CN102136713B - 工业机器人的线路保护装置和具有该装置的工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有至少一个能源线路的工业机器人的线路保护装置，其具有：基础环形段；中空圆柱段，其直径与所述工业机器人的、关于所述线路保护装置旋转的管状部件的内径相匹配；内缘倒圆段，其倒圆半径与所述能源线路的直径相匹配；以及径向轴承段，用于关于所述工业机器人的可旋转的管状部件可旋转地支承所述线路保护装置。本发明还涉及一种具有这种线路保护装置的工业机器人。

Description

工业机器人的线路保护装置和具有该装置的工业机器人

技术领域

本发明涉及一种用于具有至少一个能源线路的工业机器人的线路保护装置和一种具有该线路保护装置的工业机器人。

背景技术

专利文献EP 1453170A2提出了一种装置，用于在可彼此相对地围绕旋转轴旋转的第一元件和第二元件之间安装多个线路元件(Leitungselementen)，其中，这些线路元件包括电力线路和/或流体线路(Fluidleitung)，其中，每个线路元件的一端通过加固件固定在第一元件上，而另一端则通过加固件固定在第二元件上。将该多个线路元件分为第一组和第二组，其中，安装第一组线路元件，使其通过内部管状部件的内孔延伸；安装第二组线路元件，使其通过在内部管状部件和外部管状部件之间形成的环状间隙延伸。因此，要提供一种用于安装线路元件的装置，该装置可以容易地应用于具有可以彼此相对旋转的外部元件和内部元件的部件，例如机器人的半悬挂部件、特别是关节部件以及那些需要较小的安装空间并要求在较大的区域中在外部元件和内部元件之间进行相对运动的部件。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于工业机器人的线路保护装置，该装置能够以简单的方式保护能源线路。

根据本发明提出一种用于具有至少一个能源线路的工业机器人的线路保护装置，其具有如下特征：

-基础环形段，

-中空圆柱段，其直径与工业机器人的、可以关于所述线路保护装置旋转的管状部件的内径相匹配，

-内缘倒圆段，其倒圆半径与能源线路的直径相匹配，

-径向轴承段，用于关于所述工业机器人的可旋转的管状部件可旋转地支承所述线路保护装置。基础环形段构成了用于中空圆柱段、内缘倒圆段和径向轴承段的支承段。可以将基础环形段、中空圆柱段、内缘倒圆段和径向轴承段设计为一体的，也可以将其设计为由单独部件组成的多件式的。

可以将至少一个能源线路理解为机器人电缆组，包括去往电机的电源线以及可能的信号线；和/或将其理解为能源供应线路(Energiezuführungen)，包括例如用于工业机器人的工具的电力线路、冷水和/或热水线路、流体和/或压力线路。能源线路可以实施为单股线束 或电缆束，特别是可以设有保护层，通过根据本发明的线路保护装置来引导。

由于线路保护装置具有可旋转地关于工业机器人的管状部件支承线路保护装置的径向轴承段，因此可以降低至少一个能源线路的磨损，并使转盘(Karussell)相对于底座的运动低摩擦地进行。

可以向工厂提供配备有根据本发明的线路保护装置的工业机器人，并提供预装配；也可以单独提供根据本发明的线路保护装置，用于补充装备。

在一种实施方式中，径向轴承段可以构成滑动轴承的轴承面。径向轴承段可以由沿线路保护装置的周边径向突出的环形凸出部构成。在这种情况下，线路保护装置的径向凸出的环形凸出部接合到例如工业机器人的底座或管状部件这样的支承部件的、对应的环形槽中。还可以选择由线路保护装置侧壁上的槽状凹陷形成径向轴承段。在这种情况下，将线路保护装置的槽状凹陷设计为，使其围绕例如工业机器人的底座或管状部件这样的支承部件的、对应的、特别是向内凸出的径向环形凸出部。

在另一种替代的实施方式中，径向轴承段可以构成用于单独的滚动轴承的支座。在这种实施方式中，滚动轴承替代了滑动轴承。在此可以使用市售的滚动轴承。特别是可以根据需要使用简单的深沟球轴承、滚子轴承、圆锥滚子轴承或球面滚子轴承。相宜地，特别是可以使用径向轴承。在这里，线路保护装置的径向轴承段形成例如用于滚动轴承内圈的支座。线路保护装置的径向轴承段还可以在必要时由线路保护装置的圆柱形外套的光滑的壁构成，滚动轴承的内圈可以压紧在该壁上或贴在该壁上。

为了插入到管状部件中，中空圆柱段可以具有与管状部件的内径精确匹配或以轻微间隙相匹配的外径。借助于中空圆柱段，线路保护装置至少可以 一部分插入到管状部件中。将中空圆柱段构建为乳头型或翼型的，以实现线路保护装置的从管状部件到内缘倒圆段的过渡。

为了能够精确地连接到管状部件上，中空圆柱段可以替代地具有与管状部件的内径相符的内径。在此，线路保护装置的中空圆柱段和管状部件可以分别具有彼此碰触的端面，或这些端面仅以细小的间隙彼此隔开。

线路保护装置可以设计为多件式的，特别是设计为沿纵向分开的两件式的。如前所述，可以将基础环形段、中空圆柱段、内缘倒圆段和径向轴承段设计为一体的，也可以将其设计为由单独的部件组成的多件式的。例如，为使在补充装备时的安装简单，可以将环形线路保护装置特别设计为沿纵向分开的两部分。在此，环形线路保护装置由可以组成封闭的圆环的两个C-形轴瓦(Halbschalen)组成。

根据本发明的机器人具有如下特征：

-底座，

-转盘，

-可在底座和转盘之间旋转的、引导至少一个能源线路的管状部件，

-如上所述的根据本发明的线路保护装置。

管状部件可与底座固定连接。管状部件尤其可以是空心轴。该空心轴可以是传动装置、特别是行星传动装置(Planetengetriebe)的一部分，其可以将转盘与底座可转动地连接。在此，根据本发明的线路保护装置通过该管状部件或空心轴传送。另外，管状元件也可以与转盘固定连接。

由于危险点位于空心轴的下端部，并且不能减小空心轴的自由直径，所以将根据本发明的线路保护装置设置在空心轴的下面和外面。可以构成转向插槽(Abweisebuchse)或保护环的线路保护装置能够自由旋转但轴向固定和抗倾翻地支承在那里。转向插槽的内轮廓开始于具有预先给定直径的空心轴并向下扩大，以为能源线路提供更大的自由空间，并使其可靠地保持远离空心轴的下边缘。

可以由滚动轴承，例如球轴承来实现支承。位于具有球轴承尺寸和用于持续润滑的微小空隙的转向插槽外面的附加物可以替代地用作滑动轴承。

根据本发明的线路保护装置或转向插槽可由滑移材料制成，特别是由例如聚甲醛(POM)这样的合成材料制成。

如果线路处于贴靠状态，则只贴靠在根据本发明的线路保护装置上或转向插槽上，而不会贴靠在管状部件或空心轴的锋利的边沿上。代替彼此之间的摩擦，线路保护装置或转向插槽与能源线路一起转动，从而只保留接触压力而没有摩擦。

根据本发明的工业机器人可以具有滚动轴承，特别是径向轴承，用于相对于管状部件可转动地支承线路保护装置。相对于滑动轴承，滚动轴承的优点在于，能够在更小的摩擦下吸收更大的力。由此确保转盘在底座上低摩擦、无干扰地运动。恰好是在工业机器人的主轴相对于手轴(Handachse)具有更小的动力时，根据本发明的滚动轴承可以相宜地可转动地支承线路保护装置。

在一种变形中，滚动轴承或径向轴承一方面可以连接线路保护装置的径向轴承段，另一方面还连接底座。如果滚动轴承的内圈连接线路保护装置，则滚动轴承的外圈可以固定在底座上。如果滚动轴承的外圈连接线路保护装置，则滚动轴承的内圈可以固定在底座上。例如，可以将滚动轴承压入或粘贴在底座的预成型的支座中。

在另一种变形中，滚动轴承或径向轴承可以一方面连接线路保护装置的径向轴承段，另一方面还连接管状部件。因此，线路保护装置能够可旋转地支承在工业机器人的管状部件或空心轴上。优选将滚动轴承或滑动轴承设置在管状部件或空心轴的圆周之外。

附图说明

下面参照实施例对本发明做进一步的说明。该具体实施例的所有特征均可以展示本发明的其他优选的实施方式。

图1示出了具有根据本发明的线路保护装置的工业机器人的透视图；

图2示出了具有根据本发明的线路保护装置的如图1所示的工业机器人的部分透视图；

图3a独立示出了线路保护装置的一件式变形的透视图；

图3b独立示出了线路保护装置的纵向分开的两件式的变形的透视图；

图4a示出了具有滑动轴承的线路保护装置的放大的截面图；

图4b示出了具有滚动轴承的线路保护装置的放大的截面图。

具体实施方式

图1示出了具有底座2的工业机器人1，转盘3围绕第一垂直轴A1可旋转地支承在底座2上，并由第一驱动电机M1旋转驱动。摇臂4围绕第二水平轴A2可前后摆动地支承在转盘3上，并由第二驱动电机M2旋转驱动。摇臂4承载手臂5，手臂5围绕第三水平轴A3可前后摆动地被支承，并由第三驱动电机M3驱动旋转。在手臂5上设置第四轴A4，其沿手臂5的纵向延伸而延伸，并通过第四驱动电机M4旋转驱动手臂5的手7。第一侧边8和第二侧边9从手7呈叉状地向前延伸。两个侧边8和9承载用于手7的自由端部10的支承。该支承定义了工业机器人1的第五轴A5，手7可以借助于第五驱动电机M5围绕轴A5可摆动地运动。此外，手7具有第六轴A6，以能够利用第六驱动电机M6可旋转地驱动固定法兰11。

在所示出的实施例中，转盘3具有管状部件12，其构成了工业机器人1的空心轴12a。管状部件12与转盘3固定连接。在该实施例中，两条能源线路13通过管状部件12的空腔引导。根据本发明的线路保护装置14设置在管状部件12的下端。线路保护装置14可旋转地支承在转盘3上。

在图2中放大示出了具有根据本发明的线路保护装置14的工业机器人1的一部分。作为底座2一部分的底板15具有中心开口16。管状部件12，即空心轴12a，与中心开口16同轴地延伸。空心轴12a可以是未示出的行星传动装置的一部分，其可旋转地驱动支承在底座2上的转盘3。

在保留细小间隙18的情况下，线路保护装置14的中空圆柱段14a近乎精确连接地安装在管状部件12上。中空圆柱段14a具有与管状部件12的内径相等或相匹配的内径。线路保护装置14的中空圆柱段14a和管状部件12在端面上几乎彼此碰触，或在保留间隙18的情况下彼此对齐。

线路保护装置14的中空圆柱段14a通过基础环形段14b连接线路保护装置14的径向轴承段14c。在所示出的实施例中，径向轴承段14c设计为滑动轴承。

径向轴承段14c在此形成沿线路保护装置14周边径向突出的环形凸出部。线路保护装置14的径向突出的环形凸出部插入支承部件20的对应的环形凹槽19中(图4a)。在当前的实施例中，将支承部件20设计为单独的支 承环，并将其固定在底座2上。通过管状部件12引导作为能源线路13的两个机器人电缆束13a和两个能源供应线路13b。

在图3a中单独地示出了作为一体化部件的线路保护装置14。线路保护装置14的基础环形段14b承载在图3中向上延伸的中空圆柱段14a和在侧面沿径向向外的径向轴承段14c。如图3b所示，线路保护装置14可以设计为多件式的，特别是如示出的那样设计为两部分的。在所示出的实施例中，线路保护装置14沿纵向分割为两个类似的C型轴瓦21a和21b。两个轴瓦21a和21b可以借助于定位销22和定位孔23配合精准地组合在一起。在线路保护装置14下面的内缘上设置内缘倒圆段14d。

在根据图4a的实施方式中，径向轴承段14c构成了滑动轴承的轴承面。径向轴承段14c具有从线路保护装置14的周边径向突出的环形凸出部。在这种情况下，将线路保护装置14的径向突出的环形凸出部设计为，使其插入支承部件20的对应的环形槽19中。如图4a所示，支承部件20可以例如由工业机器人1的底座2构成。

在一种如图4b所示的与图4a不同的实施方式中，用滚动轴承24来替代滑动轴承。线路保护装置14的径向轴承段14c在这里构成用于滚动轴承24的内环的凹槽形支座。在该实施例中，滚动轴承24的外环例如固定在支承部件20上。

Claims (12)

1.一种工业机器人，其具有：底座；转盘；在该底座和转盘之间可旋转的管状部件，至少一个能源线路通过该管状部件引导；以及线路保护装置，该线路保护装置具有：基础环形段；中空圆柱段，其直径与所述工业机器人的管状部件的内径相匹配，其中，该管状部件能够关于该线路保护装置旋转；内缘倒圆段，其倒圆半径与所述能源线路的直径相匹配；和径向轴承段，用于关于所述工业机器人的可旋转的管状部件可旋转地支承所述线路保护装置。

2.如权利要求1所述的工业机器人，其中，所述径向轴承段构成滑动轴承的轴承面。

3.如权利要求1所述的工业机器人，其中，具有滚动轴承，用于关于所述管状部件可旋转地支承所述线路保护装置，所述径向轴承段构成用于单独的滚动轴承的支座。

4.如权利要求3所述的工业机器人，其中，所述滚动轴承是径向轴承。

5.如权利要求1所述的工业机器人，其中，为了插入所述管状部件中，所述中空圆柱段具有与所述管状部件的内径精确匹配的或以轻微间隙匹配的外径。

6.如权利要求1所述的工业机器人，其中，为了精确地连接在所述管状部件上，所述中空圆柱段具有与所述管状部件的内径相符的内径。

7.如权利要求1所述的工业机器人，所述线路保护装置被设计为多件式的。

8.如权利要求7所述的工业机器人，所述线路保护装置被设计为沿纵向分开的两部分形式的。

9.如权利要求1所述的工业机器人，其中，所述管状部件与所述底座固定连接。

10.如权利要求1所述的工业机器人，其中，所述管状部件与所述转盘固定连接。

11.如权利要求3所述的工业机器人，其中，所述滚动轴承一方面连接所述线路保护装置的径向轴承段，另一方面连接所述底座。

12.如权利要求3所述的工业机器人，其中，所述滚动轴承一方面连接所述线路保护装置的径向轴承段，另一方面连接所述管状部件。