技术领域
背景技术
[0002]
工业机器人被用于迅速且准确地执行非常宽范围的工业任务。
[0003] 通常，工业
机器人手臂的关节具有相对于彼此枢转的若干节段。
[0004] 每个枢转环节具有独立的机动化。最经常的，机器人手臂的枢转的
马达由
定位在机器人手臂外部的电动连接件或
气动连接件提供动
力。这些连接件妨碍机器人手臂的旋转且增加体积并且增加了与外部环境碰撞的
风险。
发明内容
[0005] 因此，本发明的目的是提出一种关节型机器人手臂，其具有减小的体积且能够执行
覆盖高立体
角的移位。
[0006] 根据一般定义，本发明涉及关节型机器人手臂，其包括绕内保持构件连续地布置的多个梯形截圆柱。每个梯形截圆柱被配置成绕所述内保持构件枢转。所述内保持构件具有角驱动装置，所述角驱动装置允许控制每个梯形截圆柱的旋转。
[0007] 要指出的是，在本文中，术语梯形截圆柱意味着具有至少一个相对于圆柱的旋
转轴线倾斜的圆形截面的圆柱部分。
[0008] 梯形截圆柱的旋转允许机器人手臂在空间中描绘复杂的轨迹并且覆盖高立体角。另外，与梯形截圆柱相关联的角驱动装置，允许机器人手臂执行精确的移位。此外，有利地，内保持构件和角驱动装置被定位在截圆柱中。因此，根据本发明的机器人手臂具有减小的体积且可以执行覆盖高立体角的移位。
[0009] 所述内保持构件可以包括缆绳，所述缆绳连接到用于张紧所述缆绳的装置。缆绳的张紧可以允许在机器人手臂上施加
压缩力。
[0010] 因此，所述缆绳可以允许对机器人手臂预加压，以便将梯形截圆柱保持为例如在运输
载荷期间
接触。
[0011] 所述角驱动装置可以包括至少一个
齿轮，适于与定位在对应的梯形截圆柱中的齿圈配合。
[0012] 使用齿轮和齿圈允许精确地控制每个梯形截圆柱的旋转。
[0013] 所述角驱动装置可以包括至少一个马达，所述马达具有连接到所述内保持构件的
定子和被配置成旋转地驱动所述齿轮的
转子。
[0014] 所述马达的定子到所述内保持构件的连接有利地允许将马达连接到机器人手臂内部的路线。此技术布置允许减小机器人手臂的体积且允许机器人手臂在不受外部连接件妨碍的情况下移动。
[0015] 根据特定的布置，所述转子可以具有
蜗杆螺钉，所述蜗杆螺钉被配置为旋转地驱动所述齿轮。
[0016] 所述蜗杆螺钉允许精确地驱动与其关联的梯形截圆柱的旋转。此外，蜗杆螺钉和齿轮之间的连接的不可逆性允许保证将机器人手臂保持就位。此布置因此可以允许增加机器人手臂的安全。
[0017] 根据另一种布置，所述转子可以被连接到齿轮减速装置，所述齿轮减少装置被配置成旋转地驱动齿轮。
[0018] 所述内保持构件可以包括相对于彼此铰接的多个节段(41)。
[0019] 此外，所述内保持构件可以包括多个万向接头，每个万向接头被定位在两个节段之间，以允许节段相对于彼此的铰接。
[0020] 所述机器人手臂可以包括
轴承装置，所述轴承装置被定位在每个梯形截圆柱之间，以允许梯形截圆柱相对于彼此的旋转。
[0021] 根据特定的布置，所述轴承装置可以包括至少一个滚珠。
[0022] 根据特定的布置，所述轴承装置可以包括至少一个圆柱滚子。
[0023] 所述机器人手臂可以包括连接到所述缆绳的至少一个力测量设备，所述力测量设备配置成测量施加到所述缆绳上的机械力。
[0024] 所述力测量设备可实现使机器人手臂的驱动优化且增加机器人手臂的安全。
[0025] 根据特定的布置，所述齿轮和所述齿圈可以各自具有直齿。
[0026] 根据特定的布置，所述齿轮和所述齿圈可以各自具有锥齿。
[0027] 根据特定的布置，所述机器人手臂可以包括偶数个截圆柱。
附图说明
[0028] 为了很好的理解本发明，参考所附附图对本发明进行呈现，所附附图以非限制性
实施例的方式呈现根据本发明的机器人手臂的一个实施方案。
[0029] -图1是根据本发明的机器人手臂的前视图；
[0030] -图2是根据本发明的机器人手臂的部分截面透视图；
[0031] -图3是根据本发明的机器人手臂的前截面视图；
[0032] -图4是根据本发明的限定了弯曲的机器人手臂的前视图。
具体实施方式
[0033] 本发明涉及图1至图4示出的关节型机器人手臂1。
[0034] 机器人手臂1基本上包括多个梯形截圆柱2，梯形截圆柱2绕内保持构件4连续地布置。根据此处呈现的实施方案，机器人手臂1包括偶数个梯形截圆柱2。每个梯形截圆柱2被配置成绕内保持构件4枢转。所述内保持构件4具有角驱动装置，该角驱动装置允许控制梯形截圆柱2的旋转。
[0035] 每个梯形截圆柱2具有通过壁22连接在一起的两个圆形截面21。
[0036] 壁22具有小高度23和大高度24。大高度24具有比小高度23的侧大的侧。
[0037] 此外，根据此处呈现的实施方案，所述梯形截圆柱2具有直角梯形几何机构。因此，每个梯形截圆柱2的两个圆形截面21中的一个大体上垂直于壁22。
[0038] 根据此处呈现的实施方案，梯形截圆柱2成
对地定位，使得它们的大体上垂直于对应的壁22的圆形截面21彼此并列。
[0039] 每个梯形截圆柱2具有齿圈28，齿圈28抵靠壁22定位，在梯形截圆柱2的内部。
[0040] 根据此处呈现的实施方案，齿圈28具有直齿。
[0041] 每个梯形截圆柱2可以例如由模制然后机加工的金属制成。
[0042] 此外，如图2和图3中所示，端截圆柱3被定位在机器人手臂1的每端处。所述端截圆柱3包括中心毂25，中心毂25通过四个肋26连接到外壁32。中心毂25具有孔27。中心毂25具有大体上平坦的第一端，用于充当
垫圈63和
螺母62的止挡件，这后续将会呈现。中心毂的第二端具有叉臂，该叉臂被配置成接收十字轴以与内保持构件4形成万向接头42。
[0043] 在使用中，端截圆柱3中的一个可以设置有工具，作为例如，夹具、
焊接、机加工或切割设备。
[0044] 参考图2和图3，每个圆形截面21可以具有凹槽29。
[0045] 根据此处呈现的实施方案，凹槽29被设计为接收滚珠5。然而，根据另一个实施方案，凹槽29可以例如容纳辊子。
[0046] 如在图2和图3中所看到的，每个滚珠5在两个凹槽29之间的
接口处，因此在两个梯形截圆柱2之间限定一个轴承。换言之，滚珠5允许梯形截圆柱2相对于彼此枢转。
[0047] 机器人手臂1还包括内保持构件4，在图2和图3中示出。
[0048] 根据此处呈现的实施方案，内保持构件4包括通过万向接头42成对地连接的多个节段41。
[0049] 此外，内保持构件4的每端通过万向接头42连接到对应的端截圆柱3的中心毂25。
[0050] 如图2和图3中所看到的，缆绳6穿过内保持构件4和端截圆柱3的孔27。
[0051] 根据此处呈现的实施方案，缆绳6可以例如由
钢制成。此外，缆绳6的尺寸可以被设计成在施加预定的机械力期间断裂。
[0052] 另外，如图3中所示出的，缆绳6的两端中的每个设置有定位在孔27中的张紧筒61。张紧筒61与在中心毂25的第一端上邻接地定位的螺母62和垫圈63相关联。如后续将展开的，螺母62和张紧筒61允许调节缆绳6的张紧。
[0053] 力测量设备(未示出)连接到缆绳6。
[0054] 角定位装置具体地包括图2和图3中示出的马达8。
[0055] 每个马达8的定子81被紧固到内保持构件4的任意一个节段41。
[0056] 根据此处呈现的实施方案，每个马达8的转子82连接到蜗杆螺钉85。蜗杆螺钉85被配置成旋转地驱动齿轮86。齿轮86与对应的梯形截圆柱2的齿圈28
啮合，以控制梯形截圆柱2的旋转。
[0057] 根据此处呈现的实施方案，齿轮86具有两级，第一级具有被设计为与齿圈28啮合的直齿，且第二级具有被设计为与蜗杆螺钉85啮合的
螺旋齿。
[0058] 图1至图4允许了解机器人手臂1的操作。
[0059] 在使用中，缆绳6的张紧被调节成对机器人手臂1预加压，以将梯形截圆柱2保持为彼此接触，例如，当承载重载荷时。
[0060] 指出的是，本说明从机器人手臂1处于图1中示出的大体上成直线的
位置的情形开始。
[0061] 在大体上成直线的位置中，梯形截圆柱被定向为使得每个梯形截圆柱2的小高度23并置在相邻的梯形截圆柱2的大高度24处。
[0062] 马达8的启动允许对应的梯形截圆柱2的旋转。以一个特别有利的方式，蜗杆螺钉85、齿轮86和齿圈28之间的连接允许精确地控制梯形截圆柱2的旋转。此外，蜗杆螺钉85和齿轮86之间的连接保证将每个梯形截圆柱2阻挡就位。
[0063] 马达8允许独立地控制梯形截圆柱2的旋转，这允许机器人手臂1覆盖高立体角。因此，机器人手臂1从图1中示出的大体上成直线的位置到图4中示出的大体上成角度的位置的经过需要一些梯形截圆柱2的旋转。在图4中示出的位置中，梯形截圆柱2被定向为使得相邻的梯形截圆柱2的小高度23彼此并置。
[0064] 因此，本发明提出一种具有减小的体积且可以执行覆盖高立体角的移位的机器人手臂1。
[0065] 当然，本发明不限于上文示出的单个实施方案，而是相
反包含所有的实施方案。
