ES2309666T3 - Parte de brazo de un robot asi como un robot industrial provisto de tal parte de brazo. - Google Patents
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Abstract
Una parte de brazo (204) de un manipulador de un robot industrial que tiene en cada uno de sus extremos unos medios para conectar la parte de brazo a un engranaje (216, 217) y medios para reforzar la región extrema de la parte de brazo, en la que en al menos uno de dichos extremos de la parte de brazo, al menos una parte de dichos medios de conexión (212, 220) está localizada más próxima a la periferia de la parte de brazo que dichos medios de refuerzo (221) rodeando al mismo tiempo al menos parcialmente los medios de refuerzo como se ve en la dirección del eje de rotación de dicho engranaje, en el que dichos medios de conexión comprenden taladros pasantes dispuestos en una porción de brazo plana para conectar el brazo por miembros de conexión alargados, en el que al menos una parte de dichos medios de refuerzo (221) está diseñada como una estructura hueca que forma una porción hueca de la parte de brazo en al menos un extremo, y en el que al menos una abertura (223, 224) está dispuesta en la estructura hueca de dichos medios de refuerzo (221) para proporcionar acceso a dichos miembros de conexión (212) localizados más distantes del extremo de la parte de brazo con respecto a la extensión longitudinal de la parte de brazo.
Description
Parte de brazo de un robot así como un robot
industrial provisto de tal parte de brazo.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere al diseño de un
robot industrial, más particularmente, se refiere al diseño de una
parte de brazo del manipulador de un robot industrial, y a una parte
de brazo de este tipo en forma del brazo inferior se describirá en
adelante sin limitar el alcance de la invención a ello.
El brazo inferior de un robot industrial es el
brazo que interconecta los llamados segundo y tercer ejes de un
robot industrial, en el que estos ejes tienen una extensión
horizontal cuando el robot está dispuesto en el suelo (una
superficie horizontal). La invención se refiere a todos los tipos de
robots industriales que tienen un brazo inferior de este tipo, tal
como para soldadura por puntos, trituración, envase y otros tipos
de manipulación de cargas, etc.
Un brazo inferior de este tipo conocido se
ilustra en la figura 1 anexas, que muestra un robot industrial
provisto con el mismo. Este robot tiene una base 1 para montarlo
sobre u suelo o similar y un bastidor 2 conectado de forma
giratoria a la base alrededor de un primer eje vertical 3 de
rotación. El brazo inferior 4 está conectado, a su vez de forma
giratoria al bastidor 2 alrededor de un segundo eje horizontal 5 de
rotación y se conecta de forma giratoria a un brazo superior 6
alrededor de un tercer eje horizontal de rotación. El robot incluye,
además, un cuarto, quinto y sexto eje de rotación indicados
esquemáticamente por 8, 9 y 10, respectivamente.
Sin embargo, dentro del alcance de la presente
invención está que el robot industrial no tiene todos estos ejes de
rotación, sino que solamente es necesario que tenga dichos secundo y
tercer ejes de rotación, y se pueden omitir uno o más de los otros
ejes.
El brazo inferior 4 tiene en cada uno de sus
extremos unos medios para conectar el brazo a un engranaje, y estos
medios se obtienen por el robot mostrado en la figura 1 por
porciones planas 11 provistas con taladros y bulones para asegurar
el brazo al engranaje en cuestión. El brazo tiene que tener una
cierta rigidez en sus regiones extremas, y esto se puede obtener
haciendo dichas porciones planas 11 suficientemente gruesas, pero
esto contribuiría en una medida esencial al peso de este brazo
inferior, de manera que en su lugar o de forma complementaria se
obtiene la rigidez proporcionando un reborde de material exterior 13
que rodea dichas porciones placas. Este reborde de material 13 está
combinado con un cierto espesor de dichas porciones para obtener la
rigidez requerida.
Un tipo diferente de diseño de una parte de
brazo de robot se conoce a partir del documento
WO-A-9631325, que describe una
serie circular de taladros ciegos como medios de conexión para
conectar la parte de brazo a un engranaje, estando localizada dicha
serie alrededor de una porción en forma de cúpula para reforzar la
región extrema de la parte de brazo.
El objeto de la presente invención es
proporcionar una parte de brazo de un manipulador de un robot
industrial que está mejorado con respecto a tales partes de brazos
ya conocidas.
Este objeto se obtiene de acuerdo con la
invención proporcionando una parte de brazo de un manipulador de un
robot industrial, como se define en la reivindicación 1.
Esto satisface el objeto pretendido de tratar de
ahorrar peso manteniendo al mismo tiempo o incluso incrementando la
rigidez de diferentes partes de un robot industrial, tal como dicha
parte de brazo. Moviendo los medios de conexión hacia la periferia
de la parte de brazo y permitiendo de esta manera que los medios de
refuerzo se desplacen fuera de la periferia, se puede obtener una
cierta rigidez con menos material. La reducción de peso para
obtener una rigidez predeterminada puede ser particularmente
importante cuando al menos una parte de dichos medios de refuerzo
está diseñada para formar una porción hueca de la parte de brazo en
al menos dicho extremo, que constituye una forma de realización de
la presente invención. La localización de los medios de conexión
más próximos a la periferia de la parte de brazo que los medios de
refuerzo es la clave para obtener la posibilidad de haces huecos
dichos medios de refuerzo.
Adicionalmente, dichos medios de conexión
comprenden taladros pasantes dispuestos en dichas porciones de
brazo planas para conectar el brazo por miembros de conexión
alargados, tales como bulones o similares, a dicho engranaje.
Además, al menos una abertura está dispuesta en
la estructura hueca de dichos medios de refuerzo para proporcionar
acceso a dichos miembros de conexión localizados más distantes del
extremo de la parte de brazo con respecto a la extensión
longitudinal de la parte de brazo. esto hace posible disponer
algunos de los miembros de conexión "internamente" en los
medios de refuerzo y apretar o aflojar todavía estos miembros de
conexión para obtener la estabilidad requerida de la conexión con
el engranaje.
De acuerdo con una forma de realización de la
invención, dicha parte de dichos medios de conexión tiene una
extensión en forma de arco localizada en la parte exterior de la
parte de brazo con respecto a la extensión longitudinal de la parte
de brazo y rodeando dichos medios de refuerzo localizados
internamente con respecto a dicho arco, y dicha extensión en forma
de arco de dicha parte de medios de conexión puede ser circular.
Esto significa que los medios de conexión han cambiado el lugar con
el reborde de refuerzo en el brazo inferior ya conocido mostrado en
la figura 1, que se abre hacia arriba para una mayor libertad de
diseño de los medios de refuerzo localizados en su interior, para
hacerlos huecos.
De acuerdo con otra forma de realización de la
invención, dichos medios de conexión se extienden substancialmente
de acuerdo con un círculo como se ve en dicha dirección del eje de
rotación de dicho engranaje, y dichos medios de refuerzo están
localizados dentro de dicho círculo al menos en la parte exterior de
la parte de brazo con respecto a la extensión longitudinal de la
parte de brazo. Esto constituye un modo favorable de asegurar la
parte de brazo al engranaje haciendo posible al mismo tiempo diseñar
los medios de refuerzo con poco material, gracias a su disposición
dentro de dicho círculo al menos en la parte exterior de la parte de
brazo.
De acuerdo con otra forma de realización de la
invención, dichos medios de conexión comprenden porciones de brazo
substancialmente planas que son aseguradas a dicho engranaje y que
pertenecen a dicha parte de dichos medios de conexión localizados
más próximos a la periferia de la parte de brazo que a dichos medios
de refuerzo. Tales porciones de brazo planas son adecuadas para
asegurar de una manera fiable la parte de brazo al engranaje.
De acuerdo con otra forma de realización de la
presente invención, dichos medios de refuerzo forman junto con
otras porciones de la parte de brazo, una parte de brazo que es
hueca substancialmente sobre toda su longitud, que hará que la
parte de brazo sea más ligera para un espesor predeterminado de la
misma que si fuera maciza, y las porciones de brazo huecas se
pueden prolongar de una manera ventajosa para formar los medios de
refuerzo en cada extremo de brazo gracias a la disposición de los
medios de conexión más próximos a la periferia de la parte de
brazo.
De acuerdo con otra forma de realización de la
invención, ambos extremos de la parte de brazo están provistos con
medios de conexión, al menos una parte de los cuales está localizada
más próxima a la periferia e la parte de brazo que dichos medios de
refuerzo, rodeando al mismo tiempo al menos parcialmente los medios
de refuerzo como se ve en la dirección del eje de rotación de dicho
engranaje para aprovechar de una manera optima las ventajas de la
invención para la parte de brazo constituida de esta manera.
De acuerdo con otra forma de realización de la
invención, dicha parte de brazo es un brazo inferior de un robot
industrial.
La invención se refiere también a un robot
industrial provisto con una parte de brazo de acuerdo con la
invención. Dicho robot industrial puede estar realizado más ligero
para un cierto espesor, de manera que se pueden ahorrar costes, por
ejemplo, reduciendo la necesidad de material y/o el par motor.
El diseño de la parte de brazo del robot de
acuerdo con la invención, que permite que el robot sea más ligero
para un cierto espesor da como resultado la posibilidad de
proporcionar un robot industrial de acuerdo con una forma de
realización de la invención adaptada para llevar una herramienta y/o
una carga con un peso de excede de 100 kg, en el que el motor y la
caja de cambios dispuestos en un llamado segundo eje, es decir, el
eje horizontal más próximo a la base del robot cuando se dispone el
robot sobre una superficie horizontal, están dimensionados,
considerando al mismo tiempo el peso y el diseño de las partes del
robot como de este eje y para dicha herramienta y/o carga aplicada
sobre el robot e incluyendo éstas, solamente para suministrar el
par motor y las fuerzas necesarias para permitir la realización de
movimientos por partes del robot para cumplir la función del robot
sin necesidad de ningún medio de contrapeso en conexión con este
eje. Por lo tanto, los presentes inventores se han dado cuenta de
que existe realmente una opción de abandonar medios de contrapeso
en un robot de este tipo, dando lugar a un número de ventajas. El
cableado en la región del primero y segundo ejes será más fácil de
realizar sin medios de contrapeso de obstrucción. Las pautas de
movimiento posibles del robot se ampliarán, puesto que las partes
del robot no son detenidas en su movimiento por incidencia en los
medios de contrapeso. Esto significa que el robot puede estar
dispuesto también sobre una repisa para realizar trabajo cerca del
nivel de su base o incluso más bajo. Además, desaparecerá la
necesidad de mantenimiento de medios de contrapeso, y no existe
riesgo de función degradada del robot como resultado de un
funcionamiento inadecuado de los medios de contrapeso. Esto
significa también que el robot industrial se puede manipula boca
abajo, lo que ha sido un problema, debido a la gravitación, para un
robot que tiene un medio de contrapeso, que abre una posibilidad de
disponer robots de este tipo en una densidad mayor incrementando la
eficiente de un sistema de robot que incluye varios robots de este
tipo.
De acuerdo con otra forma de realización de la
invención, el robot industrial está adaptado para ser preparado
para soldadura por puntos y para llevar dicha herramienta en forma
de una pistola de soldadura por puntos.
Otras características preferidas y ventajas de
la presente invención aparecerán a partir de la siguiente
descripción.
Con referencia a los dibujos adjuntos, a
continuación sigue una descripción específica de una forma de
realización de la invención citada como un ejemplo.
En los dibujos:
La figura 1 es una vista esquemática que ilustra
un robot industrial que tiene un brazo inferior ya conocido.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
robot industrial provisto con un brazo inferior de acuerdo con una
forma de realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista en alzado lateral del
brazo inferior de acuerdo con la invención del robot mostrado en la
figura 2.
La figura 4 es una vista en perspectiva ampliada
de un extremo del brazo inferior mostrado en la figura 3, y
La figura 5 es una vista en perspectiva del
robot industrial de acuerdo con la figura 2 provisto con una pistola
de soldadura por puntos.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 2 ilustra esquemáticamente un robot
industrial que tiene un manipulador 200 provisto con una parte de
brazo en forma de un brazo inferior de acuerdo con una forma de
realización de la presente invención, y las partes del robot que
corresponden a partes del robot ya conocido, como se muestra en la
figura 1, han sido provistas con los mismos números de referencia
con la adición de 200 a los mismos. Hay que indicar que un brazo
inferior de acuerdo con la invención puede ser aplicado a robots
industriales que tienen un diseño que es totalmente diferente del
mostrado en la figura 2. El robot industrial de acuerdo con la
figura 2 puede ser preparado, por ejemplo, para soldadura por
puntos o para manipulación de cargas, El brazo inferior 204 está
conectado en cada extremo 214, 215 a un engranaje 216, 217 por
miembros de conexión en forma de bulones 212. Unos motores
conectados al engranaje respectivo para rotación del extremo
respectivo del brazo inferior alrededor del segundo eje 205 y el
tercer eje 207 se muestran en 218 y 219.
Los medios de conexión comprenden, además,
porciones de brazos 220 substancialmente planas que deben ser
aseguradas al engranaje respectivo a través de dichos bulones de
acuerdo con una disposición de los mismos a lo largo de un círculo
sobre estas porciones de brazos. Estas porciones de brazos planas
están dispuestas en la periferia del brazo en la parte exterior del
brazo con respecto a la extensión longitudinal del brazo.
El brazo inferior tiene en cada uno de sus
extremos unos medios de refuerzo en forma de una estructura hueca
221 rodeada por dichas porciones de brazos planas 220 en dicho
extremo exterior del brazo. Los medios de refuerzo están formados
haciendo el brazo inferior hueco substancialmente sobre toda su
longitud, de manera que se puede utilizar menos material para
obtener un refuerzo predeterminado del brazo que si el brazo fuese
macizo. Además, los medios de refuerzo formados por los extremos de
una repisa 222 hacen que el brazo hueco dé como resultado una
rigidez incrementada de las regiones extremas del brazo sin
incrementar su peso o una región extrema más ligera del brazo
inferior para una rigidez predeterminada. Una abertura 223, 224 está
dispuesta en la estructura hueca en cada extremo del brazo inferior
204 para proporcionar acceso a los bulones 212 localizados más
distantes al extremo del brazo con respecto a la extensión
longitudinal del brazo, de manera que será posible apretar y
aflojar también estos
bulones.
bulones.
Además, a partir de la figura 4 se deduce que
una abertura 226 está prevista también en el extremo respectivo de
la repisa 222 para hacer posible la retirada de partes, tales como
bulones, perdidos accidentalmente dentro de la estructura hueca
desde su interior.
Otras ventajas de proporcionar el brazo hueco
con una estructura hueca de este tipo son que el cableado se puede
ocultar fácilmente dentro del brazo cuando se prepara el robot, y
que el brazo inferior parece más largo que los brazos inferiores ya
conocidos que tienen la misma longitud lo que puede ser una
característica importante desde el punto de vista estético. El
cableado se puede conducir a través del segundo eje 205 y luego o
bien dentro o fuera del brazo inferior 204 o fuera del segundo eje
lo mismo que el brazo inferior. También se puede conducir por fuera
o a través del tercer eje 207 y por fuera o dentro del brazo
superior.
En la figura 5 se ilustra cómo un brazo
industrial provisto con una estructura ligera gracias al diseño de
su brazo inferior 204 está provisto con una pistola de soldadura por
puntos 232 asegurada a la pestaña de la herramienta 233 de la
misma. Este robot es bien adecuado para ser utilizado en BiW (Body
in White = en la industria del automóvil) para realizar trabajo de
soldadura por puntos en una carrocería de un automóvil. Este robot,
a pesar de la pistola de soldadura por puntos comparativamente
pesada con un peso del orden de 150 kg, no tiene medios de
contrapeso, y el motor 230 y la caja de cambios 231 dispuestos en
dicho segundo eje 205 están dimensionados para suministrar por sí
solos los pares motor y las fuerzas necesarios para permitir los
movimientos que deben ser realizados por partes de robot para
cumplir la función del robot. Este dimensionado se realiza
considerando al mismo tiempo el peso y diseño de las partes de robot
como de este eje 205 y con dicha herramienta y/o carga aplicadas
sobre el robot e incluyéndolas. Además del brazo inferior, también
otras partes del robot han sido realizadas parcial o totalmente
huecas o diseñadas de otra manera para mantener el peso de las
partes del robot del segundo eje 205 lo más bajo posible. Esto
significa que el motor 230 y la caja de engranajes 231 no tienen
que estar sobredimensionados con respecto al caso de tener un medio
de contrapeso en un robot convencional para cumplirla función del
robot. El incremento de los costes del motor y de la caja de
cambios son, de hecho, menores que los costes para los medios de
contrapeso en forma de un acumulador de gas.
La invención no está restringida, naturalmente,
de ninguna manera a la forma de realización descrita, sino que
aparecerán muchas posibilidades de modificaciones para una persona
técnica ordinaria sin apartarse del alcance de la invención, como
se define en las reivindicaciones anexas.
No es absolutamente necesario hacer los medios
de refuerzo huecos, aunque esto es una ventaja y es posible gracias
al cambio de lugar de los medios de refuerzo y los medios de
conexión en el extremo respectivo de la parte de brazo.
Tampoco es necesario que ambos extremos de la
parte de brazo estén provistos con medios de refuerzo y medios de
conexión dispuestos de acuerdo con la invención, sino que también
está dentro del alcance de la invención proporcionar solamente un
extremo de la parte de brazo con ello.
La aberturas en la parte hueca del brazo se
pueden omitir y no están dispuestos miembros de conexión dentro de
la estructura hueca u pueden estar dispuestos allí otros tipos de
miembros de conexión que bulones, tales como imanes.
Claims (9)
1. Una parte de brazo (204) de un manipulador de
un robot industrial que tiene en cada uno de sus extremos unos
medios para conectar la parte de brazo a un engranaje (216, 217) y
medios para reforzar la región extrema de la parte de brazo, en la
que en al menos uno de dichos extremos de la parte de brazo, al
menos una parte de dichos medios de conexión (212, 220) está
localizada más próxima a la periferia de la parte de brazo que
dichos medios de refuerzo (221) rodeando al mismo tiempo al menos
parcialmente los medios de refuerzo como se ve en la dirección del
eje de rotación de dicho engranaje, en el que dichos medios de
conexión comprenden taladros pasantes dispuestos en una porción de
brazo plana para conectar el brazo por miembros de conexión
alargados, en el que al menos una parte de dichos medios de refuerzo
(221) está diseñada como una estructura hueca que forma una porción
hueca de la parte de brazo en al menos un extremo, y en el que al
menos una abertura (223, 224) está dispuesta en la estructura hueca
de dichos medios de refuerzo (221) para proporcionar acceso a
dichos miembros de conexión (212) localizados más distantes del
extremo de la parte de brazo con respecto a la extensión
longitudinal de la parte de brazo.
2. Una parte de brazo de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicha parte (220) de dichos medios de
conexión tiene una extensión en forma de arco localizada en la parte
exterior de la parte de brazo con respecto a la extensión
longitudinal de la parte de brazo y rodeando dichos medios de
refuerzo (221) localizados internamente con respecto a dicho
arco.
3. Una parte de brazo de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que dicha extensión en forma de arco de
dicha parte de medios de conexión (220) es circular.
4. Una parte de brazo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos
medios de conexión (220) se extienden sustancialmente de acuerdo
con un círculo, como se ve en dicha dirección del eje de rotación
de dicho engranaje (216), y en la que dichos medios de refuerzo
(221) están localizados dentro de dicho círculo al menos en la
parte exterior de la parte de brazo con respecto a la extensión
longitudinal de la parte de brazo.
5. Una parte de brazo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos
medios de refuerzo forman junto con otras porciones (222) de la
parte de brazo una parte de brazo que es hueca sustancialmente
sobre toda su longitud.
6. Una parte de brazo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que ambos
extremos de la parte de brazo están provistos con medios de
conexión, al menos una parte (220) de los cuales está localizada
más cerca de la periferia de la parte de brazo que dichos medios de
refuerzo (221), rodeando al mismo tiempo al menos parcialmente los
medios de refuerzo, como se ve en la dirección del eje de rotación
de dicho engranaje (216).
7. Una parte de brazo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que un brazo
inferior (204) es un robot industrial.
8. Un robot industrial provisto con una parte de
brazo (204) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 7.
9. Un robot industrial de acuerdo con la
reivindicación 8, adaptado para llevar una herramienta y/o una carga
con un peso que excede de 100 kg, en el que el motor (230) y la
caja de engranajes (231) dispuestos en un llamado segundo eje
(205), es decir, el eje horizontal más próximo a la base del robot
cuando se dispone el robot sobre una superficie horizontal, están
dimensionados, considerando al mismo tiempo el peso y el diseño de
las partes del robot como de este eje y para dicha herramienta y/o
carga aplicada sobre el robot e incluyendo éstas, solamente para
suministrar el par motor y las fuerzas necesarias para permitir la
realización de movimientos por partes del robot para cumplir la
función del robot sin necesidad de ningún medio de contrapeso en
conexión con este eje.
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