CN111741836B - 具有至少一个变形元件的机器人臂 - Google Patents
具有至少一个变形元件的机器人臂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111741836B CN111741836B CN201980014142.4A CN201980014142A CN111741836B CN 111741836 B CN111741836 B CN 111741836B CN 201980014142 A CN201980014142 A CN 201980014142A CN 111741836 B CN111741836 B CN 111741836B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- limb
- joint
- designed
- gap
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 17
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 77
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 22
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 208000034656 Contusions Diseases 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0208—Compliance devices
- B25J17/0225—Compliance devices with axial compliance, i.e. parallel to the longitudinal wrist axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/06—Safety devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明涉及一种机器人臂(2),具有多个节肢(12)和多个使节肢(12)彼此铰接的关节(11),节肢(12)被设计为与关节(11)共同作用以承载载荷并使其在空间中移动,关节(11)可借助机器人臂(2)的马达自动调节,以移动节肢(12),节肢(12)中的至少一个第一节肢(12.1)具有第一壳体(14.1),相应相邻的第二节肢(12.2)具有第二壳体(14.2),壳体(14.1,14.2)被设计为,将由于机器人臂(2)的自重和/或载荷产生的力和力矩分别传递至相邻的节肢(12.1,12.2),至少一个第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)和/或第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)具有变形元件(15a),其被设计为,在第一壳体(14.1)与第二壳体(14.2)之间的由于调节对应的关节(11)而可变的关节间隙(16)中形成至少大部分或完全填充该可变关节间隙(16)的缓冲体(15)。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人臂,其具有多个节肢和使这些节肢彼此铰接的多个关节,其中,节肢被设计为与关节共同作用以承载载荷并使其在空间中移动,其中,关节可通过机器人臂的马达来自动地调节,以移动节肢,其中,这些节肢中的至少一个第一节肢具有第一壳体,并且对应相邻的第二节肢具有第二壳体,其中,壳体被设计为,将由于机器人臂的自重和/或载荷而产生的力和力矩分别传递至相邻的节肢,并且其中,至少一个第一节肢和/或第二节肢具有变形元件。
背景技术
专利文献US2017/0080582A1描述了一种具有臂和腿的人形机器人,所述的臂和腿具有节肢和关节。节肢在靠近关节的区域中具有柔性区域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人臂,该机器人臂的可变的关节间隙受到保护,从而防止了手伸入到该可变的关节间隙中,该可变关节间隙是由机器人臂的使节肢连接并移动的关节的相邻节肢形成。
根据本发明,该目的通过一种机器人臂来实现,该机器人臂具有:
多个节肢和使这些节肢彼此铰接的多个关节,其中,节肢被设计为与关节共同作用以承载载荷并使载荷在空间中移动,并且关节可通过机器人臂的马达来自动地调节,以移动节肢,
其中,这些节肢中的至少一个第一节肢具有第一壳体,并且相应相邻的第二节肢具有第二壳体,并且这些壳体被设计为,将由于机器人臂的自重和/或载荷而产生的力和力矩分别传递到相邻的节肢上,
并且其中,至少一个第一节肢的第一壳体和/或第二节肢的第二壳体具有变形元件,该变形元件被设计为,在第一壳体与第二壳体之间的由于调节对应的关节而可变的关节间隙中形成至少大部分或完全填充该可变关节间隙的缓冲体。
机器人臂,特别是工业机器人,是一种可以装备工具以自动地操作和/或处理对象的工作机器,其中,其节肢可以通过其关节针对多个运动轴例如关于方向、位置和工作流程是可编程的。
工业机器人通常具有机器人臂和可编程控制器(控制装置),该控制器在运行期间如下地控制或调节工业机器人的运动流程:利用特别是电动马达或驱动器使一个或多个可自动或手动调节的关节(机器人轴)运动,其中,控制器控制或调节该马达或驱动器。
机器人臂还可以包括机座和相对于机座通过关节可转动安装的转盘,一摇臂通过另一关节可枢转地安装在转盘上。进而,一悬臂可以通过另一关节可枢转地安装在该摇臂上。在此,悬臂承载机器人手,悬臂和/或机器人手可以具有多个另外的关节。
该具有多个通过关节连接的节肢的机器人臂可以被配置为具有多个依次串联设置的节肢和关节的曲臂机器人,特别是可以将该机器人臂设计为六轴曲臂机器人或者七轴曲臂机器人。在另一种实施方式中,机器人臂可以是水平的关节臂机器人,即SCARA机器人。
由机器人臂承载并在空间中运动的载荷可以由已经紧固在机器人臂的手部法兰上的工具形成,例如夹持器。替代地或除了工具或夹持器以外附加地,该载荷也可以由待操作或待处理的工件形成。为了能够保持并移动这样的载荷,必须通过机器人臂的承载结构来传递力和力矩。因此,特别是为了形成有承载能力的悬臂,可以为轴向延伸的壳体主体配置空腔,其中,壳体主体吸收载荷的所有力和力矩,并且在空腔中布置马达、驱动器、传动机构和供应管线。这样的中空的壳体主体可以特别是被设计为管状的。
可以为使两个相邻的节肢相对于彼此可调节连接的每个关节分别配置一个马达或驱动器和/或传动机构。每个传动机构用于使从马达或驱动器引入的转速或转矩增加或减少,并使得相应的节肢能够关于相邻的节肢被调节。
驱动器可以特别是电动马达,其具有转子和定子,转子具有电转子绕组和驱动轴,定子具有电定子绕组,电定子绕组可以特别是被设置在驱动器壳体中。转子可以特别是通过以下方式连接到传动机构的输入构件:将驱动轴、特别是驱动器的中空轴连接到传动机构的中空传动轴,或者甚至与该中空传动轴一件式地构造为共同的中空轴。
通过使至少一个第一节肢的第一壳体和/或第二节肢的第二壳体具有变形元件,可以防止手伸入到相关的各个可变关节间隙中,该变形元件被设计为,在第一壳体与第二壳体之间的由于调节对应的关节而可变的关节间隙中形成至少大部分或完全填充该可变关节间隙的缓冲体。
缓冲体被相应地设计为这样填充关节间隙:使人不管是无意的还是有意地都不能进入到关节间隙中。就此而言,在考虑到节肢的相应外部轮廓形状的情况下,通过将缓冲体布置在关节间隙的内部或者使其覆盖关节间隙,消除了机器人臂的有夹住危险的区域。由于缓冲体的可变形性及其适应性的外部形状,缓冲体可以适应关节间隙的几何可变性。
对应于至少一个第一节肢和第二节肢的关节可以是转动关节,该转动关节被设计为,使第一节肢和第二节肢以剪刀状运动相对于彼此运动,以形成可变的关节间隙楔形,其中,该由缓冲体填充的可变关节间隙楔形由第一节肢的第一壳体和第二节肢的第二壳体来界定。
就此而言,该可变的关节间隙楔形可以如下地形成:即,使机器人臂的节肢在配属于其的关节上相对于相应相邻的机器人臂的节肢运动,也就是被调节。
该可变关节间隙、特别是可变关节间隙楔形可以被缓冲体通过一间隙空间而至少大部分或完全地填充,该间隙空间在第一节肢的第一壳体与第二节肢的第二壳体之间的间隙空间开口宽度大于5毫米。
通常,如果间隙空间开口宽度小于5毫米,则不存在针对特别保护的特别需求,因为人通常不能进入到这种狭窄间隙中。
缓冲体可以被设计为,填充可变关节间隙、特别是可变关节间隙楔形或间隙空间,直至在第一节肢的第一壳体与第二节肢的第二壳体之间留下最大5毫米的剩余间隙宽度。
如果间隙空间开口宽度大于5毫米,则间隙空间被缓冲体覆盖。缓冲体可以完全覆盖间隙空间。替代地,缓冲体也可以仅覆盖间隙空间至保留最大5毫米的剩余间隙就足够了。这对于防止缓冲体在另一节肢(其能够相对于缓冲体运动)上的粘附或磨擦是特别有用的。
缓冲体可以被紧固在至少一个第一节肢上,并且在此可以被设计为,在其未变形的基本形状下保持与第二节肢的最小间距为1至5毫米。
缓冲体可以被紧固在第二节肢上,并且在此可以被设计为,在其未变形的基本形状下保持与至少一个第一节肢的最小间距为1至5毫米。
缓冲体可以具有至少一个刚性的框架体,该框架体相对于第一节肢的第一壳体和相对于第二节肢的第二壳体可运动地安装在缓冲体上,并且连接到缓冲体的至少一个弹性体上,该弹性体被设计为,将该至少一个刚性的框架体在没有外力的状态下定位在基本位置上。
缓冲体可以完全由弹性模制体形成,该弹性模制体被设计为,基于其固有的弹性在没有外力的状态下使缓冲体进入到其未变形的基本形状。
该弹性模制体可以被设计为,由于其在第一节肢的第一壳体与第二节肢的第二壳体之间的压缩,与其未变形的基本形状相比,从关节间隙、特别是从关节间隙楔形向外凸出。
根据弹性模制体的可变形区域和/或保护唇的构型其在压缩时会被另一节肢或者说在两个节肢之间被向外挤压,从而使其向外凸出。由此还附加地降低了被挤伤的风险,因为放置于其上的或者旁边的身体部位(例如手或手指)被附加地向外推出,即,通过弹性模制体和/或保护唇的凸出而被从可变的关节间隙区域推离。
该模制体可以在由第一节肢的第一壳体相对于第二节肢的第二壳体的相对运动所给定的运动方向上具有较低的刚度和/或较高的弹性,并且在相对于该给定的运动方向横向延伸的横向方向上具有较高的刚度和/或较低的弹性。
该至少一个第一节肢、第二节肢和/或模制体可以具有传感器,该传感器被设计为,检测存在于第一节肢的第一壳体与第二节肢的第二壳体之间的关节间隙、特别是关节间隙楔形的间隙宽度。
该模制体可以配备有运动装置,该运动装置被设计为,使模制体主动地从其基本形状运动到偏离该基本形状的变形形状。
总而言之,本发明可以按照两级工作原理来构建,该工作原理可以纯粹被动地执行,或者在变型中可以具有附加的传感器。
在第一级或者第一阶段中,可以规定关节在正常区域内运动,即,远离相应关节的区域边界。该正常区域通常构成了关节移动性的绝大部分。其包括所有运动的大约70-90%。在这里的主要风险是拉扯。因此,可以将与相关节肢连接的、特殊成形的缓冲体定位为,使缓冲体在该第一级或第一阶段中不接触相关的节肢,并相对于(部分)圆柱形的外套表面形成一个狭窄的间隙,特别是小于等于5毫米的间隙。
在此可以将缓冲体构造为沿关节运动方向是柔性的,而沿相对于关节运动方向横向延伸的方向是尽可能刚性的或非柔性的。可以将单个区域构造为柔性的,或者将整个缓冲体构造为弹性的、特别是橡胶状的唇的形式。在弹性唇的情况下,特别是可以通过下述的组合来产生期望的柔性特性:即,在横向于关节运动方向延伸的方向上为倾向于刚性的元件,例如突出的肋或硬质的薄片,并且在关节运动方向上为软性的元件,例如弹性体或中空腔。因此,缓冲体可以防止意外的拉入,因为间隙总是足够窄并且外表面由于径向刚度而具有排斥作用。可能的构型还有将弹性元件(例如板簧)与硬的但可运动的挡板相组合。意外的拉入特别是可以理解为,由于相关关节的相邻节肢的相对运动,诸如衣服、头发、纸或人的手指等意外进入到可变间隙区域中的物体会被拉入到可变间隙中。
由缓冲体形成的保护唇可以按照关节点的几何构型大规模地且非常便宜地制造,例如制造为定长的环形型材。
如果关节在第二级或第二阶段中运动到其边界区域中,则其不会被沿关节运动方向为柔性的保护元件,即缓冲体,限制其运动性。在该第二阶段中,对应的节肢接触到特别是上唇区域,优选为线形地接触,并沿节肢的方向挤压该上唇区域。由于唇沿在空间上接近转动轴线,因此可以非常轻松地引起变形,而无需额外的马达力矩或额外的致动器。在此,甚至可以假设该额外的力矩处于可能存在的机器人内部的关节力矩传感器的测量精度范围内,因此不会影响测量精度。由于几何原因,唇缘相对于另一节肢的相对运动在接触状态下非常小,这意味着可以减少磨损。
根据保护唇的可变形区域的构型,在压缩时通过另一个元件将其向外压。由此也附加地降低了被挤伤的风险,因为放置于其上的身体部分,例如手或手指,被向外推出。
基于抵御、拦截和/或推出实现的纯粹保护功能可以特别是纯粹被动地实现。这样可以确保不会发生意外的拉扯或夹住。如果还想排除使用不当的情况,则可以例如使用传感器进行监视。为此,在一种构型中,例如可以使用传感器来监视间隙:即,沿间隙纵向方向、即关节轴向方向集成光栅。相比于对关节位置的可靠的位置检测,也可以通过安全技术来检测:保护唇是否由于外部过程而向下弯曲,例如人为的有意操纵,以及是否由于系统原因而没有例如被另一节肢压下。
可以被放置或集成在唇部上的、简单的接触条同样能够实现这种监视。
如果保护唇不是被另一节肢的外表面向下压,而是应在无接触的情况下后撤,则也可以使用这样的构型:即,例如通过滑槽导向或曲线元件,使唇部运动到内部,也就是例如结构覆层(Strukturverkleidung)的下方。
因此,利用根据本发明的实施方式,可以在机器人中,特别是在狭窄的关节结构(叉形结构,很少或没有分层)的情况下,保护夹住和拉入点,并且仍然可以保持关节的良好运动性。这种保护的实施方式能够至少主要或者纯粹被动地并且成本非常低地实现,并且能够作为安全地实现具有叉形结构的关节的机器人的基础,以用于人-机协作领域。
附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。这些示例性实施例的具体特征必要时也可以被单独地或以组合特征的形式视为本发明的一般性特征,而与其在本文中在哪里被提及无关。在附图中:
图1示出了具有机器人臂和机器人控制器的示例性工业机器人,
图2示出了机器人臂的示例性关节的示意图,该机器人臂具有第一节肢、第二节肢和根据本发明的处于基本位置的缓冲体,
图3示出了根据图2的关节的示意图,其中缓冲体处于正常区域中的关节位置,
图4示出了根据图2的关节的示意图,其中缓冲体处于边界区域中的关节位置,
图5示出了根据图2的关节的示意图,其中示出了具有高刚度和低刚度的区域,
图6示出了根据图2的具有缓冲体的关节的示意图,该缓冲体具有中空腔,
图7示出了根据图2的具有缓冲体的关节的示意图,该缓冲体具有刚性的框架体和柔性的覆层,
图8示出了根据图2的具有缓冲体的关节的示意图,该缓冲体具有可调节的刚性框架体,
图9示出了根据图2的具有缓冲体的关节的示意图,该缓冲体配置有光栅形式的传感器,
图10示出了根据图2的具有缓冲体的关节的示意图,该缓冲体配置有布置在外部的传感器,
图11示出了根据图2的具有缓冲体的关节的示意图,该缓冲体配置有布置在缓冲体内部的传感器。
具体实施方式
图1示出了机器人1,其具有机器人臂2和机器人控制器13。在本实施例的情况下,机器人臂2包括多个相继设置并借助关节11连接的节肢12。节肢12特别是机座3和相对于机座3围绕竖直延伸的转动轴A1可转动安装的转盘4。摇臂5在下端部上,例如在未详细示出的摇臂轴承头上,围绕优选水平的转动轴A2可枢转地安装在转盘4上。悬臂6又围绕同样优选水平的转动轴A3可枢转地安装在摇臂5的上端部上。该悬臂在端侧以其优选为三个的转动轴A4、A5、A6承载机器人手7。在本实施例的情况下,悬臂6具有可枢转地安装在摇臂5上的基臂9。悬臂6的前臂10围绕转动轴A4可转动地安装在该基臂9上。在本实施例的情况下,除了机座3、转盘4、摇臂5和基臂9以外,机器人臂2的其它节肢还包括优选为多轴机器人手7的节肢12,其具有被构造为连接法兰8的紧固装置,用于紧固未示出的末端执行器,例如工具或夹持器。
在本实施例的情况下,机器人臂2相应地具有:机座3;借助于机器人臂2的第一关节11围绕第一转动轴A1可转动地安装在机座3上的转盘4;借助于机器人臂2的第二关节11围绕第二转动轴A2可转动地安装在转盘4上的摇臂5;借助机器人臂2的第三关节11围绕第三转动轴A3可转动地安装在摇臂5上的基臂9;以及安装在基臂9上的多轴机器人手7。
在如图2至图11所示的节肢12中,代表性地示出了具有第一壳体14.1的第一节肢12.1和相邻的具有第二壳体14.2的第二节肢12.2。壳体14.1、14.2被设计为,将由于机器人臂2的自重和/或载荷而产生的力和力矩分别传递到相邻的节肢12.1、12.2上。
在本实施例的情况下,至少一个第一节肢12.1的第一壳体14.1具有变形元件15a,该变形元件被设计为,在第一壳体14.1与第二壳体14.2之间的由于调节对应的第二关节12.2而可变的关节间隙16中形成至少大部分或完全填充该可变关节间隙16的缓冲体15。
在本实施例的情况下,对应于第一节肢12.1和第二节肢12.2的各个关节11被设计为转动关节,这些转动关节分别被设计为,使第一节肢12.1和第二节肢12.2以剪刀状的运动相对于彼此运动,以形成可变的关节间隙楔形16a,其中,由缓冲体15填充的可变的关节间隙楔形16a由第一节肢12.1的第一壳体14.1和第二节肢12.2的第二壳体14.2来界定。
该可变的关节间隙16,特别是可变的关节间隙楔形16a,由缓冲体15通过一间隙空间被至少大部分或完全地填充,该间隙空间在第一节肢12.1的第一壳体14.1与第二节肢12.1的第二壳体14.2之间的间隙空间开口宽度大于5毫米。
根据图7和图8,缓冲体15具有至少一个刚性的框架体17,该框架体相对于第一节肢12.1的第一壳体14.1并相对于第二节肢12.2的第二壳体14.2可运动地安装在缓冲体15上,并且与缓冲体15的至少一个弹性体18连接,该弹性体被设计为,在没有外力的状态下将至少一个刚性的框架体17定位在基本位置上。在根据图7的实施方式变型中,该刚性的框架体17是由多个手风琴状的肋形成,这些肋被包覆弹性体层。该弹性体层在此形成外部的、套状的弹性体18,其同时形成缓冲体15的外皮。在根据图8的实施方式变型中,刚性的框架体17形成裙状的外套表面,该外套表面被紧固在单独的杠杆上。该裙状的外套表面在此被紧固在该杠杆的自由端部上。该单独的杠杆可以包括固有的或者单独的弹性件,这些弹性件形成弹性体18,以使该单独的杠杆移动,从而使裙状的外套表面进入到其基本位置。
相反,在根据图5和图6的实施方式中,缓冲体15完全由弹性模制体制成,该弹性模制体被设计为,由于其固有的弹性而使缓冲体15在没有外力的状态下进入其未变形的基本形状。为此,弹性缓冲体15例如可以具有空气室。多个空气室可以通过径向延伸的斜撑分开。斜撑可以由弹性缓冲体15的弹性材料特别是一件式地形成。
特别是如图4中所示,弹性模制体15可以被设计为,由于其在第一节肢12.1的第一壳体14.1与第二节肢12.2的第二壳体14.2之间的压缩,与其未变形的基本形状(见图2或图3)相比,从关节间隙16、特别是从关节间隙楔形16a向外凸出,如图4中附图标记19所示。
图9至图11示出了第一节肢12.1、第二节肢12.2和/或模制体15如何具有至少一个传感器20.1、20.2、20.3,这些传感器被设计为,检测存在于第一节肢12.1的第一壳体14.1与第二节肢12.2的第二壳体14.2之间的关节间隙16、特别是关节间隙楔形16a的间隙宽度。
在图9中,至少一个传感器20.1被设计为作用于关节间隙16、特别关节间隙楔形16a中的光栅。在图10中,至少一个传感器20.2被设计为布置在模制体15的外表面上的传感器20.2。在图11中,至少一个传感器20.3被设计为布置在模制体15内部的传感器20.3。
Claims (14)
1.一种机器人臂,具有:
多个节肢(12)和多个关节(11),所述关节使所述节肢(12)相互铰接,其中,所述节肢(12)被设计为与所述关节(11)共同作用以承载载荷并使载荷在空间中移动,并且所述关节(11)能够通过所述机器人臂(2)的马达自动地调节,以移动所述节肢(12),
其中,所述节肢(12)中的至少一个第一节肢(12.1)具有第一壳体(14.1),并且各自相邻的第二节肢(12.2)具有第二壳体(14.2),并且所述壳体(14.1,14.2)被设计为,将由于所述机器人臂(2)的自重和/或所述载荷而产生的力和力矩分别传递到相邻的节肢(12.1,12.2)上,
并且其中,至少一个所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)和/或所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)具有变形元件(15a),
其中,所述变形元件(15a)被设计为,在所述第一壳体(14.1)与所述第二壳体(14.2)之间的由于调节对应的关节(11)而可变的关节间隙(16)中形成至少大部分或完全填充所述可变的关节间隙(16)的缓冲体(15),并且
其中,所述缓冲体(15)被紧固在至少一个所述第一节肢(12.1)上并且被设计为,在其未变形的基本形状下与所述第二节肢(12.2)保持1至5毫米的最小间距;或者其中,所述缓冲体(15)被紧固在所述第二节肢(12.2)上并且被设计为,在其未变形的基本形状下与至少一个所述第一节肢(12.1)保持1至5毫米的最小间距。
2.根据权利要求1所述的机器人臂,其中,对应于至少一个所述第一节肢(12.1)和所述第二节肢(12.2)的关节(11)是转动关节,所述转动关节被设计为,使所述第一节肢(12.1)和所述第二节肢(12.2)以剪刀状的运动相对于彼此运动,以形成可变的关节间隙楔形(16a),其中,由所述缓冲体(15)填充的所述可变的关节间隙楔形(16a)由所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)和所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)界定。
3.根据权利要求2所述的机器人臂,其中,所述可变的关节间隙(16)由所述缓冲体(15)经由一间隙空间被至少大部分或完全地填充,该间隙空间在所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)与所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)之间的间隙空间开口宽度大于5毫米。
4.根据权利要求3所述的机器人臂,其中,所述可变的关节间隙(16)是所述可变的关节间隙楔形(16a)。
5.根据权利要求3所述的机器人臂,其中,所述缓冲体(15)被设计为,填充所述可变的关节间隙(16)或所述间隙空间,直至在所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)与所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)之间留下最大5毫米的剩余间隙宽度。
6.根据权利要求5所述的机器人臂,其中,所述可变的关节间隙(16)是所述可变的关节间隙楔形(16a)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机器人臂,其中,所述缓冲体(15)具有至少一个刚性的框架体(17),该框架体相对于所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)并相对于所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)可运动地安装在所述缓冲体(15)上,并且与所述缓冲体(15)的至少一个弹性体(18)连接,该弹性体被设计为,在没有外力的状态下将所述至少一个刚性的框架体(17)定位在基本位置上。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的机器人臂,其中,所述缓冲体(15)完全由弹性的模制体形成,该弹性的模制体被设计为,由于其固有的弹性而使所述缓冲体(15)在没有外力的状态下进入所述缓冲体的未变形的基本形状。
9.根据权利要求8所述的机器人臂,其中,所述弹性的模制体被设计为,与其未变形的基本形状相比,由于其在所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)与所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)之间的压缩而从所述可变的关节间隙(16)向外凸出。
10.根据权利要求9所述的机器人臂,其中,所述可变的关节间隙(16)是所述可变的关节间隙楔形(16a)。
11.根据权利要求8所述的机器人臂,其中,所述弹性的模制体在由所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)相对于所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)的相对运动所预先给定的运动方向上具有低的刚度和/或高的弹性,并且在相对于该预先给定的运动方向横向延伸的横向方向上具有高的刚度和/或低的弹性。
12.根据权利要求8所述的机器人臂,其中,至少一个所述第一节肢(12.1)、所述第二节肢(12.2)和/或所述弹性的模制体具有传感器(20.1,20.2,20.3),所述传感器被设计为,检测存在于所述第一节肢(12.1)的第一壳体(14.1)与所述第二节肢(12.2)的第二壳体(14.2)之间的所述可变的关节间隙(16)的间隙宽度。
13.根据权利要求12所述的机器人臂,其中,所述可变的关节间隙(16)是所述可变的关节间隙楔形(16a)。
14.根据权利要求8所述的机器人臂,其中,所述弹性的模制体配备有运动装置,该运动装置被设计为,主动地将所述弹性的模制体从所述弹性的模制体的基本形状运动到偏离该基本形状的变形形状。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018202459.6A DE102018202459B3 (de) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Roboterarm mit wenigstens einem Verformungselement |
DE102018202459.6 | 2018-02-19 | ||
PCT/EP2019/053825 WO2019158700A1 (de) | 2018-02-19 | 2019-02-15 | Roboterarm mit wenigstens einem verformungselement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111741836A CN111741836A (zh) | 2020-10-02 |
CN111741836B true CN111741836B (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=65235037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980014142.4A Active CN111741836B (zh) | 2018-02-19 | 2019-02-15 | 具有至少一个变形元件的机器人臂 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11351679B2 (zh) |
EP (1) | EP3755507B1 (zh) |
CN (1) | CN111741836B (zh) |
DE (1) | DE102018202459B3 (zh) |
WO (1) | WO2019158700A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11318626B1 (en) * | 2018-03-02 | 2022-05-03 | Empower Robotics Corporation | Compliant joint for a robotic arm |
JP7149208B2 (ja) * | 2019-03-14 | 2022-10-06 | 川崎重工業株式会社 | ロボットの関節構造体 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4555198A (en) * | 1984-09-04 | 1985-11-26 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubberized ball rod stud for automotive steering assembly |
US4739692A (en) * | 1984-05-29 | 1988-04-26 | Fluidic Motion Corporation | Liquid contractility actuator |
US5674296A (en) * | 1994-11-14 | 1997-10-07 | Spinal Dynamics Corporation | Human spinal disc prosthesis |
JP2000158378A (ja) * | 1998-11-26 | 2000-06-13 | Seiko Epson Corp | ロボットおよびロボットの制御装置 |
CN1666720A (zh) * | 2005-04-04 | 2005-09-14 | 江南大学 | 螺旋弹簧式人工肌肉的柔性关节 |
CN102152315A (zh) * | 2011-02-01 | 2011-08-17 | 赵德政 | 一种封闭润滑的仿生关节装置 |
JP2015166117A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 学校法人立命館 | ロボットアーム |
CN105307824A (zh) * | 2013-04-16 | 2016-02-03 | 库卡罗伯特有限公司 | 具有设置在悬臂上的驱动器布局的工业机器人 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2292676A (en) * | 1941-08-21 | 1942-08-11 | Leon F Thiry | Rubber ball and socket joint |
US4229839A (en) * | 1977-11-16 | 1980-10-28 | Lord Corporation | Joint prosthesis |
FR2639077B1 (fr) * | 1988-11-17 | 1990-12-28 | Caoutchouc Manuf Plastique | Support elastique a rotules deformables pour la fixation d'un garnissage avec rappel elastique amorti presentant une course laterale importante |
US5491882A (en) * | 1993-12-28 | 1996-02-20 | Walston; D. Kenneth | Method of making joint prosthesis having PTFE cushion |
FR2778953B1 (fr) * | 1998-05-20 | 2000-08-11 | Sb Ingenierie | Element de fixation articule a rotule sertie |
US6588967B2 (en) * | 2001-04-06 | 2003-07-08 | Evgeny I. Rivin | Joint |
JP2002307372A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-23 | Yaskawa Electric Corp | 回転関節の安全機構 |
DE102005027825A1 (de) * | 2005-06-15 | 2007-01-04 | Zf Friedrichshafen Ag | Kugelgelenk mit Sensoreinrichtung und Verfahren zur Dichtigkeitserkennung |
JP5302647B2 (ja) | 2008-12-09 | 2013-10-02 | 東海ゴム工業株式会社 | 連結部の被覆材 |
CN202200304U (zh) * | 2011-05-17 | 2012-04-25 | 赵德政 | 一种封闭润滑的仿生关节装置 |
FR3021573B1 (fr) | 2014-06-03 | 2019-04-19 | Aldebaran Robotics | Systeme anti coincement dans un robot a caractere humanoide |
-
2018
- 2018-02-19 DE DE102018202459.6A patent/DE102018202459B3/de active Active
-
2019
- 2019-02-15 EP EP19706266.4A patent/EP3755507B1/de active Active
- 2019-02-15 US US16/971,097 patent/US11351679B2/en active Active
- 2019-02-15 CN CN201980014142.4A patent/CN111741836B/zh active Active
- 2019-02-15 WO PCT/EP2019/053825 patent/WO2019158700A1/de unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4739692A (en) * | 1984-05-29 | 1988-04-26 | Fluidic Motion Corporation | Liquid contractility actuator |
US4555198A (en) * | 1984-09-04 | 1985-11-26 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubberized ball rod stud for automotive steering assembly |
US5674296A (en) * | 1994-11-14 | 1997-10-07 | Spinal Dynamics Corporation | Human spinal disc prosthesis |
JP2000158378A (ja) * | 1998-11-26 | 2000-06-13 | Seiko Epson Corp | ロボットおよびロボットの制御装置 |
CN1666720A (zh) * | 2005-04-04 | 2005-09-14 | 江南大学 | 螺旋弹簧式人工肌肉的柔性关节 |
CN102152315A (zh) * | 2011-02-01 | 2011-08-17 | 赵德政 | 一种封闭润滑的仿生关节装置 |
CN105307824A (zh) * | 2013-04-16 | 2016-02-03 | 库卡罗伯特有限公司 | 具有设置在悬臂上的驱动器布局的工业机器人 |
JP2015166117A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 学校法人立命館 | ロボットアーム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111741836A (zh) | 2020-10-02 |
WO2019158700A1 (de) | 2019-08-22 |
EP3755507B1 (de) | 2023-05-10 |
EP3755507A1 (de) | 2020-12-30 |
DE102018202459B3 (de) | 2019-02-21 |
US11351679B2 (en) | 2022-06-07 |
US20200376686A1 (en) | 2020-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6689872B2 (ja) | 柔軟適応ロボットグラスパ | |
US8443693B2 (en) | Rotary series elastic actuator | |
JP5265635B2 (ja) | 腱駆動型指作動システム | |
CN111741836B (zh) | 具有至少一个变形元件的机器人臂 | |
US8511964B2 (en) | Humanoid robot | |
JP5388966B2 (ja) | 手首関節アセンブリ、及び人間型ロボット | |
JP2007516854A (ja) | 伸縮式の手のひらを有するロボットハンド | |
KR101435514B1 (ko) | 회전조인트에서의 토크를 측정하여 사용자의 동작의도를 추정하는 근력증강로봇 및 그 제어방법 | |
Dollar et al. | The SDM Hand: A highly adaptive compliant grasper for unstructured environments | |
CN110621446A (zh) | 机器人系统以及机器人系统的控制方法 | |
Cerruti et al. | ALPHA: A hybrid self-adaptable hand for a social humanoid robot | |
Morita et al. | Human symbiotic robot design based on division and unification of functional requirements | |
Gillespie et al. | Series elasticity for free free-space motion for free | |
KR20170027742A (ko) | 휴머노이드 로봇에 구성되고 안전하게 모터 구동되는 힌지 | |
JP6514520B2 (ja) | ハンド装置、それを備えたロボットアーム及びロボット | |
CN113939386A (zh) | 机器人手爪以及机器人 | |
KR102570991B1 (ko) | 수동 능동 복합형 의수 | |
US20190224856A1 (en) | Hand intended to equip a humanoid robot | |
JP5771506B2 (ja) | 流体圧伝達装置及びそれを用いたロボット | |
Yin et al. | Design and optimization of a wearable upper limb exoskeleton based on adams | |
JP7009193B2 (ja) | ハンド機構 | |
JP3536089B2 (ja) | 遠隔操作装置 | |
JP2014213416A (ja) | ロボット装置及びその動作方法 | |
Mayo | Morphological design methodology of rugged underactuated gripper | |
Sharp et al. | Design and analysis of a wheelchair mounted robotic arm with remote actuation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |