DE102016212407A1 - Sensor plate for attachment to a manipulator - Google Patents

Sensor plate for attachment to a manipulator Download PDF

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Michael Weis
Benedikt Kailing
Felix Nikulla
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KUKA Systems GmbH
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KUKA Systems GmbH
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085Force or torque sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/161Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorplatte (1; 1') zur Befestigung an einem Manipulator (10), welche derart ausgebildet ist, um mit einer ihrer Seiten (3) mit dem Manipulator (10) verbunden zu werden und mit ihrer gegenüberliegenden Seite (5) mit einem Manipulatorsockel (12) oder mit einem Endeffektor. Die die Sensorplatte weist einen ersten (40) und einen zweiten Befestigungsbereich (50) auf, die über zumindest zwei Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) miteinander verbunden sind. Die Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) sind mit Sensoren (70) versehen, um wirkende Kräfte bei einer relativen Bewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche (40, 50) zueinander zu erfassen.The invention relates to a sensor plate (1, 1 ') for attachment to a manipulator (10), which is designed to be connected to the manipulator (10) with one of its sides (3) and to its opposite side (5). with a manipulator base (12) or with an end effector. The sensor plate has a first (40) and a second fastening region (50), which are connected to one another via at least two webs (60, 61, 62, 63, 64, 65). The webs (60, 61, 62, 63, 64, 65) are provided with sensors (70) to detect acting forces upon relative movement of the first and second attachment portions (40, 50) to each other.

Description

1. Technischer Bereich1. Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorplatte zur Befestigung an einem Manipulator, die derart ausgebildet ist, dass sie an einer ihrer Seiten mit dem Manipulator verbunden werden kann und mit ihrer gegenüber liegenden Seite mit einem Manipulatorsockel oder mit einem Endeffektor, um auf den Manipulator wirkende Kräfte zu erfassen.The present invention relates to a sensor plate for attachment to a manipulator which is adapted to be connected to the manipulator at one of its sides and to a manipulator base or an end effector with its opposite side for applying forces to the manipulator to capture.

2. Technischer Hintergrund2. Technical background

Ein Manipulator, und insbesondere ein Industrieroboter, ist ein frei programmierbares, programmgesteuertes Handhabungsgerät. Manipulatoren bestehen häufig aus mehreren beweglichen, aneinander geketteten Gliedern oder Achsen, die eine kinematische Kette definieren. Gelenkarmroboter haben beispielsweise mehrere über Gelenke bewegliche Glieder, die ein flexibles Handhaben von Objekten erlauben. Dabei ist es bekannt, Manipulatoren mit Kraft- bzw. Momentsensoren zum Erfassen der in den Achsen der beweglichen Glieder auftretenden Kräfte zu versehen. Die erfassten Kräfte werden zur Steuerung des Manipulators verwendet und insbesondere um den Betrieb des Manipulators sicherer zu machen.A manipulator, and in particular an industrial robot, is a freely programmable, program-controlled handling device. Manipulators often consist of several moveable, interlinked links or axles that define a kinematic chain. Articulated robots, for example, have several articulated links that allow flexible handling of objects. It is known to provide manipulators with force or torque sensors for detecting the forces occurring in the axes of the movable members. The detected forces are used to control the manipulator and in particular to make the operation of the manipulator safer.

Aus der DE 10 2007 050 232 A1 desselben Anmelders ist die Verwendung von Kraftsensoren zum Erfassen von an der Roboterbasis bzw. dem Robotersockel auftretenden Kräften bekannt. Die Sensoren sind zusätzlich zu den Kraftsensoren an den Achsen des Roboters vorgesehen und bieten eine redundante Sensor-Anordnung. Die von den redundanten Sensoren ermittelten Kräfte und Drehmomente in dem betreffenden Bauteil des Roboters müssen die Summe der Kräfte bzw. Momente entsprechen, die durch die Achssensoren ermittelt wurden. Somit können diese auf Schlüssigkeit geprüft und evtl. ein Fehlverhalten detektiert werden.From the DE 10 2007 050 232 A1 The same applicant is aware of the use of force sensors for detecting forces occurring at the robot base or the robot base. The sensors are provided in addition to the force sensors on the axes of the robot and provide a redundant sensor arrangement. The determined by the redundant sensors forces and torques in the relevant component of the robot must be the sum of the forces or moments that were determined by the axle sensors. Thus, these can be checked for conclusiveness and possibly a malfunction can be detected.

Wird ein Manipulator beispielsweise auf einer externen Achse bewegt, wie zum Beispiel auf einer Linearachse, so können Kollisionen seiner Struktur mit der Umwelt über die vorbeschriebenen Kraftsensoren in den Achsen des Manipulators zwar erkannt werden. Jedoch können damit Kollisionen des Manipulatorfußes bzw. der Achse 1 des Manipulators und der Umwelt nur unzureichend detektiert werden. Wenn Sensoren fest in der Basis bzw. dem Sockel integriert sind, ist die Sensor-Anordnung unter bestimmten Umständen nicht sensitiv genug. Dies kann je nach Anwendungsfall einen sicheren Betrieb des Manipulators beeinträchtigen.For example, if a manipulator is moved on an external axis, such as on a linear axis, collisions of its structure with the environment may be detected via the above-described force sensors in the axes of the manipulator. However, collisions of the Manipulatorfußes or the axis 1 of the manipulator and the environment can be detected only insufficiently. If sensors are firmly integrated into the base, the sensor assembly is not sensitive enough in certain circumstances. Depending on the application, this can impair safe operation of the manipulator.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mittel bereitzustellen, mit dem der Betrieb von Manipulatoren sicherer gestaltet werden kann. Es ist dabei insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mittel bereitzustellen, mit dem Kräfte detektiert werden können, und somit beispielsweise Kollisionen erkannt werden können, die direkt am Manipulatorfuß auftreten und/oder am Handflansch des Manipulators, an dem typischerweise der Endeffektor befestigt wird. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung ein Manipulatorsystem bereitzustellen, welches derartige Mittel aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide a means by which the operation of manipulators can be made safer. In particular, it is an object of the present invention to provide a means by which forces can be detected and thus, for example, collisions can be detected which occur directly at the manipulator foot and / or at the hand flange of the manipulator to which the end effector is typically fastened. It is a further object of the invention to provide a manipulator system having such means.

Diese und weitere Aufgaben, welche beim Lesen der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden durch eine Sensorplatte nach Anspruch 1 und ein Manipulatorsystem nach Anspruch 15 gelöst.These and other objects, which will become apparent upon reading the following description, are achieved by a sensor plate according to claim 1 and a manipulator system according to claim 15.

3. Inhalt der Erfindung3. Content of the invention

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sensorplatte zur Befestigung an einem Manipulator, wobei die Sensorplatte ausgebildet ist, um mit einer ihrer Seiten mit dem Manipulator verbunden zu werden und mit ihrer gegenüberliegenden Seite mit einem Manipulatorsockel oder mit einem Endeffektor. Die Verwendung einer derartigen Platte ist besonders raumsparend und verändert den Platzbedarf des mit einer derartigen Platte versehenen Manipulators nur unwesentlich. Zur Befestigung bzw. Verbindung weist die Sensorplatte einen ersten und einen zweiten Befestigungsbereich auf, die über zumindest zwei Stege bzw. Streben miteinander verbunden sind, wobei die Stege bzw. Streben derart ausgebildet sind, um eine relative Bewegung der beiden Befestigungsbereiche zueinander zu erlauben. Der erste Befestigungsbereich weist dabei Mittel zur Befestigung mit dem Manipulator auf und der zweite Befestigungsbereich Mittel zur Befestigung mit dem Manipulatorsockel oder dem Endeffektor. Eine relative Bewegung von Manipulator zum Manipulatorsockel oder von Manipulator zum Endeffektor bewirkt daher auch eine relative Bewegung der beiden Befestigungsbereiche zueinander. Die Stege sind mit Sensoren versehen, um wirkende Kräfte bei einer relativen Bewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche zueinander zu erfassen. Dabei ist es dem Fachmann klar, dass mit einer Relativbewegung typischerweise nur sehr kleine Bewegungen im Rahmen von Bruchteilen von Millimetern gemeint sind. Tatsächlich ist es bevorzugt, wenn die relative Bewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche zueinander auf wenige Millimeter oder Bruchteile von Millimetern beschränkt ist (z. B. durch entsprechend starre Stege), da die relative Bewegung im Wesentlichen nur dazu dient, um wirkende Kräfte zu erfassen.In particular, the invention relates to a sensor plate for attachment to a manipulator, wherein the sensor plate is adapted to be connected with one of its sides with the manipulator and with its opposite side with a manipulator base or with an end effector. The use of such a plate is particularly space-saving and changes the footprint of the provided with such a plate manipulator only slightly. For attachment or connection, the sensor plate has a first and a second attachment region, which are connected to one another via at least two webs or struts, wherein the webs or struts are designed such that a relative movement of the two attachment regions to each other. The first attachment region has means for attachment to the manipulator and the second attachment region means for attachment to the manipulator base or the end effector. A relative movement of the manipulator to the manipulator base or of the manipulator to the end effector therefore also causes a relative movement of the two attachment areas to one another. The webs are provided with sensors to detect forces acting on a relative movement of the first and second attachment areas to each other. It is clear to the person skilled in the art that with a relative movement typically only very small movements within the scope of fractions of millimeters are meant. In fact, it is preferable if the relative movement of the first and second attachment areas to each other is limited to a few millimeters or fractions of millimeters (eg, by correspondingly rigid lands), since the relative movement is essentially only to capture acting forces ,

Eine derartige Sensorplatte erlaubt beispielsweise die Detektion von Kollisionen mit dem Manipulatorfuß, wenn die Platte beispielsweise zwischen Manipulator und Manipulatorsockel eingerichtet ist. Die Sensorplatte macht somit die Struktur eines beispielsweise Gelenkarmroboters ab Achse 1 abwärts sensitiv, um somit Kollisionen sicher erkennen zu können und entsprechend sicher darauf reagieren zu können. Durch eine zweigeteilte Sensorplatte mit ersten und zweiten Befestigungsbereichen, die über Stege miteinander verbunden sind, können sicher translatorische Kräfte erkannt werden. Durch die Ausbildung als Platte kann diese etwa unter dem Manipulatorfuß Platz finden und trägt damit nur wenig auf. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Manipulator auf einem beweglich eingerichteten Manipulatorsockel befestigt ist, der beispielsweise mittels einer Linearachse bewegt werden kann. In diesem Fall können nämlich Kollisionen des Manipulatorfußes bzw. der Achse 1 und der Umwelt sicher erkannt werden, die auftreten können, wenn der Manipulator auf seinem Manipulatorsockel mittels der Linearachse bewegt wird.Such a sensor plate allows, for example, the detection of collisions with the Manipulatorfuß when the plate is set up for example between the manipulator and manipulator base. The sensor plate thus makes the structure of an articulated arm robot, for example, sensitive downwards from axis 1 in order to be able to reliably detect collisions and to be able to respond accordingly to them safely. By a two-part sensor plate with first and second mounting areas, which are interconnected by webs, translational forces can be reliably detected. Due to the training as a plate, this can find space under the Manipulatorfuß and thus contributes little. Particular advantages arise when the manipulator is mounted on a movably mounted manipulator base, which can be moved for example by means of a linear axis. In this case, namely collisions of the manipulator foot or the axis 1 and the environment can be reliably detected, which can occur when the manipulator is moved on its manipulator base by means of the linear axis.

Vorzugsweise ist die Sensorplatte derart ausgebildet, sodass einer der Befestigungsbereiche den anderen Befestigungsbereich umschließt und wobei die Stege die beiden Bereiche in der Art von Radspeichen miteinander verbinden. Dabei muss der andere Befestigungsbereich nicht zwangsläufig vollständig umschlossen sein, obwohl dies aus Gründen der Stabilität bevorzugt ist. Kann aus bestimmten Gründen auf erhöhte Stabilität verzichtet werden, so kann der eine Befestigungsbereich den anderen auch beispielsweise nur zu drei Vierteln umschließen, mithin um 270°. Dieser Aufbau erlaubt eine kompakte Konstruktion mit gleichzeitig guter Funktionalität. Beispielsweise kann der umschließende Befestigungsbereich als Ring ausgebildet sein und den anderen Befestigungsbereich vollständig umschließen. Damit ist der Querschnitt der Sensorplatte im Wesentlichen kreisförmig, was eine gute Anbindung an Manipulator, Manipulatorsockel oder Endeffektor erlaubt, da typischerweise die Befestigungsschnittstellen dieser Elemente kreisförmig bzw. flanschartig sind.Preferably, the sensor plate is formed such that one of the attachment regions encloses the other attachment region and wherein the webs connect the two regions in the manner of wheel spokes. In this case, the other attachment area does not necessarily have to be completely enclosed, although this is preferred for reasons of stability. If, for certain reasons, increased stability can be dispensed with, then one attachment area can also enclose the other, for example, only three quarters, and thus around 270 °. This structure allows a compact construction with good functionality at the same time. For example, the enclosing fastening region may be formed as a ring and completely enclose the other fastening region. Thus, the cross section of the sensor plate is substantially circular, which allows a good connection to the manipulator, manipulator base or end effector, since typically the attachment interfaces of these elements are circular or flange-like.

Vorzugsweise ist der im Inneren angeordnete Befestigungsbereich nicht kreisförmig. Er kann beispielsweise im Wesentlichen rechteckig sein, wobei die Längsausrichtung größer ist als die Breite. Eine derartige Konstruktion erlaubt eine besonders gute Anpassung der Sensorplatte an die vorgesehene Einbausituation. Wenn beispielsweise zu erwarten ist, dass die stärksten Kräfte aus bestimmten Richtungen wirken, wie es etwa beim Einsatz des Manipulators mit einer Linearachse der Fall ist, so kann die Sensorplatte entsprechend orientiert werden, da der längliche Befestigungsbereich im Inneren höhere Kräfte in typischerweise der Längsrichtung aufnehmen kann.Preferably, the fixing area arranged inside is not circular. For example, it may be substantially rectangular, with the longitudinal orientation being greater than the width. Such a construction allows a particularly good adaptation of the sensor plate to the intended installation situation. If, for example, it is to be expected that the strongest forces act from certain directions, as is the case with the use of the manipulator with a linear axis, then the sensor plate can be oriented accordingly, since the elongated fastening area accommodates higher forces in the interior, typically in the longitudinal direction can.

Vorzugsweise sind zwei Hauptstege gegenüberliegend angeordnet und weiter zumindest zwei Nebenstege gegenüberliegend und um 90° zu den Hauptstegen versetzt angeordnet. Eine derartige Sensorplatte weist somit im Wesentlichen vier Stege bzw. Streben auf, die in vier entgegengesetzte Richtungen in einer Ebene zeigen. Diese Art der Konstruktion erlaubt ein besonders breites Erfassungsfeld von auftretenden Kräften.Preferably, two main webs are arranged opposite each other and further arranged at least two side webs opposite and offset by 90 ° to the main webs. Such a sensor plate thus has substantially four webs or struts which point in four opposite directions in one plane. This type of construction allows a particularly wide field of detection of occurring forces.

Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die beiden Hauptstege trapezförmig ausgebildet sind. Die Form der Stege beeinflusst das Verhalten der Sensorplatte beim Einwirken von externen Kräften. Je nach geometrischer Ausbildung, wie etwa der Stärke der Stege und Querschnittsform der Stege (d. h. das Flächenträgheitsmoment), bieten diese unterschiedlichen Steifigkeiten, je nachdem, aus welcher Richtung die externen Kräfte wirken.It is further preferred that the two main webs are trapezoidal. The shape of the webs influences the behavior of the sensor plate when exposed to external forces. Depending on the geometric design, such as the thickness of the webs and cross-sectional shape of the webs (that is, the area moment of inertia), these different stiffness, depending on which direction the external forces act.

Vorzugsweise umfassen die Sensoren Dehnungsmessstreifen bzw. basieren auf Dehnungsmessstreifen oder sind Dehnungsmessstreifen. Die Verwendung von Dehnungsmessstreifen zur Erfassung von Kräften und Drehmomenten ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet werden kann. Dehnungsmessstreifen sind Messeinrichtungen zur Erfassung von dehnenden und stauchenden Verformungen, die schon bei geringsten Verformungen ihren elektrischen Widerstand ändern. Durch das Vorsehen von Dehnungsmessstreifen an geeigneten Stellen der Stege können selbst geringste Verformungen der Stege erfasst werden, die auftreten, wenn es zu relativen Bewegungen der ersten und zweiten Befestigungsbereiche zueinander kommt. Daher ist es möglich, die Stege relativ starr auszuführen, sodass es selbst bei großen auftretenden Kräften nur zu sehr geringen relativen Bewegungen der ersten und zweiten Befestigungsbereiche zueinander kommt. Dies erlaubt eine besonders sichere und robuste Konstruktion der Sensorplatte.The sensors preferably comprise strain gauges or are based on strain gauges or are strain gauges. The use of strain gauges for detecting forces and torques is basically known to the person skilled in the art, so that a detailed description of the same can be dispensed with here. Strain gauges are measuring devices for the detection of expanding and compressive deformations that change their electrical resistance even with the slightest deformation. By the provision of strain gauges at suitable locations of the webs even the slightest deformation of the webs can be detected, which occur when it comes to relative movements of the first and second mounting areas to each other. Therefore, it is possible to make the webs relatively rigid, so that even with large forces occurring only very small relative movements of the first and second mounting areas to each other. This allows a particularly secure and robust construction of the sensor plate.

Vorzugsweise sind die Dehnungsmessstreifen im Bereich des geringsten Querschnitts an den Stegen angeordnet. Dies erlaubt eine vorteilhaft höhere Sensitivität der Sensoren.Preferably, the strain gauges are arranged in the region of the smallest cross section at the webs. This allows an advantageously higher sensitivity of the sensors.

Vorzugsweise sind zumindest zwei Dehnungsmessstreifen pro Steg vorgesehen, die an gegenüberliegenden Flächen des jeweiligen Stegs angeordnet sind. Bei Verwendung von vier Stegen mit je zwei Dehnungsmessstreifen können wirkende Kräfte in einem weiten Bereich sicher erfasst werden. Dem Fachmann ist dabei klar, dass nicht notwendigerweise alle vorhandenen Stege mit Dehnungsmessstreifen versehen sein müssen. Es ist auch denkbar zusätzliche Stege vorzusehen, die nur der mechanischen Stabilität dienen. Besonders bevorzugt sind vier Dehnungsmessstreifen pro Steg vorgesehen, die jeweils paarweise an gegenüberliegenden Flächen des Stegs angeordnet sind. Eine derartige Konstruktion erlaubt es beispielsweise, die Dehnungsmessstreifen an zumindest einem Steg als Vollbrücke einzurichten. Damit können Störeinflüsse wirksam reduziert werden, welche bevorzugt durch eine entsprechende Verschaltung bedingt wird, und Auflösungen im Bereich von wenigen Newton erreicht werden.Preferably, at least two strain gauges per web are provided, which are arranged on opposite surfaces of the respective web. By using four bars with two strain gauges each, effective forces can be reliably detected over a wide range. It is clear to the person skilled in the art that not necessarily all existing webs must be provided with strain gauges. It is also conceivable to provide additional webs, which serve only the mechanical stability. Particularly preferred are four strain gauges per web provided, which are each arranged in pairs on opposite surfaces of the web. Such a construction allows, for example, the strain gauges on at least one bridge as a full bridge to set up. This can be effectively reduced interference, which is preferably due to a corresponding interconnection, and resolutions in the range of a few Newton can be achieved.

Vorzugsweise ist die Sensorplatte mit zumindest einem Blockiermittel zur Begrenzung der Relativbewegung der beiden Befestigungsbereiche zueinander versehen. Das Blockiermittel kann etwa ein starrer mechanischer Anschlag sein und verhindert vorteilhaft, dass bei übermäßig großen Kräften die Stege beschädigt oder abgebrochen werden.Preferably, the sensor plate is provided with at least one blocking means for limiting the relative movement of the two attachment areas to each other. The blocking means may be about a rigid mechanical stop and advantageously prevents excessively large forces from damaging or breaking the bars.

Vorzugsweise ist das zumindest eine Blockiermittel als Stift ausgebildet, der in zueinander ausgerichteten Bohrungen im ersten und zweiten Befestigungsbereich eingesetzt ist und sich von der Bohrung im ersten Befestigungsbereich in die Bohrung im zweiten Befestigungsbereich erstreckt. Der Stift kann beispielsweise in einer der beiden Bohrungen fest eingepasst sein und mit Spiel in die jeweils andere Bohrung hineinreichen. Bei einer übermäßigen Relativbewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche, die etwa auftreten kann, wenn besonders starke Kräfte auf den Manipulator wirken, bietet der Stift bzw. die Stifte eine wirksame mechanische Sicherung. Insbesondere verhindern der Stift bzw. die Stifte, dass bei sehr starken Kräften die Stege zerbrochen werden und sich der erste Befestigungsbereich vom zweiten Befestigungsbereich löst.Preferably, the at least one blocking means is designed as a pin, which is inserted in mutually aligned bores in the first and second attachment region and extends from the bore in the first attachment region into the bore in the second attachment region. The pin can for example be firmly fitted in one of the two holes and extend with play in the other hole. Upon excessive relative movement of the first and second attachment portions, which may occur when particularly strong forces are applied to the manipulator, the pin or pins provides an effective mechanical safeguard. In particular, the pin or the pins prevent the webs from being broken in the case of very strong forces and the first fastening area being detached from the second fastening area.

Vorzugsweise ist ein Befestigungsbereich der Sensorplatte ringförmig und der andere ist im Inneren der Ringform angeordnet, sodass die Stege die beiden Befestigungsbereiche in der Art von Radspeichen verbinden. Dabei haben vorteilhaft zumindest zwei gegenüberliegende Stege einen rechteckigen Querschnitt, der in radialer Richtung konstant ist, d. h. sich in radialer Richtung nicht verjüngt oder ähnliches. Eine derartige Form der Stege ist kostengünstig herstellbar und erlaubt eine gute Einstellung des Biegeverhaltens der Stege und damit des Bewegungsverhaltens der beiden somit verbundenen Befestigungsbereiche.Preferably, a mounting portion of the sensor plate is annular and the other is disposed inside the ring shape, so that the webs connect the two attachment portions in the manner of wheel spokes. At least two opposite webs advantageously have a rectangular cross-section which is constant in the radial direction, ie. H. does not taper in the radial direction or the like. Such a form of the webs is inexpensive to produce and allows a good adjustment of the bending behavior of the webs and thus the movement behavior of the two thus connected attachment areas.

Vorzugsweise ist dabei die Höhe des rechteckigen Querschnitts in Richtung orthogonal zur Hauptebene der Sensorplatte mindestens fünfmal größer als die Breite des rechteckigen Querschnitts, mehr bevorzugt mindestens achtmal größer als die Breite und noch mehr bevorzugt zumindest zehnmal größer als die Breite. Ein derartiger Querschnitt bietet einen sehr hohen Widerstand gegen Kräfte, die orthogonal zur Hauptebene der Sensorplatte auf den Steg wirken und sehr geringen Widerstand gegenüber Kräften, die in Richtung der Hauptebene wirken.Preferably, the height of the rectangular cross section in the direction orthogonal to the main plane of the sensor plate is at least five times greater than the width of the rectangular cross section, more preferably at least eight times greater than the width and even more preferably at least ten times greater than the width. Such a cross section provides a very high resistance to forces acting orthogonal to the main plane of the sensor plate on the web and very little resistance to forces acting in the direction of the main plane.

Besonders bevorzugt weist die Sensorplatte zumindest zwei weitere gegenüberliegende Stege mit trapezförmigem Querschnitt auf, die um 90° versetzt zu den zumindest zwei gegenüberliegenden Stegen mit rechteckigem Querschnitt angeordnet sind, wobei sich der Querschnitt der zwei weiteren Stege in radialer Richtung verjüngt. Der trapezförmige Querschnitt bzw. die damit verbundene Verjüngung in radialer Richtung bewirkt, dass diese Stege beispielsweise einen sehr hohen Widerstand gegen Kräfte haben, die in radialer Richtung auf sie einwirken. Durch die Trapezform bzw. Verjüngung ist die Steifigkeit und damit der Widerstand dieser Stege gegenüber anderen Kraftrichtungen reduziert, wodurch in diesen Richtungen eine erhöhte Sensibilität erreicht wird.Particularly preferably, the sensor plate has at least two further opposing webs with trapezoidal cross-section, which are arranged offset by 90 ° to the at least two opposite webs with a rectangular cross section, wherein the cross section of the two further webs tapers in the radial direction. The trapezoidal cross section or the associated taper in the radial direction causes these webs, for example, have a very high resistance to forces acting on them in the radial direction. Due to the trapezoidal shape or taper the stiffness and thus the resistance of these webs is reduced compared to other directions of force, whereby in these directions increased sensitivity is achieved.

Die Erfindung betrifft auch ein Manipulatorsystem umfassend einen Manipulator und eine Sensorplatte wie sie oben beschrieben wurde, wobei die Sensorplatte am Manipulator befestigt ist und zwar zwischen Manipulator und Manipulatorsockel oder zwischen Manipulator und Endeffektor. Wie oben bereits erwähnt, erlaubt die Einrichtung einer Sensorplatte zwischen Manipulator und Manipulatorsockel die Detektion von Kollisionen des Manipulatorfußes mit der Umgebung, was bei herkömmlichen Manipulatorsystemen nicht möglich ist. Besonders vorteilhaft ist dies in Fällen, in denen der Manipulatorsockel beweglich eingerichtet ist, wie etwa auf einer Linearachse.The invention also relates to a manipulator system comprising a manipulator and a sensor plate as described above, wherein the sensor plate is attached to the manipulator between manipulator and manipulator base or between manipulator and end effector. As mentioned above, the provision of a sensor plate between manipulator and manipulator base allows the detection of collisions of the manipulator foot with the environment, which is not possible with conventional manipulator systems. This is particularly advantageous in cases where the manipulator base is arranged to be movable, such as on a linear axis.

Grundsätzlich ist es dabei bevorzugt, dass einer der Befestigungsbereiche den anderen Befestigungsbereich der Sensorplatte umschließt, und der Manipulatorsockel an dem Inneren der beiden Befestigungsbereiche befestigt ist und der Manipulator an dem anderen Befestigungsbereich.In principle, it is preferred that one of the attachment regions surrounds the other attachment region of the sensor plate, and the manipulator base is fastened to the interior of the two attachment regions and the manipulator is fastened to the other attachment region.

4. Figurenbeschreibung4. Character description

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Dabei sind gleiche Elemente mit gleichen Referenzzeichen versehen. Es zeigen:In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same elements are provided with the same reference characters. Show it:

1 in einer schematischen Ansicht einen Manipulator, der beweglich auf einer Linearachse eingerichtet ist; 1 in a schematic view of a manipulator which is adapted to move on a linear axis;

2 einen Manipulator mit einer erfindungsgemäßen Sensorplatte; 2 a manipulator with a sensor plate according to the invention;

3 eine erfindungsgemäße Sensorplatte in dreidimensionaler Ansicht; 3 a sensor plate according to the invention in three-dimensional view;

4 die Sensorplatte von 3 in einer Draufsicht; 4 the sensor plate of 3 in a plan view;

5 eine weitere erfindungsgemäße Sensorplatte; und 5 another sensor plate according to the invention; and

6 schematisch die Anbringung und Verschaltung von Dehnungsmessstreifen. 6 schematically the attachment and interconnection of strain gauges.

Insbesondere zeigt 1 eine dreidimensionale schematische Ansicht eines Manipulators 10 in der Form eines Gelenkarmroboters. Der Manipulator 10 ist mit seinem Manipulatorfuß 11 auf einem Sockel 12 befestigt. Der Sockel 12 ist auf einer Linearachse 14 beweglich eingerichtet. Auf diese Weise kann der Manipulator 10 in Längsrichtung hin und her bewegt werden. Die Achsen des Manipulators 10 sind mit Drehmomentsensoren versehen (nicht sichtbar in 1), so dass Kollisionen im Bereich 17 über diese Achssensoren erfasst werden können. Kollisionen des Fußes 11 können über die Achssensoren jedoch nicht detektiert werden, so dass der Bereich 16, in dem der Manipulator linear mittels der Linearachse 14 bewegt werden kann, nicht sicher ist.In particular shows 1 a three-dimensional schematic view of a manipulator 10 in the form of an articulated arm robot. The manipulator 10 is with his manipulator foot 11 on a pedestal 12 attached. The base 12 is on a linear axis 14 movably furnished. In this way, the manipulator 10 be moved back and forth in the longitudinal direction. The axes of the manipulator 10 are equipped with torque sensors (not visible in 1 ), so that collisions in the field 17 can be detected via these axle sensors. Collisions of the foot 11 however, can not be detected via the axle sensors, so the range 16 in which the manipulator is linear by means of the linear axis 14 can not be moved.

2 zeigt eine schematische Ansicht des Manipulators 10 in einer Seitenansicht. Der Manipulator 10 weist an seinem freien Ende einen Handflansch 13 zur Anbringung eines Endeffektors 15 auf. Der Fuß 11 dient zur Verbindung mit dem Manipulatorsockel. In der in 2 gezeigten Ausführung ist der Manipulatorfuß 11 mit einer Sensorplatte 1 verbunden. Die Sensorplatte 1 ist an die Größe des Manipulatorfußes 11 angepasst und erhöht die Baugröße des Manipulators 10 kaum. Außerdem ist eine weitere Sensorplatte 1 zwischen Handflansch 13 und Endeffektor 15 vorgesehen. Wenn der Manipulator 10 mit der Sensorplatte 1 bspw. auf dem beweglichen Manipulatorsockel 11 befestigt ist (siehe wieder 1), so kann auch der Bereich 16 sicher überwacht werden. 2 shows a schematic view of the manipulator 10 in a side view. The manipulator 10 has at its free end a hand flange 13 for attaching an end effector 15 on. The foot 11 used for connection to the manipulator socket. In the in 2 shown embodiment is the manipulator foot 11 with a sensor plate 1 connected. The sensor plate 1 is due to the size of the manipulator foot 11 adapted and increases the size of the manipulator 10 barely. There is also another sensor plate 1 between hand flange 13 and end effector 15 intended. When the manipulator 10 with the sensor plate 1 eg on the movable manipulator base 11 is attached (see again 1 ), so can the range 16 be monitored safely.

In 3 ist eine Sensorplatte 1 in einer schematischen, dreidimensionalen Ansicht gezeigt. Die Sensorplatte 1 weist eine Seite 3 auf, die beispielsweise mit dem Manipulator verbunden wird und eine gegenüberliegende Seite 5, die mit einem Manipulatorsockel oder mit einem Endeffektor verbunden werden kann. Hierzu weist die Sensorplatte 1 einen ersten Befestigungsbereich 40 und einen zweiten Befestigungsbereich 50 auf. Der erste Befestigungsbereich 40 umschließt den zweiten Befestigungsbereich 50. Man erkennt, dass der erste Befestigungsbereich 40 ringförmig ausgebildet ist und der zweite Befestigungsbereich 50 vollständig innerhalb der Ringform angeordnet ist. Im gezeigten Beispiel umschließt der erste Befestigungsbereich 40 den zweiten Befestigungsbereich 50 vollständig, es ist jedoch ebenso denkbar, dass er den zweiten Befestigungsbereich 50 nur teilweise umschließt. Die beiden Befestigungsbereiche 40 und 50 sind über eine Anzahl von Stegen 60, 61, 62, 63, 64, und 65 miteinander verbunden. Im gezeigten Fall sind die Stege integral mit den beiden Befestigungsbereichen ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, die Stege mit den beiden Befestigungsbereichen auf andere Art und Weise zu verbinden, wie beispielsweise über eine Schweißverbindung oder über mechanische Verbindungsmittel. Die Stege sind derart ausgebildet, dass zwar eine relativ starre Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich vorliegt, jedoch eine relative Bewegung der beiden Befestigungsbereiche zueinander noch möglich ist. Vorzugsweise sind die Stege derart ausgebildet, d. h. stark genug, dass die Relativbewegung nur wenige Millimeter, vorzugsweise nur Bruchteile von Millimetern beträgt, selbst wenn relativ starke Kräfte wirken.In 3 is a sensor plate 1 shown in a schematic, three-dimensional view. The sensor plate 1 has a page 3 for example, which is connected to the manipulator and an opposite side 5 which can be connected to a manipulator socket or to an end effector. For this purpose, the sensor plate 1 a first attachment area 40 and a second attachment area 50 on. The first attachment area 40 encloses the second attachment area 50 , It can be seen that the first attachment area 40 is annular and the second mounting area 50 is arranged completely within the ring shape. In the example shown, the first attachment area encloses 40 the second attachment area 50 completely, however, it is equally conceivable that he has the second attachment area 50 only partially encloses. The two attachment areas 40 and 50 are over a number of jetties 60 . 61 . 62 . 63 . 64 , and 65 connected with each other. In the case shown, the webs are formed integrally with the two attachment areas. However, it is also conceivable to connect the webs with the two attachment areas in other ways, such as via a welded joint or via mechanical connection means. The webs are formed such that, although there is a relatively rigid connection between the first and the second attachment region, but a relative movement of the two attachment regions to each other is still possible. Preferably, the webs are formed, ie strong enough that the relative movement is only a few millimeters, preferably only fractions of a millimeter, even if relatively strong forces act.

Im gezeigten Beispiel ist der erste Befestigungsbereich 40 zur Befestigung mit einem Manipulator bzw. dem Manipulator 10 eingerichtet. Hierzu weist der erste Befestigungsbereich entsprechende Mittel in Form von Durchgangsbohrungen 41 und 42 auf, um mit dem Manipulatorfuß 11 des Manipulators 10 über eine Schraubverbindung verbunden zu werden. Der zweite Befestigungsbereich 50 weist ebenso Mittel in Form von Bohrungen 51 zur Befestigung am Manipulatorsockel auf. In der gezeigten Orientierung in 3 würde der Manipulatorsockel an der Seite 5 (d. h. der Rückseite in 3) befestigt werden und der Manipulator 10 an der Seite 3 der Sensorplatte 1 (d. h. auf der sichtbaren Vorderseite in 3).In the example shown, the first attachment area 40 for attachment with a manipulator or the manipulator 10 set up. For this purpose, the first fastening region has corresponding means in the form of through holes 41 and 42 on to with the manipulator foot 11 of the manipulator 10 to be connected via a screw connection. The second attachment area 50 also has funds in the form of holes 51 for attachment to the manipulator base. In the orientation shown in 3 would the manipulator socket on the side 5 (ie the back in 3 ) and the manipulator 10 on the side 3 the sensor plate 1 (ie on the visible front in 3 ).

Man erkennt, dass die Stege 60, 61, 62, 63, 64, 65 die beiden Befestigungsbereiche in der Art von Radspeichen miteinander verbinden. Die Stege sind dabei mit unterschiedlichen Querschnitten versehen. Man erkennt in der 3 zwei Hauptstege 60 und 61, die einen relativ großen Querschnitt haben und vier dünnere Nebenstege, die gegenüber den Hauptstegen um 90° versetzt angeordnet sind. Die Hauptstege 60, 61 sind dabei trapezförmig ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel verjüngt sich der Querschnitt der Hauptstege in radialer Richtung nach außen hin. Alle Stege sind mit Dehnungsmessstreifen 70 versehen, mit denen Stauchungen bzw. Biegungen der Stege erfasst werden können, die auftreten, wenn die beiden Befestigungsbereiche relativ zueinander bewegt werden. Eine relative Bewegung der beiden Befestigungsbereiche tritt beispielsweise auf, wenn im montierten Zustand der Sensorplatte 1 der Manipulatorfuß 11 beispielsweise mit einem Objekt der Umgebung kollidiert. Die Biegung der Stege wird auf bekannte Art von den Dehnungsmessstreifen 70 erfasst und erlaubt somit eine Bestimmung der wirkenden Kräfte bei der relativen Bewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche zueinander.One recognizes that the webs 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 connect the two attachment areas in the manner of wheel spokes. The webs are provided with different cross sections. One recognizes in the 3 two main bridges 60 and 61 , which have a relatively large cross-section and four thinner side bars, which are arranged offset from the main webs by 90 °. The main bridges 60 . 61 are trapezoidal. In the example shown, the cross section of the main webs tapers in the radial direction to the outside. All bars are with strain gauges 70 provided with which compressions or bends of the webs can be detected, which occur when the two mounting portions are moved relative to each other. A relative movement of the two attachment regions occurs, for example, when in the mounted state of the sensor plate 1 the manipulator foot 11 for example, colliding with an object of the environment. The bending of the webs is in the known way of the strain gauges 70 detects and thus allows a determination of the forces acting on the relative movement of the first and second attachment areas to each other.

Im gezeigten Fall sind pro Steg jeweils zwei Dehnungsmessstreifen vorgesehen, wobei die beiden Dehnungsmessstreifen an gegenüberliegenden Flächen des jeweiligen Stegs angeordnet sind. In der dreidimensionalen Ansicht der 3 ist dabei aufgrund der Perspektive immer nur ein Dehnungsmessstreifen 70 zu sehen.In the case shown in each case two strain gauges are provided per web, wherein the two strain gauges are arranged on opposite surfaces of the respective web. In the three-dimensional view of 3 is due to the perspective, always just a strain gauge 70 to see.

Um eine übermäßige Relativbewegung der beiden Befestigungsbereiche zu verhindern, ist die Sensorplatte 1 mit Blockiermitteln zur Begrenzung der Relativbewegung versehen. Die Blockiermittel dienen auch als Sicherung gegen übermäßige Kräfte, die eventuell zu einem Abbrechen der Stege führen könnten, wodurch sich der zweite Befestigungsbereich vom ersten Befestigungsbereich lösen würde, mit möglicherweise gefährlichen Konsequenzen. In dem dargestellten Beispiel sind die Blockiermittel als Stift 81 ausgebildet, der in zueinander ausgerichteten Bohrungen 80 im ersten Befestigungsbereich 40 und entsprechenden Bohrungen 82 im zweiten Befestigungsbereich 50 eingesetzt ist. Dabei ist der Durchmesser der Bohrung 82 im zweiten Befestigungsbereich vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Stift 81 fest in Bohrung 82 gehalten ist. Die Bohrung 80 im ersten Befestigungsbereich 40 hat hingegen einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser des Stifts 81, sodass der Stift in der Bohrung 80 einen gewissen Bewegungsspielraum hat. Dieser Bewegungsspielraum beträgt vorzugsweise nur wenige Millimeter, noch mehr bevorzugt nur Bruchteile von Millimetern. Wie aus der Darstellung der 3 zu erkennen ist, weist die Sensorplatte 1 vier derartige Stifte 81 und entsprechend Bohrungen im ersten und zweiten Befestigungsbereich auf. To prevent excessive relative movement of the two attachment areas, the sensor plate is 1 provided with blocking means for limiting the relative movement. The blocking means also serve as a safeguard against excessive forces which could eventually lead to breakage of the webs, which would cause the second mounting area to disengage from the first mounting area, with potentially dangerous consequences. In the illustrated example, the blocking means are as a pen 81 formed, in aligned bores 80 in the first attachment area 40 and corresponding holes 82 in the second attachment area 50 is used. Here is the diameter of the hole 82 in the second attachment region preferably designed such that the pin 81 stuck in hole 82 is held. The hole 80 in the first attachment area 40 on the other hand has a diameter that is slightly larger than the diameter of the pen 81 so that the pin is in the hole 80 has a certain freedom of movement. This range of motion is preferably only a few millimeters, more preferably only fractions of a millimeter. As from the representation of 3 can be seen, the sensor plate has 1 four such pins 81 and corresponding holes in the first and second attachment area.

Aus der dreidimensionalen Ansicht der 3 ist zu erkennen, dass die Stege 62, 63, 64, 65 einen rechteckigen Querschnitt haben, der in radialer Richtung konstant ist. Dabei ist die Höhe des rechteckigen Querschnitts h in Richtung orthogonal zur Hauptebene der Sensorplatte ca. acht mal größer als die Breite b der rechteckigen Querschnitts. Die Stege 62, 63, 64, 65 sind dabei derart orientiert, dass die Seitenflächen der Stege, d. h. die Hauptflächen, orthogonal zur Hauptebene der Sensorplatte sind.From the three-dimensional view of 3 it can be seen that the webs 62 . 63 . 64 . 65 have a rectangular cross-section which is constant in the radial direction. The height of the rectangular cross section h in the direction orthogonal to the main plane of the sensor plate is approximately eight times greater than the width b of the rectangular cross section. The bridges 62 . 63 . 64 . 65 are oriented in such a way that the side surfaces of the webs, ie the main surfaces, are orthogonal to the main plane of the sensor plate.

Die Stege 60, 61 weisen einen trapezförmigen Querschnitt auf, der sich in radialer Richtung verjüngt. Der Fachmann erkennt, dass die Form und Ausgestaltung der Stege den Biegewiederstand bei einer Relativbewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche zueinander bestimmt.The bridges 60 . 61 have a trapezoidal cross section, which tapers in the radial direction. The person skilled in the art recognizes that the shape and configuration of the webs determines the bending resistance during a relative movement of the first and second fastening areas relative to one another.

In 5 ist eine leicht modifizierte Sensorplatte 1' gezeigt. Die Sensorplatte 1' entspricht im Wesentlichen der Sensorplatte 1 mit dem Unterschied, dass die Form des zweiten Befestigungsbereichs 50' nicht kreisförmig ist, sondern eine im Wesentlichen rechteckige Form hat, mit ungleichen Seitenlängen.In 5 is a slightly modified sensor plate 1' shown. The sensor plate 1' essentially corresponds to the sensor plate 1 with the difference being that the shape of the second attachment area 50 ' is not circular, but has a substantially rectangular shape, with unequal side lengths.

In 6 ist schematisch die Anordnung von vier Dehnungsmessstreifen DMS1 bis DMS4 an den Seitenflächen eines Stegs 66 in einer Draufsicht gezeigt. Die vier Dehnungsmessstreifen DMS1 bis DMS4 sind als Vollbrücke eingerichtet. Die Verwendung einer Vollbrücke erlaubt unter anderem die Kompensation von temperaturbedingter Dehnung.In 6 schematically shows the arrangement of four strain gauges DMS1 to DMS4 on the side surfaces of a web 66 shown in a plan view. The four strain gages DMS1 to DMS4 are set up as full bridges. The use of a full bridge allows, inter alia, the compensation of temperature-induced strain.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Sensorplattesensor plate
33
Seite der SensorplatteSide of the sensor plate
55
gegenüberliegende Seite der Sensorplatteopposite side of the sensor plate
1010
Manipulatormanipulator
1111
ManipulatorfußManipulatorfuß
1212
Manipulatorsockelmanipulator base
1313
Handflanschhand flange
1414
Linearachselinear axis
4040
erster Befestigungsbereichfirst attachment area
41, 4241, 42
DurchgangsbohrungenThrough holes
50, 50'50, 50 '
zweiter Befestigungsbereichsecond attachment area
5151
Bohrungendrilling
60, 61, 62, 63, 64, 65, 6660, 61, 62, 63, 64, 65, 66
StegeStege
7070
Sensor (Dehnungsmessstreifen)Sensor (strain gauges)
80, 8280, 82
Bohrungdrilling
8181
Stiftpen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007050232 A1 [0003] DE 102007050232 A1 [0003]

Claims (17)

Sensorplatte (1; 1') zur Befestigung an einem Manipulator (10), wobei die Sensorplatte ausgebildet ist, um mit einer ihrer Seiten (3) mit dem Manipulator (10) verbunden zu werden und mit ihrer gegenüberliegenden Seite (5) mit einem Manipulatorsockel (12) oder mit einem Endeffektor (15), wobei die Sensorplatte einen ersten (40) und einen zweiten Befestigungsbereich (50) aufweist, die über zumindest zwei Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) miteinander verbunden sind, wobei die Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) derart ausgebildet sind, um eine relative Bewegung der beiden Befestigungsbereiche (40, 50) zueinander zu erlauben, wobei der erste Befestigungsbereich (40) Mittel (41, 42) zu einer Befestigung mit dem Manipulator (10) aufweist und der zweite Befestigungsbereich (50) Mittel (51) zur Befestigung mit dem Manipulatorsockel (12) oder dem Endeffektor (15), und wobei die Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) mit Sensoren (70) versehen sind, um wirkende Kräfte bei einer relativen Bewegung der ersten und zweiten Befestigungsbereiche (40, 50) zueinander zu erfassen.Sensor plate ( 1 ; 1' ) for attachment to a manipulator ( 10 ), wherein the sensor plate is designed to engage with one of its sides ( 3 ) with the manipulator ( 10 ) and with its opposite side ( 5 ) with a manipulator socket ( 12 ) or with an end effector ( 15 ), wherein the sensor plate a first ( 40 ) and a second attachment area ( 50 ), which via at least two webs ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ), the webs ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) are adapted to prevent relative movement of the two attachment areas ( 40 . 50 ), the first attachment area ( 40 ) Medium ( 41 . 42 ) to a fixture with the manipulator ( 10 ) and the second attachment area ( 50 ) Medium ( 51 ) for attachment to the manipulator base ( 12 ) or the end effector ( 15 ), and wherein the webs ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) with sensors ( 70 ) are provided to act on forces during relative movement of the first and second attachment areas ( 40 . 50 ) to each other. Sensorplatte (1; 1') nach Anspruch 1, wobei einer der Befestigungsbereiche (40) den anderen Befestigungsbereich (50) umschließt, und wobei die Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) die beiden Befestigungsbereiche (40, 50) in der Art von Radspeichen miteinander verbinden.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to claim 1, wherein one of the attachment areas ( 40 ) the other attachment area ( 50 ) and the webs ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) the two attachment areas ( 40 . 50 ) in the manner of wheel spokes. Sensorplatte (1; 1') nach Anspruch i oder 2, wobei der im Inneren angeordnete Befestigungsbereich (50') nicht kreisförmig ist.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to claim 1 or 2, wherein the fixing area arranged inside ( 50 ' ) is not circular. Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Hauptstege (60, 61) gegenüberliegend angeordnet sind und weiter zumindest zwei Nebenstege (62, 63, 64, 65) gegenüberliegend und um 90° zu den Hauptstegen versetzt angeordnet sind.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims, wherein two main webs ( 60 . 61 ) are arranged opposite each other and further at least two side webs ( 62 . 63 . 64 . 65 ) are arranged opposite and offset by 90 ° to the main webs. Sensorplatte (1; 1') nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die beiden Hauptstege (60, 61) trapezförmig ausgebildet sind.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to the preceding claim, wherein the two main webs ( 60 . 61 ) are trapezoidal. Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren (70) Dehnungsmessstreifen umfassen.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to any one of the preceding claims, wherein the sensors ( 70 ) Comprise strain gauges. Sensorplatte (1; 1') nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Dehnungsmessstreifen im Bereich des geringsten Querschnitts an den Stegen (60, 61) angeordnet sind.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to the preceding claim, wherein the strain gauges in the region of the smallest cross section at the webs ( 60 . 61 ) are arranged. Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei mindestens zwei Dehnungsmessstreifen pro Steg (60, 61, 62, 63, 64, 65) vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Flächen des jeweiligen Stegs (60, 61, 62, 63, 64, 65) angeordnet sind, und wobei vorzugsweise vier Dehnungsmessstreifen pro Steg vorgesehen sind, die jeweils paarweise an gegenüberliegenden Flächen des Stegs angeordnet sind.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims 6 or 7, wherein at least two strain gauges per web ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) are provided, which on opposite surfaces of the respective web ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) are arranged, and wherein preferably four strain gauges are provided per web, which are arranged in pairs on opposite faces of the web. Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, wobei die Dehnungsmessstreifen an zumindest einem Steg (60, 61, 62, 63, 64, 65) als Vollbrücke eingerichtet sind.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims 6 to 8, wherein the strain gauges on at least one web ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) are set up as a full bridge. Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorplatte zumindest ein Blockiermittel (81) zur Begrenzung der Relativbewegung der beiden Befestigungsbereiche zueinander aufweist.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor plate at least one blocking agent ( 81 ) for limiting the relative movement of the two attachment regions to each other. Sensorplatte (1; 1') nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zumindest eine Blockiermittel (81) vorzugsweise als Stift ausgebildet ist, der in zueinander ausgerichteten Bohrungen (80, 82) im erstem (40) und zweiten (50) Befestigungsbereich eingesetzt ist und sich von der Bohrung (80) im ersten Befestigungsbereich (40) in die Bohrung (82) im zweiten Befestigungsbereich (5o) erstreckt.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to the preceding claim, wherein the at least one blocking agent ( 81 ) is preferably designed as a pin, which in aligned bores ( 80 . 82 ) in the first ( 40 ) and second ( 50 ) Mounting area is inserted and away from the bore ( 80 ) in the first attachment area ( 40 ) into the hole ( 82 ) in the second attachment area ( 5o ). Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Befestigungsbereich (40) ringförmig ist und der andere (50) im Inneren der Ringform angeordnet ist und wobei die Stege (60, 61, 62, 63, 64, 65) die beiden Befestigungsbereiche (40, 50) in der Art von Radspeichen verbinden, wobei zumindest zwei gegenüberliegende Stege (62, 63; 64, 65) einen rechteckigen Querschnitt haben der in radialer Richtung konstant ist.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims, wherein a fastening region ( 40 ) is annular and the other ( 50 ) is arranged inside the ring shape and wherein the webs ( 60 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 ) the two attachment areas ( 40 . 50 ) in the manner of wheel spokes, wherein at least two opposing webs ( 62 . 63 ; 64 . 65 ) have a rectangular cross-section which is constant in the radial direction. Sensorplatte (1; 1') nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Höhe h des rechteckigen Querschnitts in Richtung orthogonal zur Hauptebene der Sensorplatte mindestens fünfmal größer ist als die Breite b des rechteckigen Querschnitts, mehr bevorzugt mindestens achtmal größer als die Breite b und noch mehr bevorzugt zumindest zehnmal größer als die Breite b ist.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to the preceding claim, wherein the height h of the rectangular cross section in the direction orthogonal to the main plane of the sensor plate is at least five times larger than the width b of the rectangular cross section, more preferably at least eight times larger than the width b and even more preferably at least ten times larger than that Width b is. Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 oder 13, wobei zumindest zwei weitere gegenüberliegende Stege (60, 61) mit trapezförmigen Querschnitt vorgesehen sind, die um 90° versetzt zu den zumindest zwei gegenüberliegende Stegen (62, 63; 64, 65) mit rechteckigem Querschnitt angeordnet sind, wobei sich der Querschnitt der zwei weiteren Stege (60, 61) in radialer Richtung verjüngt.Sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims 12 or 13, wherein at least two further opposing webs ( 60 . 61 ) are provided with a trapezoidal cross-section, offset by 90 ° to the at least two opposite webs ( 62 . 63 ; 64 . 65 ) are arranged with a rectangular cross section, wherein the cross section of the two further webs ( 60 . 61 ) tapers in the radial direction. Manipulatorsystem umfassend einen Manipulator (10) und eine Sensorplatte (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorplatte am Manipulator (10) befestigt ist und zwar zwischen Manipulator (10) und Manipulatorsockel (12) oder zwischen Manipulator (10) und Endeffektor.Manipulator system comprising a manipulator ( 10 ) and a sensor plate ( 1 ; 1' ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor plate on the manipulator ( 10 ) is fixed between manipulator ( 10 ) and manipulator socket ( 12 ) or between manipulator ( 10 ) and end effector. Manipulatorsystem nach Anspruch 15, wobei der Sockel (12) beweglich eingerichtet ist, vorzugsweise auf einer Linearachse (14). Manipulator system according to claim 15, wherein the pedestal ( 12 ) is movably arranged, preferably on a linear axis ( 14 ). Manipulatorsystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei einer der Befestigungsbereiche (40) den anderen Befestigungsbereich (50) umschließt, und wobei der Manipulatorsockel (12) an dem Inneren (50) der beiden Befestigungsbereiche befestigt ist und der Manipulator (10) an dem anderen Befestigungsbereich (40).Manipulator system according to claim 15 or 16, wherein one of the attachment areas ( 40 ) the other attachment area ( 50 ), and wherein the manipulator socket ( 12 ) on the interior ( 50 ) of the two attachment areas is attached and the manipulator ( 10 ) at the other attachment area ( 40 ).
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