CN103260833B - 用于在搬运装置、特别是搬运机器人上的握持装置的防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在搬运装置上的、特别是在搬运机器人上的握持装置（10）的防护装置（100；100a；100b），其中握持装置（10）具有特别是形式为握持指的握持机构（20；20a；20b），并且其中握持机构（20；20a；20b）可借助于传递机构（14）运动，并且具有至少一个过载保护装置，该过载保护装置在超过作用到握持装置（10）上的特定的力时使得握持装置（10）偏移。根据本发明提出，设计成过载保护装置的防护装置（100；100a；100b）优选仅在力（F2）的情况下作出反应，该力从一个方向产生，其在力（F1）的、对于握持物品来说必需的方向之外作用到握持机构（20；20a；20b）上。

Description

用于在搬运装置、特别是搬运机器人上的握持装置的防护装置

技术领域

本发明涉及一种用于在搬运装置、特别是搬运机器人上的握持装置的防护装置。

背景技术

这种防护装置从DE20314896U1中已知。在这种防护装置中，在搬运装置的握持臂上布置了由管组成的机架，该机架具有用于握持工件或类似物的握持部件或者说夹紧元件。在此设置，当出现过载时借助于所谓的偏转防护装置实现握持部件或者说夹紧元件的偏移。偏转防护装置在此设计成力配合地起作用的定位部件、特别是以弹簧加载的定位球体的形式。在此重要的是，偏转防护装置的偏移或者说响应还在下述情况下实现：力负荷或者说过大的负荷从一对于握持工件或类似物而言必需的方向进行。由此例如可能导致物品掉落，伴随着相应的损害或者位于握持装置的活动半径中的操作者的受伤的潜在危险。

发明内容

从所示出的现有技术出发，本发明的目的在于，用于在搬运装置上的握持装置的防护装置以下述方式进行改进：虽然一方面当出现过大的力或在碰撞情况下可能发生握持装置的偏移，但是另一方面偏移优选仅在下述情况下才实现：碰撞或过大的力从一对于握持装置的功能而言不重要或不必需的方向实现。所述目的通过一种用于在搬运装置上的握持装置的防护装置实现。本发明在此基于这样的构思，以下述方式设计防护装置：过载保护装置仅在一个或多个力的情况下作出反应，该力从一个方向产生，其在对于握持来说必需的力方向之外延伸。由此，在碰撞情况下作用到碰撞物体上的力减小时，特别是避免了待握持的或者说由握持装置所保持的物品掉落。

在此例如可以将握持指用作握持机构，其中在本发明的一种优选设计方案中规定，握持机构中的每一个都具有一过载保护装置，并且所述过载保护装置设计成力配合的过载保护装置。由此确保了在合理的结构成本的情况下防护装置的安全的且可靠的功能。

特别优选的是，过载保护装置包括至少一个弹簧加载的部件，并且该部件在过载保护装置作出反应的情况下引起了握持机构在其偏移方向上主动地运动。换句话说这意味着，在出现碰撞情况时，过载保护装置引起了握持机构在反向于碰撞方向的方向上加速。由此额外减少了在碰撞情况下的损害危险或者说受伤危险。

在本发明的另一种设计方案中规定，用于握持机构的传递机构包括至少一个共同的驱动轴，并且设置具有压块形式的弹簧加载的部件的另一个过载保护装置，弹簧加载的部件与至少一个共同的驱动轴共同作用，并且弹簧加载的部件使得至少一个驱动轴在纵向方向上偏移或者说退让（Ausweichen）。

替代地也可以设置，用于握持机构的传递机构针对每个握持机构具有一单独的驱动轴，并且每个单独的驱动轴都具有另一个带有压块形式的弹簧加载的部件的过载保护装置，弹簧加载的部件使得单独的驱动轴在纵向方向上偏移。由此实现了各个握持机构的选择性的响应或者说偏移。

此外特别优选的是，过载保护装置具有至少一个传感器元件，传感器元件在过载保护装置作出反应的情况下产生相应的信号。借助于这种传感器元件可以随后例如停止搬运装置的运行或者说将相应的报警信号发出至控制装置。

附图说明

从下面的对优选的实施方式的说明中以及根据附图得出本发明的其它优点、特征和细节。

图中示出了：

图1以简化的透视图示出了搬运装置的握持装置，

图2以透视图示出了根据图1的握持装置的单独的握持指，

图3示出了相对于图2改型的握持指的俯视图，

图4示出了图3的平面IV-IV中的截面，

图5示出了图3的平面V-V中的截面，

图6以侧视图示出了根据图2的握持指，

图7示出了图6的平面VII-VII中的截面，

图8示出了图6的平面VIII-VIII中的截面，

图9示出了在传动装置的区域中的根据图1的改型的握持装置的简化的截面。

相同的构件或者说具有相同功能的构件在附图中具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1中示出了握持装置10，例如该握持装置特别是形式为搬运机器人的搬运装置的组成部分。在此，握持装置10布置在搬运装置的未示出的、可运动的臂上，其朝向握持装置10的端部支承了支承板11。在支承板11上固定有控制电子单元12以及驱动马达13。驱动马达13作为传递机构14的部分通过传动装置15作用到三个驱动轴16至18上。三个驱动轴16至18相对于握持装置10的纵轴线19以参考圆上的均匀的角距离彼此平行地布置。驱动轴16至18中的每一个配备有一握持指20，该握持指通过摆动块21不能相对转动地与各个驱动轴16至18相连接。三个驱动轴16至18和进而握持指20可同步地相应于箭头22逆时针旋转，以便特别是能握持设计成圆柱形的、图中未示出的物体或者说物品，其中该物体或者说物品在由握持指20保持住时相对于纵轴线19定中心。

补充提到，本发明不应限于具有三个握持指20的握持装置10。更确切地说也可以考虑，设置具有两个、但也可以具有多于三个握持指20的握持装置10。

在图2中放大地示出了在本发明的第一种实施方式中的、单独的固定在摆动块21上的握持指20。特别可以看出，握持指20在其朝向摆动块21的端面上具有在横截面中约四分之一圆形的销子23，该销子布置在摆动块21的相应的、四分之一圆形的凹部24中。此外象征性示出了不同长度的力箭头F1和F2。在此，力箭头F1表示那种方向，在该方向上握持指20为了保持物品而与其共同起作用。在此，该力箭头F1是那个具有相对较大长度的力箭头。此外能看到具有相对于力箭头F1缩短的长度的力箭头F2。该力箭头F2沿握持指20的纵轴线26延伸，或者在（关于与纵轴线26垂直的平面）约为120°的角度范围中延伸。如果力在力箭头F2的方向上实现，则该力不需要用于借助于握持指20握持物品。尤其在此可以涉及力F，该力在握持指20或由握持指20保持的物品在握持装置10的运动轨道上与另一个物品（或人员）碰撞时出现。

根据本发明规定，握持指20以下述方式布置在摆动块21中，在沿力箭头F1的方向加载力时，握持指20位置固定地或刚性地布置在摆动块21中。这特别通过形状配合的连接或者说在摆动块21和握持指20之间在销子23或凹部24的区域中的布置来实现。

为了能使得握持指20偏移，如果力从力箭头F2的方向作用到握持指20上，则握持装置10具有设计成过载保护装置的防护装置100，其结构或作用原理在第一种实施方式中现在根据图6至8进行说明。防护装置100在此基于握持指20在其摆动块21上的完全的力配合的悬挂。防护装置100因此以下述方式设计：与力F1、F2的方向相关地获得用于握持指20的不同的释放力。防护装置100设计成，使得握持指20仅通过弹性支承的定位部件44保持在其相对于摆动块21的位置中。在此，定位部件44例如可以球形地构成、但也能以辊子的形式构成。摆动块21具有大致矩形的凹部45，在其中布置有销子23的设计成弓形段46的端部。在凹部45中为每个定位部件44设计有凹槽47、48。定位部件44接合到销子23的开口51、52中，其中它们通过弹簧部件53的弹簧力作用到开口51、52的倾斜的表面55、56上，该弹簧部件的预应力可通过调节螺栓54来改变。

以这种方式，定位部件44和销子23的几何结构共同形成了楔形机构（Keilmechanismus），通过该楔形机构产生了垂直于力传导的力分量。在此，要克服的保持力由通过弹簧部件53和相应的表面55、56的坡面角形成的预应力产生。每个另外的预加应力的定位部件44用于进行支承，所述定位部件将其保持力偏移90°地导入销子23的所属的几何结构中。因此相对工作的弹簧力部分地消除，并且得出了组合的保持力，其将握持指20保持在摆动块21的凹部45中。

补充说明，对于定位部件44设计成辊子的这种情况，通过选择定位部件44的取向和最终加工，在一个或多个期望的方向上可以获得可替换的释放力或形状配合连接。同样可以考虑，对于每个接触面分别应用多个定位部件44，其同样以不同的力来预加应力。

在图3至图5中示出了修改的防护装置100a。防护装置100a具有一带有锥形销31的力配合的定位机构30，该锥形销借助于压力弹簧32预加应力，其中压力弹簧32的预应力可通过止挡螺栓33来改变。锥形销31的、背对止挡螺栓33的端部作用到销子23a的平坦的侧面34上，该锥形销在那里接合到在侧面34中形成的定位孔35中。在此，销子23a支承在U形凹部37的对置的侧面36上。另一个锥形销39通过下述方式反作用于保持力：它压靠到横向延伸的保持销40上。现在如果该弹簧力与基于在力箭头F2的方向上起作用的外部的释放力一起超过了凹部37中的握持指20a的保持力，则握持指20a从其保持结构中主动地向外加速。在此，钩形的凹部41用于进行侧向推出运动的保持销40，这反作用于在松开的握持指20a和摆动块21之间的可能的倾斜。

在图9中示出了另一个防护装置100b。该防护装置原则上可以—然而不是强制性的—如同防护装置100那样设计。在防护装置100b中设计成，在图1中仅示意性示出的驱动轴16至18中的每一个—其中在图9中仅能看到两个驱动轴16和17—配有弹簧加载的压块58。通过借助于压块58的压力弹簧59可调节的预应力，在此可以调节或者说影响防护装置100b的释放力。

一旦力在箭头61、62的方向上、也就是说在驱动轴16至18的纵向方向上起作用，则相关的驱动轴16至18借助于防护装置100b与压块58脱开接合，从而相应的驱动轴16至18必要时、但不强制性地与驱动齿轮63解除作用连接。然而一旦是这种情况，则相关的握持指20b就可以自由地运动，也就是说，它可以偏移。

可替换地也可以设计成，驱动轴16至18具有用于握持指20b的共同的防护装置100b（未示出），从而在力沿箭头61、62的方向导入到握持指20b之一中时，防护装置100b作出反应并且使得所有握持指20b偏移。

此外优选地设计成，在防护装置100b中设有传感器65，该传感器识别了防护装置100b的响应并且将相应的信号发出给握持装置10的控制装置。该信号例如引起了握持装置10的运行停止或者引起了相应的视觉的或听觉的报警信号。当然也可以考虑或者说设计成，防护装置100和100a也具有相应的传感器65。对此例如可参考图7，其中示出了传感器66，该传感器检测了握持指20a的偏移运动。

就此所述的防护装置100、100a和100b可以以多种不同的方法和方式修改或者说改型，而不背离本发明的思想。这在于，防护装置100、100a和100b在下述情况下作出反应：力作用到握持指20、20a、20b或握持装置10上，其方向这样设计，使得它在对于握持或者说保持物品必需的或需要的方向上实现或者说超过了特定的力值。

Claims (12)

1.一种用于在搬运装置上的握持装置（10）的防护装置（100；100a；100b），其中所述握持装置（10）具有握持机构，并且其中所述握持机构能借助于传递机构（14）运动，并且具有至少一个过载保护装置，所述过载保护装置在作用到所述握持装置（10）上的力超过了特定的力时使得所述握持装置（10）偏移，

其特征在于，设计成过载保护装置的防护装置（100；100a；100b）在如下的力F2的情况下作出反应，所述力F2从一个方向产生，该方向在作用到所述握持机构上的对于握持物品来说必需的力F1的方向之外延伸，所述过载保护装置具有至少一个传感器元件，所述传感器元件在所述过载保护装置作出反应的情况下产生相应的信号，该信号引起所述搬运装置的运行停止。

2.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，设计成过载保护装置的防护装置（100；100a；100b）仅在如下的力F2的情况下作出反应，所述力F2从一个方向产生，该方向在作用到所述握持机构上的对于握持物品来说必需的力F1的方向之外延伸。

3.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，所述搬运装置是搬运机器人。

4.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，所述握持机构以握持指的形式构造。

5.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，所述握持机构中的每一个都具有一过载保护装置，并且所述过载保护装置设计成力配合的过载保护装置。

6.根据权利要求5所述的防护装置，其特征在于，所述力配合的过载保护装置包括至少一弹簧加载的锥形销（31），并且所述锥形销（31）在所述过载保护装置作出反应的情况下至少间接地引起了所述握持机构在其偏移方向上主动地运动。

7.根据权利要求6所述的防护装置，其特征在于，所述握持机构在其握持方向上的锁定通过所述握持机构在接纳所述握持机构的摆动块（21）的凹部（24）中的形状配合的布置来实现。

8.根据权利要求6所述的防护装置，其特征在于，作用到所述锥形销（31）上的预应力或释放力能借助于止挡螺栓（33）来改变。

9.根据权利要求5所述的防护装置，其特征在于，所述过载保护装置具有多个定位部件（44），所述定位部件分别布置在所述握持机构的开口（51、52）中，其中所述定位部件（44）利用至少一个弹簧部件（53）的弹簧力来加载。

10.根据权利要求9所述的防护装置，其特征在于，所述定位部件（44）共同产生作用到所述握持机构上的保持力。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的防护装置，其特征在于，用于所述握持机构的所述传递机构（14）包括至少一个共同的驱动轴，并且设置具有弹簧加载的压块（58）的另一个过载保护装置，所述弹簧加载的压块与所述至少一个共同的驱动轴共同作用，并且所述弹簧加载的压块使得所述至少一个共同的驱动轴在所述至少一个共同的驱动轴的纵向方向上偏移。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的防护装置，其特征在于，用于所述握持机构的所述传递机构（14）针对每个握持机构具有一单独的驱动轴，并且为所述单独的驱动轴中的每一个都设置具有弹簧加载的压块（58）的另一个过载保护装置，所述弹簧加载的压块使得所述单独的驱动轴在其纵向方向上偏移。