CN106163747B - 针对供应管线的导向系统以及具有导向系统的机器人 - Google Patents

针对供应管线的导向系统以及具有导向系统的机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种针对供应管线的导向系统，所述供应管线用于搬运装置，尤其是用于机器人，所述导向系统具有导向基部、通过导向基部被沿着直线行进路径导向的偏转元件、以及链式、软管式或带式缆绳，其中偏转元件能借助于沿着行进路径反向于复位力对缆绳作用的张力而从收回位置行进至伸展位置，并且所述复位力通过位于导向基部之上或之中的复位装置产生。复位装置包括至少一个弹性绳或弹性带，所述弹性绳或弹性带绕着邻近于偏转元件收回位置地位于导向基部之上或之中的偏转装置被导向，并且邻接于所述偏转装置，所述复位装置包括与偏转元件连接的第一部段以及与导向基部连接的第二部段。本发明还涉及具有这种导向系统的搬运装置、尤其是机器人。

Description

针对供应管线的导向系统以及具有导向系统的机器人
技术领域
本发明涉及一种针对供应管线的导向系统，所述供应管线用于搬运装置，尤其是用于机器人，所述导向系统具有导向基部、通过所述导向基部被沿着直线行进路径导向的偏转元件、以及链式、软管式或带式缆绳(strand)，供应管线能布置于所述缆绳之中或之上，其中形成反向弯曲部的缆绳被绕着所述偏转元件导向并且包括与反向弯曲部的两端邻接的两个分支部，每个分支部具有位于其自由端的连接点，具体是相对于所述导向基部静止的第一连接点和相对于所述导向基部移动的第二连接点，并且其中所述偏转元件能借助于对具有第二连接点的那个分支部作用的张力且克服复位力地从收回位置行进至伸展位置，其中所述复位力能通过位于所述导向基部之上或之中的复位装置产生。
本发明还涉及一种具有该类型导向系统的搬运装置，尤其是机器人，其中导向基部位于所述搬运装置的第一部分上，并且链式、软管式或带式缆绳的具有第一连接点的分支部连接至该第一部分，并且具有第二连接点的分支部连接至搬运装置的相对于所述第一部分移动的第二部分。
背景技术
该类型的导向系统以及具有该类型导向系统的搬运装置从专利公开文献DE 202011 004 786U1已知。提供的是，该系统中用于被设计为偏转辊的偏转元件的复位装置是气压缸，所述气压缸的柱塞作用于锚固件，偏转辊的轴安装在所述锚固件中并且所述锚固件以滑动方式与导轨接合。
产生用于偏转辊的复位力的气压缸以及该气压缸所必需的能量供应需要搬运装置上或搬运装置中对应尺寸化的空间，并且是相对复杂的。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有复位装置的导向系统，其在搬运装置上或搬运装置中需要更少的空间、具有更少的复杂度且更轻、并且因而还适于更小的搬运装置，尤其是适于机器人。
根据本发明，所述目的被解决，在于在开篇段落中所指出类型的导向系统上，所述复位装置包括至少一个弹性绳或弹性带，所述弹性绳或弹性带绕着邻近于偏转元件收回位置地位于导向基部之上或之中的偏转装置被导向，并且邻接于所述偏转装置，所述弹性绳或弹性带包括与偏转元件连接的第一部段以及与导向基部连接的第二部段。
包括至少一个弹性绳或弹性带的复位装置需要相对小的安装空间，意味着根据本发明的导向系统能附接在已知系统并不适合的搬运装置的区域中。还由于其相对低的重量，因此能尤其用在更小的机器人上。而且，所述复位装置相对简单以技术性地实现，且因而不那么昂贵。
放开考虑的是，所述弹性绳或弹性带为由天然或合成橡胶制成的绳或带，所述绳或带具有如下的可伸展性，在偏转元件从其收回位置至其相对于导向基部的伸展位置的行进路径上，所述伸展性满足本发明的要求。
由天然或合成橡胶制成的绳或带优选包括护套，所述护套改善了其耐磨性和/或滑动特性。护套因而具有针对弹性绳或带的保护和/或滑动功能，所述弹性绳或带在偏转元件的行进期间被绕着偏转元件导向，并且在所述过程中承受摩擦。在最简单的情况下，护套能够是塑料(例如)制成的薄层，其喷涂在所述绳或带上。优选提供的是，护套是由合成纤维制成的编织物，所述合成纤维改善了所述绳或带的耐磨性和/或滑动特性，诸如由聚乙烯、聚酰胺或芳香族聚酰胺制成的纤维。由该类型纤维制成的编织物优选以如下方式设计，使得其沿所述绳或带的纵向方向能再次伸展和收缩。
由于至少一个弹性绳或弹性带通过位于导向基部之上或之中的偏转装置的偏转，行进期间绳或带的从偏转元件的收回位置伸展至伸展位置的长度相比于行进路径更大。随着弹性绳或带的伸长量因而延伸超过相比于行进路径更大的长度，在偏转元件的行进路径上获得所述绳或带的相对恒定的弹性力。
至少一个弹性绳或带的与导向基部连接的第二部段优选至少延伸超过偏转元件的行进路径的在收回位置与伸展位置之间的长度。
此外，所述至少一个弹性绳或带位于复位装置中，并且连接至偏转元件和导向基部，使得所述弹性绳或带在偏转元件的收回位置具有预定的张力。
出于安全原因，复位装置能尤其包括两个弹性绳或弹性带。
根据本发明的优选改进，导向基部包括导轨，其中偏转元件位于滑动器上，所述滑动器通过所述导轨被沿着偏转元件的行进路径导向，并且所述至少一个弹性绳或带的第一部段的端部被紧固至所述滑动器。
用于所述至少一个弹性绳或带的偏转装置优选位于所述导轨的与偏转元件的伸展位置相反的那个端部上。
当以该方式布置时，偏转装置能将偏转元件的行进路径限制至收回位置。
偏转装置优选地位于导轨的端侧(面端部)上，所述端侧从偏转元件的伸展位置向收回位置在所述行进路径的方向上朝向。
所述偏转装置可包括壳体，所述壳体面朝偏转元件的那侧包括用于所述至少一个弹性带或绳的两个部段的开口。
所述偏转装置此外可包括辊子，所述弹性绳或带靠在所述辊子的周边上并且所述辊子安装在所述壳体中。
在导轨的优选实施例中，弹性绳或带的第二部段位于导轨的沟槽或侧向闭合的通道中。所述沟槽或通道用于保护和导向所述弹性绳或带的在所述偏转装置与所述导轨的紧固点之间延伸的那个部段。
所述弹性绳或带的与用于缆绳的偏转元件连接的第一部段也能位于所述导轨内，其中所述第一部段的端部区域连接至滑动器的如下区域，该区域延伸穿过狭缝进入导轨的内部。
为了保护所述弹性绳或带，并且为了避免外来颗粒侵入所述狭缝中，所述狭缝能通过与滑动器移动的卷帘带或通过波纹管等从外侧被封闭。
在优选的实施例中，型材轨被用作为所述导轨。所述型材轨优选由金属构成，尤其由铝构成，并且能易于通过切割至一定长度而适配偏转元件的行进路径的所需长度。所述型材轨还能替换地由适合的尤其具有良好滑动特性的塑料材料构成。
在优选的实施例中，所述型材轨包括两个侧向突伸的滑轨，其中滑动器在其侧向区域中包括用于容纳滑轨的两个壳体部，并且所述滑动器包括与两个壳体部连接的用于紧固所述偏转元件的板形安装部。所述壳体部可构造为壳体轴承，例如，在所述壳体轴承内具有滑动轴承。
所述偏转元件优选设计为偏转辊，包含供应管线的缆绳的反向弯曲部搁靠在所述偏转辊的周边上，并且偏转辊的轴以旋转方式安装在滑动器上。
所述偏转辊的轴优选与用于所述弹性绳或带的被设计为辊子的偏转装置的轴垂直。
所述至少一个弹性绳或带的第二部段的端部能被紧固至所述导轨的从偏转元件的收回位置向伸展位置在行进路径的方向上朝向的那个端部。
位于所述导轨的从偏转元件的收回位置向伸展位置在行进路径的方向上朝向的那个端部处的能够是一腹板，其横向于导轨延伸并在导轨的两侧上突伸，腹板的一个端部区域包括用于将包含供应管线的缆绳带有第一连接点的分支部静止安装的保持装置，并且腹板的另一个端部区域包括用于缆绳带有第二连接点的分支部的导向件。将缆绳固定就位在讨论点处的保持环能用作为所述保持装置。用于缆绳带有第二连接点的分支部的导向件能设计为环形滑动导通部(leadthrough)，如果合适的话其带有自定心轴承。
在导轨的与滑动器相反的长侧上，导轨能具有以沿导轨的纵向方向可调节且可锁定方式布置的保持器件。为此目的可设置夹持件，所述夹持件位于保持器件的板上并且接合所述导轨的侧向凹槽。
本发明的主题进一步涉及搬运装置，尤其是机器人，其要么单独地或是以任何期望组合的方式具有包括上述特征的导向系统，其中导向基部位于搬运装置的第一部分上，并且链式、软管式或带式缆绳的具有第一连接点的分支部连接至该第一部分，并且具有第二连接点的分支部连接至所述搬运装置的相对于所述第一部分移动的第二部分。
在其中可布置供应管线的缆绳优选设计为闭合的、管形能量导链，所述能量导链的链节通过位于链内侧上的接头元件以枢转方式彼此连接。该类型链的链节的铰接式连接允许所述链的三维运动。
附图说明
以下基于附图更详细地描述本发明的一个实施例。所述附图示出以下内容：
图1为根据本发明的导向系统处于收回状态的透视图，
图2为在图1中图示的导向系统处于伸展状态的透视图，
图3为根据图1的导向系统沿箭头III方向的侧视图，
图4为根据图1的导向系统沿箭头IV方向的正视图，
图5为沿图3中线A-A的剖视图，
图6为沿图4中线B-B的剖视图，
图7为图6中区域C的放大视图，
图8为根据图2的处于伸展状态的导向系统沿箭头VIII方向的侧视图，
图9为沿图8中线A-A的剖视图，
图10为通过图8中图示导向系统的纵向剖视图，所述导向系统处于与图6类似的伸展状态。
具体实施方式
图1和图2图示了针对供应管线(附图中未示出)的导向系统的实施例，所述供应管线用于搬运装置(附图中未示出)、尤其是用于机器人，所述导向系统包括导向基部1，被设计为偏转辊的偏转元件2能借助于所述导向基部沿着收回位置(图1)与伸展位置(图2)之间的直线行进路径被导向。被绕着偏转元件2导向的是链式缆绳4的反向弯曲部3，所述链式缆绳包括邻接反向弯曲部3的两个分支部5和6。分支部5的自由端包括第一连接点7，所述第一连接点相对于导向基部1静止，分支部6包括第二连接点8，所述第二连接点相对于导向基部1移动。
如果偏转元件2处于其收回位置(图1)并且沿箭头Z方向的张力施加在带有第二连接点8的分支部6上，那么被导向基部1导向的偏转元件2克服一复位力地移动到伸展位置(图2)。所述复位力通过位于导向基部1上的复位装置9产生。
从图5和图6、或从图9和图10能更详细地看出，导向基部1被设计为型材轨。其由硬质阳极化处理的铝构成并且通过从挤出部段切割至一长度而适配于偏转元件2行进路径的所需长度。被设计为偏转辊的偏转元件2的轴10以旋转方式安装于在所述型材轨上被导向的滑动器11中。
特别如图6和图10中纵向部段所示出的，复位装置9包括至少一个弹性绳12，所述弹性绳绕着偏转装置13被导向，所述偏转装置邻近所述偏转元件的收回位置(6)地位于导向基部1上，并且邻接于所述偏转装置，弹性绳包括第一部段14和第二部段15，所述第一部段连接至偏转元件2的位于其上的滑动器，所述第二部段连接至导向基部1。弹性绳12的第一部段14的自由端在滑动器11上的固定在图6和图10中仅示意性地图示出，第二部段15的自由端在导向基部1上的固定也是如此。从图1和图2还有图5和图9中的剖视图能够看出，设置两个弹性绳12，其第一部段14连接至滑动器11，它们的第二部段15连接至导向基部1。
如图6、图7和图10中所示，偏转装置13包括用于两个弹性绳的每一个的辊子16，相应弹性绳靠在所述辊子的周边上。当偏转元件2从其收回位置行进至其伸展位置时，两个绳12被绕着辊子16导向，使得弹性绳12延伸超过其整个长度、尤其还延伸超过其第二部段15。因此，结果是在偏转元件2的行进路径上大体恒定的复位力。
尤其从图7的放大视图中能够看出，用于两个弹性绳12的两个辊子16通过中间盘17彼此分开。两个辊子16能以非旋转方式位于共用轴上，所述共用轴以旋转方式安装在中间盘17中。
此外能从图7看出辊子16和中间盘17位于壳体18中。壳体18的朝着滑动器11指向的面端部打开以允许弹性绳12的两个部段14和15通过。壳体18还能用作为止挡件，以限制滑动器11在型材轨中从偏转元件2的伸展位置至其收回位置的行进路径。
布置两个弹性绳12，并且它们的长度以如下方式被尺寸化，以使得当偏转元件2处于其收回位置(在所述收回位置滑动器11能靠在偏转装置13的壳体18上)时，拉伸应力作用于滑动器11上并因而作用于偏转元件2上。
如能从图6和图10、还有从图5和图9的剖视图中所能看到的，两个弹性绳12的第二部段15位于侧向闭合的通道19中，所述通道延伸遍布型材轨的整个长度。相反地，两个弹性绳12的两个第一部段14在壳体18与滑动器11之间在导向基部1上方地自由延伸。
如能从图5和图9中剖视图所能看到的，型材轨包括两个侧向突伸的滑轨20。滑动器11的侧向区域包括用于容纳滑轨20的两个壳体部21，以及包括与所述两个壳体部21连接的板形安装部22，弹性绳12的两个第一部段14的端部紧固在所述板形安装部上并且用于链式缆绳4的偏转辊的轴10安装在所述板形安装部上。壳体部21被构造为壳体轴承，所述壳体轴承带有在其中定位的滑动轴承。
两个弹性绳12的第二部段15的自由端被固定在型材轨的从偏转元件2的收回位置向其伸展位置在行进路径的方向上朝向的端部区域中。在该端部处定位的是腹板23，所述腹板横向于所述型材轨延伸并在型材轨的两侧上突伸。腹板23经由托架24紧固至型材轨的端部，所述托架在其中间区域成角度。在腹板横向于型材轨突伸的一个区域中，保持环24装配在腹板23上以将链式缆绳4固定在讨论点处。在腹板23上于在型材轨的相反侧上突伸的其它区域中设置的是环形滑动导通部25，当缆绳4行进时，链式缆绳4的带有第二连接点8的分支部被导向通过所述环形滑动导通部。
在位于滑动导通部25背离偏转元件2的那侧上的区域中，带有第二连接点8的分支部6包括径向突伸超过缆绳4的颈圈部(collar)26，所述颈圈部的外径大于滑动导通部25的内径。颈圈部26在分支部6中以如下方式固定，使得在偏转元件2的收回位置，所述颈圈部轴向地躺置(lie)在滑动导通部25上并因而限制偏转元件2的从伸展位置至收回位置的行进路径。
在型材轨的与滑动器11相反的纵向侧上，型材轨包括保持器件27，所述保持器件以沿型材轨的纵向方向可调节且可锁定的方式布置。尤其如能从图2所看到的，保持器件27位于型材轨的两个端部区域上。所述两个端部区域各自包括在型材轨下方延伸的板形部28，在型材轨的两侧上，夹持件29位于所述板形部上，所述夹持件与遍布该型材轨长度延伸的侧向凹槽接合。与板形部28邻接的是远离型材轨延伸的腹板30，所述腹板用作将导向基部1紧固在基座上，诸如紧固在搬运装置的一部分上。腹板30包括沿其纵向方向延伸的狭缝31，用于将导向基部1在搬运装置所讨论部分上紧固的螺柱(附图中未示出)能够到达穿过所述狭缝，可以的是沿着狭缝31调节导向基部1相对于该部分的位置。
附图中所图示的、其中可布置供应管线(附图中未示出)的缆绳4为闭合的、管形能量导链，其中该链的相邻链节通过位于该链内部中的接头元件以枢转方式彼此连接。所述链节的铰接式连接允许该链的三维运动。
附图标记列表
1 导向基部
2 偏转元件
3 反向弯曲部
4 缆绳
5 分支部
6 分支部
7 第一连接点
8 第二连接点
9 复位装置
10 轴
11 滑动器
12 弹性绳
13 偏转装置
14 第一部段
15 第二部段
16 辊子
17 中间盘
18 壳体
19 通道
20 滑轨
21 壳体部
22 安装部
23 腹板
24 保持环
25 滑动导通部
26 颈圈部
27 保持器件
28 板形部
29 夹持件
30 腹板
31 狭缝

Claims (16)

1.一种针对供应管线的导向系统，所述供应管线用于搬运装置，所述导向系统具有带有导轨的导向基部(1)、通过所述导向基部(1)被沿着直线行进路径导向并且位于被所述导轨沿着所述行进路径导向的滑动器(11)上的偏转元件(2)、以及链式、软管式或带式缆绳(4)，供应管线能布置于所述缆绳之中或之上，其中，形成反向弯曲部(3)的缆绳(4)被绕着所述偏转元件(2)导向并且包括与反向弯曲部(3)的两端邻接的两个分支部(5，6)，每个分支部具有位于其自由端的连接点，具体是相对于所述导向基部(1)静止的第一连接点(7)和相对于所述导向基部(1)移动的第二连接点(8)，并且其中所述偏转元件(2)能借助于对具有第二连接点(8)的那个分支部(5，6)作用的张力且克服复位力地沿着所述行进路径从收回位置行进至伸展位置，其中所述复位力能通过位于所述导向基部(1)之上的复位装置(9)产生，其特征在于，所述复位装置(9)包括至少一个弹性绳(12)或弹性带，所述弹性绳或弹性带绕着邻近于偏转元件(2)收回位置地位于导向基部(1)之上或之中的偏转装置(13)被导向，并且邻接于所述偏转装置，所述弹性绳或弹性带包括与偏转元件(2)连接的第一部段(14)以及与导向基部(1)连接的第二部段(15)，其中所述至少一个弹性绳或带的第一部段的端部被紧固至所述滑动器(11)，并且所述偏转装置(13)位于导轨的在所述行进路径的方向上从偏转元件(2)的伸展位置面向收回位置的那个端侧上，并且所述偏转装置(13)包括壳体(18)，所述壳体面朝偏转元件(2)的那侧包括用于所述至少一个弹性带或绳的两个部段的开口。
2.根据权利要求1所述的导向系统，其特征在于，所述偏转装置(13)包括辊子，所述至少一个弹性绳(12)或带靠在所述辊子的周边上并且所述辊子安装在所述壳体(18)中。
3.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述偏转装置将偏转元件(2)的行进路径限制至所述收回位置。
4.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述导轨被设计为型材轨。
5.根据权利要求4所述的导向系统，其特征在于，所述型材轨包括两个侧向突伸的滑轨(20)，并且所述滑动器(11)在其侧向区域的每一个中包括用于容纳滑轨(20)的壳体部(21)，并且所述滑动器包括与两个壳体部(21)连接的板形安装部(22)，所述偏转元件(2)被紧固至所述板形安装部。
6.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述至少一个弹性绳(12)或带的第二部段(15)位于导轨的沟槽或侧向闭合的通道(19)中。
7.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述至少一个弹性绳(12)或带的第一部段(14)位于所述导轨内，并且所述第一部段的端部区域连接至滑动器(11)的如下区域，滑动器的该区域延伸穿过狭缝进入导轨的内部。
8.根据权利要求7所述的导向系统，其特征在于，所述狭缝通过与滑动器(11)移动的卷帘带或通过波纹管从外侧被封闭。
9.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述偏转元件(2)被设计为偏转辊，缆绳(4)的反向弯曲部(3)搁靠在所述偏转辊的周边上，并且偏转辊的轴(10)以旋转方式安装在滑动器上。
10.根据权利要求9所述的导向系统，其特征在于，所述偏转辊的轴(10)与用于所述弹性绳(12)或带的被设计为辊子的偏转装置(13)的轴垂直。
11.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述至少一个弹性绳(12)或带的第二部段(15)的端部被紧固至所述导轨的从偏转元件的收回位置向伸展位置在行进路径的方向上朝向的那个端部。
12.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，在所述导轨的背离所述滑动器(11)的那侧上，所述导轨包括保持器件，所述保持器件以沿所述导轨的纵向方向可调节且可锁定的方式布置。
13.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述复位装置包括两个弹性绳(12)或带。
14.根据权利要求1或2所述的导向系统，其特征在于，所述搬运装置为机器人。
15.一种搬运装置，其具有根据权利要求1至14中任一所述的导向系统，其中导向基部位于搬运装置的第一部分上，并且链式、软管式或带式缆绳(4)的具有第一连接点(7)的分支部连接至该第一部分，并且具有第二连接点(8)的分支部(6)连接至所述搬运装置的相对于所述第一部分移动的第二部分。
16.根据权利要求15所述的搬运装置，其特征在于，所述搬运装置为机器人。
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