CN114174018A - 用于工业机器人的模块化的机器人手臂的手臂模块 - Google Patents

Abstract

手臂模块具有外壳(10)，该外壳具有第一连接侧(11)和第二连接侧(12)。第一连接侧(11)被设计成能相对于第二连接侧(12)绕着旋转轴线可控地旋转。第一连接侧(11)具有可旋转的第一连接装置(30)，并且第二连接侧(12)具有固定于外壳的第二连接装置(40)。还设置一种用于数据信号、电能和流体的旋转传输的多功能旋转传输系统。还包括驱动装置(13)，该驱动装置具有带输出轴(17)的轴装置(19)，该轴装置与第一连接侧(11)的可旋转的第一连接装置(30)抗扭连接，其中该轴装置(19)形成该多功能旋转传输系统的部分。

Description

用于工业机器人的模块化的机器人手臂的手臂模块

技术领域

本发明涉及一种用于工业机器人的模块化的机器人手臂的手臂模块。本发明还涉及一种工业机器人。

背景技术

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 120 135.7的优先权，该德国专利申请于2019年7月25日提交，名称为“用于工业机器人的模块化的机器人手臂的手臂模块”，其公开内容通过回引而并入本文。

自动化技术(实施、测量、控制/调节、通信、人/机接口、安全性等等)的技术学科的任务在于：使包括工业机器人和/或设施在内的机器自动化，也就是说从自身出发能够独立且无需人类协助地运行。在设施中的相应的机器和/或相关的设施越不受人类干预，自动化系统中的自动化程度(自动化的生产步骤与所有生产步骤的比例)就越高。

自动化技术的目标在于：使人类摆脱危险的、繁重的和/或单调的活动；通过技术设施来改善质量；设施的工作能力更高；以及通过设施来降低成本。随着在机器、信号采集、信号处理和/或自动化系统内的组件的通信(联网)方面的进步，现有的设施或者新设施的自动化程度与现有技术相比可以显著提高。

特定于应用的工业机器人(机械手)是自动化设施的固定组成部分。工业机器人是用于对工件进行操纵、安装和/或加工的可编程机器。工业机器人通常包括：机器人底座；机器人手臂(机械手)，该机器人手臂具有多个相对于彼此可枢转和/或可旋转(旋转角度受限，必要时略大于约360°)的近端(朝向机器人底座)手臂链节和远端(远离机器人底座)手臂链节；(末端)执行器(机器人手、工具、抓具等等)；本地控制器/调节器；以及必要时全局控制器/调节器。工业机器人通常装备有不同的传感器。在编程后，工业机器人能够自主执行工作流程或者根据传感器的信息来改变任务的执行。

彼此相关的、相对于彼此可枢转或可旋转的手臂链节具有共同的机械接口，其中除了该机械接口之外，必须传送光信号和/或电压(控制信息)以及电能并且必要时引导流体(一种或多种气体和/或一种或多种液体)离开。为此，需要拖链，以便引导并且不破坏相应的线路。在此，彼此相关的手臂链节无法实现任意的转圈(旋转)。此外，不同接口意味着有多个制造商。

发明内容

因而，本发明的任务在于：实现一种机器人手臂，该机器人手臂的手臂模块相对于彼此可旋转，其中控制信息、能量和流体可以通过相对于彼此可旋转的手臂链节。

本发明的任务利用一种按照独立权利要求所述的用于工业机器人的模块化的机器人手臂的手臂模块并且利用一种按照独立权利要求所述的工业机器人来被解决。有利的扩展方案在从属权利要求中说明。

该手臂模块具有外壳，该外壳具有第一连接侧和第二连接侧。第一连接侧被设计成能相对于第二连接侧绕着旋转轴线可控地旋转。第一连接侧具有可旋转的第一连接装置，并且第二连接侧具有固定于外壳的第二连接装置。还设置一种用于数据信号、电能和流体的旋转传输的多功能旋转传输系统。

利用这种手臂模块，可以实现工业机器人的模块化的机器人手臂，该模块化的机器人手臂可以任意频繁地被旋转，使得也可以实现远大于360°的旋转角度(转角)。

在该手臂模块中，设置具有轴装置的驱动装置，该轴装置与第一连接侧的可旋转的第一连接装置抗扭连接，其中该轴装置构成该多功能旋转传输系统的部分。

该设计方案引起该手臂模块的紧凑结构，在该紧凑结构中，该多功能旋转传输系统的可旋转的部分组合在该轴装置的部分中。

该轴装置可具有输出轴，在该输出轴上布置有第一连接侧的可旋转的第一连接装置，其中信号通路被设立成在输出轴中的中央纵向通槽，电通路被设立成在输出轴中的偏心纵向通槽并且流体通路被设立成在输出轴中的另一偏心纵向通槽。

该多功能旋转传输系统具有电滑环装置，该电滑环装置具有带电刷的电刷装置和带滑动触点的滑动接触环装置。在此，在该轴装置的输出轴上的滑动接触环装置布置为使得电滑动接触环装置的滑动触点与输出轴一起旋转并且从电刷装置的所分配的电刷中获取电力。

该多功能旋转传输系统的这种设计方案能够实现电能量在该手臂模块之内在两个相对于彼此可旋转的连接侧之间的可靠传输。

该多功能旋转传输系统还具有流体供应装置，该流体供应装置具有周向流体通道。在输出轴内的流体通路的纵向通槽被设计成流体管线(Fluidleitungen)，其中这些流体管线分别具有被分配给相应的周向流体通道的流体管线通孔。因此，能在周向流体通道与流体管线之间传输流体。

利用这样设计的多功能旋转传输系统，尤其也可以在该手臂模块之内在两个相对于彼此可旋转的连接侧之间在多个通道上进行流体传输。

该多功能旋转传输系统的流体供应装置至少部分地布置在电滑环装置内。

相对于轴向布置而言，流体旋转穿通部和电滑环装置的这种径向布置比较短，使得总体尺寸小。

在下文，本发明依据实施例参考随附的示意性且未按正确比例的附图来进一步被阐述。在附图说明、附图标记清单、权利要求书中并且在附图的图中用相同的附图标记来表征具有相同或类似设计的部分、元件、构件、单元、组件和/或方案。

在本发明中，特征可以以肯定的方式、也就是说以存在的方式或者以否定的方式、也就是说以不存在的方式被设计，其中否定特征未明确解释成特征，除非按照本发明重视它不存在的事实，即实际做出的发明而非通过现有技术来构造的发明在于省去该特征。

说明书的特征也能被解读成可选特征；也就是说每个特征都可以被理解成任选的、任意的或优选的特征，即被理解成非约束性的特征。这样，从实施例中能够提取特征、必要时包括其外围在内，其中该特征接着能转用于广义的发明想法。在一个实施例中缺少特征表明该特征就本发明而言是可选的。

附图说明

在附图中：

图1以透视图示出了具有模块化六轴机器人手臂的工业机器人；

图2以透视图示出了用于图1中的机器人手臂的主动手臂模块；

图3以截面图示出了图1中的工业机器人的两个彼此连接的主动手臂模块；

图4以截面图示出了图3中的主动手臂模块，该主动手臂模块具有多功能旋转传输系统，其中示意性示出了信号传输、电能传输和流体传输的路径；

图5以透视图示出了在图4中的主动手臂模块中的可旋转的输出轴，该输出轴具有连接在其上的可旋转的连接装置；

图6以俯视图示出了图5中的可旋转的连接装置；

图7以截面图示出了图5中的可旋转的输出轴，该输出轴具有连接在其上的可旋转的连接装置；

图8以详细视图示出了在多功能旋转传输系统中的信号旋转传输装置的实施方式；

图9以详细视图示出了在多功能旋转传输系统中的信号旋转传输装置的另一实施方式；

图10以截面图示出了图1中的工业机器人的主动手臂模块，其具有在多功能旋转传输系统中的信号旋转传输装置的另一实施方式；

图11以详细视图示出了图10中的旋转传输装置；

图12以透视图示出了在多功能旋转传输系统中的电旋转传输装置的实施方式；

图13以透视图示出了在多功能旋转传输系统中的流体旋转传输装置的实施方式的部分；以及

图14以偏移剖开的透视图示出了在多功能旋转传输系统中的流体旋转传输装置的实施方式的另一部分。

具体实施方式

在下文，本发明依据用于工业机器人的模块化的机器人手臂的实施方式的多功能旋转传输系统的变型方案的实施例来进一步被阐述。尽管通过这些实施例更详细地进一步描述和图解说明本发明，但是本发明并不受所公开的实施例的限制，而是具有更基本的性质。

在附图中，仅示出了本发明的主题的对于理解本发明来说所需的那些空间部分。对本发明的阐述在下文还涉及具有轴向方向Ar、径向方向Rr和周向方向Ur的极坐标系。在此，确定手臂模块的旋转轴线Ra与涉及该手臂模块的轴向方向Ar同轴或平行。

应该借助于在模块化工业机器人中的多功能旋转传输系统来进行对数据信号、电流或电压和流体的旋转传输。在这种情况下，模块化工业机器人的手臂模块应该能经由可插接的或可螺旋拧紧的接触部来彼此连接。在此，用于传输数据信号、电流或电压和流体的相应的连接装置应该同样是可插接的。

相应的装置应该鲁棒并且能够在工业环境中保持其功能能力。此外，相应的装置应该成本低廉且节省空间，原因在于各个手臂模块应该紧凑地并且以具有竞争力的价格来被提供。

可以通过光信号来进行数据信号的传输，这些光信号通过光波导来被引导。为了传输数据信号，也可以使用在数据线缆中运行的电信号。为此，需要多功能旋转传输系统的信号旋转传输装置，以便可以实现对这些手臂模块彼此间的可旋转性的规定。

为了还可以实现对这些手臂模块相对于彼此的可旋转性的规定，在手臂模块内部借助于多功能旋转传输系统的以电滑环装置为形式的电旋转传输装置来进行对电流或电压的旋转传输。

为了还可以实现对流体的旋转传输，在手臂模块内部借助于多功能旋转传输系统的以流体旋转穿通部为形式的流体旋转传输装置来进行对流体的旋转传输。

在图1中，示例性示出了模块化工业机器人的机器人手臂2的变型方案的实施方式，该工业机器人也可称为搬运机器人或者工作机器。工业机器人是具有多个自由度的自动化机器，该工业机器人可以通过被预先编程的控制器/调节器在工作环境中以(有条件的)个体贡献来执行各种功能。模块化工业机器人包括：机器人底座1、机器人手臂2和优选地可更换的(末端)执行器(未示出)，也可称为机器人手，例如具有：工具、抓具等等，该(末端)执行器能布置在机器人手臂2的远端7处。

机器人手臂2具有两个到六个运动轴。在图1中的实施方式中，设置六个旋转自由度。在此，在相关的旋转轴线的两个周向方向上可以执行机器人手臂2的相关的手臂模块的任意数目的完整的和部分的转圈。能够将相应的旋转轴线也设计成枢转轴线或者转动轴线，也就是说将相关的手臂模块的运动限制到特定角度，诸如限制到小于720°、540°、360°、270°、180°、90°或45°的角度。

手臂模块4或该手臂模块4的相应的旋转轴线Ra_n可以分配有传感器(在图1中未示出)，这些传感器的数据可以被用于控制相应的手臂模块4或机器人手臂2。例如可以设置力和/或转矩传感器以及位置传感器，利用这些传感器能检测对手臂模块4的力和/或转矩以及该手臂模块4的位置。必要时，这也能限于机器人手臂2的部分或者纵向端部部分。

工业机器人的当前的机器人手臂2模块化地构造得具有多个手臂模块4。原则上，这些手臂模块4能任意地设计，其中如图1中所示，可以区分主动手臂模块5与被动手臂模块6。主动手臂模块5具有驱动装置13，借助于该驱动装置，可以使得能与其连接的另一手臂模块4枢转、旋转和/或转动。与此类似，被动手臂模块6没有驱动装置。手臂模块4的基本上针对主动手臂模块5所描述的所有特征都可以类似地或以经适配的形式也在被动手臂模块6中被设计。替代地，被动手臂模块5也可以不具有所描述的用于数据、能量和/或流体的旋转传输装置或者只具有所描述的用于数据、能量和/或流体的旋转传输装置中的一些。

在当前情况下，用于机器人手臂2的确定模块化套件具有至少一种J形主动手臂模块5以及必要时至少一种I形被动手臂模块6，它们分别具有端侧和/或纵向侧/机身侧的并且分别彼此机械互补的或者机械上类似的连接端。替代主动手臂模块5的J形或被动手臂模块6的I形，必要时能应用其它几何形状。

除了机器人底座1和/或在远端7处的执行器之外，优选地，用于机器人手臂2的这种模块化套件的全部手臂模块4都被设计为使得始终有两个手臂模块4的两个连接端彼此对应并且可以彼此连接。也就是说，模块化套件的任意手臂模块4的第一连接侧能连接在该模块化套件的任意的另一手臂模块4的第二连接侧，或者反过来。优选地，手臂模块4的第一连接侧和第二连接侧分别具有统一的、互补的接触组装件，该接触组装件保证了手臂模块4在模块化套件的相关的、尤其是所有的结构系列上的兼容性。

在图1中，主动手臂模块5和被动手臂模块6为了区分而分别配备有通过点来隔开的附加编号，其中从机器人底座1出发朝着远端7的方向进行编号。在按照图1的实施方案中的机器人手臂2的情况下，第一主动手臂模块5.1与机器人底座1在第一连接侧连接。第二主动手臂模块5.2的第一连接侧连接到第一主动手臂模块5.1的第二连接侧上。在第二主动手臂模块5.2与第三主动手臂模块5.3之间布置有第一被动手臂模块6.1，该第一被动手臂模块使第二主动手臂模块5.2的第二连接侧与第三主动手臂模块5.3的第二连接侧连接。第四主动手臂模块5.4的第二连接侧连接在第三主动手臂模块5.3的第一连接侧上。第四主动手臂模块5.4的第一连接侧经由第二被动手臂模块6.2与第五主动手臂模块5.5的第二连接侧连接。第六主动手臂模块5.6的第二连接侧连接到第五主动手臂模块5.5的第一连接侧上，接着该第六主动手臂模块的第一连接侧构成机器人手臂2的远端7。

在图2中，以透视图示例性地示出了用于图1中的机器人手臂2的主动手臂模块5。在此，J形的外壳10使第一连接侧11与第二连接侧12机械连接。对于第一连接侧11和第二连接侧12来说，分别显示极坐标系，该极坐标系具有轴向方向Ar、径向方向Rr和周向方向Ur，该轴向方向、该径向方向和该周向方向分别配备有用于所分配的连接侧的相应的索引。对于每个连接侧来说，还示出了所分配的具有相应的索引的旋转轴线Ra。

主动手臂模块5的第一连接侧11能与另一手臂模块4(未示出)的第二连接侧机械耦合、光学耦合、电耦合以及流体耦合。此外，主动手臂模块5的第二连接侧12能与另一手臂模块4(未示出)的第一连接侧机械耦合、以信号技术方式例如光学耦合、电耦合以及流体耦合。在这种情况下，主动手臂模块5的第一连接侧11优选地可旋转地设置在主动手臂模块5上，其中第二连接侧12接着固定地设立在主动手臂模块5上。但是，对可旋转的和不可旋转的连接侧的规定也可以正好反过来。在图1中的被动手臂模块6的情况下，不仅第一连接侧而且第二连接侧都在I形外壳上刚性地被实施。主动手臂模块和被动手臂模块的第一连接侧和第二连接侧被设计成彼此对应。

在图2中示出的手臂模块5的情况下，第一连接侧11具有可旋转的第一连接装置30，并且第二连接侧12具有固定于外壳的第二连接装置40。

垂直于第一连接侧11的旋转轴线Ra₁₁延伸的可旋转的第一连接装置30被设计成圆形并且可旋转地布置在外壳10上。在第一连接装置30的外周向侧安装外螺纹301。第一连接装置30具有第一端齿部302，该第一端齿部具有四个齿，该第一端齿部被设计成赫斯(Hirth)齿部。外螺纹301和第一端齿部302构成可旋转的第一连接装置30的第一机械连接元件305。

第一连接装置30还包括第一接触装置304，该第一接触装置包含第一信号接口装置3041、第一电接口装置3042和第一流体接口装置3043。

也设计成圆形的固定于外壳的第二连接装置40垂直于第一连接侧12的旋转轴线Ra₁₂地取向并且与外壳10抗扭连接。在周向侧，第二连接装置40具有带内螺纹的紧固环401，其中该内螺纹被设计成对应于第一连接装置30的外螺纹301。第二连接装置40还包括第二端齿部402，该第二端齿部具有四个齿，该第二端齿部被设计成赫斯齿部并且被设计成与第一连接装置30的第一端齿部302的齿互补。在第二连接装置40中还设置对中容纳部403，该对中容纳部与第一连接装置30的定心销303对应。带内螺纹的紧固环401和第二端齿部402构成固定于外壳的第二连接装置40的第二机械连接元件405。

第二连接装置40还具有第二接触装置404，该第二接触装置包含第二信号接口装置4041、第二电接口装置4042和第二流体接口装置4043，该第二信号接口装置、该第二电接口装置和该第二流体接口装置被设计成与第一连接装置30的第一接触装置304的第一信号接口装置3041、第一电接口装置3042和第一流体接口装置3043互补。

在组装机器人手臂2时，如该机器人手臂在图1中所示，主动手臂模块5的第一连接装置30被安置另一第一主动手臂模块5的第二连接装置40上。在此，定心销303接合到对中容纳部403中。这样，定心销303和对中容纳部403用作编码装置。但是，也可能会提供设计得不一样的编码。例如可能会经由连接装置的互补的几何形状来进行编码。

通过紧固环401的旋转，内螺纹被拧紧到外螺纹301上，由此第二连接装置40被压到第一连接装置30上。在压紧状态下，第一端齿部302和第二端齿部402接合到彼此中，使得第一连接装置30和第二连接装置40在机械上转矩配合地彼此连接。此外，第一接触装置303与第二接触装置403接触，使得提供了信号技术耦合、电耦合和流体耦合，用于传输数据信号、电流或电压和流体。

具有相应的接口装置的第一连接装置30的第一接触装置304和具有相应的接口装置的第二连接装置40的第二接触装置404在径向上布置在机械连接之内，该机械连接通过第一连接装置30的外螺纹301和第一端齿部302以及具有第二连接装置40的第二端齿部402的内螺纹的紧固环401来形成。

通过在第一接触装置303的第一信号接口装置3041与第二接触装置403的第二信号接口装置4041之间的传输来实现主动手臂模块5的信号耦合，该第一信号接口装置和该第二信号接口装置可以被插接到彼此中。优选地，这些信号接口装置在此被设计成简单构造的光机或机电触摸连接装置或者插接连接装置。

通过在第一接触装置303的第一电接口装置3042与第二接触装置403的第二电接口装置4042之间的传输来实现主动手臂模块5的电耦合。优选地，这些电接口装置在此被设计成简单构造的机电触摸连接装置或者插接连接装置。

通过在第一接触装置303的第一流体接口装置3043与第二接触装置403的第二流体接口装置4043之间的传输来实现主动手臂模块5的流体耦合。优选地，这些流体接口装置在此被设计成简单构造的流体机械触摸连接装置或者插接连接装置。

在此，在机械连接的中心轴线、尤其是旋转轴线上进行信号耦合。电耦合和流体耦合在径向上设置在信号耦合外侧。

在图1中针对机器人手臂2的两个主动手臂模块5示例性地阐述了安装。被动手臂模块6的结构以相同的方式来实现。通过第一连接装置30与第二连接装置40的连接，相邻的手臂模块4机械固定。还提供了信号技术耦合、电耦合和流体耦合，用于传输数据信号、电流或电压和流体。

图3以截面图示出了按照图1的工业机器人的在第一实施方式中的两个彼此连接的主动手臂模块5。在此，这两个主动手臂模块5配备有第一连接侧11和第二连接侧12，该第一连接侧和该第二连接侧在图2中示出。这两个主动手臂模块5构造得相同，因此对于这两个主动手臂模块5的组成部分来说使用相同的附图标记。在图4中，还再次以中心剖开的二维侧视图示出了图3中的单独的主动手臂模块5，其中在图4中示出的实施方式中的主动手臂模块5具有外壳10，该外壳在第一连接侧11的旋转轴线Ra₁₁的方向上与第一连接侧11相反的一侧没有端盖。

这两个主动手臂模块5的朝向彼此的第一和第二连接侧11、12形成机械接口20，其中第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30和第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40位于彼此上并且是以上述方式被安装的。在此，第一连接装置30的第一接触装置303与第二连接装置40的第二接触装置403接触，使得可以在这两个接触装置之间经由它们的信号技术接口装置、电接口装置和流体接口装置来进行对数据信号、电流或电压和流体的传输。

在主动手臂模块5的外壳10中设立驱动装置13，其中驱动装置13优选地具有电动机131和传动装置132。在电动机131与传动装置132之间优选地存在驱动装置13的轴装置19，该轴装置具有尤其是可比较快速地旋转的空心轴133，在该空心轴中设立有尤其是可比较缓慢地旋转的输出轴17。

电动机131以输出转速来驱动作为传动装置132的输入轴的快速的空心轴133。传动装置132的输出端优选地与缓慢的输出轴17抗扭连接。输出轴17进而与第一连接侧11的第一连接装置30抗扭连接，而且从该第一连接装置出发延伸到空心轴中并且优选地也延伸穿过该空心轴，其中该输出轴优选地被旋转支承。

主动手臂模块5还具有电子模块控制单元18，用于操控驱动装置13。模块控制单元18从优选地设置在模块控制单元18的电路板上的收发器15获得其控制数据，该收发器也可称为发送接收单元并且优选地被设计成双向SFP模块。收发器15的集成电路一方面对从收发器光电二极管接收到的信号电地进行预处理并且转发这些信号，而且另一方面将所接收到的电子信号转换成适合于收发器激光的光脉冲。这种SFP模块是网络技术的标准。

两个相邻的主动手臂模块5的模块控制单元18的收发器15经由光波导119来彼此进行光通信。在此，光导119分别也使在外壳10之内的第一和第二连接侧11、12与主动手臂模块5的相应的收发器15连接。在图3中的实施方式中，在主动手臂模块5的外壳10中的信号传输路径被设计成光学传输路径，而且从第一连接侧11经由首先布置在输出轴17中(参见图4)并接着从输出轴17中引出的光导119延伸到收发器15，并且从收发器15继续经由光导119延伸到第二连接侧12。在此，可以双向地进行光学数据传输。替代利用光学传输路径，也可以在另一传输介质、如电导体上传输信号。

借助于输出轴17，第一连接侧11和第二连接侧12在主动手臂模块5之内彼此间接机械连接、信号技术连接、电连接和流体连接，由此在主动手臂模块5中形成多功能旋转传输系统。在此，输出轴17充当在多功能旋转传输系统中的机械、光学、电和流体旋转传输的参与者或部分。

通过驱动装置13来提供在主动手臂模块5之内的机械旋转传输，该驱动装置使主动手臂模块5的第一连接侧11的与输出轴17抗扭连接的第一连接装置30相对于外壳10并且借此相对于第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40旋转。

为了在主动手臂模块5之内的电旋转传输，如图4中所示，主动手臂模块5具有电旋转传输装置21，该电旋转传输装置进而在外壳10与输出轴17之间具有电滑环装置14，该电滑环装置引起在第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30与第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40之间对电能的旋转传输。滑环装置14具有：电刷装置141，作为定子，该电刷装置与外壳10固定连接；和电滑动接触环装置142，作为转子，该电滑动接触环装置布置在输出轴17上。电旋转传输装置21被设计为使得：沿轴向方向看，滑环装置14的电滑动接触环装置142设立在输出轴17的与可旋转的第一连接装置30相反的纵向端部部分上。

如图4中进一步所示，主动手臂模块5还包括流体旋转传输装置22，该流体旋转传输装置具有用于在主动手臂模块5内对流体进行旋转传输的流体旋转穿通部16，该流体旋转穿通部保证了在第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30与第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40之间的流体密封过渡。流体旋转穿通部16被设计成多通道，并且具有：流体供应装置161，作为定子，该流体供应装置与外壳10固定连接；和流体管线171，作为转子，这些流体管线布置在输出轴17中。

在这种情况下，旋转穿通部16可以至少部分地设立在滑环装置14中或还对滑环装置14进行旋转地支承，或者反过来。这种径向布置节省空间并且能够实现小的总体尺寸。

从可旋转的第一连接装置30出发，输出轴17在空心轴133中延伸穿过传动装置132、电动机131、流体旋转穿通部16和电滑环装置14。在可旋转的第一连接装置30的区域内借助于在空心轴133上的轴承来实现输出轴17的第一支承。空心轴133进而借助于电动机131、外壳10例如经由滚动轴承和传动装置132来被支承。借助于流体旋转穿通部16的穿通部外壳例如经由滚动轴承来实现输出轴17的第二支承。替代地或附加地，输出轴17还可以通过电滑环装置14的电滑动接触环装置142来被支承。

在机械接口20的区域，在其中一个主动手臂模块5的第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30与另一个主动手臂模块5的第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40之间设立光学旋转传输装置500，该光学旋转传输装置在图3的实施例中被设计成第一光学旋转传输装置501。第一光学旋转传输装置501在关于其中一个主动手臂模块5可旋转的第一连接装置30上具有第一信号接口装置3041，该第一信号接口装置用作转子。沿轴向方向Ar相反地，第一光学旋转传输装置501具有第二光学接口装置4041作为定子，该第二光学接口装置设置在关于另一个主动手臂模块5固定于外壳的第二连接装置40中。

图4还示意性示出了在图3中的单个主动手臂模块5中的旋转传输通路，即用于光学信号传输的光信号通路25、用于电流和电压传输的电通路26和用于流体传输的流体通路27，其中主动手臂模块5的第一连接侧11和第二连接侧12对应于图2中示出的设计方案。

为了阐明，在图5中以透视图示出了在图4中的主动手臂模块5中的可旋转的输出轴17，该输出轴具有连接在其上的可旋转的第一连接装置30。在图6中，还再现了可旋转的第一连接装置30的俯视图。图7以中心剖开的二维侧视图示出了图5中的可旋转的输出轴17，该输出轴具有连接在其上的可旋转的连接装置。

主动手臂模块5具有：光信号通路25，在图4中用点状线示出；电通路26，在图4中用虚线示出；和流体通路27，在图4中用实线示出。在此，不同的通路在主动手臂模块5中在第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30与第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40之间延伸。

在这种情况下，相应的通路应该表示在主动手臂模块5内的所有可能的光路径、电路径和流体路径的相应的全体。这样，在图4中示出的实施方式中，在光信号通路25中设置唯一的光路径，在电通路26中设置四个电路径并且在流体通路27中设置四个流体路径。

在下文阐述通路走向。相关的通路的相应的“开始”和相应的“结束”可彼此互换。

光信号通路25开始于固定于外壳的第二连接装置40的第二信号接口装置4041的外侧，该第二信号接口装置相对于与第二连接侧12连接的另一手臂模块4而言用作第一信号旋转传输装置501的转子。光波导119以光机方式连接在第二信号接口装置4041上。光波导119通向在电子模块控制单元18的电路板上的收发器15。光波导119从收发器15继续穿过驱动装置13的输出轴17通向可旋转的第一连接装置30。在可旋转的第一连接装置30中，光波导119以光机方式连接到第一信号接口装置3041上，该第一信号接口装置相对于与第一连接侧11连接的另一手臂模块4而言用作第一信号旋转传输装置501的定子。在此，光导119在输出轴17的轴向贯通孔中无法旋转地被引导，该轴向贯通孔也可称为纵向通槽。光信号通路25结束于可旋转的第一连接装置30的第一信号接口装置3041的外侧。替代光导连接，也可以使用电数据线。

电通路26开始于固定于外壳的第二连接装置40的第二电接口装置4042的外侧。电接口装置4042具有四个电配合连接装置(仅示出了两个)，在这四个电配合连接装置上分别以光机方式连接着电导体(未示出)。电导体通向驱动装置13并且通向模块控制单元18，以便给该驱动装置和该模块控制单元供应电压或电流。接着，从驱动装置13和模块控制单元18出发，分别有电导体(未示出)继续通向电滑环装置14的电刷装置141，该电刷装置用作定子。滑环装置14的电刷装置141将电能传输到滑环装置14的电滑动接触环装置142上，该电滑动接触环装置用作转子并且布置在输出轴17上。滑环装置14的滑动接触环装置142连接在四个设置于输出轴17上的电导体(未示出)上。在输出轴17中的四个电导体通向四个电连接装置(仅示出了一个)，它们是可旋转的第一连接装置30的第一电接口装置3042的部分，并且，在其中，电通路26结束于主动手臂模块5的外侧。这些电导体中的两个电导体用于为驱动装置13和模块控制单元18提供收发器15。其它两个导体可以以特定于用户的方式例如被用于给(末端)执行器供电。

主动手臂模块5的附加的电通路形成于在第二连接装置40上的对中容纳部403之间，所述对中容纳部可以容纳布置在其上的另一手臂模块4的定心销303。该另一电通路用作在各个手臂模块4之间的电位补偿。从对中容纳部出发，驱动装置13和模块控制单元18和外壳10同样经由电导体(未示出)来电连接。接着，从驱动装置13和模块控制单元18出发，分别有电导体(未示出)继续通向电滑环装置14的电刷装置141，该电刷装置用作定子。滑环装置14的电刷装置141与滑环装置14的电滑动接触环装置142电连接，该电滑动接触环装置用作转子并且布置在输出轴17上。为了电位补偿，滑环装置14的滑动接触环装置142电连接到输出轴17上。输出轴17进而与布置在第一连接侧30的定心销303电连接。因此，与定心套筒403连接的定心销303不仅仅用于两个手臂模块4彼此间的更简单的安装，而且附加地提供了所需的电位补偿。因此，两个所描述的电通路共同形成手臂模块4的电通路26。

流体通路27开始于固定于外壳的第二连接装置40的第二流体接口装置4043的外侧。第二流体接口装置4043具有四个流体配合连接装置(仅示出了一个)，在这四个流体配合连接装置上分别以流体机械方式连接着流体输送管线(未示出)。流体输送管线通向流体旋转穿通部16的流体供应装置161，其用作定子。旋转穿通部16的流体供应装置161将能通过流体输送管线输送的流体传输到四个构造在流体供应装置161中的周向流体通道1616上。输出轴17用作转子并且具有四个流体管线通孔1615，这四个流体管线通孔分别被分配给一个周向流体通道1616。因此，位于相应的周向流体通道1616中的流体可以在输出轴17的旋转期间通过相应所分配的流体管线通孔1615被运送到流体管线171中。在输出轴17中，四条流体管线171被设计成纵向孔。这四条流体管线171通向四条构造在第一连接装置30中的流体连接管线1710，这四条流体连接管线通向四个流体插接连接装置(仅示出了一个)，这四个流体插接连接装置是可旋转的第一连接装置30的第一流体接口3043的部分，并且，在其中，流体通路27结束于主动手臂模块5的外侧。

在下文，依据图8来进一步阐述图3中的第一信号旋转传输装置501的实施方式的详细视图，该第一信号旋转传输装置被设计成光学旋转传输装置。在图8中也显示了图2中的极坐标系，该极坐标系具有轴向方向Ar、径向方向Rr、周向方向Ur和所分配的旋转轴线Ra，用于阐明各个器件的方向。

第一信号旋转传输装置501设立在两个主动手臂模块5之间的机械接口20中，并且构成光机旋转接口55。一方面，机械接口20包括其中一个主动手臂模块5的可旋转的第一连接装置30。另一方面，机械接口20包括另一个主动手臂模块5的固定于外壳的第二连接装置40。

第一信号旋转传输装置501在关于其中一个主动手臂模块5可旋转的第一连接装置30上具有第一接口侧56，该第一接口侧具有第一信号接口装置3041，该第一信号接口装置用作转子。沿轴向方向Ar相反地，第一信号旋转传输装置501在关于另一个主动手臂模块5固定于外壳的第二连接装置40上具有第二接口侧57，该第二接口侧具有第二信号接口装置4041，该第二信号接口装置用作定子。在此，另一个主动手臂模块5可借助于主动手臂模块5来旋转。

第一信号接口装置3041在径向内侧包括第一套管110，该第一套管具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的、其中一个主动手臂模块5的光波导119。在第一套管110的外周向边缘的径向外侧布置有径向轴承套筒300，该径向轴承套筒构成径向滑动轴承。在这种情况下，径向轴承套筒300以所结合的第一纵向端部部分置于第一套管110上，并且以自由的第二纵向端部部分沿轴向方向Ar远离第一套管110的纵向自由端。

径向轴承套筒300与第一套管110一起设置、尤其是固定在可旋转的第一连接装置30的第一容纳部504中。第一容纳部504例如可以被设计成管、套筒等等。在当前情况下，第一容纳部504尤其被设计成黄铜管。第一容纳部504可具有用于固定光波导119、第一套管110和/或径向轴承套筒300的装置、例如孔和/或设备。

第一容纳部504优选地布置在输出轴17之内。在此，第一容纳部504可以与输出轴17一件式地设置或者被设计成部分地在材料上与输出轴17一体化或者集成。这样，经由第一容纳部504，第一接口侧56与轴装置19的输出轴17抗扭连接。

第二信号接口装置4041同样在径向内侧包括第二套管210，该第二套管具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的、另一个主动手臂模块5的光波导119。第二套管210设立在另一个主动手臂模块5的固定于外壳的第二连接装置40的第二容纳部510中，其中第二套管210的背离第二套管210的纵向自由端的部分沿轴向方向Ar(关于图8向右侧)设置、尤其是固定在第二容纳部510中。第二套管210的以第二套管210的纵向自由端沿另一轴向方向Ar(关于图8向左侧)远离的部分在外侧被设计成用于径向轴承套筒300的径向内表面的滑动轴承瓦。

第二套管210的从第二套管210的纵向自由端延伸的部分设立在第二容纳部510之内并且在整个周向上与第二容纳部510间隔开地设置。也就是说，第二容纳部510相对应地被留空。在第二套管210的该部分与第二容纳部510之间的留空部优选地被设计成空心圆柱体，并且用于容纳径向轴承套筒300的沿轴向方向Ar从第一套管110远离的第二纵向自由端部部分。第二套管210的具有纵向自由端的部分在外侧用作用于径向轴承套筒300的第二纵向自由端部部分的径向内表面的滑动轴承瓦。

第二套管210通过固定于外壳的第二连接装置40的第二容纳部510相对于外壳10位置固定地设立在另一个主动手臂模块5上或中。第二容纳部510可具有用于固定光波导119和/或第二套管210的装置、例如孔和/或设备。

优选的是：第二容纳部510借助于一个或多个弹簧513相对于第一容纳部504被机械预紧。替代弹簧513，也能应用弹性元件。在时间上在将旋转接口55或主动手臂模块5插接在一起之后，即在设立第一光学旋转传输装置501的情况下，在第一套管110和第二套管210的两个设置在径向轴承套筒300中的纵向端部部分之间设立空隙312，使得这些套管的两个纵向自由端没有处于机械旋转滑动接触。空隙312优选地被设立为流体空隙，尤其是被设立为空气隙。可以以各种方式在径向轴承套筒300内在这些套管的纵向端部部分之间保证该空隙。

空隙312例如能通过在可旋转的第一连接装置30中和在固定于外壳的第二连接装置40中的套管的位置来被保证，其中这些套管的位置进而必须相对于相关的外壳被保证。此外，为此例如能够使这些容纳部轴向相互支承、例如滑动地支承。空隙312还可以借助于机械接口20来被实现，该机械接口被设计并且能被设立为使得在第一光学旋转传输装置501的特定设计方案的情况下设有空隙312。

在第一接口侧56与第二接口侧57之间的光机旋转接口55中经由空隙312来进行光学信号传输。第一接口侧和第二接口侧被设立为相对于彼此可旋转。第一接口侧56和第二接口侧57彼此机械地径向滑动地被支承。在此，在图8中示出的实施方式中，径向滑动轴承和与之互补的滑动轴承瓦通过第一套管110、第二套管210和径向轴承套筒300构成，其中第一套管110和第二套管210被设立成分别至少部分地在径向轴承套筒300内相对于彼此可旋转。

图9示出了按照图8的第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式。在第一光学旋转传输装置501的该被改变的实施方式中，使用透镜来替代套管。

用作旋转插接装置的第一信号接口装置3041在径向内侧包括第一透镜530，该第一透镜具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的、其中一个主动手臂模块5的光波导119。在第一透镜530的外周向边缘的径向外侧布置有第一透镜容纳部533。第一透镜容纳部533以所结合的第一部分固定在第一透镜530的后部。在第一透镜容纳部533的连接到第一部分上的第二部分与第一透镜530的前部之间，形成空心圆柱形的接合空间。在此，第一透镜容纳部533的第二部分沿轴向方向突出于第二透镜530的表面。

第一透镜容纳部533还与输出轴17抗扭连接。在此，第一透镜容纳部533可以与输出轴17一件式地设置或者被设计成部分地在材料上与输出轴17一体化或者集成。

用作旋转配合插接装置的第二信号接口装置4041在径向内侧包括第二透镜531，该第二透镜具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的、另一个主动手臂模块5的光波导119。在第二透镜531的外周向边缘的径向外侧，第二透镜容纳部534以所结合的第一部分位于第一透镜530的后部。自由的第二部分连接到第二透镜容纳部534的第一部分上，该第二部分沿轴向方向突出于第二透镜530的表面。

第二透镜容纳部534的自由的第二部分被设计成圆柱形，并且在组装手臂模块5的情况下，当可旋转的第一连接装置30和固定于外壳的第二连接装置40彼此叠置并且是以结合图3所阐述的方式被安装时，接合到空心圆柱形的接合空间中，该接合空间形成于第一透镜容纳部533的第二部分与第一透镜530的前部之间。在此，第一透镜容纳部533的第二部分以形成空心圆柱形的接合空间的内表面用作用于第二透镜容纳部534的第二部分的径向外表面的滑动轴承瓦。

在图9中示出的第一光学旋转传输装置501的变型方案中，从主动手臂模块5的光导119经由主动手臂模块5的第一透镜350、在主动手臂模块5的第一透镜350与另一个主动手臂模块5的第二透镜351之间的空气隙312、另一个主动手臂模块5的第二透镜531到达另一个主动手臂模块5的光导119地进行光学信号传输。

相对于在图8中示出的具有套管系统的结构而言，透镜系统的使用，如图9中所示，具有如下优点：与套管相比，借助于透镜的光学信号传输不需要透镜的如此精确的对准，因此通过透镜容纳部实现的径向轴承设计方案在无需附加的径向轴承套筒的情况下就足够。

在图8和图9中示出的实施方式中，借助于在第一接口侧56与第二接口侧57之间的光机旋转接口55经由空隙312以光学方式进行信号旋转传输。替代光机旋转接口，也可以使用另一无线旋转接口，用于越过该空隙来传输经调制的电磁波。接着，该旋转接口的第一接口侧和第二接口侧形成发送器-接收器布置。在此，发送器或接收器根据所使用的频率范围来被选择。这样，在有无线电芯片作为在一个接口侧的发送器并且有天线作为在另一接口侧的接收器的情况下，可以使用跨越该空隙的定向无线电传输。替代地，也可以使用光束或红外光束来进行信号传输。可以使用发光二极管、激光二极管或者半导体激光器，作为发送器。可以使用像在根据图9的实施方式中那样的透镜来进行准直。光电二极管用作接收器。具有发送器的接口侧和具有接收器的接口侧被设立成相对于彼此可旋转，以便能够实现信号旋转传输。对于双向信号传输来说，旋转接口的每个接口侧都具有组合式发射器-接收器布置。

在依据图8和图9所阐述的第一信号旋转传输装置501的设计方案中，旋转接口55被设计成在两个主动手臂模块5之间的机械接口20的部分。能够在主动手臂模块5本身中设置旋转接口55。

图10以截面图示出了按照图1的工业机器人的替代于图4的主动手臂模块5，该主动手臂模块具有第二信号旋转传输装置502，该第二信号旋转传输装置在手臂模块5中布置在机械接口20旁边。在图10中示出的主动手臂模块5被构造得与图3中的主动手臂模块基本上相同，因此针对组成部分使用相同的附图标记。但是，在图10中示出的经修改的实施方式中的主动手臂模块5具有外壳10的经修改的外形。

在下文，在图10中的主动手臂模块5的情况下，阐述了光信号通路25，该光信号通路在第一接触装置304中的第一信号接口装置3041与第二接触装置404中的第二信号接口装置4041之间延伸。在具有所分配的接口装置的主动手臂模块5中的电通路26和流体通路27基本上对应于依据图4所描述的设计方案。

在图10中的主动手臂模块5之内的机械旋转传输以与图3中的主动手臂模块5的情况下相同的方式来进行。驱动装置13使主动手臂模块5的第一连接侧11的与输出轴17抗扭连接的第一连接装置30相对于外壳10并且借此相对于第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40旋转。

为了在图10中的主动手臂模块5之内的电旋转传输，主动手臂模块5在外壳10与输出轴17之间具有电滑环装置14，该电滑环装置引起在第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30与第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40之间对电能的旋转传输。滑环装置14具有：电刷装置141，作为定子，该电刷装置与外壳10固定连接；和电滑动接触环装置142，作为转子，该电滑动接触环装置布置在输出轴17上。

此外，在图10中的主动手臂模块5中，流体旋转穿通部16引起在主动手臂模块5之内对流体的旋转传输，其中与外壳10固定连接的流体供应装置161用作定子，并且输出轴17用作转子。

图10中的主动手臂模块5的光信号通路25被设计为使得光导119使外壳10之内的第一和第二连接侧11、12经由第二旋转传输装置502与收发器15连接。从在可旋转的第一连接装置30的第一接触装置304中的第一信号接口装置3041出发经由在输出轴17中延伸的光导119到达第二旋转传输装置502地实现在主动手臂模块5的外壳10中的光学数据传输。接着，从第二旋转传输装置502继续经由光导119到达收发器15地并且从那里经由光波导119到达固定于外壳的第二连接装置40的第二接触装置404中的第二信号接口装置4041地进行光学数据传输。在此，可以双向地进行光学数据传输。替代在光导119中的光波传输，也可以经由数据线缆来进行电信号传输。

在下文，依据图11来进一步阐述图10中的第二信号旋转传输装置502的放大示出以及与图10中的图示相比旋转了180°的实施方式。图11中的第二信号旋转传输装置502的实施方式与图8中的第一信号旋转传输装置501的实施方式部分地在运动学上相反。

第二信号旋转传输装置502在定子侧(图11右侧)包括第一光机接口侧56，该第一光机接口侧具有设置在那里的旋转插接装置100。沿轴向方向Ar相反地，第二旋转传输装置502在转子侧(图11左侧)包括第二光机接口侧57，该第二光机接口侧具有旋转配合插接装置200。

旋转插接装置100在径向内侧包括第一光学套管110，该第一光学套管具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的光波导119。第一套管110设立在第一容纳部505中，其中第一套管110的背离纵向自由端的纵向端部部分沿轴向方向Ar(关于图11向右侧)设置、尤其是固定在第一容纳部505中。第一套管110的沿轴向方向Ar(关于图11向左侧)延伸的、朝向纵向自由端的部分在外侧用于径向轴承套筒300的径向内表面的滑动轴承瓦。

在此，设计成径向滑动轴承的径向轴承套筒300在径向外侧布置在第一套管110的外周向边缘上。在这种情况下，径向轴承套筒300仅以所结合的纵向端部部分位于第二套管210上，并且沿轴向方向Ar(关于图11向右侧)远离第一套管110的纵向自由端。

径向轴承套筒300与第二套管210的从该径向轴承套筒出发沿轴向方向Ar延伸(关于图11向左侧)的第二部分一起容纳、尤其是固定在第二容纳部511中。第二容纳部511例如可以被设计成管、套筒等等。在当前情况下，第二容纳部511尤其被设计成黄铜管。第二容纳部511优选地以能与输出轴17一起旋转的方式容纳在输出轴17内部；也就是说第一套管1110和径向轴承套筒300相对于外壳而言固定地设立在主动手臂模块5中。

在这种情况下，第二容纳部511可以容纳在轴承套筒521的中央通槽内，该轴承套筒使第二容纳部511在输出轴17中以能一起旋转的方式支承。在输出轴17的在外壳内部的自由端的区域、即在可旋转的第一连接装置30旁边，轴承套筒521可以远离输出轴17并且向内伸入到外壳10中。此外，第二容纳部511可以基本上延伸穿过输出轴17并且在与可旋转的连接装置30相邻的一端具有优选地抗扭的光学进一步接触。

第二容纳部511可具有用于固定光波导119、第二套管210和/或径向轴承套筒300的装置、例如孔和/或设备。此外，第二套管210的外周向边缘可以在径向轴承套筒300的径向内侧必要时同样充当滑动轴承瓦。在这种情况下，径向轴承套筒300可以被设立成相对于第一套管110可旋转。能够将径向轴承套筒300以类似的方式设置在轴向相反的第一套管110上。

为了设立第二光学旋转传输装置502，第一套管110的从第一套管110的纵向自由端出发的纵向自由端部部分以及必要时第一容纳部505的连接在其上的纵向部分能在端侧在可旋转的连接装置旁边前移到轴承套筒521的中央通槽中。在这种情况下，尤其是第一容纳部505的纵向端部部分可以被容纳或者支承、尤其是滑动地支承在轴承套筒521的通槽中。

为了设立第二信号旋转传输装置502，第一套管110的纵向自由端优选地与第一容纳部505的连接在其上的纵向端部部分一起前移到轴承套筒521的通槽中。在此，轴承套筒521优选地已经位于输出轴17中。在这种情况下，首先第一套管110的纵向自由端可以与径向轴承套筒300机械接触，其中该径向自由端在其中居中。然后，第一套管110经由第一容纳部505前移到径向轴承套筒300中直至设立所希望的空隙312的程度为止。

空隙312优选地进而被设立为流体空隙，尤其是空气隙。可以以各种方式在径向轴承套筒300内在这些套管的纵向端部部分之间保证空隙312。空隙312例如能通过在这些容纳部中的套管的位置来被保证，其中这些套管的位置进而必须相对于外壳被保证。第一容纳部505例如可以借助于弹簧(在图11中未示出)相对于第二容纳部511被机械预紧地来设立。

替代光机旋转接口，在主动手臂模块5中的信号旋转传输的情况下，也可以再次使用另一无线旋转接口，用于经由该空隙来传输经调制的电磁波。接着，该旋转接口的第一接口侧和第二接口侧形成发送器-接收器布置。在此，发送器或接收器根据所使用的频率范围来被选择。这样，在有无线电芯片作为在一个接口侧的发送器并且有天线作为在另一接口侧的接收器的情况下，可以使用跨越该空隙的定向无线电传输。替代地，也可以使用光束或红外光束来进行信号传输。可以使用发光二极管、激光二极管或者半导体激光器，作为发送器。可以使用透镜来进行准直。光电二极管用作接收器。具有发送器的接口侧和具有接收器的接口侧被设立成相对于彼此可旋转，以便能够实现信号旋转传输。对于双向信号传输来说，旋转接口的每个接口侧都具有组合式发射器-接收器布置。

图12以透视图示出了在图3和图4或图10中的主动手臂模块5的多功能旋转传输系统中的电旋转传输装置21的电滑环装置14的主要部分。

借助于在主动手臂模块5内的电滑环装置14来实现电力的可旋转传输性。在此，输出轴17充当电旋转传输的部分，在该输出轴上布置滑环装置14的电滑动接触环装置142。在此，滑环装置14的滑动接触环装置142设立在输出轴17的与可旋转的第一连接装置30相反的纵向端部部分上，并且在所示出的实施方式中具有五个环形滑动触点。滑动接触环装置142的环形滑动触点中的每个环形滑动触点都分配有电刷、尤其是滑环装置14的电刷装置141的碳刷的布置。在图12中，只示出了滑环装置14的与外壳10固定连接的电刷装置141中的一小部分。

如图4和图10中所示，在主动手臂模块5中从固定于外壳的第二连接装置40出发将电力经由电线供应到模块控制单元18并且从那里继续供应到电滑环装置14的电刷装置141。电刷装置141固定于外壳地设立在手臂模块5中。电滑动接触环装置142的滑动触点与输出轴17一起旋转，并且从电刷装置141的电刷获取电力。从这些滑动触点中的四个滑动触点出发，四条电线在输出轴17中通向可旋转的第一连接装置30。在输出轴17中的这四个电导体通向第一电接口装置3042的四个电连接装置。如更上面关于图4已经详细描述的那样，电滑动接触装置142的第五个滑动触点与电刷装置141的第五个电刷相结合地用于在第二连接装置40的对中容纳部403与第一连接装置30的定心销303之间的电连接，以便为主动手臂模块5提供电位补偿。

图13和图14示出了在图3和图4或图10中的主动手臂模块5的多功能旋转传输系统中的流体旋转传输装置22的流体旋转穿通部16的主要部分。用于在主动手臂模块5内的流体传输的流体旋转穿通部16具有：流体供应装置161，作为定子，该流体供应装置与外壳10固定连接；和输出轴17，作为转子，在该输出轴中形成相应的流体管线171，如结合图7已经描述的那样。在图13中以透视图示出了流体供应装置161，并且在图14中以关于旋转轴线Ra略微向后移动的剖开的透视图示出了流体旋转穿通部16的流体供应装置161和输出轴17的一部分，其中为了更好地识别各个元件而部分透明地示出输出轴17。

如图4和图10中所示，流体从固定于外壳的第二连接装置40经由四条流体输送管线引导到流体旋转穿通部16。接着，旋转穿通部16将通过这些流体输送管线输送的流体传输到四条设置于输出轴17中的流体管线171上，这四条流体管线通向相应的数目的流体连接管线1710以及接着通向在可旋转的第一连接装置30中的第一流体接口装置3043的相应的数目的流体插接连接装置。

在图13中示出的流体供应装置161具有环形外壳1611，该环形外壳具有流体转移法兰1612和沿轴向方向连接在该流体转移法兰上的流体转移部分1613。流体转移法兰1612具有四个外部流体连接端1614，借助于这四个外部流体连接端能将流体从这些流体输送管线供应给流体供应装置161。从这些外部流体连接端1614出发，流体转移法兰1612分别在环形外壳1611中具有内部连接流体通道1621(参见图14)，该内部连接流体通道延伸到流体转移部分1613中。

在流体转移部分1613中，四个内部连接流体通道1621分别在径向上结束于所分配的、在流体转移部分1613内部构造的周向流体通道1616处，该周向流体通道设立在流体转移部分1613内的空心圆柱形部分中。图14以截面示出了流体转移部分1613的中空圆柱形部分的片段，其中四个内部连接流体通道1621分别形成孔，这些孔结束于相应的周向流体通道1616中，这些周向流体通道被设计成完全环绕的内部并且内部敞开的周向槽。周向流体通道1616在流体转移部分1613的空心圆柱形部分中优选地相对于彼此借助于密封部1617来被密封。替代地，这些密封部能设立在输出轴17外侧，例如设立在外周向槽中。

输出轴17具有四条流体管线171(仅示出了两个)，这四条流体管线分别在被分配给相应的流体管线171的周向流体通道1616的区域具有流体管线通孔1615。因此，处在周向流体通道1616中的流体可以通过流体通孔1615被传输到输出轴17的相应的流体管线171中。如结合图7已经描述的那样，四条流体管线171通向构造在第一连接装置30中的四条流体连接管线1710，这四条流体连接管线通向四个流体插接连接装置，这四个流体插接连接装置是可旋转的第一连接装置30的第一流体接口3043的部分。

当然可能的是：在主动手臂模块5中也相反地设立流体流动方向。此外，替代在流体供应装置161中，也可以在输出轴17中构造周向流体通道。

附图标记清单

1 机器人底座

2 机器人手臂

4 手臂模块

5 主动手臂模块

5.1 第一主动手臂模块

5.2 第二主动手臂模块

5.3 第三主动手臂模块

5.4 第四主动手臂模块

5.5 第五主动手臂模块

5.6 第六主动手臂模块

6 被动手臂模块

6.1 第一被动手臂模块

6.2 第二被动手臂模块

7 机器人手臂远端

10 外壳

11 第一连接侧

12 第二连接侧

13 驱动装置

14 电滑环装置

15 收发器

16 旋转穿通部

17 输出轴

18 模块控制单元

19 轴装置

20 机械接口

21 电旋转传输装置

22 流体旋转传输装置

25 光信号通路

26 电通路

27 流体通路

30 第一连接装置

40 第二连接装置

55 旋转接口

56 第一接口侧

57 第二接口侧

100 旋转插接装置

110 第一套管

119 光波导

110 第一套管

131 电动机

132 传动装置

133 空心轴

141 电刷装置

142 滑动接触环装置

161 流体供应装置

171 输出轴流体管线

210 第二套管

300 径向轴承套筒

301 外螺纹

302 第一端齿部

303 定心销

304 第一接触装置

305 第一机械连接元件

401 紧固环

402 第二端齿部

403 对中容纳部

404 第二接触装置

405 第二机械连接元件

500 光学旋转传输装置

501 第一光学旋转传输装置

502 第二光学旋转传输装置

504 第一容纳部(第一光学旋转传输装置)

505 第一容纳部(第二光学旋转传输装置)

510 第二容纳部(第一光学旋转传输装置)

511 第二容纳部(第二光学旋转传输装置)

513 弹簧

521 轴承套筒

530 第一透镜

531 第二透镜

533 第一透镜容纳部

534 第二透镜容纳部

1611 环形外壳

1612 流体转移法兰

1613 流体转移部分

1614 流体连接端

1615 流体管线通孔

1616 周向流体通道(流体供应装置)

1617 密封部

1621 连接流体通道

1710 流体连接管线

3041 第一光学接口装置

3042 第一电接口装置

3043 第一流体接口装置

4041 第二光学接口装置

4042 第二电接口装置

4043 第二流体接口装置。

Claims (9)

1.一种用于工业机器人的模块化的机器人手臂的手臂模块，所述手臂模块具有：

外壳(10)，所述外壳具有第一连接侧(11)和第二连接侧(12)，其中所述第一连接侧(11)被设计成能相对于所述第二连接侧(12)绕着旋转轴线可控地旋转，其中所述第一连接侧(11)具有可旋转的第一连接装置(30)，所述第二连接侧(12)具有固定于外壳的第二连接装置(40)；

用于数据信号、电能和流体的旋转传输的多功能旋转传输系统；和

驱动装置(13)，所述驱动装置具有带输出轴(17)的轴装置(19)，所述轴装置与所述第一连接侧(11)的可旋转的第一连接装置(30)抗扭连接，其中所述轴装置(19)构成所述多功能旋转传输系统的部分。

2.根据权利要求1所述的手臂模块，

其中所述多功能旋转传输系统包括电旋转传输装置(21)和流体旋转传输装置(22)，

其中所述电旋转传输装置(21)具有电滑环装置(14)，所述电滑环装置具有带电刷的电刷装置(141)和带滑动触点的滑动接触环装置(142)，其中所述滑动接触环装置(142)布置在所述轴装置(19)的输出轴(17)上，使得电滑动接触环装置(142)的滑动触点与所述输出轴(17)一起旋转以及从所述电刷装置(141)的所分配的电刷获取电力，

其中所述流体旋转传输装置(22)流体旋转穿通部(16)和在所述输出轴(17)内的流体通路(27)的纵向通槽构造为流体管线(171)，所述流体旋转穿通部具有带周向流体通道(1616)的流体供应装置(161)，其中所述流体管线(171)分别具有被分配给相应的周向流体通道(1616)的流体管线通孔(1615)，这样能在周向流体通道(1616)与流体管线(171)之间传输流体，以及

其中所述流体旋转穿通部(16)的流体供应装置(161)至少部分地布置在电滑环装置(14)内。

3.根据权利要求2所述的手臂模块，其中所述流体供应装置(161)具有环形外壳(1611)，所述环形外壳具有流体转移法兰(1612)和沿轴向方向连接在所述流体转移法兰上的流体转移部分(1613)，其中所述流体转移法兰(1612)包括流体连接端(1614)，借助于所述流体连接端能将流体从所述流体输送管线供应给流体供应装置(161)，其中所述流体转移法兰(1612)从外部流体连接端(1614)出发分别在所述环形外壳(1611)中包括内部连接流体通道(1621)，所述内部连接流体通道延伸到所述流体转移部分(1613)中并且在径向上结束于所分配的、构造在所述流体转移部分(1613)内部的周向流体通道(1616)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的手臂模块，其中所述驱动装置(13)具有电动机(131)和传动装置(132)，其中所述电动机(131)被设计为以输出转速来驱动所述轴装置的作为所述传动装置(132)的输入轴的空心轴(133)，其中所述传动装置(132)的输出端与所述输出轴(17)抗扭连接。

5.根据权利要求4所述的手臂模块，其中所述输出轴(17)从所述可旋转的第一连接装置(30)出发在所述空心轴(133)中延伸穿过所述传动装置(132)、所述电动机(131)、所述流体旋转穿通部(16)和所述电滑环装置(14)，其中在所述可旋转的第一连接装置(30)的区域内，借助于在所述空心轴(133)上的轴承来实现所述输出轴(17)的第一支承，以及借助于所述流体旋转穿通部(16)的流体供应装置(161)来实现所述输出轴(17)的第二支承。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的手臂模块，其中所述第一连接侧(11)的可旋转的第一连接装置(30)包括第一接触装置(304)，所述第一接触装置具有第一信号接口装置(3041)、第一电接口装置(3042)和第一流体接口装置(3043)，并且所述第二连接侧(12)的固定于外壳的第二连接装置(40)包括第二接触装置(404)，所述第二接触装置具有第二信号接口装置(4041)、第二电接口装置(4042)和第二流体接口装置(4043)，其中所述第一信号接口装置(3041)和所述第二信号接口装置(4041)被设计成彼此互补，所述第一电接口装置(3042)和所述第二电接口装置(4042)被设计成彼此互补，以及所述第一流体接口装置(3043)和所述第二流体接口装置(4043)被设计成彼此互补。

7.根据权利要求6所述的手臂模块(4)，其中所述可旋转的第一连接装置(30)具有第一机械连接元件(305)并且所述固定于外壳的第二连接装置(40)具有第二机械连接元件(405)，其中所述第一机械连接元件(305)和所述第二机械连接元件(405)被设计成彼此互补，其中所述第一接触装置(304)在径向上布置在所述第一机械连接元件(305)之内，所述第二接触装置(404)在径向上布置在所述第二机械连接元件(405)之内。

8.根据权利要求7所述的手臂模块(4)，其中所述第一连接侧(11)和所述第二连接侧(12)分别具有旋转轴线，其中所述第一信号接口装置(3041)布置在所述第一连接侧(11)的旋转轴线(Ra₁₁)上，所述第二信号接口装置(4041)布置在所述第二连接侧(12)的旋转轴线(Ra₁₂)上，以及其中所述第一电接口装置(3042)和所述第一流体接口装置(3043)或者所述第二电接口装置(4042)和所述第二流体接口装置(4043)在径向上布置在所述第一连接侧(11)的旋转轴线(Ra₁₁)之外或者布置在所述第二连接侧(12)的旋转轴线(Ra₁₂)之外。

9.一种工业机器人(1)，所述工业机器人具有模块化的机器人手臂(2)，所述模块化的机器人手臂具有多个根据权利要求1至8中任一项所述的手臂模块(4)。

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