CN106794909B - 臂端工具 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种臂端工具并且包括外部薄板和内部薄板。臂端工具可以用附连到内部薄板上的垫板和附连到外部薄板上的前板加固。臂端工具还可以包括间隔件以在通路处向臂端工具提供结构和刚性，通路被配置成安装工件接合工具，例如弹簧柱塞。

Description

臂端工具

本申请要求保护在2014年8月5日提交的美国申请No.62/033438的优先权，该申请的内容以全文引用的方式并入到本文中。

技术领域

本公开大体而言涉及一种用于机器人上的臂端工具，并且更特定而言涉及一种适用于以更快的循环时间包装玻璃板的轻重量臂端工具。

背景技术

用于机器人的常规臂端工具是可调整的并且被设计成适应不同工件配置。然而，这种可调整的工具是复杂的并且通常是较重的。因此，操纵这种复杂、较重工具的机器人经受增加的磨损，导致寿命缩短和生产损失。存在对于减少机器人上的这种磨损的改进的轻重量臂端工具的需要。这种轻重量工具的优点在于减少循环时间。而且，由于现代玻璃薄板变得更大和更薄，轻重量臂端工具必须也变得更大并且仍提供现代玻璃薄板所需要的支承，同时维持轻重量能力并且减少磨损。

发明的公开

本公开的一实施例提供一种由结合/附连在一起的两个薄板制成的轻重量臂端工具。这些薄板可以由聚合材料形成，并且在某些实施例中可以通过真空模制或者注射模制制成。薄板可以利用粘合剂、超声焊接或机械紧固件而结合在一起。当结合在一起时，组合的薄板可以限定腔，为了强度，支承芯可以插入于腔内。

本公开的另一实施例提供一种由结合/附连在一起的两个薄板制成的轻重量臂端工具。这些薄板可以由聚合材料形成，并且在某些实施例中，可以通过真空模制或注射模制而制成，并且可以利用粘合剂、超声焊接或机械紧固件而结合在一起。为了强度，组合的结合薄板可以利用外部中央毂板加固。

本文所描述的实施例的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过说明书而对于本领域技术人员显而易见或者从通过实践本文所描述的实施例包括下文的具体实施方式、权利要求书以及附图而使本领域技术人员认识到。

应理解前文的一般描述和下文的详细描述只是示例性的，并且旨在提供用来理解权利要求的性质或特征的概观或框架。包括附图以提供进一步理解，并且附图合并于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了一个或多个实施例，并且与说明书一起用来解释各种实施例的原理和操作。

附图说明

图1是具有本公开的臂端工具的机器人的透视图。

图2是本公开的臂端工具的透视图。

图3是本公开的臂端工具的分解透视图。

图4是本公开的臂端工具的分解透视图。

图5是用于本公开的臂端工具的安装板的分解截面透视图。

图6是用于本公开的臂端工具的合适加固机构的透视图。

图7是本公开的另一臂端工具的透视图。

图8是本公开的另一臂端工具的透视图。

具体实施方式

现详细地参考本公开的实施例，本公开的示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

图1是具有多轴线臂15的机器人12的透视图，多轴线臂15具有本公开的臂端工具10。参考图1，机器人12可以是常规市售机器人。在图1中示出的实施例可以包括六个马达J1至J6。当然，本文的权利要求不应限制为这样，机器人12可包括被配置成使物体绕多个轴线枢转的任何数量的马达。

第一马达J1可以位于机器人12的基座或底座11处并且用来控制机器人绕第一轴线A-A的移动。第二马达J2可以位于机器人的基座或底座11附近并且用来控制多轴线臂15绕轴线B-B的移动。第三马达J3可以位于远离机器人的基座或底座11处并且用来控制多轴线臂绕轴线C-C的移动。轴线B-B和C-C，在某些实施例中，可以垂直于轴线A-A。第四马达J4可以位于离臂端工具10较远处或臂端工具10附近并且用来控制工具10在纵向沿着轴线D-D的移动。第五马达J5可以位于臂端工具10附近并且可以用来控制工具10绕垂直于轴线D-D的轴线E-E移动。第六马达J6可以位于臂端工具10附近并且可以用来控制工具10绕轴线D-D的旋转移动。

通过使用这种非限制性马达，示例性臂端工具10因此可以定位于机器人臂15的端部13处以接合工件，在某些实施例中接合玻璃板。

图2是本公开的臂端工具10的透视图。参考图2，示例性实施例可以包括加固机构。在描绘的非限制性实施例中，加固机构是安装板14以及自动工具更换连接器16。安装板14可以是任何常规设计并且可以向示例性臂端工具10提供强度和加固。自动工具更换连接器16可以用来使臂端工具10连接到其它机器人/与其它机器人断开连接容易。

图3示出了本公开的示例性臂端工具10的分解侧视图。参考图3，臂端工具10可以包括内部薄板18和外部薄板20。内部薄板18和外部薄板20可以由薄并且轻重量材料形成。用于这些薄板18、20的合适材料包括(但不限于)聚合材料、热固性聚合物、热塑性塑料、其它合适塑料材料、碳纤维材料等。在其中内部薄板18和外部薄板20由聚合材料制成的实施例中，这些薄板可以通过真空模制、注射模制或其它合适成型工艺形成。在本公开的某些实施例中，内部薄板18和外部薄板20可以各具有在约0.2mm至约6.0mm之间的厚度和它们之间的所有子范围。

在某些非限制性实施例中，臂端工具10还可以包括芯22。芯22可以用来在内部薄板18与外部薄板20连接时增强和加固内部薄板18和外部薄板20。在某些非限制性实施例中，内部薄板18和外部薄板20可以通过粘合结合、超声焊接或另一合适连接机构(例如，螺钉、铆钉等)而彼此连接。

臂端工具10还可以包括用来对准通路36的多个间隔件24(参看图4)。在某些实施例中，间隔件24可以向臂端工具10提供加固强度使得当多个工件接合工具(在此处图示为弹簧柱塞27)利用硬件29连接到臂端工具10时，间隔件24提供支承使得硬件29将不会压坏臂端工具10。在本公开的某些实施例中，间隔件24可以提供用来安装弹簧柱塞27和硬件29的承载表面。多个间隔件24也可以由轻重量金属诸如铝或另一合适材料制成。

外部薄板20可以在其外侧上利用合适加固机构诸如(但不限于)夹板26而加固。如上文所指出的那样，内部薄板18也可以在其外侧面上利用合适加固机构诸如安装板14加固。在某些实施例中，安装板14可以充当自动工具更换连接器16和机器人臂15的附连点(参看图1)。

图4是本公开的臂端工具10的分解透视图。内部薄板18可以包括内部周围构件或者边界30、内部部分或中央毂32和连接内部中央毂32与内部周围构件30的多个内部肋状物34。外部薄板20可以包括外部周围构件或边界31、外部部分或中央毂33和连接外部中央毂33与外部周围构件31的多个外部肋状物35。

在本公开的某些实施例中，内部周围构件30和外部周围构件31可以包括通道构造(参看图5)，通道构造能向周围构件30、31提供强度和刚性。同样，每个内部肋状物34和外部肋状物35可以包括类似通道构造(参看图5)用于强度和刚性。

在本公开的某些实施例中，关于内部薄板18，内部周围构件30、内部肋状物34和内部中央毂32可以限定内部腹板38，内部腹板38具有多个空隙40。关于外部薄板20，外部周围构件31、外部肋状物35和外部中央毂33可以限定外部腹板39，外部腹板39具有多个空隙41。这些腹板38、39可以用来向示例性臂端工具10提供另外的结构和刚性。

继续参考图4，内部薄板18可以包括多个内部薄板通路36并且外部薄板20可以包括多个外部薄板通路37。当内部薄板18连接到外部薄板20时，相应通路36、37可以对准以形成轴，固结机构可以在轴内用来将薄板连接在一起。在某些实施例中，非限制性固结机构可以包括弹簧柱塞27，弹簧柱塞27具有真空吸盘28，真空吸盘28插入于硬件29内并且在硬件29内固定就位。当然，本公开设想到其它合适固结机构，并且这些描述不应限制权利要求的范围。如上文所指出的那样，多个间隔件24也可以与通路36、37对准以提供刚性构造，在安装合适固结机构诸如弹簧柱塞27时不能压坏这种刚性构造。

在某些实施例中，空隙40、41可以提供开口，当臂端工具10附连到机器人12上时(参看图1)，开口允许空气通过臂端工具10，从而在臂端工具10移动期间排除了空气阻力并且导致重量减轻。

图5是用于本公开的臂端工具10的安装板的分解截面透视图。参考图5，内部薄板18的内部中央毂32可以与外部薄板20的外部中央毂33对准以形成容纳示例性芯22的腔。在某些非限制性实施例中，芯22可以具有蜂窝构造或者其它类似加固构造，其可以向臂端工具10提供加固、轻重量和刚性。在其它实施例中，芯22可以由轻重量金属诸如铝或其它合适材料制成。图5还示出了内部周围构件30和内部肋状物34的通道构造。例如，在本公开的某些实施例中，内部周围构件30可以包括周围构件通道42并且内部肋状物34可以包括肋状物通道44。外部周围构件31和外部肋状物35可以包括类似通道构造。

如上文所指出的那样，内部薄板18可以利用诸如安装板14的加固机构加固并且外部薄板可以利用诸如夹板26的加固机构加固。示例性硬件29可以用来连接内部薄板18与外部薄板20并且这些薄板18、20也可以利用粘合剂、超声焊接或其它合适固结机构而结合在一起。当内部薄板18和外部薄板20连接时，间隔件24可以向臂端工具10提供刚性构造，当硬件29用来安装工件接合工具诸如弹簧柱塞27和吸盘28时这种刚性构造不会被压坏。

图6是用于本公开的臂端工具10的合适加固机构的透视图。参考图6，合适加固机构可以(但不限于)是示例性安装板14，示例性安装板14能呈现与内部薄板18的中央毂32形状相符的任何形状。安装板14也可以提供用来附连自动工具更换连接器16的结构(参看图3)。安装板14可以由轻重量诸如铝或另一合适材料形成。

图7和图8是本公开的另一臂端工具50的透视图。参考图7和图8，所描绘的臂端工具50并不包括在图3和图5中示出的芯22。而是垫板54可以附连到内部薄板52并且前板58可以附连到外部薄板56。分别附连到内部薄板52和外部薄板56的垫板54和前板58可以用来向臂端工具50提供在操纵诸如玻璃板等工件的其预期环境中必需的加固和刚性。垫板54和前板58可以由轻重量金属诸如铝或其它合适材料制成。

由本公开的实施例实现了若干优点。例如，标准大小玻璃板可以为1.020m×1.360m、1.300m×1.520m、1.460m×1.520m或1.600m×1.910m。操纵这种标大小玻璃所需的常规臂端工具的重量可以为大约161kg。相比而言，本公开的臂端工具的重量可以小于约43.5kg。由于本文所描述的实施例的轻重量性质，在示例性机器人中的马达寿命可以延长。表1-3提供了对于具有马达J1至J6的图1中所描绘的非限制性机器人，这些优点的证据。

表1

参考表1，这些数据展示了本公开的臂端工具可以延长示例性机器人的若干马达J2和J3的寿命。

表2

参考表2，其展示了本公开的臂端工具可以减小示例性机器人的马达J2、J3、J4和J5的过热的百分比。

表3

参考表3，其展示了本公开的示例性臂端工具可以减小马达J2、J3、J4和J5的过流的百分比。

应意识到各种公开的各种实施例可能涉及关于该特定实施例所描述的特定特征、元件或步骤。还应意识到特定特征、元件或步骤，尽管并未关于一个特定实施例描述，可以互换或者以各种未图示的组合或排列与替代实施例组合。

应了解如本文所用的术语“该”、“一”或者“一个”表示至少一个，而不是限于“仅一个”，除非明确地陈述为相反情况。因此，例如，对“肋状构件”的提及包括具有两个或更多个这样的“肋状构件”的示例，除非上下文清楚地指示为其它情况。同样，“多个”意图表示“多于一个”。因此，“多个肋状构件”包括两个或更多个这样的肋状构件，诸如三个或更多个这样的肋状构件等。

范围在本文中可以表达为从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表达这种范围时，示例包括从一个特定值和/或至另一特定值。同样，当通过使用先行词“约(大约)”近似地表达值时，应理解特定值形成另一方面。还应了解这些范围中每一个的端点的相对于另一端点是重要的，并且独立于另一端点。

如本文所用的术语“基本上”、“实质上”和其变型意图表示所描述的特征等于或近似等于特定值或描述。例如，“基本上平面的”表面意图表示平面或近似平面的表面。此外，如上文所定义的“基本上类似于”意图表示两个值相等或近似相等。

除非另外明确地陈述，本文所陈述的任何方法绝不应理解为需要以特定次序来执行其步骤。因此，在方法项并未实际上叙述方法步骤要遵循的次序或者在权利要求或说明书中并未以其它方式具体地陈述这些步骤要限制为特定次序的情况下，并无推断任何特定次序的意图。

虽然可以使用过渡词“包括”来公开特定实施例的各种特征、元件或步骤，应了解也暗含可以使用过渡词“由……组成”或者“基本上由……组成”所描述的那些实施例。因此，例如，对于包括A+B+C的设备的暗含的替代实施例包括其中设备由A+B+C组成的实施例和其中设备基本上由A+B+C组成的实施例。

对于本领域技术人员显而易见，它不偏离本实施例的精神或范围的情况下可做出各种修改和变型。由于合并了本公开的精神和本质的公开的实施例的修改组合、子组合和变型能由本领域技术人员想到，本公开应被理解为包括所附权利要求和其等效物的范围内的所有情形。

Claims (15)

1.一种用于机器人的工具：

外部薄板，其具有第一多个通路并且具有形成第一腹板的第一周围构件、第一中央毂和第一多个肋状物，所述第一腹板限定第一多个空隙；

内部薄板，其连接到所述外部薄板，并且具有第二多个通路和安装表面，并且具有形成第二腹板的第二周围构件、第二中央毂和第二多个肋状物，所述第二腹板限定第二多个空隙，所述安装表面被配置成将所述工具安装到接近机器人；

多个间隔件；以及

在所述第一中央毂与所述第二中央毂中间的芯；

其中所述第一多个通路与所述第二多个通路对准，形成多个轴，所述轴被配置成容纳一个或多个工件接合工具，所述多个间隔件与所述多个轴对准并且被配置成向所述一个或多个工件接合工具提供支承，并且所述第一中央毂和所述第二中央毂对准以限定腔，所述腔被配置成接纳所述芯。

2.根据权利要求1所述的工具，其中，所述外部薄板利用粘合剂连接到所述内部薄板。

3.根据权利要求1所述的工具，还包括：安装板，其在所述安装表面处附连到所述内部薄板上。

4.根据权利要求1所述的工具，其中，所述一个或多个工件接合工具包括一个或多个弹簧柱塞。

5.根据权利要求1所述的工具，其中，所述第一周围构件包括第一通道并且所述第二周围构件包括第二通道。

6.根据权利要求1所述的工具，其中，所述第一多个肋状物中的每一个包括第三通道并且所述第二多个肋状物中的每一个包括第四通道。

7.根据权利要求1所述的工具，其中，所述外部薄板由聚合材料制成，并且所述内部薄板由聚合材料制成。

8.根据权利要求1所述的工具，其中，所述芯包括蜂窝结构。

9.根据权利要求8所述的工具，其中，所述芯由铝制成。

10.一种用于机器人的工具，包括：

外部薄板，其具有第一多个通路并且具有形成第一腹板的第一周围构件、第一中央毂和第一多个肋状物，所述第一腹板限定第一多个空隙；

内部薄板，其连接到所述外部薄板，并且具有第二多个通路和安装表面并且具有形成第二腹板的第二周围构件、第二中央毂和第二多个肋状物，所述第二腹板限定第二多个空隙，所述安装表面被配置成将所述工具安装到接近机器人；

多个间隔件；

垫板；以及

前板；

其中所述第一多个通路与所述第二多个通路对准，形成多个轴，所述轴被配置成容纳一个或多个工件接合工具，所述多个间隔件与所述多个轴对准并且被配置成向所述一个或多个工件接合工具提供支承；以及

其中所述前板附连到所述外部薄板的所述第一中央毂并且所述垫板附连到所述内部薄板的所述第二中央毂。

11.根据权利要求10所述的工具，其中所述外部薄板利用粘合剂连接到所述内部薄板。

12.根据权利要求10所述的工具，其中所述多个工件接合工具是多个弹簧柱塞。

13.根据权利要求10所述的工具，其中，所述第一周围构件包括第一通道并且所述第二周围构件包括第二通道。

14.根据权利要求10所述的工具，其中，所述第一多个肋状物中的每一个包括第三通道并且所述第二多个肋状物中的每一个包括第四通道。

15.根据权利要求10所述的工具，其中，所述外部薄板由聚合材料制成，并且所述内部薄板由聚合材料制成。