CN107848121A - 用于操纵机构的补偿装置以及具有补偿装置的操纵机构 - Google Patents

Abstract

在自动化技术中经常使用机械手，用于比如抓住工件并且将其定位。为了能够对位置公差进行补偿，已经知道补偿装置，所述补偿装置能够被置于所述机械手与由所述机械手移动的抓具之间。本发明涉及一种用于操纵机构（1）的补偿装置（5），其中所述补偿装置（5）具有用于操作机（2）的第一接口区段（7a）和用于末端执行器（3）的第二接口区段（7b），使得所述补偿装置（5）能够布置在所述操作机（2）与所述末端执行器（3）之间，所述补偿装置具有至少一个关节机构（8），其中所述至少一个关节机构（8）相对于第一轴Z相同指向地定向在所述接口区段（7a、b）之间并且具有第一和第二配对关节（9、10），其中所述第一配对关节（9）与所述第一接口区段（7a）相连接并且所述第二配对关节（10）与所述第二接口区段（7b）相连接，其中所述其中一个配对关节具有球区段（9）并且另一个配对关节具有用于所述球区段（9）的接纳区段（10），使得所述关节机构（8）形成回转关节或者球关节，其中所述接纳区段（10）包括至少一个斜坡区域（14），其中所述球区段（9）能够从正常位置沿着相对于所述第一轴Z的横向方向X‑Y移到补偿位置中，使得所述关节机构（8）形成移动关节（2）。

Description

用于操纵机构的补偿装置以及具有补偿装置的操纵机构

技术领域

本发明涉及一种用于操纵机构的补偿装置，其中所述补偿装置具有用于操作机的第一接口区段和用于末端执行器的第二接口区段，使得所述补偿装置能够布置在所述操作机与所述末端执行器之间，所述补偿装置具有至少一个关节机构，其中所述至少一个关节机构相对于第一轴相同指向地定向在所述接口区段之间并且具有第一和第二配对关节，其中所述第一配对关节与所述第一接口区段相连接并且所述第二配对关节与所述第二接口区段相连接，并且其中所述其中一个配对关节具有球区段并且另一个配对关节具有用于所述球区段的接纳区段，使得所述关节机构形成回转关节或者球关节。此外，本发明涉及一种具有补偿装置的操纵机构。

背景技术

在自动化技术中经常使用机械手，用于比如抓住工件并且使其定位。所述机械手拥有非常高的定位精度，不过在抓取和接合任务中由于所述工件的未知的或者不精确的定位而可能出现干扰。为了能够对这样的位置公差进行补偿，已经知道了补偿装置，所述补偿装置能够被置于所述机械手与由所述机械手移动的抓具之间。这样的补偿装置允许所述抓具与所述机械手之间的相对移动，其中所述位置公差能够通过所述相对移动来补偿。作为结果，通过这样的补偿装置来简化对所述工件的位置的公差要求。

公开文献DD 296 245 A5也许形成最接近的现有技术，该公开文献说明了一种装配补偿装置，该装配补偿装置布置在机械手与操作机之间。所述装配补偿装置实现连续的结构原理，其中通过多个支承位置能够实现不同的自由度，用于实现公差补偿。尤其所述装配补偿装置具有球关节，该球关节能够关于所述抓具的、相对于所述机械手的X轴和Y轴的回转实现公差调节。此外，能够通过另外的支承位置实现沿着Z方向的高度调节、围绕着Z方向的回转以及在X-Y-平面中的线性的移动。

发明内容

在本发明的范围内，提出一种具有权利要求1的特征的补偿装置以及一种具有权利要求11的特征的操纵机构。本发明的优选的或者有利的实施方式从从属权利要求、以下说明书和附图中得出。

所述按本发明的补偿装置适合于并且/或者构造用于操纵机构。所述操纵机构包括操作机、像比如机械手、尤其是带有可弯曲手臂的机械手、笛卡尔机械手、捡放机械手等等以及末端执行器、像比如抓具。在安装的状态中，所述补偿装置尤其按顺序地布置在所述机械手与所述末端执行器之间。尤其所述末端执行器通过所述补偿装置由所述操作机来承载。

所述补偿装置具有用于连接到所述机械手上的第一接口区段以及用于连接到所述末端执行器上的第二接口区段。比如，所述第一接口区段能够通过快速接合或者通过螺纹连接来连接到所述机械手上，并且所述第二接口区段能够通过快速接合或者螺纹连接来与所述末端执行器相连接。所述接口区段也能够相应地构造为标准组件。

所述补偿装置能够以多个运动自由度实现所述第一接口区段与所述第二接口区段之间的相对运动。由此，能够使所述末端执行器相对于所述操作机以所述多个运动自由度来运动，用于比如在抓取、定位和/或接合任务中对公差进行补偿。所述运动自由度能够构造为平移自由度和/或旋转自由度。

在功能上看，所述操纵机构能够通过所述补偿装置用所述末端执行器来抓住误定位的工件或者工具，方法是：通过所述补偿装置相对于所述操作机在位置中改变所述末端执行器。

优选所述接口区段沿着第一轴的方向按顺序地或者先后排列。特别优选所述第一轴构造为Z轴和/或所述操作机的高度轴线。

所述补偿装置包括至少一个关节机构。在最小的实施方式中，所述补偿装置能够具有刚好一个关节机构。所述至少一个关节机构相对于所述第一轴相同指向地或者平行地定向。

所述关节机构具有第一和第二配对关节。所述第一配对关节与所述第一接口区段相连接，所述第二配对关节与所述第二接口区段相连接。尤其所述第一接口区段能够通过所述至少一个关节机构在位置中相对于所述第二接口区段来改变。所述接口区段由此形成耦合器，所述耦合器将所述操作机和所述末端执行器与所述至少一个关节机构连接起来。

其中一个配对关节具有球区段，另一个配对关节则具有用于所述球区段的接纳区段。所述球区段尤其优选构造为球状。在改动的实施方式中，所述球区段也能够作为凸出的自由形状来实现。所述接纳区段在功能上如此构成，使得所述关节机构形成回转关节或者球关节。后面对所述接纳区段的优选的设计方案进行描述。所述回转关节允许所述第一接口区段相对于所述第二接口区段围绕着至少一个回转轴线回转，其中所述回转轴线横向于、尤其是垂直于所述第一轴来伸展。特别优选所述第一关节机构能够围绕着两个这样的垂直于彼此布置的回转轴线回转。如果所述第一轴被称为Z轴，那么所述球关节能够围绕着所述X-Y-平面中的至少一个、优选两个独立的回转轴线来回转。

在本发明的范围内提出，所述接纳区段具有至少一个斜坡区域，其中所述球区段能够从正常位置沿着相对于所述第一轴的横向方向移到补偿位置中，使得所述关节机构形成移动关节。

在本发明的范围内，由此将两种功能集中到所述关节机构中，其中不仅回转运动而且线性的移动运动都能够通过相同的关节机构来实现。通过将所述两种功能集成到一个唯一的关节机构中这种方式，所述补偿装置能够得到简化并且/或者与现有技术相比能够更为紧凑地构成并且尤其是设有更少的按顺序先后布置的支承位置。由此，所述两种功能的合并代表着一种新颖的、用于这样的补偿装置的方案。

在本发明的一种优选的设计方案中，所述斜坡区域构造为围绕着中轴线完全地或者至少部分地环绕的锥形区段。所述中轴线特别优选与所述第一轴相同地或者平行地定向。对于所述斜坡区域作为完全环绕的锥形区段来实现这种情况来说，所述球区段相对于所述接纳区段的移动运动能够朝每个垂直于所述中轴线的方向来进行，方法是：所述球区段沿着相对于所述中轴线的径向的方向作为横向方向沿着所述锥形区段来运行。但是也可能的是，阻止特定的方向，方法是：所述锥形区段仅仅部分地环绕地构成。比如，所述锥形区段只能围绕着所述中轴线在180度的范围内延伸，其中所述球区段只能沿着所述锥形区段沿着横向方向移动。在一种优选的设计方案中，所述锥形区段构造为圆锥区段、尤其是构造为直圆锥区段。

也可能的是，所述接纳区段如此构成，从而不能围绕着两个彼此垂直地布置的回转轴线进行回转运动，而是这种朝特定的回转方向的回转运动通过所述接纳区段的设计被阻止。

在本发明的一种优选的结构上的设计方案中，所述补偿装置具有用于将所述关节机构预紧的预紧机构。所述预紧机构和/或所述预应力在此如此构成，从而将所述球区段从所述补偿位置导回到所述正常位置中。所述预紧机构能够构造为单构件的或者多构件的结构。

在所述预紧机构的一种优选的实施方式中，所述预紧机构如此构成，从而将所述配对关节沿着所述第一轴的方向彼此置于预应力之下。在此能够规定，所述配对关节中的刚好一个配对关节或者所述两个配对关节沿着所述第一轴的方向被预紧。所述斜坡区段优选如此成形，从而克服所述预应力或者所述预紧力使所述球区段从正常位置转换到补偿位置中。尤其所述斜坡区段如此成形，使得所述球区段的从所述正常位置到所述补偿位置中的转移引起所述关节机构的、沿着第一轴的方向的总长度的扩大。通过这种设计方案来实现这一点：所述关节机构以及由此所述补偿装置在偏移到用于公差补偿的补偿位置中之后自动地被导回到所述正常位置中。

在第一种非常简单的实施方式中，所述预紧机构或者所述预紧机构的一部分能够比如构造为压力弹簧，所述压力弹簧用作为预紧力的压力向所述配对关节之一朝另一个配对关节的方向并且同时沿着所述第一轴的方向加载，从而将这个配对关节挤压到另一个配对关节上。

如此构成的补偿装置能够如已经解释的那样对通过所述末端执行器来导入的位置公差进行补偿。但是在有些运行情况中，有利的是，将这样公差补偿功能去除激活。尤其在有些运行情况中有利的是，关于仅仅一个、仅仅一些或者所有运动自由度固定不变地设置所述补偿装置。在考虑到这些运行情况的情况下，优选的是，所述补偿装置具有至少一个锁销机构（Riegeleinrichtung），所述锁销机构用于将所述第一与第二接口区段之间的至少一个运动自由度锁住。所述锁销机构比如能够手动地操作。但是优选的是，所述锁销机构能够在受控制的情况下来操作，从而比如能够通过控制信号来激活述锁销机构或者将其去除激活。

在本发明的一种优选的实施方式中规定，所述锁销机构将所述预紧机构锁住。通过将所述预紧机构锁住来至少实现这一点：阻止所述关节机构的总长度的扩大，从而作为结果所述关节机构作为移动关节被锁止。对于使用多个关节机构并且为所有锁销机构将所述预紧机构锁止这种情况来说，此外所述关节机构作为球关节同样固定不变地被设置。所述锁销机构由此能够容易地实现所述补偿装置的固定连接。

在本发明的一种优选的结构上的设计方案中，所述补偿装置具有至少三个或者刚好三个关节机构。特别优选所述至少三个关节机构布置在一个共同的分度圆上。所述分度圆尤其是处于相对于所述第一轴的径向平面中。所述至少或者刚好三个关节机构中的每一个关节机构都构造为球移动关节，由此产生三个平移的和三个旋转的运动自由度。由此，所述补偿装置能够朝每个空间方向能够实施公差补偿。

在本发明的一种优选的实施方式中规定，所述第一配对关节连同所述第一接口区段通过所述预紧机构以能够朝所述第二配对关节的方向移动的方式被预紧并且所述第二配对关节固定地与所述第二接口区段相连接。

为了第一和第二配对关节不能彼此分开，优选的是，所述第二配对关节在正常位置中沿着所述第一轴的方向支撑在所述第一接口区段的支撑区域上。在将所述关节机构用作移动关节时，在横向方向上沿着所述支撑区域来移动所述第二配对关节。在用作球关节时，使所述第二配对关节相对于所述支撑区域倾斜。

在本发明的一种优选的结构上的实施方式中，所述至少一个锁销机构包括锁销环，所述锁销环沿着环绕方向具有锁销区段和自由区段。尤其所述锁销区段沿着所述第一轴的方向构造得比所述自由区段厚。所述锁销环优选相对于所述分度圆同轴地定位并且以能够扭转并且/或者能够回转的方式来布置。所述锁销环能够通过回转在锁住位置与释放位置之间转换。在所述锁住位置中，所述锁销区段锁住所述关节机构和/或所述预紧机构。尤其所述锁销区段在所述锁住位置中沿着所述第一轴的方向相对于所述关节机构叠合地布置。在所述释放位置中，所述锁销环的自由区段释放所述关节机构或者所述预紧机构。尤其所述自由区段在所述释放位置中相对于所述关节机构叠合地布置。对于所述补偿装置具有刚好三个关节机构这种情况来说，所述补偿装置在所述锁销环上显示三个锁销区段，所述锁销区段就像所述关节机构一样相对于彼此偏移120度地布置。所述自由区段同样以120度偏移定位在所述锁销区段之间，使得所述锁销机构能够通过所述锁销环的回转或者扭转来转换。

在本发明的一种优选的改进方案中，所述锁销机构具有用于使所述锁销环回转的马达。比如，所述锁销环能够具有在径向上向里指向的齿部，在传动技术上与所述马达相连接的齿轮嵌合到所述齿部中，从而能够将所述回转运动导入到所述锁销环中。

在本发明的可能的改进方案中，所述锁销机构具有另外的或者其它的锁销，其中所述锁销在所述锁住位置中将所述补偿装置的至少一个运动自由度锁住。

具有操作机和末端执行器的操纵机构是本发明的另一个主题，其中在所述操作机与所述末端执行器之间布置了如前面所描述的那样的或者按照前述权利要求中任一项所述的补偿装置。

附图说明

本发明的另外的特征、优点和作用从以下对本发明的优选的实施例所作的描述以及附图中得出。其中：

图1示出了具有补偿装置的操纵机构的示意图；

图2示出了图1中的补偿装置的大为简化的示意图；

图3a、b、c示出了前面附图的补偿装置中的关节机构的三种不同的实施方式；

图4a-f示出了用于前面附图的补偿装置中和/或关节机构中的锁销机构的六种不同的变型方案；

图5a、b以和前面的附图相同的图示示出了锁销机构的两种磁性的实施方式；

图6以平行于所述补偿装置的Z轴的示意性的剖面图示出了补偿装置的第二种实施例；

图7以垂直于Z轴的剖面示出了图6中的补偿装置的示意性的剖面图；

图8以和图6相同的图示示出了图6和7中的补偿装置处于锁住状态中的情况；

图9以相同的剖视图示出了前面的附图的补偿装置在沿着X方向偏移时的情况；

图10以和前面的附图相同的剖面图示出了所述补偿装置在沿着Y方向偏移时的情况；并且

图11示出了前面的附图的补偿装置在沿着Z方向偏移时的情况。

彼此相对应的部件和参量在相应的附图中用彼此相对应的附图标记来示出。

具体实施方式

图1以示意图示出了如在自动化领域内用于接纳、存放工件或者工具并且/或者使其定位的操纵机构1。所述操纵机构1包括操作机2，该操作机在这种实施例中构造为带有可弯曲手臂的机械手，原则上所述操作机2能够具有任意的机械手形式。所述操纵机构1具有末端执行器3，其中所述末端执行器3在这种实施例中构造为抓具，该抓具夹住工件4。

在所述操作机2与所述末端执行器3之间布置了补偿装置5，该补偿装置按顺序地或者串联地定位在所述末端执行器3与所述操作机2之间。

如果观察布置在所述补偿装置5中的工具坐标系6，那么所述补偿装置5就沿着Z方向布置在所述操作机2与所述末端执行器3之间。X轴垂直于Z轴伸展并且Y轴直角于X轴伸展。

所述补偿装置5允许的是，所述末端执行器3能够相对于所述操作机2以不同的——有待根据应用情况来配置的——运动自由度来运动。如能够从处于下面的符号中推导出来的那样，在所述实施例的最为普遍的形式中可能的是，所述末端执行器能够以平移的运动TX、TY和TZ沿着X轴、Y轴或Z轴并且以旋转的运动自由度RZ、RY和RX围绕着X轴、Y轴或Z轴来运动。

所述补偿装置5的基础的构思是：在通过所述操纵机构1抓住所述工件4或者使其定位时，在抓住或者放置时对于所述工件4来说在放置时可能在所述工件4的目标位置与实际位置之间出现位置公差。如果出现这样的公差，那么对于所述操纵机构1来说再也不可能抓住或者放置述工件4，换而言之会出现碰撞。现在，所述补偿装置5允许所述末端执行器3与所述操作机2之间的相对运动，使得所述末端执行器3在这种相对运动、尤其是相对移动和/或相对转动的范围内能够自动地调节、尤其是调整到所述工件4的在抓取时的位置或者在放置时的放置位置。

在图2中再次大为简化地示出了所述补偿装置5，其中能够看出，所述补偿装置在朝向所述操作机2的一侧上具有第一接口区段7a并且在朝向所述末端执行器3的一侧上具有第二接口区段7b。在所示出的实施例中，所述接口区段7a、b相应地构造为法兰板。但是，在一种结构上的实施方式中，所述接口区段7a、b能够相应地比如构造为标准组件。

在所述第一接口区段7a与所述第二接口区段7b之间设置了三个平行于Z轴来延伸的关节机构8。所述关节机构8允许使所述第二接口区段7b作为柔性的接口区段相对于被固定的接口区段7a按照所述运动自由度TX、TY、TZ、RX、RY、RZ来运动。

在所示出的图示中，所述关节机构8分布在一个共同的、围绕着居中地伸展的轴线的分度圆上，所述居中地伸展的轴线与所述Z轴相同地或者平行地定向。

图3a、b、c分别示出了一种可能的用于在所述补偿装置5中实现并且集成所述关节机构8的实施例。

在一种大为简化的图示中，相应地又能够看出所述第一接口区段7a和所述第二接口区段7b。所述关节机构8平行于所述Z轴定向并且包括球区段9和接纳区段10，其中所述球区段形成所述关节机构8的第一配对关节，所述接纳区段形成所述关节机构8的第二配对关节。

所述球区段9在图3a中的实施例中构造为球体。所述接纳区段10构造为锥形的、在这种实施例中圆锥形的接纳部或者凹入的空隙，其中所述接纳区段10围绕着中轴线M完全环绕地延伸，其中所述中轴线M平行于Z轴来定向。所述接纳区段10在当中或者居中地形成用于所述球区段9的、尤其是自动定心的接纳部13，其经由通过所述锥形的、尤其是圆锥形的围面作为斜坡区域14沿着径向的方向来延伸。

所述补偿装置5具有预紧机构11，该预紧机构在实施例3a中构造为弹簧机构、尤其是螺旋弹簧机构并且该预紧机构平行于所述Z轴朝所述接纳区段10的方向将所述球区段9、尤其是所述球体预紧，使得所述球区段9在被预紧的情况下贴靠在所述接纳区段10上。

所述第一接口区段7a具有支撑区域12，在所示出的正常位置中所述构造为第二配对关节的接纳区段10要么直接地要么间接地支撑在所述支撑区域上。所述接纳区段10作为第二配对关节与所述第二接口区段7b刚性地连接。

所述第二接口区段7b能够以如下方式相对于所述第一接口区段7a按照所述运动自由度以所述正常位置为出发点运动到补偿位置中：

在所述第二接口区段7b沿着Z轴的方向并且/或者朝所述第一接口区段7a的方向运动时，所述预紧机构11压缩，从而产生运动自由度TY；

在所述第二接口区段7b沿着Y方向运动时，所述接纳区段10和/或所述第二配对关节在所述支撑区域12上移动，其中克服所述预紧机构11的预紧力将所述球区段9朝所述第一接口区段7a的方向挤压。由此能够产生运动自由度TY。通过所述接纳区段10的锥形的、尤其是圆锥形的造型，将所述第二配对关节和/或所述接纳区段10以及由此与此刚性地连接的第二接口区段7b从所述补偿位置导回到所述正常位置中；

所述第二配对关节和/或所述接纳区段10和/或所述接口区段7b能够以相同的方式沿着X轴的方向相对于所述第一接口区段7a来运动。

由此，所述关节机构8形成用于所述运动自由度TX、TY和TZ的移动关节。

此外，所述关节机构8构造为球关节，因而可以使所述第二配对关节和/或所述接纳区段10相对于所述第一配对关节并且/或者相对于所述球区段9关于所述运动自由度RX、RY、RZ来回转。由此，所述第二接口区段7b能够相对于所述第一接口区段7a关于所述运动自由度RX、RY和RZ来偏移。

所提到的运动自由度也能够得到实现，如果所述补偿装置5不是仅仅如在图3a-c中所示出的那样仅仅具有一个唯一的关节机构8，而是像比如在图2中示出的那样具有刚好或者至少三个关节机构8。此外，关于所述运动自由度RZ实现有弹性的复位。

为了将所述补偿运动导入到所述补偿装置5中，比如能够规定，所述末端执行器3在抓取时差一点错过所述工件4并且通过所述补偿运动自动地置于一种位置中，用于正确地抓住所述工件4。

图3a中的实施例的优点是，所述构造为球体的球区段9能够通过所述接纳区段10来滚动。所述接纳区段10由此构成用于所述球区段9的斜坡区域14，其中在借助于所述移动关节的利用使所述球区段9从正常位置转移到补偿位置中时所述球区段9在所述斜坡区域14上运行并且在这种实施例中滚动。

而图3b中的关节机构的实施例则具有球区段9，该球区段构造为经过倒圆的螺栓，该螺栓处于与图3a中的实施例相同地构成的接纳区段10中。图3b中的设计方案的优点是，所述球区段9能够沿着Z轴的方向更好地得到导引。而所述球区段9在利用所述斜坡区域14的情况下只能相对于所述接纳区段10移动并且/或者滑动，从而与图3a中的实施例相比可能产生更高的摩擦。

在图3c中，与图3b中的实施例相比能够看出一种具有所述第一和第二配对关节的运动学上的逆转的实施方式，其中在图3c中所述接纳区段10通过所述预紧机构11在所述接口区段7a中沿着Z轴的方向被预紧并且以能够移动的方式得到了支承，而所述球区段9则作为第二配对关节固定地布置在所述第二接口区段7b上。但是，作用原理与前面的实施例相同。

图4a-f示出了不同的、如何能够有选择地限制所述运动自由度TX、TY、TZ、RX、RY、RZ的变型方案。所述补偿装置5为此相应地具有锁销机构15，该锁销机构阻止特定的运动自由度并且由此阻止所述第二接口区段7b与所述第一接口区段7a之间的相对运动。所述锁销机构15具有锁销，所述锁销能够可选静止地或者能够激活地并且能够去除激活地布置在所述补偿装置5中。所述锁销机构15在附图中仅仅象征性地示出并且表明所述锁销的作用点。

在图4a中，比如在所述第二接口区段7b与所述第一接口区段7a和尤其所述支撑区域12之间布置了锁销机构15。通过所述锁销机构15来阻止所述运动自由度TZ以及所述运动自由度RX和RY。

在图4b中，另一个锁销机构15沿着Z轴的方向布置在所述球区段9与所述第一接口区段7a、b之间，使得所述预紧机构11被锁止。这个锁销机构14引起对于所有运动自由度TX、TY、TZ、RX、RY、RZ的锁止。

在图4c中，锁销机构15——在沿着Z轴方向起作用的情况下——布置在所述接纳区段10与所述第一接口区段7a之间并且——在沿着Y方向起作用的情况下——布置在所述球区段9与所述第一接口区段7a的侧壁之间。通过这种锁销机构15来阻止所述运动自由度TZ以及RX和RY。

在图4d中，在所述接纳区段10与所述第一接口区段7a的侧壁之间沿着Y轴的方向起作用的锁销机构15的情况下设置了锁销机构15，使得所述运动自由度TX和TY被阻止。

在图4e中，在所述接纳区段10与所述支撑区域12之间在沿着X轴的方向起作用的情况下布置了锁销机构15，使得所述运动自由度TX和TY被阻止。

在图4f中，在与图4a中的锁销机构15相类似的位置中布置了锁销机构15，但是其中这个锁销机构以球状的尖部安放在所述第二接口区段7b上，使得仅仅所述运动自由度TZ被锁止。

在前面的附图4a-f中示出了机械的锁销机构15，而在附图5a、5b中则相应地示出了磁性的锁销机构15。在图5a中，在所述球区段9a中集成了线圈，所述线圈在作为磁体运行时拉紧所述球区段9与所述接纳区段10，使得所述运动自由度TX、TY、RX、RY和RZ被固定。而在图5b中，在所述接纳区段10中则布置了磁性的锁销机构，从而在激活时阻止了所有运动自由度。尤其一方面所述接纳区段10与所述球区段9以磁性的方式被锁上并且此外所述接纳区段10与所述支撑区域12作为板的一部分以磁性的方式被锁上。

在图6中，作为本发明的另一种实施例示出了所述补偿装置5的一种结构上的设计方案的示意性的剖视图。所述补偿装置5又具有第一接口区段7a和第二接口区段7b，所述第一接口区段和所述第二接口区段相应地构造为标准组件。在沿着Z轴的方向延伸的情况下布置了三个关节机构8，所述关节机构沿着环绕方向相对于彼此以有规律的间距布置在一个共同的分度圆的共同的直径上。尤其这些关节机构相对于彼此分别偏置了120度。在所述第一接口区段7a中有构造为球体的球区段9，该球区段以能够沿着Z轴的方向移动的方式来布置。所述预紧机构11的功能通过环绕的板簧16来承担，所述板簧相对于所述分度圆同轴地布置并且在相对于Z轴的径向平面中延伸。通过所述构造为球体的球区段9的、沿着Z轴的方向（在图6中向上）的移动来扩大通过所述预紧机构11所产生的预紧力。所述球区段9又形成所述第一配对关节。

所述又作为接纳区段10来构成的第二配对关节与所述第二接口区段7b固定地连接并且以其下侧面安放在所述支撑区域12上。所述第二配对关节穿过所述支撑区域12，其中沿着X轴和Y轴的方向的通孔构造得如此之大，从而能够沿着TX方向和TY方向进行相对移动。

图7中以处于垂直于Z轴的径向平面中的示意性的截面示出了图6中的补偿装置5，其中所述剖面在所述预紧机构11或者所述板簧16的区域中伸展。在还用图解来勾画并且结合图6来理解的情况下示出了锁销环17，该锁销环具有锁销区段18，所述锁销区段构造为沿着Z轴的方向的增厚部。在所述锁销区段18之间示出了自由区段19。在图6中在右侧上示出了锁销区段18并且——与此相比沿着Z轴的方向构造得窄得多——示出了自由区段19。在图7中仅仅作为附图标记绘入了所述自由区段19。

在所述锁销机构15的、在图7中示出的释放状态中，所述自由区段19与所述球区段9叠合，使得所述自由区段能够沿着Z轴的方向移动。如果使所述锁销环17沿着环绕方向进一步运动，使得所述锁销区段18相对于所述球区段9叠合地沿着Z轴的方向来布置，那就关于沿着Z轴的方向的运动阻止所述预紧机构11和/或所述球区段9。换句话说，如简化地在图4b中示出的那样，所述球区段9沿着Z轴的方向被锁住。为了条理清楚起见，还应该指出，在图4b中所述锁销机构15平行于所述预紧机构11来布置，并且在图6中所述预紧机构11在构造为板簧16的情况下直接安放在所述球区段9上，并且所述锁销环17相对于其串联地并且/或者按顺序地布置。

在图8中以与在图6中相同的图示示出了所述补偿装置5，其中与图6相比所述锁销环17处于被锁住的位置中。由此，所述球区段9不能沿着Z轴的方向（向上）偏移，从而阻止了所述补偿装置5的所有运动自由度。

图9又示出所述锁销环17处于释放位置中的情况，其中所述第二接口区段7b相对于所述第一接口区段7a沿着TX方向移动。通过所述移动，所述球区段9沿着X轴的方向向上运行到所述接纳区段9的斜坡区域14上，由此所述球区段9沿着Z轴的方向移动。通过所述球区段9的向上运行，一方面实现沿着TX方向的移动运动。另一方面使所述板簧16和/或所述预紧机构11如此变形，使得所述预紧力得到提高并且所述补偿装置5由此如此被预紧，使得所述补偿装置又试图返回到按照前一张附图的正常位置中。在图10中示出了沿着TY方向的相对移动，其中还能够再次清楚地看出所述球区段9的、沿着所述斜坡区域14的向上运行。而在图11中则能够看出沿着Z轴的方向的移动。

沿着RX方向、RY方向和RZ方向的移动能够通过所述第二接口区段7b相对于所述第一接口区段7a的相对的回转来实现。

Claims (11)

1.用于操纵机构（1）的补偿装置（5），

其中所述补偿装置（5）具有用于操作机（2）的第一接口区段（7a）和用于末端执行器（3）的第二接口区段（7b），使得所述补偿装置（5）能够布置在所述操作机（2）与所述末端执行器（3）之间；

所述补偿装置具有至少一个关节机构（8），其中所述至少一个关节机构（8）相对于第一轴（Z）相同指向地定向在所述接口区段（7a、b）之间并且具有第一和第二配对关节（9、10），其中所述第一配对关节（9）与所述第一接口区段（7a）相连接并且所述第二配对关节（10）与所述第二接口区段（7b）相连接；

其中所述其中一个配对关节具有球区段（9）并且另一个配对关节具有用于所述球区段（9）的接纳区段（10），使得所述关节机构（8）形成回转关节或者球关节；

其特征在于，

所述接纳区段（10）包括至少一个斜坡区域（14），其中所述球区段（9）能够从正常位置沿着相对于所述第一轴（Z）的横向方向（X-Y）移到补偿位置中，使得所述关节机构（8）形成移动关节。

2.按权利要求1所述的补偿装置（5），其特征在于，所述斜坡区域（14）构造为围绕着中轴线（M）完全或者至少部分环绕的锥形区段、尤其是圆锥区段，其中所述中轴线（M）相对于所述第一轴（Z）相同地、相同指向地或者平行地构成。

3.按权利要求1或2所述的补偿装置（5），其特征在于用于将所述关节机构（8）预紧的预紧机构（11），从而将所述球区段（9）从所述补偿位置导回到所述正常位置中。

4.按权利要求3所述的补偿装置（5），其特征在于，所述预紧机构（11）沿着所述第一轴（Z）的方向将所述配对关节彼此置于预应力之下，其中所述斜坡区段（14）如此成形，使得所述球区段（9）克服所述预应力从所述正常位置转移到所述补偿位置中。

5.按前述权利要求中任一项所述的补偿装置（5），其特征在于至少一个锁销机构（15），所述锁销机构用于将所述第一与第二接口区段（7a、b）之间的至少一个运动自由度（TX、TY、TZ、RX、RY、RZ）锁住。

6.按权利要求5所述的补偿装置（5），其特征在于，所述锁销机构（15）将所述预紧机构（11）锁住。

7.按前述权利要求中任一项所述的补偿装置（5），其特征在于所述关节机构（8）中的至少三个关节机构，其中所述至少三个关节机构（8）布置在一个共同的分度圆上。

8.按前述权利要求中任一项所述的补偿装置（5），其特征在于，所述第一配对关节（9）连同所述第一接口区段（7a）通过所述预紧机构（11）以能够朝所述第二配对关节（10）的方向移动的方式被预紧，并且所述第二配对关节（10）固定地与所述第二接口区段（7b）相连接，并且其中所述第二配对关节（7b）在所述正常位置中支撑在所述第一接口区段（7a）的支撑区域（12）上。

9.按权利要求7或8中任一项所述的补偿装置（5），其特征在于，所述锁销机构（15）具有锁销环（17），所述锁销环具有锁销区段（18）和自由区段（19），其中所述锁销环（17）能够置于锁住位置和释放位置中，其中在所述锁住位置中所述锁销区段（18）锁住所述关节机构（8）和/或所述预紧机构（11），并且在所述释放位置中所述释放区段（19）释放所述关节机构（8）或者所述预紧机构（11）。

10.按权利要求9所述的补偿装置（5），其特征在于，所述锁销机构（15）具有用于使所述锁销环（17）回转的马达。

11.具有按前述权利要求中任一项所述的补偿装置（5）的操纵机构（1）。