JP2016509543A - 関節アームロボットの少なくとも１つのラインを案内するためのデバイス、および関節アームロボット - Google Patents

Abstract

関節アームロボット（１）の少なくとも１つのラインを案内するためのデバイス（１０）に適切な復元力が及ぼされるように、弾性復元力を及ぼすための復元機構（４０）が構成される。この復元機構（４０）は、ガイドユニット（４２、２０）と、ガイドユニット（４２、２０）に変位可能であるように取り付けられたスライダ要素（２８）とを備える。好ましくは偏向ローラ（４４、６０）として構成された少なくとも１つの偏向要素と、可撓性のストランド状の接続要素（４６、６６）とを有する弾性復元ユニットが、スライダ要素（２８）とガイドユニット（４２、２０）との間に配設される。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の特徴を有する、関節アームロボットの少なくとも１つのラインを案内するため、特に産業用ロボットのホースパックを案内するためのデバイスに関する。本発明は、さらに、そのようなデバイスを有する関節アームロボットに関する。

そのようなデバイスは、例えば、欧州特許第１ ８４８ ５７１ Ｂ１号明細書に開示されている。

今日一般に採用されている多軸産業用ロボットでは、最前部ロボットアーム（ロボットハンドとも呼ばれる）が、ロボットハンドに配設される溶接ツールなどのツールへの供給用の複数の個別ラインを設けられている。個別ラインは、例えば、電気供給ライン、電気制御ライン、データケーブル、および気体または流体用の媒体経路である。これらの個別ラインは、いわゆるホースパックを形成するように組み立てられ、ホース形状の保護ジャケット内に保持される。一方では、ロボットアーム同士の相対運動により、また特にしばしば過酷な環境条件（高温、反応性の高い媒体、例えば溶接滓など）により、このタイプのホースパックは大きな負担を受ける。

ホースパックを確実に案内できるように、通常はライン案内設備が採用され、このライン案内設備は、２つのロボットアーム間での相対移動が生じた場合にホースパックの補償移動が可能にされるように構想される。産業用ロボットでのライン案内装備は、例えば独国実用新案第２０１ １３ ７４２ Ｕ１号明細書に開示されている。

欧州特許第１ ８４８ ５７１ Ｂ１号明細書は、ガイドユニットとスライダ要素とを有するデバイスであって、スライダ要素が、ガイドユニットに対して第１の位置と第２の位置との間で長手方向に変位可能であるようにロッドによってガイドユニットに取り付けられたデバイスを述べている。さらに、螺旋ばねとして構成され、スライダ要素に対して弾性復元力を及ぼす弾性復元ユニットが提供される。

このタイプのデバイスでは、スペースの面で、できるだけ設置スペースを必要としない設計がしばしば望まれるが、同時に、できるだけ大きい補償長さが実現されるべきである。最初は相容れないこれらの要件を実現するために、例えば国際公開第２００９／０６８２３９ Ａ１号パンフレットまたは国際公開第２００５／１２３３５０ Ａ１号パンフレットにそれぞれ、ホースパック全体がデバイス内部で偏向されるデバイスが開示されている。

小さな設置スペースを有するデバイスの場合、さらに、後退端部位置へのホースパックの確実な復帰を保証するために、後退端部位置でも十分に高い復元力が及ぼされなければならないという問題もある。これは、弾性復元ユニットが、後退位置での復元力を決定する比較的高い偏倚負荷を有するように調節されなければならないことを意味する。ここでは、螺旋ばねなどの弾性復元ユニットは、例えば典型的にはフックの法則に従い、したがって、復元力は、経路が増加するにつれて線形に増加する。設置長さが短く、後退位置での所要の復元力が高い場合、これは、比較的高いばね剛性が必要とされることを意味し、このため、伸張中、望ましくないほど非常に大きく力が増加する。

欧州特許第１ ８４８ ５７１ Ｂ１号明細書 独国実用新案第２０１ １３ ７４２ Ｕ１号明細書 国際公開第２００９／０６８２３９号 国際公開第２００５／１２３３５０号

以上のことを基に、本発明は、関節アームロボットの少なくとも１つのライン、特に産業用ロボットのホースパックを案内するための改良されたデバイス、およびそのような関節アームロボット、特に産業用ロボットを提供するという目的に基づく。

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を有するデバイスによって実現される。

この装置は、特に弾性の復元力をラインに及ぼすための復元機構を有する。この復元機構は、ガイドユニットと、スライダ要素とを有し、スライダ要素は、第１の位置と第２の位置との間で変位可能であるようにガイドユニットに保持される。特に、ラインを固定するための固定要素は、スライダ要素に接続される。さらに、ガイドユニットとスライダ要素との間に効果的に配設された、すなわちスライダ要素に復元力を及ぼす特に弾性の復元ユニットが配設される。復元ユニットは、好ましくはガイドユニットに保持される偏向要素と、可撓性のストランド状の接続要素とを備え、接続要素は、偏向要素の周りを案内され、スライダ要素に接続される。弾性復元力が、可撓性のストランド状の接続要素によってスライダ要素に及ぼされる。

可撓性のストランド状の接続要素は、偏向要素の周りで特に１８０°の偏向を可能にし、さらに産業用ロボットでの所要の力を伝達するのに適した全ての要素を含むものと最初は理解される。このストランド状の接続要素は、特に、ロープタイプ、テープタイプ、またはベルトタイプの要素を含む。弾性復元ユニットは、スライダ要素に弾性復元力を及ぼすユニットまたは機能群と理解される。スライダ要素は、一般に、ライン用の固定要素を所定のトラックに沿って案内し、固定要素に復元力を伝達するための復元ユニットに接続される案内または摺動要素として理解される。特に、スライダ要素は、案内されるスライダの形態で構成される。

可撓性のストランド状の接続要素の配設およびその偏向により、復元力の適切な調節が、コンパクトな構成の設計と共に可能にされる。偏向により、弾性復元ユニットのための再調節経路が全体として増加され、したがって、ホースパックの実際の再調節移動と弾性復元要素の再調節移動との間の一種のギアリングが実施される。これにより、一方では、後退位置での十分な復元力の調節、および同時に、伸張位置での過度でない復元力が容易に可能にされる。したがって、弾性復元ユニットの適切なばね剛性を選択することができる。したがって、前記ばね剛性は、ギアリングを有さない変形実施形態に比べて全体として低い。ここでは、復元力は、用途のタイプに応じて、好ましくは４０Ｎ〜２５０Ｎの範囲内であり、好ましくは再調節経路全体にわたって少なくともほぼ一定である。

好適な改良形態では、接続要素自体が弾性であり、弾性復元力を及ぼす。したがって、接続要素全体が弾性的に伸長可能である。ここで、前記接続要素は、例えばゴムバンドの形態で構成される。特に、前記接続要素は線形の引張特性を有し、すなわち、及ぼされる復元力は、伸びに比例するように増加する。

ここで、偏向要素は、好ましくは偏向ローラであり、偏向ローラは、接続要素を偏向させるための摩擦力をできるだけ低く保つように取り付けられる。

好ましい改良形態では、少なくとも１つのさらなる偏向要素、特に同様に偏向ローラが配設され、接続要素が複数の偏向要素の周りを案内される。複数の偏向により、少なくとも１つのラインの再調節経路と接続要素の再調節経路との間のギアリング比はさらに増加される。

好適には、さらなる可撓性のストランド状の接続要素は、第１の接続要素と平行であるように配設される。この手段はまた、復元力の適合を改良する働きもする。スライダ要素が中央で案内される場合、好ましくは、２つの接続要素がスライダ要素の両側に配設され、それにより、一様に、モーメントを伴わずにスライダ要素に復元力を伝達することが実現される。

好適には、スライダ要素自体が、長手方向で変位可能であるようにガイドレールに取り付けられる。ここで、ガイドレールは、ガイドユニットの一部であり、ガイドユニットに接続され、またはガイドユニットに成形される。できるだけ小さい摩擦で案内できるように、ここでは、スライダ要素は、ころ軸受ユニットによって取り付けられる。このために、前記ころ軸受ユニットは、好適には、ころ軸受を有するケージを有し、ケージは、ガイドレール内部に案内されて、長手方向に変位可能であり、スライダ要素は、ケージ内またはケージ上に案内されて、長手方向に変位可能である。ここで、ガイドレールは、特にガイドユニットの中央に配設され、中央のガイドレールと平行に延びる正確に２つの接続要素が配設される。ここでは、少なくとも１つの偏向ローラが、各接続要素に割り当てられる。

一般に、接続要素は、一端で固定点に、特にガイドユニットに固定される。偏倚負荷は、固定点を位置決めすることおよび／または弾性復元ユニットのばね定数を選択することによって、それぞれの用途のタイプに適するように調節することができる。ここで、固定点は、好適には、弾性復元ユニットの偏倚負荷を調節するために再調節可能である。これにより、現場で、すなわち産業用ロボットへの取付け中に、できるだけ良い調節を実現することが可能である。このために、例えば複数の個別の穴の形態や、固定要素を中で再調節可能な細長い穴の形態など、固定要素に関する様々な固定可能性がガイドユニットに好適には準備されている。

好適には、ガイドユニットは、さらにベースプレートを有し、ベースプレートにガイドレールが固定される。好ましくは、ベースプレートは、さらに、ロボットアームに取り付けるための取付けプレートとして構成される。したがって、前記ベースプレートは、好適には穴を有し、これらの穴によって、ロボットアームで直接的にまたは間接的に固定が可能にされる。

好適には、ガイドクランプは、スライダ要素とは異なり、特にガイドユニットに定置固定される。このガイドクランプにより、取付け状態でライン、すなわちホースパックが摺動式に変位可能であるように案内される。

代替変形実施形態によれば、接続要素は弾性復元要素に接続され、弾性復元要素により、復元力が及ぼされる。好ましくは、復元要素は、螺旋ばねユニットである。この場合にも、接続要素の経路の延長によって、この螺旋ばねの再調節経路が適切に延長される。この場合には、接続要素自体は、伸長性を全く有さないか、またはわずかしか有さない。前記接続要素は、例えばロープとして構成される。

好適な改良形態では、非円形の、または偏心で取り付けられた回転要素が配設され、接続要素が回転要素の周りを案内され、回転要素と固定され、したがって、接続要素の移動が回転要素の回転移動をもたらす。回転要素の非円形の形態または偏心の取付けは、接続要素の係合点と回転要素の回転中心との間のレバーアームの変化をもたらす。ここで、この変化は、スライダ要素の現在の位置とは無関係に、スライダ要素に作用する復元力が少なくとも実質的に一定であるように調節される。

好ましい実施形態によれば、ガイドユニットはさらに、曲線状に構成される。したがって、このデバイスによって、ホースパック全体が所定の曲線運動トラックに沿って案内される。

これは、いくつかの適用分野、例えば医療エンジニアリングで特に有利であり、ホースパックは、曲線トラックに沿って所定の様式で案内される。

特に、このタイプの設計の場合、偏向要素は、例えば玉継手によってガイドユニットに関節式に取り付けられる。これにより、偏向要素は、その向きを接続要素のガイドのそれぞれの条件に最適に調節される。

特に好適な実施形態では、復元機構は、ハウジング内に収容され、ハウジングは、長手方向に延びるスロット形状の開口を有し、開口によって、少なくとも１つのライン、すなわちホースパックを固定するための固定要素が、ハウジング内に配設されたスライダ要素に接続される。固定要素は、このスロット形状の開口で、またはその開口の内部で変位可能である。これにより、全体として非常にコンパクトな設計が可能にされ、それと同時に復元機構が保護される。ここで、復元機構は、特に、偏向要素が固定されたガイドユニットと、スライド要素および接続要素とを含む。

したがって、例えば国際公開第２００９／０６８２３９ Ａ１号明細書または独国特許出願公開第１０ ２００４ ０２８ ５７７ Ａ１号明細書に開示されるような変形実施形態とは異なり、ホースパック自体はハウジング内に案内されない。復元機構は、ホースパックから切り離して、個別のハウジング内で保護された状態で挿入される。接続は、単にスロット形状の開口によって行われ、その開口に沿って固定要素が進む。この装置の変形実施形態は、基本的には、偏向要素とストランド状の接続要素とを有する復元機構の特別な構成なしでも実現可能である。この構成は、請求項１５に記載の特徴に対応し、したがって独立した発明ともみなされる。

好適には、ここで、ハウジングは、互いに逆側に位置する２つのスロット形状の開口を有し、固定要素は、互いに逆側に位置する２つのブラケットアームを有するブラケットを有し、ブラケットアームは、それぞれ２つの開口を通ってハウジング内に延びる。これにより、ホースパックの確実な案内が実現され、特に、傾斜モーメントが復元機構に導かれない。

好適には、ハウジングは、基部としての既述のベースプレートと、ハウジングカバーとを備え、ハウジングカバーは、ベースプレートに取り付けられた復元機構を完全にカバーする。したがって、復元機構全体がハウジングカバーによってカバーされる。

ここで、ブラケットは、好ましくは、例えばＵ字アームまたはＣ字アームの形態でハウジングカバーに係合し、好適には、少なくとも１つのライン、特にホースパックを固定するためのクランプが、前記ブラケットの中央に、すなわちハウジングカバーの上に配設される。

さらに、この目的は、このタイプのデバイスを有する関節アームロボットによって実現される。多軸産業用ロボット、特にロボットアームの場合、デバイスは、ここで、ロボットハンドの方向でいわゆる軸３に従うように、したがって好適にはロボットアームの後部領域、すなわち軸３の近くに固定される。

本発明の例示的実施形態を、図面によって以下により詳細に説明する。

ホースパックを案内するためのデバイスを有する産業用ロボットを示す概略図であって、ホースパックが後退開始位置に位置されている図である。 図１ａによる産業用ロボットの概略図であって、ホースパックが完全に伸張した位置に位置されている図である。 第１の変形実施形態によるホースパックを案内するためのデバイスの斜視図である。 図２に示されるデバイスの復元機構の斜視図である。 図３に示される復元機構の側面図である。 図２に示される復元機構の平面図である。 復元機構のガイドレールの平面図である。 第２の変形実施形態の復元機構の斜視平面図である。 復元機構のガイドレールのさらなる変形実施形態の部分図である。 復元機構の第３の変形実施形態の斜視図である。 復元機構の第４の変形実施形態を示す図である。 復元力のプロファイルを示すためのグラフを示す図である。

同じ効果を有する部分は、図中で同一の参照符号を付されている。

図１Ａおよび図１Ｂに、関節アームロボットが２つの異なる姿勢で示されている。この関節アームロボット１は、多軸産業用ロボット、例えば特に６軸産業用ロボット、または医療用ロボットである。前記ロボットは、ベース８と、第１のセグメントとを有し、第１のセグメントは、スイングアーム４とも呼ばれ、第１の関節継手Ｒ１によってベース８に接続される。スイングアーム４は、この第１の関節継手Ｒ１の周りで水平軸の周りで枢動可能である。補完的に、スイングアーム４は通常、ベース８に対して垂直軸の周りで枢動可能である。スイングアーム４は、上に向かってほぼ垂直方向に延在する。一般にロボットアーム２と呼ばれる第２のセグメントは、いわゆる「軸３」の周りで枢動可能であるように、第２の関節継手Ｒ２でスイングアーム４に接続される。最後に、第３のセグメントとして、ロボットハンド３が、第３の関節継手Ｒ３によって第２のセグメント２に接続される。最後に、例えば溶接クランプなどの処理ツール６が、ロボットハンド３に取り付けられる。このタイプの産業用ロボット１は、合計で６つの異なる移動自由度を有する。

処理ツール６に電気および／または流体および／またはデータ信号が供給されるように、産業用ロボット１は、供給ラインパック７を有し、供給ラインパック７は、ロボットアーム２に沿って案内され、そこからベース８に接続される。ロボットアーム２の領域内の供給ラインパック７は、保護ホース内で案内される。以下では、供給ラインパック７は、保護ホースと合わせて、ホースパック９とも呼ぶ。しばしば、第２の関節継手の領域内に供給ラインパック７のための取外し点が配設され、ホースパック９は、交換可能な摩耗品としてこの取外し点に案内される。

図１Ｂから分かるように、第３の関節軸Ｒ３の周りでの回転移動中、ホースパックに牽引運動が及ぼされる。図１による開始位置への逆戻り移動中、ホースパックは、開始位置に再び引き戻されなければならない。

このために、ホースパック９を案内するためおよび引き戻すためのデバイス１０が、ロボットアーム２の第２の関節継手Ｒ２の領域内に固定される。これは、図１Ａおよび図１Ｂには非常に簡略的にのみ示されている。固定クランプ１４がこのデバイス１０に属し、デバイスによって及ぼされる復元力がホースパック９に伝達されるように、ホースパック９は、固定クランプ１４で特に嵌合式にしっかりと保持される。

ホースパック９は、ロボットハンド３に向けられたその前端部で、さらなる固定クランプ１５によってさらに固定され、それにより、ホースパック９は、２つの固定クランプ１４、１５の間で張力を受けて保持される。例示的実施形態では、ホースパック９は、これら２つの固定クランプ１４、１５の間に延在し、したがって固定クランプ１４、１５で終端する。個別のラインまたは供給ラインパック７は、これらの位置で保護ホースから出る。

デバイス１０の第１の変形実施形態が、図２〜図６に示されている。

デバイス１０はハウジング１６を備え、ハウジング１６は、ハウジングカバー１８と、ベースプレート２０とを有する。例示的実施形態では、ハウジング１６は、２つの長手方向スロット２２を有し、スロット２２は、互いに逆側に位置し、デバイスの長手方向ｚに延在する。長手方向ｚは、同時にホースパック９の長手方向にも対応する。

固定クランプ１４は、ブラケット２４に固定され、ブラケット２４は、概してＵ字アームまたはＣ字アームとして形作られる。ブラケット２４は、ここでは、ハウジングカバー１８の上側に沿って延び、２つのブラケットアーム２６を有し、ブラケットアーム２６は、例示的実施形態では、スライダ要素２８の側方に突出する側方フランジに接続される。後でさらに詳細に説明するように、ブラケット２４は、固定クランプ１４と共に、長手方向スロット２２に沿って変位可能であるように取り付けられる。例示的実施形態では、ブラケット２４は、固定クランプ１４と共に固定要素を形成し、この固定要素にホースパック９が保持される。

両方向に概してトランペット状に広がるガイドインサート３２を有するガイドクランプ３０が、固定クランプ１４とは逆側のデバイス１０の端部に配設される。取付け状態で、ホースパック９は、このガイドインサート３２内部で摺動式に変位可能であるように案内される。対照的に、ホースパック９は、固定クランプ１４では特に嵌合によって定置固定される。このために、固定クランプ１４は、特に内部環状溝を有するように構成され、環状溝内に、ホースパック９の対応する環状ウェブが係合する。ここではより詳細には示さない一変形形態では、固定クランプ１４および／またはガイドクランプ３０は、ホースパック９が長手方向ｚに対して傾斜移動を行うことができるように構成される。図から分かるように、どちらのクランプ１４、３０も２つのハーフシェルから構成され、ハーフシェルは、接続要素（ねじ）によって相互接続される。これにより、ホースパック９の簡単な交換が可能にされる。

既述のスライダ要素２８と、ガイドレール４２と、第１の偏向ローラ４４と、弾性ロープタイプの接続要素４６とを備える復元機構４０が、ハウジング１６の内部に構成される。ホースパック９を案内するためのガイドユニットは、ガイドレール４２とベースプレート２０によって形成される。取付け状態で、このガイドユニットは、産業用ロボット１に固定、例えばねじ留めされる。接続要素４６は、例えば、弾性ロープ、弾性テープ、または別の弾性可撓要素である。接続要素４６の一端は、固定要素４８に固定され、固定要素４８は、同様に復元機構４０の一部であるベースプレート２０に定置保持される。接続要素４６の他端は、スライダ要素２８に固定される。しかし、その前に、接続要素４６は、ベースプレート２０の逆側の端部でベースプレート２０に実質的に固定されている第１の偏向ローラ４４の周りを案内される。

例示的実施形態では、合計で２つの接続要素４６が配設され、これらは、それぞれ、デバイス１０の中心長手方向軸に対して互いに対称であるように配設および構成され、それにより、スライダ要素２８に対して力が一様に加えられる。２つの接続要素４６の端部は、スライダ要素２８の側方に突出するアームに係合する。ここでは、２つの接続要素４６は、中心に位置されたガイドレール４２の両側に延びる。

スライダ要素２８は、摩擦要素５０によってガイドレール４２の内部に取り付けられ、特に玉軸受によって取り付けられる。特に図６から分かるように、摩擦要素５０は、ケージ５２の内部に変位可能に配設され、ケージ５２は、複数の転動体、特にボール５４を受け取る。さらに、ケージ５２自体は、ボール５４と共に、ガイドレール４２内部に変位可能に取り付けられる。ケージ５２は、ガイドレール４２の長さのほぼ半分にわたって延在する。摺動ブロックの形態で構成された摩擦要素５０は、スライダ要素２８の一部である。ガイドレール４２の上方に、スライダ要素２８がプレート状に構成される。ここでは、摩擦要素５０は、好ましくは複数のねじによってこのプレートに固定される。

特に図３から分かるように、固定プレート２０はラグを有し、ラグは、側方へ下向きに角度を付けられ、ほぼ１段分の段差が付いており、ブラケット２４が固定される端部ラグ５６を有する。ここでは、ラグ５６は、概してベースプレート２０の高さまで下に延ばされ、長手方向スロット２２を通して外に延ばされる。長手方向スロット２２は、ベースプレート２０にある窪みによって構成される。

さらに図４から分かるように、ガイドクランプ３０は、ベースプレート２０の端部領域内でベースプレート２０に接続され、その端部領域には固定要素４８も固定される。複数の固定穴５８がベースプレート２０に構成され、固定穴５８によって、産業用ロボット１へのデバイス１０全体の固定が行われる。ここで、複数の固定穴５８により、デバイス１０は、異なる穴配置を有する様々な産業用ロボット１に適合させることができ、または様々な位置に配設することができる。したがって、ベースプレート２０は同時に、取付けプレートを画定する。

図７は、復元機構４０の代替変形実施形態を示し、この代替変形実施形態は、基本原理に関しては第１の変形実施形態と同様である。第１の変形実施形態とは異なり、ここでは第２の偏向ローラ６０がベースプレート２０に固定され、それにより、２つの偏向ローラ４４、６０が、互いに逆側のベースプレート２０の端部に配設され、弾性接続要素４６が２度偏向される。ここでは、中心に位置決めするのではなく、２つの縁部ガイドレール４２が構成され、それにより、ベースプレート２０は、これらのガイドレール４２と共に、断面で見て概してＵ字形のガイドユニットを形成する。スライダ要素２８は、両側で２つのガイドレール４２に取り付けられる。図８から分かるように、ここでは、取付けは、特に、ガイドレール４２に沿って進むトラックローラ６２によって行われる。ここでは、ガイドレール４２は、概してＣ字断面となるように構成され、合計で３つのトラックローラ６２が配設され、これらのトラックローラ６２は、一方では上に向けて、および他方では下に向けてＣ字断面に支持される。長手方向は、図に示される方向ｚに対応する。本明細書で述べる全ての変形実施形態の固定クランプ１４は、好ましくは、方向ｘおよび／または方向ｙにわずかに傾斜可能である。

図７による復元機構４０の修正変形実施形態が、図９に示される。図７による変形実施形態とは異なり、ここでは、ベースプレート２０、したがってまたガイドユニットは、曲線状に構成されたガイドレール４２を有するベースプレート２０によって形成され、したがって、固定クランプ１４の変位は、曲線状トラックに沿って進む。ここでは、偏向ローラ４４、６０は、例えば関節式にベースプレート２０に固定される。

最後に、復元機構４０のさらなる変形実施形態が、図１０に示される。この変形実施形態もまた、トラックローラ６２によって取り付けられたスライダ要素２８を有する、縁部に配設されたガイドレール４２を示す。前の変形実施形態では、接続要素４６自体が弾性的に構成されているが、ここでは、非弾性の、伸長可能でない接続要素６４として構成される。

ここで、接続要素６４の一端は、弾性復元要素６６に固定される。弾性復元力が及ぼされるように、前記弾性復元要素６６は、ばね要素を備え、ばね要素は、特に螺旋ばね６８として構成される。補完的に、復元要素６６は、回転可能に取り付けられた回転要素７０をさらに備え、回転要素７０は、偏心軸７２の周りで回転可能である。偏心軸７２は同時に、螺旋ばね６８の中心軸を定義する。接続要素６４は、対応する溝内で回転要素７０の周りを案内され、回転要素７０に固定される。

力のモーメントが接続要素６４によって螺旋ばね６８に伝達されるように、回転要素７０での接続要素の固定点と軸７２との間にレバーアームが構成される。螺旋ばね６８は、その一端で軸７２に固定され、その他端で回転要素７０に固定される。好適には、回転要素７０の設計は、スライダ要素２８の変位中にスライダ要素２８に及ぼされ、したがってまた固定クランプ１４に及ぼされる復元力が一定であるように構成される。したがって、螺旋ばね６８の弾性復元力の増加は、例えば回転要素７０にわたるレバーアームの短縮によって補償される。したがって、好適には、固定クランプ１４に作用する復元力は、前記固定クランプ１４の再調節経路全体にわたって一定である。

図７〜図１０に示される２つの外側にあるガイドレール４２を有する復元機構の変形実施形態においても、ハウジング１６を有する図２と同様の変形実施形態が可能にされる。したがって、全ての変形実施形態の復元機構４０をハウジング１６内に組み込むことができる。例えば偏向要素４４、６０を用いずに、例えば螺旋ばねと共に、さらなる復元機構４０を配設することもできる。図２の変形実施形態とは異なり、この場合の長手方向スロット２２は、側方には配設されず、ハウジングカバー１８の上側に配設され、それにより、固定クランプ１４はハウジングカバー１８の上に延びる。

全ての変形実施形態において、復元機構４０は、偏倚された復元機構であり、したがって、初期位置、すなわち位置ｚ＝０で既に復元力Ｆを及ぼす（図１０での座標系を図１１と共に参照されたい）。

接続要素４６、６６、特に弾性接続要素４６の偏向により、長さ、したがってまた偏倚負荷の力を容易に調節することができ、前記偏倚負荷がデバイス１０の寸法によって決定されない。

この状況が図１１に示されており、この図には、長手方向ｚでの伸びに対する復元力Ｆが様々な状況に関して示されている。位置ｚ＝０（座標系の２つの軸の交点）は、ここでは、偏倚力Ｆ_２を定義する。弾性復元ユニットの復元力は線形であり、したがって、長手方向ｚでの伸びが増加するにつれて、力Ｆは、弾性復元ユニットによって予め定義されるばね定数に従って線形に増加する。最大伸張長さ、すなわち後退位置と伸張位置との間の伸張長さが、図１１に符号ｄによって示されている。伸張位置では、復元力Ｆ_１が実現される。−ｚ軸に、特に接続要素４６、６６に関する長さ調節の変更可能性が示されており、これは、偏向ローラ４４、６０と、固定要素４８の再調節可能性とによって定義される。非伸張初期位置での接続要素４６、６６の長さは、図５に偏倚長さｌとして示されている。偏倚長さｌ’がごく小さい場合、比較的高いばね定数、すなわち高い勾配が、所望の偏倚負荷Ｆ_２を実現するために必要とされる。しかし、さらなる伸張中、すなわち長手方向ｚでの固定クランプ１４のオフセット中、これは、復元力Ｆの急激な増加をもたらし、それにより、図１１の例示的実施形態では、（非常に）高い復元力Ｆ_１’が伸張位置で実現される。しかし、所望の復元力Ｆ_１のみが実現されるようにばね定数を減少させると、後退位置での偏倚力Ｆ_２’が低すぎる。

対照的に、より長い偏倚長さｌが調節される場合、同じ偏倚負荷Ｆ_２が、かなり低い勾配、したがってまたより低いばね定数で既に実現され、それにより、再調節経路ｄにわたる力の増加ΔＦ＝Ｆ_１−Ｆ_２はかなり低く、最終的に所望の復元力Ｆ_１が実現される。

したがって、全体として、この手段により、すなわち偏倚長さｌを調節することにより、変位経路ｄの端部での偏倚力Ｆ_２および復元力Ｆ_１を適切に調節することができる。同様に、偏倚力Ｆ_２と復元力Ｆ_１との比、したがってまた力の増加ΔＦも調節される。接続要素４６、６６の偏向により、デバイス１０の構成長さが短い場合にも、偏倚力Ｆ_２を有する所定の偏倚負荷を適切に調節することができる。接続要素４６自体は、特に、復元力を及ぼすための弾性要素として構成される。

１ 産業用ロボット
２ ロボットアーム
３ ロボットハンド
４ スイングアーム
６ 処理ツール
７ 供給ラインパック
８ ベース
９ ホースパック
１０ デバイス
１４ 固定クランプ
１６ ハウジング
１８ ハウジングカバー
２０ ベースプレート
２２ 長手方向スロット
２４ ブラケット
２６ ブラケットアーム
２８ スライダ要素
３０ ガイドクランプ
３２ ガイドインサート
４０ 復元機構
４２ ガイドレール
４４ 第１の偏向ローラ
４６ 弾性接続要素
４８ 固定要素
５０ 摩擦要素
５２ ケージ
５４ ボール
５６ ラグ
５８ 固定穴
６０ 第２の偏向ローラ
６２ トラックローラ
６４ 非弾性接続要素
６６ 弾性復元要素
６８ 螺旋ばね
７０ 回転要素
７２ 偏心軸
Ｒ_１ 第１の関節継手
Ｒ_２ 第２の関節継手
Ｒ_３ 第３の関節継手
ｚ 長手方向

Claims (19)

1. 関節アームロボットの少なくとも１つのラインを案内するため、特に産業用ロボット（１）のホースパック（９）を案内するためのデバイス（１０）であって、前記ラインに弾性復元力を及ぼすための復元機構（４０）を有し、前記復元機構（４０）が、ガイドユニット（４２、２０）と、スライダ要素（２８）とを有し、前記スライダ要素（２８）が、第１の位置と第２の位置との間で変位可能であるように前記ガイドユニット（４２、２０）に保持され、デバイス（１０）がさらに、特に弾性の復元ユニットを有し、前記復元ユニットが、前記スライダ要素（２８）に対して復元力を及ぼすために、前記ガイドユニット（４２、２０）と前記スライダ要素（２８）との間に効果的に配設される、デバイス（１０）において、
   前記復元ユニットが、少なくとも１つの偏向要素（４４）と、可撓性のストランド状の接続要素（４６、６４）とを有し、前記接続要素（４６、６４）が、前記偏向要素（４４）の周りを案内され、前記スライダ要素（２８）に接続される
   ことを特徴とするデバイス（１０）。
2. 前記接続要素（４６）が、弾性であり、前記復元力を及ぼすことを特徴とする請求項１に記載のデバイス（１０）。
3. 前記偏向要素（４４）が、取り付けられた偏向ローラ（４０）として構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス（１０）。
4. 少なくとも１つのさらなる偏向要素（６０）が提供され、前記接続要素（４６、６４）が、前記複数の偏向要素（４４、６０）の周りを案内されることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス（１０）。
5. さらなる可撓性のストランド状の接続要素（４６、６４）が、前記第１の接続要素（４６）と平行であるように案内されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
6. 前記ガイドユニット（４２、２０）がガイドレール（４２）を有し、前記ガイドレール（４２）に、前記スライダ要素（２８）が、長手方向で変位可能であるように取り付けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
7. 前記スライダ要素（２８）が、ころ軸受ユニット（５２、５４）によって取り付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
8. 前記接続要素（４６）が、一端で固定要素（４８）に固定され、前記固定要素（４８）が、偏倚負荷を調節するために再調節可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
9. 前記ガイドユニット（４２、２０）が、ベースプレート（２０）を有し、前記ベースプレート（２０）に前記ガイドレール（４２）が特に中心に固定され、前記ベースプレート（２０）が、特にロボットアーム（２）に取り付けるための取付けプレートとして構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
10. ガイドクランプ（３０）が、前記ガイドユニット（４２、２０）に定置固定され、前記取付け状態で、前記ラインが前記ガイドクランプ（３０）を通して摺動変位可能であるように案内されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
11. 前記ストランド状の接続要素（６４）が、弾性復元要素（６６）に接続されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
12. 前記ストランド状の接続要素（６４）が、非円形の、または偏心に取り付けられた回転要素（７０）の周りを案内され、前記回転要素（７０）に固定され、前記接続要素（６４）の移動が、前記回転要素（７０）の回転移動をもたらし、前記回転要素（７０）の前記非円形の形態または前記偏心の取付けにより、レバーアームの変化をもたらすことを特徴とする請求項１１に記載のデバイス（１０）。
13. 前記ガイドユニット（４２、２０）が曲線状に構成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
14. 前記偏向要素（４４）が、前記ガイドユニット（４２、２０）に関節式に取り付けられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
15. 特に請求項１〜１４のいずれか一項に記載の、前記ラインに弾性復元力を及ぼすための復元機構（４０）を有する、関節アームロボットの少なくとも１つのラインを案内するためのデバイス（１０）であって、前記復元機構（４０）が、ハウジング（１６）内に収容され、前記ハウジング（１６）が、長手方向（ｚ）に延びるスロット形状の開口（２２）を有し、前記開口（２２）によって、前記ラインを固定するための固定要素（１４、２４）が、前記ハウジング（１６）内に配設された前記復元機構（４０）のスライダ要素（２８）に接続されるデバイス（１０）。
16. 前記ハウジング（１６）が、２つのスロット形状の開口（２２）を有し、前記開口（２２）が互いに逆側に位置し、前記固定要素（１４、２４）が、２つのブラケットアーム（２６）を有するブラケット（２４）を備え、前記ブラケットアーム（２６）が、互いに逆側に位置し、それぞれ前記２つの開口（２２）によって前記ハウジング（１６）内の前記スライダ要素（２８）に接続されることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス（１０）。
17. 前記ハウジング（１６）が、基部としてのベースプレート（２０）と、ハウジングカバー（１８）とを有し、前記ハウジングカバー（１８）が、前記ベースプレート（２０）と、前記ベースプレート（２０）に取り付けられた前記復元機構（４０）とを完全に覆うことを特徴とする請求項１５または１６および請求項９のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
18. 前記固定要素（１４、２４）が、前記ラインを固定するための固定クランプ（１４）を有し、前記固定クランプ（１４）が、前記ハウジング（１６）の外に配設されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載のデバイスを有する関節アームロボット（１）。

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