CN114179070A - 支架工作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种支架工作装置（1），所述支架工作装置具有在支架载体（3）处关于其突出地布置的支架（4），在所述支架处构造有终端效应器固定接口（12）。所述支架（4）配备有两个线性的从动结构（83、84），所述从动结构分别与所述支架载体（3）的两个驱动轮（57、58）中的一个处于接合中。所述支架（4）关于所述支架载体（3）不仅能够绕主轴线（7）摆动而且能够相对于所述主轴线（7）成直角地线性地移位。通过所述驱动轮（57、58）的彼此协调的转动操纵能够引起所述支架（4）的工作运动，所述工作运动要么仅仅包括摆动运动要么仅仅包括线性运动要么由所述摆动运动与同时叠加的线性运动组成。

Description

支架工作装置

技术领域

本发明涉及一种支架工作装置，带有具有主轴线的支架载体和具有至少一个终端效应器固定接口的、沿着正交于主轴线的支架纵向轴线延伸的支架，其中，整个支架能够在正交于主轴线的工作平面中相对于支架载体的支架载体基体在实施支架摆动运动的情况下绕作为摆动中心的主轴线进行摆动，并且带有支架驱动机构，以用于产生支架相对于支架载体在工作平面中的工作运动。

背景技术

这种支架工作装置在DE 10 2017 215 942 A1中构造为SCARA类型的机器人。已知的机器人具有基座单元，在其处竖直地能够移动地布置有支架载体，其承载支架状地水平地伸出的铰接臂，所述铰接臂能够关于支架载体的竖直的主轴线进行摆动，以便能够使布置在铰接臂处的并且在运行中装备有终端效应器的终端效应器固定接口在与主轴线成直角的工作平面中移位和定位。为了能够借助终端效应器固定接口驶向在工作平面中的任意的空间点，铰接臂被划分为多个铰接地与彼此连接的并且相对于彼此能够摆动的臂环节。放置在相邻的臂环节之间的臂铰接件分别配备有转动驱动单元，以便能够使臂环节相对于彼此在工作平面中主动地摆动。在所述已知的工作装置中的驱动技术的消耗相对高。此外，作为支架起作用的铰接臂由于待集成的转动驱动单元而具有相对高的重量。

发明内容

本发明基于如下任务，即提供如下支架工作装置，其在支架的简单的并且成本适宜的结构和小重量的情况下实现终端效应器固定接口在工作平面中的可变的定位。

为了解决所述任务，在结合开头提及的特征的支架工作装置的情况下根据本发明设置成，

- 整个支架能够在工作平面中相对于支架载体基体在实施支架线性运动的情况下沿支架纵向轴线的轴线方向线性地移动，

- 在支架载体基体处以关于其能够绕作为转动轴线的主轴线扭转的方式能够转动地布置有支架载体的两个与主轴线同轴的第一和第二驱动轮，其中，第一驱动轮在其外周缘处具有处于与主轴线同轴的圆周线上的第一驱动结构并且第二驱动轮在其外周缘处具有处于与主轴线同轴的圆周线上的第二驱动结构，

- 支架具有两个平行于支架纵向轴线延伸的线性的第一和第二从动结构，其中，第一从动结构在第一接合区域中与第一驱动结构处于起传递力作用的接合中并且其中，第二从动结构在第二接合区域中与第二驱动结构处于起传递力作用的接合中，其中，第一接合区域和第二接合区域配属于所述两个驱动齿轮的彼此在直径上对置的外周缘区域，

- 并且所述两个驱动轮能够通过支架驱动机构旋转地驱动以独立于彼此地分别做沿第一转动方向和关于其相反的第二转动方向的驱动转动运动并且能够在任意的转动位置中不能够扭转地进行固定，由此能够引起支架的工作运动，所述工作运动要么仅仅包括支架摆动运动要么仅仅包括支架线性运动要么由支架摆动运动和同时叠加的支架线性运动组成。

以这种方式，布置在支架处的并且在支架工作装置的运行中配备有特定于应用的终端效应器的终端效应器固定接口能够可变地在工作平面中移位和定位，而不需要集成到支架中的铰接结构和转动驱动单元。因此，支架能够极其节省重量地进行构造，这提供了高的承载能力并且允许高的加速度以实施工作运动。为了产生工作运动，整个支架能够在实施支架线性运动的情况下沿支架纵向轴线的轴线方向和/或在实施支架摆动运动的情况下围绕界定转动轴线的主轴线进行摆动。支架线性运动和支架摆动运动能够分别单独地或还能够叠加地被引起，以便使终端效应器固定接口沿着期望的轨道曲线在工作平面中运动。构成工作运动的原因是两个能够通过被称为支架驱动机构的驱动机构独立于彼此旋转地驱动的驱动轮，所述驱动轮为了更好的区分被称为第一和第二驱动轮并且所述驱动轮能够被旋转地驱动以分别做沿第一转动方向和沿关于其相反的第二转动方向（也就是说，不仅沿顺时针方向而且相反于顺时针方向）的驱动转动运动。因此，支架驱动机构允许根据需要暂时不能够扭转地固定一个或两个驱动轮。每个驱动轮驱动式地与支架的两个线性的从动结构中的一个合作，所述从动结构为了更好的区分被称为第一和第二从动结构。通过一方面第一驱动结构与第一从动结构并且另一方面第二驱动结构与第二从动结构的互相接合，驱动轮能够将沿支架纵向轴线的轴线方向起作用的驱动力传递到支架的线性的从动结构上。取决于当前设定的驱动轮的运行状态（也就是说，要么旋转地要么固定地），得出期望的工作运动。所述两个驱动轮能够同时不仅以彼此相同的转动方向或以彼此相反的转动方向被驱动，其中，支架驱动机构优选如下地进行构造，使得所述两个驱动轮的驱动转动运动还能够独立于所选的转动方向以不同的转动速度进行实施，也就是说，相应一个驱动轮比另一个驱动轮较快地旋转。为了使支架或布置在其处的终端效应器固定接口的当前的工作位置暂时保持不变，能够通过支架驱动机构同时不能够扭转地固定所述两个驱动轮。

终端效应器固定接口构造成用于以优选能够脱开的方式固定特定于应用地用于工作过程的终端效应器。这样的终端效应器能够例如是夹具、测量仪器或焊接仪器。独立于支架工作装置的设计方案，终端效应器能够在终端效应器固定接口处直接或间接地在中间连接有附加结构（例如固定适配器）的情况下进行安置。支架工作装置很好地适用于操作任务并且其能够例如代表能够用于多重任务的机器人。

支架在简单的实施方式中配备有仅仅一个唯一的终端效应器固定接口，然而，能够毫无问题地具有多个终端效应器固定接口。例如，支架能够如下地进行构造，使得其在相对的侧上以相应支架端部区段突出超过支架载体并且在所述两个支架端部区段的区域中设有终端效应器固定接口。

如下工作区域优选由处于工作平面中的圆形面或圆环形面界定，在所述工作区域中，终端效应器固定接口能够借助于工作运动进行运动。该工作区域具有何种造型主要取决于终端效应器固定接口的放置方式。优选地，当终端效应器固定接口布置在支架的面向支架载体的纵向侧处时，得出圆环形面作为工作区域。如果终端效应器固定接口处于支架的相对的、背离支架载体的纵向侧处，那么能够通过工作运动适宜地经过圆形的工作区域。

本发明的有利的改进方案从从属权利要求中得出。

所述两个驱动轮的驱动结构适宜地沿主轴线的轴线方向彼此相邻地布置。所述两个驱动轮适宜地沿主轴线重叠，以便得到互相对中和支撑。所述两个线性的从动结构适宜地以与驱动结构相同的错位在平行于彼此的平面中延伸。

所述两个驱动结构和所述两个线性的从动结构优选地构造为接合到彼此中的啮合部。这允许带有用于传递很高的驱动力的可能性的极其精确的定位。然而，原则上，针对摩擦配合的起传递力作用的接合的设计方案也会是可行的。

优选地，所述两个线性的从动结构构造在支架的齿条处。所述齿条尤其涉及关于支架的支架基体分离的部件，所述部件在支架基体处通过合适的措施（例如螺纹连接）进行固定。

优选地，支架载体的所述两个驱动轮构造为带有形成所配属的驱动结构的外啮合部的齿轮。所述两个齿轮适宜地沿同轴的取向轴向地彼此相继地进行布置，其中，所述齿轮适宜地支撑在彼此处。

支架驱动机构优选地具有两个能够独立于彼此地进行操纵的驱动单元，所述驱动单元为了更好的区分被称为第一和第二驱动单元。尤其涉及能够电操纵的驱动单元，所述驱动单元例如具有电步进马达或电伺服马达。备选地，所述驱动单元还能够实施为能够借助于流体力进行操纵的驱动单元或实施为混合式驱动单元。

适宜地，支架工作装置包含电子控制单元用于操控所述两个驱动单元。第一驱动单元驱动式地与第一驱动轮耦联，而第二驱动单元驱动式地与第二驱动轮耦联。

支架工作装置尤其如下地进行构造，使得所述两个驱动轮能够通过所述两个驱动单元同方向地或反方向地被旋转地驱动，更确切地说，不仅能够以任意的时间顺序而且能够同时被驱动。此外，适宜地，具有相同或不同的转动速度的运行是可行的。驱动单元优选如下地进行构造，使得其能够将所配属的驱动轮停止在每个任意的转动位置中并且如期望一样久地不能够扭转地进行固定。为了不能够扭转的固定，驱动单元能够在需要时分别配备有停机制动器。

为了与驱动单元的驱动式的共同作用，每个驱动轮适宜地具有与支架载体的主轴线同轴的内啮合部，相应配属的驱动单元与所述内啮合部处于啮合接合中。例如，每个驱动单元具有能够被旋转地驱动的驱动小齿轮，所述驱动小齿轮接合到所述两个内啮合部中的一个中。

所述两个驱动单元优选地布置在支架载体基体处。也就是说，所述驱动单元没有一起做支架的工作运动。

优选地，支架关于支架载体沿垂直于主轴线的方向能够线性移位地被支承，为了这个目的存在有一起做支架摆动运动的线性引导机构。以这种方式，支架独立于当前的摆动位置被可靠地支撑，以免横向于工作平面起作用的力。

支架载体适宜地具有关于支架载体基体分离的支撑元件，所述支撑元件在支架载体基体处绕作为转动轴线起作用的主轴线能够扭转地进行支承。转动支承尤其独立于所述两个驱动轮进行。

线性引导机构优选地具有引导轨道组件，所述引导轨道组件是支架的组成部分并且所述引导轨道组件与布置在支撑元件处的引导结构沿支架纵向轴线的轴线方向能够线性移位地处于接合中。

已经被证明为适宜的是，引导轨道组件具有两个分别平行于支架纵向轴线延伸的引导轨道，所述引导轨道沿工作平面的伸展方向（也就是说，相对于主轴线成直角地）彼此间隔开。所述引导轨道优选地彼此具有相同的长度并且彼此对置。每个引导轨道能够一件式地或多件式地实施。每个引导轨道适宜地与至少一个属于引导结构的并且固定地安置在支撑元件处的引导靴能够线性移位地处于接合中。优选地，每个引导轨道与两个沿支架纵向轴线的轴线方向彼此间隔开的引导靴合作。优选地，引导靴实施为滑动靴，然而，还能够实施为滚动支承靴（Wälzlagerschuhe）。

支架尤其具有长形的支架基体，在其处布置有至少一个终端效应器固定接口。终端效应器固定接口能够任意地放置，然而其中，有利的是，所述终端效应器固定接口处于支架基体的所述两个沿主轴线的轴线方向定向的纵向侧中的一个处。

优选地，支架基体涉及空心体，在所述空心体的内部空间中布置有所述两个线性的从动结构。有利的引导轨道组件适宜地固定在支架基体处，其中，所述引导轨道组件优选地同样处于空心的支架基体的内部空间中。

优选地，支架具有两个沿支架纵向轴线的轴线方向彼此相对的第一和第二支架端部区段。支架能够在两个轴向的端部位置之间移动，在所述端部位置中所述两个支架端部区段中的相应一个处于支架载体的区域中。优选地，至少一个终端效应器固定接口布置在所述两个支架端部区段中的一个的区域中。

支架载体能够在支架工作装置的运行中以任意的方式位置固定地进行固定，例如固定在承载壁处或固定在承载架处。在特别有利的设计方案中，支架工作装置具有基座单元，所述基座单元例如固定或能够固定在地基上并且支架载体如下地支承在所述基座单元处，使得所述支架载体能够沿主轴线的轴线方向相对于基座单元实施线性的行程运动。优选地存在的支架载体驱动机构实现之前提及的行程运动的产生，以便能够将支架载体和由此还有安置在其处的支架定位在不同的行程位置中。以这种方式，工作平面能够沿主轴线的轴线方向平行地移位。能够由终端效应器固定接口遮盖的工作区域以这种方式被显著地扩大。

优选地，支架工作装置如下地进行构造，使得支架载体的行程运动能够独立于支架的工作运动进行实施。也就是说，所述两种运动不仅能够依次而且能够同时实施。

支架工作装置优选地配备有电子控制单元，其构造成用于操控支架驱动机构以及优选地同样存在的支架载体驱动机构。

附图说明

随后，根据附上的附图更详细地阐释本发明，并且在所述附图中：

图1以等轴的图示示出根据本发明的支架工作装置的优选的设计方案，

图2以根据来自图1的箭头II的视线方向并且在此一半以相应于来自图3的剖切线II-II的纵剖面示出支架工作装置的前视图，

图3示出支架工作装置的根据来自图2的剖切线III-III的纵剖面，其中，用虚线框住的局部还被单独再次放大地描绘，

图4示出根据来自图2和3的剖切线IV-IV的纵剖面，

图5示出根据来自图2的成阶梯形的剖切线V-V的纵剖面，

图6示出来自图1至5的支架的详细图示，其中，支架基体仅仅用虚线说明并且其中，用虚线框住的区域还被单独再次放大地并且拆开地（aufgebrochen）说明，以及

图7至9以相应地相应于图5的剖切图示示出用于实施支架的工作运动的不同的可能性，其中，支架的通过工作运动能够得到的其它的工作位置分别用虚线进行说明。

具体实施方式

在附图中示例性地描绘的根据本发明的支架工作装置1适宜地具有工作单元2，其具有支架载体3和由支架载体3承载的支架4。

支架载体3能够设有固定机构，通过所述固定机构能够将所述支架载体在使用位置处固定在合适的外部的承载结构处，例如固定在承载壁处或固定在承载架处。然而，优选地，支架工作装置1配备有附加的基座单元5，所述基座单元构造成用于固定在使用位置处并且工作单元2通过支架载体3固定在所述基座单元处。基座单元5具有支座固定接口6，借助所述支座固定接口，所述基座单元在支架工作装置1的准备好运行的状态中固定在外部的承载结构处，例如固定在生产大楼的地基处。

支架载体3沿着想象的主轴线7延伸。在支架工作装置1的优选的在附图中说明的使用状态中，主轴线7竖直地延伸。

支架4具有带有支架纵向轴线8的纵向延伸部。支架纵向轴线8正交于主轴线7走向，其中，所述支架纵向轴线适宜地与主轴线7相交。由此，支架4示范性地从支架载体3出发水平地伸出。

在支架4处构造有终端效应器固定接口12。所述终端效应器固定接口通常处于到支架载体3的关于主轴线7的径向的间距中。支架4具有沿主轴线7的轴线方向定向的、示范性地面向基座单元5的下方的纵向侧13以及关于其相对的上方的纵向侧14。优选地，终端效应器固定接口12处于下方的纵向侧13处，然而，所述终端效应器固定接口还能够毫无问题地放置在上方的纵向侧14处或放置在支架4的其它的部位处，例如还能够放置在端侧。

与所说明的实施例不同，支架4能够具有多个终端效应器固定接口12。

终端效应器固定接口12构造成用于，将在图3中用虚线说明的终端效应器15固定在其处，应该借助所述终端效应器来实施工作。终端效应器15特定于应用地进行构造并且能够例如是夹具，借助所述夹具能够抓住物体16并且使其改变位置。

终端效应器固定接口12优选地构造成用于能够脱开地固定终端效应器15，从而能够在任何时间进行终端效应器更换。备选地，还能够设置成，终端效应器15不能够脱开地安置在终端效应器固定接口12处。

支架载体3具有支架载体基体17。整个支架4能够在正交于主轴线7的工作平面18中相对于支架载体基体17绕主轴线7进行摆动。在此发生的支架4的摆动运动应该被称为支架摆动运动22并且能够可选地沿第一摆动方向22a或沿关于其相反的第二摆动方向22b进行，也就是说，可选地沿顺时针方向或相反于顺时针方向进行。主轴线7形成用于支架摆动运动22的摆动中心或摆动轴线。

独立于支架摆动运动22，整个支架4能够在工作平面18中相对于支架载体基体17线性地移动。在此可行的线性运动沿支架纵向轴线8的轴线方向定向并且应该被称为支架线性运动23。支架线性运动23能够可选地沿第一线性方向23a或沿关于其相反的第二线性方向23b进行。

在单纯的支架线性运动23中，终端效应器固定接口12关于主轴线7的间距发生改变。在单纯的支架摆动运动22中，所述间距保持恒定并且终端效应器固定接口12沿着圆弧进行运动，从而仅仅终端效应器固定接口12的关于主轴线7沿其周缘方向占据的角度位置发生改变。由终端效应器固定接口12占据的位置应该被称为工作位置。

通过实施支架摆动运动22和支架线性运动23，更确切地说要么时间上依次地要么同时叠加地实施，终端效应器固定接口12的工作位置能够在工作平面18之内二维地变化。也就是说，通过支架4能够实施的工作运动24要么仅仅包括支架摆动运动22要么仅仅包括支架线性运动23要么由支架摆动运动22和关于其同时叠加的支架线性运动23组成。

为了产生工作运动24，支架工作装置1配备有支架驱动机构25。支架驱动机构25示范性地是电驱动机构25，然而，还能够毫无问题地构造为流体操纵的或电动流体的驱动机构。

优选地，支架驱动机构25涉及转动驱动机构。

支架驱动机构25优选地包括两个独立于彼此的驱动单元26、27，其为了更好的区分还被称为第一驱动单元26和第二驱动单元27。

支架驱动机构25适宜地布置在支架载体基体处。示范性地，这适用于所述两个驱动单元26、27。支架载体基体17具有沿主轴线7的轴线方向定向的下侧28，所述下侧示范性地面向基座单元5。支架驱动机构25优选地在下侧28的区域中安置在支架载体基体17处。

支架4的关于支架载体基体17能够摆动的支承适宜地在中间连接有支架载体3的关于支架载体基体17分离的支撑元件32的情况下进行。支撑元件32在支架载体基体17处绕主轴线7能够扭转地进行支承，其中，支架4不能够摆动地布置在支撑元件32处。由此，支撑元件32和支架4形成始终统一地实施支架摆动运动22的摆动单元。

支撑元件32优选地板形地构造并且以平行于工作平面18的板平面取向。优选地，支撑元件32在支架载体基体17的与下侧28轴向地相对的上侧29的区域中能够转动地支承在支架载体基体17处。通过所述转动支承，支撑元件32同时经历支撑，从而其可转动运动性呈现关于支架载体基体17的唯一的运动自由度。

对于支撑元件32的转动支承，示例性地存在有为了更好的区分被称为第一滚动支承件33的滚动支承件33，所述滚动支承件以其内圈处于支架载体基体17的支承件套管34上并且支撑元件32以支承件凹口35置上并且例如压上到其外圈上。

支架4在支撑元件32处的固定借助于一起做支架摆动运动32的线性引导机构36进行。线性引导机构36设置成用于实现支架线性运动23，其中，支架4借助于线性引导机构36相对于支撑元件32并且由此还相对于支架载体基体17垂直于主轴线7能够移位地进行支承，并且由此能够实施支架线性运动23。也就是说，在支架线性运动23时，支架4不仅关于支架载体基体17，而且关于支撑元件32进行移位。

支架4具有支架基体37，其优选地具有长形的外形，其中，所述支架基体沿着支架纵向轴线8延伸。示例性地，支架基体37构造为空心体，其至少部分地包围基体内部空间38。支架基体37适宜地在上侧29处延伸越过支架载体基体17。有利的是，支架基体37相应于所说明的实施例罩形地构造并且在下方的纵向侧13的区域中具有缝口状的开口42，支架载体3以支架载体基体17穿过所述开口伸入到基体内部空间38中。缝口状的开口42的宽度如下地设计尺寸，使得支架4能够在不受支架载体3阻碍的情况下实施其支架线性运动23。在支架线性运动23时，支架载体基体17在缝口状的开口42之内关于支架4的轴向位置发生改变。

支架基体37具有第一轴向的端部区段43和关于其沿支架纵向轴线8的轴线方向间隔开的第二轴向的端部区段44。缝口状的开口32示范性地在第一轴向的端部区段43的区域中开始并且延伸直至第二轴向的端部区段44，其中，终端效应器固定接口12示范性地轴向地以联接到缝口状的开口42处的方式布置在第二轴向的端部区段44处。

支架基体37具有两个沿支架摆动运动22的方向对置的侧壁45、46。所述两个侧壁45、46具有面向彼此的内部面47、48。

线性引导机构36具有引导轨道组件52，所述引导轨道组件具有两个分别具有线性的纵向延伸部的引导轨道53、54，所述引导轨道分别固定在侧壁45、46的所述两个内部面47、48中的一个处，例如借助于固定螺纹紧固件进行固定。所述两个引导轨道53、54平行于支架纵向轴线8延伸并且沿工作平面18的伸展方向并且在此更精确地说沿支架4的摆动方向与彼此间隔开。所述两个引导轨道53、54优选一样长并且分别在支架基体37的所述两个轴向的端部区段43、44之间延伸。

所述两个引导轨道53、54沿主轴线7的轴线方向优选地与支撑元件32处于相同的高度上。支撑元件32具有两个沿支架摆动运动22的方向彼此相对的侧面55，在所述侧面处分别布置有线性引导机构36的引导结构56。所述两个引导轨道53、54中的每个在支撑元件32的所述两个侧面55中的一个旁边延伸并且与处于此处的引导结构56能够线性移位地处于接合中。

示例性地，每个引导结构56包括两个单独地被称为引导靴56a、56b的引导单元，其沿支架纵向轴线8的轴线方向彼此相邻地布置并且分别同时与相应配属的引导轨道53、54处于接合中。

在引导结构56与引导轨道53、54之间的引导接合分别构造滑动支承件或滚动支承件。例如，在此能够实现球循环式引导。无论如何，引导接合如下地进行选择，使得支架基体37除了沿支架纵向轴线8的轴线方向的可运动性不具有关于支撑元件32的运动自由度，而是沿所有其它的方向都由支撑元件32不能够运动地进行支撑。

在附图中，支架4在占据第一轴向的端部位置时被示出，其中，终端效应器固定接口12相对于主轴线7具有最大的间距并且其中，支架4在一侧伸出超过支架载体3。在此，支架基体37的第一轴向的端部区段43处于支架载体基体17的区域中。

在支架线性运动23的范围内，支架4能够如下地移位，使得其以所述两个轴向的端部区段43、44（所述端部区段在下面还被称为支架端部区段43、44）突出超过支架载体3，如这在图8中用虚线说明的那样。

为了产生支架摆动运动22，在支架载体基体17处独立于彼此能够转动地布置有两个驱动轮57、58。所述两个驱动轮57、58为了更好的区分在下面还被称为第一驱动轮57和第二驱动轮58。所述两个驱动轮57、58与彼此同轴地进行取向，其中，其中间的纵向轴线相应地与主轴线7重合。优选地并且示范性地，所述两个驱动轮57、58轴向地彼此相继地进行布置。

第一驱动轮57示范性地沿朝向基座单元5的方向处于第二驱动轮58之下。

示范性地，所述两个驱动轮57、58包围支承件套管34，所述支承件套管从支架载体基体17的优选板形的基础区段62出发向上方突出。基础区段62环绕地径向地超出支承件套管43。

适宜地，每个驱动轮57、58通过专用的滚动支承件63、64能够转动地支承在支架载体基体17处。为了更好的区分，为了支承第一驱动轮57而存在的滚动支承件63被称为第二滚动支承件63并且为了支承第二驱动轮58而存在的滚动支承件64被称为第三滚动支承件64。

每个滚动支承件63、64适宜地在外周缘处同轴地包围所配属的驱动轮57、58，其中，所述滚动支承件以其内圈贴靠在相关的驱动轮57、58处并且以其外圈支撑在支架载体基体17处，所述支架载体基体为了滚动支承件63、64的简化的装配优选地多件式地构造。

优选地，所述两个驱动轮57、58在其轴向地面向彼此的端侧处成阶梯形，其中，所述驱动轮轴向地接合到彼此中一段距离。每个驱动轮57、58能够独立于另一个驱动轮58、57相对于支架载体基体17扭转。

第一驱动轮57在其径向的外周缘处具有第一驱动结构65。第二驱动轮58在其径向的外周缘处具有第二驱动结构66。第一驱动结构65处于与主轴线7同轴的第一圆周线65a上并且第二驱动结构66处于与主轴线7同轴的第二圆周线66a上。每个驱动结构65、66优选环形地构造并且在周围环绕所配属的驱动轮57、58进行延伸。

优选地，所述两个驱动结构65、66的直径彼此相等。

所述两个驱动结构65、66适宜地构造为啮合部，这适用于所说明的实施例。示范性地，所述两个驱动轮65、66构造为带有形成相应的驱动结构65、66的外啮合部69的齿轮。啮合部尤其涉及直啮合部。

每个驱动轮57、58能够通过支架驱动机构25旋转地驱动。以这种方式，第一驱动轮57能够被驱动做通过双箭头说明的第一驱动转动运动67并且第二驱动轮58能够被驱动做同样通过双箭头说明的第二驱动转动运动68。每个驱动转动运动67、68能够可选地沿第一转动方向72或沿关于其相反的第二转动方向73，也就是说，不仅能够沿顺时针方向而且能够相反于顺时针方向。在所说明的实施例中，所述两个驱动运动67、68的第一转动方向的方向指向（Richtungssinn）彼此相同，并且由此相应相反的第二转动方向73的方向指向也彼此相同。

为了获得所需的驱动转矩，第一驱动轮57具有与主轴线7同轴的第一内啮合部74，并且第二驱动轮58在其内周缘处设有同样与主轴线7同轴的第二内啮合部75。所述两个驱动轮57、58为此优选构造为空心轮。

所述两个驱动单元26、27从下侧28伸入到驱动轮组件中，其中，第一驱动单元26与第一内啮合部74并且第二驱动单元27与第二内啮合部75驱动式地耦联。对于驱动式的耦联，示范性地，每个驱动单元26、27具有不仅能够沿顺时针方向而且能够相反于顺时针方向被旋转地驱动的输出小齿轮76，所述输出小齿轮与所配属的内啮合部74、75啮合。

在操纵驱动单元26、27时，其输出小齿轮76被旋转地驱动，由于与所述两个内啮合部74、75中的一个的啮合接合由此得到第一或第二驱动转动运动67、68。

在所说明的实施例中，每个驱动单元26、27具有带有输出轴78的电动马达77，从属的输出小齿轮76处于所述输出轴处。

为了控制支架驱动机构25的运行，支架工作装置1适宜地包含电子控制单元82，其示范性地电联接到所述两个驱动单元26、27处。所述两个驱动单元26、27能够通过电子控制单元82进行操控，不仅用于实施驱动转动运动67、68而且用于不能够扭转地停止转动运动，以便如期望一样久地以关于支架载体基体17不能够扭转的方式固定所配属的驱动轮57、58。适宜地，每个驱动单元26、27配属有编码器，借助所述编码器能够探测输出小齿轮76的转动位置，从而每个驱动轮57、58能够根据期望进行扭转并且能够转动角度精确地进行定位。

为了产生支架摆动运动22，所述两个驱动轮57、58通过其驱动结构65、66分别与支架4的两个线性的从动结构83、84中的一个合作，所述从动结构为了更好的区分还被称为第一从动结构83和第二从动结构84。所述合作示范性地包括啮合接合，所述啮合接合通过如下方式得到，即所述两个从动结构83、84构造为齿条状的啮合部89，所述啮合部与相应配属的驱动轮57、58的作为驱动结构65、66起作用的外啮合部69处于啮合接合中。

根据没有说明的实施例，线性的从动结构83、84能够一件式地构造在支架基体37中。然而，为了得到高的强度，有利的是，所述两个线性的从动结构83、84中的每个构造在两个齿条85、86中的一个处，所述齿条通过合适的固定措施固定在支架基体37处。

每个齿条85、86能够一件式地或多件式地由多个轴向地放置在彼此处的齿条区段构造。

在构造为空心体的支架基体37的情况下（如这示范性地是这种情况那样），优选地，所述两个线性的从动结构83、84与引导轨道组件52共同处于基体内部空间38中。每个从动结构83、84布置在侧壁45、46的所述两个内部面47、48中的一个处。

所述两个线性的从动结构83、84平行于支架纵向轴线8延伸。

所述两个线性的从动结构83、84根据切线的类型延伸经过与其共同作用的驱动结构65、66，其中，第一从动结构83在第一接合区域87处与第一驱动结构65处于起传递力作用的接合中并且第二从动结构84在第二接合区域88中与第二驱动结构66处于起传递力作用的接合中。所述两个接合区域87、88（如图5清楚地说明的那样）配属于所述两个驱动轮57、58的在直径上彼此对置的外周缘区域。

然而，所述两个从动结构83、84沿主轴线7的轴线方向彼此错位，其中，所述错位相应于驱动轮57、58的所述两个驱动结构65、66的轴向的错位。图3使这被清楚地看出。

相应于此地，所述两个驱动轮57、58的驱动结构65、66处于沿主轴线7的轴线方向彼此相邻的平面中，这同样适用于所述两个从动结构83、84。所说的平面平行于工作平面18延伸。换言之，一方面所述两个驱动结构65、66并且另一方面所述两个从动结构83、84分别沿主轴线7的轴线方向相对于彼此错位地进行布置。

取决于驱动轮57、58的当前的转动方向，与其处于接合中的第一或第二线性的从动结构83、84被驱动做沿支架纵向轴线8的轴线方向（即要么沿第一线性方向23a要么沿第二线性方向23b）的线性运动。根据所述两个驱动轮57、58相对于彼此以何种关系进行扭转，由此得出单纯的支架线性运动23或单纯的支架摆动运动22或由支架线性运动23和支架摆动运动22叠加而得到的组合的线性和摆动运动作为工作运动24。

在图7至9中说明支架工作装置1的不同的可行的运行阶段，从中得出支架4的工作运动24的多个可行的实施方式中的几个。

在图7的运行阶段中，所述两个驱动轮57、58同时并且以相同的速度被驱动做沿第二转动方向73的同方向的驱动转动运动67、68，由此得到如下工作运动24，所述工作运动仅仅包括沿第一摆动方向22a定向的沿第一摆动方向22a的单纯的支架摆动运动22。

图8的运行阶段示出被反方向驱动的驱动轮57、58，其中，第一驱动轮57实施沿第二转动方向73的第一驱动转动运动67并且第二驱动轮58实施沿第一转动方向72的第二驱动转动运动68。转动速度是相等的。作为结果得出如下工作运动24，所述工作运动仅仅包括沿第一线性方向23a的支架线性运动23。

在图9的运行阶段中，第一驱动轮57实施沿第二转动方向73的第一驱动转动运动67，而第二驱动轮58被不能够扭转地固定，这在92处通过停止符号进行说明。所述驱动布局引起沿第一线性方向23a的支架线性运动23并且同时引起沿第一摆动方向22a的支架摆动运动22，从而工作运动24由所述两个之前提及的运动的叠加而引起。

为了使支架4停止在期望的工作位置中，所述两个驱动轮57、58通过支架驱动机构23不能够扭转地卡住。

在所述两个驱动轮57、58的不同的转动速度的情况下得出支架摆动运动22与支架线性运动23的不同类型的叠加以作为工作运动24。

支架工作装置1的有利的可选的配备方案实现，工作平面18的位置沿竖轴线17的轴线方向发生变化，更确切地说，尤其无级地进行变化。以这种方式，能够在空间上扩宽用于被安置在终端效应器固定接口12处的终端效应器15的工作区域。

示范性地，所述配备选项通过如下方式来实现，即支架载体3能够如下地线性移位地支承在基座单元5处，使得所述支架载体能够相对于基座单元5实施通过双箭头说明的沿主轴线7的轴线方向的线性的行程运动93。行程运动93沿所述两个轴向方向是可行的。在示例性的运行状态中，行程运动93竖直地定向。

行程运动93涉及整个工作单元2。也就是说，在行程运动93中，不仅支架4，而且支架载体3进行移位并且根据期望沿主轴线7的轴线方向进行定位。

对于精确的行程运动93，支架载体3沿主轴线7的轴线方向能够移位地支承在基座单元5处。该移位支承示例性地借助于支架载体3的支承管94来实现，所述支承管固定在支架载体基体17处并且与主轴线7同轴地向下方延伸。

支承管94沉入到在端侧向上方敞开的管形的支承突出部96的内部空间95中，所述支承突出部是基座单元5的组成部分。通过防扭转机构97，支承管94并且因此整个支架载体3关于基座单元5不能够扭转地被固定，而不限制可行程运动性。

属于基座单元5的支架载体驱动机构97驱动式地与支承管94合作，以便产生行程运动93。示例性地，支架载体驱动机构97构造为主轴驱动机构并且具有驱动马达98，通过所述驱动马达能够根据双箭头101双向旋转地驱动与主轴线7同轴地沿朝支架基体17的方向延伸的螺纹主轴99，抗转动地与支承管94连接的主轴螺母100处于所述螺纹主轴的外螺纹上。

通过借助于驱动马达98产生的螺纹主轴99的旋转，主轴螺母100包括固定在其处的支承管94在内能够沿主轴线7的轴线方向运动，由此得到工作单元2的行程运动93。

适宜地，支架载体驱动机构97与电子控制单元82电耦联，所述控制单元由此能够不仅控制支架4的工作运动24，而且控制整个工作单元2的行程运动93。

Claims (18)

1.支架工作装置，带有具有主轴线（7）的支架载体（3）和具有至少一个终端效应器固定接口（12）的、沿着正交于所述主轴线（7）的支架纵向轴线（8）延伸的支架（4），其中，整个支架（4）能够在正交于所述主轴线（7）的工作平面（18）中相对于所述支架载体（3）的支架载体基体（17）在实施支架摆动运动（22）的情况下绕作为摆动中心的主轴线（7）进行摆动，并且带有支架驱动机构（25），以用于产生所述支架（4）的相对于所述支架载体（3）在所述工作平面（18）中的工作运动（24），

其特征在于，

- 整个支架（4）能够在所述工作平面（18）中相对于所述支架载体基体（17）在实施支架线性运动（23）的情况下沿所述支架纵向轴线（8）的轴线方向线性地移动，

- 在所述支架载体基体（17）处以关于其绕作为转动轴线的主轴线（7）能够扭转的方式能够转动地布置有所述支架载体（3）的两个与所述主轴线（7）同轴的第一和第二驱动轮（57、58），其中，所述第一驱动轮（57）在其外周缘处具有处于与所述主轴线（7）同轴的圆周线（65a）上的第一驱动结构（65）并且所述第二驱动轮（58）在其外周缘处具有处于与所述主轴线（5）同轴的圆周线（66a）上的第二驱动结构（66），

- 所述支架（4）具有两个平行于所述支架纵向轴线（8）延伸的线性的第一和第二从动结构（83、84），其中，所述第一从动结构（83）在第一接合区域（87）中与所述第一驱动结构（65）处于起传递力作用的接合中并且其中，所述第二从动结构（84）在第二接合区域（88）中与所述第二驱动结构（66）处于起传递力作用的接合中，其中，所述第一接合区域（87）和所述第二接合区域（88）配属于所述两个驱动轮（57、58）的在直径上彼此对置的外周缘区域，

- 并且所述两个驱动轮（57、58）能够通过所述支架驱动机构（55）旋转地驱动以独立于彼此地分别做沿第一转动方向（72）和关于其相反的第二转动方向（73）的驱动转动运动（67、68）并且能够在任意的转动位置中不能够扭转地进行固定，由此能够引起所述支架（4）的工作运动（24），所述工作运动要么仅仅包括所述支架摆动运动（22）要么仅仅包括所述支架线性运动（23）要么由所述支架摆动运动（22）和同时叠加的支架线性运动（23）组成。

2.根据权利要求1所述的支架工作装置，其特征在于，一方面所述两个驱动轮（57、58）的驱动结构（65、66）并且另一方面所述支架（4）的与其处于接合中的线性的从动结构（83、84）分别沿所述主轴线（7）的轴线方向相对于彼此错位地进行布置。

3.根据权利要求1或2所述的支架工作装置，其特征在于，所述两个驱动结构（65、66）和所述两个线性的从动结构（83、84）构造为接合到彼此中的啮合部（69、89）。

4.根据权利要求3所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架（4）的两个线性的从动结构（83、84）构造在所述支架（4）的齿条（85、86）处。

5.根据权利要求3或4所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架载体（3）的两个驱动轮（57、58）构造为齿轮。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架驱动机构（25）具有两个能够独立于彼此电和/或流体操纵的第一和第二驱动单元（26、27），其中，所述第一驱动单元（26）驱动式地与所述第一驱动轮（57）耦联，并且所述第二驱动单元（27）驱动式地与所述第二驱动轮（58）耦联。

7.根据权利要求6所述的支架工作装置，其特征在于，所述两个驱动轮（57、58）分别具有与所述支架载体（3）的主轴线（7）同轴的内啮合部（74、75），相应配属的驱动单元（26、27）与所述内啮合部处于啮合接合中。

8.根据权利要求6或7所述的支架工作装置，其特征在于，所述两个驱动单元（26、27）布置在所述支架载体基体（17）处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架（4）通过一起做所述支架摆动运动（22）的线性引导机构（36）关于所述支架载体（3）垂直于所述主轴线（7）能够线性移位地支承。

10.根据权利要求9所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架载体（3）具有支撑元件（32），所述支撑元件在所述支架载体基体（17）处以独立于所述两个驱动轮（57、58）能够扭转的方式以所述主轴线（7）作为转动轴线能够转动地支承。

11.根据权利要求10所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架（4）具有所述线性引导机构（36）的引导轨道组件（52），所述引导轨道组件与布置在所述支撑元件（32）处的引导结构（53、54）沿所述支架纵向轴线（8）的轴线方向能够线性移位地处于接合中。

12.根据权利要求11所述的支架工作装置，其特征在于，所述引导轨道组件（52）具有两个分别平行于所述支架纵向轴线（8）延伸的并且沿所述工作平面（18）的伸展方向彼此间隔开的引导轨道（53、54），所述引导轨道分别与至少一个属于所述引导结构（56）的并且固定地安置在所述支撑元件（32）处的引导靴（56a、56b）能够线性移位地处于接合中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架（4）具有长形的支架基体（37），在所述支架基体处布置有至少一个终端效应器固定接口（6），适宜地固定在所述支架基体（17）的两个沿所述主轴线（7）的轴线方向定向的纵向侧（13、14）中的一个处。

14.根据权利要求13所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架基体是空心体，在所述空心体的内部空间（38）中布置有所述两个线性的从动结构（83、84）并且所述空心体适宜地罩状地设计有缝口状的开口（42），所述支架载体（3）穿过所述开口突出。

15.根据权利要求13或14结合权利要求11或12所述的支架工作装置，其特征在于，所述引导轨道组件（52）固定在所述支架基体（37）处。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架（4）具有两个沿所述支架纵向轴线（8）的轴线方向彼此相对的第一和第二支架端部区段（43、44）并且能够在两个轴向的端部位置之间移动，在所述端部位置中所述两个支架端部区段（43、44）中的相应一个定位在所述支架载体（3）的区域中，其中，适宜地，至少一个终端效应器固定接口（12）布置在所述两个支架端部区段（43、44）中的一个的区域中。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架工作装置具有基座单元（5），所述支架载体（3）为了实施沿所述主轴线（7）的轴线方向的行程运动（93）能够移位地支承在所述基座单元处，并且所述支架工作装置具有支架载体驱动机构（97），通过所述支架载体驱动机构能够驱动所述支架载体（3）与所述支架（4）一起做所述行程运动（93）并且能够被定位在不同的行程位置中。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的支架工作装置，其特征在于，所述支架工作装置具有电子控制单元（82），所述支架驱动机构（25）以及可选地存在的支架载体驱动机构（97）联接到所述控制单元处。

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