局域网内的网络部件之间的通信基于网络协议进行。
[0007]应用特定的工业机器人(机械手)是此类自动化设备的固定组成部分。工业机器人是一种用于处理、装配和/或加工工件的可编程的机器。工业机器人通常包括机器人基座、具有多个相对彼此可枢转和/或可旋转(旋转角度受限)的、近端(朝向机器人基座)和远端(远离机器人基座)臂关节的机器人臂(机械手),端部执行器(例如机器人手、工具、夹具等)、本地的控制/调节装置和可能的全局的控制/调节装置。工业机器人通常配备有不同的传感器。经编程,工业机器人能够自主执行工作流程或根据传感器的信息改变任务的执行。
[0008]例如,US 2018/0111 275 A1示出了一种模块化机器人臂。模块化机器人臂具有一组相互连接的模块化机器人部件。为了将模块化机器人部件相互连接,分别设置一个环形区段。在该构型中,很大的力作用到两个机器人部件之间的连接部上。

技术实现思路

[0009]本专利技术的任务是:提供一种特别容易制造和稳健的主动臂模块和被动臂模块、一种端部模块、一种特别容易和灵活装配的机器人臂,以及一种工业机器人。
[0010]该任务通过根据权利要求1的主动臂模块、根据权利要求15的被动臂模块、根据权利要求19的端部模块、根据权利要求24的模块化机器人臂和根据权利要求26的工业机器人来解决。在从属权利要求中给出了有利的构型方案。
[0011]已经认识到,可以通过以下方式提供一种特别简单并且可以大批量生产的可针对模块化机器人臂制造的主动臂模块:所述主动臂模块具有第一壳体、第一连接侧、相对于所述第一连接侧偏移地布置的第二连接侧和驱动装置。所述第一连接侧能相对于第一壳体围绕旋转轴线旋转地受支承并且以扭矩锁定的方式与所述驱动装置连接,其中,所述第二连接侧抗转动地与所述第一壳体连接。所述驱动装置布置在所述第一壳体中并且构造为用于使所述第一连接侧相对于所述第一壳体以可控的方式围绕旋转轴线转动。在所述第一连接侧和/或第二连接侧上能够附接有另一模块,其中,所述第一连接侧与所述第二连接侧光学连接和/或电连接和/或功率电连接和/或流体连接,并且经由所述第一连接侧和/或经由所述第二连接侧地能与所述另一模块交换光学信号和/或电信号和/或电功率和/或流体。
[0012]这种构型的优点在于,流体和/或电功率和/或光学信号和/或电信号的引导在所述主动臂模块的内侧进行,并且所述主动臂模块由此能够特别快速和自动地大批量生产。由此可以特别成本有利地制造主动臂模块。主动臂模块可以结合其他臂模块形成模块化组件。通过组合来自模块化组件的至少两个臂模块并将它们彼此装配可以形成一个机器人臂。
[0013]通过在主动臂模块的内侧引导流体和/或电功率和/或光学信号和/或电信号,在主动臂模块的外侧不布置其他流体线路和/或数据线路和/或其他电缆,并且可以可靠地避免例如由于在流体线路和/或数据线路和/或电缆上被挂住和/或钩住所造成的不希望的主动臂模块损坏。由此,主动臂模块也能特别快速且简单地装配在另一主动臂模块上形成一个模块化机器人臂。
[0014]在另一实施方式中,所述主动臂模块具有布置在所述第一壳体中的、用于控制所述驱动装置的第一控制装置,其中,所述第一连接侧具有至少一个第一接触装置,并且所述第二连接侧具有第二接触装置,用于数据传输,其中,所述第一接触装置与第二接触装置在数据技术方面连接,用于传输电信号和/或光学信号,其中,所述第一控制装置与所述第一接触装置和/或所述第二接触装置在数据技术方面连接,其中,所述第一控制装置构造为用于基于所述光学信号和/或电信号来控制驱动装置。优选地,所述第一接触装置和所述第二接触装置构造为彼此对应和/或布置在所述第一连接侧和所述第二连接侧上。
[0015]通过将所述第一控制装置集成到所述主动臂模块中,可以省去例如安装在与机器人臂分开放置的开关柜中的、用于控制主动臂模块的其他控制器。
[0016]在另一实施方式中,所述第一连接侧具有第一流体接触装置,并且所述第二连接侧具有第二流体接触装置,其中,所述第一流体接触装置与所述第二接触装置流体连接。流体能经由第一流体接触装置和第二流体接触装置传输。优选地,第一流体接触装置和第二流体接触装置构造为彼此对应和/或布置在所述第一连接侧和所述第二连接侧上。由此确保了主动臂模块与端部执行器之间的流体传输。
[0017]在另一实施方式中,所述第一连接侧具有第一功率接触装置和连接板,所述第二连接侧具有第二功率接触装置,其中,所述第一功率接触装置和/或所述第二功率接触装置能与用于向所述驱动装置供应功率的电能量源连接,其中,所述连接板构造为用于机械紧固所述另一模块(例如,另一主动臂模块或被动臂模块和/或端部模块)并且至少区段地在相对于旋转轴线的径向平面中延伸,其中,所述连接板能围绕旋转轴线旋转地受支承,并且所述第一功率接触装置机械紧固在所述连接板上,其中,所述第一功率接触装置与第二功率接触装置电连接用于传输电功率。第一功率接触装置和第二功率接触装置优选地构造为彼此对应和/或布置在第一连接侧和第二连本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于模块化工业机器人(10)的机器人臂(20)的主动臂模块(25),具有第一壳体(60)、第一连接侧(40)、相对于所述第一连接侧(40)偏移地布置的第二连接侧(45)和驱动装置(210),其中,所述第一连接侧(40)相对于所述第一壳体(60)能围绕旋转轴线(Ra
n
)旋转地受支承并且以扭矩锁定的方式与所述驱动装置(210)连接,其中,所述第二连接侧(45)抗转动地与所述第一壳体(60)连接,其中,所述驱动装置(210)布置在所述第一壳体(60)中并且构造为用于使所述第一连接侧(40)相对于所述第一壳体(60)以可控的方式围绕所述旋转轴线(Ra
n
)转动,其中,在所述第一连接侧和/或第二连接侧(40、45)上能够附接有所述机器人臂(20)的另一模块(25、30、410),其中,所述第一连接侧(40)与所述第二连接侧(45)光学连接和/或电连接和/或功率电连接和/或流体连接,并且能经由所述第一连接侧(40)和/或经由所述第二连接侧(45)地与所述另一模块(25、30、410)交换光学信号和/或电信号和/或电功率和/或流体(51)。2.根据权利要求1所述的主动臂模块(25),具有布置在所述第一壳体(60)中的、用于控制所述驱动装置(210)的第一控制装置(280),其中,所述第一连接侧(40)具有至少一个第一接触装置(145),并且所述第二连接侧(45)具有第二接触装置(205),用于数据传输,其中,所述第一接触装置(145)与所述第二接触装置(205)在数据技术方面连接,用于传输电信号和/或光学信号,其中,所述第一控制装置(280)与所述第一接触装置(145)和/或与所述第二接触装置(205)在数据技术方面连接,其中,所述第一控制装置(280)构造为用于基于所述光学信号和/或电信号来控制所述驱动装置(210),其中优选地,所述第一接触装置(145)和所述第二接触装置(205)构造为彼此对应和/或布置在所述第一连接侧和所述第二连接侧(40、45)上。3.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),其中,所述第一连接侧(40)具有第一流体接触装置(130),并且所述第二连接侧(45)具有第二流体接触装置(185),其中,所述第一流体接触装置(130)与所述第二流体接触装置(185)流体连接,其中,能经由所述第一流体接触装置(130)和所述第二流体接触装置(185)地传输所述流体(51),其中优选地,所述第一流体接触装置(130)和所述第二流体接触装置(185)构造为彼此对应和/或布置在所述第一连接侧和所述第二连接侧(40、45)上。4.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),其中,所述第一连接侧(40)具有第一功率接触装置(135)和连接板(95),所述第二连接侧(45)具有第二功率接触装置(195),其中,所述第一功率接触装置(135)和/或所述第二功率接触装置(195)能与用于向所述驱动装置(210)供应功率的电能量源(52)连接,其中,所述连接板(95)构造为用于机械紧固所述另一模块(25、30、410)并且至少区段
地在相对于所述旋转轴线(Ra
n
)的径向平面中延伸,其中,所述连接板(95)能围绕所述旋转轴线(Ra
n
)旋转地受支承,并且所述第一功率接触装置(135)机械紧固在所述连接板(95)上,其中,所述第一功率接触装置(135)与所述第二功率接触装置(195)电连接,用于传输电功率,其中优选地,所述第一功率接触装置(135)和所述第二功率接触装置(195)构造为彼此对应和/或布置在所述第一连接侧和第二连接侧(40、45)上。5.根据权利要求4所述的主动臂模块(25),其中,所述第一控制装置(280)在输入侧与所述第一功率接触装置(135)和/或所述第二功率接触装置(195)电连接并且在输出侧与所述驱动装置(210)电连接。6.根据权利要求4或5所述的主动臂模块(25),具有布置在所述第一壳体(60)中、优选地在轴向上在所述驱动装置(210)的背离所述第一连接侧(40)的一侧上的移送装置(265),其中,所述移送装置(265)具有抗转动地与所述第一壳体(60)连接的取电器(300)和能围绕所述旋转轴线(Ra
n
)旋转地受支承的移送转子(305),其中,所述移送转子(305)抗转动地与所述第一连接侧(40)机械连接并且与所述第一功率接触装置(135)电连接,其中,所述移送转子(305)与所述取电器(300)电连接,其中,所述第二功率接触装置(195)与所述取电器(300)电连接。7.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),具有传感器装置(275),其中,所述传感器装置(275)包括至少一个传感器(294)和信号元件(295),其中,所述信号元件(295)抗转动地与所述第一连接侧(40)连接,并且所述传感器(294)构造为用于检测所述信号元件(295)并且根据所述传感器元件(295)的检测位置来提供位置信号,其中优选地,所述传感器装置(275)在轴向上布置在所述驱动装置(210)的背离所述第一连接侧(40)的一侧上。8.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),其中,所述第一壳体(60)至少区段地管形地构造,其中优选地,所述第一壳体(60)从所述第二连接侧(45)向着所述第一连接侧(40)变窄。9.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),其中,所述第一连接侧(40)和所述第二连接侧(45)布置在分别在轴向方向上彼此偏移地布置的、相对于所述旋转轴线(Ra
n
)的径向平面中。10.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),其中,所述第二连接侧(45)布置成倾斜于或平行于所述旋转轴线(Ra
n
)延伸,和/或,其中,所述第一壳体(60)构造为T形或I形或J形或L形,其中,所述第一连接侧(40)布置在所述第一壳体(60)的一个端部上,并且所述第二连
接侧(45)布置在所述第一壳体(60)的另一端部上。11.根据上述权利要求之一所述的主动臂模块(25),其中,所述驱动装置(210)在轴向方向上邻接于所述第一连接侧(40)地布置,其中,所述驱动装置(210)包括定子(250)和转子(245),其中,所述转子(245)以扭矩锁定的方式与所述第一连接侧(40)连接并且能围绕所述旋转轴线(Ra
n
)旋转地受支承,其中,所述定子(250)在周侧上被所述第一壳体(60)包围并且抗转动地与所述第一壳体(60)连接。12.根据权利要求11所述的主动臂模块(25),其中,所述驱动装置(210)具有传动装置(225),其中,所述传动装置(225)关于所述旋转轴线(Ra
n
)在轴向上布置在所述转子(245)与所述第一连接侧(40)之间,其中,所述传动装置(225)具有至少一个第一输入侧(230)和输出侧(240),其中,所述第一输入侧(230)与所述转子(245)并且所述输出侧(240)与所述第一连接侧(40)分别以扭矩锁定的方式连接,其中,所述传动装置(225)构造成用于将所述第一输入侧(230)的驱动转速降低成所述输出侧(240)上的输出转速。13.根据权利要求12所述的主动臂模块(25),其中,所述驱动装置(210)具有第一空心轴(260)、第二空心轴(285)和轴承装置(220),其中,所述第一空心轴(260)和所述第二空心轴(285)能围绕所述旋转轴线(Ra
n
)旋转地被所述轴承装置(220)支承,其中,所述第一空心轴(260)容纳所述第二空心轴(285),并且所述轴承装置(220)相对于所述第二空心轴(285)能旋转地支承所述第一空心轴(260),其中,所述第一空...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔
申请(专利权)人:倍福自动化有限公司
类型:发明
国别省市:

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