CN108290301A - 用于将螺栓拧入墙壁中的旋拧装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋拧装置(5)，具有螺丝刀(45)和用于将螺丝刀(45)与机器人手臂(11)连接的连接元件(10)。连接元件(10、210)具有：机器人一侧的、第一传递元件(20)；工具一侧的、第二传递元件(22)；布置在第一与第二传递元件(20、22)之间的复位元件(25)；以及距离测量元件(50)。两个传递元件(20、22)能够克服复位元件(25)的复位力地、沿操作方向(26)彼此相向地运动。距离测量元件(50)以如下方式实施和布置，使得距离测量元件能够测量代表传递元件(20、22)之间沿操作方向(26)的间距的距离。

Description

用于将螺栓拧入墙壁中的旋拧装置和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的旋拧装置和一种根据权利要求13所述的用于将螺栓拧入墙壁中的方法。

背景技术

在WO2010/24794A1中介绍了一种在工业机器人的抓手与机器人手臂之间的连接元件。工业机器人应当以抓手与连接元件的组合而能够接收无序地处在容器中的部件。为此，连接元件例如具有布置在两个传递元件之间的橡胶球。此外，连接元件具有力测量装置，其中，为了确定操作力，对两个传递元件之间的间距加以确定。

在JP2010264514A中，介绍了用于将螺栓拧入工件中的旋拧装置和方法。旋拧装置具有力传感器，其例如呈力测量计的形式。当将螺栓拧入工件中时，调整出所需要的操作力。

EP042132381介绍了一种用于将呈磨削头形式的工具为了磨削工件的表面而与机器人手臂联接的连接元件。连接元件具有呈应变测量带形式的力传感器，以便测量作用于磨削头的力。此外，磨削头的位置能够得到确定。基于此，执行力和位置的调节。对工件表面的磨削是相对均匀的过程，使得作用于磨削头的力可靠地而且没有很大的干扰量妨碍的情况下得到测量，并且能够用于力的调节。

但也给出如下应用，其中，呈撞击或振动形式的干扰量、例如力脉冲作用于与机器人手臂联接的工具，并且于是使得利用应变测量带直接测力变得明显困难或者甚至不可行。例如，当将螺栓拧入实行墙壁中、特别是水泥墙壁中时，出现这种干扰量。

发明内容

相反，本发明的目的特别在于，提出一种具有螺丝刀和用于将工具与机器人手臂联接的连接元件的旋拧装置，连接元件实现了对表明作用于螺丝刀的力的特征的量值的简便和/或稳定可靠的确定。根据本发明，这种目的利用具有权利要求1的特征的旋拧装置来实现。此外，本发明的目的特别是在于，提出一种利用安装在机器人手臂上的旋拧装置将螺栓拧入墙壁中的方法，这种方法实现了将螺栓可靠地拧入。根据本发明，所述目的利用具有权利要求13的特征的方法来实现。

根据本发明的旋拧装置具有用于将螺栓与机器人手臂联接的连接元件，其中，连接元件具有机器人一侧的第一传递元件、工件一侧的第二传递元件、布置在第一与第二传递元件之间的复位元件以及距离测量元件。两个传递元件能够克服复位元件的复位力、也就是通过沿操作方向施加操作力而彼此相向地运动。距离测量元件以如下方式实施和布置，使得能够对代表传递元件之间沿操作方向的间距的距离加以测量。螺丝刀特别是用于将螺栓拧入墙壁中。

因为两个传递元件能够仅克服复位元件的所提到的复位力地彼此相向运动，所以由距离测量元件测得的距离表示针对所提到的操作力的量度，凭借其将两个传递元件彼此相对按压。操作力与逆着操作方向作用于螺丝刀的力相等，使得测得的距离也表示针对作用于螺丝刀的力的量度。由此，操作力还有作用于螺丝刀的力能够以非常稳定而且可靠的方式间接得到测量。

由距离测量件和复位元件组成的组合负责：使对操作力的间接获取对于撞击和振动非常不敏感。这特别是当距离测量无接触式地实现时适用。由此，所测得的间距代表以较小的干扰量加载的量值，并且由此能够当传输给机器人手臂的控制件时，特别是用作特别是机器人手臂的位置调节件的调节方案的调节量。由此，所测得的间距以及间接地还有操作力以及作用于螺丝刀的力能够可靠而且稳定地调节为所需要的数值或者所需要的分布。

所介绍的连接元件可以不仅与螺丝刀联接，而且也与其他工具联接。对于工具在这里应当认为是如下的元件，利用其能够加工物体或者也能够抓取和移动物体。工具例如可以实施为钻孔机、铣削机或者也实施为抓手。工具可以实施为独立的工具，例如实施为具有独立的驱动装置的钻孔机。但是，同样可行的是，机器人手臂具有针对工具的驱动装置，工具例如仅实施为简单的钻孔机。

对于机器人手臂，在这里应当认为是机械电子部件的能够主动运动的元件。机械电子部件具有相配合的、机械的、电子的以及信号技术的元件或者模块，并且特别是能够实施为工业机器人。

对于工业机器人可以认为是通用的、大多可编程的、用于操作、装配和/或加工工件和构件的机器。这种机器人为了用在工业领域而设计，并且迄今例如用在复杂物品大批量的工业制造中，例如用在汽车制造中。

通常，工业机器人具有呈机器人手臂形式的所谓的操作件、所谓的效应器以及控制件。机器人手臂例如可以围绕一个或多个轴能够枢转和/或沿一个或多个方向能够移动。效应器可以如这里的情况中那样，是呈上述方式的工具，或者类似工具。控制件可以用于，以适当方式操控操作件和/或效应器，也就是说，例如适当地移动和/或引导，并且由此也施加确定的操作力。

在开始的编程之后，工业机器人典型地能够部分自动地或全自动地、也就是尽可能自主地执行作业过程。在此，作业过程的执行例如可以根据传感器信息在一定的边界内改变。另外，工业机器人的控制必要时能够自我学习地执行。

连接元件的两个传递元件特别是呈盘状或圆柱状、特别是空心圆柱状地实施。距离测量元件相对于传递元件之一位置固定地布置，并且沿操作方向对距其他传递元件或者与其他传递元件位置固定地连接的元件的距离进行测量。由此，所测得的距离表示针对两个传递元件彼此间沿操作方向的间距。凭借对距离测量装置相对于第一传递元件的位置以及测量距离所参照的构件的位置的认知，能够计算出两个传递元件沿操作方向彼此间的间距。在此，距离测量装置能够以不同的测量原理、例如超声波、激光、红外线等为基础。

在本发明的构造方案中，复位元件实施为至少一个弹簧、特别是实施为直线弹簧。弹簧特别是实施为螺旋弹簧，其中，其他类型的弹簧、例如盘形弹簧也是可行的。也可以应用多个弹簧，其特别是彼此平行地布置。一个或多个弹簧沿操作方向排齐，使得：当两个传递元件沿操作方向彼此相向运动、也就是其间间距缩小时，弹簧沿弹动方向压缩。

对于弹簧而言，在所谓的弹簧行程与呈复位力形式的弹动力之间存在关系，其中，弹动行程通过拉伸或压缩弹簧而能够得以实现。对于直线弹簧而言，在弹簧行程与复位力之间存在至少近似直线的关系，使得基于所测得的弹簧行程除以弹簧的所提到的弹性系数而能够确定复位力。由此，可以通过调整确定弹簧行程来调整出所希望的复位力，例如通过调节的方式实现。在这里的情况下，由此能够通过调整两个传递元件之间的规定的间距而调整出所希望的弹簧力进而还有工件上的操作力。这也适用于应用非直线弹簧的情况，其中，在弹簧行程与弹簧力之间存在非直线的关系。

在本发明的构造方案中，弹簧实施为螺旋弹簧，其围绕固定元件布置，也就是通过自身中空的内腔围绕固定元件延伸，其将第一与第二传递元件连接，并且对第一与第二传递元件之间的可行的间距加以限定。由此，以简单的方式实现弹簧的引导和紧固，并且同时实现了两个传递元件的连接。固定元件特别是实施为具有螺栓头和杆的螺栓。其中一个传递元件、例如第一传递元件具有分梯级的贯通孔，贯通孔以如下方式实施，使得杆能够引导穿过孔，并且螺栓头能够安放在梯级部上。第二传递元件具有螺纹孔，螺栓的杆拧入螺纹孔中。由此，螺栓将两个传递元件连接，并且通过螺栓头与贯通孔的梯级部的配合来限定两个传递元件彼此间的间距。同时，两个传递元件彼此间能够相向运动。

在本发明的构造方案中，距离测量元件的距离测量传感器相对于第一传递元件位置固定地布置，距离测量元件测量距第二传递元件的间距。距离测量元件除了距离传感器之外，还特别是具有评估单元，评估单元同样相对于第一传递元件位置固定地布置。距离传感器和评估单元能够整合在一个单元内，或者彼此分离地布置。通过与第一传递元件位置固定的连接，距离传感器也与机器人手臂位置固定地连接，这实现了与机器人手臂可靠的连接。

在本发明的构造方案中，距离测量元件具有光学的距离传感器，其特别是以激光间距测量件为基础。这种距离测量元件一方面简单地构造并且还非常精确。此外，距离测量元件以很大数量以及不同的实施方案市售。

在本发明的构造方案中，第一和第二传递元件通过引导件联接。引导件以如下方式实施和布置，使得两个传递元件彼此间的推移仅沿操作方向可行，其中，引导件中可能存在的缝隙被忽略。由此确保：当机器人手臂沿操作方向运动时，工具也仅沿操作方向运动，并且也不能发生横向于操作方向的不希望的运动。这对于一些工具、例如钻孔机或螺丝刀是很重要的。

在最简单的情况下，所提到的引导件由固定在其中一个传递元件上而且沿操作方向取向的销与在另外的传递元件上实施的相对应的凹部形成，销能够以尽可能小的缝隙沉入凹部中。

在本发明的构造方案中，引导件具有至少一个球护圈，其平行于操作方向布置在两个传递元件之间。球护圈由特别是空心圆桶状的、带凹部的基础元件构成，各个球能够自由旋转地布置在凹部中，并且朝内和朝外伸出基础元件。由此，实现了特别精确而且低摩擦的引导。这一方面实现了工具沿操作方向非常精确的运动，另一方面实现了精确的调整，例如对两个传递元件之间的所需要的间距进而还有所需要的操作力的调节。

在这种情况下，引导件除了球护圈还具有布置在其中一个传递元件上而且沿操作方向取向的、圆柱状的引导连杆并且具有布置在另外的传递元件上的空心圆柱状的引导轴套，引导连杆能够沉入引导轴套中。在引导连杆与引导轴套之间布置有球护圈。

在本发明的构造方案中，连接元件具有缓冲器，缓冲器对通过工具引入的撞击加以缓冲。对撞击的缓冲一方面保护了连接元件和机器人手臂的构件，特别是改善了两个传递元件之间的间距的可调整性或可调节性。

缓冲器例如实施为一个或多个平行布置的橡皮缓冲器，其以很大数量而且成本低廉地在市面上有售。但是同样可行的是，缓冲器实施为伸缩式缓冲器。

连接元件也可以替代两个传递元件与复位元件和缓冲器的组合，也可以仅具有一个缓冲器。这种连接元件可以用于如下情况，当不一定需要对操作力加以调整，但需要对沿操作方向的撞击加以缓冲以保护构件时。这种连接元件例如可以用于与打孔机连接。当利用打孔机打孔时，出现强烈撞击，其中，对确定的操作力的调节不一定是需要的。

在本发明的构造方案中，缓冲器布置在螺丝刀与连接元件之间的力线中，连接元件实现了与机器人手臂的连接。通过将缓冲器布置在螺丝刀与连接元件之间的力线中，实现了特别高效的缓冲。对于力线中的布置方式，在此应当认为是，缓冲器吸收作用于螺丝刀的力，并且继续传导至连接元件进而传导至机器人手臂。

在本发明的构造方案中，缓冲器具有引导件，引导件以如下方式实施和布置，使得缓冲器不能横向于操作方向发生变形，其中，引导件中可能出现的缝隙被忽略。引导件仅允许缓冲器沿操作方向变形，和/或通过围绕操作方向转动。当工具实施为打孔机时，特别是沿操作方向的缓冲是重要的。当工具实施为冲击钻螺丝刀时，沿所提到的转动方向的缓冲特别重要。

由此确保：当机器人手臂沿操作方向运动时，工具也仅沿操作方向运动，并且也不发生横向于操作方向的不希望的运动。这针对一些工具的应用、例如钻孔机或螺丝刀是重要的。

当缓冲件实施为伸缩式缓冲器时，对于活塞连杆沉入伸缩式缓冲器的圆筒中，也被认为是缓冲器的变形。

在本发明的构造方案中，缓冲器关于第二传递元件布置在与第一传递元件相反的一侧，由此，布置在第二传递元件的工具一侧。由此，通过工具导入的撞击已得到缓冲地到达第二传递元件，由此，间距测量进而还有对所希望的间距的调整尽可能少地受到妨碍，并且进而能够非常精确地实现。

连接元件也能够与不同的工具联接。由此，连接元件能够非常灵活地使用。特别是能够以如下方式实施，使得连接元件能够与市面上常见的、能够手动操作的工具、例如螺丝刀或钻孔机联接。连接元件能够可选地具有能够与工具的把手的特殊形状相匹配的适配元件。这除了灵活的使用性之外，也实现了成本低廉的实现方案，因为所提到的工具以很大数量以及比较低廉的价格能够在市场上获得。

但也可行的是，连接元件与工具形成不可分离的单元，其专门用于使用目的并且为之进行优化。

在本发明的构造方案中，连接元件具有快换连接部。这种快换连接部以如下方式实施，使得连接元件通过快换连接部在无需手动干预的情况下，就能够与机器人手臂联接。由此，机器人手臂以简单而且快速的方式与不同的连接元件进而还有不同的工具联接。机器人手臂由此能够自动地利用不同的工具在无需装配人员手动干预地情况下完成不同的作业。这实现了机器人手臂特别灵活而且也成本低廉的使用。

快换连接部例如可以气动地操作，其中，通过加载压缩空气，能够在机器人手臂与连接元件之间建立型面锁合的连接。这种快换连接部是已知的并且能够在市场上获得。

上面提到的目的通过一种利用由机器人手臂引导的旋拧装置将螺栓拧入墙壁中的方法来实现，其中，旋拧装置以沿操作方向的操作力朝向墙壁的方向引导，当旋拧装置朝向墙壁引导时，对表明操作力特征的量值加以检测，并且旋拧装置以如下方式操作，使得所提到的量值处在能够确定的范围内并且特别是恒定的。所提到的方法实现了螺栓牢固的拧入，其中，一方面在旋拧装置与螺栓之间的接触在全套拧入过程期间保持可靠存在，另一方面，螺栓发生卡紧进而锁住的风险非常小。

对于旋拧装置的所提到的操作方案，在本文中应当认为是，旋拧装置特别是朝向墙壁方向的引导、也就是运动，还有旋拧装置进而还有由旋拧装置转动驱动的螺栓的可调的转速。

通过螺栓的螺纹，使转动中的螺栓自主地运动进入固定孔中。当旋拧装置未足够快速地跟随时，旋拧装置与螺栓之间的接触可能松动，并且旋拧装置必须重新插装。这一方面浪费时间，并且在这种由机器人手臂引导的旋拧装置的情况下，也仅能非常复杂地实现。当旋拧装置相对于旋拧装置的转速进而还有螺栓的转速朝向固定孔进而沿操作方向过快地运动时，操作力可能过大，并且螺栓可能卡紧并且拧入过程可能被锁定。于是，拧入必须中断，并且螺栓可能再度拔出一段。这一方面同样耗时，并且在这种由机器人手臂引导的旋拧装置的情况下，同样仅能非常复杂地实现。

发明人已经发现，利用根据本发明的、对表明操作力特征的量值的检测以及对旋拧装置以所提到的量值处在能够确定的范围内并且在相应选定所提到的范围的情况下能够避免上面提到的问题的情况下，能够牢固而且可靠地拧入螺栓。所提到的范围与一些因素有关，例如所用的工具、螺栓的类型以及墙壁的性质。例如能够以如下方式选取，操作力处在20N与100N之间，特别是约为50N。

对上面提到的量值的调整可以借助对旋拧装置进而还有机器人手臂的引导、也就是位置改变来实现。当操作力过大时，例如旋拧装置更缓慢地朝向墙壁的方向运动。对此可替换地，对所提到的量值的调整借助对旋拧装置的转速和螺栓的转速的改变来实现。通过改变转速，也改变螺栓朝向墙壁的方向运动的速度。当操作力过大时，转速变大，螺栓更快地朝向墙壁的方向运动，使得当旋拧装置朝向墙壁方向匀速地运动时，操作力减小。当操作力过小时，转速减小。同样可行的是，旋拧装置的引导还有其转速发生变化。所提到的量值的调整特别是借助一种调节方案、特别是借助PID调节(比例、积分、微分调节)来实现。

表达操作力的特征的量值例如可以实施为布置在机器人手臂与旋拧装置之间的而且朝向操作方向取向的弹簧的弹簧行程。但也可以考虑其他量值。

对于旋拧装置或螺丝刀，在本文中应当认为是具有特别是电驱动装置的机器，机器能够与螺栓头联接并且借助机器能够使螺栓发生旋转。

螺栓特别是被拧入墙壁中的呈钻孔形式的固定孔中。螺栓例如可以实施为所谓的旋拧锚定件或旋拧榫卯，其能够直接地、进而无需事先装入膨胀榫地拧入固定孔中。但也可以考虑其他类型的螺栓。

针对用在根据本发明的方法中的机器人手臂，适用上面结合连接元件实现的实施方案。

机器人手臂与旋拧装置之间的连接利用上面介绍的连接元件来制造，并且将由距离测量装置测得的距离用作表达操作力的特征的量值。

根据本发明的方法特别是在将电梯部件保持件固定在电梯设备的电梯竖井中时使用。电梯部件保持件特别是实施为轨道弓形件下部件，轨道弓形件上部件能够固定到轨道弓形件下部件上，然后将用于电梯设备的轿厢的导轨固定在轨道弓形件上部件上。电梯部件保持件也可以设置用于将其他构件保持在电梯竖井中，例如对重的导轨。电梯设备的利用电梯部件保持件保持的构件能够直接或如所介绍地在应用中间部件的情况下，与电梯部件保持件相连接。用于将电梯部件保持件固定在电梯设备的电梯竖井中的方法在申请号为15193501.2的未公开的欧洲申请中有所介绍，其内容一并参引到本申请中。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节借助对实施例的下列说明以及借助附图来得出，其中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。

在此，

图1示出与机器人手臂连接的旋拧装置，

图2以转过90°的剖视图示出图1中的旋拧装置的连接元件，

图3以简化的实施方式示出连接元件，以及

图4示出旋拧装置的第二实施例。

具体实施方式

根据图1，连接元件10与机器人手臂11连接，机器人手臂在简化的图示中仅具有两个铰链12。机器人手臂11由机器人控制件13操控，使得机器人手臂能够受调节地行驶到达不同的位置。机器人手臂和机器人控制件的结构和工作原理是普遍公知的，使得在这里不再对其深入探讨。

在机器人手臂11上布置有快换系统的机器人一侧的第一快换连接部14，第一快换连接部与连接元件10的连接元件一侧的第二快换连接部15相配合。第二快换连接部15整体上呈空心圆柱形地实施并且具有在内部环绕的槽16，在第一快换连接部14上连接的球17能够借助未详细示出的护圈嵌入在内部环绕的槽中。第一快换连接部14还具有以压缩空气操作的冲头18，冲头能够朝向连接元件10的方向驶出并且沿反方向驶入。当朝向连接元件10的方向驶出时，球17被压入第二快换连接部15的槽16中并且于是在两个快换连接部14、15之间以及进而在机器人手臂11与连接元件10之间建立型面锁合的连接。

由此，机器人手臂11与连接元件10联接。当连接应当再度松开时，冲头18再次驶入，并且球17能够再次朝内运动并且离开槽16。机器人手臂11能够远离连接元件10地运动并且与其分离。所介绍的连接和松开能够全自动地无需工人或装配人员手动干预地实现。

与第二快换连接部15相连的是整体上呈空心圆柱形的中间元件19，中间元件在相反的侧面上与机器人一侧的第一传递元件20连接。第一传递元件20同样呈空心圆柱形地实施，并且通过总计六个呈螺栓21形式的固定元件与工具一侧的第二传递元件22连接。第二传递元件22同样整体上呈空心圆柱形地实施并且与第一传递元件20同轴地布置。在总计六个均匀分布的螺栓21中，在所示的剖视图中仅可见三个。

为了确保两个传递元件20、22的连接并且同时实现：两个传递元件20、22能够彼此相向地运动，第一传递元件20具有分梯级的贯通孔23，螺栓21的杆贯穿贯通孔并且螺栓头安放在梯级部上。贯通孔23具有的直径使得第一传递元件20能够相对于螺栓杆推移。第二传递元件22具有相对应的螺纹孔24，螺栓21部分地拧入螺纹孔24中。

由此，螺栓21在与分梯级的贯通孔23和螺纹孔24相组合下对两个传递元件20、22之间的可行的间距加以限定。在两个传递元件20、22之间以及围绕螺栓21的杆，分别布置有呈直线螺旋弹簧25形式的复位元件，使得传递元件20、22能够克服螺旋弹簧25的复位力沿操作方向26彼此相向地运动。

两个传递元件20、22额外地借助引导件27联接，引导件在图2中未详细示出。引导件27由圆柱形的引导连杆28构成，引导连杆与第一传递元件20固定连接并且沿操作方向26取向。第二传递元件22具有凹部29，空心圆柱形的引导轴套30布置在凹部中。凹部29和引导轴套30以如下方式布置，使得引导连杆28能够沉入引导轴套30中。在引导连杆28与引导轴套30之间，球护圈31平行于操作方向26地布置，使得球护圈在引导连杆28还有引导轴套30上滚动。由此，引导件27确保：两个传递元件20、22彼此间的推移仅沿操作方向26可行。连接元件10具有两个相同地实施的引导件27。

在与第一传递元件20相反的侧面上，在第二传递元件22上连有缓冲器32，缓冲器对通过工具45引入的撞击加以缓冲。缓冲器32具有总计六个相同分布的橡皮缓冲器33，在两侧沿操作方向26定向的螺纹销34铸入橡皮缓冲器中。橡皮缓冲器33拧入第二传递元件22中的相对应的螺纹孔35中。在另一侧，连有带贯通孔37的遮盖元件36，橡皮缓冲器33的螺纹销34分别穿过贯通孔伸入。遮盖元件36利用拧到螺纹销34上的螺母38固定在橡皮缓冲器33上。缓冲器32具有引导件39，引导件防止橡皮缓冲器33横向于操作方向26发生变形。引导件39为此具有沿操作方向取向的销40，所述销与第二传递元件22固定连接并且处在实施于遮盖元件36上的相对应的凹部41中，销40可以沉入凹部中并且能够围绕操作方向26转动。在凹部41中还布置有滑动轴套42。

遮盖元件36在与第二传递元件22相反的侧面上与适配器元件43固定连接。适配器元件43具有未示出的内轮廓，内轮廓与工具的保持手柄44相对应地呈能够手操作的螺丝刀45的形式实施。适配器元件42能够打开并且在装入螺丝刀45之后再关闭。由此，螺丝刀45能够与适配器元件43防运动地联接，但也可以更换工具。连接元件10和螺丝刀45共同形成旋拧装置5。缓冲器32布置在螺丝刀45与第二快换连接部15之间的力线中。第二快换连接部15可以视为连接元件，连接元件实现了旋拧装置5与机器人手臂11的连接。

也可行的是，旋拧装置不具有缓冲器。

在螺丝刀45的尖端46上容纳有带未示出的六角螺帽的沿操作方向26取向的螺栓47。借助螺栓45能够将螺栓47拧入墙壁49的固定孔48中。螺栓47特别是实施为旋拧锚定件，其能够直接而且无需使用膨胀榫地拧入。

为了拧入螺栓47，机器人手臂11可以借助连接元件10将操作力沿操作方向26施加到旋拧装置5或螺丝刀45上，并且由此施加到螺栓47上。为了调整操作力，连接元件10具有距离测量元件50，距离测量元件布置在中间元件19上，进而相对于第一传递元件20位置固定地布置。距离测量元件50的、能够发射和接收激光束的距离传感器51沿操作方向26朝向第二传递元件22取向，使得距离测量元件50能够测量距离传感器51与第二传递元件50的距离。基于距离测量元件50和距离传感器51相对于第一传递元件20位置固定的布置方式，能够由此确定两个传递元件20、22之间的间距，从而所测得的距离代表的是两个传递元件20、22之间沿操作方向的间距。

距离测量元件50将所测得的距离经信号连接部52继续导送给机器人控制件13。机器人控制件13能够以如下方式操控机器人手臂11和螺丝刀45，并且进而对连接元件10连同螺栓45以如下方式进行操作，使得所测得的距离处在预先规定的范围内并且特别是恒定不变的。调整例如可以借助PID调节器来实现，其中，螺丝刀45朝向墙壁49、也就是沿操作方向26的速度或者螺丝刀45的转速用作PID调节器的调整量值。因为两个传递元件20、22能够仅克服螺旋弹簧25的复位力彼此相向运动，所以能够由所测得的距离直接推出作用于螺丝刀45的操作力，由此，通过调整所测得的距离间接地实现了对操作力的调整。所提到的范围例如可以选择如下，操作力处在20N与100N之间，并且特别是约50N。在此，为此需要调整的距离与连接元件10的各个构件的尺寸和结构有关，特别是也与螺旋弹簧21的弹簧常数有关。

图3以相对于图1中的连接元件10简化的实施方式示出连接元件110。连接元件110类似于连接元件10地构造，因此，仅探讨连接元件10、110的差别。

连接元件110不具有两个能够彼此相对推移的传递元件。替代两个传递元件，连接元件110仅具有一个传递元件120，该传递元件与中间元件119固定连接。在传递元件120与遮盖元件136之间布置有橡皮缓冲器133，橡皮缓冲器利用螺母138固定。由此，橡皮缓冲器133是同样具有引导件139的缓冲器132的组成部件。

在图4中，示出具有螺栓245和连接元件210的旋拧装置205，其中，应用了特殊的螺栓245，其并不是设置用于手动引导。旋拧装置205非常类似于图1中的旋拧装置5地构造，因此，仅探讨旋拧装置的差别。

螺丝刀245不具有借助其建立与连接元件210的连接的保持手柄。而是螺丝刀245直接与第二传递元件222连接。第二传递元件222如图1中的旋拧装置5的连接元件10那样，与第一传递元件220联接，第一传递元件在相反的侧面上与第二快换连接部215连接。由此，旋拧装置205不具有缓冲器。

Claims (14)

1.一种旋拧装置，具有螺丝刀(45、245)和用于将螺丝刀(45)与机器人手臂(11)联接的连接元件(10、210)，其中，连接元件(10、210)具有：

机器人一侧的第一传递元件(20)；

工具一侧的第二传递元件(22)；

布置在第一与第二传递元件(20、22)之间的复位元件(25)；以及

距离测量元件(50)，

其中，两个传递元件(20、22)能够克服复位元件(25)的复位力地沿操作方向(26)彼此相向地运动，距离测量元件(50)以如下方式实施和布置：使得距离测量元件能够测量代表传递元件(20、22)之间沿操作方向(26)的间距的距离。

2.根据权利要求1所述的旋拧装置，其特征在于，

连接元件(10)的复位元件(25)实施为至少一个弹簧(25)。

3.根据权利要求2所述的旋拧装置，其特征在于，

弹簧(25)实施为螺旋弹簧(25)，螺旋弹簧围绕固定元件(21)地布置，螺旋弹簧将第一和第二传递元件(20、22)连接并且对第一与第二传递元件(20、22)之间的可行的间距加以限定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋拧装置，其特征在于，

连接元件(10)的距离测量元件(50)的距离传感器(51)相对于第一传递元件(20)位置固定地布置，并且距离测量元件(50)对距连接元件(10)的第二传递元件(22)的间距进行测量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋拧装置，其特征在于，

距离测量元件(50)具有光学的距离传感器(51)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋拧装置，其特征在于，

连接元件(10)的第一和第二传递元件(20、22)通过引导件(27)连接，引导件以如下方式实施和布置：使得两个传递元件(20、22)彼此间的推移仅沿操作方向(26)可行。

7.根据权利要求6所述的旋拧装置，其特征在于，

引导件(27)具有至少一个球护圈(31)，球护圈平行于操作方向(26)地布置在两个传递元件(20、22)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋拧装置，其特征在于，

连接元件(10)具有缓冲器(32)。

9.根据权利要求8所述的旋拧装置，其特征在于，

缓冲器(32)布置在螺丝刀(45)与连接元件(15、215)之间的力线中，连接元件实现了与机器人手臂(11)的连接。

10.根据权利要求8所述的旋拧装置，其特征在于，

缓冲器(32)具有引导件(39)，引导件以如下方式实施和布置：使得缓冲器(32)不能横向于操作方向(26)发生变形。

11.根据权利要求8或9所述的旋拧装置，其特征在于，

缓冲器(32)关于第二传递元件(22)布置在与第一传递元件(20)相反的一侧。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的旋拧装置，其特征在于，

连接元件(10、210)具有快换连接部(15、215)，快换连接部以如下方式实施：使得连接元件(10)能够通过快换连接部(15)在无需手动干预的情况下，与机器人手臂(11)联接。

13.一种利用根据权利要求1至12中任一项所述的旋拧装置(5、205)将螺栓(47)拧入墙壁(49)中的方法，旋拧装置由机器人手臂(11)引导，其中，

旋拧装置(5、205)以沿操作方向(26)的操作力朝向墙壁(49)的方向引导，

当旋拧装置(5、205)朝向墙壁(49)的方向引导时，对表明操作力的特征的量值加以检测，以及

旋拧装置(5、205)以如下方式操作：使得所提到的量值处在能够确定的范围内。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

所提到的量值被调整为恒定不变的数值。