CN109562517A - 机器人臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人臂(1)，其具有至少两个可枢转地相互连接的、被直接驱动的臂关节(21，22)。为了如下目标：减少在臂关节枢转时用于使部件运动的能量消耗和能够实现机器人臂不费事地适配改变的使用条件，本发明提出，所述两个臂关节(21，22)中的至少一个臂关节具有马达部件(3)和关节部件(4)，其中，这两个部件(3，4)布置为通过间隔件(5)彼此间隔开，并且另一臂关节(22)布置为相对于所述一个臂关节(21)可改变位置地作用在所述一个臂关节(21)的间隔件(5)上。

Description

机器人臂

技术领域

本发明涉及一种机器人臂，其具有至少两个可枢转地相互连接的、被直接驱动的臂关节。

背景技术

这种用于工业机器人的机器人臂已被充分公开。例如在DE 20 2014 101 342U中以及在DE 10 2010 013 617 B4中，马达和传动装置联合地布置，然而它们在臂关节枢转时在待运动的质量方面是不利的。此外已知如下的机器人，在所述机器人中，用于机器人臂的臂关节的驱动器布置在机器人的底座上并且费事地通过例如在机器人臂上被引导的鲍登线作为力传递器件在相应于相应的臂关节到驱动器距离的长的和固定的路径上与各个待运动的关节连接。由此给出到关节的固定的距离，该距离确定力传递器件的长度，所述力传递器件在没有费事的改装工作的情况下不允许适配机器人的改变的使用条件。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于机器人的一般的机器人臂，在所述机器人臂中，减少了在臂关节枢转时用于部件运动的能量耗费。此外，应能够实现使机器人臂不费事地适配机器人的改变的使用条件。

所提出的任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。在从属权利要求中说明有利的扩展方案。所提出的任务已经通过以下方式来解决，两个臂关节中的至少一个臂关节具有马达部件和关节部件，其中，这两个部件布置为通过间隔件彼此间隔开，并且另一臂关节布置为相对于该臂关节可改变位置地作用在该臂关节的间隔件上。

在根据本发明的结构中，马达部件和关节部件不直接耦合。在马达部件和关节部件之间布置有间隔件。马达转矩可以从马达部件通过间隔件被传递到关节部件上。这种布置能够实现机器人臂的进一步在下面所说明的有利实施形式。尤其，设置用于该臂关节的马达必须在臂关节的枢转运动时节省能量地没有一起运动或以减小的力臂一起运动。该另一臂关节能够在安装位置中可改变位置地固定在所述臂关节上。所述另一臂关节可以在安装位置中可改变位置地作用在所述臂关节的间隔件上。所述另一臂关节配合在所述臂关节上的配合点到马达部件和关节部件的距离可以被改变。在此，所述臂关节可以相对于所述另一臂关节关于从机器人臂的基座到所述机器人臂的自由端部的顺序方向布置在所述另一臂关节后方。

机器人臂可以通过所述另一臂关节在所述臂关节上的位置改变例如适配改变的使用条件。由此可以调整两个臂关节的杠杆关系、两个臂关节相对彼此可能的枢转半径和/或机器人臂的通过臂关节可达到的宽度。在马达部件中尤其在从动侧通过间隔件传递到关节部件上的轴向马达转矩在关节部件中被转换为垂直于马达轴线的转矩。通过间隔件实现将由马达部件中的马达产生转矩的地点与关节部件中的转矩转换的地点在空间上分开。臂关节的两个由于马达或者传动装置重的进而运动缓慢的构件、即马达部件和关节部件关于所述另一臂关节在间隔件上的配合点彼此对置并且能够由此甚至有利地关于作用到所述配合点上的转矩被置于平衡中。由此可以减少用于部件运动进而用于通过所述另一臂关节使所述臂关节枢转的能量耗费。尤其是相邻的臂关节的运动彼此独立。

有利地，可以结构上简单地设置为，位置改变沿间隔件的纵向方向或大致沿间隔件的纵向方向进行。位置改变可以在马达部件和关节部件之间的优选线性的路径上进行。位置改变也可以在马达部件和关节部件之间的至少部分弯曲和/或成角度的路径上进行。

在机器人臂的一个扩展方案中，位置改变可以通过移动来进行。所述另一臂关节可以布置为能够可移动地固定在所述臂关节的间隔件上。所述移动可以在移动路径方面相应于上述的位置改变进行。

所述另一臂关节在所述臂关节上的移动例如可以在装配时或在调整机器人臂时进行，其方式是：所述移动朝向确定的点进行并且所述另一臂关节随后固定在所述臂关节上。

在机器人臂的一个替代的实施形式中可以设置，所述另一臂关节马达驱动地可改变位置地布置在所述臂关节的间隔件上。在此，所述另一臂关节可以通过马达驱动器固定在所述臂关节的间隔件上的移动路径上的任意点或选出的点上。

尤其是至少所述两个臂关节可以具有马达部件和关节部件，其中，这两个部件分别通过间隔件彼此间隔开地布置。在从机器人臂的基座到该机器人臂的自由端部的顺序中，这些臂关节能够分别具有马达部件和关节部件，其中，这些部件通过间隔件彼此间隔开地布置。有利地，所述另一臂关节能够简单地以其关节部件侧面地或端侧侧面地作用在臂关节的间隔件上地可移动地固定在所述臂关节上。在此，侧面的或者端侧的作用涉及相应的臂关节的纵向延伸或者涉及从马达部件到关节部件上的转矩传递方向。关节部件的侧面的作用例如在具有蜗轮传动装置的关节部件中是有利的。在蜗轮传动装置中，枢转轴线可以垂直于作用在所述臂关节上的另一臂关节的纵向延伸地布置。端侧的作用例如在带有通常的传动装置例如行星传动装置或谐波驱动传动装置的关节部件中是有利的，其中，所述枢转轴线分别沿着作用在所述臂关节上的另一臂关节的纵向延伸布置。术语枢转也指扭转。

有利地，间隔件可以简单地由纵向型材区段构造。除所述另一臂关节外，进一步在下面所说明的设备可以同时被引导地布置在所述纵向型材区段上或者纵向型材区段中。所述纵向型材区段尤其可以是标准纵向型材。机器人臂的各个臂关节的纵向型材区段可以构成用于稳定该机器人臂的支撑结构。纵向型材区段可以方便地由纵向型材切割成所希望的长度。所述另一臂关节可以在纵向型材区段的长度上的确定点中可纵向移动地被引导和固定在所述纵向型材区段上。

纵向型材区段具有槽型材，所述另一臂关节例如通过在所述槽型材的纵向槽中被引导的携动件例如滑块以可被纵向移动引导的方式配合到所述槽型材中。纵向型材区段可以由铝材料或塑料制成。

有利地，所述另一臂关节的关节部件为了传递转矩可以具有转盘。通过该转盘，关节部件可以有效传递转矩地作用在纵向型材区段上。转盘为了侧面地支撑在纵向型材区段上可以具有突出的支撑部、尤其支撑突起部。支撑突起部就它那方面来说可以具有在安装位置中侧面地贴靠在纵向型材区段上的贴靠面，用于将所述另一臂关节可滑动移动地贴靠在所述臂关节的间隔件上。通过该贴靠面，转盘可以在安装位置中与纵向型材区段尤其通过以下方式连接：所述转盘中的至少一个螺纹元件配合到设置在所配属的携动件或滑块上的内螺纹中。所述另一臂关节的枢转轴线可以布置为在安装位置中垂直于至少间隔件的如下区域的纵向方向，在所述区域中，所述另一臂关节配合在间隔件上。

支撑突起部可以具有带有贴靠侧面的支撑轮廓。该支撑轮廓通常可以构造为适配纵向型材区段的外轮廓。贴靠侧面可以构造为适配纵向型材区段的外轮廓。贴靠侧面可以关于横截面具有L形轮廓或U形轮廓。所述贴靠侧面也可以构成至少一个区段，优选地完全构成设置用于纵向型材区段穿过的贯通开口的内侧壁。

由于马达部件通过间隔件与关节部件分开，需要的是将例如呈转矩形式的马达力从马达部件传递到关节部件上。在机器人臂的一个有利的扩展方案中可以设置力传递器件，例如带、尤其齿形带或力矩传递轴例如柱形轴、蜗杆轴或螺杆，用于将马达力从马达部件传递到关节部件上。力传递器件可以布置为在间隔件中和/或在间隔件上被引导。

在此，力传递器件可以在外侧例如布置在向外打开的槽中。然而，视为更有利的是，间隔件具有至少一个使马达部件和关节部件连接的导向通道，用于接收马达部件和关节部件之间的力传递器件和/或设置的线路，例如控制线路和/或供给线路。由此，这些构件布置为联合和受保护地被引导。力传递器件和线路可以分别分开地布置在一导向通道中。这两个导向通道可以在侧面完全彼此分开。

此外，导向通道可以延伸到马达部件和/或关节部件中。

在一个扩展方案中，间隔件可具有至少两个彼此衔接的纵向型材区段。在此，这两个纵向型材区段的纵向轴线可以围成小于180°的角度。至少在这些纵向型材区段中的一个上衔接另一臂关节，该另一臂关节能够侧面被引导地可移动地固定。在每个纵向型材区段上可以衔接有另一臂关节。

这两个纵向型材区段可以通过角部件相互连接。该角部件可以具有用于力传递器件和线路的导向通道。所述导向通道可以对齐地过渡到分别衔接到所述角部件上的纵向型材区段的导向通道中。该角部件可以具有转向器件，用于使力传递器件和线路在导向通道中转向。在角部件中实施力传递器件的方向改变例如可以在轴传递时通过锥齿轮实现或在带传递时通过转向轮实现。

对于每个纵向型材区段，另一臂关节可以作用在每个纵向型材区段上。在这里两个另外的臂关节可以在此具有相同的结构尺寸和/或相同的构造，然而也可以在构造和/或结构尺寸上不同。

为了将马达部件和/或关节部件分别有效传递马达力地衔接到间隔件上，可以在马达部件和间隔件之间和/或关节部件和间隔件之间分别设置联接件。所述联接件可以结构简单和易于装配地构造为爪式联接器。在该联接件中，导向通道优选可以对齐地衔接到间隔件的导向通道上。导向通道也可对齐地衔接到马达部件中的导向通道上和/或关节部件的导向通道上。

在联接件中可以设置固定元件、尤其固定盖，借助该固定元件，联接件布置为在安装位置中固定在纵向型材区段上。此外，力矩传递轴能够可旋转地支承在联接件中。为此，滑动轴承套筒可以集成到固定件中，力矩传递轴被引导地支承在所述滑动轴承套筒中。该滑动轴承套筒可以无润滑剂地构造。

在机器人臂的上述的替代的实施形式中，借助所述另一臂关节在所述臂关节的间隔件上的马达驱动的位置可改变性，另外的臂关节同样可以被引导地布置在所述间隔件上。马达驱动器为此可以布置在所述两个臂关节中的一个上。

尤其可以设置，该马达驱动器构造为线性驱动器。这具有如下的优点：两个运动形式、即所述臂关节相对于基座或相对于朝向基座衔接的臂关节的相对枢转和所述另一臂关节在所述臂关节上的线性相对运动可以彼此独立地进行，即也可以同时进行。

之前所说明的线性驱动器可以从所述另一臂关节22通过小齿轮81和齿条作用到所述臂关节的纵向型材区段上，所述臂关节引起所述另一臂关节的纵向移动。在机器人臂的另一实施形式中，线性驱动器可以从所述臂关节直接作用到该臂关节的间隔件5上。线性驱动器可以具有旋转部件和线性部件。该线性驱动器可以具有配属于它的通常的马达驱动器，该马达驱动器例如具有蜗轮和作为旋转部件的旋转螺杆。

在机器人臂的一个实施形式中，线性驱动器可以在线性运动从所述臂关节耦入的情况下作用到该臂关节的间隔件上。

为此，上面所提及的携动件可以用作推动体或者线性体。旋转螺杆可以借助布置在马达部件中的马达驱动器被驱动。旋转螺杆可以穿过槽型材的纵向槽延伸至携动件并且在螺纹配合的情况下轴向地穿过所述携动件。为此，携动件可以具有内螺纹并且抗扭转地可移动地支承在该纵向槽中。携动件和纵向槽通常可以构造为使得移动尽可能无摩擦地进行。

替代地可以设置，所述臂关节的马达部件也承担所述另一臂关节在所述臂关节上的线性相对运动。为此例如可以在中间连接有变换传动装置，通过该变换传动装置，马达力能够选择性地被传递到所述臂关节的关节部件上，或被传递到所述另一臂关节上用于所述另一臂关节在间隔件上的线性相对运动。在此，变换传动装置的转换优选可以电磁地实现。

在机器人臂的另一构造方式中，线性驱动器可以从所述另一臂关节通过作为旋转部件的小齿轮和纵向型材区段上作为线性部件的齿条引起所述另一臂关节的纵向移动。线性驱动器的马达驱动装置尤其可以布置在所述另一臂关节上和在这里尤其布置在所述另一臂关节的关节部件上。在此，马达旋转轴可以在从动侧作用到作为旋转部件的小齿轮上，所述小齿轮在安装位置中啮合地配合在作为线性部件的齿条上。小齿轮可以绕着垂直于枢转轴线的旋转轴线可旋转地布置在所述另一臂关节的关节部件上，而齿条沿纵向型材区段的纵向方向定向地固定在所述在纵向型材区段上。小齿轮可以直接布置在马达旋转轴上。

优选地，线性驱动器能够被改型。这可以特别简单地借助最后所说明的线性驱动器的实施形式实现。

另一关节部件在所述关节部件上的固定可以以简单的方式通过线性驱动器的停车实现。附加地，可以设置制动器件和/或闭锁器件用于位置固定。

此外，特别的优点在于，臂关节具有模块化的构造方式。通过模块构造方式通常能够实现简化装配以及快速地不费事的改变和/或维修。此外，模块可以以不同的尺寸和形状容易地存储并且有针对性地供应给装配。

尤其可以设置，所述模块被联合在模块化系统中，该模块化系统除已经说明的之外还能够实现在机器人臂的实施形式中的其它变型。模块化系统中的模块的彼此并排由于它们一目了然还具有以下优点：可以很大程度地减少装配错误的危险，从而培训较少的装配工也能够符合规定地组装和装配机器人臂。

原则上，所有已经说明的部件，例如马达部件、间隔件、关节部件、纵向型材区段、联接件、角部件、力传递器件和线性驱动器可以模块化地构造并且因此是模块化系统的一部分。该模块化系统的一部分也可以是过渡模块，通过所述过渡模块，将一构件尺寸转换成另一构件尺寸。尤其是在安装位置中彼此并排的构件，例如马达部件、间隔件、关节部件、纵向型材区段、联接件和角部件分别可以通过插拔连接、插拔连接/卡锁连接和/或插拔连接/螺接相互连接。替代地，为了解决本任务，可以提供用于制造根据之前和下面所说明的实施形式中的一个的机器人臂的装配套件，其中，所述装配套件具有用于制造机器人臂所需的一定数量的结构相同的模块和/或结构不相同的模块。尤其是间距模块能够以不同的长度设置在装配套件中。

在本任务的一个替代的解决方案中，可以设置具有根据之前和下面所说明的实施形式的机器人臂的机器人。机器人臂可以至少部分地由根据本发明的臂关节的总和构造，所述臂关节关于从基座到机器人臂的自由端部的运动顺序或者顺序方向尤其是前后依次布置。根据本发明的臂关节主要可以在机器人臂中在从基座朝向机器人臂的自由端部计数时在关节型机器人的情况下特别有利地从机器人臂的第三轴线起被应用并且在SCARA机器人或水平的关节型机器人的情况下从机器人臂的第二轴线起被应用。

附图说明

在下面根据多个在附图中示出的机器人臂或者机器人臂的臂关节的实施形式详细地阐述本发明，然而本发明不应当局限于此。在附图中示出：

图1a和1b示出构造为关节型机器人的具有第一实施形式的机器人臂的机器人的立体侧视图或者侧视图，

图2a和2b分别示出根据图1的机器人的臂关节的立体侧视图或者侧视图，所述臂关节具有马达部件、关节部件和间隔件，

图3a和3b分别示出根据图2的间隔件的立体侧视图或者侧视图，所述间隔件具有衔接的联接件，

图4a和4b分别示出根据图2的机器人的臂关节的立体侧视图或者侧视图，所述臂关节具有作用在间隔件上的另外的臂关节，

图5a和5b分别示出具有成角度的形状走向的臂关节的另一实施形式的立体侧视图或者侧视图，

图6a和6b以及图7a和7b分别示出臂关节的另一实施形式的立体侧视图或者侧视图，

图8a至8c示出臂关节的另一实施形式的立体侧视图或者侧视图，所述臂关节具有作用的另外的臂关节，

图9a和9c分别示出臂关节的另一实施形式的立体侧视图或者侧视图，根据图9b中的截面走向H-H的部分纵截面，所述臂关节具有作用的另外的臂关节，

图9d示出根据图9c的局部放大图IXd，以及

图10a和10b示出构造为SCARA机器人的、具有根据第一实施形式的机器人臂的机器人的立体侧视图或者侧视图。

具体实施方式

在图1至10中以不同视图和实施形式示出具有机器人臂1的机器人R和机器人臂2的不同构件或者构件组的细节示图，所述机器人臂具有至少两个可枢转地相互连接的、被直接驱动的臂关节21，22。两个臂关节21，22可绕枢转轴线s相对彼此枢转地布置。在图1中，机器人R构造为所谓的关节型机器人并且在图10中构造为所谓的SCARA机器人。在此，臂关节21，22的根据本发明的耦合在从基座B到机器人臂的自由端部C计数时，在关节型机器人的情况下从机器人臂1的第三轴线起被应用并且在SCARA机器人的情况下从机器人臂1的第二轴线起被应用。在说明书中，除非本身有其它定义，否则用于描述方位例如上、下、前、后、右和左的所有术语均如在相应的图中本身所示的那样。

在这里所示的实施形式中，两个臂关节21，2 2具有马达部件3、关节部件4和使两个部件3，4间隔开的间隔件5。设置为，臂关节21可以通过另一臂关节22被枢转。在此，另一臂关节22以其关节部件4作用在臂关节21的间隔件5上并且在所述间隔件上引导的情况下是可改变位置的，即在这里可来回移动，并且布置为能够固定在所述间隔件上。在此，臂关节21相对于另一臂关节22关于从机器人臂1的基座B到该机器人臂的自由端部C的顺序方向a布置在另一臂关节22后方。从臂关节21传递到随后臂关节上的运动尤其是独立于从另一臂关节22传递到所述臂关节21上的运动。

间隔件5具有至少一个纵向型材区段51，在这里，另一臂关节22通过其关节部件4可纵向移动地作用在该纵向型材区段上并且在所述纵向型材区段上沿纵向方向1被引导。纵向型材区段51由在这里由塑料制成的纵型材切割成。如在根据图2b和3b的两个纵向型材区段51中通过中间示出的中断表示，纵向型材可以具有几乎任意的长度，以便例如桥接相应的距离。

通常机器人臂1具有模块化的结构，其中，马达部件3、关节部件4和间隔件5、尤其纵向型材区段51，以及下面还进一步阐述的另外的构件分别构造为模块，其中，这些构件可以以简单的方式安装和更换。

纵向型材区段51在这里具有方形横截面和槽型材，该槽型材对于纵向型材区段51的每个侧面53具有纵向槽52。在此，另一臂关节22例如取决于其相对于所述臂关节21的所希望的位态通过其关节部件4选择性地通过在纵向槽52中可移动地被引导的、呈纵向槽52上的滑块形式的携动件54被引导地配合到所述纵向槽52中的一个纵向槽中。这在图4清楚地示出，其中，为了更好地示出另一臂关节22仅呈现其关节部件4，借助该关节部件，另一臂关节在图4中侧面地并且根据图6和7端侧地以其枢转轴线s配合在纵向型材区段51上。在两种情况下，枢转轴线s相对于纵向型材区段51的纵向方向l径向地布置。在两种情况下，关节部件4配合在纵向型材区段51的长形的侧面53中的一个上。在臂关节21，22的实施形式中，根据图6的关节部件具有通常的行星传动装置并且根据图7的关节部件具有通常的谐波驱动传动装置，其中，旋转轴线d平行于纵向方向1布置。

根据图4，沿着枢转轴线s的伸长部，用于支撑和固定在所述臂关节21上的转盘41在侧面设置在另一臂关节22的关节部件4上。转盘41与在这里具有L形轮廓的支撑突起部42一起延伸到纵向型材区段51下方。支撑突起部的轮廓通常可以构造为适配纵向型材区段51的外轮廓。支撑突起部42相应于L形轮廓具有向上指向并且向前指向的贴靠面43，用于支撑纵向型材区段51。在图4b中示出了侧视图，其中，纵向型材区段51在纵向槽52的区域中以纵截面视图示出。从图4b能够清楚地得到，在机器人臂的这里所示的实施形式中，两个具有内螺纹的滑块设置为携动件54，通过贴靠面43引导的螺栓44分别配合到所述携动件中并且由此建立转盘41和纵向型材区段51之间的导向连接。为了将另一臂关节52在间隔件5上固定在沿纵向槽52的移动路径上的确定位置处，仅进一步拧紧螺栓44并且抵着槽52的槽底部夹紧，由此相应的滑块54同时与拧紧方向相反地在内侧固定在纵向槽52中。为此，纵向槽52以已知的方式具有T形内轮廓，该T形内轮廓具有两侧的侧凹结构。

由于将马达部件3和关节部件4通过设置在它们之间的间隔件5隔开，需要将马达力从马达部件3传递到关节部件4上。为此，在机器人臂1的这里所示的实施形式中使用呈完全柱形的力矩传递轴33形式的力传递器件31，所述力矩传递轴在间隔件5中被引导地布置。为此，设置将马达部件3和关节部件4连接的侧面闭合的导向通道55，力矩传递轴33布置为被引导地穿过该导向通道55。导向通道55延伸到马达部件3中或者延伸到关节部件4中。所有具有导向通道55的构件3，4，5在端侧防尘地相互连接。因此，力矩传递轴33布置为被完全保护免受外部影响。

附加设置的线路，例如控制线路和/或供给线路可以被引导地布置在该导向通道55中或在其它在这里未示出的导向通道中。

在这里未示出、但是直接显而易见的是机器人臂的如下实施形式，其中，至少该臂关节具有弯曲的、尤其圆区段状弯曲的间隔件，其中，力传递例如借助可弯曲的力矩传递轴进行。

尤其如能够从图3中得到，在纵向型材区段51的两侧设置带有用于力矩传递轴33的居中贯通开口57的固定盖56。这些固定盖56分别借助适配槽型材的突起部58对于每个纵向槽52在覆盖所述纵向型材区段51的情况下配合到所述纵向型材区段中，其中，所述固定盖同时用作用于携动件54在纵向槽52中的移动路径的限制件。固定盖56在突起部58处分别借助螺接固定在纵向型材区段51上。在固定盖56内，分别设置有用于支承力矩传递轴33的滑动轴承套筒59。在结构上，固定盖56是联接件6的一部分。固定盖56在联接件6的安装位置中固定在纵向型材区段51上。

尤其如能够从图4中得到，在机器人臂1的该实施形式中，在马达部件3和间隔件5之间以及在关节部件4和间隔件5之间设置联接件6，所述联接件在图3b和5b中分别与纵向型材区段5一起以纵截面示图示出。在联接件6中，蜗杆轴32和力矩传递轴33彼此耦合。在此典型地，联接件6的联接器构造为通常的爪式联接器61。此外，能够从纵截面示图中清楚地得到，固定盖56与滑动轴承套筒59布置用于支承和引导力矩传递轴33。

在关节部件4中，从力矩传递轴33传递到蜗杆轴32上的转矩被传递到蜗轮321上，所述蜗轮的旋转轴线与关节部件4的枢转轴线s相同。

图5示出具有臂关节21，22的机器人臂1的另一实施形式，其中，所述间隔件5具有成角度的、在这里直角的走向。在此，间隔件5具有两个纵向型材区段51，所述两个纵向型材区段通过在这里模块状构造的角部件7相互连接，该角部件就它那方面来说与纵向型材区段51防尘地连接。由于使用无润滑剂的滑动轴承套筒，原则上这在力矩传递轴33的支承方面不是必要的。但是这在机器人臂例如在无尘空间中或在潮湿的大气下使用的情况下是有利的。为了使由蜗杆轴32传递的马达转矩在角部件7中转向，力矩传递轴33被分成两个伸入到角部件7中的区段331。区段331模块化地构造。它们在端侧分别设有锥齿轮34，其中，两个锥齿轮34然后在安装位置中啮合地配合到彼此中。

未特意示出，但是借助图5能够从介绍中容易理解的是，臂关节21，22在另一实施形式中具有两个或多个纵向型材区段51，在它们之间分别附加地布置有关节部件4。力传递器件31布置为被引导地穿过所有纵向型材区段51和关节部件4并且同时驱动包含设置在端侧的关节部件4的所有关节部件4。为此，蜗杆轴32例如可以分别在相应的关节部件4的高度中具有螺纹区段35，如在图2b和5b中所示那样。当然这在使用上述的中间插入的角部件7的情况下也是可能的。

此外，图3a示出具有间隔件5、固定盖56和联接件6的扩展的间隔模块，例如它可以在装配中被方便地用。在此，相应于机器人臂的所希望的结构，马达部件3或关节部件4可以以模块构造方式固定在带有联接件的间隔件的端部处。此外，其他的纵向型材区段51、角部件7或其他的联接件6可以模块化地固定在纵向型材区段51的自由端部上。联接件6的固定法兰式地借助螺接进行。

在机器人臂的根据图1、7和10的实施形式中，所述另一臂关节22在所述臂关节21的纵向型材区段51上的移动在没有驱动器的情况下手动进行，而所述移动在机器人臂的根据图8和9的实施形式中在这里借助由基本结构本身已知的线性驱动器8马达驱动地进行。

转到图8，线性驱动器8构造为模块，所述模块布置在另一臂关节22的关节部件4的高度中并且与所述关节部件关于纵向型材区段51相对置地布置。线性驱动器8本身相应于其根据通常的线性驱动器的结构，在这里具有带有小齿轮81的驱动器83，该驱动器的转矩通过小齿轮81被传递到线性齿条82上。小齿轮81的旋转轴线d垂直于槽型材的纵向方向1定向，其中，小齿轮81抗扭转地布置在马达旋转轴35上。齿条82固定在纵向型材区段51的确定的纵向槽52中。齿条82布置为从侧面插入到纵向槽52中，并且在端侧通过固定盖56防止移动地保持在纵向槽52中。小齿轮81啮合地配合在齿条82的齿部84上。为此，齿条82以其齿部84向外突出超过纵向槽52。

在结构的简化和稳定中还设置，与另一臂关节22的关节部件4连接的转盘41在所有侧包围纵向型材区段51。此外，线性驱动器8同时固定到转盘41上。就这点而言，线性驱动器8可能与转盘41一起但在没有齿条82的情况下构成装配模块。

因为具有驱动器83的线性驱动器8的部件，包含小齿轮81以及齿条82仅安装在已经存在构件上，即在转盘41或者纵向型材区段51上，所以可以不费事地改型(或加装)和更换这种形式的线性驱动器8。

在图9a-9c中示出具有另一实施形式的线性驱动器8的机器人臂1的另一实施形式。在之前所说明的线性驱动器8中，另一臂关节22的纵向移动由该线性驱动器通过小齿轮81和齿条82引起到纵向型材区段51上。在下面线性驱动器8的根据图9的实施形式中，线性驱动器8从臂关节21作用到该臂关节21的间隔件5上。在该实施形式中，线性驱动器8具有旋转部件，在这里呈旋转螺杆85的形式。在这里，用于在纵向型材区段51上引导第二关节部件22的、抗扭转地和可移动地在纵向型材区段51的纵向槽52中被引导的携动件54用作线性部件。马达转矩通过旋转螺杆84以其外螺纹配合到设置在携动件中的内螺纹中和携动件54被转换为沿纵向型材区段51的纵向方向1的线性运动。

为了对抗携动件54在纵向槽52中可能倾斜或倾翻的危险，携动件54具有与根据图4b的之前所说明的滑块相比更大的纵向延伸。如能够从根据图9d的局部放大图中清楚地得到，携动件54此外在下侧突出超过纵向型材区段51并且借助螺接固定在另一臂关节22的关节部件4的转盘41上。为此，携动件54这样形状锁合地伸入到设置在转盘41上的凹槽45中，使得该携动件抗扭转地贴靠在所述凹槽中。由此，携动件54在力学上有利地直接借助转盘的旋转与所述臂关节21一起防倾斜地扭转。此外，携动件54的端部倒圆地构造。

如从马达部件3的与图4b相比增大的尺寸中可见，驱动器83安放在该臂关节21的马达部件3中。旋转心轴85从马达部件3穿过联接件6延伸到纵向型材区段51的设置的纵向槽52中，在螺纹配合的情况下穿过携动件54并且进一步延伸直到纵向槽52的端部。

为了组装，另一臂关节22的关节部件4可以借助携动件54被移动到纵向型材区段51上的居中位置中。随后，旋转螺杆85可以在到达该位置的情况下被插入到纵向槽52中并且在进一步插入纵向槽52中的情况下旋入到携动件54中。

如能够直接从图1和10中看出，枢转轴线s在SCARA机器人中竖直地布置并且枢转轴线在关节型机器人中除了用于基座B上的基本旋转的枢转轴线外水平地布置。所提出的模块构造方式还允许，间隔件5在这里由两个平行的纵向型材区段51构造，由此可以实现机器人臂1的进一步稳定。

附图标记列表

1 机器人臂

21 臂关节

22 臂关节

3 马达部件

31 力传递器件

32 蜗杆轴

321 蜗轮

33 力矩传递轴

331 区段

34 锥齿轮

35 螺纹区段

36 马达旋转轴

4 关节部件

41 转盘

42 支撑突起部

43 贴靠面

44 螺栓

45 凹槽

5 间隔件

51 纵向轮廓区段

52 纵向槽

53 侧面

54 携动件

55 导向通道

56 固定盖

57 贯通开口

58 突起部

59 滑动轴承套筒

6 联接件

61 爪式联接器

7 角部件

8 线性驱动器

81 小齿轮

82 齿条

83 驱动器

84 齿部

85 旋转螺杆

B 基座

C 自由端部

A 顺序方向

d 旋转轴线

1 纵向方向

s 枢转轴线

Claims (19)

1.一种机器人臂(1)，其具有至少两个可枢转地相互连接的、被直接驱动的臂关节(21，22)，其特征在于，所述两个臂关节(21，22)中的至少一个臂关节具有马达部件(3)和关节部件(4)，其中，这两个部件(3，4)布置为通过间隔件(4)彼此间隔开，并且另一臂关节(22)布置为相对于所述一个臂关节(21)可改变位置地作用在所述一个臂关节(21)的间隔件(4)上。

2.按照权利要求1所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述另一臂关节(22)布置为能够可移动地固定在所述臂关节(21)的间隔件(4)上。

3.按照前述权利要求中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述另一臂关节(22)布置为能够可马达驱动移动地固定在所述臂关节(21)的间隔件(4)上。

4.按照前述权利要求中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述另一臂关节(22)借助其关节部件(4)在所述间隔件侧面地或端侧侧面地作用在所述间隔件上。

5.按照前述权利要求中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述间隔件(4)具有至少一个纵向型材区段(51)，所述另一臂关节(22)布置为可纵向移动地作用在所述纵向型材区段上。

6.按照权利要求5所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述纵向型材区段(51)具有槽型材，所述另一臂关节(22)例如通过在纵向槽(52)中被引导的携动件(54)以可被纵向移动地引导的方式配合到所述槽型材中。

7.按照权利要求5或6所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述另一臂关节(22)的关节部件(4)具有用于使所述一个臂关节(21)枢转的枢转轴线(s)，并且所述另一臂关节(22)的枢转轴线(s)布置为在安装位置中垂直于所述一个臂关节(21)的至少所述纵向型材区段(51)的区域的纵向方向(1)。

8.按照权利要求5到7中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述另一臂关节(22)的关节部件(4)为了传递转矩具有转盘(41)，通过所述转盘，所述关节部件(4)作用在所述纵向型材区段(51)上。

9.按照权利要求8所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述转盘(41)具有突出的支撑突起部(42)，所述突出的支撑突起部具有在安装位置中侧面地贴靠在所述纵向型材区段(51)上的贴靠面(43)，所述贴靠面在安装位置中与所述纵向型材区段(51)连接。

10.按照前述权利要求中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，设置力传递器件(31)，例如带、尤其齿形带或轴、尤其蜗杆轴(32)或螺杆，用于将马达力从所述马达部件(3)传递到所述关节部件(4)上，其中，所述力传递器件(31)布置为在所述间隔件(4)上被引导。

11.按照权利要求10所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述间隔件(4)具有使马达部件(3)和关节部件(4)连接的导向通道(55)，用于接收马达部件(3)和关节部件(4)之间的力传递器件和/或设置的线路，例如控制线路和/或供给线路。

12.按照权利要求4到8中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述间隔件(4)具有至少两个纵向型材区段(51)，所述至少两个纵向型材区段的纵向轴线围成小于180°的角度。

13.按照权利要求9所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述两个纵向型材区段(51)通过角部件(7)相互连接。

14.按照前述权利要求中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，在马达部件(3)和间隔件(4)之间和/或在关节部件(4)和间隔件(4)之间分别设置联接件(6)。

15.按照权利要求11所述的机器人臂(1)，其特征在于，马达部件(3)和间隔件(4)之间的所述联接件(6)和/或关节部件(3)和间隔件(4)之间的所述联接件(6)是所述间隔件(5)的一部分。

16.按照权利要求3到15中任一项所述的机器人臂(1)，其特征在于，为了所述另一臂关节(22)在所述一个臂关节(21)上的马达驱动的可移动性，设置带有旋转部件和线性部件的线性驱动器(8)。

17.按照权利要求5和16所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述旋转部件构造为小齿轮(81)并且所述线性部件构造为齿条(82)，其中，所述小齿轮(81)绕着垂直于所述枢转轴线(s)的旋转轴线(d)可旋转地布置在所述另一臂关节(22)的关节部件(4)上，在安装位置中啮合地配合在所述齿条(82)上，所述齿条布置为沿着所述关节部件(21)的纵向型材区段(51)的纵向方向(l)定向地固定在所述纵向型材区段上。

18.按照权利要求6和16所述的机器人臂(1)，其特征在于，所述旋转部件构造为旋转螺杆(85)并且所述携动件(54)用作线性部件，其中，所述旋转螺杆(85)借助布置在所述马达部件(3)中的驱动器(83)驱动，所述旋转螺杆穿过所述槽型材的所配属的纵向槽(52)朝向所述携动件(54)延伸并且在螺纹配合的情况下穿过所述携动件。

19.按照前述权利要求中任一项所述的机器人臂，其特征在于，所述臂关节(21，22)具有模块化的结构，其中，至少马达部件(3)、关节部件(4)和间隔件(4)分别构造为模块。