CN1646274A - 带集成式驱动装置的机器人手臂 - Google Patents

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Abstract

机器人(R)的带集成式驱动装置的机器人手臂(4)，其通过至少一个手臂(2)与一个主驱动装置(1)可移动地连接，其中机器人手臂(4)为了偏转它的壳体(5)并为了驱动顶尖套筒(6)具有多个驱动电机(M1至M3)。

Description

带集成式驱动装置的机器人手臂
本发明涉及一种驱动装置，特别是用于一个机器人的机器人手臂，其在必要时通过至少一个手臂与一个主驱动装置可移动地连接。
这类驱动装置已在市场上公知了许多种的结构形式及实施方案并且是可买到的。缺陷是，这些装置就仪器方面来说结构设计很昂贵并且为了驱动这些用于机器人的装置，大多数驱动装置设置有驱动电机，也就是说，通过多种离合器元件驱动电机可以被相互连接以及被设置在一个单独的壳体中。另外的缺陷是，制造这类驱动装置非常花费并且特别是对于很小结构的机器人，即微型机器人是不适合的。
为此本发明的任务是，创造一种开头所述类型的驱动装置，其可消除上述缺陷并且借助它可以实现一个用于机器人的驱动单元，特别是用于机器人手臂，该驱动装置结构很小并能通用。另外，该装置应能实现很大的转角，特别是回转角以及一个很高的功率和功率密度。
为了解决这一任务，该机器人手臂具有多个驱动电机以用于回转该壳体和必要时驱动一个顶尖套筒。
在本发明中已经证明特别有利的是将多个驱动电机固定地集成在一个壳体中，特别是集成在机器人手臂中，为的是一方面偏转该机器人手臂并且另一方面旋转地驱动一个顶尖套筒以及同时实现该顶尖套筒的一个线性提升运动。
在此，该电机元件例如可以被固定地安装在壳体的相应的接纳孔中或者被支承在其中。特别地也可想到使例如该电机轴的相应的轴承固定在轴承端盖中，该轴承端盖被安装在壳体中。
依此该驱动电机的连接杆或轴就可以经济地被集成地安装在壳体中。同样还可以在该驱动电机的同一个轴上连接一个作为反馈仪器的传感器，如绝对值传感器，编码器，分解器或类似仪器。
而且该电机元件的相应的轴承直接位于壳体中或者被集成在壳体中。这样就确保该电机元件本身是壳体的组成构件，以便回转该机器人手臂和/或旋转地或线性地驱动该顶尖套筒。
因此可以设置相应的皮带，齿皮带，齿盘或类似结构，以便实现相应的驱动运动。在这一点上，本发明不应受到限制。
本发明另外的优点，特征及细节源于下文中借助附图对优选实施例的说明。图示表明：
图1是在一个用于机器人的驱动装置，特别是一个机器人手臂的透视图，
图2是在机器人手臂的一个壳体上的示意底侧视图，
图3是按照图1的机器人手臂上的一个局部透视俯视图，
图4是按照图1的机器人手臂一部分的一个示意底侧透视图。
按照图1，机器人R具有一个主驱动装置1，该主驱动装置必要时在高度和/或侧向上可移动地固定支承或者支承在图中未示出的支架，机架或类似结构上。
在主驱动装置1里最好集成一个驱动电机M5，以便围绕臂2且围绕轴线A5可偏转地和可控制地来驱动。
真正的驱动单元3围绕轴线A2可回转地置于臂2上。
该驱动单元3设计为机器人手臂4并且具有一个壳体5，其中，在一端有一个直线导轨，特别是顶尖套筒(Pinole)6最好设计为螺纹杆，特别是直线往复运动球螺杆7在所示出的双箭头X方向上是可运动的并且在示出的双箭头Y方向上围绕轴线4是可往返驱动的。
在机器人手臂4的上侧面8的区域中，也如从图3特别看出的那样，设置一个驱动盘9或类似结构，其中此处未示出的轴颈元件或类似结合件(Mitnehmer)嵌入该顶尖套筒6的一个沟槽10中，以便使驱动盘围绕轴线A4旋转地驱动。其中驱动盘9的驱动运动通过一个皮带件11实现，该皮带件由驱动电机M1驱动。驱动电机M1上设置了一个制动装置12和一个传感器13。
在本发明中重要的是如特别在图2中示意示出的那样，在机器人手臂4的壳体5中设置了接纳孔14.1至14.4，其中顶尖套筒6在接纳孔14.4中，驱动电机M1在接纳孔14.1中并且驱动电机M2和M3在相应的接纳孔14.2，14.3中被固定地，最好可再拆卸地安置。其中，总之为了该顶尖套筒6的运动和为了机器人手臂3的运动所必需的驱动电机M1至M3被集成安装在机器人手臂4的壳体5中。而且它们的电机轴直接安置在作为壳体5的组成构件的轴承中。
为了实现该顶尖套筒6的提升运动，如特别在图4中描述的那样，在一个下侧面15上通过未示出的轴承径向可转动地支承一个平面凸轮16，其中相应的此处未示出的球元件或类似物被嵌合到该顶尖套筒6中并且通过通平面凸轮16的转动，顶尖套筒6就可在所示出的双箭头X(见图1)方向上可往返地运动。
在此，平面凸轮16通过传递元件，特别是皮带件11或者被作为链式元件借助驱动电机R1来驱动。
驱动电机M2被集成在机器人手臂4的壳体5中并且应用于相对于手臂2围绕轴线A2主动的驱动和回转机器人手臂4。
                       位置标记列表
  1   主驱动装置   34   67
  2   手臂   35   68
  3   驱动单元   36   69
  4   机器人手臂   37   70
  5   壳体   38   71
  6   顶尖套筒   39   72
  7   直线往复运动球螺杆   40   73
  8   上侧面   41   74
  9   驱动盘   42   75
  10   沟槽   43   76
  11   皮带件   44   77
  12   制动装置   45   78
  13   传感器   46   79
  14   接纳孔   47
  15   下侧面   48   R   机器人
  16   平面凸轮   49
  17   50   X   方向
  18   51   Y   方向
  19   52
  20   53   M1   驱动电机
  21   54   M2   驱动电机
  22   55   M3   驱动电机
  23   56   M4   驱动电机
  24   57   M5   驱动电机
  25   58
  26   59   A1   轴线
  27   60   A2   轴线
  28   61   A3   轴线
  29   62   A4   轴线
  30   63   A5   轴线
  31   64
  32   65
  33   66

Claims (15)

1.特别用于一机器人(R)的机器人手臂(4)的驱动装置，其必要时通过至少一个手臂(2)与一个主驱动装置(1)可移动地连接，其特征在于，
该机器人手臂(4)为了偏转壳体(5)和必要时为了驱动一个顶尖套筒(6)具有多个驱动电机(M1至M3)。
2.按权利要求1的驱动装置，其特征在于，该驱动电机(M1至M3)被集成安装到壳体(5)中。
3.按权利要求1或2的驱动装置，其特征在于，该驱动电机(M1至M3)被集成在壳体(5)的接纳孔(14.1至14.3)中并且可选择地实施为收缩的或可拆卸的连接。
4.按权利要求1至3中至少一项的驱动装置，其特征在于，每个驱动电机(M1至M3)配置一个传感器(13)，特别是分解器，编码器或绝对值传感器。
5.按权利要求1至4中至少一项的驱动装置，其特征在于，驱动电机(M1)配置一个电动机械式可操作的制动装置(12)。
6.按权利要求1至5中至少一项的驱动装置，其特征在于，壳体(5)，特别是该机器人手臂(4)围绕轴线(A2)可回转地与手臂(2)连接，其中驱动电机(M2)控制机器人手臂(4)相对手臂(2)的一个回转运动。
7.按权利要求1至6中至少一项的驱动装置，其特征在于，在驱动电机(M2)的区域旁边分别设置两个另外的驱动电机(M1和M3)。
8.按权利要求1至7中至少一项的驱动装置，其特征在于，通过驱动电机(M1)借助一个特别是皮带件(11)的传递元件，一个线性导轨的驱动盘(9)、特别是顶尖套筒(6)是可驱动的。
9.按权利要求1至8中至少一项的驱动装置，其特征在于：该直线导轨，特别是顶尖套筒(6)是螺纹轴，特别是带有一个轴向延伸沟槽(10)的直线往复运动球螺杆(7)。
10.按权利要求8或9的驱动装置，其特征在于，驱动盘(9)与沟槽(10)相啮合并且通过驱动电机(M1)的旋转驱动实现顶尖套筒(6)围绕轴线(A4)的转动。
11.按权利要求1至10中至少一项的驱动装置，其特征在于，为了执行一个提升运动，平面凸轮(16)通过一个特别是皮带件(11)的传递元件与驱动电机(M3)相啮合，其中通过该平面凸轮(16)的转动，至少一个球元件或轴颈元件嵌合在顶尖套筒(6)的螺轴形的凹槽中以执行一个提升运动。
12.按权利要求1至11中至少一项的驱动装置，其特征在于，该驱动电机(M1至M4)集成安装在机器人手臂(4)的壳体(5)内。
13.按权利要求1至12中至少一项的驱动装置，其特征在于，主驱动装置(1)具有一个驱动电机(M5)，其围绕一轴线(A5)地驱动手臂(2)。
14.按权利要求1至13中至少一项的驱动装置，其特征在于，驱动电机(M1至M3)的电机轴支承在壳体(5)中，特别是安装在壳体(5)中。
15.按权利要求1至14中至少一项的驱动装置，其特征在于，该驱动电机(M1至M3)的定子被固定集成在接纳孔(14.1至14.3)中或可再拆卸地安装在其中。
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