ES2971025T3 - Articulación de robot que comprende un conjunto de freno - Google Patents

Abstract

Una articulación de robot que se puede conectar al menos a otra articulación de robot a través de una brida de salida. La articulación del robot comprende un motor de articulación que tiene un eje de motor configurado para girar la brida de salida. La articulación del robot comprende un conjunto de freno que comprende un miembro de freno anular giratorio y un miembro elástico dispuesto en el eje del motor. El miembro de freno anular y el miembro elástico están dispuestos entre un primer miembro de bloqueo y un miembro de bloqueo posicionable, donde el miembro de bloqueo posicionable puede fijarse en una pluralidad de posiciones a lo largo y en el eje del motor. Un miembro de acoplamiento se puede mover entre una posición de acoplamiento y una posición de no acoplamiento, donde en la posición de acoplamiento el miembro de acoplamiento se acopla con el miembro de freno anular y evita la rotación del miembro de freno anual alrededor del eje del motor. El anillo puede comprender una protuberancia de freno que comprende dos listones que tienen una forma triangular. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Articulación de robot que comprende un conjunto de freno

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un elemento de freno anular para articulación de robot que se puede conectar al menos a otra articulación de robot a través de una brida de salida. La articulación de robot comprende un motor de articulación configurado para hacer girar la brida de salida y un conjunto de freno configurado como un freno de fricción que puede activarse y desactivarse y proporcionar un frenado controlado de la brida de salida.

Antecedentes de la invención

Los robots colaborativos son un tipo de robots que pueden configurarse para trabajar en entornos cercanos a los humanos e incluso configurarse para trabajar juntos o ayudar a los humanos en su trabajo. Los robots colaborativos típicos se forman como un brazo robótico que comprende una pluralidad de articulaciones de robot interconectadas que permiten movimientos del brazo robótico. Las articulaciones de robot comprenden una brida de salida que se puede conectar a otra articulación de robot y un motor de articulación configurado para hacer girar la brida de salida. Las articulaciones de robot se pueden conectar directamente entre sí o se puede prever un elemento de conexión entre las articulaciones de robot.

Además, las articulaciones de robot comprenden un conjunto de freno configurado para impedir que la brida de salida gire e impida que las articulaciones de robot giren entre sí. Normalmente, los conjuntos de freno están configurados para activarse después de apagar los motores o en respuesta a funciones de seguridad del robot. Los conjuntos de freno del motor de articulación permiten así mantener el brazo robótico en una posición determinada cuando el brazo robótico está apagado y también funcionan como frenos de seguridad durante el funcionamiento del robot. Las figuras 1a y 1b ilustran una articulación de robot de un brazo robótico con un conjunto de freno conocido en la técnica anterior, donde la fig. 1a ilustra una vista en perspectiva despiezada ordenadamente de la articulación de robot y la fig. 1b ilustra una vista ampliada de la parte rodeada por el círculo A en la fig. 1a. La articulación 101 de robot se puede conectar a al menos otra articulación de robot (no mostrada) mediante una brida 103 de salida. La articulación 101 de robot comprende un motor de articulación con un estator de motor y un rotor de motor acoplados a un árbol 111 de motor (el estator del motor y el rotor del motor no están despiezados ordenadamente del alojamiento de la articulación en la figura la). El árbol del motor puede girar alrededor de un eje 113 del motor. El árbol 111 del motor está configurado para hacer girar la brida 103 de salida en relación con el alojamiento de la articulación 115 mediante un engranaje 117 de onda de deformación, donde el árbol del motor acciona un generador de ondas dispuesto dentro de una ranura flexible anular con dientes exteriores que se aplican a un anillo anular de dientes interiores de un árbol de salida conectado a la brida de salida como se conoce en el campo de los engranajes de ondas de tensión. El motor de la articulación, el árbol del motor y el engranaje de ondas de tensión están dispuestos dentro de un alojamiento 115 de articulación. La articulación ilustrada comprende también una brida 127 de fijación configurada para ser conectada a otra articulación, ya sea directamente a la brida de salida de la otra articulación o mediante un elemento de conexión.

La articulación de robot comprende un conjunto 129 de freno que comprende un elemento 131 de freno anular, dos elementos espaciadores anulares 133a y 133b, un elemento elástico 135, un primer elemento 137a de bloqueo, un segundo elemento 137b de bloqueo y un elemento 139 de aplicación.

El elemento 131 de freno anular está dispuesto de forma giratoria en el árbol del motor. El elemento de freno anular se prevé como un anillo anular que comprende 8 protuberancias 132 de freno que se extienden hacia afuera en relación con el anillo anular.

Los dos elementos espaciadores anulares 133a, 133b que rara vez pueden girar están fijados sobre el árbol del motor; donde el elemento 131 de freno anular está dispuesto entre los dos elementos espaciadores anulares. Los elementos espaciadores anulares están previstos como dos anillos metálicos planos.

El elemento elástico 135 está previsto en el árbol del motor y el elemento elástico 135 está previsto como un resorte de lámina anular dispuesto en el árbol del motor.

El primer elemento 137a de bloqueo y un segundo elemento 137b de bloqueo están dispuestos en lados opuestos del elemento de freno anular, de manera que el elemento de freno anular, el primer y segundo elementos espaciadores y el elemento elástico están dispuestos entre el primer elemento de bloqueo y el segundo elemento de bloqueo en un estado tensado. En consecuencia, el elemento elástico está configurado para aplicar una fuerza de presión al elemento de freno anular. El primer y segundo elementos de bloqueo están previstos como anillos de bloqueo elásticos que tienen un diámetro más pequeño que el árbol del motor y que pueden ser forzados dentro de los correspondientes rebajes 140a y 140b de bloqueo en el árbol del motor.

El elemento 139 de aplicación está dispuesto en el alojamiento de la articulación y se puede mover entre una posición de aplicación y una posición de no aplicación, donde en la posición de aplicación el elemento de aplicación se aplica con el elemento de freno anular e impide la rotación del elemento de freno anular alrededor del árbol del motor, y donde en la posición de no aplicación el elemento de aplicación permite que el elemento de freno anular gire alrededor del árbol del motor. El elemento de aplicación está previsto como un pasador de freno que puede moverse entre la posición de aplicación y la posición de no aplicación mediante un solenoide 141.

En la posición de aplicación, el solenoide libera el pasador de freno y el pasador de freno se mueve a una posición entre dos protuberancias de freno contiguas del elemento de freno anular, y el elemento de freno anular girará hasta que una de las protuberancias de freno choque levemente con el pasador de aplicación. En consecuencia, el elemento de freno anular deja de girar, y el árbol del motor es llevado a detenerse debido a la fricción entre el elemento de freno anular, los elementos espaciadores anulares obligado por la fuerza de presión proporcionada al elemento elástico 135 entre el primer y segundo elementos de bloqueo. Debido a las tolerancias de fabricación de los componentes, es difícil montar el conjunto de freno de manera que proporcione un frenado adecuado del árbol del motor.

El documento US8410732B2 describe un sistema de robot programable que incluye un robot provisto de varias secciones de brazo individuales, donde las secciones adyacentes están interconectadas mediante una articulación. El sistema incluye además un mecanismo de accionamiento controlable previsto en al menos algunas de las articulaciones y un sistema de control para controlar el accionamiento. Las articulaciones de robot comprenden un freno de seguridad que detiene el robot, por ejemplo, en caso de un corte de alimentación. El freno de seguridad comprende un solenoide que, en caso de un corte de alimentación, desplaza un trinquete a aplicación con un elemento anular montado en el árbol del motor del motor de la articulación. Este elemento anular (anillo de fricción) puede girar con respecto al árbol del motor, pero existe una alta fricción entre el elemento anular y el árbol del motor. Esto asegura una parada controlada de la articulación pero sin detenerla tan bruscamente que el brazo robótico se sobrecargue. El documento US9579805 describe un dispositivo de freno de un brazo robótico, que utiliza un disco de freno cuyo diámetro es mucho mayor que el diámetro de un trinquete para aumentar el área de contacto del disco de freno, para generar una fuerza de fricción mayor. El dispositivo de freno utiliza además un pasador de combinación, una placa de combinación y una pluralidad de pasadores de guía para transferir un par de torsión al dispositivo de freno que tiene un diámetro mayor, para extender un brazo del momento de la fuerza de fricción y generar un momento mayor lo que reduce una fuerza de presión previa y prolonga la vida útil del dispositivo de freno.

El documento WO17148499 describe un freno de múltiples discos para un robot industrial, en el que el freno de múltiples discos incluye un cubo. El freno de múltiples discos incluye al menos un disco de fricción dispuesto en el cubo de manera que gira con el movimiento del cubo, y un disco de freno dispuesto para que pueda girar libremente en el cubo. El freno de múltiples discos incluye un alojamiento que acomoda el cubo y la disposición de accionamiento, en el que el alojamiento está dispuesto para ser unido al motor de un eje de un robot industrial. En consecuencia, no es difícil integrar el freno de múltiples discos dentro de un alojamiento de una articulación de robot y proporcionar así una articulación de robot compacta.

El documento WO 2017/148499 describe un freno de múltiples discos (para un robot industrial. El freno de múltiples discos incluye un cubo. El freno de múltiples discos incluye al menos un disco de fricción dispuesto en el cubo de manera que gira con el movimiento del cubo, y un disco de freno dispuesto para poder girar libremente en el cubo. El disco de freno tiene al menos una protuberancia de freno que sobresale en dirección radial del disco de freno, y una disposición de accionamiento que incluye un activador y un elemento de tope. La disposición de accionamiento está dispuesta para mover el elemento de tope de manera que el elemento de tope y la al menos una protuberancia de freno se apliquen, por lo que se detiene cualquier movimiento de rotación del disco de freno y se crea una fuerza de frenado por fricción que actúa entre al menos una disco de fricción y el disco de freno. El documento WO 2016/049622 describe una articulación que se puede posicionar automáticamente para un conjunto de herramientas modular. El documento JP 2009 050641 describe un mecanismo de articulación con un mecanismo de frenado por fricción en el que un elemento pasivo y un cuerpo de rotación están dispuestos enfrentados para permitir una rotación relativa cuando es mayor que un par predeterminado y para impedir la rotación relativa cuando es menor que el par predeterminado, un mecanismo de rotación unidireccional que tiene una parte móvil y una parte de base para permitir que la parte móvil gire hacia una dirección e impedir que gire hacia la otra dirección, una parte de fijación para disponer y fijar el cuerpo de rotación y la parte de base en un centro coaxial, y un mecanismo de sujeción para sujetar firmemente el elemento pasivo y el cuerpo de rotación a lo largo de la dirección del centro axial con una fuerza de sujeción predeterminada. El documento EP0112891 describe un robot de manipulación de materiales. El documento US 2008/0315728 describe un activador lineal.

Existe la necesidad de proporcionar un conjunto de freno fiable, seguro y rentable para robots colaborativos.

Resumen de la invención

La invención está definida en las reivindicaciones.

El objeto de la presente invención es abordar las limitaciones descritas anteriormente con la técnica anterior u otros problemas de la técnica anterior. Esto se consigue mediante un elemento de freno anular para una articulación de robot, donde una articulación de robot se puede conectar a al menos otra articulación de robot mediante una brida de salida. La articulación de robot puede comprender un motor de articulación que tiene un árbol de motor configurado para hacer girar la brida de salida. La articulación de robot puede comprender un conjunto de freno que comprende el elemento de freno anular giratorio y un elemento elástico dispuesto en el árbol del motor. El elemento de freno anular y el elemento elástico pueden disponerse entre un primer elemento de bloqueo y un elemento de bloqueo que se puede posicionar, donde el elemento de bloqueo que se puede posicionar puede fijarse en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor, en consecuencia, la fricción de freno del conjunto de freno puede ser ajustada con mucha precisión. Un elemento de aplicación se puede mover entre una posición de aplicación y una posición de no aplicación, donde en la posición de aplicación el elemento de aplicación se aplica con el elemento de freno anular e impide la rotación del elemento de freno anular alrededor del eje del motor. Las ventajas y beneficios de la presente invención se describen con más detalle en la descripción detallada de la invención. Las reivindicaciones dependientes describen realizaciones ventajosas de la presente invención y las ventajas y beneficios de estas realizaciones también se describen en la descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1a y 1b ilustran una articulación de robot que comprende un conjunto de freno según la técnica anterior;

La fig. 2 ilustra un diagrama estructural en sección transversal de un brazo robótico que comprende una articulación de robot con un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

La fig. 3 ilustra un diagrama estructural en sección transversal de una articulación de robot que comprende un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

La fig. 4 ilustra un diagrama estructural en sección transversal de una articulación de robot que comprende un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

La fig. 5 ilustra un diagrama estructural en sección transversal de una articulación de robot que comprende un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

Las figs. 6a y 6b ilustran una articulación de robot que comprende un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

Las figs. 7a y 7b ilustran una articulación de robot que comprende un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

Las figs. 8a y 8b ilustran una articulación de robot que comprende un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular que no forma parte de la presente invención;

Las figs. 9a y 9b ilustran un método para frenar una articulación de robot de un brazo robótico que incluye un elemento de freno anular según la presente invención;

Las figs. 10a y 10b ilustran un elemento de freno anular según un aspecto de la presente invención;

Las figs. 11a y 11b ilustran otro elemento de freno anular según un aspecto de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se describe en vista de realizaciones ejemplares destinadas únicamente a ilustrar los principios de la presente invención. El experto podrá proporcionar varias realizaciones dentro del alcance de las reivindicaciones. A lo largo de la descripción, los números de referencia de elementos similares que proporcionan efectos similares tienen los mismos dos últimos dígitos. Además, debe entenderse que en el caso de que una realización comprenda una pluralidad de las mismas características, entonces sólo algunas de las características pueden etiquetarse con un número de referencia.

La fig. 2 ilustra un diagrama estructural en sección transversal de un brazo robótico 200 que comprende una articulación 201 de robot con un conjunto de freno que incluye un elemento de freno anular según la presente invención. La articulación 201 de robot se puede conectar a al menos otra articulación de robot mediante una brida 203 de salida y/o una brida 227 de fijación. Debe entenderse que la articulación 201 de robot puede conectarse directamente a la otra articulación o conectarse a la otra articulación mediante un elemento 204 de conexión. En la realización ilustrada, la articulación 201 de robot está conectada directamente a la articulación 202a de robot mediante la brida de salida y está conectada mediante el elemento 204 de conexión a la articulación 202b de robot. Otra articulación 202b de robot está conectada directamente a la articulación 202c de robot que está conectada a una base 206 de robot. En consecuencia, el brazo robótico ilustrado comprende cuatro articulaciones y representa, por tanto, un robot de cuatro ejes; sin embargo, debe entenderse que el brazo robótico puede configurarse con cualquier número mayor de 2 articulaciones robóticas. La brida de salida de la articulación 202a constituye una brida de herramientas del brazo robótico donde se puede fijar una gran variedad de herramientas robóticas (no mostradas), tales como pinzas mecánicas, pinzas de vacío, herramientas de soldadura u otro tipo de efectores finales. En muchas realizaciones, el brazo robótico se proporciona como un robot de 6 ejes que comprende 6 articulaciones robóticas, ya que esto proporciona un elevado grado de libertad para mover la brida de herramienta de dicho robot en un entorno tridimensional. Cabe señalar que las otras articulaciones robóticas 202a, 202b, 202c del robot pueden estar provistas de un conjunto de freno similar al descrito en relación con la articulación 201 de robot, sin embargo, también pueden comprender ninguno u otros tipos de conjuntos de freno.

La articulación de robot comprende un motor 205 de articulación que tiene un árbol 211 de motor que puede girar alrededor de un eje 213 de motor (ilustrado con una línea de puntos y trazos). El árbol del motor está configurado para hacer girar la brida 203 de salida en relación con el alojamiento 215 de articulación, en el que están dispuestos el conjunto de freno y el motor de articulación.

La articulación 201 de robot comprende un conjunto 229 de freno que comprende un elemento 231 de freno anular, al menos un elemento elástico 235, un primer elemento 236a de bloqueo que se puede posicionar y un segundo elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar y un elemento 239 de aplicación. El elemento 231 de freno anular, el al menos un elemento elástico 235 y el primero 236a y el segundo 236b elementos de bloqueo están dispuestos en el árbol 211 del motor.

El elemento 231 de freno anular está dispuesto de forma giratoria en el árbol 211 del motor y el al menos un elemento elástico 235 está configurado para aplicar una fuerza de presión en una dirección a lo largo del árbol del motor y al elemento 231 de freno anular. Que el elemento 231 de freno anular pueda girar dispuesto sobre el árbol del motor significa que el elemento de freno anular puede girar en relación con el árbol del motor mientras está dispuesto en el árbol del motor. El primer elemento 236a de bloqueo que se puede posicionar y un segundo elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar están dispuestos en lados opuestos del elemento de freno anular y el al menos un elemento elástico de manera que el elemento de freno anular y el al menos un elemento elástico están dispuestos entre el primer elemento de bloqueo que se puede posicionar y el segundo elemento de bloqueo que se puede posicionar en un estado tensado. El elemento 239 de aplicación es móvil (ilustrado por la flecha 243) entre una posición de aplicación (en líneas continuas) y una posición de no aplicación (en líneas de puntos), donde en la posición de aplicación el elemento de aplicación se aplica con el elemento de freno anular e impide la rotación del elemento de freno anular alrededor del eje del motor, y en donde en la posición de no aplicación el elemento de aplicación permite que el elemento de freno anular gire alrededor de dicho eje del motor. El elemento de freno anular deja de girar alrededor del eje del motor cuando el elemento de aplicación se mueve a la posición de aplicación, y el árbol del motor es llevado a detenerse debido a la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico y los elementos de bloqueo. El elemento elástico se proporciona en un estado tensado entre los elementos de bloqueo y proporciona una fuerza de presión al elemento de freno anular, como consecuencia de lo cual la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico y los elementos de bloqueo aumenta en comparación con una situación en la que el elemento elástico está dispuesto en un entorno sin tensión.

El primer elemento 236a de bloqueo que se puede posicionar y/o el segundo elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar están previstos y se pueden fijar en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor, por lo que la distancia entre el primer elemento de bloqueo 236a que se puede posicionar y el segundo elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar puede ser ajustada. El resultado es que la tensión del elemento elástico se puede ajustar variando la distancia entre el primer elemento 236a de bloqueo que se puede posicionar y el segundo elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar. En consecuencia, la fuerza de presión aplicada al elemento de freno anular por el elemento elástico también se puede ajustar y da como resultado el hecho de que se puede ajustar la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico y los elementos de bloqueo. Disponer el elemento de bloqueo que se puede posicionar más cerca del otro da como resultado el hecho de que el elemento elástico está más tenso y que aumenta la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico y los elementos de bloqueo. El conjunto de freno permite así ajustar la fricción del freno y facilita durante la fabricación de la articulación de robot proporcionar una articulación de robot con propiedades y fricción de freno precisas. Por ejemplo, el conjunto de freno se puede ajustar de manera que la fricción del conjunto de freno se encuentre dentro de un intervalo que permita que el árbol del motor se detenga dentro de un cierto tiempo, distancia de rotación, etc., sin dañar los sistemas de engranajes o el motor de la articulación de robot. Además, la fricción del freno también se puede ajustar de modo que una persona pueda hacer girar la articulación de robot incluso cuando el freno esté activado, ya que esto garantiza que una persona que está restringida por el brazo robótico pueda mover el brazo robótico y liberarse de la posición restringida. La fricción requerida del freno depende de las dimensiones del robot, tales como el tamaño y el peso de las articulaciones robóticas, el tamaño y el peso de los enlaces del robot entre las articulaciones, las propiedades de un eventual sistema de engranajes, las propiedades del motor, etc.

En la realización ilustrada, tanto el primer como el segundo elementos 236a, 236b de bloqueo que se pueden posicionar pueden disponerse en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor; sin embargo, debe entenderse que solo uno de los elementos de bloqueo necesita ser proporcionado como un elemento de bloqueo que se puede posicionar que se puede disponer en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor para ajustar la distancia entre los elementos de bloqueo primero y segundo. Por ejemplo, el segundo elemento de bloqueo puede preverse como un elemento de bloqueo fijo que no se puede mover a lo largo del árbol del motor, mientras que el primer elemento de bloqueo que se puede posicionar puede disponerse en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor.

El elemento de freno anular puede preverse como cualquier elemento de freno anular que pueda girar unido al árbol del motor y que pueda aplicarse con el elemento de aplicación de manera que impida que el elemento de freno anular gire alrededor del eje del motor. El elemento de freno anular y el elemento de aplicación pueden preverse como se conoce en la técnica anterior, por ejemplo como el elemento 131 de freno anular y el elemento 139 de aplicación correspondiente ilustrados en la fig. 1a-1c. En las siguientes figuras se pueden ver realizaciones adicionales del elemento de freno anular y del elemento de aplicación.

El alojamiento de la articulación y el motor de la articulación pueden preverse como se conoce en la técnica, por ejemplo, como un motor trifásico, un motor paso a paso o similar. En la realización ilustrada, la brida 203 de salida está conectada directamente al árbol 211 del motor; sin embargo, debe entenderse que se pueden prever uno o más sistemas de engranajes para prever un engranaje entre el árbol del motor y la brida de salida. Dichos sistemas de engranajes pueden preverse como cualquier tipo de sistema de engranajes, por ejemplo, que comprendan ruedas dentadas, correas, cadenas, poleas, engranajes planetarios, engranajes de ondas de tensión, etc.

Los elementos 236a, 236b de bloqueo que se pueden disponer en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor se pueden prever como cualquier componente mecánico que se puede fijar en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor mediante una fuerza tal que el elemento de búsqueda se mantenga en el posición deseada, cuando el elemento elástico está previsto en el estado tensado.

El elemento de bloqueo que se puede posicionar puede preverse, por ejemplo, como anillos de sujeción que comprenden medios de sujeción configurados para sujetar el anillo de sujeción en la posición deseada a lo largo del árbol del motor y mediante una fuerza tal que el anillo de sujeción se mantenga en la posición deseada, cuando se prevé el elemento elástico en el estado tensado. Por ejemplo, el anillo de reclamación puede preverse como un anillo metálico abierto en el que los extremos abiertos del anillo metálico pueden presionarse entre sí mediante un mecanismo de atornillado.

Además, el elemento de bloqueo que se puede posicionar puede preverse como un anillo de bloqueo de perno transversal que se puede enroscar en una rosca prevista en el árbol del motor y luego sujetar el anillo de bloqueo de perno en la posición deseada. Un sistema de este tipo hace posible ajustar la posición del elemento de bloqueo que se puede posicionar a lo largo del árbol del motor haciendo girar el anillo de bloqueo de perno transversal y luego sujetarlo bloqueando la sujeción en la posición deseada.

Además, el elemento de bloqueo que se puede posicionar puede preverse como un anillo que se bloquea en el árbol del motor mediante uno o más tornillos de ajuste atornillados a través de un orificio roscado en el anillo de bloqueo hasta que los tornillos se bloquean en el anillo de bloqueo en el árbol del motor.

Además, el elemento de bloqueo que se puede posicionar puede preverse como un anillo de ajuste a presión, que se puede asegurar sobre el árbol del motor forzando un anillo que tiene un diámetro ligeramente menor que el del árbol del motor sobre el árbol del motor presionando el elemento de bloqueo que se puede posicionar hasta que esté en la posición deseada.

El elemento elástico se puede prever como cualquier componente elástico que pueda disponerse en el árbol del motor y que pueda ser llevado a un estado tensado apretándolo entre los elementos de bloqueo, de modo que el elemento elástico proporcione una fuerza de presión al elemento de freno anular. El elemento elástico se puede prever, por ejemplo, como un resorte en forma de hélice, una arandela de bloqueo de resorte, una arandela de seguridad de bloqueo de resorte curvada, resortes anulares curvados, resortes ondulados, etc.

Las figs. 3-5 ilustran diagramas estructurales en sección transversal de diferentes realizaciones de articulaciones robóticas 301, 401 y 501 con un conjunto de freno según la presente invención. Las articulaciones robóticas 301, 401 y 501 son similares a la articulación 201 de robot descrita en relación con la fig. 2 y a elementos similares se les han asignado los mismos números de referencia que en la fig. 2 y no se describirán con más detalle. Debe entenderse que las articulaciones robóticas ilustradas en las figs. 2-6 sirven para ilustrar los principios de realizaciones adicionales de la presente invención y que las características de las realizaciones ilustradas de la figs. 2-6 se pueden combinar en otras realizaciones.

La fig. 3 ilustra una realización de la articulación 301 de robot, donde el conjunto de freno comprende al menos un elemento de fricción anular. El elemento anular de fricción y el elemento de freno anular están dispuestos en contacto físico. El elemento de fricción anular sirve para aumentar la fricción entre el elemento de freno anular y el árbol del motor, por lo que el árbol del motor puede detenerse de manera más eficiente. Además, el elemento de fricción anular hace posible proporcionar un elemento elástico que tenga una fuerza de tensión reducida y/o disponer los elementos de bloqueo en posiciones en las que el elemento elástico esté configurado en un estado de menor tensión. El elemento de fricción anular también puede preverse para reducir el desgaste entre el elemento de freno anular, el árbol del motor y/o el elemento de bloqueo.

En las realizaciones ilustradas, la articulación de robot comprende un primer elemento 345a de fricción anular y un segundo elemento 345b de fricción anular dispuesto en el árbol del motor, en contacto físico con el elemento 231 de freno anular y en lados opuestos del elemento de freno anular. El elemento de freno anular está dispuesto así entre el primer elemento de fricción anular y el segundo elemento de fricción anular. Durante el frenado del árbol del motor, el elemento de aplicación impide que el elemento de freno anular gire alrededor del eje del motor. Los elementos de fricción anulares primero y segundo proporcionan fuerza de fricción respectivamente entre el elemento de freno anular y los elementos de bloqueo primero y segundo.

Los elementos de fricción anulares pueden estar dispuestos de manera no giratoria sobre el árbol del motor y girar junto con el árbol del motor, y el elemento de freno anular se desplaza rotacionalmente en relación con los elementos de fricción anulares durante el frenado, por lo que se genera una fuerza de fricción.

Además, los elementos anulares de fricción pueden ser hechos girar unidos al árbol del motor y durante el frenado del elemento de freno anular, el elemento anular de fricción y el árbol del motor se desplazarán entre sí, generando fuerza de fricción.

Alternativamente, los elementos anulares de fricción pueden estar fijos en rotación con relación al elemento de freno anular y ser detenidos junto con el elemento de freno anular cuando el elemento de aplicación impide que el elemento de freno anular gire alrededor del eje del motor. En tal realización, la fuerza de fricción se genera debido al desplazamiento entre el elemento de fricción anular y el árbol del motor y/o los elementos de bloqueo.

El elemento de fricción anular puede estar previsto, por ejemplo, como un anillo dispuesto junto al elemento de freno anular en el árbol del motor. El elemento de fricción anular puede formarse de cualquier material capaz de aumentar la fricción entre el elemento de freno anular y el árbol del motor y/o los elementos de bloqueo, tal como metal, caucho o polímero.

La Fig. 4 ilustra una realización de la articulación 401 de robot, donde el primer elemento 437a de bloqueo es previsto como un elemento de bloqueo fijo en una posición fija a lo largo del árbol del motor y el segundo elemento 436b de bloqueo es previsto como un elemento de bloqueo que se puede posicionar que puede colocarse en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor. El elemento 231 de freno anular y el elemento elástico 235 están dispuestos entre el primer elemento 437a de bloqueo que se puede posicionar y el segundo elemento 436b de bloqueo que se puede posicionar en un estado tensado donde la tensión se puede ajustar disponiendo el segundo elemento de bloqueo que se puede posicionar en una posición deseada a lo largo del árbol del motor. En la realización ilustrada, el primer elemento 437a de bloqueo está realizado como una protuberancia anular del árbol 411 del motor y el segundo elemento de bloqueo 436b que se puede posicionar se está previsto como un anillo de sujeción que se sujeta al árbol del motor en la posición deseada mediante un tornillo 447 de sujeción. El primer elemento 437a de bloqueo, que está previsto en una posición fija a lo largo del árbol del motor, también puede preverse como un anillo de bloqueo dispuesto en un rebaje del árbol del motor ilustrado como anillo 137a de bloqueo en las figs. 1a-1c.

La Fig. 5 ilustra una realización de la articulación 501 de robot, donde el segundo elemento 536b de bloqueo que se puede posicionar está previsto como un anillo de bloqueo de perno transversal que se enrosca en una rosca 549 prevista en el árbol 511 del motor, donde el anillo de bloqueo de perno transversal se sujeta en la posición deseada mediante un tornillo 547 de sujeción.

Las figs. 6a-6b ilustran una articulación 601 de robot de un brazo robótico con un conjunto de freno según la presente invención; donde la fig. 6a ilustra una vista en perspectiva despiezada ordenadamente de la articulación de robot y la fig.

6b ilustra una vista ampliada de la parte rodeada por el círculo B en la fig. 6a.

La articulación 601 de robot se puede conectar al menos a otra articulación de robot (no mostrada) mediante una brida de salida (no mostrada). La articulación 601 de robot comprende un motor de articulación con un estator de motor y un rotor de motor acoplado a un árbol 611 de motor (el estator del motor no está despiezado del alojamiento de la articulación en la fig. 6a). El árbol del motor puede girar alrededor de un eje 613 del motor. El árbol 611 del motor está configurado para hacer girar la brida de salida (no mostrada) en relación con el alojamiento 615 de la junta mediante un engranaje 617 de onda de tensión, donde el árbol del motor acciona un generador de ondas dispuesto dentro de una ranura flexible anular con dientes exteriores que se aplican a un anillo anular de dientes interiores de un árbol 625 de salida conectado a la brida de salida. El motor de articulación, el árbol del motor y el engranaje de onda de tensión están dispuestos dentro de un alojamiento 615 de articulación. La articulación ilustrada comprende también una brida 627 de fijación configurada para ser conectada a otra articulación de robot, ya sea directamente a la brida de salida de la otra articulación de robot o mediante un elemento de conexión.

La articulación de robot comprende un conjunto 629 de freno que comprende un elemento 631 de freno anular, dos elementos espaciadores anulares 633a y 633b, dos elementos 645a, 645b de fricción anulares, un elemento elástico 635, un primer elemento 636a de bloqueo, un segundo elemento 636b de bloqueo que se puede posicionar y un elemento 639 de aplicación.

El elemento 631 de freno anular está dispuesto de forma giratoria en el árbol 611 del motor. El elemento de freno anular está previsto como un anillo anular que comprende seis protuberancias 632a de freno que se extienden hacia afuera en relación con el anillo anular. El elemento 639 de aplicación está dispuesto en el alojamiento de la articulación y se puede mover entre una posición de aplicación y una posición de no aplicación, donde en la posición de aplicación el elemento de aplicación se aplica con el elemento de freno anular e impide la rotación del elemento de freno anular alrededor del eje del motor, y donde en la posición de no aplicación el elemento de aplicación permite que el elemento de freno anular gire alrededor del eje del motor. El elemento de aplicación está previsto como un pasador 639 de freno que puede moverse entre la posición de aplicación y la posición de no aplicación mediante un solenoide 641 controlado por un mecanismo de control del robot y/o la articulación de robot. El pasador de freno está en la posición de aplicación movido a una posición entre dos protuberancias de freno contiguas del elemento de freno anular, y el elemento de freno anular girará hasta que una de las protuberancias de freno choque con el pasador de aplicación. En consecuencia, se impide que el elemento de freno anular gire alrededor del eje del motor.

En esta realización, las seis protuberancias de freno están realizadas como una infraestructura de varillas interconectadas donde cada protuberancia de freno comprende dos varillas que forman una forma triangular, donde las dos varillas forman los lados de la forma triangular y donde una parte central del elemento de freno anular forma el lado inferior de la forma triangular. Prever los elementos de freno como dos varillas que forman una forma triangular hace posible proporcionar un elemento de freno anular ligero y robusto con una inercia baja, ya que la forma triangular formada por los dos soportes de varillas reduce la deformación de los elementos de freno. La varilla que choca contra el elemento de aplicación se doblará en una dirección opuesta a la dirección de rotación del elemento de freno anular; sin embargo, en esta realización la otra varilla reduce/impide dicha deformación ya que absorbe algunas de las fuerzas aplicadas al elemento de freno durante el choque. Prever los elementos de freno como una infraestructura de varillas hace posible reducir la masa del elemento de freno y, como consecuencia, se reduce la inercia rotacional del elemento de freno anular, lo que da como resultado en una parada más fácil del elemento de freno anular.

El elemento elástico 635 está previsto en el árbol del motor y está realizado como un resorte de onda que proporciona una fuerza de presión al elemento 635 de freno anular, cuando es apretado a un estado tensado por el primer y segundo elementos de bloqueo.

En esta realización, el primer elemento 636a de bloqueo es previsto como un anillo de ajuste a presión que tiene un diámetro más pequeño que el árbol del motor y que puede ser forzado sobre el árbol del motor y bloquearse en un rebaje 640a de bloqueo correspondiente en el árbol del motor. De este modo, el primer elemento 636a de bloqueo se fija en la misma posición a lo largo del árbol del motor.

El segundo elemento de bloqueo que se puede posicionar es previsto como un anillo 636b de ajuste a presión, que se fija sobre el árbol del motor forzando el anillo 636b de ajuste a presión sobre el árbol del motor. El anillo de ajuste a presión tiene un diámetro ligeramente menor que la parte exterior del árbol del motor y se puede presionar sobre el árbol del motor presionando el elemento de bloqueo que se puede posicionar a lo largo del árbol del motor. De este modo es posible disponer el anillo de ajuste a presión en una pluralidad de posiciones a lo largo del árbol del motor, por lo que se puede ajustar la distancia entre el anillo 636a de bloqueo y el anillo 636b de ajuste a presión. El resultado es que la tensión del elemento elástico se puede ajustar variando la distancia entre el anillo 636a de bloqueo y el anillo 636b de ajuste a presión. En consecuencia, la fuerza de presión aplicada al elemento de freno anular por el elemento elástico se puede ajustar y da como resultado el hecho de que se puede ajustar la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico, los elementos de fricción, los elementos de bloqueo y el árbol del motor.

El primer elemento espaciador 633a está previsto como un anillo metálico plano no giratorio dispuesto en el árbol del motor mediante una parte codificada 651 de forma del árbol del motor y una forma codificada circunferencial interior del primer elemento espaciador 633a. La parte codificada 651 de forma del árbol del motor tiene una sección transversal circular general 653 con cuatro cuerdas rectas del círculo 655 formadas en la sección transversal circular. De manera similar, la forma codificada circunferencial interior del primer elemento espaciador se ha formado con una sección transversal circular general con cuatro cuerdas rectas del círculo formadas en la sección transversal circular. El primer elemento espaciador ajusta en la parte codificada del árbol del motor y se impide que gire en relación con el árbol del motor debido a los bordes formados entre la parte circular y la parte de cuerdas rectas de la parte codificada de forma. El primer elemento espaciador también sirve para distribuir la fuerza de presión entre el anillo 636a de bloqueo y el primer elemento 645a de fricción anulara sobre un área mayor. Cabe señalar que la parte formada codificada del árbol del motor y la correspondiente forma codificada circunferencial interior del primer elemento espaciador se puede prever de muchas formas diferentes, lo que evita que el primer elemento espaciador gire alrededor del eje del motor.

El segundo elemento espaciador 633b está previsto como un anillo metálico plano y está fijado de forma giratoria al árbol del motor ya que tiene una forma circunferencial interior circular general que tiene un diámetro que se ajusta sobre la sección transversal circular de la parte codificada 651 del árbol del motor y por lo tanto puede girar con relación al árbol del motor. El segundo elemento espaciador tiene un diámetro en sección transversal que cubre el conjunto de freno anular y, así, actúa como una cubierta protectora del elemento de freno anular, por ejemplo para cubrir las aberturas de la infraestructura de varillas interconectadas del elemento de freno anular. El segundo elemento espaciador también sirve para distribuir la fuerza de presión entre el elemento elástico 635 y el segundo elemento 645b de fricción anular sobre un área mayor.

En las realizaciones ilustradas, la articulación de robot comprende un primer elemento 645a de fricción anular y un segundo elemento 645b de fricción anular dispuesto en el árbol del motor, en contacto físico con el elemento 631 de freno anular y en lados opuestos del elemento de freno anular. La forma circunferencial interior del primer y segundo elementos de fricción se ha formado como formas codificadas circunferenciales interiores que coinciden con la parte codificada 651 de forma del árbol del motor.

Las formas codificadas circunferenciales interiores de los elementos anulares de fricción se forman así como una sección transversal circular general con cuatro cuerdas rectas del círculo, formadas en la sección transversal circular. En consecuencia, el primer y segundo elementos de fricción anulares están dispuestos de forma no giratoria en el árbol del motor. Durante el frenado del árbol del motor, el elemento de aplicación impide que el elemento de freno anular gire alrededor del eje del motor, y el primer y segundo elementos de fricción anulares proporcionan fuerza de fricción entre el elemento de freno anular y el árbol del motor. El elemento de fricción anular puede formarse en cualquier de material cable de aumentar la fricción entre el elemento de freno anular y los elementos de bloqueo: metal, caucho, polímero, carbono, cerámica y/o combinaciones de los mismos.

Las figs. 7a-7b ilustran una articulación 701 de robot de un brazo robótico con un conjunto de freno según la presente invención; donde la fig. 7a ilustra una vista en perspectiva despiezada ordenadamente de la articulación de robot y la fig.

7b ilustra una vista ampliada de la parte rodeada por el círculo C en la fig.7a. Las articulaciones robóticas 701 son similares a la articulación 601 de robot descrita en relación con las figs. 6a y 6b y elementos similares han recibido los mismos números de referencia que en las figs. 6a y 6b y no se describirán con más detalle. En esta ilustración, el estator 707 del motor es visible dentro del alojamiento 715 del robot.

En esta realización, el primer elemento 737a de bloqueo del conjunto 729 de freno está previsto como una protuberancia anular del árbol 711 del motor y el primer elemento espaciador 633a descansa en la protuberancia anular del árbol del motor. La protuberancia anular se extiende hasta el extremo del árbol 711 del motor y dentro del engranaje de onda de tensión. De este modo, el estator 607 del motor está unido a la protuberancia anular. El segundo espaciador 733b es idéntico al primer espaciador y sirve para distribuir la fuerza entre el segundo elemento 645b de fricción y el elemento elástico 635.

Las figs. 8a-8b ilustran una articulación 801 de robot de un brazo robótico con un conjunto de freno con un elemento de freno alternativo que no forma parte de la invención; donde la fig. 8a ilustra una vista en perspectiva despiezada ordenadamente de la articulación de robot y la fig. 8b ilustra una vista ampliada de la parte rodeada por el círculo D en la fig. 7b. La articulación 801 de robot es similar a las articulaciones robóticas 601 y 701 descritas en relación con las figs. 6a, 6b, 7a y 7b y elementos similares han recibido los mismos números de referencia que en las figs. 6a, 6b, 7a y 7b y no se describirán con más detalle. En esta ilustración, el estator 807 del motor es visible dentro del alojamiento 815 del robot.

En este ejemplo, el primer elemento 837a de bloqueo del conjunto 829 de freno está previsto como una protuberancia anular del árbol 811 del motor y el elemento 645a de fricción anular descansa en la protuberancia anular del árbol del motor. La protuberancia anular se extiende hasta el extremo del árbol 811 del motor y dentro del engranaje de onda de tensión. De este modo, el estator 607 del motor está unido a la protuberancia anular. En este ejemplo, el área en sección transversal de la protuberancia anular es al menos tan grande como el área en sección transversal del elemento de fricción anular y, por lo tanto, una buena superficie de contacto entre el primer elemento de fricción anular y la protuberancia anular es grande y la fuerza existente entre ellos es así distribuida en toda la gran superficie de contacto.

Además, el elemento 131 de freno anular está previsto como el elemento de freno anular conocido a partir de la técnica anterior e ilustrado en la fig. 1a.

Las figs. 9a y 9b ilustran un método para frenar una articulación de robot de un brazo robótico según la presente invención y sirven para ilustrar los principios del método, donde la fig. 9a ilustra un diagrama de flujo del método y la fig. 9b ilustra un diagrama estructural de la articulación de robot durante el método. El método se ilustra en vista de una articulación de robot como la articulación de robot ilustrada en la fig. 3 y elementos similares han recibido los mismos números de referencia que en la fig. 3 y no se describirán más.

La etapa 961 es una etapa para prever un alojamiento 215 de articulación de robot y la etapa 962 es una etapa para disponer un motor 205 de articulación que tiene un árbol 511 de motor giratorio alrededor de un eje de motor al menos parcialmente dentro del alojamiento de la articulación. En la realización ilustrada, el motor de la articulación y el árbol del motor están dispuestos dentro del alojamiento de la articulación como una de las primeras etapas, sin embargo, se observa que el conjunto de freno se puede prever en el árbol del motor llevando a cabo al menos algunos de las otras etapas antes de disponer el motor de la articulación y el árbol del motor dentro del alojamiento de la articulación.

La etapa 963 es una etapa para prever un primer elemento de bloqueo en el árbol del motor. En la realización ilustrada, esto se realiza disponiendo un primer elemento 236a de bloqueo en el árbol del motor como se indica en 973 y luego fijando el elemento de bloqueo al árbol del motor. Alternativamente, el primer elemento de bloqueo puede preverse como una protuberancia anular del árbol del motor, por ejemplo como protuberancias anulares 437a, 737a, 837a ilustradas respectivamente en la fig. 4, fig. 7 y fig. 8.

La etapa 964a es una etapa que consiste en disponer un elemento 345a de fricción anular sobre el árbol del motor como lo indica la flecha 774a, en una posición junto al primer elemento de bloqueo. Cabe señalar que la etapa 964a es una etapa opcional y puede omitirse.

La etapa 965 es una etapa para disponer un elemento 231 de freno anular sobre el árbol del motor, como se ilustra por la flecha 975, de modo que el elemento de freno anular pueda girar con relación al árbol del motor. En la realización ilustrada, el elemento de freno anular está dispuesto junto al elemento de fricción anular, pero en realizaciones en las que se ha omitido la etapa 964a, el elemento de freno anular puede disponerse junto al primer elemento de bloqueo.

La etapa 964b es una etapa para disponer un elemento de fricción anular sobre el árbol del motor como lo indica la flecha 774b, en una posición junto al elemento de freno anular. Cabe señalar que la etapa 964b es una etapa opcional y puede omitirse.

La etapa 966 es una etapa para disponer un elemento elástico 235 sobre el árbol del motor, como se ilustra con la flecha 976. En la realización ilustrada, el elemento elástico está dispuesto en una posición junto al elemento de fricción anular. En realizaciones en las que se ha omitido la etapa 964b, el elemento anular de freno se dispondrá junto al primer elemento anular de freno.

La etapa 967 es una etapa para disponer un elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar sobre el árbol del motor, de modo que el elemento de freno anular y el al menos un elemento elástico estén dispuestos entre el elemento 236a de bloqueo y el elemento 236b de bloqueo que se puede posicionar y de manera que el al menos un elemento elástico se encuentra en un estado tensado. Esto se logra moviendo el elemento de bloqueo que se puede posicionar a lo largo del árbol del motor como se ilustra con la flecha 977 y asegurando que el elemento de bloqueo que se puede posicionar esté fijado al árbol del motor en la posición deseada. Por lo tanto, la etapa 967 puede comprender una etapa de fijar el elemento de bloqueo que se puede posicionar en una posición a lo largo de dicho árbol del motor. En la realización ilustrada, la etapa de disponer el elemento de bloqueo que se puede posicionar sobre el árbol del motor comprende una etapa de forzar un anillo de ajuste a presión sobre el árbol del motor, lo que se puede lograr presionando el anillo de ajuste a presión hasta que esté dispuesto en la posición deseada. En otra realización, la etapa de disponer el elemento de bloqueo que se puede posicionar sobre el árbol del motor puede comprender una etapa de sujetar un anillo de sujeción sobre dicho árbol del motor. En otra realización, la etapa de disponer el elemento de bloqueo sobre el árbol del motor comprende una etapa de enroscar un anillo de bloqueo de perno transversal enroscado en una rosca prevista en el árbol del motor.

La etapa 968 es una etapa para prever una brida de salida que está conectada al árbol del motor y que puede ser hecha girar por el árbol del motor, como lo indica la flecha 978. La brida de salida se puede conectar al menos a otra articulación de robot. En la realización ilustrada, la brida de salida está conectada directamente al árbol del motor, sin embargo también es posible conectar la brida de salida al árbol del motor mediante un sistema de engranajes. Así, la etapa de prever la brida de salida puede comprender una etapa de prever un engranaje entre el árbol del motor y la brida de salida.

La etapa 969 es una etapa para prever un elemento 239 de aplicación. El elemento 239 de aplicación es móvil (ilustrado por la flecha 243) entre una posición de aplicación (en líneas continuas) y una posición de no aplicación (en líneas de puntos), donde en la posición de aplicación el elemento de aplicación se aplica con el elemento de freno anular e impide la rotación del elemento de freno anular alrededor del eje del motor, y donde en la posición de no aplicación el elemento de aplicación permite que el elemento de freno anular gire alrededor de dicho motor.

La etapa 970 es una etapa para mover el elemento de aplicación a la posición de aplicación. En consecuencia, el elemento de freno anular deja de girar alrededor del eje del motor cuando el elemento de aplicación se mueve a la posición de aplicación, y el árbol del motor se detiene debido a la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico y los elementos de bloqueo. El elemento elástico se prevé en un estado tensado entre los elementos de bloqueo y proporciona una fuerza de presión al elemento de freno anular, como consecuencia de lo cual la fricción entre el elemento de freno anular, el elemento elástico y los elementos de bloqueo aumenta en comparación con una situación en la que el elemento elástico está dispuesto en una configuración entorno no tensa.

Las etapas 961 a 969 se pueden llevar a cabo, por ejemplo, durante la fabricación de la articulación de robot y el brazo robótico y la etapa 970 se puede llevar a cabo durante el uso del brazo robótico. Además, debe entenderse que se puede cambiar el orden de las etapas.

El método ilustrado en las figs. 9a y 9b sirven para ilustrar los principios del método según la presente invención y se ilustra en vista de la articulación de robot mostrada en la fig. 3, sin embargo, se observa que el método también se puede realizar en conexión con otro tipo de articulaciones robóticas, por ejemplo las articulaciones robóticas ilustradas en las figs. 4-8.

La figs. 10a-10b ilustran un elemento 631 de freno anular para un conjunto de freno de una articulación de robot; donde la fig. 10a ilustra una vista en perspectiva y la fig. 10b ilustra una vista superior. El elemento de freno anular está configurado para ser giratorio dispuesto sobre un eje de motor de un motor de articulación de una articulación de robot. El elemento 631 de freno anular es como el elemento 631 de freno anular del conjunto de freno ilustrado en las figs. 6a-6b y 7a-7b.

El elemento 631 de freno anular se prevé como un anillo anular que comprende seis protuberancias 632a-f de freno que se extienden hacia afuera en relación con el anillo anular. El elemento de aplicación (por ejemplo, en forma de pasador de freno) se mueve en la posición de aplicación a una posición entre dos protuberancias de freno contiguas del elemento de freno anular, y el elemento de freno anular girará hasta que una de las protuberancias de freno choque contra el elemento de aplicación. En esta realización, las seis protuberancias de freno están realizadas como una infraestructura de varillas interconectadas 1021. Cada protuberancia de freno comprende dos varillas que forman una forma triangular, donde las dos varillas forman los lados de la forma triangular y donde una parte central 1023 del elemento de freno anular forma el lado inferior de la forma triangular. Prever los elementos de freno como dos varillas que forman una forma triangular hace posible proporcionar un elemento de freno anular ligero y robusto con una inercia baja, ya que la forma triangular formada por los dos soportes de varillas reduce la deformación de los elementos de freno. La varilla que choca contra el elemento de aplicación se doblará en una dirección opuesta a la dirección de rotación del elemento de freno anular; sin embargo, en esta realización la otra varilla reduce/impide dicha deformación ya que absorbe algunas de las fuerzas aplicadas al elemento de freno durante el choque. Prever los elementos de freno como una infraestructura de varillas hace posible reducir la masa del elemento de freno anular y, como consecuencia, se reduce la inercia rotacional del elemento de freno anular, lo que da como resultado una parada más fácil del elemento de freno anular.

En la realización ilustrada, las dos varillas que forman los lados de la forma triangular son simétricas alrededor de una línea radial 1024 (solo ilustrada para la protuberancia 632c de freno) que pasa por el centro del elemento anular y la punta de la forma triangular 1025. Prever las dos varillas que forman los lados de la forma triangular simétrica alrededor de una línea radial hace posible proporcionar una protuberancia de freno robusta que es independiente de la dirección de rotación del elemento de freno anular ya que dicha protuberancia de freno puede soportar la fuerza de freno similar independientemente del sentido de rotación del elemento de freno anular. Esto es útil en relación con conjuntos de frenos de articulaciones de robots donde el motor de articulación puede girar en ambas direcciones.

En la realización ilustrada, el ángulo O entre las dos varillas que forman los lados de la forma triangular es de aproximadamente 70 grados, lo que proporciona una protuberancia de freno robusta, ya que un ángulo de aproximadamente 70 grados entre las dos varillas hace posible que las dos varillas absorban fuerzas entre sí al aplicarse con el elemento de aplicación. Al mismo tiempo, el ángulo de aproximadamente 70 grados hace posible proporcionar una protuberancia de freno que se extiende significativamente hacia afuera en relación con la parte central del elemento de freno anular, donde se genera un par de freno mayor al frenar el brazo robótico. Por lo tanto, el ángulo entre las dos varillas que forman los lados de la forma triangular puede ser menor de 120 grados, por ejemplo entre 50 y 90 grados.

Además, la punta de la forma triangular forma una porción de aplicación de la protuberancia de freno y las porciones de aplicación está configurada para aplicarse a la aplicación.

Las figs. 11a-11b ilustran un elemento 1131 de freno anular para un conjunto de freno de una articulación de robot; donde la fig. 11a ilustra una vista en perspectiva y la fig. 11b ilustra una vista superior. El elemento de freno anular está configurado para poder girar dispuesto sobre un árbol del motor de un motor de articulación de una articulación de robot, donde el árbol del motor puede girar alrededor de un eje del motor. El elemento de freno anular comprende una pluralidad de protuberancias 1132a-j de freno configuradas para aplicarse con un elemento de aplicación por lo que la aplicación entre al menos una de las protuberancias de freno y el elemento de aplicación impide la rotación del elemento de freno anular alrededor del eje del motor. La pluralidad de protuberancias 1132a-j de freno están formadas por una infraestructura de varillas interconectadas 1121 y al menos una de las protuberancias de freno comprende dos varillas que forman una forma triangular, donde las dos varillas forman los lados de la forma triangular y donde una parte central del elemento de freno anular forma el lado inferior 1123 de la forma triangular. Como se describe en relación con la fig. 10. esto hace posible reducir la masa del elemento de freno anular y, como consecuencia, se reduce la inercia rotacional del elemento de freno anular, lo que da como resultado una parada más fácil del elemento de freno anular.

En esta realización, las dos varillas que forman los lados de forma triangular son simétricas alrededor de una línea radial 1124 (solo ilustrada para la protuberancia 1132i de freno) que pasa por el centro del elemento anular y la punta de la forma triangular 1125. Como se describe en relación con la fig. 10, esto hace posible prever una protuberancia de freno robusto que es independiente del sentido de rotación del elemento de freno anular, ya que dicha protuberancia de freno puede resistir una fuerza de freno similar independientemente del sentido de rotación del elemento de freno anular. Esto es útil en relación con conjuntos de frenos de articulaciones robóticas donde el motor de la articulación puede girar en ambos sentidos.

En la realización ilustrada, el ángulo 0 entre las dos varillas que forman los lados de la forma triangular es de aproximadamente 40 grados. Esto hace posible aumentar el número de protuberancias de freno alrededor del centro del elemento anular de freno y al mismo tiempo mantener las ventajas de que las dos varillas interconectadas absorban fuerzas entre sí. En un conjunto de freno, el número incrementado de protuberancias de freno reduce la distancia angular máxima que el elemento anular de freno necesita para girar antes de aplicarse. El ángulo (O, 0) entre las dos varillas que forman los lados de la forma triangular puede ser por tanto de al menos 30 grados, por ejemplo de entre 35 y 45 grados.

Además, la punta de la forma triangular forma una porción de aplicación de la protuberancia de freno y las porciones de aplicación si están configuradas para aplicarse en la aplicación. La punta 1125 de las protuberancias de freno está así configurada para aplicarse con el elemento de aplicación y la punta comprende un lado (1126) de aplicación radial configurado para aplicarse al elemento de aplicación. El lado de aplicación radial está formado como una sección de línea radial que forma parte de una línea radial (1122) a través del centro del elemento de freno anular. Formar la parte de aplicación de las protuberancias de freno anular como una sección de línea radial que forma parte de una línea radial (1122) a través del centro del elemento de freno anular da como resultado el hecho de que la fuerza de freno entre el elemento de aplicación y la protuberancia de freno tras la aplicación es sustancialmente tangencial al sentido de rotación. En consecuencia, la mayor parte de la fuerza de frenado se utiliza para detener la rotación del elemento de freno anular.

Además, se reducen las fuerzas de frenado eventuales que eventualmente se dirigen hacia afuera o hacia el árbol del motor, lo que reduce el desgaste entre el árbol del motor y el elemento de freno anular y el riesgo de que la fuerza de frenado pueda causar una desalineación del árbol del motor. En la realización ilustrada, la punta del freno anular comprende dos lados de aplicación radial dispuestos en lados opuestos de la protuberancia de freno anular. Esto garantiza un frenado óptimo en ambos sentidos de rotación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un elemento (631,1131) de freno anular para un conjunto de freno de una articulación de robot donde dicho elemento de freno anular está configurado para poder girar dispuesto sobre un árbol de motor de un motor de articulación de una articulación de robot, donde dicho árbol de motor puede girar alrededor de un eje de motor, dicho elemento de freno anular comprende una pluralidad de protuberancias de freno configuradas para aplicarse con un elemento de aplicación por lo que la aplicación entre al menos una de dichas protuberancias de freno y dicho elemento de aplicación impide la rotación de dicho elemento de freno anular alrededor de dicho eje del motor caracterizado por que dicha pluralidad de protuberancias (632a-3, 1132a-j) de freno están formadas por una infraestructura de varillas interconectadas (1021, 1121) y al menos una de dichas protuberancias de freno comprende dos varillas que forman los lados de una forma triangular y donde una parte central del elemento de freno anular forma el lado inferior (1023, 1123) de dicha forma triangular.

2. El elemento de freno anular según la reivindicación 1, en el que dichas dos varillas que forman dichos lados de forma triangular son simétricas alrededor de una línea radial (1024, 1124) que pasa por el centro de dicho elemento anular y la punta (1025, 1125) de la forma triangular.

3. El elemento de freno anular según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el ángulo (O, 0) entre dichas dos varillas que forman dichos lados de dicha forma triangular es de al menos 30 grados.

4. El elemento de freno anular según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho ángulo (O, 0) entre dichas dos varillas que forman dichos lados de dicha forma triangular es menor de 120 grados.

5. El elemento de freno anular según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la punta (1125) de dichas protuberancias de freno está configurada para aplicarse con dicho elemento de aplicación y porque dicha punta de dichas protuberancias de freno comprende un lado (1126) de aplicación radial, donde dicho lado de aplicación radial está formado como una sección de línea radial que forma parte de una línea radial (1124) que pasa por el centro de dicho elemento de freno anular.

6. Una articulación (201) de robot de un brazo robótico (200), donde dicha articulación de robot se puede conectar a al menos otra articulación (202a, 202b) de robot mediante una brida (203) de salida, dicha articulación de robot comprende un motor (205) de articulación que tiene un árbol (211) de motor que puede girar alrededor de un eje (213) de motor, dicho árbol de motor está configurado para hacer girar dicha brida de salida en relación con un alojamiento (215) de articulación y dicho motor de articulación está dispuesto en dicho alojamiento de articulación; dicha articulación de robot comprende un conjunto (229) de freno que comprende:

• un elemento de freno anular giratorio dispuesto sobre dicho árbol del motor;

• al menos un elemento elástico (235) configurado para aplicar una fuerza de presión a dicho elemento de freno anular;

• un primer elemento (236a) de bloqueo y un segundo elemento (236b) de bloqueo dispuestos en lados opuestos de dicho elemento de freno anular y dicho al menos un elemento elástico, de manera que dicho elemento de freno anular y dicho al menos un elemento elástico están dispuestos entre dichos primer elemento de bloqueo y dicho segundo elemento de bloqueo en un estado tensado;

• un elemento (239) de aplicación móvil entre una posición de aplicación y una posición de no aplicación, donde en dicha posición de aplicación dicho elemento de aplicación se aplica con dicho elemento de freno anual e impide la rotación de dicho elemento de freno anular alrededor de dicho eje del motor, y donde en dicha posición de no aplicación, dicho elemento de aplicación permite que dicho elemento de freno anual gire alrededor de dicho eje del motor;

caracterizado por que dicho elemento de freno anular es un elemento de freno anular según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. La articulación de robot según la reivindicación 6, en la que dicho elemento de freno anular es un elemento de freno según la reivindicación 5 y en la que dicho elemento de aplicación en dicha posición de aplicación se aplica a dicho lado de aplicación radial de al menos una de dichas protuberancias de freno de dicho elemento de freno anular.

8. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, caracterizada por que al menos uno de dicho primer elemento de bloqueo y de dicho segundo elemento de bloqueo es un elemento de bloqueo que se puede posicionar que puede fijarse en una pluralidad de posiciones sobre y a lo largo de dicho árbol del motor, por lo que la distancia entre dicho primer elemento de bloqueo y dicho segundo elemento de bloqueo se puede ajustar, de modo que se puede ajustar la tensión entre dicho elemento de freno anular y dicho al menos un elemento elástico.

9. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada por que dicho conjunto de freno comprende al menos un elemento (345a, 345b) de fricción anular dispuesto sobre dicho árbol del motor; donde dicho elemento de freno anular y dicho elemento de fricción anular están dispuestos en contacto físico uno junto al otro a lo largo de dicho árbol de motor, y dicho elemento de fricción anular proporciona fricción entre dicho elemento de freno anular y dicho árbol de motor.

10. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada por que dicho elemento de freno anular está dispuesto entre un primer elemento (345a) de fricción anular y un segundo elemento (345b) de fricción anular dispuesto en dicho árbol del motor, donde dicho elemento de freno anular en un primer lado está en contacto físico con dicho primer elemento de fricción anular y en un segundo lado está en contacto físico con dicho segundo elemento de freno anular.

11. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada por que al menos uno de dichos elementos de fricción anular no está dispuesto sobre dicho árbol del motor.

12. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizada por que dicho elemento de bloqueo que se puede posicionar es un anillo (236b, 636b) de ajuste a presión que tiene un diámetro ligeramente menor que dicho árbol de motor y dicho anillo de ajuste a presión es asegurado sobre el árbol del motor forzando dicho anillo de ajuste a presión sobre dicho árbol de motor.

13. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizada por que dicho al menos un elemento de bloqueo que se puede posicionar es un anillo (436b) de sujeción que comprende medios de sujeción configurados para sujetar el anillo de sujeción en una posición a lo largo del árbol de motor y mediante una fuerza tal que el anillo de sujeción se mantiene en dicha posición, cuando el elemento elástico está en un estado tensado.

14. La articulación de robot según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizada por que dicho al menos un elemento de bloqueo que se puede posicionar es un anillo (536b) de bloqueo de perno transversal enroscado en una rosca (549) prevista en dicho árbol de motor.

15. Un método para frenar una articulación de robot de un brazo robótico que comprende las etapas de:

• prever un alojamiento de articulación (961) de robot;

• disponer un motor de articulación que tiene un árbol de motor que puede girar alrededor de un eje de motor al menos parcialmente dentro de dicho alojamiento de articulación (962);

• prever un primer elemento de bloqueo en dicho árbol del motor (963);

• disponer un elemento de freno anular sobre dicho árbol del motor, de modo que dicho elemento de freno anular pueda girar en relación con dicho árbol de motor (965);

• disponer al menos un elemento elástico sobre dicho árbol de motor (966);

• prever una brida de salida conectada y giratoria por dicho árbol de motor, siendo dicha brida de salida conectable a al menos otra articulación de robot (968);

• prever un elemento de aplicación móvil dentro de dicho alojamiento de articulación (969), donde dicho elemento de aplicación es móvil entre una posición de aplicación y una posición de no aplicación, donde en dicha posición de aplicación dicho elemento de aplicación se aplica con dicho elemento de freno anular e impide la rotación de dicho elemento de freno anular alrededor de dicho eje del motor, y donde en dicha posición de no aplicación dicho elemento de aplicación permite que dicho elemento de freno anular gire alrededor de dicho eje del motor;

• mover dicho elemento de aplicación a dicha posición de aplicación (970);

caracterizado por que dicho método comprende una etapa de disponer un elemento de bloqueo que se puede posicionar sobre dicho árbol del motor (967), de modo que dicho elemento de freno anular y dicho al menos un elemento elástico estén dispuestos entre dicho primer elemento de bloqueo y dicho elemento de bloqueo que se puede posicionar y de manera que dicho al menos un elemento elástico está en un estado tensado, y dicho elemento anular de freno es un elemento anular de freno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.