DE102023100290B4 - Robot arm with a bearing ring that can be rotated by a cable pull and robot with a robot arm - Google Patents

Robot arm with a bearing ring that can be rotated by a cable pull and robot with a robot arm Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roboterarm (1) für einen Roboter (10), umfassend eine Roboterhandachse (2) mit mehreren Armsegmenten (3, 4), wobei ein erstes Armsegment (3) und ein zweites Armsegment (4) der Roboterhandachse (2) mittels zumindest eines Schrägnadellagers (5), aufweisend einen drehfest angeordneten ersten Lagerring (6) und einen relativ dazu verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring (7), relativ zueinander gelagert sind, wobei der drehfest angeordnete erste Lagerring (6) am ersten Armsegment (3) abgestützt ist, wobei der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring (7) am zweiten Armsegment (4) abgestützt und mit zumindest einem ersten Seilzug (12a) wirkverbunden ist, der dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels einer Motoreinheit (8) eine rotative Position des zweiten Lagerrings (7) relativ zum ersten Lagerring (6) in zumindest einer ersten Rotationsrichtung einzustellen. Ferner betrifft die Erfindung einen Roboter (10) mit einem solchen Roboterarm (1).

Figure DE102023100290B4_0000
The invention relates to a robot arm (1) for a robot (10), comprising a robot hand axis (2) with a plurality of arm segments (3, 4), wherein a first arm segment (3) and a second arm segment (4) of the robot hand axis (2) are mounted relative to one another by means of at least one angular contact needle bearing (5) having a rotationally fixed first bearing ring (6) and a second bearing ring (7) arranged such that it can rotate relative thereto, wherein the rotationally fixed first bearing ring (6) is supported on the first arm segment (3), wherein the rotationally fixed second bearing ring (7) is supported on the second arm segment (4) and is operatively connected to at least one first cable pull (12a) which is designed to set a rotational position of the second bearing ring (7) relative to the first bearing ring (6) in at least a first rotational direction by actuation by means of a motor unit (8). The invention further relates to a robot (10) with such a robot arm (1).
Figure DE102023100290B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Roboterarm für einen Roboter, umfassend eine Roboterhandachse mit mehreren Armsegmenten, wobei ein erstes Armsegment und ein zweites Armsegment der Roboterhandachse mittels zumindest eines Lagerelements, aufweisend einen drehfest angeordneten ersten Lagerring und einen relativ dazu verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring, relativ zueinander gelagert sind, wobei der drehfest angeordnete erste Lagerring am ersten Armsegment und der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring am zweiten Armsegment abgestützt sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Roboter mit einem solchen Roboterarm.The invention relates to a robot arm for a robot, comprising a robot hand axis with several arm segments, wherein a first arm segment and a second arm segment of the robot hand axis are mounted relative to one another by means of at least one bearing element, having a rotationally fixed first bearing ring and a second bearing ring arranged to be rotatable relative thereto, wherein the rotationally fixed first bearing ring is supported on the first arm segment and the rotatable second bearing ring is supported on the second arm segment. The invention further relates to a robot with such a robot arm.

Bekannte stationäre Industrieroboter weisen sechs Achsen, also sechs Freiheitsgrade auf. Derartige 6-Achs-Roboter eignen sich unter anderem zum Beladen und Entladen von Spritzgussmaschinen, Montieren, Beschichten, Polieren, Lasern und Plasmaschneiden. Sie zeichnen sich insbesondere durch eine leichte Bauweise, eine hohe Präzision, hohe Verfahrgeschwindigkeiten, kompakte mechanische Strukturen und einen geringen Platzbedarf aus.Well-known stationary industrial robots have six axes, i.e. six degrees of freedom. Such 6-axis robots are suitable for loading and unloading injection molding machines, assembly, coating, polishing, lasering and plasma cutting, among other things. They are characterized in particular by a lightweight design, high precision, high travel speeds, compact mechanical structures and a small space requirement.

Aus der DE 10 2016 003 966 A1 geht beispielsweise ein Beschichtungsroboter zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere Lackierroboter zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen. Der Roboter umfasst eine Roboterbasis, ein drehbares Roboterglied, das an der Roboterbasis angebracht ist und relativ zu der Roboterbasis um eine erste Achse drehbar ist, sowie einen proximalen Roboterarm, der an dem drehbaren Roboterglied angebracht und relativ zu dem drehbaren Roboterglied um eine zweite Achse schwenkbar ist. Der proximale Roboterarm weist zwei Armteile auf, die mittels eines ersten Lagerrings relativ zueinander um eine dritte Achse drehbar sind, die im Wesentlichen entlang der Längsachse des proximalen Roboterarms ausgerichtet ist. Der Roboter weist ferner einem distalen Roboterarm, der an dem proximalen Roboterarm angebracht ist und relativ zu dem proximalen Roboterarm um eine vierte Achse schwenkbar ist, sowie eine Roboterhandachse auf, die an dem distalen Roboterarm angebracht ist und mehrere, insbesondere drei bewegliche Achsen, aufweist. Am freien Ende der Roboterhandachse ist ein Anschlussflansch zum Anschluss eines Applikationsgeräts vorgesehen. Bei den drei Achsen handelt es sich im Allgemeinen um die vierte, fünfte und sechste Achse des Roboterarms. Dadurch kann das Applikationsgerät auf kleinem Raum verschwenkt und genau positioniert werden. Die Steuerung der Armteile erfolgt durch Getriebeelemente, insbesondere durch Zahnradgetriebe, die innerhalb des Roboterarms angeordnet sind.From the EN 10 2016 003 966 A1 For example, a coating robot for coating components, in particular a painting robot for painting motor vehicle body components. The robot comprises a robot base, a rotatable robot member which is attached to the robot base and can be rotated about a first axis relative to the robot base, and a proximal robot arm which is attached to the rotatable robot member and can be pivoted about a second axis relative to the rotatable robot member. The proximal robot arm has two arm parts which can be rotated relative to one another about a third axis by means of a first bearing ring, which is aligned substantially along the longitudinal axis of the proximal robot arm. The robot also has a distal robot arm which is attached to the proximal robot arm and can be pivoted about a fourth axis relative to the proximal robot arm, and a robot hand axis which is attached to the distal robot arm and has several, in particular three, movable axes. A connection flange for connecting an application device is provided at the free end of the robot hand axis. The three axes are generally the fourth, fifth and sixth axes of the robot arm. This allows the application device to be swiveled and positioned precisely in a small space. The arm parts are controlled by gear elements, in particular by gear drives, which are arranged inside the robot arm.

Die DE 10 2019 109 590 A1 beschreibt eine Drehgelenkeinrichtung für einen Roboter mit erstem und zweitem Gelenkelement mit einer gemeinsamen Gelenkachse, um die die beiden Gelenkelemente zusammen drehbar und relativ zueinander verdrehbar sind, wobei die Drehgelenkeinrichtung zwei Rollen und ein diese schlaufenförmig umschlingendes elastisches Zugmittel aufweist.The EN 10 2019 109 590 A1 describes a rotary joint device for a robot with a first and a second joint element with a common joint axis about which the two joint elements can be rotated together and rotated relative to one another, wherein the rotary joint device has two rollers and an elastic traction means which wraps around them in a loop.

Die JP H06- 155 360 A beschreibt einen Riemenantrieb für einen Roboterarm. Zwei antriebsseitige Riemenscheiben sind schwenkbar auf einer Antriebswelle gelagert.The JP H06-155 360 A describes a belt drive for a robot arm. Two drive-side pulleys are pivotably mounted on a drive shaft.

Die JP 2002- 102 248 A beschreibt einen Manipulator mit einem Betätigungsbefehlsteil, einem Verbindungsteil, einem Arbeitsteil und einem Steuerteil.The JP 2002- 102 248 A describes a manipulator with an actuation command part, a connection part, a working part and a control part.

Die JP 2011- 131 299 A beschreibt einen Manipulator mit einem kompakten Gelenkabschnitt, der die Enden eines Grundarms und eines Dreharms miteinander koppelt.The JP 2011- 131 299 A describes a manipulator with a compact joint section that couples the ends of a base arm and a rotating arm.

Die DE 10 2019 116 466 A1 beschreibt ein Drehgelenk mit einer Federvorrichtung für einen Roboter. Das Drehgelenk hat zwei Gelenkelemente und eine Gelenkachse. Die Federvorrichtung hat eine zwischen den Gelenkelementen wirkende Feder.The EN 10 2019 116 466 A1 describes a rotary joint with a spring device for a robot. The rotary joint has two joint elements and a joint axis. The spring device has a spring acting between the joint elements.

US 2008 / 0 216 596 A1 beschreibt ein Robotergelenk mit einem ersten Glied, das einen Block zum Anbringen an einem Strukturelement eines Roboterkörpers und eine an dem Block angebrachte elektrische Aktuatoranordnung umfasst, einem daran befestigten zweiten Glied, das von der elektrischen Stellgliedanordnung angetrieben wird, um sich um eine erste Achse zu drehen, einem dritten Glied, das an dem zweiten Glied befestigt ist, das von der elektrischen Aktuatoranordnung angetrieben wird, um sich um eine zweite Achse orthogonal zur ersten Achse zu drehen, und ein viertes Glied, das an dem dritten Glied befestigt ist, das von der elektrischen Aktuatoranordnung angetrieben wird, um sich um eine dritte Achse senkrecht zur zweiten Achse zu drehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Roboterarm und einen Roboter mit einem geringeren Gesamtgewicht bereitzustellen, dessen Montage vereinfacht und dessen Fehleranfälligkeit reduziert ist. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1 sowie durch den Gegenstand von Patentanspruch 10. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen. US 2008 / 0 216 596 A1 describes a robot joint having a first link comprising a block for attachment to a structural element of a robot body and an electrical actuator assembly attached to the block, a second link attached thereto and driven by the electrical actuator assembly to rotate about a first axis, a third link attached to the second link driven by the electrical actuator assembly to rotate about a second axis orthogonal to the first axis, and a fourth link attached to the third link driven by the electrical actuator assembly to rotate about a third axis perpendicular to the second axis.
The object of the invention is to provide a robot arm and a robot with a lower overall weight, whose assembly is simplified and whose susceptibility to errors is reduced. The object is achieved by the subject matter of patent claim 1 and by the subject matter of patent claim 10. Preferred embodiments can be found in the dependent claims, the description and the figures.

Ein erfindungsgemäßer Roboterarm für einen Roboter umfasst eine Roboterhandachse mit mehreren Armsegmenten, wobei ein erstes Armsegment und ein zweites Armsegment der Roboterhandachse mittels zumindest eines Schrägnadellagers, aufweisend einen drehfest angeordneten ersten Lagerring und einen relativ dazu verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring, relativ zueinander gelagert sind, wobei der drehfest angeordnete erste Lagerring am ersten Armsegment abgestützt ist, wobei der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring am zweiten Armsegment abgestützt und mit zumindest einem ersten Seilzug wirkverbunden ist, wobei der zumindest erste Seilzug dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels einer Motoreinheit eine rotative Position des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring in zumindest einer ersten Rotationsrichtung einzustellen.A robot arm according to the invention for a robot comprises a robot hand axis with several arm segments, wherein a first arm segment ment and a second arm segment of the robot hand axis are mounted relative to one another by means of at least one angular contact needle bearing, having a rotationally fixed first bearing ring and a second bearing ring arranged such that it can rotate relative thereto, wherein the rotationally fixed first bearing ring is supported on the first arm segment, wherein the rotationally fixed second bearing ring is supported on the second arm segment and is operatively connected to at least one first cable pull, wherein the at least first cable pull is designed to set a rotational position of the second bearing ring relative to the first bearing ring in at least one first direction of rotation by actuation by means of a motor unit.

Der Roboterarm ist dazu eingerichtet, zumindest mittelbar an einer, insbesondere stationären, Roboterbasis angeordnet zu sein. Die Roboterhandachse ist eine kombinierte Handachse, die die vierte, fünfte und sechste Achse des Roboters miteinander in einem Bauteil bzw. einer Baueinheit vereint. Die Roboterhandachse ist demnach an einem Ende des Roboterarms angeordnet, woran lediglich das für die Anwendung des Roboters spezifische Applikationsgerät angebracht ist. Jede der drei Achsen kann durch zwei zueinander gelagerte Armsegmente gebildet werden, wobei eines der Armsegmente relativ zum anderen Armsegment um die jeweilige Achse rotieren kann, während das andere Armsegment drehfest dazu angeordnet ist.The robot arm is designed to be arranged at least indirectly on a, in particular stationary, robot base. The robot hand axis is a combined hand axis that combines the fourth, fifth and sixth axes of the robot in one component or assembly. The robot hand axis is therefore arranged at one end of the robot arm, to which only the application device specific to the use of the robot is attached. Each of the three axes can be formed by two arm segments mounted relative to one another, whereby one of the arm segments can rotate relative to the other arm segment about the respective axis, while the other arm segment is arranged in a rotationally fixed manner thereto.

Durch Betätigung der Motoreinheit wird der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring mittels des zumindest ersten Seilzuges in eine Rotationsbewegung versetzt, um eine genaue rotative Position des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring in der jeweiligen Rotationsrichtung einzustellen. Mithin wird der zweite Lagerring durch den zumindest ersten Seilzug betätigt. Der zumindest erste Seilzug kann derart ausgeführt sein, dass der zweite Lagerring in beide Drehrichtungen gleichermaßen verdreht werden kann. Der zumindest erste Seilzug kann alternativ derart ausgeführt sein, dass der zweite Lagerring in nur eine erste Drehrichtungen verdreht werden kann. In diesem Fall weist die Roboterhandachse einen zweiten Seilzug auf, der den zweiten Lagerring in eine zur ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung verdrehen kann. Durch Einstellung der rotativen Position der Lagerringe zueinander wird jedenfalls die rotative Position der Armsegmente zueinander verstellt. Entsprechend ist durch Betätigung der Motoreinheit mittels des zumindest ersten Seilzuges eine rotative Position des ersten Armsegments relativ zum zweiten Armsegment einstellbar. Der zumindest erste Seilzug ist ausreichend flexibel, um eine Umlenkung zu ermöglichen.By operating the motor unit, the rotatably arranged second bearing ring is set in a rotational movement by means of the at least first cable pull in order to set a precise rotational position of the second bearing ring relative to the first bearing ring in the respective rotational direction. The second bearing ring is thus operated by the at least first cable pull. The at least first cable pull can be designed such that the second bearing ring can be rotated equally in both rotational directions. The at least first cable pull can alternatively be designed such that the second bearing ring can be rotated in only a first rotational direction. In this case, the robot hand axis has a second cable pull that can rotate the second bearing ring in a second rotational direction opposite to the first rotational direction. By adjusting the rotational position of the bearing rings relative to one another, the rotational position of the arm segments relative to one another is adjusted in any case. Accordingly, by operating the motor unit by means of the at least first cable pull, a rotational position of the first arm segment relative to the second arm segment can be set. The at least first cable pull is sufficiently flexible to enable deflection.

Lagerringe des Schrägnadellagers sind im Sinn der Erfindung sowohl der Innenring als auch der Außenring des Schrägnadellagers, wobei je nach Anordnung und Ausbildung des Schrägnadellagers entweder der Außenring drehfest und der Innenring relativ dazu verdrehbar oder der Innenring drehfest und der Außenring relativ dazu verdrehbar angeordnet sind. Räumlich zwischen den Lagerringen sind eine Vielzahl von als Nadeln ausgebildete Wälzkörper angeordnet, die vorzugsweise in einem Käfig geführt sind. Das zumindest eine Schrägnadellager kann auch mehr als einen drehfest angeordneten Lagerring und/oder mehr als einen relativ dazu verdrehbar angeordneten Lagerring aufweisen. Außerdem kann das Schrägnadellager ein- oder mehrreihig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das zumindest eine Schrägnadellager ein zweireihiges Schrägnadellager. Damit weist das Schrägnadellager zwei Reihen als Nadeln ausgebildete Wälzkörper, wobei durch das Schrägnadellager die beiden Armsegmente axial gegeneinander positioniert und sichert.In the sense of the invention, the bearing rings of the angular contact needle bearing are both the inner ring and the outer ring of the angular contact needle bearing, whereby, depending on the arrangement and design of the angular contact needle bearing, either the outer ring is arranged in a rotationally fixed manner and the inner ring is rotatable relative to it, or the inner ring is arranged in a rotationally fixed manner and the outer ring is rotatable relative to it. A large number of rolling elements designed as needles are arranged spatially between the bearing rings, which are preferably guided in a cage. The at least one angular contact needle bearing can also have more than one bearing ring arranged in a rotationally fixed manner and/or more than one bearing ring arranged in a rotationally fixed manner relative to it. In addition, the angular contact needle bearing can be designed in one or more rows. Preferably, the at least one angular contact needle bearing is a double-row angular contact needle bearing. The angular contact needle bearing therefore has two rows of rolling elements designed as needles, whereby the angular contact needle bearing axially positions and secures the two arm segments against each other.

Der zumindest erste Seilzug ist dazu eingerichtet, durch Seiltransmission eine Kraft von einer Motoreinheit auf den zweiten Lagerring zur Einstellung einer rotativen Position des zweiten Lagerrings zu übertragen. Der zumindest erste Seilzug weist einen Anlenkpunkt auf, der als motorseitiger Kraftangriffspunkt zur Einbringung einer Zugkraft in ein Zugseil des zumindest ersten Seilzuges zu verstehen ist, wobei die eingebrachte Kraft über das Seil an einem Auslenkpunkt auf den zweiten Lagerring übertragen wird. Das Zugseil des zumindest ersten Seilzuges wird weiterhin einfach als Seil bezeichnet. Das Seil kann ein Drahtseil sein, das vorzugsweise zugstabil ist. Ein Seilzug ist im Vergleich zu Getrieben, insbesondere Zahnradgetrieben, leicht, flexibel einsetzbar und einfach zu montieren. Als Seil eines Seilzuges ist also ein Zugmittel zu verstehen, beispielsweise in Form eines Drahtseils oder dergleichen, das sowohl mit dem verdrehbar angeordneten Lagerring als auch zumindest mittelbar mit der Motoreinheit wirkverbunden ist.The at least first cable pull is designed to transmit a force from a motor unit to the second bearing ring by cable transmission in order to adjust a rotary position of the second bearing ring. The at least first cable pull has a pivot point, which is to be understood as a force application point on the motor side for introducing a tensile force into a traction cable of the at least first cable pull, wherein the introduced force is transmitted via the cable to a deflection point on the second bearing ring. The traction cable of the at least first cable pull is also referred to simply as a cable. The cable can be a wire rope, which is preferably tensile-stable. In comparison to transmissions, in particular gear transmissions, a cable pull is light, can be used flexibly and is easy to install. The cable of a cable pull is therefore to be understood as a traction means, for example in the form of a wire rope or the like, which is operatively connected both to the rotatably arranged bearing ring and at least indirectly to the motor unit.

Bevorzugt ist das Seil des zumindest ersten Seilzuges um mindestens 1,5 Windungen um den verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring des Schrägnadellagers gewickelt. Die Anzahl der Windungen beträgt somit zumindest 1,5. Damit wird eine Verdrehung des jeweiligen Armsegments um mindestens 360° ermöglicht. Das Seil kann auch um mehr als 1,5 Windungen um den zweiten Lagerring gewickelt sein. Je mehr Seil um den zweiten Lagerring gewickelt ist, das heißt je größer die Anzahl der Windungen ist, desto größer ist der zu realisierende Verdrehwinkel des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring bzw. des zweiten Armsegments relativ zum ersten Armsegment. Das Seil ist bevorzugt spiralförmig um den zweiten Lagerring gewickelt. Denkbar ist auch, dass das Seil um das zweite Armsegment oder um ein am zweiten Lagerring angeformtes oder befestigtes Element herumgewickelt ist.Preferably, the cable of at least the first cable pull is wound by at least 1.5 turns around the rotatably arranged second bearing ring of the angular contact needle bearing. The number of turns is thus at least 1.5. This enables the respective arm segment to be rotated by at least 360°. The cable can also be wound by more than 1.5 turns around the second bearing ring. The more cable is wound around the second bearing ring, i.e. the greater the number of turns, the greater the angle of rotation of the second bearing ring relative to the first bearing ring or of the second arm segment relative to the first arm segment. The cable is preferably wound spirally around the second bearing ring. It is also conceivable that the rope is wound around the second arm segment or around an element formed or attached to the second bearing ring.

Ferner bevorzugt ist am verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring des Schrägnadellagers eine spiralförmig umlaufend ausgebildete Nut zur zumindest teilweisen Aufnahme des Seiles des zumindest ersten Seilzuges angeordnet. Die Ausgestaltung der Nut, insbesondere die Anzahl der Windungen, ist an den gewünschten Verdrehwinkel des zweiten Lagerrings bzw. des zweiten Armsegments angepasst. Die Nut ist folglich als eine Art Gewinde ausgebildet, die zur Aufnahme des Seils dient.Furthermore, a spiral-shaped groove for at least partially receiving the cable of at least the first cable pull is preferably arranged on the rotatably arranged second bearing ring of the angular contact needle bearing. The design of the groove, in particular the number of turns, is adapted to the desired angle of rotation of the second bearing ring or the second arm segment. The groove is therefore designed as a type of thread that serves to receive the cable.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Seil des zumindest ersten Seilzuges an einer Stirnseite des Schrägnadellagers, insbesondere des drehfest angeordneten ersten Lagerrings, vorbeigeführt und am verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring in der beschriebenen Weise angeordnet und an einem Festpunkt befestigt. Der zweite Lagerring muss demnach so ausgebildet sein, dass sowohl die Seilumschlingung und -führung als auch die Fixierung des Seils möglich ist. In einer alternativen Ausgestaltung ist ein Seil des zumindest ersten Seilzuges durch eine dazugehörige Öffnung am drehfest angeordneten ersten Lagerring hindurchgeführt. Die Öffnung ist als Ausnehmung oder Bohrung am ersten Lagerring zu verstehen, durch den das Seil des zumindest ersten Seilzuges hindurchgeführt sein kann. Damit kann die Roboterhandachse noch platzsparender und kompakter gestaltet sein.According to a first embodiment, a cable of at least the first cable pull is guided past a front side of the angular contact needle bearing, in particular the first bearing ring arranged in a rotationally fixed manner, and is arranged on the rotatably arranged second bearing ring in the manner described and fastened to a fixed point. The second bearing ring must therefore be designed in such a way that both the cable can be wrapped around and guided and the cable can be fixed. In an alternative embodiment, a cable of at least the first cable pull is guided through an associated opening on the first bearing ring arranged in a rotationally fixed manner. The opening is to be understood as a recess or hole on the first bearing ring through which the cable of at least the first cable pull can be guided. This allows the robot hand axis to be designed to be even more space-saving and compact.

Die Motoreinheit kann direkt neben oder auch in der Achse, also räumlich innerhalb des Schrägnadellagers, angeordnet sein. Aus gewichtstechnischen Gründen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die Motoreinheit näher zur Roboterbasis positioniert ist. In diesem Sinn ist der zumindest erste Seilzug vorzugsweise derart ausgebildet und derart zum Schrägnadellager sowie den Armsegmenten angeordnet, dass die Motoreinheit räumlich außerhalb des zumindest einen Schrägnadellagers angeordnet ist.The motor unit can be arranged directly next to or in the axis, i.e. spatially within the angular contact needle bearing. For weight reasons, however, it can be advantageous if the motor unit is positioned closer to the robot base. In this sense, the at least first cable pull is preferably designed in such a way and arranged in relation to the angular contact needle bearing and the arm segments in such a way that the motor unit is spatially arranged outside of the at least one angular contact needle bearing.

Der Seilzug kann derart ausgebildet sein, dass er eine rotative Position des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring in einer ersten Rotationsrichtung und einer zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzte zweiten Rotationsrichtung gleichermaßen Einstellen kann.The cable pull can be designed such that it can equally adjust a rotational position of the second bearing ring relative to the first bearing ring in a first rotational direction and a second rotational direction opposite to the first rotational direction.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der zumindest erste Seilzug als Bowdenzug ausgeführt. Der Bowdenzug ist ein bewegliches Maschinenelement zur Übertragung einer mechanischen Bewegung sowie von Druck- und Zugkräften mittels einer biegsamen Kombination aus einem Drahtseil und einer in Verlaufsrichtung druckfesten Hülle, nachfolgend auch Bowdenzughülle genannt. Die Steuerung des zweiten Lagerrings mittels Bowdenzug ist relativ einfach zu montieren, ist kostengünstig und zeichnet sich durch geringes Eigengewicht aus.In a preferred embodiment, at least the first cable is designed as a Bowden cable. The Bowden cable is a movable machine element for transmitting a mechanical movement as well as pressure and tensile forces by means of a flexible combination of a wire cable and a sleeve that is pressure-resistant in the direction of travel, hereinafter also referred to as the Bowden cable sleeve. The control of the second bearing ring by means of a Bowden cable is relatively easy to install, is inexpensive and is characterized by its low weight.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Seil des zumindest ersten Seilzuges teilweise in wenigstens einer Bowdenzughülle aufgenommen ist. Die flexible Bowdenzughülle ist zwischen der Motoreinheit und dem Schrägnadellager angeordnet. Die Bowdenzughülle kann ein druckstabiler Schlauch sein, in dem das Seil des zumindest ersten Seilzuges angeordnet ist. Der Bowdenzug weist ferner ein Widerlager zum Einleiten einer, der Zug- und/oder Druckkraft entgegengerichteten, Gegenkraft in die Bowdenzughülle auf. Das Widerlager kann ein Ende der Bowdenzughülle sein. Der Bowdenzug ist flexibel gestaltet und stützt sich am drehfest angeordneten Lagerring ab. Mithin ist der erste Lagerring so ausgestaltet, dass Anschläge für den Bowdenzug, insbesondere für die Bowdenzughülle, vorgesehen sind, an denen sich der Bowdenzug abstützen kann.The invention includes the technical teaching that the cable of at least the first cable pull is partially accommodated in at least one Bowden cable sleeve. The flexible Bowden cable sleeve is arranged between the motor unit and the angular contact needle bearing. The Bowden cable sleeve can be a pressure-stable hose in which the cable of at least the first cable pull is arranged. The Bowden cable also has an abutment for introducing a counterforce, which is opposite to the tensile and/or compressive force, into the Bowden cable sleeve. The abutment can be one end of the Bowden cable sleeve. The Bowden cable is designed to be flexible and is supported on the bearing ring which is arranged in a rotationally fixed manner. The first bearing ring is therefore designed in such a way that stops are provided for the Bowden cable, in particular for the Bowden cable sleeve, on which the Bowden cable can be supported.

Vorzugsweise umfasst der zumindest erste Seilzug eine Seilscheibe, die teilweise von dem Seil des zumindest ersten Seilzuges umwickelt und dazu eingerichtet ist, zur Einstellung der rotativen Position des verdrehbar angeordneten zweiten Lagerrings von der Motoreinheit in eine Rotationsbewegung versetzt zu werden. Das Seil ist demnach einerseits an der Seilscheibe und andererseits am zweiten Lagerring fixiert, sodass eine Verdrehung der Seilscheibe eine unmittelbare Rotation des drehanzutreibenden zweiten Lagerrings bewirkt. Ferner bevorzugt ist das Seil ferner an der Seilscheibe um mindestens 1,5 Windungen um den zweiten Lagerring bzw. die Seilscheibe gewickelt. Die Seilscheibe kann dazu eine an ihrem Außenumfang spiralförmig ausgebildete Nut analog zum zweiten Lagerring aufweisen. Das Seil wird über eine erste Bowdenzughülle von der Seilscheibe zum zweiten Lagerring geführt und nach den zumindest 1,5 Windungen über eine zweite Bowdenzughülle vom zweiten Lagerring zurück zur Seilscheibe geführt.Preferably, the at least first cable pull comprises a cable pulley, which is partially wrapped by the cable of the at least first cable pulley and is designed to be set in a rotational movement by the motor unit in order to adjust the rotational position of the rotatably arranged second bearing ring. The cable is therefore fixed on the one hand to the cable pulley and on the other hand to the second bearing ring, so that a rotation of the cable pulley causes an immediate rotation of the second bearing ring to be driven in rotation. Furthermore, the cable is preferably wound on the cable pulley by at least 1.5 turns around the second bearing ring or the cable pulley. The cable pulley can have a spiral-shaped groove on its outer circumference, similar to the second bearing ring. The cable is guided from the cable pulley to the second bearing ring via a first Bowden cable sheath and, after the at least 1.5 turns, is guided from the second bearing ring back to the cable pulley via a second Bowden cable sheath.

Die Roboterhandachse weist nach einem Ausführungsbeispiel bevorzugt mehrere Schrägnadellager mit jeweils zumindest einem drehfest angeordneten ersten Lagerring und zumindest einen relativ dazu verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring gemäß den vorherigen Ausführungen auf. Zumindest eines der Schrägnadellager, bzw. der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring dieses Schrägnadellagers, ist mit dem zumindest ersten Seilzug wirkverbunden. Denkbar ist, dass mehrere Schrägnadellager in der genannten Weise mit zumindest einem separaten Seilzug wirkverbunden sind. Vorzugsweise ist jedes Schrägnadellager mit mindestens einem separaten Seilzug wirkverbunden. Folglich weist die Roboterhandachse vorzugsweise zumindest drei Seilzüge auf - zumindest einen ersten Seilzug für die vierte Achse zur Steuerung der entsprechenden Armsegmente, zumindest einen zweiten Seilzug für die fünfte Achse zur Steuerung der entsprechenden Armsegmente sowie zumindest einen dritten Seilzug für die sechste Achse zur Steuerung der entsprechenden Armsegmente.According to one embodiment, the robot hand axis preferably has several angular contact needle bearings, each with at least one rotationally fixed first bearing ring and at least one second bearing ring arranged to be rotatable relative thereto, in accordance with the previous statements. At least one of the angular contact needle bearings, or the rotatably arranged second bearing ring of this angular contact needle bearing, is operatively connected to at least the first cable pull. It is conceivable that several angular contact needle bearings are operatively connected in the manner mentioned to at least one separate cable pull. Preferably, each angular contact needle bearing is provided with at least a separate cable pull. Consequently, the robot hand axis preferably has at least three cables - at least a first cable pull for the fourth axis for controlling the corresponding arm segments, at least a second cable pull for the fifth axis for controlling the corresponding arm segments and at least a third cable pull for the sixth axis for controlling the corresponding arm segments.

Vorzugsweise ist der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring mit zwei Seilzügen wirkverbunden ist, wobei der erste Seilzug dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels der Motoreinheit eine rotative Position des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring in eine erste Rotationsrichtung einzustellen, und wobei der zweite Seilzug dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels der Motoreinheit eine rotative Position des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring in eine zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzte zweite Rotationsrichtung einzustellen. Mit anderen Worten wirken die Seilzüge gegeneiner, das heißt in entgegengesetzte Richtungen, sodass die rotative Position des zweiten Lagerrings relativ zum ersten Lagerring genau eingestellt werden kann. Dies ist insbesondere bei jeweils als Bowdenzug ausgebildeten Seilzügen von Vorteil, da diese bevorzugt Zugkräfte übertragen können und nur bedingt zur Übertragung von Druckkräften geeignet sind. Für den zweiten Seilzug gilt alles oben zum zumindest ersten Seilzug Gesagte analog. Es ist ferner denkbar, mehr als zwei Seilzüge für eine Achse, insbesondere die vierte bzw. fünfte bzw. sechste Achse des Roboterarms zu verwenden.Preferably, the rotatably arranged second bearing ring is operatively connected to two cable pulls, wherein the first cable pull is designed to set a rotary position of the second bearing ring relative to the first bearing ring in a first direction of rotation by actuation by means of the motor unit, and wherein the second cable pull is designed to set a rotary position of the second bearing ring relative to the first bearing ring in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation by actuation by means of the motor unit. In other words, the cable pulls act against one another, i.e. in opposite directions, so that the rotary position of the second bearing ring relative to the first bearing ring can be set precisely. This is particularly advantageous for cable pulls designed as Bowden cables, since these can preferably transmit tensile forces and are only suitable to a limited extent for transmitting compressive forces. Everything said above about at least the first cable pull applies analogously to the second cable pull. It is also conceivable to use more than two cable pulls for one axis, in particular the fourth or fifth or sixth axis of the robot arm.

Die Erfindung betrifft ferner einen Roboter, umfassend einen Roboterarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboterarm an einer Roboterbasis angeordnet ist. Die Roboterbasis ist durch geeignete Mittel ortsfest montiert, beispielsweise an einem Gehäuse, in einer Kabine oder einem Rahmen. Der Roboterarm kann verschwenkbar an der Roboterbasis angeordnet sein. Alternativ ist denkbar, dass die Roboterbasis auf einem verfahrbaren Schlitten montiert ist oder den Schlitten bildet, wodurch der Roboter einen siebten Freiheitsgrad erhält. Der Roboterarm ist auf der Roboterbasis angeordnet und weist mehrere Armsegmente auf, die in bekannter Weise an Gelenken miteinander verbunden sind. Die Roboterhandachse ist am zur Roboterbasis entgegengesetzten Ende des Roboterarms angeordnet und weist vorzugsweise Mittel zur Aufnahme mindestens eines Applikationsgeräts auf. Im Inneren des Roboterarms können Leitungen und Mittel zur Aufnahme der Leitungen angeordnet sein. Die Leitungen können beispielsweise Elektroleitungen oder je nach Anwendungsgebiet auch Fluidleitungen sein. Der erfindungsgemäße Roboter eignet sich besonders zum Einsatz als Industrieroboter, wobei der Roboterarm ein 6-Achs-Roboterarm ist.The invention further relates to a robot comprising a robot arm according to one of the preceding claims, wherein the robot arm is arranged on a robot base. The robot base is mounted in a stationary manner by suitable means, for example on a housing, in a cabin or a frame. The robot arm can be arranged pivotably on the robot base. Alternatively, it is conceivable that the robot base is mounted on a movable carriage or forms the carriage, whereby the robot is given a seventh degree of freedom. The robot arm is arranged on the robot base and has several arm segments which are connected to one another at joints in a known manner. The robot hand axis is arranged at the end of the robot arm opposite the robot base and preferably has means for receiving at least one application device. Lines and means for receiving the lines can be arranged inside the robot arm. The lines can be, for example, electrical lines or, depending on the field of application, fluid lines. The robot according to the invention is particularly suitable for use as an industrial robot, wherein the robot arm is a 6-axis robot arm.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt

  • 1 eine schematische Darstellung eines nur teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Roboters in Form eines Armroboters,
  • 2 eine stark vereinfachte Ansicht einer teilweise dargestellten Roboterhandachse eines erfindungsgemäßen Roboterarms des erfindungsgemäßen Roboters nach 1, und
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Schrägnadellagers der Roboterhandachse gemäß einer alternativen Ausgestaltung.
Further measures improving the invention are described in more detail below together with the description of two embodiments of the invention with reference to the figures.
  • 1 a schematic representation of a partially illustrated robot according to the invention in the form of an arm robot,
  • 2 a highly simplified view of a partially shown robot hand axis of a robot arm according to the invention of the robot according to the invention according to 1 , and
  • 3 a schematic sectional view of an angular contact needle bearing of the robot hand axis according to an alternative embodiment.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Roboter 10 in der Ansicht. Der Roboter 10 ist als Armroboter ausgebildet und weist einen als 6-Achs-Roboterarm ausgebildeten erfindungsgemäßen Roboterarm 1 auf, dessen Armsegmente in bekannter, aber hier nicht näher beschriebenen Weise miteinander verbunden sind und so den Roboterarm 1 bilden. Der Roboterarm 1 ist an einer Roboterbasis 11 montiert. Am entgegengesetzten Ende des Roboterarms 1 ist eine Roboterhandachse 2 angeordnet, die eine - hier nicht näher gezeigte - vierte, fünfte und sechste Achse des Roboters 10 in einer Einheit miteinander vereint. 1 shows a view of a robot 10 according to the invention. The robot 10 is designed as an arm robot and has a robot arm 1 according to the invention designed as a 6-axis robot arm, the arm segments of which are connected to one another in a known manner, but not described in detail here, and thus form the robot arm 1. The robot arm 1 is mounted on a robot base 11. At the opposite end of the robot arm 1, a robot hand axis 2 is arranged, which combines a fourth, fifth and sixth axis of the robot 10 - not shown in detail here - in one unit.

Da die Roboterhandachse 2 mehrere Achsen des Roboters 10 kombiniert, weist die Roboterhandachse 2 mehrere Armsegmente auf, von denen in 2 ein erstes Armsegment 3 und ein zweites Armsegment 4 exemplarisch und nur teilweise dargestellt sind. Die beiden Armsegmente 3, 4 können an einer der genannten vierten, fünften oder sechsten Achse der Roboterhandachse 2 angeordnet sein bzw. die entsprechende Achse bilden. Denkbar ist auch, dass mehrere oder alle Achsen der Roboterhandachse 2 die nachfolgend beschriebene Anordnung aufweisen.Since the robot hand axis 2 combines several axes of the robot 10, the robot hand axis 2 has several arm segments, of which 2 a first arm segment 3 and a second arm segment 4 are shown as examples and only partially. The two arm segments 3, 4 can be arranged on one of the fourth, fifth or sixth axes of the robot hand axis 2 or form the corresponding axis. It is also conceivable that several or all axes of the robot hand axis 2 have the arrangement described below.

Räumlich zwischen den beiden Armsegmenten 3, 4 ist ein zweireihiges Schrägnadellager 5 angeordnet, das analog zur Ausführungsform nach 3 ausgebildet ist. Das Schrägnadellager 5 weist einen drehfest angeordneten ersten Lagerring 6 und einen relativ dazu verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring 7 auf, wobei zwischen den Lagerringen 6, 7 nadelförmige Wälzkörper 9 angeordnet sind. Das Schrägnadellager 5 lagert die beiden Armsegmente 3, 4 zueinander.A double-row angular contact needle bearing 5 is arranged spatially between the two arm segments 3, 4, which is analogous to the embodiment according to 3 is designed. The angular contact needle bearing 5 has a first bearing ring 6 arranged in a rotationally fixed manner and a second bearing ring 7 arranged so as to be rotatable relative thereto, with needle-shaped rolling elements 9 being arranged between the bearing rings 6, 7. The angular contact needle bearing 5 supports the two arm segments 3, 4 relative to one another.

Am ersten Armsegment 3 ist der hier als Außenring ausgeführter erste Lagerring 6 abgestützt, sodass das erste Armsegment 3 zum zweiten Armsegment 4 drehfest ist. Am zweiten Armsegment 4 ist der hier als Innenring ausgeführte zweite Lagerring 7 abgestützt, sodass das zweite Armsegment 4 zum ersten Armsegment 3 drehbar angeordnet ist. Das erste Armsegment 3 wie auch der erste Lagerring 6 bilden folglich die drehfeste Fest-Seite des hier gezeigten Systems, wohingegen das zweite Armsegment 4 zusammen mit dem zweiten Lagerring 7 die verdrehbare Los-Seite des Systems bilden.On the first arm segment 3, the first bearing ring 6, which is designed here as an outer ring, is so that the first arm segment 3 is rotationally fixed to the second arm segment 4. The second bearing ring 7, designed here as an inner ring, is supported on the second arm segment 4 so that the second arm segment 4 is arranged so that it can rotate relative to the first arm segment 3. The first arm segment 3 as well as the first bearing ring 6 therefore form the rotationally fixed side of the system shown here, whereas the second arm segment 4 together with the second bearing ring 7 form the rotatable loose side of the system.

Der zweite Lagerring 7 bzw. der hier die Los-Seite des Schrägnadellagers 5 bildende Innenring ist mit zwei jeweils als Bowdenzug ausgebildeten Seilzügen 12a, 12b wirkverbunden. Die Seilzüge 12a, 12b sind im Leistungsfluss zwischen einer Motoreinheit 8 zur Steuerung des zweiten Armsegments 4 und dem Schrägnadellager 5 wirksam angeordnet, wobei motorseitig eine Seilscheibe 17 angeordnet ist, die mit Seilen 15 der Seilzüge 12a, 12b wirkverbunden sind. Die Seilscheibe 17 ist teilweise von dem Seil 15 des ersten Seilzuges 12a und teilweise von dem Seil 15 des zweiten Seilzuges 12b umwickelt und ist dazu eingerichtet, zur Einstellung der rotativen Position des verdrehbar angeordneten zweiten Lagerrings 7 von der Motoreinheit 8 in eine Rotationsbewegung versetzt zu werden.The second bearing ring 7 or the inner ring, which here forms the loose side of the angular contact needle bearing 5, is operatively connected to two cables 12a, 12b, each designed as a Bowden cable. The cables 12a, 12b are arranged in the power flow between a motor unit 8 for controlling the second arm segment 4 and the angular contact needle bearing 5, with a cable pulley 17 arranged on the motor side, which are operatively connected to cables 15 of the cables 12a, 12b. The cable pulley 17 is partially wrapped by the cable 15 of the first cable pulley 12a and partially by the cable 15 of the second cable pulley 12b and is designed to be set in a rotational movement by the motor unit 8 in order to adjust the rotational position of the rotatably arranged second bearing ring 7.

Sowohl auf der Seilscheibe 17 als auch auf dem zweiten Lagerring 7 ist ein Seil 15 des ersten Seilzuges 12a sowie ein Seil 15 des zweiten Seilzuges 12b aufgewickelt, und zwar hier jeweils beidseits um mindestens 1,5 Windungen. Ferner ist das jeweilige Seil 15 an einem ersten Festpunkt 18 am zweiten Lagerring 7 sowie an einem zweiten Festpunkt 19 an der Seilscheibe 17 fixiert. Außerdem ist das Seil 15 des ersten Seilzuges 12a in einer flexiblen ersten Bowdenzughülle 14 und das Seil 15 des zweiten Seilzuges 12b in einer flexiblen zweiten Bowdenzughülle 20 angeordnet. Beide Bowdenzughüllen 14, 20 stützen sich am ersten Lagerring 6 bzw. am Außenring des Schrägnadellagers 5 ab.A cable 15 of the first cable pull 12a and a cable 15 of the second cable pull 12b are wound on both the cable pulley 17 and the second bearing ring 7, in each case by at least 1.5 turns on both sides. Furthermore, the respective cable 15 is fixed to a first fixed point 18 on the second bearing ring 7 and to a second fixed point 19 on the cable pulley 17. In addition, the cable 15 of the first cable pull 12a is arranged in a flexible first Bowden cable sheath 14 and the cable 15 of the second cable pull 12b is arranged in a flexible second Bowden cable sheath 20. Both Bowden cable sheaths 14, 20 are supported on the first bearing ring 6 and the outer ring of the angular contact needle bearing 5, respectively.

Bei Betätigung der als Servo-Motor ausgebildeten Motoreinheit 8 mit angekoppelter Seilscheibe 17 wird entweder das Seil 15 des ersten Seilzuges 12a oder das Seil 15 des zweiten Seilzuges 12b mit einer Zugkraft beaufschlagt, die den zweiten Lagerring 7 in eine entsprechende Rotationsbewegung in eine erste Rotationsrichtung oder eine dazu entgegengesetzte zweite Rotationsrichtung versetzt. Mithin wirken die Seilzüge 12a, 12b entgegengesetzt zueinander, um den zweiten Lagerring 7 in die gewünschte rotative Position zu bringen. Die Seilführung mittels Bowdenzug erlaubt die erforderliche Bewegungsfreiheit und steht für eine präzise Umsetzung der vorgegebenen Rotation des zweiten Lagerrings 7 relativ zum ersten Lagerring 6 bzw. des zweiten Armsegments 4 relativ zum ersten Armsegment 3.When the motor unit 8, which is designed as a servo motor with a coupled cable pulley 17, is actuated, either the cable 15 of the first cable pulley 12a or the cable 15 of the second cable pulley 12b is subjected to a tensile force that sets the second bearing ring 7 in a corresponding rotational movement in a first rotational direction or a second rotational direction opposite thereto. The cables 12a, 12b therefore act in opposite directions to one another in order to bring the second bearing ring 7 into the desired rotational position. The cable guide by means of a Bowden cable allows the necessary freedom of movement and ensures precise implementation of the specified rotation of the second bearing ring 7 relative to the first bearing ring 6 or of the second arm segment 4 relative to the first arm segment 3.

Analog zu 3 ist am Außenumfang des verdrehbar angeordneten zweiten Lagerrings 7 des Schrägnadellagers 5 eine spiralförmig ausgebildete Nut 16 zur Aufnahme des Seiles 15 des jeweiligen Seilzuges 12a, 12b angeordnet. Damit wird das jeweilige Seil 15 sicher am zweiten Lagerring 7 geführt. Der jeweilige Seilzug 12a, 12b ist nach 2 derart ausgebildet und am Schrägnadellager 5 angeordnet, dass die Motoreinheit 8 räumlich außerhalb des zumindest einen Schrägnadellagers 5 angeordnet ist. Die Motoreinheit 8 kann damit flexibel am Roboter 10 bzw. am Roboterarm 1 angeordnet werden, beispielsweise um die Gewichtsverhältnisse des Roboterarms 1 auszugleichen.Analogous to 3 a spiral-shaped groove 16 for receiving the cable 15 of the respective cable pull 12a, 12b is arranged on the outer circumference of the rotatably arranged second bearing ring 7 of the angular contact needle bearing 5. The respective cable 15 is thus safely guided on the second bearing ring 7. The respective cable pull 12a, 12b is 2 designed and arranged on the angular contact needle bearing 5 such that the motor unit 8 is arranged spatially outside of the at least one angular contact needle bearing 5. The motor unit 8 can thus be arranged flexibly on the robot 10 or on the robot arm 1, for example in order to compensate for the weight ratios of the robot arm 1.

In der Ausführungsform nach 2 ist das Seil 15 des jeweiligen Seilzuges 12a, 12b am Außenring bzw. am ersten Lagerring 6 vorbei zum innen liegenden Innenring bzw. zweiten Lagerring 7 geführt.In the embodiment according to 2 the cable 15 of the respective cable pull 12a, 12b is guided past the outer ring or the first bearing ring 6 to the inner ring or the second bearing ring 7.

In einer alternativen Ausführungsform nach 3 ist das Seil 15 des jeweiligen Seilzuges 12a, 12b durch eine Öffnung 13 am drehfest angeordneten ersten Lagerring 6 des Schrägnadellagers 5 hindurchgeführt. Hier ist lediglich gezeigt, dass das Seil 15 des ersten Seilzuges 12a durch eine Öffnung 13 am drehfest angeordneten ersten Lagerring 6 des Schrägnadellagers 5 hindurchgeführt ist. Dies kann analog ebenfalls für den zweiten Seilzug 12b vorgesehen sein. Mithin ist das Schrägnadellager 5 nach 3 alternativ zum Schrägnadellager 5 nach 2 ausgebildet. Damit kann die Roboterhandachse 2 noch bauraumsparender gestaltet werden. Das Seil 15 des ersten und/oder zweiten Seilzuges 12a, 12b kann zudem durch das erste Armsegment 3 hindurchgeführt sein, was hier nicht näher dargestellt ist.In an alternative embodiment according to 3 the cable 15 of the respective cable pull 12a, 12b is guided through an opening 13 on the rotationally fixed first bearing ring 6 of the angular contact needle bearing 5. Here it is only shown that the cable 15 of the first cable pull 12a is guided through an opening 13 on the rotationally fixed first bearing ring 6 of the angular contact needle bearing 5. This can also be provided analogously for the second cable pull 12b. Thus, the angular contact needle bearing 5 is according to 3 alternative to angular contact needle bearing 5 according to 2 This allows the robot hand axis 2 to be designed to save even more space. The cable 15 of the first and/or second cable pull 12a, 12b can also be guided through the first arm segment 3, which is not shown in more detail here.

3 zeigt ferner, dass sich die erste Bowdenzughülle 14 des ersten Seilzuges 12a am Außenumfang des als Außenring ausgebildeten ersten Lagerrings 6 abstützt. Mithin bildet der Außenring das Widerlager des Bowdenzuges. Dies kann analog ebenfalls für den zweiten Seilzug 12b vorgesehen sein. Außerdem ist in 3 gezeigt, was analog auch für 2 gilt, dass der erste Lagerring 6 zweiteilig ausgebildet ist. Mithin weist das Schrägnadellager 5 einen einzigen Innenring sowie einen Außenring mit zwei benachbarten Ringsegmenten. 3 further shows that the first Bowden cable casing 14 of the first cable 12a is supported on the outer circumference of the first bearing ring 6, which is designed as an outer ring. The outer ring therefore forms the abutment of the Bowden cable. This can also be provided analogously for the second cable 12b. In addition, in 3 shown, which also applies to 2 The first bearing ring 6 is made of two parts. The angular contact needle bearing 5 therefore has a single inner ring and an outer ring with two adjacent ring segments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
RoboterarmRobot arm
22
RoboterhandachseRobot hand axis
33
Erstes Armsegment der RoboterhandachseFirst arm segment of the robot hand axis
44
Zweites Armsegment der RoboterhandachseSecond arm segment of the robot hand axis
55
SchrägnadellagerAngular contact needle bearing
66
Erster Lagerring bzw. Außenring des SchrägnadellagersFirst bearing ring or outer ring of the angular contact needle bearing
77
Zweiter Lagerring bzw. Innenring des SchrägnadellagersSecond bearing ring or inner ring of the angular contact needle bearing
88th
MotoreinheitMotor unit
99
WälzkörperRolling elements
1010
Roboterrobot
1111
RoboterbasisRobot base
12a12a
Erster SeilzugFirst rope pull
12b12b
Zweiter SeilzugSecond cable pull
1313
Öffnungopening
1414
Erste BowdenzughülleFirst Bowden cable sheath
1515
SeilRope
1616
NutGroove
1717
SeilscheibeRope pulley
1818
Erster FestpunktFirst fixed point
1919
Zweiter FestpunktSecond fixed point
2020
Zweite BowdenzughülleSecond Bowden cable sheath

Claims (10)

Roboterarm (1) für einen Roboter (10), umfassend eine Roboterhandachse (2) mit mehreren Armsegmenten (3, 4), wobei ein erstes Armsegment (3) und ein zweites Armsegment (4) der Roboterhandachse (2) mittels zumindest eines Schrägnadellagers (5), aufweisend einen drehfest angeordneten ersten Lagerring (6) und einen relativ dazu verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring (7), relativ zueinander gelagert sind, wobei der drehfest angeordnete erste Lagerring (6) am ersten Armsegment (3) abgestützt ist, wobei der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring (7) am zweiten Armsegment (4) abgestützt und mit zumindest einem ersten Seilzug (12a) wirkverbunden ist, der dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels einer Motoreinheit (8) eine rotative Position des zweiten Lagerrings (7) relativ zum ersten Lagerring (6) in zumindest einer ersten Rotationsrichtung einzustellen.Robot arm (1) for a robot (10), comprising a robot hand axis (2) with a plurality of arm segments (3, 4), wherein a first arm segment (3) and a second arm segment (4) of the robot hand axis (2) are mounted relative to one another by means of at least one angular contact needle bearing (5) having a rotationally fixed first bearing ring (6) and a second bearing ring (7) arranged such that it can rotate relative thereto, wherein the rotationally fixed first bearing ring (6) is supported on the first arm segment (3), wherein the rotationally fixed second bearing ring (7) is supported on the second arm segment (4) and is operatively connected to at least one first cable pull (12a) which is designed to set a rotational position of the second bearing ring (7) relative to the first bearing ring (6) in at least one first rotational direction by actuation by means of a motor unit (8). Roboterarm (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seil (15) des zumindest ersten Seilzuges (12a) um mindestens 1,5 Windungen um den verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring (7) des Schrägnadellagers (5) gewickelt ist.Robot arm (1) to Claim 1 , characterized in that a cable (15) of the at least first cable pull (12a) is wound by at least 1.5 turns around the rotatably arranged second bearing ring (7) of the angular contact needle bearing (5). Roboterarm (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring (7) des Schrägnadellagers (5) eine spiralförmig umlaufend ausgebildete Nut (16) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Seiles (15) des zumindest ersten Seilzuges (12a) angeordnet ist.Robot arm (1) to Claim 2 , characterized in that a spiral-shaped circumferential groove (16) for at least partially receiving the cable (15) of at least the first cable pull (12a) is arranged on the rotatably arranged second bearing ring (7) of the angular contact needle bearing (5). Roboterarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seil (15) des zumindest ersten Seilzuges (12a) durch eine Öffnung (13) am drehfest angeordneten ersten Lagerring (6) hindurchgeführt ist.Robot arm (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a cable (15) of the at least first cable pull (12a) is guided through an opening (13) on the rotationally fixed first bearing ring (6). Roboterarm (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Seilzug (12a) derart ausgebildet und am Schrägnadellager (5) angeordnet ist, dass die Motoreinheit (8) räumlich außerhalb des zumindest einen Schrägnadellagers (5) angeordnet ist.Robot arm (1) to Claim 4 , characterized in that the at least first cable pull (12a) is designed and arranged on the angular contact needle bearing (5) in such a way that the motor unit (8) is arranged spatially outside the at least one angular contact needle bearing (5). Roboterarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Schrägnadellager (5) ein zweireihiges Schrägnadellager ist.Robot arm (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one angular contact needle bearing (5) is a double-row angular contact needle bearing. Roboterarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Seilzug (12a) als Bowdenzug ausgeführt ist.Robot arm (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least first cable pull (12a) is designed as a Bowden cable. Roboterarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Seilzug (12a) eine Seilscheibe (17) umfasst, die teilweise von dem Seil (15) des zumindest ersten Seilzuges (12a) umwickelt und dazu eingerichtet ist, zur Einstellung der rotativen Position des verdrehbar angeordneten zweiten Lagerrings (7) von der Motoreinheit (8) in eine Rotationsbewegung versetzt zu werden.Robot arm (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least first cable pull (12a) comprises a cable pulley (17) which is partially wrapped by the cable (15) of the at least first cable pull (12a) and is designed to be set in a rotational movement by the motor unit (8) in order to adjust the rotational position of the rotatably arranged second bearing ring (7). Roboterarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verdrehbar angeordnete zweite Lagerring (7) mit zwei Seilzügen (12a, 12b) wirkverbunden ist, wobei der erste Seilzug (12a) dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels der Motoreinheit (8) eine rotative Position des zweiten Lagerrings (7) relativ zum ersten Lagerring (6) in einer ersten Rotationsrichtung einzustellen, und wobei der zweite Seilzug (12b) dazu eingerichtet ist, durch Betätigung mittels der Motoreinheit (8) eine rotative Position des zweiten Lagerrings (7) relativ zum ersten Lagerring (6) in einer zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung einzustellen.Robot arm (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotatably arranged second bearing ring (7) is operatively connected to two cable pulls (12a, 12b), wherein the first cable pull (12a) is designed to set a rotary position of the second bearing ring (7) relative to the first bearing ring (6) in a first rotational direction by actuation by means of the motor unit (8), and wherein the second cable pull (12b) is designed to set a rotary position of the second bearing ring (7) relative to the first bearing ring (6) in a second rotational direction opposite to the first rotational direction by actuation by means of the motor unit (8). Roboter (10), umfassend einen Roboterarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboterarm (1) an einer Roboterbasis (11) angeordnet ist.Robot (10) comprising a robot arm (1) according to one of the preceding claims, wherein the robot arm (1) is arranged on a robot base (11).
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