ES2880115T3 - Cambiador rápido de herramientas de brazo robótico - Google Patents

Abstract

Un portaherramientas (10) que comprende una primera parte (10a) y una segunda parte (10b) que son conectables y separables a través de una interfaz constituida por una primera superficie en la primera parte (10a) orientada operativamente hacia una segunda superficie en la segunda parte (10b), donde un elemento en forma de cuña sobresale hacia fuera desde la primera superficie, y donde una muesca en forma de cuña dispuesta en la segunda superficie está adaptada para recibir el elemento en forma de cuña que sobresale en la primera superficie cuando las primera y segunda superficies se unen operativamente, una longitud longitudinal del elemento que sobresale en la primera superficie es igual a al menos una anchura de la primera superficie, y una longitud longitudinal correspondiente de la muesca en la segunda superficie está adaptada a la longitud longitudinal del elemento que sobresale en la primera superficie, y la longitud adaptada correspondiente en la segunda superficie es además igual a la al menos una anchura de la segunda superficie, superficies laterales longitudinales del elemento que sobresale en la primera superficie están inclinadas hacia adentro y adaptadas a superficies laterales longitudinales correspondientemente inclinadas de la muesca en la segunda superficie, caracterizado por que las superficies laterales inclinadas del elemento que sobresale en la primera superficie en la primera parte (10a) discurren a lo largo de una línea curva (22), y las superficies inclinadas de la muesca en la segunda superficie en la segunda parte (10b) discurren a lo largo de una línea curva correspondiente (22).

Description

DESCRIPCIÓN

Cambiador rápido de herramientas de brazo robótico

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un portaherramientas que se puede fijar en un extremo a un brazo robótico, donde el portaherramientas está dispuesto con elementos en forma de cuña que constituyen un mecanismo de bloqueo. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los robots industriales se usan ampliamente en diferentes industrias. Desarrollos recientes en informática, inteligencia artificial y tecnología de sensores están abriendo nuevas fronteras a la tecnología robótica. Algunos robots están especializados en realizar una tarea autónoma especial como pintar coches. Otros son de tipo más general pudiendo cambiar una variedad de herramientas de acuerdo con necesidades y aplicaciones específicas o tareas específicas en las respectivas etapas de operaciones del robot. Un sistema robótico comprende en términos generales un sistema informático que ejecuta un software que configura, manipula y activa el funcionamiento de un manipulador que porta diferentes herramientas intercambiables. Es común usar un brazo con cierto grado de libertad de movimiento en el espacio que está conectado al manipulador. Un manipulador puede ser un instrumento avanzado que controla e interactúa con herramientas y sensores fijados al manipulador.

En el contexto de la presente invención, los manipuladores simples y complejos, así como las herramientas simples que se pueden conectar y/o desconectar a/de un brazo robótico, se describen en la siguiente divulgación como una "herramienta". Además, la conexión entre un brazo robótico y la "herramienta" como se define en el presente documento es a través de un portaherramientas que proporciona medios para el bloqueo rápido y/o el desbloqueo respectivo de herramientas hacia/desde el brazo robótico.

Se puede configurar un robot para cambiar herramientas automáticamente. Por ejemplo, las herramientas respectivas pueden ubicarse en una bandeja ubicada al lado del robot. El brazo robótico se puede configurar para mover el brazo robótico sobre un contenedor vacío y liberar la herramienta adjunta antes de mover el brazo robótico sobre el siguiente contenedor que comprende la siguiente herramienta que se usará, y conectar la siguiente herramienta al brazo robótico y así sucesivamente.

El movimiento de brazos robóticos puede ser perjudicial para los seres humanos si un brazo robótico golpea a una persona por accidente. Por lo tanto, los robots industriales a menudo se encuentran dentro de vallas que impiden que los seres humanos estén al alcance de un brazo robótico. La consecuencia es que los seres humanos no podrán intervenir o interactuar con las operaciones del robot más que a través de, por ejemplo, una terminal informática conectada ubicada fuera de la valla.

La compañía Universal Robots, por ejemplo, está desarrollando robots colaborativos que no necesitan estar ubicados detrás de vallas. Si el brazo robótico golpea un cuerpo humano o cualquier otro obstáculo por accidente, los sensores en el brazo robótico detectarán el incidente y el movimiento del brazo robótico se detendrá automáticamente. El robot puede reanudar el trabajo automáticamente cuando se eliminen los obstáculos. En dicho entorno de trabajo, un ser humano puede participar o estar en una relación de colaboración con el robot cuando, por ejemplo, selecciona y cambia las herramientas respectivas, y/o inicia o modifica los programas correspondientes en un ordenador que controla las acciones y movimientos robóticos y el uso de las respectivas herramientas. De esta manera, un operador humano puede intervenir de forma interactiva con las operaciones del robot dependiendo de las necesidades respectivas o problemas imprevistos encontrados durante las operaciones, que un operador humano está capacitado para detectar, etc. En algunos casos, esta capacidad puede ampliar el área de uso de los robots industriales y/o las habilidades operativas del robot. Sin embargo, es además evidente que un robot colaborativo puede configurarse para funcionar en un modo autónomo sin interferencia de seres humanos.

Cuando se usan robots, la precisión de la situación de herramientas con respecto a una pieza de trabajo, por ejemplo, puede ser un desafío. Existen tolerancias en los movimientos del brazo robótico y en la situación de la pieza de trabajo en relación con el brazo robótico, que pueden necesitar ser extremadamente precisos si los requisitos de tolerancia del resultado final del trabajo son altos. Puede surgir el mismo problema con respecto a la manipulación de herramientas. El diseño de un portaherramientas debe adaptarse a una parte de la herramienta que el portaherramientas puede agarrar y además ser capaz de mantenerse estable durante las operaciones de la herramienta. La tensión en la interfaz de acoplamiento entre una herramienta y el portaherramientas puede variar en diferentes direcciones dependiendo de cómo el brazo robótico mueva la herramienta. También depende de cómo esté funcionando la conexión operativa entre la herramienta y la pieza de trabajo. Por ejemplo, taladrar un orificio proporciona tensión principalmente en una dirección vertical, mientras que las operaciones de fresado, recorte o corte, etc., proporcionarán tensiones en casi todas las direcciones perpendiculares y/o cualquier orientación relativa al eje de la herramienta. La precisión de las operaciones de la herramienta puede verse comprometida si la herramienta no está fijada firmemente al portaherramientas y al brazo robótico durante las operaciones.

En la técnica anterior existen ejemplos de diseños de portaherramientas que intentan imitar una mano humana. El aspecto beneficioso de una mano artificial es la capacidad de recibir retroalimentación de la mano cuando, por ejemplo, se mueve el portaherramientas a una posición en la que la mano puede agarrar la herramienta. La precisión de la situación de la mano no necesita ser muy precisa, ya que la retroalimentación de la mano al agarrar la herramienta ayudará al robot a guiar la mano hacia la posición correcta y la posición de agarre óptima final. Sin embargo, una mano artificial puede no ser lo suficientemente fuerte para soportar la tensión inducida en la interfaz entre las superficies de la mano artificial y la herramienta. La complejidad de una mano artificial como la de un ser humano puede ser muy alta y, de este modo, también el coste de fabricar la mano artificial, lo que hace difícil aplicar la mano artificial en cualquier aplicación general de un robot. Las manos artificiales suelen reservarse para tipos de uso y operaciones muy especiales.

Un desafío adicional con respecto a un portaherramientas usado en un robot colaborativo es que la operación de cambiar una herramienta debe ser posible de realizar por un ser humano, así como por un dispositivo o un conjunto de dispositivos que proporcionen la funcionalidad de bloqueo y desbloqueo del portaherramientas que está siendo controlado por el robot. Esto significa que una mano humana, así como un dispositivo mecánico y/o electrónico o una disposición hidráulica en el robot o el propio brazo robótico deben poder ejecutar operaciones de conexión o liberación de una herramienta al/del portaherramientas.

El documento US 4636135 A desvela un portaherramientas B para agarrar, sujetar y cambiar herramientas de un robot industrial, que es adecuado para fijarse a una articulación de muñeca giratoria (5) de un brazo robótico. El portaherramientas B comprende una parte aguas arriba C que se puede fijar a la articulación de muñeca (5) del brazo robótico, y una parte aguas abajo D que se puede fijar a una herramienta. La parte aguas abajo D comprende un brazo que sobresale hacia fuera que termina en una parte en forma de bola, que se inserta en una parte en forma de cilindro adaptada de la parte aguas arriba C que comprende un dispositivo adaptado para agarre alrededor de la parte en forma de bola. Los actuadores accionados hidráulicamente pueden activar el agarre. Detener o invertir el actuador accionado hidráulicamente puede liberar el agarre. De este modo, la herramienta puede bloquearse o desbloquearse del brazo robótico activando/desactivando un dispositivo de bloqueo/desbloqueo.

El documento US 6182491 B1 desvela un portaherramientas que comprende todas las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1.

Esto es un desafío con respecto a los diseños de portaherramientas robóticos colaborativos, ya que las operaciones de bloqueo y desbloqueo de una herramienta deben ser fáciles y sin esfuerzo. Un ser humano y la fuerza que tiene que ejercer una mano humana sobre el cierre deben realizarse sin esfuerzo, mientras que el cierre debe resistir cualquier oscilación de la herramienta adjunta cuando se usa la herramienta. Además, el agarre firme que resiste el bamboleo no debe ser de una magnitud que atasque el cierre cuando esté bloqueado y, por lo tanto, dificulte el desbloqueo, es decir, separación de la herramienta del brazo robótico. Por lo tanto, independientemente de cualquier tipo de operación de un robot, el portaherramientas debe permitir operaciones de bloqueo y desbloqueo sin esfuerzo, y al mismo tiempo debe poder agarrar firmemente alrededor de la herramienta evitando cualquier tipo de bamboleo alrededor del brazo robótico de la herramienta sujeta por el portaherramientas cuando está bloqueado. Las herramientas manuales accionadas por electricidad como taladros, etc., se usan con una pluralidad de diferentes herramientas intercambiables como se conoce en la técnica anterior. Está dentro del alcance de la presente invención que los mismos principios de diseño aplicados para un portaherramientas de un brazo robótico de acuerdo con la presente invención pueden usarse con un taladro de mano o cualquier otro tipo de equipo de mano accionado por motor.

Los mismos principios de diseño aplicados para un portaherramientas de un brazo robótico de acuerdo con la presente invención pueden usarse en cualquier tipo de máquinas donde tenga lugar la sustitución de un artículo por un mismo artículo o cualquier otro artículo entre una pluralidad de artículos diferentes.

Por lo tanto, existe la necesidad de un portaherramientas mejorado.

OBJETO DE LA INVENCION

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una alternativa a la técnica anterior.

En particular, puede verse como un objeto de la presente invención proporcionar un portaherramientas que proporcione un cambio rápido y sin esfuerzo de las herramientas que sujeta el portaherramientas, mediante una interfaz entre las dos partes del portaherramientas que está bloqueada/desbloqueada por una disposición de elementos en forma de cuña dispuestos entre las dos partes.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la presente invención es proporcionar un portaherramientas que comprende una primera parte y una segunda parte que tienen superficies que están enfrentadas entre sí,

donde elementos complementarios en forma de cuña en la primera parte y la segunda parte, respectivamente, están configurados para unirse y funcionar como un mecanismo de bloqueo liberable.

Por tanto, el objeto descrito anteriormente y varios otros objetos están destinados a ser obtenidos en un primer aspecto de la invención proporcionando un portaherramientas que comprende una primera parte y una segunda parte que son conectables y separables a través de una interfaz constituida por una primera superficie en la primera parte orientada operativamente hacia una segunda superficie en la segunda parte,

donde un elemento en forma de cuña sobresale hacia fuera desde la primera superficie, y donde una muesca en forma de cuña dispuesta en la segunda superficie está adaptada para recibir el elemento en forma de cuña que sobresale en la primera superficie cuando las primera y segunda superficies se unen operativamente,

una longitud longitudinal del elemento que sobresale en la primera superficie es igual a al menos una anchura de la primera superficie, y

una longitud longitudinal correspondiente de la muesca en la segunda superficie se adapta a la longitud longitudinal del elemento que sobresale en la primera superficie, y la longitud adaptada correspondiente en la segunda superficie es además igual a al menos una anchura de la segunda superficie,

superficies laterales longitudinales del elemento que sobresale en la primera superficie están inclinadas hacia dentro y adaptadas a superficies laterales longitudinales correspondientemente inclinadas hacia dentro de la muesca en la segunda superficie.

De acuerdo con la invención, las superficies laterales inclinadas del elemento que sobresale en la primera superficie de la primera parte discurren a lo largo de una línea curva, y las superficies inclinadas de la muesca en la segunda superficie de la segunda parte discurren a lo largo de una línea curva correspondiente.

DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

El portaherramientas de acuerdo con la presente invención se describirá ahora con más detalle con referencia a las figuras adjuntas. Las figuras adjuntas ilustran un ejemplo de realización de la presente invención y no deben interpretarse como limitantes a otras posibles realizaciones que están dentro del alcance del conjunto de reivindicaciones adjunto.

La figura 1 ilustra un ejemplo de realización de la presente invención.

La figura 2a ilustra una primera parte de un ejemplo de realización de la presente invención.

La figura 2b ilustra una segunda parte de un ejemplo de realización de la presente invención.

La figura 3 ilustra un conjunto de la parte respectiva de un ejemplo de realización de la presente invención. La figura 4 ilustra el efecto ventajoso del diseño del portaherramientas de acuerdo con la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA REALIZACIÓN

Aunque la presente invención se ha descrito en relación con las realizaciones especificadas, no debe interpretarse como limitada en modo alguno a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención se establece mediante el conjunto de reivindicaciones adjunto. En el contexto de las reivindicaciones, los términos "que comprende" o "comprende" no excluyen otros posibles elementos o etapas. La mención de referencias tales como "un" o "una", etc., no debe interpretarse como excluyente de una pluralidad. El uso de signos de referencia en las reivindicaciones con respecto a los elementos indicados en las figuras tampoco se interpretará como una limitación del alcance de la invención. Además, las características individuales mencionadas en diferentes reivindicaciones pueden posiblemente combinarse ventajosamente, y la mención de estas características en diferentes reivindicaciones no excluye que una combinación de características no sea posible y ventajosa. Las operaciones respectivas de una herramienta controlada mediante un brazo robótico normalmente requerirán el suministro de energía eléctrica y/o fluido hidráulico y/o aire comprimido, etc., como se conoce en la técnica anterior, para poder hacer funcionar la herramienta. Normalmente, esto se suministra a través del robot y el brazo robótico, donde los programas que se ejecutan (son ejecutados) en un ordenador que controla los movimientos del brazo robótico se pueden configurar, además, para regular el flujo de electricidad, fluido hidráulico y aire comprimido, etc., controlando así los aspectos operativos de la propia herramienta.

Un ejemplo de un portaherramientas 10 de acuerdo con la presente invención se representa en las figuras 3 y comprende una primera parte 10a y una segunda parte 10b que están bloqueadas juntas en una interfaz constituida por una primera superficie de la primera parte 10a que mira a la segunda superficie de la segunda parte 10b. La primera parte 10a puede, por ejemplo, estar conectada a un brazo robótico mientras que la segunda parte 10b puede estar fijada a una herramienta, o viceversa.

La figura 2a ilustra detalles de un ejemplo de realización de la primera parte 10a, mientras que la figura 2b ilustra detalles de un ejemplo de realización de la segunda parte 10b.

El suministro de electricidad, fluidos hidráulicos, aire comprimido, etc., es una forma de transferir energía en diferentes formas adecuadas para diferentes aplicaciones de las respectivas herramientas. La electricidad se puede usar para hacer girar un motor eléctrico, por ejemplo. La cantidad de energía eléctrica suministrada puede regular la velocidad de rotación y/o aumentar el par del motor eléctrico, etc. Lo mismo se aplica a otros tipos de fuentes de energía. En la descripción siguiente, el término "energía suministrada" a la herramienta se refiere a los ejemplos no limitantes de diferentes tipos de fuentes analizados anteriormente.

La figura 1 ilustra un ejemplo de un brazo robótico 11 que comprende un portaherramientas 10 de acuerdo con la presente invención. El portaherramientas está ubicado entre un extremo distal del brazo robótico y la propia herramienta.

Cualquier transporte de energía suministrada puede pasar a través del portaherramientas 10 y/o a través de tubos y/o cables eléctricos (no ilustrados) evitando el portaherramientas 10. Cuando se fija una herramienta al brazo robótico a través del portaherramientas 10, las disposiciones de bloqueo/desbloqueo rápido pueden hacer que sea rápido y fácil conectar los respectivos tubos y cables, etc.

El portaherramientas 10 ilustrado en la figura 1 comprende dos partes, la primera parte 10a ilustrada en la figura 2a y la segunda parte 10b ilustrada en la figura 2b. Las ilustraciones de las figuras 2a y 2b vistas juntas representan el portaherramientas 10 cuando la primera y la segunda parte se desbloquean entre sí y se separan. La figura 3 ilustra una situación donde la primera parte 10a y la segunda parte 10b están unidas entre sí en una posición de bloqueo. Con referencia a la figura 2a, la primera parte 10a está dispuesta, por ejemplo, con una abertura 12 ubicada en una superficie lateral del cuerpo de la primera parte 10a que puede configurarse para ser una entrada. La entrada 12 puede recibir fluidos como fluidos hidráulicos o aire presurizado, agua, etc. La entrada 12 puede comunicarse con una salida 13 en una primera superficie (por ejemplo, una superficie inferior) de la primera parte 10a a través de un canal dentro del cuerpo de la primera parte 10a.

Con referencia a la figura 2b, la segunda parte 10b está dispuesta, por ejemplo, con una abertura 16 ubicada en una segunda superficie del cuerpo (por ejemplo, una superficie superior) de la segunda parte 10b que puede configurarse para ser una entrada. La entrada 16 puede recibir fluidos como fluidos hidráulicos o aire presurizado, agua, etc. La entrada 16 puede comunicarse con una salida 19 ubicada en una superficie lateral de la segunda parte 10b a través de un canal dentro del cuerpo de la segunda parte 10b.

Al unir las dos partes 10a y 10b entre sí, como se ilustra en la figura 3, la abertura de salida 13 en la primera superficie de la primera parte 10a estará orientada por encima de la abertura de entrada 16 en la segunda superficie de la segunda parte 10b. De ese modo, se establece una trayectoria de fluido abierta desde la entrada 12 en la superficie lateral del cuerpo de la primera parte 10a hasta la abertura de salida 19 en la superficie lateral del cuerpo de la segunda parte 10b.

Si, por ejemplo, la primera parte 10a está conectada a un brazo robótico 11, se puede conectar un tubo desde el robot a la entrada 12.

Si, por ejemplo, la segunda parte 10b está conectada a una herramienta que requiere fluido hidráulico para funcionar, se puede conectar un tubo a la salida 19 y, a continuación, a la herramienta conectada a la segunda parte 10b.

Una razón para configurar el robot para suministrar, por ejemplo, fluido hidráulico, es que el robot se puede configurar para controlar la corriente de fluido hidráulico desde el robot a la herramienta. A continuación, el fluido se puede encender o apagar, se puede controlar la velocidad de la corriente de fluido y se puede controlar el volumen de fluido, etc.

Con referencia a la figura 2a, las aberturas 14a pueden configurarse para recibir líneas de señales de energía eléctrica de, por ejemplo, polaridad opuesta. Estas líneas son guiadas a través del cuerpo de la primera parte 10a hasta un lado opuesto donde están dispuestos los contactos eléctricos 14.

Con referencia a la figura 2b, las clavijas de contacto eléctrico 17 están ubicadas en ubicaciones adaptadas en el cuerpo de la segunda parte 10b. Las clavijas de contacto 17 están conectadas a líneas de señales eléctricas dentro del cuerpo de la segunda parte y pueden conectarse a una herramienta que está conectada a la segunda parte 10b (no ilustrada). Cuando la primera y la segunda parte 10a y 10b se unen entre sí, se establece una conexión eléctrica, por ejemplo una conexión de energía, entre el punto de contacto 14a en la primera parte y una herramienta conectada a la segunda parte 10b.

En el ejemplo de realización ilustrado en la figura 2a, hay un objeto o elemento en forma de cuña que sobresale hacia fuera desde la primera superficie de la primera parte 10a a lo largo de una diagonal de la primera superficie. Hay una muesca o elemento adaptado complementario en forma de cuña que sobresale hacia dentro en (sobre) la segunda superficie de la segunda parte 10b dispuesta a lo largo de una diagonal en la segunda superficie de la segunda parte 10b.

Los elementos en forma de cuña están dispuestos a lo largo de la diagonal completa de las primera y segunda superficies. Los elementos en forma de cuña también están dispuestos para ser cortados en ambos extremos de las disposiciones en forma de cuña. Por tanto, habrá una superficie de extremo más pequeña en un extremo del objeto en forma de cuña que sobresale en comparación con el extremo opuesto del objeto en forma de cuña que tiene una superficie de extremo más grande debido a los elementos en forma de cuña. De forma correspondiente, habrá una abertura más estrecha en un extremo de la muesca y una abertura más ancha en el otro extremo de la muesca en forma de cuña en la segunda parte 10b.

Las caras laterales en la dirección longitudinal del objeto en forma de cuña que sobresale en la primera superficie de la primera parte 10a están inclinadas hacia dentro.

Se realiza una disposición correspondiente con respecto a la muesca dispuesta en (sobre) la segunda superficie en la segunda parte 10b. Las caras laterales de la muesca están inclinadas en la misma cantidad que las superficies laterales del objeto en la primera parte 10a.

Por lo tanto, al unir la primera parte 10a y 10b del portaherramientas 10, el objeto en forma de cuña de la primera parte 10a se inserta con la superficie de extremo más pequeña en la abertura lateral más ancha de la muesca en forma de cuña en la segunda parte 10b. Cuando está completamente insertada, la primera parte 10a puede centrarse en la parte superior de la segunda parte 10b. Las superficies inclinadas mantienen y sujetan las dos partes conectadas entre sí.

El bloqueo, es decir, que mantiene las dos partes firmemente unidas, se logra mediante un pasador de bloqueo accionado por resorte 21 que sobresale hacia fuera, dispuesto en el lado de la muesca en forma de cuña que tiene la abertura más grande. Al insertar la primera parte 10a, el objeto que sobresale de la primera parte 10a entrará en contacto con el pasador de bloqueo 21 y empujará el pasador de bloqueo hacia adentro, es decir, el resorte del pasador de bloqueo 21 se comprimirá.

Cuando la primera parte 10a esté completamente insertada, el pasador de bloqueo 21 se ubicará debajo de un orificio adaptado 15 en el cuerpo de la primera parte 10a. El resorte en contacto con el pasador de bloqueo 21 empujará, a continuación, el pasador de bloqueo hacia arriba en el orificio adaptado 15. Las superficies laterales inclinadas de los elementos en forma de cuña y el pasador de bloqueo activado 21 mantendrán, a continuación, la primera parte 10a y la segunda parte 10b firmemente unidas. De ello se deduce entonces que se puede fijar una herramienta a un brazo robótico usando el portaherramientas 10 de acuerdo con la presente invención.

Un efecto técnico de tener superficies laterales inclinadas en los elementos en forma de cuña es que, cuando el objeto de la primera parte 10a se mueve hacia adentro al interior de la muesca en forma de cuña, la inclinación de las superficies laterales de los elementos cooperantes en forma de cuña obligará a los dos elementos a acercarse más entre sí. Cuando el objeto de la primera parte 10a esté completamente insertado, la inclinación hará que el objeto de la primera parte 10a esté en completo contacto con la superficie inferior de la muesca.

Al desbloquear la primera parte 10a de la segunda parte 10b del portaherramientas 10, se ilustra en la figura 2b un ejemplo de un objeto en forma de cilindro 20 que rodea el pasador de bloqueo 21 dentro de una cavidad abierta en una superficie lateral del cuerpo de la segunda parte 10b. El objeto en forma de cilindro 20 es un activador de bloqueo. Cuando se tira del activador de bloqueo 20 hacia abajo, el pasador de bloqueo 21 es arrastrado hacia abajo fuera de la abertura adaptada 15 en la primera parte 10b. A continuación, la primera parte 10a del portaherramientas puede liberarse de la segunda parte 10b del portaherramientas empujando los elementos en forma de cuña del portaherramientas separándolos entre sí. De ello se deduce, a continuación, que se puede liberar una herramienta de un brazo robótico cuando se usa el portaherramientas de acuerdo con la presente invención.

Con referencia a la figura 2b, hay un botón a prueba de fallos 18 dispuesto en una cara lateral del cuerpo de la segunda parte 10b. Este es un pasador de bloqueo que evita que el activador de bloqueo se active por accidente. Por ejemplo, si una mano humana está activando el activador de bloqueo 20, una segunda mano o un dedo necesita presionar el botón a prueba de fallos 18 para poder empujar el activador de bloqueo 20 hacia abajo.

El accionamiento del activador de bloqueo 20 y el botón a prueba de fallos 20 también se puede realizar, por ejemplo, con brazos accionados hidráulicamente controlados por el robot. También es posible configurar otro robot para hacer funcionar el activador de bloqueo 20 y el botón a prueba de fallos 18. A continuación, un robot puede ayudar a otro robot.

Cuando el objeto en forma de cuña que sobresale en la primera parte 10a está dentro de la muesca en forma de cuña en la segunda parte 10b, el movimiento relativo a lo largo de las direcciones longitudinales de los dos elementos en forma de cuña puede acercar los elementos entre sí dentro de la forma en forma de cuña. Esto puede estar provocando un atasco de los dos elementos, por lo que puede ser difícil, o al menos requerirá algo de fuerza, separar los dos elementos entre sí al desbloquear el portaherramientas.

Si se sabe que la aplicación del portaherramientas, es decir, la herramienta fijada, se encuentra en un entorno en el que las fuerzas sobre el portaherramientas son bajas, es posible que este problema no se produzca. Sin embargo, si existe riesgo de atasco del portaherramientas, la figura 4 ilustra el efecto ventajoso del diseño del portaherramientas de acuerdo con la invención, que permite mitigar cualquier posibilidad de atasco del portaherramientas.

La figura 4 ilustra cómo las superficies laterales inclinadas (periferia) 22 de la muesca en la segunda superficie de la segunda parte 10b están dispuestas con una curvatura que proporciona una superficie lateral convexa en un lado que se invierte en el otro lado a lo largo de la dirección longitudinal de la muesca. En la figura 4 se ilustra una pluralidad de vectores 23 que son normales a la superficie lateral convexa (periferia) 22 de uno de los lados de la muesca. Cuando un objeto con una superficie lateral curva (periferia) adaptada está en completo contacto con las superficies laterales de la muesca, y el objeto se está moviendo en el plano de la segunda superficie de la segunda parte 10b, los movimientos son detenidos por las superficies laterales y las fuerzas se transfieren al cuerpo de la segunda parte 10b. La dirección del movimiento del objeto puede ser en muchas direcciones. Si las superficies laterales (periferia) 22 de la muesca fueran una línea recta, los vectores 23 serían todos paralelos.

Al descomponer un vector de fuerza que actúa sobre el cuerpo de la segunda parte 10b, por ejemplo debido a un movimiento del objeto dentro de la muesca, que no está en la dirección de uno de los vectores 23, una componente del vector de fuerza será paralela a lo largo de la dirección de las superficies laterales entre el objeto y la muesca. Si la curvatura de las caras laterales 22 fuera una línea recta, la componente de fuerza que está a lo largo de la dirección de la superficie lateral podría mover el objeto dentro o fuera de la muesca en forma de cuña. Si el objeto se mueve hacia adentro en la cuña, podría producirse un atasco. En el lado opuesto, la fuerza también podría actuar moviendo el objeto fuera de la cuña, lo que podría dar como resultado un bloqueo inestable.

Dado que, de acuerdo con la presente invención, la cara lateral (periferia) 22 es curva, es decir convexa, la descomposición del vector como se analizó anteriormente dará como resultado una magnitud diferente de la componente del vector que está a lo largo de la dirección de la interfaz entre el objeto y la muesca. Esto se debe al hecho de que los vectores 23 como se ilustra en la figura 4 tendrán diferentes direcciones. Una fuerza que actúa desde el objeto sobre la interfaz, y que actúa en la dirección de un vector 23, será absorbida completamente por el cuerpo de la segunda parte 10b. Si hay un ángulo entre la fuerza que actúa y los vectores 23, habrá algunos vectores que serán más paralelos que otros vectores con respecto a la dirección del vector que actúa. Por lo tanto, los vectores más paralelos indican que en estas partes de la superficie lateral (periferia) 22 se transferirán fuerzas al cuerpo de la segunda parte 10b en diferentes direcciones.

Un efecto técnico de tener una superficie lateral curva (periferia) 22 de los elementos en forma de cuña es que el portaherramientas será más estable, es decir, proporcionando menos posibilidad de bamboleo del portaherramientas y menos posibilidad de atasco. Esto proporciona un diseño de portaherramientas que es más fácil de hacer funcionar por una mano humana, así como para operaciones autónomas de bloqueo/desbloqueo proporcionadas por un robot mismo o un robot ubicado adyacente, por ejemplo.

Un efecto técnico adicional de los elementos en forma de cuña es que la situación de la primera parte 10a en relación con la segunda parte 10b del portaherramientas cuando se conecta una herramienta no necesita ser muy precisa. La abertura más ancha de la muesca en la segunda parte 10b en relación con la menor anchura o tamaño de la superficie de extremo del objeto que sobresale en la primera parte 10a que se inserta en la abertura más ancha de la muesca requiere menos precisión. Además, las superficies laterales inclinadas de los elementos en forma de cuña están guiando la primera parte 10a hacia la segunda parte 10b y, por lo tanto, la diferencia de altura relativa entre la primera parte 10a y la segunda parte 10b al comienzo de las operaciones de acoplamiento o unión necesita menos precisión.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un portaherramientas (10) que comprende una primera parte (10a) y una segunda parte (10b) que son conectables y separables a través de una interfaz constituida por una primera superficie en la primera parte (10a) orientada operativamente hacia una segunda superficie en la segunda parte (10b),

donde un elemento en forma de cuña sobresale hacia fuera desde la primera superficie, y

donde una muesca en forma de cuña dispuesta en la segunda superficie está adaptada para recibir el elemento en forma de cuña que sobresale en la primera superficie cuando las primera y segunda superficies se unen operativamente,

una longitud longitudinal del elemento que sobresale en la primera superficie es igual a al menos una anchura de la primera superficie, y

una longitud longitudinal correspondiente de la muesca en la segunda superficie está adaptada a la longitud longitudinal del elemento que sobresale en la primera superficie, y la longitud adaptada correspondiente en la segunda superficie es además igual a la al menos una anchura de la segunda superficie, superficies laterales longitudinales del elemento que sobresale en la primera superficie están inclinadas hacia adentro y adaptadas a superficies laterales longitudinales correspondientemente inclinadas de la muesca en la segunda superficie, caracterizado por que

las superficies laterales inclinadas del elemento que sobresale en la primera superficie en la primera parte (10a) discurren a lo largo de una línea curva (22), y las superficies inclinadas de la muesca en la segunda superficie en la segunda parte (10b) discurren a lo largo de una línea curva correspondiente (22).

2. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde la muesca en forma de cuña en la segunda superficie de la segunda parte (10b) está dispuesta con una primera abertura más pequeña en un primer extremo de la muesca en una superficie lateral del cuerpo de la segunda parte. (10b), y una segunda abertura más ancha que la primera abertura está dispuesta en un segundo extremo ubicado opuesto de la muesca en forma de cuña en la segunda superficie de la segunda parte (10b) en una superficie lateral del segundo cuerpo (10b).

3. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 2, donde el elemento en forma de cuña que sobresale en el primer lado de la primera parte (10a) está adaptado a las dimensiones de la primera y respectiva segunda aberturas de la muesca en forma de cuña en la segunda superficie de la segunda parte (10b).

4. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 2, donde un pasador de bloqueo accionado por resorte (21) está dispuesto dentro de la muesca en la segunda superficie en la segunda parte (10b) en un área que es adyacente a la segunda abertura más ancha de la muesca en forma de cuña.

5. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 2, donde una abertura de bloqueo (15) en el elemento que sobresale de la primera parte (10a) está adaptada para recibir el pasador de bloqueo (21) cuando la primera parte (10a) y la segunda parte (10b) están unidas en una posición de bloqueo.

6. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde un botón a prueba de fallos (18) está dispuesto en una superficie lateral del cuerpo de la segunda parte (10b) adaptada para evitar la liberación no autorizada del pasador de bloqueo (21) del orificio de bloqueo adaptado (15).

7. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos una abertura de entrada (12) está dispuesta en una superficie lateral del cuerpo de la primera parte (10a) que está en comunicación fluida con una abertura de salida (13) en la primera superficie de la primera parte (10a).

8. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos una abertura de entrada (16) está dispuesta en la segunda superficie de la segunda parte (10b) que está en comunicación fluida con una abertura de salida en una cara lateral del cuerpo de la segunda parte (10b), donde la abertura de salida (13) en la primera parte (10a) está en comunicación fluida con la abertura de entrada (16) en la segunda superficie de la segunda parte (10b) cuando la primera parte (10a) está unida con la segunda parte (10b).

9. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos un punto de conexión eléctrica (14) en la primera parte (10a) está conectado eléctricamente a al menos un punto de conexión eléctrica correspondiente (17) en la segunda parte (10b) cuando la primera parte (10a) está unida con la segunda parte (10b) en una posición de bloqueo.

10. El portaherramientas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-9, donde un ordenador está configurado para controlar fluidos y/o energía eléctrica a una herramienta fijada del portaherramientas.

11. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde el portaherramientas (10) está adaptado para conectarse a un taladro de mano.

12. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, donde el portaherramientas está adaptado para ser conectable a una máquina que necesita reemplazar artículos, que puede hacerse mediante el portaherramientas.