CN208962041U - 机器人关节止动制动器和具有至少一个该机器人关节止动制动器的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人关节止动制动器(5)，包括：制动器壳体(6)；可枢转地安装在制动器壳体(6)中并具有第一头部部分(8.1)的第一棘爪(7.1)和具有第二头部部分(8.2)的第二棘爪(7.2)；齿轮(10)，其可转动地安装在制动器壳体(6)中并具有沿周向均匀分布设置的齿(11)，其中，每两个相邻的齿(11)分别限定齿轮(10)的一个齿槽(12)；第一张紧装置(9.1)和第二张紧装置(9.2)，它们被设计为，使各个棘爪(7.1，7.2)朝齿轮(10)枢转，使得头部部分(8.1，8.2)在各自对应的齿轮(10)的接合转动位置上沉入到一个齿槽(12)中，以锁定机器人关节止动制动器(5)；以及磁铁(14.1，14.2)，其被设计为，在其激活期间，使棘爪(7.1，7.2)逆着张紧装置(9.1，9.2)的作用保持在齿轮(10)的齿槽(12)之外，以使机器人关节止动制动器(5)保持在其释放状态。本实用新型还涉及一种所配属的、具有至少一个这样的机器人关节止动制动器(5)的机器人(1)。

Description

机器人关节止动制动器和具有至少一个该机器人关节止动制 动器的机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人关节止动制动器，包括：制动器壳体；可枢转地安装在制动器壳体中并具有第一头部部分的第一棘爪；可转动地安装在制动器壳体中的齿轮，其具有均匀地在周向上分布设置的齿，其中每两个相邻的齿限定齿轮的一个齿槽；第一张紧装置，其被设计用于使第一棘爪朝齿轮枢转，使得第一头部部分在各对应的、齿轮的接合转动位置上沉入到一个齿槽中，以锁定机器人关节止动制动器；和第一磁铁，其被设计为，在其激活期间使第一棘爪逆着第一张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，从而使机器人关节止动制动器保持在其释放状态。本实用新型还涉及一种所属的机器人，其具有至少一个这种机器人关节止动制动器。

背景技术

专利文献DE102005014710A1描述了一种电动制动器，其具有接合结构，该接合结构可与所属的运动部分相接合，其中，该所属的运动部分具有棘爪，该棘爪与电动机的旋转相联系地旋转，并且该接合结构包括接合爪，该接合爪被设置在棘爪的周向上，以便能够与棘爪的齿部相接合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人关节或者说一种机器人，其具有结构简单但非常安全的制动器。

本实用新型的目的通过一种机器人关节止动制动器来实现，其包括：

-制动器壳体；

-第一棘爪，其可枢转地安装在制动器壳体中并具有第一头部部分；

-齿轮，其可转动地安装在制动器壳体中并具有在周向上均匀分布设置的齿，其中，每两个相邻的齿限定齿轮的一个齿槽；

-第一张紧装置，其被设计为，使第一棘爪朝齿轮枢转，使得第一头部部分在各对应的、齿轮的接合转动位置上沉入到一个齿槽中，以锁定机器人关节止动制动器；

-以及第一磁铁，其被设计为，在其激活期间使第一棘爪逆着第一张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，以使机器人关节止动制动器保持在其释放状态；

此外，该机器人关节止动制动器还包括：

可枢转地安装在制动器壳体中的第二棘爪，其具有第二头部部分；和

第二张紧装置，其被设计为，使第二棘爪朝齿轮枢转，使得第二头部部分在各对应的、齿轮的接合转动位置上沉入到一个齿槽中，以锁定机器人关节止动制动器；

其中，第一棘爪和第二棘爪相对于齿轮可枢转地安装在制动器壳体中，使得在机器人关节止动制动器的锁定状态下，这两个棘爪中只有一个棘爪以其头部部分沉入到齿轮的齿槽中，而另一个棘爪的头部部分则位于(ansteht)齿轮的一个齿的顶面上。

将机器人关节止动制动器理解为：其适于使机器人的或其机器人手臂的关节、特别是机器人的转动关节保持在锁定位置上，并防止关节自主地、亦即无意地继续转动。特别是应该利用这样的机器人关节止动制动器来防止，关节例如由于作用在机器人臂上的重力影响而无意地运动。这样的机器人关节止动制动器还应该在其没有能源(特别是电能)供应的工作状态下完成其锁定功能，亦即固定相关的关节。机器人关节止动制动器特别是不被设计用于能对运动的关节制动。

制动器壳体可以封闭地或开放地构成。制动器壳体特别是也可以在需要时单独由支柱状或框架状的联接节肢形成，这确保齿轮的可转动地安装和两个棘爪彼此以固定的轴间距可枢转地安装。

齿轮例如可以构成类似于滚动传动齿轮。替代地，齿轮或者齿盘也可以具有其他的齿形或齿尖(Zacken)。

总是存在以下情况，即：或者仅第一棘爪与齿轮止动接合，而第二棘爪脱离接合，或者仅第二棘爪与齿轮止动接合，而第一棘爪脱离接合。因此，永远不存在两个棘爪(第一棘爪和第二棘爪)同时与齿轮止动接合的情况。通过将第一棘爪和第二棘爪相对于齿轮可枢转地安装在制动器壳体中，从而在机器人关节止动制动器的锁定状态下，两个棘爪中只有一个棘爪以其头部部分沉入到齿轮的齿槽中，而相应的另一个棘爪的头部部分则位于齿轮的一个齿的顶面上，就能够使得机器人关节止动制动器在两个可能的转动方向的其中一个上被锁定，在这种情况下，由于第二棘爪在机器人关节止动制动器的锁定状态下未进行接合，因此制动器或者齿轮可以沿反向于止动方向运转的转动方向运动。在锁定状态下制动器不能被释放，不需要制动器或者齿轮事先要沿反向于止动方向运转的转动方向运动。这确保了，机器人的具有机器人关节止动制动器(其正处于锁定状态下)的关节的关节电机首先必须是有效的，并且必须能够使关节例如逆着重力或逆着机器人的负荷而提升，或者能够逆着该负荷而运动，以便能够释放机器人关节止动制动器。亦即由此将确保：关节电机可靠地自己承担所有存在的转矩负载，而不会导致关节发生无意的(例如下降的)运动，并且这可以在机器人关节止动制动器之前被主动释放。根据本实用新型的机器人关节止动制动器，就此而言根据哪个棘爪与齿轮相接合而在相应的另一转动方向上具有空转功能。

第一棘爪和第二棘爪能够被可枢转地安装在制动器壳体中，使得在机器人关节止动制动器的锁定状态下，两个棘爪中有一个棘爪以其头部部分沉入到齿轮的锁定齿槽中，而相应的另一个棘爪的头部部分则位于紧随该齿槽的齿的顶面上。

通过使相应的另一个棘爪的头部部分位于紧随该齿槽的齿的顶面上，确保两个棘爪决不能同时处于接合中。此外，在该设计方案中还确保：在齿轮反向于锁定方向转动时(这需要松开或者说释放机器人关节止动制动器)，目前处于接合中的棘爪也向外转动而脱离与齿轮的接合，从而使该棘爪的头部部分向外枢转至齿轮的齿顶圆直径。其结果是，该目前处于接合中的棘爪被带动至磁铁的附近，因此磁铁可以使该棘爪逆着对应的张紧装置的力而运动至释放位置并在那里保持不动。

第一棘爪的第一头部部分和第二棘爪的第二头部分可以各自具有一端面，该端面在机器人关节止动制动器的锁定状态下位于齿轮的齿的指向被锁定的转动方向的齿侧上。各个棘爪可以具有枢转轴承，该枢转轴承沿棘爪的纵向伸展方向与端面相对置地设置在棘爪上。枢转轴承被设计用于将棘爪可枢转地安装在制动器壳体上。借助于端面可以特别良好地传递或支承从齿轮导入棘爪中的保持力。

第一棘爪和第二棘爪能够被可枢转地安装在制动器壳体中，使得在机器人关节止动制动器的锁定状态下，两个棘爪中有一个棘爪以其端面位于齿轮的齿的指向被锁定的转动方向的齿侧上，而相应的另一个棘爪的头部部分则位于同一齿的顶面上。通过棘爪的两个头部部分的这种空间上的接近，两个棘爪特别是可以由相同的、尤其是单一的磁铁来保持。

第一磁铁可以被设计为，在其激活期间不仅使第一棘爪逆着第一张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，并且还使第二棘爪逆着第二张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，从而使机器人关节止动制动器保持其释放状态。由此，机器人关节止动制动器可以仅用单一的磁铁来控制，并且不需要分开的磁铁用于两个棘爪。通过将第一磁铁设计为：在其激活期间不仅使第一棘爪逆着第一张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，并且还使第二棘爪逆着第二张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，就能够实现：机器人关节止动制动器由于两个张紧装置而仅在磁铁激活时才处于释放状态下。在电磁铁的情况下，磁铁仅在被供给电能时才被激活。如果例如取消对机器人的电能供应，则磁铁不再被供给电能，而机器人关节止动制动器自动地并且不需要外部能源地进入其锁定状态。一旦机器人关节止动制动器进入锁定状态，则机器人关节止动制动器只有在电能供应再次存在时才能被松开，并且机器人臂的相应的关节电机能够使机器人关节止动制动器的齿轮主动地反向于锁定方向地有效运动，以释放被锁定的棘爪。

机器人关节止动制动器可以具有第二磁铁，该第二磁铁被设计为，在其激活期间使第二棘爪逆着第二张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外，从而使机器人关节止动制动器保持在其释放状态。

如果机器人关节止动制动器针对每个棘爪都具有一单独的磁铁，棘爪或者说其头部部分就没有必要非常接近地并列设置。在此情况下，棘爪可以在任意位置上彼此之间以更远距离分开地设置在齿轮的圆周。

第一磁铁和/或第二磁铁可以被构造为可电激活的电磁铁。在最简单的情况下，磁铁可以具有带有铁芯的电性线圈，从而可以通过向线圈供应电能来使铁芯被磁化。

但是，第一磁铁和/或第二磁铁也可以例如被构造为机械的或机电的、可位置调节地安装的永久磁铁，并且在此情况下，第一磁铁或第二磁铁可以通过其位置调节来激活，以使第一棘爪或第二棘爪逆着第一张紧装置或第二张紧装置的作用而脱离出齿轮的齿槽。

第一磁铁或第二磁铁可以关于其磁性作用而被限定地布置为，和/或可以将第一棘爪或第二棘爪远离第一磁铁或第二磁铁地设置为：在第一棘爪或第二棘爪以其各自的头部部分沉入到齿轮的齿槽中的锁定位置上，被激活的第一磁铁的或被激活的第二磁铁的磁性作用，不足以使相关的棘爪逆着对应的张紧装置的作用而脱离出齿轮的齿槽以释放机器人关节止动制动器。

在这种情况下，磁铁只能拉动贴靠在齿轮的相关的齿的顶面上的棘爪。与之相反，处于接合中的棘爪则由于较大的距离以及可能还另外由于张紧的状态而没有受到磁铁的影响，即，没有脱离与齿轮的接合。这意味着：在棘爪的这种布置中，磁铁不能独自地使棘爪脱离接合，而是为此需要使齿轮转动。亦即，必须使驱动器或齿轮逆着锁定方向进行逆向转动，以释放棘爪并通过磁铁来松开棘爪。也就是说，被制动的机器人关节必须首先反向于锁定方向地、即反向于负载方向地运动，由此使得处于接合中的棘爪移出齿齿槽并运动到磁铁的附近，因此该磁铁只有现在才能够磁性地牵引棘爪。

第一磁铁或第二磁铁可以关于其磁性作用被非常好地(stark)设计为，各自对应的第一棘爪或第二棘爪在它们抵靠于齿轮的齿的顶面上的位置上，在对应的第一磁铁或第二磁铁激活时，逆着第一张紧装置或第二张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外。这意味着：第一磁铁应该关于其磁性作用被非常好地设计为，使得对应的第一棘爪在其抵靠于齿轮的齿的顶面上的位置上，在第一磁铁激活时逆着第一张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外。这意味着：第二磁铁应该关于其磁性作用被非常好地设计为，使得对应的第二棘爪在其抵靠于齿轮的齿的顶面上的位置上，在第二磁铁激活时逆着第二张紧装置的作用而保持在齿轮的齿槽之外。

机器人关节止动制动器可以相应地具有止动制动控制器，其被设计和布置为，为了使相应的棘爪逆着对应的张紧装置的作用而脱离出齿轮的齿槽以释放机器人关节止动制动器，在第一磁铁或第二磁铁激活之前，首先使齿轮反向于其当前锁定方向地转动，以卸载并释放相关的锁定的棘爪。为此可以设计为，首先由齿轮的位于棘爪上的齿的加载来释放当前锁定的棘爪，使得不再有力和转矩经由齿轮的齿引入到棘爪中，由此使得棘爪被释放，以便棘爪在紧接着激活对应的磁铁时能够通过磁铁的更小的力来运动，和/或通过齿轮的齿的转动运动主动地向外推压棘爪。对于配备有相应的机器人关节止动制动器的机器人来说，这可意味着：首先必须借助于机器人的驱动器来驱动调节地承受、特别是抬起机器人所承载的负荷，以便能够松开通过机器人关节止动制动器被锁定的关节。这增加了机器人的操作可靠性，因为只有在确保机器人的驱动器自身能够承载该负荷的情况下才能释放机器人关节止动制动器。因此排除：关节由于松开了机器人关节止动制动器而意外地迅速下降。

本实用新型的目的也通过一种机器人来实现，该机器人具有机器人控制器和机器人臂，机器人臂具有多个通过节肢连接的关节，这些关节可以通过机器人的与这些关节耦接的电机并根据由机器人控制器所执行的机器人程序被自动地调节，或者在机器人的手动引导运行中被驱动控制地调节，以改变所述机器人臂的位形，其中，机器人臂的至少一个关节具有根据所描述的一种实施方式的机器人关节止动制动器。

机器人、特别是工业机器人是作业机器，其可装备有工具，并通过其关节而在多个运动轴中例如关于方向、位置和工作流程是可编程的，以自动地处理和/或加工对象。机器人通常包括：机器人臂，其具有多个通过特别是电动的驱动器或马达可自动或手动调节的关节(轴)；和可编程的机器人控制器，该机器人控制器在运行期间控制或调节机器人的运动流程。

各个关节可以被设计为转动关节。各个节肢被设计为，将特别是从通过机器人来操纵、尤其是运动的夹具或工具经由机器人臂的工具固定法兰引入到机器人臂中、即引入到其结构中的力和力矩，从一个关节传递到下一个关节。此外，还必须将源自机器人臂的自重力的力和力矩传递到机器人臂的基架中。为此，机器人臂的各个节肢具有至少一个被设计为能够接收并传递这些力和力矩的结构部件。这种结构部件通常被构造为中空的，并且例如可以由例如具有管状区段的金属铸件或焊接的钢结构构成。各个节肢通过一个关节与紧挨着的机器人臂的下一个节肢相连接，特别是可转动地连接。为此，各个关节可以具有转动轴承。每个关节或每个转动轴承，可自动驱动地耦接自己的马达、例如电动机、特别是伺服电动机，该马达具有配属的驱动控制器。驱动器或者说马达通常由机器人的机器人控制器来操控。通过机器人控制器，关节可以借助于驱动器或马达、根据机器人程序被自动地或者在对机器人的手动引导运行中被驱动控制地调节，以改变机器人臂的位形。位形是指机器人臂的关节的瞬时的各个轴角度位置的集合。

根据本实用新型的机器人关节止动制动器因此可以包括用于两个转动方向的、形状配合地起作用的止动制动器，其具有：齿盘、即齿轮；两个为此沿径向方向安装的棘爪；和一个或两个磁铁、特别是电磁铁，例如罐式磁铁。齿盘可以固定在待制动的轴上，优选固定在机器人关节的驱动器的电机轴上，并确保齿盘不在轴上扭转。

在此，可以将两个反向设置的棘爪可转动地安装在壳体中，或者安装在相对于转动的齿盘为刚性的结构上，例如运动的机器人节肢上。这两个反向设置的棘爪可以通过弹簧元件自动地朝齿盘被牵拉。紧凑型的电磁铁具有正好如下的能力，即电磁铁可以同时保持两个棘爪逆着其复位弹簧力，使得棘爪不会与齿盘发生接触。棘爪的材料是任意的材料，例如，由于在按压方向上是一维的主载荷，因此可以使用廉价的塑料结构。但是它们在与电磁铁的接触区域中则需要金属接触面，金属接触面例如可以通过小的含铁金属支持件来实现，金属支持件例如被粘接或浇铸。棘爪也可以实施为简单的冲压的或者利用激光切割的钢制构件。

通过给电磁铁断电而消除了牵拉力，并且棘爪被弹簧拉到齿盘上。在这种情况下，两个棘爪中总是有一个棘爪处于形状配合的接合中，但是永远不会两个棘爪同时处于形状配合的接合中。更准确地说，一个棘爪以其侧面接触齿尖，此时另一个棘爪以其端面、即其头部部分贴靠在齿侧上，并在相应的方向上产生锁定作用。到目前为止，相反的方向是可自由转动的，直至棘爪进入接合状态。在此，另一个棘爪又移出与齿的接合。由此在两个棘爪接合之间所产生的扭转角度可以通过接触配对件的几何形状来设定，并且只有非常低的几度。可能的后连接的传动机构的传动比可以再次减小该角度。由于在制动侧有非常小的扭转，以及从齿盘经由棘爪到轴承销有着非常直接的力传递，并且压力的负载类型非常适宜，因此不需要高传动比，因为即使来自于紧凑地设计的单元的高制动负载也可以被安全地接收，并且从动侧的余隙也是极小的。

为了释放制动器，电磁铁被又供电。在这种情况下，电磁铁只牵引正好位于齿尖上的棘爪。而处于接合中的爪则由于更大的距离和处于张紧状态而不会受到电磁铁的影响，即，不会脱离与齿盘或齿轮的接合。也就是说，被制动的机器人关节必须首先反向于锁定方向运动，即，反向于加载方向运动，以使第二棘爪先被推出齿盘并运动到电磁铁附近，使得现在可磁性地牵拉第二棘爪。因此，在有效制动状态下由棘爪变化所限定的最小扭转角度是制动器的必要特性，以便使棘爪能够再次松开。如果两个棘爪错误地同时接合，则不能执行松开运动，因此制动器不可自动解锁，即，自动释放。

根据本实用新型的机器人关节止动制动器的特性(特别是关于制动器的小结构尺寸和高性能)特别是基于：形状配合地起作用的制动原理，其能够保持待制动的轴，直至构件失灵；沿着棘爪到达紧凑的转动轴承上的适宜的力流；小型结构的电磁铁，其仅需要很少的力，因为其只需要逆着微弱的弹力来保持棘爪或者在很近的距离上牵拉棘爪，但不必使棘爪退出锁定位置。

如果所述制动器也应该作为动态制动器能够被用在紧急情况下，或者相应的机器人节肢即使在被制动的情况下应该能够用手以所限定的设定的外力被手动移动，例如即使在断电状态下也期望有永久的被动的可反推性，则这可以通过在传动系或制动系中所限定的滑行的元件来完成。

在这里所给出的制动结构的一种扩展变型中，也可以使用两个电磁铁。在这种情况下，两个棘爪中的每一个棘爪都由其自己的电磁铁来牵拉或保持。通过有针对性地单独控制电磁铁，就可以有针对性地制动一些方向并释放另一些方向。因此，该制动器可以作为可主动控制的空转轮(Freilauf)例如用在重力加载的轴中，其可以由使用者手动地推开，但是不能落下。

总之，根据本实用新型的机器人关节止动制动器能够实现紧凑的结构并因此形成有效的制动单元，其要求逆着负载并因此逆着制动方向实现主动的电机运动，以使其能够被再次释放。在这种情况下，由于安全原因，通过简单地接通电磁铁而引起的无意松开并不足以使该止动制动器能够被松开。该制动器的很小的结构空间，关于待制动的轴主要体现在径向方向上，在轴向上则占据很小的空间。

根据实施例，根据本实用新型的机器人关节止动制动器能够提供一种特别紧凑和/或便宜的单元，该单元具有保持和紧急制动功能，其只有在确保传动系的可操作性之后才能被再次松开。只有在电机被完全开动的情况下才能解锁制动器。在此，两个方向都应该能够被形状配合地锁定并且只有最小程度的扭转余隙。在打开状态下，不会导致磨损(例如由于两个物体的相对运动过程中的摩擦而导致磨损)。

由于这种机械结构而非常直通的力流使得能够安全地接收甚至较高的保持力。此外，通过结构的变化，也可以将制动和空转功能与自由的方向选择相结合，例如，在接通信号下，一个方向始终被无能源地(energielos)制动，而系统在另一个方向上则可以自由地移动或者说行进。

可以提供如下的安全功能：即，简单地接通磁铁并不足以使制动器自动松开。此外还需要一种限定的电机运动，该电机运动反向于当前施加的负载。因此，该运动将确保电机能够独立地使当前负载运动，即逆着当前施加的负荷。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型的具体实施例进行更详细地说明。这些示例性实施例的具体特征，无论其在上下文中哪个部分被提及，均可以被视为本实用新型的一般特征被有可能地单独或者组合地考虑。其中：

图1以立体图示例性示出了SCARA型机器人，其具有机器人臂和机器人控制器；

图2示出了根据本实用新型的机器人关节止动制动器在其释放状态下的示意图；

图3示出了根据图2的机器人关节止动制动器在沿逆时针方向锁定状态下的示意图；

图4示出了根据图2的机器人关节止动制动器在沿顺时针方向锁定状态下的示意图；

图5示出了根据图2的机器人关节止动制动器在根据图3的锁定状态下的示意图；

图6以示意图示出了根据图2的机器人关节止动制动器，其中，齿轮为了松开机器人关节止动制动器而反向于锁定方向地运动，使得处于接合中的棘爪沿磁铁方向运动；

图7以示意图示出了根据图2的机器人关节止动制动器，其中，目前锁定的棘爪停靠在齿轮的齿尖上，由此使得棘爪进入到磁铁的磁力影响区域；

图8以示意图示出了根据图2的机器人关节止动制动器，其中，目前锁定的棘爪被吸在磁铁上；

图9以示意图示出了机器人关节止动制动器的第二种实施例变型，该机器人关节止动制动器具有两个单独的用于相应棘爪的磁铁；

图10以示意图示出了机器人关节止动制动器的第三种实施例变型，该机器人关节止动制动器具有两个单独的用于相应棘爪的磁铁，其中，这两个棘爪不是彼此并排地设置，而是与齿轮相对置地设置；和

图11以立体剖视图示例性示出了具有根据本实用新型的机器人关节止动制动器的机器人关节。

具体实施方式

图1示出了作为所谓的SCARA机器人的机器人1的一种示例性实施方式，其具有机器人臂2和机器人控制器3。在该实施例中，机器人臂2包括依次设置并可通过关节J1-J4来彼此相对调节的五个节肢L1-L5。在图1所示实施例的情况下，节肢L5被构造为工具法兰，用于固定例如工具或机器人夹具。各个关节J1-J4形成机器人1的轴A1-A4。

机器人臂2具有电机M1-M4，这些电机分别耦接在关节J1-J4上，并且这些关节可以根据由机器人控制器3所执行的机器人程序自动地，或者在机器人1的手动引导运行中受驱动控制地通过电机M1-M4被调节，以改变机器人臂2的位形。在图1所示实施例的情况下，机器人关节4例如可以被设计为具有根据本实用新型的机器人关节止动制动器5。

在图2至图10中示意性示出了根据本实用新型的机器人关节止动制动器5的原则性结构的各种实施方式，图11单独示例性示出了具有根据本实用新型的机器人关节止动制动器5的机器人关节4。

机器人关节止动制动器5通常包括：制动器壳体6；可枢转地安装在制动器壳体6中并具有第一头部部分8.1的第一棘爪7.1；和可枢转地安装在制动器壳体6中并具有第二头部部分8.2的第二棘爪7.2。第一棘爪7.1通过第一枢转轴承13.1可转动地安装，而第二棘爪7.2通过第二枢转轴承13.2可转动地安装。

此外，在制动器壳体6中还可转动地安装有齿轮10。齿轮10具有在周向上均匀分布设置的齿11，在这些齿中，每两个相邻的齿11分别限定了齿轮10的一个齿槽12。

第一张紧装置9.1被设计为，使第一棘爪7.1朝齿轮10枢转，使得第一头部部分8.1在齿轮10的如图3所示的各对应的接合转动位置上沉入到一个齿槽12中，以锁定机器人关节止动制动器5。

第二张紧装置9.2被设计为，使第二棘爪7.2朝齿轮10枢转，使得第二头部部分8.2在齿轮10的如图4所示的各对应的接合转动位置上沉入到一个齿槽12中，以锁定机器人关节止动制动器5。

机器人关节止动制动器5具有第一磁铁14.1，该第一磁铁被设计为，在其激活期间，第一棘爪7.1逆着第一张紧装置9.1的作用而保持在齿轮10的齿槽12之外，以使机器人关节止动制动器5保持在其释放状态，如图2和图8所示。在图2至图8所示实施例的情况下，第一磁铁14.1还被设计为，在其激活期间，第二棘爪7.2也逆着第二张紧装置9.2的作用而保持在齿轮10的齿槽12之外，以使机器人关节止动制动器5保持在其释放状态。在图9和图10所示实施方式变型中，机器人关节止动制动器5具有单独的第二磁铁14.2，该第二磁铁被设计为，在其激活期间，第二棘爪7.2逆着第二张紧装置9.2的作用而保持在齿轮10的齿槽12之外，以使机器人关节止动制动器5保持在其释放状态。

即，被可枢转地安装在制动器壳体6中的第二棘爪7.2具有第二头部部分8.2和第二张紧装置9.2，该第二张紧装置被设计为，使第二棘爪7.2朝齿轮10枢转，使得第二头部部分8.2在齿轮10的各对应的接合转动位置(图4)上沉入到一个齿槽12中，以锁定机器人关节止动制动器5。

第一个棘爪7.1和第二棘爪7.2在此相对于齿轮10可枢转地安装在制动器壳体6中，使得在机器人关节止动制动器5的锁定状态下，例如特别是如图3和图4所示，两个棘爪7.1、7.2中仅有一个棘爪以其头部部分8.1、8.2沉入到齿轮10的齿槽12中，而另一个棘爪7.1、7.2的头部部分8.1、8.2则位于齿轮10的齿11的顶面11a上。在图3所示的沿逆时针方向的运行被锁定的制动情况下，仅第一棘爪7.1以其第一头部部分8.1沉入到齿轮10的齿槽12中，而第二棘爪7.2的第二头部部分8.2则位于齿轮10的齿11的顶面11a上。在图4所示的沿顺时针方向的运行被锁定的制动情况下，仅第二棘爪7.2以其第二头部部分8.2沉入到齿轮10的齿槽12中，而第一棘爪7.1的第一头部部分8.1则位于齿轮10的齿11的顶面11a上。

在图2至图9所示实施方式的情况下，第一棘爪7.1和第二棘爪7.2被可枢转安装地设置在制动器壳体6中，从而在机器人关节止动制动器5的锁定状态下(图3至图5)，两个棘爪7.1、7.2中有一个棘爪以其头部部分8.1、8.2沉入到齿轮10的锁定的齿槽12中，而另一个棘爪7.1、7.2的头部部分8.1、8.2则位于紧接着该齿槽12的齿11的顶面11a上。

第一棘爪7.1的第一头部部分8.1和第二棘爪7.2的第二头部部分8.2分别具有端面15.1、15.2，该端面在机器人关节止动制动器5的锁定状态下位于齿轮10的齿11的指向被锁定的转动方向的齿侧11b上。

在图2至图9所示实施方式的情况下，第一棘爪7.1和第二棘爪7.2被可枢转安装地设置在制动器壳体6中，从而在机器人关节止动制动器5的锁定状态下(图3至图5)，两个棘爪7.1、7.2中有一个棘爪以其端面15.1、15.2位于齿轮10的齿11的指向被锁定的转动方向的齿侧11b上，而另一个棘爪7.1、7.2的头部部分8.1、8.2则位于同一齿11的顶面11a上。在图3所示的沿逆时针方向的运行被锁定的制动情况下，第一棘爪7.1以其端面15.1位于齿轮10的齿11的指向该被锁定的转动方向的齿侧11b上，而第二棘爪7.2的第二头部部分8.2则位于同一齿11的顶面11a上。在图4所示的沿顺时针方向的运行被锁定的制动情况下，第二棘爪7.2以其端面15.2位于齿轮10的齿11的指向该被锁定的转动方向的齿侧11b上，而第一棘爪7.1的第一头部部分8.1则位于同一齿11的顶面11a上。

在图2至图8所示实施方式的情况下，第一磁铁14.1被设计为，在其激活期间，不仅第一棘爪7.1逆着第一张紧装置9.1的作用保持在齿轮10的齿槽12之外，而且第二棘爪7.2也逆着第二张紧装置9.2的作用保持在齿轮10的齿槽12之外，以使机器人关节止动制动器5如图2和图8所示地保持在其释放状态。

在图9和图10所示实施方式的情况下，机器人关节止动制动器5除了第一磁铁14.1之外还具有第二磁铁14.2，该第二磁铁被设计为，在其激活期间，第二棘爪7.2逆着第二张紧装置9.2的作用保持在齿轮10的齿槽12之外，以使机器人关节止动制动器5保持在其释放状态。

在所示实施方式的情况下，第一磁铁14.1和第二磁铁14.2均可被设计为可电激活的电磁铁。

第一磁铁14.1和第二磁铁14.2关于其磁性作用被限定地设计为或将第一棘爪7.1和第二棘爪7.2远离第一磁铁14.1和第二磁铁14.2地设置为：在第一棘爪7.1或第二棘爪7.2以其各自的头部部分8.1、8.2沉入到齿轮10的一齿槽12中的锁定位置上，被激活的第一磁铁14.1的或被激活的第二磁铁14.2的磁性作用，不足以使相关的棘爪7.1、7.2逆着对应的张紧装置9.1、9.2的作用而从齿轮10的齿槽12运动出来从而释放机器人关节止动制动器5。

Claims (12)

1.一种机器人关节止动制动器，包括：

-制动器壳体(6)；

-第一棘爪(7.1)，其能枢转地安装在所述制动器壳体(6)中并具有第一头部部分(8.1)；

-齿轮(10)，其能转动地安装在所述制动器壳体(6)中并具有在周向上均匀分布设置的齿(11)，其中，每两个相邻的所述齿(11)限定所述齿轮(10)的一个齿槽(12)；

-第一张紧装置(9.1)，其被设计为，使所述第一棘爪(7.1)朝所述齿轮(10)枢转，使得所述第一头部部分(8.1)在所述齿轮(10)的各对应的接合转动位置中沉入到所述齿槽(12)的一个中，以锁定所述机器人关节止动制动器(5)；

-以及第一磁铁(14.1)，其被设计为，在其激活期间，所述第一棘爪(7.1)逆着所述第一张紧装置(9.1)的作用保持在所述齿轮(10)的齿槽(12)之外，以使所述机器人关节止动制动器(5)保持在其释放状态；

其特征在于，设有能枢转地安装在所述制动器壳体(6)中的第二棘爪(7.2)，其具有第二头部部分(8.2)；和

第二张紧装置(9.2)，其被设计为，使所述第二棘爪(7.2)朝所述齿轮(10)枢转，使得所述第二头部部分(8.2)在所述齿轮(10)的各对应的接合转动位置中沉入到所述齿槽(12)的一个中，以锁定所述机器人关节止动制动器(5)，

其中，所述第一棘爪(7.1)和所述第二棘爪(7.2)相对于所述齿轮(10)能枢转地安装在所述制动器壳体(6)中，使得在所述机器人关节止动制动器(5)的锁定状态下，两个所述棘爪(7.1，7.2)中只有一个棘爪以其头部部分(8.1，8.2)沉入到所述齿轮(10)的齿槽(12)中，相应的另一个所述棘爪(7.1，7.2)的头部部分(8.1，8.2)位于所述齿轮(10)的齿(11)的顶面(11a)上。

2.根据权利要求1所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一棘爪(7.1)和所述第二棘爪(7.2)被能枢转安装地设置在所述制动器壳体(6)中，使得在所述机器人关节止动制动器(5)的锁定状态下，两个所述棘爪(7.1，7.2)中只有一个棘爪以其头部部分(8.1，8.2)沉入到所述齿轮(10)的锁定的齿槽(12)中，相应的另一个所述棘爪(7.1，7.2)的头部部分(8.1，8.2)位于紧接着该齿槽(12)的齿(11)的顶面(11a)上。

3.根据权利要求1或2所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一棘爪(7.1)的第一头部部分(8.1)和所述第二棘爪(7.2)的第二头部部分(8.2)分别具有端面(15.1，15.2)，所述端面在所述机器人关节止动制动器(5)的锁定状态下位于所述齿轮(10)的齿(11)的指向被锁定的转动方向的齿侧(11b)上。

4.根据权利要求3所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一棘爪(7.1)和所述第二棘爪(7.2)被能枢转安装地设置在所述制动器壳体(6)中，使得在所述机器人关节止动制动器(5)的锁定状态下，两个所述棘爪(7.1，7.2)中的一个棘爪以其端面(15.1，15.2)位于所述齿轮(10)的齿(11)的指向所述被锁定的转动方向的齿侧(11b)上，相应的另一个所述棘爪(7.1，7.2)的头部部分(8.1，8.2)位于同一齿(11)的顶面(11a)上。

5.根据权利要求1或2所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一磁铁(14.1)被设计为，在其激活期间，不仅所述第一棘爪(7.1)逆着所述第一张紧装置(9.1)的作用保持在所述齿轮(10)的齿槽(12)之外，并且所述第二棘爪(7.2)也逆着所述第二张紧装置(9.2)的作用保持在所述齿轮(10)的齿槽(12)之外，以保持所述机器人关节止动制动器(5)在其释放状态。

6.根据权利要求1或2所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，设有第二磁铁(14.2)，该第二磁铁被设计为，在其激活期间，所述第二棘爪(7.2)逆着所述第二张紧装置(9.2)的作用保持在所述齿轮(10)的齿槽(12)之外，以保持所述机器人关节止动制动器(5)在其释放状态。

7.根据权利要求6所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一磁铁(14.1)和/或所述第二磁铁(14.2)被设计为能电激活的电磁铁。

8.根据权利要求6所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一磁铁(14.1)和/或所述第二磁铁(14.2)被构造为机械的或机电的、能位置调节地安装的永久磁铁，并且所述第一磁铁(14.1)或所述第二磁铁(14.2)能通过其位置调节被激活，以使所述第一棘爪(7.1)或所述第二棘爪(7.2)逆着所述第一张紧装置(9.1)或所述第二张紧装置(9.2)的作用而脱离出所述齿轮(10)的齿槽(12)。

9.根据权利要求6所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一磁铁(14.1)或所述第二磁铁(14.2)关于其磁性作用而被限定地布置为，和/或将所述第一棘爪(7.1)或所述第二棘爪(7.2)远离所述第一磁铁(14.1)或所述第二磁铁(14.2)地设置为，在所述第一棘爪(7.1)或所述第二棘爪(7.2)分别以其头部部分(8.1，8.2)沉入到所述齿轮(10)的齿槽(12)中的锁定位置上，所激活的所述第一磁铁(14.1)的或所激活的所述第二磁铁的(14.2)磁性作用，不足以使相关的所述棘爪(7.1，7.2)逆着对应的所述张紧装置(9.1，9.2)的作用而脱离出所述齿轮(10)的齿槽(12)以释放所述机器人关节止动制动器(5)。

10.根据权利要求6所述的机器人关节止动制动器，其特征在于，所述第一磁铁(14.1)或所述第二磁铁(14.2)关于其磁性作用被非常好地布置为，各自对应的所述第一棘爪(7.1)或所述第二棘爪(7.2)在它们抵靠于所述齿轮(10)的齿(11)的顶面(11a)上的位置中，在对应的所述第一磁铁(14.1)或所述第二磁铁(14.2)激活时，逆着所述第一张紧装置(9.1)或所述第二张紧装置(9.2)的作用而保持在所述齿轮(10)的齿槽(11)之外。

11.根据权利要求6所述的机器人关节止动制动器，该机器人关节止动制动器具有止动制动控制器，该止动制动控制器被设计和布置为，为了使相应的所述棘爪(7.1，7.2)逆着对应的所述张紧装置(9.1，9.2)的作用而脱离出所述齿轮(10)的齿槽(12)以释放所述机器人关节止动制动器(5)，在所述第一磁铁(14.1)或所述第二磁铁(14.2)激活之前，首先使所述齿轮(10)反向于其当前锁定方向地转动，以卸载并释放相关的锁定的所述棘爪(7.1，7.2)。

12.一种机器人，具有机器人控制器(3)和机器人臂(2)，所述机器人臂具有多个通过节肢(L1-L5)相连接的关节(J1-J4)，所述关节通过所述机器人(1)的与所述关节(J1-J4)耦接的电机并根据由所述机器人控制器(3)执行的机器人程序被自动地或者在机器人(1)的手动引导运行中被驱动控制地调节，以改变所述机器人臂(2)的位形，其中，所述机器人臂(2)的至少一个关节(J1-J4)具有根据权利要求1至11中任一项所述的机器人关节止动制动器(5)。