ES2907850T3 - Construcción de conjunto de brazo robótico - Google Patents

Abstract

Un método (200) para construir un brazo robótico (104), de tal manera que el brazo robótico se controla aumentando y/o disminuyendo la tensión en una pluralidad de cables de control (120), comprendiendo dicho método (200): colocar (202) la pluralidad de cables (120) en una zona de formación (124) para el brazo robótico (104); y formar (206) un cuerpo (126) del brazo robótico (104) en la zona de formación (124), alrededor del cable (120), utilizando un procedimiento de fabricación aditiva, de manera que el cuerpo (126) del brazo robótico (104) encierra al menos una parte de cada uno de la pluralidad de cables de control (120), de tal modo que formar (206) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable (120) comprende formar (214) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable de control (120) de manera que el cable de control (120) se coloca de forma movible dentro de al menos una parte del cuerpo (126) del brazo robótico (104) que encierra el cable de control (120).

Description

DESCRIPCIÓN

Construcción de conjunto de brazo robótico

CAMPO

La presente materia objeto se refiere en general a un sistema y a un método para construir un conjunto de brazo robótico y, más específicamente, un brazo robótico de un conjunto de brazo robótico.

ANTECEDENTES

Los conjuntos de brazos robóticos son útiles en diversas industrias para realizar operaciones en, por ejemplo, ubicaciones distantes, ubicaciones peligrosas, etc. Al menos ciertos conjuntos de brazos robóticos incluyen un brazo robótico formado por una pluralidad de eslabones unidos entre sí por juntas respectivas. Además, una pluralidad de cables de control puede extenderse a través del brazo robótico, de manera que cada cable termina en un eslabón individual para mover dicho eslabón con respecto a un eslabón adyacente de cola. Los cables de control pueden acoplarse a uno o más motores dentro de una base del conjunto de brazo robótico, de manera que el conjunto de brazo robótico pueda controlar un movimiento del brazo robótico aumentando y/o reduciendo la tensión en la pluralidad de cables de control.

A fin de formar un tal brazo robótico del conjunto de brazo robótico, cada uno de los eslabones individuales se forma normalmente por separado, y se extruden o perforan agujeros individuales para cada uno de la pluralidad de cables de control. A continuación, los cables de control se hacen pasar a través de los orificios extrudidos o perforados por separado en los eslabones. Sin embargo, semejante método de construcción puede dificultar la construcción de brazos robóticos relativamente largos y/o relativamente delgados. Específicamente, con tal método de construcción, puede ser difícil formar cada uno de los eslabones individuales con la densidad deseada de orificios para cables de control en ellos, y, además, puede ser difícil hacer pasar los cables de control (que generalmente pueden ser extremadamente delgados y endebles) a través de cada uno de los orificios individuales practicados en la pluralidad de eslabones del brazo robótico.

El documento de SAARI, Matt et al ("Fiber Encapsulation Additive Manufacturing: An Enabling Technology for 3D Printing of Electromechanical Devices and Robotic Components" -Fabricación aditiva de encapsulación de fibra: una tecnología habilitadora para la impresión 3D de dispositivos electromecánicos y componentes robóticos-, 3D Printing and Additive Manufacturing -Impresión 3D y fabricación aditiva-, vol. 2, n° 1, 1 de marzo de 2015, páginas 32-39) se refiere a un método para la fabricación aditiva de encapsulación de fibra, en particular para integrar distintos tipos de materiales como conductores eléctricos y elementos de refuerzo junto con dieléctricos. El documento de KRIEGER, Yannick et al. ("Multi-arm snake-like robot’ -Robot con forma de serpiente de brazos múltiples", 2017, Conferencia internacional del IEEE sobre robótica y automatización (ICRA -International Conference on Robotics and Automation-), IEEE, 29 de mayo de 2017, páginas 2490-2495) se refiere a un sistema manipulador impreso en 3D. El documento de GENDRAU, Dominique et al. ("3D-Printing: A promising technology to design three-dimensional microsystems” -Impresión 3D: una tecnología prometedora para diseñar microsistemas tridimensionales-, 2016 International Conference on Manipulation Automation and Robotics at Small Scaes (MARSS), IEEE, 18 de julio de 2016, páginas 1-5) se refiere a un método de diseño de microsistemas tridimensionales mediante impresión 3D.

En consecuencia, sería útil un método para construir un conjunto de brazo robótico que permitiera aumentar la facilidad de construcción de brazos robóticos relativamente largos y/o relativamente delgados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se define por el método de la reivindicación 1.

Aspectos opcionales se definen por las reivindicaciones dependientes.

Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y las reivindicaciones que se acompañan. Los dibujos adjuntos, que se incorporan a esta memoria como parte de la misma, ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se describe en la memoria descriptiva una exposición completa y facilitadora de la presente invención, incluyendo el mejor modo de realización de la misma, dirigida a una persona con conocimientos ordinarios de la técnica, la cual hace referencia a las figuras que se acompañan, en las que:

La Figura 1 es una vista en corte transversal y esquemática de un conjunto de brazo robótico de acuerdo con una realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente invención.

La Figura 2 es una vista esquemática y ampliada de un brazo robótico del conjunto de brazo robótico proporcionado a modo de ejemplo de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista esquemática de un sistema para construir un brazo robótico de acuerdo con una realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente invención, en una primera fase de construcción. La Figura 4 es una vista esquemática del sistema proporcionado a modo de ejemplo de la Figura 3, en una segunda fase de construcción.

La Figura 5 es una vista en corte transversal y esquemática de un eslabón de un brazo robótico formado utilizando el sistema proporcionado a modo de ejemplo de las Figuras 3 y 4.

La Figura 6 es una vista esquemática y aumentada de dos eslabones de un brazo robótico de un conjunto de brazo robótico de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención.

La Figura 7 es una vista en corte transversal y esquemática de un cable previamente enfundado de acuerdo con una realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente divulgación.

La Figura 8 es una vista esquemática y ampliada de una pluralidad de eslabones de un brazo robótico de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención, que incluye uno o más miembros tensores.

La Figura 9 es una vista esquemática de un sistema para construir un brazo robótico de acuerdo con otra realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente invención, en una primera fase de construcción. La Figura 10 es una vista esquemática del sistema proporcionado a modo de ejemplo en la Figura 9, en una segunda fase de construcción.

La Figura 11 es una vista esquemática del sistema proporcionado a modo de ejemplo en la Figura 9, en una tercera fase de construcción.

La Figura 12 es una vista esquemática de un sistema para construir un brazo robótico de acuerdo con aún otra realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente invención, en una primera fase de construcción. La Figura 13 es una vista esquemática del sistema proporcionado a modo de ejemplo en la Figura 12, en una segunda fase de construcción.

La Figura 14 es una vista esquemática del sistema proporcionado a modo de ejemplo en la Figura 12, en una tercera fase de construcción.

La Figura 15 es un diagrama de flujo de un método para construir un brazo robótico de un conjunto de brazo robótico de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención.

La Figura 16 es un diagrama de flujo de un método para construir un brazo robótico de un conjunto de brazo robótico de acuerdo con otro aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención.

La Figura 17 es un diagrama de flujo de un método para construir un brazo robótico de un conjunto de brazo robótico de acuerdo con aún otro aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

A continuación, se hará referencia en detalle a las presentes realizaciones de la invención, uno o más ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos adjuntos. La descripción detallada utiliza designaciones numéricas y de letras para referirse a las características de los dibujos. Se han utilizado designaciones análogas o similares en los dibujos y en la descripción para referirse a partes similares o similares de la invención.

Tal como se usan aquí, los términos "primero", "segundo" y "tercero" pueden utilizarse indistintamente para distinguir un componente de otro y no pretenden significar la ubicación o la importancia de los componentes individuales.

Los términos "delantero" y "trasero" se refieren a posiciones relativas dentro de un componente o sistema, y hacen referencia a la actitud operativa normal del componente o sistema. Por ejemplo, con respecto a un brazo robótico, “delantero” se refiere a una posición más cercana a un extremo distal, o más alejado, del brazo robótico y “trasero” se refiere a una posición más cercana a un extremo de comienzo del brazo robótico.

Los términos "acoplado", "fijado", "asegurado a" y otros similares se refieren tanto al acoplamiento, la fijación o el aseguramiento directo como al acoplamiento, la fijación o el aseguramiento indirecto a través de uno o más componentes o características intermedias, a menos que se indique lo contrario en la presente memoria.

Las formas singulares "un", "una", "el” y “la" incluyen referencias en plural a menos que el contexto dicte claramente lo contrario.

El lenguaje aproximativo, tal como se usa en el presente documento a lo largo de la memoria y las reivindicaciones, se aplica para modificar cualquier representación cuantitativa que pueda variar permisiblemente sin que ello resulte en un cambio en la función básica con la que está relacionada. En consecuencia, un valor modificado por un término o expresión tal como "en torno a", "aproximadamente" y "sustancialmente", no debe estar limitado por el valor preciso especificado. Al menos en algunos casos, el lenguaje aproximativo puede corresponder a la precisión de un instrumento para medir el valor, o a la precisión de los métodos o máquinas para construir o fabricar los componentes y/o sistemas. Por ejemplo, el lenguaje aproximativo puede referirse al hecho de encontrarse dentro de un margen del 10 por ciento.

Aquí, y a todo lo largo de la especificación y las reivindicaciones, las limitaciones de intervalo se combinan e intercambian, de modo que dichos rangos se identifican por, e incluyen, todos los subintervalos contenidos en ellos, a menos que el contexto o el lenguaje indiquen lo contrario. Por ejemplo, todos los intervalos descritos en esta memoria incluyen los puntos finales, y los puntos finales se pueden combinar de forma independiente unos con otros.

Con referencia, ahora, a los dibujos, en los que números idénticos indican los mismos elementos en todas las figuras, la Figura 1 es una vista esquemática de un conjunto de brazo robótico 100 de acuerdo con una realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente invención. El conjunto de brazo robótico 100 proporcionado a modo de ejemplo y representado de forma general incluye una base 102, un brazo robótico 104 y un miembro de utilidad 106. La base 102 generalmente incluye uno o más motores 108 y un controlador 110. El controlador 110 está acoplado operativamente a los uno o más motores 108 para controlar el funcionamiento del conjunto de brazo robótico 100. Además, el controlador 110 puede estar acoplado operativamente al miembro de utilidad 106 y/o a uno o más sensores (no mostrados) asegurados a, o incorporados en, el brazo robótico 104 y/o en el miembro de utilidad 106. Por otra parte, el brazo robótico 104 se extiende generalmente entre un extremo de comienzo 112 y un extremo distal 114. El brazo robótico 104 está acoplado a la base 102 por el extremo de comienzo 112 e incluye el miembro de utilidad 106 en el extremo distal 114.

Además, el brazo robótico 104 del conjunto de brazo robótico 100 proporcionado a modo de ejemplo y representado está generalmente formado por una pluralidad de eslabones 116 y una pluralidad de juntas 118, de tal modo que la pluralidad de eslabones 116 están dispuestos secuencialmente y acoplados de manera movible entre sí con la pluralidad de juntas 118.

Haciendo referencia, a continuación, también a la Figura 2, se proporciona en ella una vista esquemática y ampliada de un par de eslabones adyacentes 116 (es decir, un eslabón delantero 116A y un eslabón trasero 116B) y de una junta 118 del brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo en la Figura 1. Para la realización representada, la junta 118 está configurada como una junta de flexión. Más concretamente, la junta 118 es un tramo de área en sección transversal sustancialmente reducida en comparación con los eslabones 116, de modo que los dos eslabones adyacentes 116 pueden doblarse el uno con respecto al otro por la junta 118. por otra parte, se apreciará que, para la realización representada, el brazo robótico 104 incluye una pluralidad de cables de control 120 que se extienden a través del mismo. Con fines ilustrativos, en la Figura 2 se representan dos cables de control 120 (es decir, un primer cable de control 120A y un segundo cable de control 120B), de manera que cada uno de los cables de control primero y segundo, 120A, 120B, termina en el eslabón delantero 116A del par de eslabones 116 representados. En consecuencia, se apreciará que los primer y segundo cables de control, 120A, 120B, están situados de forma movible dentro de (por ejemplo, de manera deslizante con respecto a) el eslabón trasero 116B, y están asegurados de forma fija al eslabón delantero 116A. Más particularmente, el primer cable de control 120A incluye una primera ancla 122A, fijada a uno de los lados del eslabón delantero 116A, y el segundo cable de control 120B incluye una segunda ancla 122B, fijada al otro lado del eslabón delantero 116a . Se apreciará, sin embargo, que, en otras realizaciones ejemplares, los primer y segundo cables de control, 120A, 120B, pueden asegurarse de forma fija al eslabón delantero 116A de cualquier otra manera adecuada.

Para doblar el eslabón delantero 116A con respecto al eslabón trasero 116B, puede tirarse de uno del primer cable de control 120A o el segundo cable de control 120B, por ejemplo, por medio de uno o más motores 108 de la base 102 del conjunto de brazo robótico 100. Por ejemplo, para doblar el eslabón delantero 116A en el sentido de las agujas del reloj, o sentido horario, en la perspectiva representada en la Figura 2, puede tirarse del segundo cable de control 120B por uno o más motores 108 de la base 102, al tiempo que puede relajarse la tensión en el primer cable de control 120A. Y a la inversa, para doblar el eslabón delantero 116A en sentido contrario al de las agujas del reloj, o antihorario, en la perspectiva representada en la Figura 2, puede tirarse del primer cable de control 120A por uno o más motores 108 de la base 102, al tiempo que puede relajarse la tensión en el segundo cable de control 120B.

Se apreciará que, aunque en la Figura 2 solo se representan dos cables de control 120A, 120B, en otras realizaciones, cada eslabón 116 puede tener cualquier otro número adecuado de cables de control 120 que terminen en dicho eslabón 116 para controlar dicho eslabón 116, o, alternativamente, ciertos eslabones 116 del brazo robótico 104 pueden no tener cables de control 120 que terminen en dicho eslabón 116 (por ejemplo, un doblez aplicado por un solo juego de cuerdas puede distribuirse entre varios eslabones 116 y juntas asociadas 118). Por ejemplo, en ciertas realizaciones, cada eslabón 116 puede incluir tres cables de control 120 que terminan en dicho eslabón 116 para proporcionar grados de libertad adicionales a dicho eslabón 116. Además, aunque solo se representan dos cables en la Figura 2, un número relativamente grande de cables de control 120 adicionales (no mostrados; véase la Figura 5, más adelante) pueden extenderse a través de dichos eslabones 116 para controlar cada uno de los eslabones 116 situados por delante de los eslabones 116 representados. Solo a modo de ejemplo, si el brazo robótico 104 hubiera de incluir veinte (20) eslabones 116, incluyendo cada eslabón 116 tres (3) cables de control 120 que terminan en dicho eslabón 116, un eslabón 116 próximo al extremo de comienzo 112 del brazo robótico 104 podría incluir aproximadamente sesenta (60) cables de control 120 que se extendieran a través del mismo. Además, podrían extenderse cables adicionales a través del mismo para, por ejemplo, conexiones eléctricas para el miembro de utilidad 106 y/o para la provisión de fluidos de trabajo para el miembro de utilidad 106.

Con el fin de construir de manera eficiente un brazo robótico 104 para tal conjunto de brazo robótico 100 proporcionado a modo de ejemplo, la presente divulgación contempla generalmente la colocación de uno o más cables de control 120 en una zona de formación 124 (véase más adelante) para el brazo robótico 104, y la formación de un cuerpo 126 (que generalmente incluye los eslabones 116 y las juntas 118; véase más adelante) del brazo robótico 104 en la zona de formación 124, alrededor de los uno o más cables de control 120, de modo que el cuerpo 126 del brazo robótico 104 encierra al menos una parte de los uno o más cables de control 120.

Más específicamente, se hará referencia, a continuación, a las Figuras 3 y 4. La Figura 3 proporciona una vista esquemática de un sistema 128 para construir un brazo robótico 104 de un conjunto de brazo robótico 100 de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención, en una primera etapa de formación, y la Figura 4 proporciona una vista esquemática del sistema 128 proporcionado a modo de ejemplo para construir el brazo robótico 104 del conjunto de brazo robótico 100, en una segunda etapa de formación. El brazo robótico 104 que se construye en las Figuras 3 y 4 puede estar configurado sustancialmente de la misma manera que el brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo y descrito anteriormente con referencia a las Figuras 1 y 2

Con referencia particular a la Figura 3, tal como se representa, el sistema 128 incluye generalmente una estructura para colocar el cable de control 120 y, más particularmente, la pluralidad de cables de control 120, en una zona de formación 124 para el brazo robótico 104. Más específicamente, para la realización que se muestra, la estructura incluye un primer conjunto de plantilla 130 y un segundo conjunto de plantilla 132. Cada uno de la pluralidad de cables de control 120 representados se extiende entre el primer conjunto de plantilla 130 y el segundo conjunto de plantilla 132, entre un primer extremo 134 y un segundo extremo 136. El primer conjunto de plantilla 130 está configurado para sujetar los primeros extremos 134 de la pluralidad de cables de control 120 en posición, y el segundo conjunto de plantilla 132 está configurado para sujetar los segundos extremos 136 de la pluralidad de cables de control 120 en posición. En particular, el primer conjunto de plantilla 130 incluye una plataforma 138 a través de la cual se extiende la pluralidad de cables de control 120 y sobre la cual se formará el cuerpo 126 del brazo robótico 104 (para la realización representada). De esta manera, los cables de control 120 pueden quedar suspendidos dentro de la zona de formación 124, en una posición / configuración deseada. En particular, los primeros extremos 134 de la pluralidad de cables de control 120 pueden estar configurados para asegurarse a, por ejemplo, uno o más motores 108 de una base 102 de un conjunto de brazo robótico 100 (véase la Figura 1) después de la formación del brazo robótico 104.

Se apreciará, sin embargo, que, en otras realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, se puede usar cualquier otro conjunto para sujetar el (los) cable(s) de control 120 en posición dentro de la zona de formación 124. Por ejemplo, se puede usar cualquier otro conjunto de plantilla adecuado, y/o los cables de control 120 pueden estar suspendidos dentro de un baño de fluido (dependiendo del método de construcción utilizado para el cuerpo 126 del brazo robótico 104).

Con referencia, a continuación, en particular a la Figura 4, se apreciará que el sistema 128 proporcionado a modo de ejemplo está configurado para formar un cuerpo 126 del brazo robótico 104 en la zona de formación 124, alrededor del cable de control 120 y, más concretamente, alrededor de la pluralidad de cables de control 120, de tal modo que el cuerpo 126 del brazo robótico 104 encierra al menos una parte de cada uno de la pluralidad de cables de control 120. Es de destacar que para la realización que se muestra, el cuerpo 126 del brazo robótico 104 incluye una pluralidad de eslabones 116, así como una pluralidad de juntas 118. Cada junta 118 está configurada para acoplar de manera movible un par de eslabones 116 adyacentes de la pluralidad de eslabones 116. Como se ha señalado anteriormente, para la realización de la Figura 4, cada una de las juntas 118 está configurada como junta de flexión. Sin embargo, en otras realizaciones, puede formarse y utilizarse cualquier otra junta adecuada 118, tal como juntas de rodillos, juntas de rótula, etc.

Más específicamente, para el ejemplo de realización representado, el sistema 128 proporcionado a modo de ejemplo está configurado para formar el cuerpo 126 del brazo robótico 104 en la zona de formación 124 situada en torno al cable de control 120, utilizando un procedimiento de fabricación aditivo, tal como un procedimiento de impresión 3D. Esto se representa esquemáticamente en la Figura 4 con el implemento de fabricación aditiva 140. El uso de dicho procedimiento puede permitir que el cuerpo 126 del brazo robótico 104 del conjunto de brazo robótico 100 sea formado integralmente, como un solo componente monolítico, o bien como cualquier número adecuado de subcomponentes, y construido por acumulación en torno a la pluralidad de cables de control 120, de tal modo que la pluralidad de cables de control 120 se extiendan al menos parcialmente a través del cuerpo 126 después de formar el cuerpo 126. Por ejemplo, tal procedimiento puede permitir la formación del cuerpo 126 del brazo robótico 104 de la manera ilustrada (es decir, incluyendo juntas de flexión entre eslabones 116 adyacentes), o de cualquier otra manera adecuada (p. ej., incluyendo juntas de rodillos o de rótula entre eslabones 116 adyacentes).

Tal y como se utilizan en este documento, las expresiones "fabricación aditiva" o "técnicas o procedimientos de fabricación aditiva" se refieren generalmente a procedimientos de fabricación en los que se proporcionan capas sucesivas de material(es) una sobre otra para "construir por acumulación", capa por capa, un componente tridimensional. Las capas sucesivas generalmente se fusionan para formar un componente monolítico que puede tener una variedad de subcomponentes integrales. Aunque se describe aquí la tecnología de fabricación aditiva como la que permite la fabricación de objetos complejos mediante la construcción acumulativa de objetos punto por punto, capa por capa, en una dirección vertical (o más bien en una dirección longitudinal del brazo robótico), son posibles otros métodos de fabricación que se encuentran dentro del alcance de la presente materia objeto. Por ejemplo, aunque la presente exposición se refiere a la adición de material para formar capas sucesivas, un experto en la materia apreciará que los métodos y estructuras descritos aquí pueden llevarse a la práctica con cualquier técnica de fabricación o tecnología de fabricación aditiva. Por ejemplo, ciertas realizaciones de la presente invención pueden usar procedimientos de adición de capas, procedimientos de sustracción de capas o procesos híbridos.

Técnicas de fabricación aditiva adecuadas de acuerdo con la presente invención incluyen, por ejemplo, modelado por deposición en estado fundido (FDM - “Fused Deposition Modeling”-), sinterización selectiva por láser (SLS - “Selective Laser Sintering”-), impresión 3D tal como por chorros de tinta, chorros de láser y chorros de aglutinante, esterolitografía (SLA - “Sterolithography”-), sinterización por láser selectivo directo (DSLS - “Direct Selective Laser Sintering”-), sinterización por haz de electrones (EBS - “Electron Beam Sintering”-), fusión por haz de electrones (EBM - “Electron Beam Melting”-), conformación neta por ingeniería de láser (LENS - “Laser Engineered Net Shaping”-), fabricación de formas netas por láser (LNSM - “Laser Net Shape Manufacturing”-), deposición directa de metal (DMD - “Direct Metal Deposition”-), tratamiento con luz digital (DLP - “Digital Light Processing”-), fusión por láser selectivo directo (DSLM - “Direct Selective Laser Melting”-), fusión por láser selectivo (SLM - “Selective Laser Melting”-), fusión por láser de metal directo (DMLM - “Direct Metal Laser Melting”- ) y otros procedimientos conocidos.

Los procedimientos de fabricación aditiva descritos en esta memoria pueden ser utilizados para formar componentes usando cualquier material adecuado. Por ejemplo, el material puede ser plástico, metal, cerámica, polímero, resina epoxídica, resina de fotopolímero o cualquier otro material adecuado, que puede ser sólido, líquido, en polvo, material en lámina, alambre o cualquier otra forma adecuada, o combinaciones de los mismos. Más concretamente, de acuerdo con realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo de la presente materia objeto, los componentes fabricados de forma aditiva que se describen en la presente memoria pueden estar hechos, en parte, en su totalidad o en alguna combinación, de materiales que incluyen, metales puros, aleaciones de níquel, aleaciones de cromo, titanio, aleaciones de titanio, magnesio, aleaciones de magnesio, aluminio, aleaciones de aluminio y superaleaciones a base de níquel o cobalto, si bien no están limitados por estos. Estos materiales son ejemplos de materiales adecuados para su uso en los procedimientos de fabricación aditiva descritos en la presente memoria, y pueden denominarse generalmente "materiales aditivos".

Además, un experto de la técnica apreciará que se pueden usar una variedad de materiales y métodos para unir esos materiales, los cuales se contemplan como comprendidos dentro del alcance de la presente invención. Tal como se utilizan aquí, las referencias a "fusión" pueden referirse a cualquier procedimiento adecuado para crear una capa unida de cualquiera de los materiales anteriores. Por ejemplo, si un objeto está hecho de polímero, la fusión puede referirse a la creación de una unión termoestable entre materiales poliméricos. Si el objeto es de resina epoxídica, la unión puede formarse mediante un procedimiento de formación de enlaces transversales. Si el material es cerámico, la unión puede formarse mediante un procedimiento de sinterización. Si el material es metal en polvo, la unión se puede formar mediante un procedimiento de fusión o sinterización. Una persona experta en la técnica apreciará que son posibles otros métodos de fusión de materiales para fabricar un componente mediante fabricación aditiva, y que la materia objeto presentemente descrita puede llevarse a la práctica con esos métodos.

Además, el procedimiento de fabricación aditiva que se divulga en esta memoria permite formar un único componente a partir de múltiples materiales. Por lo tanto, los componentes descritos en esta memoria pueden formarse a partir de cualquier mezcla adecuada de los materiales anteriores. Por ejemplo, un componente puede incluir múltiples capas, segmentos o partes que se formen usando diferentes materiales, procedimientos y/o en diferentes máquinas de fabricación aditiva. De esta manera, se pueden construir componentes que tengan diferentes materiales y propiedades materiales para satisfacer las demandas de cualquier aplicación particular. Además, aunque los componentes descritos en la presente memoria se construyen completamente mediante procedimientos de fabricación aditiva, debe apreciarse que, en realizaciones alternativas, todos o una parte de estos componentes pueden formarse mediante fundición, mecanizado y/o cualquier otro procedimiento de fabricación adecuado. De hecho, se puede usar cualquier combinación adecuada de materiales y métodos de fabricación para formar estos componentes.

A continuación, se describirá un procedimiento de fabricación aditiva proporcionado a modo de ejemplo. Los procedimientos de fabricación aditiva fabrican componentes utilizando información tridimensional (3D), por ejemplo, un modelo informático tridimensional del componente. En consecuencia, se puede definir un modelo de diseño tridimensional del componente antes de la fabricación. A este respecto, se puede escanear un modelo o prototipo del componente para determinar la información tridimensional del componente. Como otro ejemplo, se puede construir un modelo del componente utilizando un programa de diseño asistido por ordenador (CAD - “computer aided design”-) adecuado para definir el modelo de diseño tridimensional del componente.

El modelo de diseño puede incluir coordenadas numéricas en 3D de la configuración completa del componente, incluidas las superficies externa e interna del componente. Por ejemplo, el modelo de diseño puede definir el cuerpo, la superficie y/o los pasos internos tales como aberturas, estructuras de soporte, etc. En una realización proporcionada a modo de ejemplo, el modelo de diseño tridimensional es convertido en una pluralidad de rebanadas o segmentos, por ejemplo, a lo largo de un eje central (por ejemplo, vertical) del componente o cualquier otro eje adecuado. Cada rebanada puede definir una sección transversal delgada del componente para una altura predeterminada de la rebanada. La pluralidad de rebanadas de corte transversal sucesivas forman, juntas, el componente 3D. El componente es entonces construido “por acumulación", rebanada a rebanada, o capa a capa, hasta que esté terminado.

De esta manera, los componentes descritos en esta memoria pueden fabricarse utilizando el procedimiento aditivo, o, más específicamente, cada capa se forma sucesivamente, por ejemplo, fusionando o polimerizando un plástico usando energía de láser o calor, o sinterizando o fundiendo polvo metálico. Por ejemplo, un tipo particular de procedimiento de fabricación aditiva puede utilizar un haz de energía, por ejemplo, un haz de electrones o radiación electromagnética tal como un haz de láser, para sinterizar o fundir un material en polvo. Se puede usar cualquier láser y parámetros de láser adecuados, incluidas consideraciones con respecto a la potencia, el tamaño del punto del haz de láser y la velocidad de exploración. El material de construcción puede estar formado por cualquier polvo o material adecuado seleccionado para mejorar la resistencia, la durabilidad y la vida útil, particularmente a altas temperaturas.

Cada capa sucesiva puede tener, por ejemplo, entre aproximadamente 5 pm y 200 pm, si bien el grosor puede seleccionarse basándose en cualquier número de parámetros y puede tener cualquier tamaño adecuado según realizaciones alternativas. Por lo tanto, utilizando los métodos de formación aditiva descritos anteriormente, los componentes descritos en este documento pueden tener secciones transversales tan delgadas como un único espesor de una capa de polvo asociada, por ejemplo, 5 pm, utilizada durante el procedimiento de formación aditiva.

Utilizando métodos de fabricación aditiva, incluso componentes de múltiples partes se pueden formar como una sola pieza continua de metal o plástico u otro polímero, y, por lo tanto, pueden incluir un menor número de subcomponentes y/o juntas en comparación con los diseños anteriores. La formación integral de estos componentes de múltiples partes a través de la fabricación aditiva puede mejorar ventajosamente el procedimiento global de ensamblaje. Por ejemplo, la formación integral reduce el número de piezas independientes que deben montarse, reduciendo así el tiempo asociado y los costes globales de montaje. Además, pueden reducirse ventajosamente los problemas existentes con, por ejemplo, fugas, calidad de unión entre partes independientes y rendimiento general.

Aún en referencia, en particular, a las Figuras 3 y 4, se apreciará que, de esta manera, el cuerpo 126 del brazo robótico 104 se puede formar utilizando dicho procedimiento de fabricación aditiva de un modo tal, que el cuerpo 126 se forma alrededor de la pluralidad de cables de control 120. De esta manera, la pluralidad de cables de control 120 son previamente enroscados a través de una pluralidad de aberturas 142 existentes en el cuerpo 126, las cuales se extienden a través de cada uno de los eslabones 116 del cuerpo 126. Por ejemplo, con referencia breve a la Figura 5, que proporciona una vista en corte transversal de un eslabón 116 del brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo y representado en la Figura 4, a lo largo de la longitud del brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo, se apreciará que la formación del brazo robótico 104 de acuerdo con uno o más de estos aspectos proporcionados a modo de ejemplo puede permitir que la pluralidad de cables de control 120 sean previamente ^{enroscados a través de los eslabones individuales} 116 ^{y, más concretamente, a través de las respectivas aberturas} 142 existentes en los eslabones individuales 116. Además, el hecho de formar el cuerpo 126 del brazo robótico 104 de esta manera puede permitir que cada uno de la pluralidad de cables de control 120 estén separados de manera relativamente próxima entre sí, de modo que se pueda formar un brazo robótico 104 relativamente largo y relativamente delgado. Por ejemplo, para la realización representada, al menos algunos de la pluralidad de cables de control 120 están separados entre sí menos de unos cinco milímetros (medidos desde el centro de un cable de control 120 hasta el centro de un cable de control adyacente 120), tal como menos de aproximadamente quinientos (500) micrómetros (pm) entre sí, tal como menos de aproximadamente doscientos cincuenta (250) pm entre sí, tal como menos de aproximadamente ciento cincuenta (150) pm entre sí. Además, esto puede permitir la formación del cuerpo 126 del brazo robótico 104 con un diámetro exterior 144 (es decir, un diámetro exterior máximo inferior a aproximadamente 7,62 cm (tres (3) pulgadas), tal como menos de aproximadamente 2,54 cm (una (1) pulgada), tal como como menos de aproximadamente 1,27 cm (0,5 pulgadas), tal como menos de aproximadamente 0,76 cm (0,3 pulgadas). A pesar de ser el brazo robótico 104 relativamente delgado, debido a la separación relativamente próxima de la pluralidad de cables de control 120 disponibles (es decir, una densidad relativamente alta de cables de control 120), es posible formar el brazo robótico 104 para definir una longitud deseada. Por ejemplo, en al menos ciertas realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, el brazo robótico 104 puede definir una longitud 146 (es decir, una longitud de la línea central; véase la Figura 1) de al menos 91,44 cm (tres (3) pies), tal como al menos en torno a 152,4 cm (cinco (5) pies), tal como al menos alrededor de 182,88 cm (seis (6) pies), tal como hasta alrededor de 30,48 m (cien (100) pies).

En particular, refiriéndose particularmente a las Figuras 3 y 4, se apreciará que cada uno de la pluralidad de cables de control 120 incluye un ancla 122 acoplada al mismo. Durante la formación del cuerpo 126 del brazo robótico 104 dentro de la zona de formación 124 situada alrededor del cable de control 120, el sistema 128 forma el cuerpo 126 alrededor de las anclas 122 que están acopladas a los cables de control 120, de manera que las anclas 122 quedan fijamente situadas dentro de los respectivos eslabones 116 del cuerpo 126 (y, por lo tanto, el respectivo cable de control 120 acoplado al ancla 122 queda también fijado al eslabón 116). De esta manera, se apreciará que el eslabón 116 que encierra un ancla 122 puede ser controlado por dicha ancla 122, o, más bien, por el cable de control 120 acoplado a dicha ancla 122. Por ejemplo, después de la formación del brazo robótico 104, se puede tirar de los cables de control 120, por ejemplo, por uno o más motores 108 de una base 102 de un conjunto de brazo robótico 100 que incluye el brazo robótico 104 (ver Figura 1), y los anclajes 122 pueden garantizar que los cables de control 120 sean capaces de tirar de una parte deseada de un eslabón deseado 116 del cuerpo 126 del brazo robótico 104 sin que este sea sacado de su posición. De esta manera, los cables de control 120 pueden ser capaces de mover dicho eslabón 116 del cuerpo 126 del brazo robótico 104 de la forma deseada. En ciertas realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, el ancla 122 puede ser estampada sobre el cable de control 120, engarzada en el cable de control 120, atada al cable de control 120 o unida de cualquier otra manera adecuada. Además, aunque se han representado como una forma generalmente rectangular en las Figuras 3 y 4, en otras realizaciones, las anclas 122 pueden tener cualquier otra geometría adecuada para funcionar de la manera aquí descrita.

Además, haciendo referencia brevemente, a continuación, a la Figura 6, se apreciará que la pluralidad de cables de control 120 representados y la respectiva pluralidad de anclas 122 representadas se mantienen en posición durante el procedimiento de formación del cuerpo 126 del brazo robótico 104, con respecto al segundo conjunto de plantilla 132, usando una pluralidad de líneas de colocación 148. Más concretamente, la Figura 6 representa una vista ampliada de dos eslabones 116 de un conjunto de brazo robótico 100 que tiene un primer cable de control 120A y un segundo cable de control 120B que se extienden a su través. Concretamente, el primer cable de control 120A incluye una primera ancla 122A acoplada al mismo, y el segundo cable de control 120B incluye una segunda ancla 122B acoplada al mismo. La primera ancla 122A se acopla, además, a una línea de colocación 148. Se apreciará que el acoplamiento de la línea de colocación 148 al ancla 122 se realiza de una manera menos robusta que el acoplamiento del cable de control 120 al ancla 122. En consecuencia, después de la formación de la pluralidad de eslabones 116 alrededor de los cables de control 120 y las anclas 122, de modo que las anclas 122 queden incorporadas dentro del eslabón 116 del cuerpo 126 del brazo robótico 104, pueden extraerse las líneas de colocación 148 tirando de ellas, sin que ello afecte a los cables de control 120. Más concretamente, puede tirarse de la línea de colocación 148 de manera que el acoplamiento entre las líneas de colocación 148 y las anclas 122 respectivas falla, mientras que el acoplamiento entre los cables de control 120 y las anclas 122 respectivas permanece intacto, lo que permite retirar las líneas de colocación 148. Para la realización proporcionada a modo de ejemplo de la Figura 6, la línea de colocación 148 se ha retirado de la segunda ancla 122B acoplada al segundo cable de control 120B.

Además, se apreciará que para los aspectos proporcionados a modo de ejemplo que aquí se han representado, la formación del cuerpo 126 del brazo robótico 104 en torno a la pluralidad de cables de control 120 utilizando el procedimiento de fabricación aditiva incluye formar el cuerpo 126 del brazo robótico 104 alrededor de la pluralidad de cables de control 120 de tal manera que los cables de control 120 se colocan de forma movible dentro de (por ejemplo, de forma deslizante con respecto a) al menos una parte del cuerpo 126 del brazo robótico 104 que encierra dicha pluralidad de cables de control 120. Más específicamente, los cables de control 120 se colocan de forma movible dentro de (por ejemplo, de forma deslizante en relación con) cada uno de los eslabones 116 a través de los cuales se extienden los cables de control 120 (es decir, los eslabones 116 formados alrededor de los respectivos cables de control 120), con la excepción del eslabón 116 del brazo robótico 104 que el cable de control 120 respectivo está configurado para controlar. En al menos ciertas realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, esto se puede lograr formando una pequeña abertura, como las aberturas 142 representadas en la Figura 5, alrededor de la posición de cada uno de la pluralidad de cables de control 120. Además, se pueden utilizar ciertos materiales que se han configurado para permitir que tales cables de control 120 se deslicen.

Sin embargo, con referencia, a continuación, a la Figura 7, en otras realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, se pueden utilizar uno o más cables de control previamente enfundados. Más concretamente, la Figura 7 proporciona una vista en corte transversal y ampliada de un cable de control previamente enfundado que tiene un manguito 150 que encierra el cable de control 120. El manguito 150 puede estar hecho, por ejemplo, de nailon, de politetrafluoroetileno ("PTFE"), o de cualquier otro material adecuado. Con tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, formar el cuerpo 126 del brazo robótico 104 alrededor del cable de control 120 puede incluir formar el cuerpo 126 del brazo robótico 104 alrededor del manguito 150 del cable de control previamente enfundado, de modo que el manguito 150 quede fijo en posición dentro de los eslabones 116 del cuerpo 126 del brazo robótico 104, de tal manera que no pueda deslizarse con respecto a los eslabones 116.

Además, se apreciará aún que el hecho de utilizar un método de fabricación de acuerdo con uno o más de estos aspectos proporcionados a modo de ejemplo puede permitir que se incorporen rasgos adicionales dentro del cuerpo 126 del brazo robótico 104 para, por ejemplo, fortalecer el cuerpo 126 del brazo robótico 104. Por ejemplo, con referencia, a continuación, a la Figura 8, se representa en ella una vista en corte transversal, esquemática y ampliada del brazo robótico 104 de acuerdo con otra realización proporcionada a modo de ejemplo de la presente invención. El brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo y representado puede haberse configurado de manera similar a una o más de las realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo y descritas anteriormente. En consecuencia, el brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo puede incluir generalmente una pluralidad de eslabones 116 y una pluralidad de juntas 118, de manera que cada junta 118 se acopla de forma movible a un par adyacente de eslabones 116 de la pluralidad de eslabones 116. Además, el brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo y representado en la Figura 8 se puede formar de acuerdo con uno o más de los aspectos proporcionados a modo de ejemplo y descritos en este documento. En consecuencia, el brazo robótico 104 proporcionado a modo de ejemplo y representado en la Figura 8 incluye una pluralidad de cables de control 120, de manera que los eslabones 116 del brazo robótico 104 están formados alrededor de la pluralidad de cables de control 120.

Sin embargo, además de la pluralidad de cables de control 120, para la realización proporcionada a modo de ejemplo y representada en la Figura 8, el brazo robótico 104 incluye, además, uno o más miembros tensores 152. Para la realización mostrada, los uno o más miembros tensores 152 incluyen una pluralidad de líneas de soporte. La pluralidad de líneas de soporte se extiende de manera similar entre el primer conjunto de plantilla 130 y el segundo conjunto de plantilla 132 (no mostrados en la Figura 8; similarmente a los cables de control 120 representados) dentro de la zona de formación 124 del brazo robótico 104, durante la formación del brazo robótico 104. De esta manera, el cuerpo 126 del brazo robótico 104 puede formarse alrededor de una o más líneas de soporte, de tal modo que las líneas de soporte queden incorporadas dentro del cuerpo 126 del brazo robótico 104. Las líneas de soporte pueden actuar fortaleciendo el cuerpo 126 del brazo robótico 104, al proporcionar soporte tensor adicional a los eslabones 116 y/o a las juntas 118.

Sin embargo, se apreciará que, en otras realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, si se incluyen uno o más elementos tensores 152, los elementos tensores 152 pueden tener cualquier otra forma y/o configuración adecuada. Por ejemplo, en otras realizaciones, uno o más elementos tensores 152 pueden no haberse configurado como líneas de soporte que se extienden a través de una pluralidad de eslabones 116 y juntas 118, y, en lugar de ello, pueden estar configurados como una pluralidad de elementos tensores 152 individuales e independientes, colocados dentro de los eslabones 116 y juntas 118 individuales.

Además, se apreciará que, aunque la pluralidad de cables de control 120 se fijan generalmente a un eslabón 116 respectivo, que está configurado para el control al formarse el eslabón 116 alrededor de un ancla 122 acoplada a dicho cable de control 120, en otros aspectos proporcionados a modo de ejemplo de la presente invención, la pluralidad de cables de control 120 puede fijarse a un eslabón respectivo 116 que está configurado para el control de cualquier otra manera adecuada. Por ejemplo, en ciertos aspectos proporcionados a modo de ejemplo, el eslabón 116 se puede formar en una textura de una superficie del propio cable de control 120 a fin de fijarlo en su posición. Además, o como alternativa, el cable 120 puede fijarse mediante una unión química, tal como una unión con resina epoxídica u otro adhesivo. En tal caso, la unión se puede aplicar durante la formación del enlace 116, o bien un tramo del cable 120 destinado a fijarse al enlace 116 se puede imprimar con un adhesivo o un promotor de adhesivo de manera que la parte deseada se fije al eslabón 116 y la parte restante no lo haga. Además, o alternativamente, cuando se usa un cable de control 120 previamente enfundado, se puede quitar una parte de la funda 150 del cable 120 para dejar el cable 120 al descubierto y se puede formar el eslabón 116 con la parte expuesta del cable 120. Adicional, o alternativamente, aún, una parte del cable 120 puede fusionarse, fundirse, soldarse, soldarse con latón, etc. al eslabón 116 durante la formación del eslabón 116, por ejemplo, mediante un láser desde el procedimiento aditivo u otra herramienta.

Además, se apreciará que, en otros aspectos proporcionados a modo de ejemplo de la presente invención, se puede utilizar cualquier otro método adecuado para construir un brazo robótico 104 de un conjunto de brazo robótico 100 colocando uno o más cables de control 120 en una zona de formación 124 del brazo robótico 104 y formando un cuerpo 126 del brazo robótico 104 en la zona de formación 124, alrededor de los uno o más cables de control 120.

Por ejemplo, refiriéndose brevemente a las Figuras 9 a 11, se representa en ellas otro aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención. Para la realización proporcionada a modo de ejemplo en las Figuras 9 a 11, un cuerpo 126 de un brazo robótico 104 puede, de nuevo, formarse generalmente usando un procedimiento de fabricación aditiva. Concretamente, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, se puede formar una pluralidad de capas del brazo robótico 104, con el brazo robótico 104 en una orientación horizontal. Por ejemplo, se ha representado en las Figuras 9 y 11 un implemento 140 que representa esquemáticamente la adición de las capas mediante un procedimiento de fabricación aditiva adecuado.

Con referencia, en primer lugar, en particular a la Figura 9, se ha formado una primera parte inicial 154 del cuerpo 126 del brazo robótico 104 a través de un procedimiento de fabricación aditiva. A medida que se construye por acumulación el brazo robótico 104 (es decir, capa a capa a través de la fabricación aditiva) de tal manera que se obtiene una profundidad 156 a la que se ha de colocar un cable de control 120, puede pausarse el proceso de fabricación aditiva y se puede colocar un cable de control 120 en posición a través del brazo robótico 104 sin terminar (por ejemplo, de la primera parte 154 del cuerpo 126 del brazo robótico 104). Dicha etapa del procedimiento se ha representado en la Figura 10. Posteriormente, una vez que el(los) cable(s) de control 120 está(n) en posición, se forman capas adicionales del brazo robótico 104 a través del procedimiento de fabricación aditiva, de modo que se forma el cuerpo 126 del brazo robótico 104 alrededor del (de los) cable(s) de control 120 tendido(s) en posición a través de la primera parte 154 del cuerpo 126 del brazo robótico 104. De esta manera, el cuerpo 126 del brazo robótico 104 encierra al menos una parte de la pluralidad de cables de control 120. Específicamente, con respecto al ejemplo descrito con referencia a la Figura 10, se puede formar una segunda parte 158 del cuerpo 126 del brazo robótico 104 alrededor del cable de control 120 tendido en posición en la primera parte 150 del cuerpo del brazo robótico 104. Esta etapa del procedimiento se representa en la Figura 11.

En particular, aunque no se ha representado, con tal procedimiento proporcionado a modo de ejemplo, los eslabones 116 pueden formarse con muescas para los cables de control 120 y/o con una(s) anclas 122 del cable de control 120, de modo que el (los) cable(s) de control 120 y el (las) ancla(s) 122 se pueden tender en posición cuando se termina la capa apropiada. Con tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, el ancla 122 puede o no mantenerse en posición utilizando una o más líneas de colocación.

Se pueden tomar pausas similares en el procedimiento de fabricación aditiva en cada profundidad donde se deban colocar uno o más cables de control 120, de modo que al finalizar la formación del cuerpo 126 del brazo robótico 104, cada uno de los cables de control 120 es enroscado a través de / colocado en el cuerpo 126 del brazo robótico 104.

Sin embargo, se apreciará, además, que, en aún otras realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, aún se pueden utilizar otros procedimientos para formar un brazo robótico 104 de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención. Por ejemplo, haciendo referencia, a continuación, a las Figuras 12 a 14, se representa en ellas aún otro procedimiento proporcionado a modo de ejemplo para formar un brazo robótico 104 de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención.

El brazo robótico proporcionado a modo de ejemplo 104 formado en las Figuras 12 a 14 puede configurarse de manera similar a una o más de las realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo que se han descrito anteriormente. Por ejemplo, el brazo robótico 104 que se está formando puede tener una pluralidad de eslabones 116 y una pluralidad de ^{juntas 118, de manera que cada junta 118 se acopla de forma movible a un par de eslabones} 116 ^{adyacentes de la} pluralidad de eslabones 116. Además, el brazo robótico 104 que se está formando puede incluir una pluralidad de cables de control 120 encerrados por al menos una parte del cuerpo 126 del brazo robótico 104 para controlar el movimiento de los eslabones 116 del brazo robótico 104.

Similarmente a los aspectos proporcionados a modo de ejemplo que se han descrito anteriormente, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo de las Figuras 12 a 14, uno o más cables de control 120 están colocados en una zona de formación 124 para el brazo robótico 104. Concretamente, como se representa en la Figura 12, cada uno de la pluralidad de cables de control 120 del brazo robótico 104 se suspende dentro de la zona de formación 124 utilizando un primer conjunto de plantilla 130 y un segundo conjunto de plantilla 132. Sin embargo, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa en las Figuras 12 a 14, el cuerpo 126 del brazo robótico 104 se forma moldeando un componente continuo 160 alrededor de cada uno de la pluralidad de cables de control 120, tal como se muestra en la Figura 13 y, posteriormente, eliminando las partes secuenciales 162 del componente continuo 160 para formar los eslabones individuales 116 acoplados por juntas individuales 118, tal como se representa en la Figura 14. El componente continuo 160 define una forma de sección transversal sustancialmente constante a lo largo de sustancialmente toda su longitud. La eliminación de las partes secuenciales 162 puede incluir la eliminación de estas partes 162 usando un procedimiento de ablación configurado para eliminar el material que forma el componente continuo 160, sin dañar la pluralidad de cables de control 120 que se extienden a través del mismo. Por ejemplo, el componente continuo 160 puede estar formado por un material plástico o polimérico, mientras que la pluralidad de cables de control 120 están hechos de un material metálico. Con tal realización proporcionada a modo de ejemplo, el procedimiento de ablación puede utilizar un conjunto de chorro de agua 164 (que utilice una corriente de agua a alta presión) configurado para eliminar el material plástico del componente continuo 160 sin dañar el material metálico de la pluralidad de cables de control 120 (que es un material más robusto que el material plástico o polimérico que forma el componente continuo 160).

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 15, se representa en ella un método 200 para construir un brazo robótico de acuerdo con un aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención. El brazo robótico proporcionado a modo de ejemplo y construido de acuerdo con el método 200 puede configurarse de manera similar a uno o más de los brazos robóticos proporcionados a modo de ejemplo que se han descrito anteriormente. Por ejemplo, el brazo robótico puede incluir generalmente un cuerpo que tiene una pluralidad de eslabones y una pluralidad de juntas, de manera que cada articulación acopla de forma movible un par de eslabones adyacentes de la pluralidad de eslabones.

El método 200 incluye generalmente, según se indica en (202), colocar un cable en una zona de formación para el brazo robótico. Más específicamente, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, colocar el cable en la zona de formación para el brazo robótico según se indica en (202) incluye, según se indica en (204), colocar una pluralidad de cables en la zona de formación en tensión, de tal manera que la pluralidad de cables situados en la zona de formación están suspendidos dentro de la zona de formación. Esto puede lograrse utilizando uno o más conjuntos de plantilla, de tal modo que la pluralidad de cables se extiende entre dichos conjuntos de plantilla.

El método 200 incluye, además, según se indica en (206), formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable, de modo que el cuerpo del brazo robótico encierre al menos una parte del cable. Más específicamente, cuando el hecho de colocar el cable según se indica en (202) incluye colocar una pluralidad de cables en la zona de formación en (204), el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico según se indica en (206) puede incluir formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor de cada uno de la pluralidad de cables, de manera que el cuerpo del brazo robótico encierre al menos una porción de cada uno de la pluralidad de cables.

Se apreciará que, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable según se indica en (206) incluye, según se indica en (208), formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable (o de una pluralidad de cables) usando un procedimiento de fabricación aditiva. Como se apreciará a partir de la descripción anterior, se puede utilizar cualquier procedimiento de fabricación aditiva adecuado. De esta manera, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable usando un procedimiento de fabricación aditiva según se indica en (208), puede incluir formar secuencialmente una pluralidad de capas del cuerpo del brazo robótico para construir por acumulación el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable o de una pluralidad de cables colocados dentro de la zona de formación, según se indica en (202).

Además, se apreciará que esto puede permitir la formación de un brazo robótico que tenga una disposición relativamente densa de cables de control que se extiendan a través del mismo. En consecuencia, se apreciará que, con tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable en (206) puede incluir, según se indica en (210), formar el cuerpo del brazo robótico de manera que tenga un diámetro exterior menor que aproximadamente 2,54 cm (una (1) pulgada) y tenga una longitud de al menos unos 152,40 cm (5 pies). Por supuesto, sin embargo, en otros aspectos proporcionados a modo de ejemplo, el cuerpo del brazo robótico puede tener cualquier otro diámetro exterior adecuado y/o cualquier otra longitud adecuada.

Con referencia aún al aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la Figura 15, se apreciará que el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable de manera que el cuerpo del brazo robótico encierre al menos una parte del cable según se indica en (206), también incluye, según se indica en (212), formar una pluralidad de eslabones del cuerpo del brazo robótico y una pluralidad de juntas que acoplan de forma movible la pluralidad de eslabones. De esta manera, uno o más de los eslabones de la pluralidad de eslabones encierran al menos una parte del cable.

Con la excepción del eslabón del cuerpo del brazo robótico que debe ser controlado por un cable en particular, puede ser necesario que ese cable en particular sea capaz de deslizarse con respecto a los eslabones a través de los cuales se extiende. En consecuencia, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable de modo que el brazo robótico encierre al menos una parte del cable según se indica en (206), incluye además, según se indica en (214), formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable de tal manera que los cables se sitúen de forma movible dentro de (por ejemplo, de forma deslizante con respecto a) al menos una parte del cuerpo del brazo robótico que encierra el alambre. En particular, en ciertos aspectos proporcionados a modo de ejemplo, esto puede lograrse formando el cuerpo del brazo robótico con una separación / espacio libre alrededor del cable (o, más concretamente, alrededor de cada uno de la pluralidad de cables). Sin embargo, para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, esto se logra utilizando un cable previamente enfundado que tiene un manguito que encierra el cable. Con tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable según se indica en (206) incluye, según se indica en (216), formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del manguito de una manera fija.

Por otra parte, se apreciará que, en ciertos aspectos proporcionados a modo de ejemplo, se puede acoplar un ancla al cable para garantizar que el cable tenga tracción con el eslabón para cuyo control está configurado. Por ejemplo, el ancla puede definir una geometría que evite que se deslice cuando se tira de ella (por ejemplo, un diámetro mayor que el diámetro del cable, un diámetro variable a lo largo de su longitud, etc.). Con un tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, como el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable según se indica en (206) incluye, además, según se indica en (218), formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del ancla. De esta manera, se apreciará que el hecho de colocar el cable en la zona de formación según se indica en (202) incluye, además, según se indica en (220), sujetar el cable al menos parcialmente en su lugar a través de una línea de colocación unida al ancla. Por consiguiente, el método 200 incluye, además, según se indica en (222), retirar la línea de colocación unida al ancla después de formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación situada alrededor del cable, según se indica en (206).

Como se ha señalado anteriormente, en al menos un aspecto proporcionado a modo de ejemplo, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable según se indica en (206) incluye, según se indica en (214), formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable de tal modo que el cable se coloque de manera móvil dentro de (por ejemplo, de forma deslizante con respecto a) al menos una parte del cuerpo del brazo robótico que encierra el cable. Solo a modo de ejemplo, con tal aspecto ejemplar, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable según se indica en (206) puede incluir, además, según se indica en (224), formar un eslabón delantero, un eslabón trasero y una articulación que acopla de forma movible el eslabón delantero y el eslabón trasero de tal manera que el cable de control se coloca de forma movible (por ejemplo, de forma deslizante) dentro del eslabón trasero y se fija al eslabón delantero. Más concretamente, todavía para el aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa, se acopla un ancla al cable de control, y el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable según se indica en (206) incluye, además, según se indica en (226), formar el eslabón delantero alrededor el ancla para encerrar el ancla.

Refiriéndose aún al aspecto proporcionado a modo de ejemplo que se representa en la Figura 15, para aumentar la resistencia del cuerpo del brazo robótico, el método ejemplar 200 representado incluye, además, según se indica en (228), colocar un miembro tensor en la zona de formación para el brazo robótico. Con tal realización proporcionada a modo de ejemplo, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del cable según se indica en (206) incluye, además, según se indica en (230), formar el cuerpo del brazo robótico alrededor del miembro tensor. En ciertos aspectos proporcionados a modo de ejemplo, el miembro tensor puede ser una línea de soporte. Independientemente de ello, el miembro tensor puede proporcionar soporte adicional para el cuerpo del brazo robótico aumentando la resistencia a la tracción del cuerpo del brazo robótico.

Con tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, se apreciará que el cuerpo del brazo robótico se puede formar generalmente alrededor del cable o de una pluralidad de cables usando un procedimiento de fabricación aditiva, para dar como resultado un brazo robótico ensamblado de forma sustancialmente completa, con cables (por ejemplo, cables de control) integrados en el mismo. Esto puede proporcionar un brazo robótico para conjunto de brazo robótico construido de manera más eficiente, más compacto y potencialmente más fuerte.

Se apreciará, sin embargo, que, en otros aspectos proporcionados como ejemplo, se puede utilizar cualquier otro método adecuado para construir un brazo robótico de la presente invención. Por ejemplo, refiriéndose brevemente a la Figura 15, se representa en ella un método 300 para construir un brazo robótico de acuerdo con otro aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención. El método proporcionado como ejemplo 300 puede ser similar al método proporcionado como ejemplo 200 descrito anteriormente. Por ejemplo, el método ejemplar 300 generalmente incluye, según se indica en (302), colocar un cable en una zona de formación para el brazo robótico. El método 300 incluye adicionalmente, según se indica en (304), formar un cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable de modo que el cuerpo del brazo robótico encierre al menos una parte del cable. Sin embargo, para el aspecto ejemplar representado, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico según se indica en (304) incluye, según se indica en (306), formar una primera parte del cuerpo del brazo robótico y, según se indica en (308), formar una segunda parte del cuerpo del brazo robótico. Con tal aspecto proporcionado a modo de ejemplo, el hecho de colocar el cable y la zona de formación para el brazo robótico según se indica en (302) incluye, según se indica en (310), colocar el cable en la primera parte del cuerpo del brazo robótico formado según se indica en (306), antes de formar la segunda parte del cuerpo del brazo robótico según se indica en (308).

Además, aunque no se representa, se apreciará que, en ciertos aspectos proporcionados como ejemplo, el hecho formar el brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable según se indica en (304) puede incluir, además, formar secuencialmente una pluralidad de partes individuales del cuerpo del brazo robótico. Con tal aspecto ejemplar, el hecho de colocar el cable en la zona de formación del brazo robótico según se indica en (302) puede incluir colocar una pluralidad de cables, de modo que cada cable se sitúa en una de las partes individuales formadas secuencialmente del cuerpo del brazo robótico, de tal manera que una parte subsiguiente del cuerpo del brazo robótico puede formarse en torno a él. De esta manera, el brazo robótico puede formarse generalmente de forma secuencial, de modo que el brazo robótico resultante incluye una pluralidad de cables formados integralmente con el mismo. Por ejemplo, en ciertos aspectos ejemplares, puede haber al menos tres (3) partes secuenciales del cuerpo formadas, tal como por lo menos diez (10) partes secuenciales, y hasta aproximadamente mil 1000 partes. De manera similar, con uno o más de estos aspectos proporcionados a modo de ejemplo, el cuerpo puede tener al menos tres cables situados en su interior (es decir, entre las partes del cuerpo formadas secuencialmente), tal como al menos nueve (9) cables, tal como hasta aproximadamente 1.000 cables.

Sin embargo, en aún otros aspectos proporcionados como ejemplo, aún se pueden utilizar otros métodos adecuados para construir un brazo robótico. Por ejemplo, con referencia ahora a la Figura 15, se representa en ella un método 400 para construir un brazo robótico de acuerdo con otro aspecto proporcionado a modo de ejemplo de la presente invención. El método ejemplar 400 puede ser similar al método ejemplar 200 anteriormente descrito. Por ejemplo, el método ejemplar 400 generalmente incluye, según se indica en (402), colocar un cable en una zona de formación para el brazo robótico. El método 400 incluye adicionalmente, según se indica en (404), formar un cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable de modo que el cuerpo del brazo robótico encierre al menos una parte del cable. Sin embargo, para el aspecto ejemplar representado, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico según se indica en (404) incluye moldear un componente continuo alrededor del cable y, según se indica en (406), quitar partes secuenciales del componente continuo para formar eslabones individuales del brazo robótico acoplados por juntas del brazo robótico. Con tal aspecto proporcionado como ejemplo, los eslabones individuales del cuerpo del brazo robótico encierran el cable. En ciertos aspectos ejemplares, la eliminación de partes secuenciales del componente continuo para formar los eslabones y juntas individuales según se indica en (406), puede incluir la utilización de un procedimiento de extrusión por chorro de agua. Sin embargo, en otros aspectos proporcionados a modo de ejemplo, se puede utilizar cualquier otro procedimiento de extrusión adecuado. Por ejemplo, se apreciará que, en ciertos aspectos proporcionados como ejemplo, el hecho de formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación alrededor del cable según se indica en (404) incluye, además, según se indica en (408), formar el cuerpo del brazo robótico en la zona de formación utilizando un material más blando que el material del cable. Con tal aspecto proporcionado como ejemplo, el material del componente continuo formado se puede quitar sin dañar el material del cable.

Esta descripción escrita utiliza ejemplos para divulgar la invención, incluido el mejor modo, y también para permitir que cualquier persona experta en la técnica ponga en práctica la invención, incluida la fabricación y el uso de cualesquiera dispositivos o sistemas y la realización de cualesquiera métodos incorporados. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la materia. Es la intención que estos otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un método (200) para construir un brazo robótico (104), de tal manera que el brazo robótico se controla aumentando y/o disminuyendo la tensión en una pluralidad de cables de control (120), comprendiendo dicho método (200):

colocar (202) la pluralidad de cables (120) en una zona de formación (124) para el brazo robótico (104); y formar (206) un cuerpo (126) del brazo robótico (104) en la zona de formación (124), alrededor del cable (120), utilizando un procedimiento de fabricación aditiva, de manera que el cuerpo (126) del brazo robótico (104) encierra al menos una parte de cada uno de la pluralidad de cables de control (120),

de tal modo que formar (206) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable (120) comprende formar (214) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable de control (120) de manera que el cable de control (120) se coloca de forma movible dentro de al menos una parte del cuerpo (126) del brazo robótico (104) que encierra el cable de control (120).

2. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la colocación (202) del cable (120) en la zona de formación (124) para el brazo robótico (104) comprende colocar (204) una pluralidad de cables (120) en la zona de formación (124) en tensión de tal manera que la pluralidad de cables (120) situados en la zona de formación (124) están suspendidos dentro de la zona de formación (124).

3. El método (200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el cable (120) es un cable previamente enfundado que tiene un manguito (150) que encierra el cable (120).

4. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que formar (20) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable (120) comprende formar (216) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor el manguito (150) de manera fija, de modo que el manguito (150) quede fijo con respecto al cuerpo (126).

5. El método (200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se acopla un ancla (122) al cable (120) y en el cual formar (206) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable (120) comprende, además, formar (218) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del ancla (122).

6. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que colocar (202) el cable (120) en la zona de formación (124) comprende mantener (220) el cable (120) al menos parcialmente en su lugar a través de una línea de colocación (148) asegurada a el ancla (122), y de tal forma que el método (200) comprende, además:

retirar (222) la línea de posicionamiento (148) asegurada al ancla (122) después de formar el cuerpo (126) del brazo robótico (104) en la zona de formación (124) situada alrededor del cable (120).

7. El método (200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que formar (206) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable (120) de manera que el cuerpo (126) del brazo robótico (104) encierre al menos una parte del cable (120), comprende formar (212) una pluralidad de eslabones (116) del cuerpo (126) del brazo robótico (104) y una pluralidad de juntas (118) que acoplan de forma movible la pluralidad de eslabones (116).

8. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que cada eslabón (116) de la pluralidad de eslabones (116) encierra al menos una parte del cable (120).

9. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que la pluralidad de eslabones (116) y la pluralidad de juntas (118) se forman conjuntamente utilizando un procedimiento de fabricación aditiva.

10. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que formar (214) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) en la zona de formación (124) situada alrededor del cable (120) comprende formar (224) un eslabón delantero (116A), un eslabón trasero (116B) y una junta (118) que acopla de forma movible el eslabón delantero (116A) y el eslabón trasero (116B) de tal modo que el cable de control (120) se coloca de forma movible dentro del eslabón trasero (116B) y se fija al eslabón delantero (116A).

11. El método (200) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que se acopla un ancla (122) al cable de control (120) y en el cual formar (214) el cuerpo (126) del brazo robótico (104) en la zona de formación (124) situada alrededor del cable (120) comprende, además (226), formar el eslabón delantero (116A) alrededor del ancla (122) para encerrar al menos parcialmente el ancla (122).

12. El método (200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende, además:

colocar (228) un miembro tensor (152) en la zona de formación (124) del brazo robótico (104), y en el cual formar el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del cable (120) comprende formar el cuerpo (126) del brazo robótico (104) alrededor del miembro tensor (152).