WO2017153500A1 - Roboterarm - Google Patents

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WO2017153500A1
WO2017153500A1 PCT/EP2017/055494 EP2017055494W WO2017153500A1 WO 2017153500 A1 WO2017153500 A1 WO 2017153500A1 EP 2017055494 W EP2017055494 W EP 2017055494W WO 2017153500 A1 WO2017153500 A1 WO 2017153500A1
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WO
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arm
joint
spacer
longitudinal
motor
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/055494
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Raak
Felix BERGER
Original Assignee
Igus Gmbh
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Publication date
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Priority to US16/082,460 priority patent/US10786897B2/en
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046Revolute coordinate type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00Arms
    • B25J18/02Arms extensible

Definitions

  • the invention relates to a robot arm with at least two pivotally interconnected directly driven arm joints.
  • Such robot arms for an industrial robot are well known.
  • robots are known in which the drives for the arm joints of a robot arm are arranged on the base of the robot and laborious over, for example, guided on the robot arm Bowden cables as power transmission means according to the distance of the respective arm joint to the drive long and solid paths with the respective joints to be moved connected. This gives a fixed distance to the joint, which determines the length of the power transmission means, which allows no adaptation to changing conditions of use of the robot without costly conversion work.
  • An object of the invention is to provide a generic robotic arm for a robot in which the energy required to move the parts during the pivoting of the wrist joint is reduced. Furthermore, an unobtrusive adaptation of the robot arm to changing conditions of use of Robot be possible.
  • the stated object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments are described in the subclaims.
  • the stated object is already achieved in that at least one of the two arm joints has a motor part and a hinge part, these two parts are arranged spaced apart from each other via a spacer and the other arm joint relative to the one arm joint positionally arranged attacking the spacer of the one arm joint is.
  • engine part and hinge part are not directly coupled. Between engine part and hinge part, the spacer is arranged. About the spacer, the engine torque can be transmitted from the engine part to the joint part.
  • This arrangement enables advantageous embodiments of the robot arm described below.
  • the other arm joint can be fixed in the installation position to the one wrist joint. It can attack in the installed position variable in position on the spacer of an arm joint. The distance of the point of application in which the other wrist joint engages the one wrist joint can be changed to the motor part and to the joint part.
  • one arm joint can be arranged relative to the other arm joint with respect to a following direction from a base of the robot arm to its free end behind the other wrist joint.
  • the robot arm can be adapted to the changing conditions of use of the other arm joint on the one wrist joint, for example.
  • the leverage ratios of the two arm joints, the possible pivoting radii of the two arm joints relative to each other and / or achievable via the arm joints widths of Robot arm can be adjusted.
  • In the engine part is primarily an axial engine torque, which is transmitted on the output side via the spacer to the joint part and is converted in the joint part in a torque perpendicular to the motor axis.
  • the spacer achieves a spatial separation from the location of the torque generation by the motor in the motor part to the location of the torque conversion in the joint part.
  • the change in position takes place in or approximately in the longitudinal direction of the spacer.
  • the change in position can take place via a preferably linear path between the engine part and joint part.
  • the change in position can also take place via an at least partially curved and / or angled path between the engine part and joint part.
  • the change in position can be done by moving.
  • the other arm joint may be slidably disposed on the spacer of the one wrist joint.
  • the shift may be made with respect to a displacement path according to the above-described attitude change.
  • the displacement of the other arm joint on the one arm joint can be done for example during assembly or for adjustment of the robot arm by the displacement takes place to a certain point and the other wrist joint is then fixed to the one wrist joint.
  • the other arm joint is arranged on the spacer of the one arm joint motorized variable in position.
  • the other wrist joint can be fixed via the motor drive at any point or at selected points via the travel path on the spacer part of the one wrist joint.
  • the two arm joints can have a motor part and a joint part, wherein these two parts are arranged spaced apart from each other via the spacer part.
  • the arm joints can each have a motor part and a joint part, wherein these are arranged spaced apart from one another via the spacer part.
  • the other arm joint with its joint part laterally or frontally and although laterally on the spacer of an arm joint attacking the same be slidably fixed.
  • the lateral or frontal attack refers to the longitudinal extension of the respective arm joint or to the torque transmission direction from the motor part to the joint part.
  • a lateral attack of the joint part is advantageous for example in a joint part with worm gear.
  • the pivot axis can be arranged perpendicular to the longitudinal extent of the attacking on one arm joint other wrist joint.
  • An end-face attack is advantageous, for example, in a joint part with a conventional gear, such as planetary gear or harmonic drive gear, in which the pivot axis is arranged in each case in the longitudinal extent of the attacking on one arm joint other wrist joint.
  • panning also means twisting.
  • the spacer can be constructed from a longitudinal profile section.
  • the longitudinal profile section may be a standard longitudinal profile.
  • the longitudinal profile sections of the individual arm joints of the robot arm can form a support structure for stabilizing the same.
  • the longitudinal profile section can be easily cut to length from a longitudinal profile in the desired length.
  • the other wrist joint may be longitudinally slidably guided and fixed at a particular point along the length of the longitudinal profile section thereof.
  • the longitudinal profile section has a groove profile into which the other arm joint engages, for example via a guided in a longitudinal groove of the groove profile driver, such as sliding block, longitudinally displaceable.
  • the longitudinal profile section may be made of an aluminum material or plastic.
  • the hinge part of the other arm joint for torque transmission have a turntable.
  • the turntable can be used for lateral support on the
  • the supporting projection can have a contact surface, which bears laterally against the longitudinal profile section in the installation position, for slidingly abutting the other arm joint on the spacer part of the one arm joint.
  • a contact surface which bears laterally against the longitudinal profile section in the installation position, for slidingly abutting the other arm joint on the spacer part of the one arm joint.
  • Loughsprofilabites be particularly connected by the fact that at least one of these screw provided in an on the associated driver or sliding block
  • Arm joints can be arranged in the installed position perpendicular to the longitudinal direction of at least the region of the spacer, in the other arm joint engages the spacer.
  • the support projection may be a support profile with the
  • This support profile can be
  • the plant side surface may be formed adapted to the outer profile of the longitudinal profile section.
  • the plant side surface can with respect to a
  • Cross section have an L-profile or a U-profile. You can also at least a section, preferably
  • power transmission means such as belts, in particular toothed belts, or
  • Momentum transmission shaft such as a cylindrical shaft, worm shaft or spindle, be provided for transmitting the engine power from the engine part to the joint part.
  • the power transmission means may be arranged guided in and / or on the spacer.
  • the power transmission means can be arranged on the outside, for example, in an outwardly open groove.
  • the spacer it is considered more advantageous for the spacer to have at least one guide channel connecting the motor part and joint part for receiving the force transmission means between the motor part and joint part and / or provided lines, such as control and / or supply lines.
  • these components are combined and arranged protected guided. It can be arranged separately in a guide channel power transmission means and lines.
  • the two guide channels can laterally completely separate from each other be separated.
  • the guide channel may extend into the engine part and / or the joint part.
  • the spacer may have at least two adjoining longitudinal profile sections.
  • the longitudinal axes of the two longitudinal profile sections may in this case include an angle of less than 180 °.
  • At least at one of these longitudinal profile sections another arm joint is connected, which is laterally guided displaceably fixed. It can be connected to each of the longitudinal profile sections another wrist joint.
  • the two longitudinal profile sections can be connected to each other via an angle.
  • the angle part may have the guide channel for the power transmission means and lines. This can pass in alignment in the guide channel of each connected to the angle section longitudinal profile section.
  • the angle part can have deflection means for deflecting the force transmission means and lines in the guide channel.
  • the implementation of the change in direction of the power transmission means in the angle part can be realized for example via bevel gears in shaft transmission or pulleys at belt transmission.
  • the two other arm joints here can have the same size and / or same structure, but also differ in structure and / or size.
  • connection of the motor part and / or joint part respectively to the spacer can be provided between the motor part and spacer and / or between hinge part and spacer each have a coupling part.
  • this coupling part can be designed as a dog clutch.
  • this Coupling member may preferably connect the guide channel in alignment with the spacer.
  • the guide channel can also be aligned with the guide channel in the motor part and / or connect to the joint part.
  • a fastening element in particular a fastening cap can be provided, by means of which the coupling part is arranged fixed in the installed position on the longitudinal profile section.
  • Moment transmission shaft be rotatably mounted in the coupling part.
  • a plain bearing sleeve can be integrated into the fastening part, in which the torque transmission shaft is guided guided.
  • This plain bearing sleeve can be formed lubricant-free.
  • other arm joint can also be arranged guided on the spacer part.
  • the motor drive for this purpose can be arranged on one of the two arm joints.
  • this motor drive is designed as a linear drive. This has the advantage that both forms of movement, i. the relative pivoting of the one wrist joint to a base or an arm joint subsequent to the base, and the relative linear movement of the other wrist joint to the one wrist joint independently, i. can also be done simultaneously.
  • the linear drive described above can act from the other arm joint 22 via pinion 81 and rack on the longitudinal profile portion of the one arm joint, which causes the longitudinal displacement of the other arm joint.
  • the linear drive can act from the one arm joint directly on the spacer part 5 of this arm joint.
  • the linear drive can be Have rotational part and linear part. He may have a usual motor drive associated with him, for example, worm and rotary spindle as a rotary part.
  • the linear drive can act by coupling a linear movement of the one arm joint on the spacer part of this arm joint.
  • the above-mentioned driver can serve as a thrust body or linear body.
  • the rotary spindle can be driven by means of a motor drive arranged in the motor part.
  • the rotary spindle may extend through the longitudinal groove of the groove profile towards the driver and axially engage through the same under threaded engagement.
  • the driver may have an internal thread and be mounted rotationally displaceable in the longitudinal groove.
  • the driver and the longitudinal groove can usually be designed in such a way that a displacement takes place as smoothly as possible.
  • the motor part of the one arm joint also assumes the linear relative movement of the other arm joint on the one arm joint.
  • a change gear can be interposed, via which either the engine power to the joint part of the one arm joint or to the other arm joint to the linear relative movement of the spacer is transferable.
  • the circuit of the change gear preferably be made electromagnetically.
  • the linear drive of the other arm joint via a pinion as a rotating part and a rack as a linear part on the longitudinal profile section cause the longitudinal displacement of the other arm joint.
  • the motor drive of the linear drive can be arranged on the other arm joint and in particular on its joint part.
  • the motor rotary shaft can in this case the output side to the pinion as a rotary part act, the m mounting position meshing acts on a rack as a linear part.
  • the pinion may be rotatably mounted about a rotation axis perpendicular to the pivot axis on the hinge part of the other arm joint, while the rack is aligned in the longitudinal direction of the longitudinal profile section fixed thereto.
  • the pinion can be arranged directly on the engine rotary shaft.
  • the linear drive can be retrofitted. This can be realized particularly easily with the last described embodiment of the linear drive.
  • the fixing of the other joint part to the one hinge part can be done in a simple manner by a standstill of the linear drive.
  • braking and / or blocking means can be provided for fixing the position.
  • the wrist joint has a modular design. Due to the modular design a simplification of the assembly and a quick and inexpensive modification and / or repair is generally possible. Furthermore, the modules can be easily stored in various dimensions and shapes and the assembly targeted.
  • the modules are combined in a modular system which, in addition to the already described other variations in the embodiments of the robot arm allow.
  • This juxtaposition of the modules in the modular system also has the advantage, because of its clarity, that the risk of assembly errors can be largely reduced, so that it is also possible for less trained installers to assemble and assemble a proper robot arm.
  • part of the modular system can also be transition modules, by which one component size is transferred to another.
  • juxtaposed components such as motor part, spacer, hinge part, longitudinal profile section, coupling part and angle part can each be connected to one another via a plug, plug / detent and / or plug / screw connection.
  • a mounting kit for creating a robot arm according to one of the execution arms described above and below can be provided, wherein the mounting kit has the necessary modules for creating a robot arm in a certain number of identical modules and / or modules not identical.
  • the distance modules can be provided in different lengths in the mounting kit.
  • a robot can be provided with a robot arm according to the embodiments described above and below.
  • the robot arm may be at least partially constructed from a sum of arm joints according to the invention, which are arranged with respect to a sequence of movements or the follow-up direction of the base to the free end of the robot arm primarily behind each other.
  • the arm joints according to the invention can be used in a robotic arm, counting from the base to the free end of the robot arm, particularly advantageous from the third axis of the robot arm in a Knickarmroboters and from the second axis of the robot arm in a SCARA robot or horizontal articulated robot become.
  • FIG. 1a and 1b show a perspective side view and a side view, respectively, of a robot designed as an articulated robot with a robot arm in a first embodiment
  • FIGS. 2a and 2b show a perspective side view and a side view, respectively, of an arm joint of the robot according to FIG. 1 with motor part, joint part and spacer part,
  • FIGS. 3a and 3b show a perspective side view and a side view, respectively, of the spacer according to FIG. 2 with the coupling part connected,
  • FIGS. 4a and 4b show a perspective side view and a side view, respectively, of the wrist joint of the robot according to FIGS. 4a and 4b
  • FIG. 2 with a further arm joint acting on the spacer
  • FIGS. 5a and 5b show a perspective side view and a side view, respectively, of a further embodiment of the wrist joint with an angled shape curve
  • FIGS. 6a and 6b and FIGS. 7a and 7b each show a perspective side view and a side view of a further embodiment of the wrist joint
  • FIGS. 8a to 8c show a perspective side view and a side view, respectively, of a further embodiment of the wrist joint with another wrist joint engaging
  • FIGS. 9a and 9c show a perspective side view and two side views, respectively, with a partial longitudinal section according to the section line H-H in FIG. 9b, another embodiment of the wrist joint with an attacking one
  • FIG. 9d shows a detail enlargement IXd according to FIG. 9c and FIG.
  • FIGS. 10a and 10b show a perspective side view and a side view, respectively, of a robot designed as a SCARA robot with a robot arm according to the first embodiment
  • FIGS. 1 to 10 show, in various views and embodiments, a robot R with a robot arm 1, which has at least two pivotally interconnected directly driven arm joints 21, 22, and
  • the two arm joints 21, 22 are arranged pivotable about a pivot axis s relative to each other.
  • the robot R is designed as a so-called articulated-arm robot and in FIG. 10 as a so-called SCARA robot.
  • the inventive coupling of the arm joints 21,22, in a counting manner from the base B to the free end C of the robot arm, in the articulated robot from the third axis of the robot arm 1 and the SCARA robot from the second axis of the robot arm 1 is applied .
  • all terms used to describe the location as above, below, front, back, right and left are meant as shown in the figure itself, unless it is specifically defined otherwise.
  • both arm joints 21, 22 have a motor part 3, a joint part 4 and a spacer part 5 which spaces the two components 3.4. It is envisaged that one wrist joint 21 can be pivoted through the other wrist joint 22. In this case, the other arm joint 22 engages with its hinge part 4 on the spacer 5 of an arm joint 21 and is under the leadership on the same position variable, that is here displaced back and forth, and arranged on the same fixable.
  • the movement transmitted from the one wrist joint 21 to the subsequent wrist joint is independent of the movement transmitted from the other wrist joint 22 to the one wrist joint 21.
  • the spacer 5 has at least one longitudinal profile section 51, on which the other arm joint 22 engages in a longitudinally displaceable manner via its joint part 4 and is guided on the same in the longitudinal direction 1.
  • the longitudinal profile section 51 is cut to length from a longitudinal profile made of plastic here. As indicated in the two longitudinal profile sections 51 according to FIGS. 2b and 3b by the interruption marked in the middle, the longitudinal profile can have an almost arbitrary length in order, for example, to bridge corresponding distances.
  • the robot arm 1 has a modular construction, in which the motor part 3, joint part 4 and spacer 5, in particular longitudinal profile section 51, as well as further components explained below are each formed as a module, which can be mounted and replaced in a simple manner.
  • the longitudinal profile section 51 here has a square cross section and a groove profile with a longitudinal groove 52 per side surface 53 of the longitudinal profile section 51.
  • the other arm joint 22 depending on, for example, its desired employment relative to the one arm joint 21, via its hinge part 4 selectively engage in one of the longitudinal grooves 52 via a slidably guided in the longitudinal grooves 52 driver 54 in the form of sliding blocks on the longitudinal groove 52 ,
  • Figure 4 wherein for better illustration of the other arm joint 22 only his joint part 4 is reproduced, with which it in Figure 4 laterally and according to Figure 6 and 7 frontally with its pivot axis s engages the longitudinal profile section 51.
  • the pivot axis s is arranged radially to the longitudinal direction 1 of the longitudinal profile section 51.
  • the attack of the joint part 4 takes place on one of the elongated side surfaces 53 of the longitudinal profile section 51.
  • the joint part according to Figure 6 a conventional planetary gear and in accordance with Figure 7 a conventional harmonic drive gear at where the rotation axis d is arranged parallel to the longitudinal direction 1.
  • a rotary slide 41 for supporting and fixing on the one arm joint 21 is provided laterally on the joint part 4 of the other arm joint 22 as an extension of the pivot axis s.
  • the turntable 41 extends with a support projection 42 having an L-shaped profile below the longitudinal profile section 51.
  • the profile of the support projection may generally be adapted to the outer profile of the longitudinal profile section 51.
  • the support projection 42 has, according to the L-shaped profile, an upwardly facing and forwardly facing abutment surface 43 for supporting the longitudinal profile section 51.
  • FIG. 4b shows a side view, wherein the longitudinal profile section 51 is shown in longitudinal section 52 in the region of the longitudinal grooves 52.
  • FIG. 4b clearly shows that in the embodiments of the robot arm shown here, two sliding blocks with internal threads are provided as drivers 54, in each of which a screw bolt 44 guided through the contact surface 43 engages and establishes a guide connection between the rotary disk 41 and the longitudinal profile section 51.
  • the bolts 44 are merely further tightened and braced against the groove bottom of the note 52, whereby the respective sliding block 54 at the same time against the screwing on the inside in the longitudinal groove 52nd is determined.
  • the longitudinal groove 52 in a known manner a T-shaped inner profile with bilateral engagements on.
  • power transmission means 31 are used in the embodiments of the robot arm 1 shown here in the form of a fully cylindrical torque transmission shaft 33, which are arranged guided in the spacer part 5.
  • a motor part 3 and joint part 4 connecting laterally closed guide channel 55 is provided through which the torque transmission shaft 33 is arranged guided.
  • the guide channel 55 extends into the motor part 3 or into the joint part 4. All the guide channel 55 having components 3, 4, 5 are frontally dust-tight connected to each other.
  • the torque transmission shaft 33 is arranged completely protected against external influences.
  • fastening caps 56 with a central passage opening 57 for the torque transmission shaft 33 are provided at both ends of the longitudinal profile section 51.
  • These attachment caps 56 each engage with a groove profile adapted to the projection 58 per longitudinal groove 52 under cover of the longitudinal profile section 51 in the same, being at the same time as a limitation for the travel of the Driver 54 serve in the longitudinal grooves 52.
  • the fastening caps 56 are fixed to the projections 58 by means of a screw connection to the longitudinal profile section 51.
  • each e59 is provided for supporting the torque transmission shaft 33. Structurally, the mounting cap 56 is part of the coupling part 6. The mounting cap 56 sets in the installed position the coupling part 6 on the longitudinal profile section 51.
  • a coupling part 6 is provided which is shown in FIGS. 3b and 5b together with the longitudinal profile section 51 in a longitudinal section.
  • the coupling of the coupling part 6 is designed as a conventional dog clutch 61.
  • the longitudinal sectional views of the arrangement of the mounting caps 56 with the plain bearing sleeves 59 for Auflagerung and leadership of the torque transmission shaft 33 is clearly removed.
  • the torque transmitted from the torque transmission shaft 33 to the worm shaft 32 is transmitted to a worm wheel 321 whose axis of rotation is equal to the pivot axis s of the joint part 4.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the robot arm 1 with an arm joint 21, 22, in which the spacer 5 has an angled, in this case right-angled course.
  • the spacer 5 has two longitudinal profile sections 51, which are connected to each other via an angle formed here like an angular part 7, which in turn is dustproof connected to the longitudinal profile section 51.
  • This is because of the use of lubricant-free plain bearing sleeves in principle not necessary with regard to the storage of Moment transmission shaft 33.
  • the torque transmission shaft 33 is divided into two sections 331 projecting into the angle part 7.
  • the sections 331 are modular.
  • the wrist joint 21,22 in a further embodiment, two or more longitudinal profile sections 51, between which in each case a hinge part 4 is arranged.
  • the power transmission means 31 is guided by all longitudinal profile sections 51 and joint parts 4 and at the same time drives all joint parts 4 including the joint part 4 provided at the end.
  • the worm shaft 32 may have, for example, at the level of the respective joint part 4 a threaded portion 35, as shown in Figures 2b and 5b. This is of course also possible when using an intermediate angle part 7 described above.
  • FIG. 3a also shows an expanded spacer module with spacer 5, fastening caps 56 and a coupling part 6, as can be conveniently used in the assembly.
  • a motor part 3 or joint part 4 can be defined in modular construction at the end of the spacer with coupling part.
  • a further longitudinal profile section 51, an angular section 7 or a further coupling section 6 can be defined in a modular manner.
  • the definition of the coupling part 6 is flange-like by means of screwing.
  • the linear drive 8 is designed as a module, which is arranged at the level of the articulated part 4 of the other arm articulation 22 and this relative to the longitudinal profiled section 51.
  • the linear drive 8 per se corresponds to its structure according to a conventional linear drive here with a pinion 81 having drive 83, whose torque is transmitted via the pinion 81 on a linear rack 82.
  • the axis of rotation d of the pinion 81 is aligned perpendicular to the longitudinal direction 1 of the groove profile, wherein the pinion 81 is rotatably mounted on the motor rotary shaft 35.
  • the rack 82 is fixed in a certain longitudinal groove 52 of the longitudinal profile section 51.
  • the rack 82 is arranged laterally inserted into the longitudinal groove 52 and is held by the attachment caps 56 in the longitudinal groove 52 against displacement end.
  • the pinion 81 meshes with the teeth 84 of the rack 82.
  • the toothed rack 82 projects with its toothing 84 outwards beyond the longitudinal groove 52.
  • Longitudinal section 51 encompasses all sides. Further, that at the same time the linear drive 8 is fixed to this hub 41. In this respect, the linear drive 8 may possibly together with the hub 41 but without rack 82 form a mounting module.
  • FIGS. 9a-9c show another embodiment of the robot arm 1 with another embodiment of the linear drive 8.
  • the linear drive 8 acts from one arm joint 21 on the spacer part 5 of this one arm joint 21.
  • the linear drive 8 has a rotary part, here in the form of a rotary spindle 85.
  • a linear part here serves rotatably and slidably guided in a longitudinal groove 52 of the longitudinal profile section 51 driver 54 for guiding the second joint part 22 on the longitudinal profile section 51.
  • the motor torque is on the engagement of the rotary spindle 84 with its external thread in a driver provided at the internal thread and driver 54 is converted into a linear movement in the longitudinal direction 1 of the longitudinal profile section 51.
  • the driver 54 has a greater longitudinal extent compared to the previously described sliding blocks according to FIG. 4b.
  • the driver 54 also protrudes beyond the longitudinal profile section 51 on the underside and is fixed by means of a screw connection to the turntable 41 of the joint part 4 of the other arm joint 22.
  • the driver 54 protrudes into a recess 45 provided on the turntable 41 in such a form-fitting manner that it bears against it in a rotationally fixed manner.
  • the driver 54 is kraftmechanisch favorably directly with the rotation of the turntable together with the a wrist 21 twisted tip over.
  • the ends of the driver 54 are rounded.
  • the drive 83 is housed in the motor part 3 of the one arm joint 21.
  • the rotary spindle 85 extends from the motor part 3 through the coupling part 6 into the provided longitudinal groove 52 of the longitudinal profile section 51, passes through the driver 54 under threaded engagement and extends further to the end of the longitudinal groove 52.
  • the hinge part 4 of the other arm joint 22 with the driver 54 is pushed into a central position on the longitudinal profile section 51. Subsequently, the rotary spindle 85 can be inserted into this position in the longitudinal groove 52 and screwed with further insertion into the longitudinal groove 52 in the driver 54.
  • the pivot axes s are perpendicular in the case of the SCARA robot and those of the articulated robot are arranged horizontally, with the exception of those for a basic rotation on the base B.
  • the proposed modular design further allows the spacer 5 to be constructed here from two parallel longitudinal profile sections 51, whereby a further stabilization of the robot arm 1 can be achieved.

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Abstract

Roboterarm (1) mit mindestens zwei verschwenkbar miteinander verbundenen direkt angetriebenen Armgelenken (21, 22). Mit der Zielsetzung, den Energieaufwand zur Bewegung der Teile bei der Verschwenkung des Armgelenks zu vermindern und eine unaufwändige Anpassung des Roboterarmes an geänderte Einsatzbedingungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass zumindest eines der beiden Armgelenke (21, 22) ein Motorteil (3) und ein Gelenkteil (4) aufweist, wobei diese beiden Teile (3, 4) über ein Distanzteil (5) voneinander beabstandet angeordnet sind und das andere Armgelenk (22) relativ zu dem einen Armgelenk (21) lageveränderlich an dem Distanzteil (5) des einen Armgelenks (21) angreifend angeordnet ist.

Description

Roboterarm
Die Erfindung betrifft einen Roboterarm mit mindestens zwei verschwenkbar miteinander verbundenen direkt angetriebenen Armgelenken .
Derartige Roboterarme für einen Industrieroboter sind hinlänglich bekannt. Beispielsweise sind in DE 20 2014 101 342U sowie in DE 10 2010 013 617 B4 Motor und Getriebe zusammengefasst angeordnet, welches jedoch bei der Verschwenkung des Armgelenks hinsichtlich der zu bewegenden Massen ungünstig ist. Es sind zudem Roboter bekannt, bei denen die Antriebe für die Armgelenke eines Roboterarmes am Sockel des Roboters angeordnet und aufwändig über beispielsweise an dem Roboterarm geführte Bowdenzüge als Kraftübertragungsmittel über entsprechend dem Abstand des jeweiligen Armgelenks zum Antrieb lange und feste Wege mit den jeweils zu bewegenden Gelenken verbunden. Hierüber ist ein fester Abstand zum Gelenk gegeben, der die Länge des Kraftübertragungsmittels festlegt, welches ohne aufwändige Umbauarbeiten keine Anpassung an geänderte Einsatzbedingungen des Roboters erlaubt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen gattungsgemäßen Roboterarm für einen Roboter bereitzustellen, bei dem der Energieaufwand zur Bewegung der Teile bei der Verschwenkung des Armgelenks vermindert ist. Ferner soll eine unaufwändige Anpassung des Roboterarmes an geänderte Einsatzbedingungen des Roboters möglich sein.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass zumindest eines der beiden Armgelenke ein Motorteil und ein Gelenkteil aufweist, wobei diese beiden Teile über ein Distanzteil voneinander beabstandet angeordnet sind und das andere Armgelenk relativ zu dem einen Armgelenk lageveränderlich an dem Distanzteil des einen Armgelenks angreifend angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau sind Motorteil und Gelenkteil nicht unmittelbar gekoppelt. Zwischen Motorteil und Gelenkteil ist das Distanzteil angeordnet. Über das Distanzteil kann das Motordrehmoment von dem Motorteil auf das Gelenkteil übertragen werden. Diese Anordnung ermöglicht weiter unten beschriebene vorteilhafte Ausführungsformen des Roboterarms. Insbesondere muss ein für das Armgelenk vorgesehener Motor bei der Schwenkbewegung des Armgelenks Energie sparend nicht oder mit verringertem Kraftarm mit bewegt werden. Das andere Armgelenk kann in Einbaulage lageveränderlich an dem einen Armgelenk festlegbar sein. Es kann in Einbaulage lageveränderlich an dem Distanzteil des einen Armgelenks angreifen. Es kann der Abstand des Angriffspunktes, in dem das andere Armgelenk an dem einen Armgelenk angreift, zu dem Motorteil und zu dem Gelenkteil hin verändert werden. Hierbei kann das eine Armgelenk gegenüber dem anderen Armgelenk bezüglich einer Abfolgerichtung von einer Basis des Roboterarmes zu dessen freiem Ende hin hinter dem anderen Armgelenk angeordnet sein.
Der Roboterarm kann über die Lageveränderung des anderen Armgelenks an dem einen Armgelenk beispielsweise an geänderte Einsatzbedingungen angepasst werden. Damit können die Hebelverhältnisse der beiden Armgelenke, die möglichen Verschwenkradien der beiden Armgelenke relativ zueinander und/oder die über die Armgelenke erreichbaren Weiten des Roboterarms eingestellt werden. In dem Motorteil wird vornehmlich ein axiales Motordrehmoment, das abtriebseitig über das Distanzteil an das Gelenkteil übertragen wird und im Gelenkteil in ein Drehmoment senkrecht zur Motorachse umgewandelt wird. Durch das Distanzteil wird eine räumliche Trennung vom Ort der Drehmomenterzeugung durch den Motor im Motorteil zu dem Ort der Drehmomentumwandlung in dem Gelenkteil erzielt. Es liegen die beiden wegen Motor bzw. Getriebe schweren und damit bewegungsträgeren Bauteile des Armgelenks, das Motorteil und das Gelenkteil, bezüglich des Angriffspunktes des anderen Armgelenks an dem Distanzteil einander gegenüber und können hierüber vorteilhaft sogar bezüglich der auf den Angriffspunkt wirkenden Drehmomente ins Gleichgewicht gebracht werden. Damit kann der Energieaufwand zur Bewegung der Teile und damit zur Verschwenkung des einen Armgelenks durch das andere Armgelenk vermindert werden. Insbesondere sind die Bewegungen benachbarter Armgelenkes unabhängig voneinander.
Vorteilhaft einfach kann konstruktiv vorgesehen sein, dass die Lageveränderung in oder etwa in Längsrichtung des Distanzteils erfolgt. Die Lageveränderung kann über einen vorzugsweise linearen Weg zwischen Motorteil und Gelenkteil erfolgen. Die Lageveränderung kann auch über einen zumindest teilweise gekrümmten und/oder abgewinkelten Weg zwischen Motorteil und Gelenkteil erfolgen. In einer Weiterbildung des Roboterarms kann die Lageveränderung durch Verschieben erfolgen. Das andere Armgelenk kann verschieblich an dem Distanzteil des einen Armgelenks festlegbar angeordnet sein. Die Verschiebung kann hinsichtlich eines Verschiebungsweges entsprechend der oben beschriebenen Lageveränderung erfolgen.
Das Verschieben des anderen Armgelenks an dem einen Armgelenk kann beispielsweise bei der Montage oder zur Einstellung des Roboterarms erfolgen, indem die Verschiebung zu einem bestimmten Punkt hin erfolgt und das andere Armgelenk anschließend an dem einen Armgelenk festgelegt wird.
In einer alternativen Ausführungsform des Roboterarms kann vorgesehen sein, dass das andere Armgelenk an dem Distanzteil des einen Armgelenks motorgetrieben lageveränderlich angeordnet ist. Hierbei kann das andere Armgelenk über den Motorantrieb an einem beliebigen Punkt oder an ausgewählten Punkten über den Verfahrweg an dem Distanzteil des einen Armgelenks festgelegt werden .
Insbesondere können zumindest die beiden Armgelenke ein Motorteil und ein Gelenkteil aufweist, wobei diese beiden Teile jeweils über das Distanzteil voneinander beabstandet angeordnet sind. Es können in der Abfolge von der Basis des Roboterarmes zu dessen freiem Ende hin die Armgelenke jeweils ein Motorteil und ein Gelenkteil aufweisen, wobei diese über das Distanzteil voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorteilhaft einfach kann das andere Armgelenk mit seinem Gelenkteil seitlich oder stirnseitig und zwar seitlich an dem Distanzteil des einen Armgelenks angreifend an demselben verschieblich festlegbar sein. Hierbei bezieht sich das seitliche bzw. stirnseitige Angreifen auf die Längserstreckung des jeweiligen Armgelenks beziehungsweise auf die Drehmomentübertragungsrichtung vom Motorteil auf das Gelenkteil. Ein seitliches Angreifen des Gelenkteiles ist beispielweise bei einem Gelenkteil mit Schneckengetriebe vorteilhaft. Bei dem Schneckengetriebe kann die Schwenkachse senkrecht zur Längserstreckung des an dem einen Armgelenk angreifenden anderen Armgelenks angeordnet sein. Ein stirnseitiger Angriff ist beispielsweise bei einem Gelenkteil mit einem üblichen Getriebe, wie Planetengetriebe oder Harmonic-Drive Getriebe, vorteilhaft, bei dem die Schwenkachse jeweils in Längserstreckung des an dem einen Armgelenk angreifenden anderen Armgelenks angeordnet ist. Mit dem Begriff Verschwenken ist auch ein Verdrehen gemeint.
Vorteilhaft einfach kann das Distanzteil aus einem Längsprofilabschnitt aufgebaut sein. An diesem bzw. in diesem können neben dem anderen Armgelenk weiter unten beschriebene Vorrichtungen gleichzeitig geführt angeordnet sein. Insbesondere kann der Längsprofilabschnitt kann ein Standartlängsprofil sein. Es können die Längsprofilabschnitte der einzelnen Armgelenke des Roboterarms eine Stützstruktur zur Stabilisierung desselben bilden. Der Längsprofilabschnitt kann bequem aus einem Längsprofil in gewünschter Länge abgelängt werden. Das andere Armgelenk kann in einem bestimmten Punkt über die Länge des Längsprofilabschnitts an demselben längsverschieblich geführt und festgelegt werden.
Der Längsprofilabschnitt weist ein Nutenprofil auf, in das das andere Armgelenk beispielsweise über einen in einer Längsnut des Nutenprofils geführten Mitnehmer, wie Nutenstein, längsverschieblich geführt eingreift. Der Längsprofilabschnitt kann aus einem Aluminiumwerkstoff oder Kunststoff gefertigt sein .
Vorteilhaft kann das Gelenkteil des anderen Armgelenks zur Drehmomentübertragung eine Drehscheibe aufweisen. Über die Drehscheibe kann das Gelenkteil Drehmoment
übertragungswirksam an dem Längsprofilabschnitt angreifen. Die Drehscheibe kann zur seitlichen Abstützung an dem
Längsprofilabschnitt einen vorkragende Abstützung,
insbesondere einen Stützvorsprung aufweisen. Der
Stützvorsprung kann seinerseits mit einer in Einbaubaulage seitlich an dem Längsprofilabschnitt anliegende Anlagefläche zur gleitverschieblichen Anlage des anderen Armgelenks an dem Distanzteil des einen Armgelenks aufweisen. Über diese Anlagefläche kann die Drehscheibe in Einbaulage mit dem
Längsprofilabschnitt insbesondere dadurch verbunden sein, dass von dieser zumindest ein Schraubelement in ein am zugeordneten Mitnehmer oder Nutenstein vorgesehenes
Innengewinde eingreift. Die Schwenkachse des anderen
Armgelenks kann in Einbaulage senkrecht zur Längsrichtung zumindest des Bereichs des Distanzteiles angeordnet sein, in dem das andere Armgelenk an dem Distanzteil angreift.
Der Stützvorsprung kann ein Stützprofil mit der
Anlageseitenfläche aufweisen. Dieses Stützprofil kann
allgemein dem Außenprofil des Längsprofilabschnitts
angepasst ausgebildet sein. Die Anlageseitenfläche kann dem Außenprofil des Längsprofilabschnitts angepasst ausgebildet sein. Die Anlageseitenfläche kann bezüglich eines
Querschnitts ein L-Profil oder ein U-Profil aufweisen. Sie kann auch zumindest einen Abschnitt, vorzugsweise
vollständig, die Innenseitenwand einer für den Durchgriff des Längsprofilabschnitts vorgesehene Durchgangsöffnung bilden .
Infolge der Trennung des Motorteils von dem Gelenkteil durch das Distanzteil ist es notwendig, dass die Motorkraft beispielsweise in Form eines Drehmomentes von dem Motorteil auf das Gelenkteil übertragen wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Roboterarms können Kraftübertragungsmittel, wie Riemen, insbesondere Zahnriemen, oder
Momentübertragungswelle, wie eine zylindrische Welle, Schneckenwelle oder Spindel, zur Übertragung der Motorkraft von dem Motorteil auf das Gelenkteil vorgesehen sein. Die Kraftübertragungsmittel können in und/oder an dem Distanzteil geführt angeordnet sein.
Hierbei können die Kraftübertragungsmittel außenseitig beispielsweise in einer nach außen offenen Nut angeordnet sein. Als vorteilhafter wird jedoch angesehen, dass das Distanzteil zumindest einen Motorteil und Gelenkteil verbindenden Führungskanal zur Aufnahme der Kraftübertragungsmittel zwischen Motorteil und Gelenkteil und/oder von vorgesehenen Leitungen, wie Steuer- und/oder Versorgungsleitungen, aufweist. Hierdurch sind diese Bauteile zusammengefasst und geschützt geführt angeordnet. Es können Kraftübertragungsmittel und Leitungen jeweils getrennt in einem Führungskanal angeordnet sein. Die beiden Führungskanäle können seitlich vollständig voneinander getrennt sein.
Ferner kann sich der Führungskanal in das Motorteil und/oder das Gelenkteil hinein erstrecken.
In einer Weiterbildung kann das Distanzteil zumindest zwei aneinander anschließende Längsprofilabschnitte aufweisen. Die Längsachsen der beiden Längsprofilabschnitte können hierbei einen Winkel von kleiner 180° einschließen. Zumindest an einem dieser Längsprofilabschnitte ist ein anderes Armgelenk angeschlossen, das seitlich geführt verschieblich festlegbar ist. Es kann an jedem der Längsprofilabschnitte ein anderes Armgelenk angeschlossen sein.
Die beiden Längsprofilabschnitte können über ein Winkelteil miteinander verbunden sein. Das Winkelteil kann der Führungskanal für die Kraftübertragungsmittel und Leitungen aufweisen. Dieser kann fluchtend in den Führungskanal des jeweils an das Winkelteil angeschlossenen Längsprofilabschnitts übergehen. Das Winkelteil kann Umlenkmittel zur Umlenkung der Kraftübertragungsmittel und Leitungen in dem Führungskanal aufweisen. Die Umsetzung der Richtungsänderung der Kraftübertragungsmittel im Winkelteil können beispielsweise über Kegelzahnräder bei Wellenübertragung oder über Umlenkrollen bei Riemenübertragung realisiert werden.
Es kann pro Längsprofilabschnitt ein anderes Armgelenk an demselben angreifen. Die hier beiden anderen Armgelenke können hierbei gleiche Baugröße und/oder gleichen Aufbau aufweisen, aber auch im Aufbau und/oder Baugröße differieren.
Zum Motorkraft übertragungswirksamen Anschluss des Motorteils und/oder Gelenkteils jeweils an das Distanzteil kann zwischen Motorteil und Distanzteil und/oder zwischen Gelenkteil und Distanzteil jeweils ein Kupplungsteil vorgesehen sein. Konstruktiv einfach und montagefreundlich kann dieses Kupplungsteil als Klauenkupplung ausgebildet sein. In diesem Kupplungsteil kann der Führungskanal vorzugsweise fluchtend an den des Distanzteils anschließen. Der Führungskanal kann auch fluchtend an den Führungskanal im Motorteil und/oder an den des Gelenkteils anschließen. In dem Kupplungsteil kann ein Befestigungselement, insbesondere eine Befestigungskappe vorgesehen sein, mittels derer das Kupplungsteil in Einbaulage an dem Längsprofilabschnitts festgelegt anordnet ist. Ferner kann die
Momentübertragungswelle in dem Kupplungsteil drehbar gelagert sein. Hierzu kann in das Befestigungsteil eine Gleitlagerhülse integriert sein, in der die Momentübertragungswelle geführt gelagert ist. Diese Gleitlagerhülse kann schmiermittelfrei ausgebildet sein.
Bei der oben beschriebenen alternativen Ausführungsform des Roboterarms mit motorgetriebener Lageveränderlichkeit des anderen Armgelenks an dem Distanzteil des einen Armgelenks kann andere Armgelenk ebenfalls an dem Distanzteil geführt angeordnet sein. Der Motorantrieb hierzu kann an einem der beiden Armgelenke angeordnet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dieser Motorantrieb als Linearantrieb ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass beide Bewegungsformen, d.h. die relative Verschwenkung des einen Armgelenks zu einer Basis oder zu einem zur Basis hin anschließenden Armgelenks und die lineare Relativbewegung des anderen Armgelenks an dem einen Armgelenk unabhängig voneinander, d.h. auch gleichzeitig erfolgen kann.
Der zuvor beschriebene Linearantrieb kann von dem anderen Armgelenks 22 über Ritzel 81 und Zahnstange auf den Längsprofilabschnitt des einen Armgelenks wirken, welches die Längsverschiebung des anderen Armgelenks bewirkt. Bei einer anderen Ausführungsform des Roboterarms kann der Linearantrieb von dem einen Armgelenk unmittelbar auf das Distanzteil 5 dieses Armgelenks wirken. Der Linearantrieb kann ein Rotationsteil und Linearteil aufweisen. Er kann einen ihm zugeordneten üblichen Motorantrieb mit beispielsweise Schneckenrad und Drehspindel als Rotationsteil aufweisen.
In einer Ausführungsform des Roboterarmes kann der Linearantrieb unter Einkopplung einer Linearbewegung von dem einen Armgelenk auf das Distanzteil dieses Armgelenks wirken.
Hierzu kann der oben erwähnte Mitnehmer als Schubkörper bzw. Linearkörper dienen. Die Drehspindel kann mittels eines in dem Motorteil angeordneten Motorantriebs angetrieben werden. Die Drehspindel kann sich durch die Längsnut des Nutenprofils zu dem Mitnehmer hin erstrecken und unter Gewindeeingriff denselben axial durchgreifen. Hierzu kann der Mitnehmer ein Innengewinde aufweisen und verdrehfest in der Längsnut verschieblich gelagert sein. Mitnehmer und Längsnut können üblich so ausgebildet sein, dass eine Verschiebung möglichst reibungsfrei erfolgt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Motorteil des einen Armgelenks auch die lineare Relativbewegung des anderen Armgelenks an dem einen Armgelenk übernimmt. Hierzu kann beispielsweise ein Wechselgetriebe zwischengeschaltet sein, über das wahlweise die Motorkraft auf das Gelenkteil des einen Armgelenks oder auf das andere Armgelenk zu dessen linearen Relativbewegung an dem Distanzteil übertragbar ist. Hierbei kann die Schaltung des Wechselgetriebes vorzugsweise elektromagnetisch erfolgen.
In einer anderen Ausbildung des Roboterarms kann der Linearantrieb von dem anderen Armgelenk über ein Ritzel als Drehteil und auf eine Zahnstange als Linearteil auf den Längsprofilabschnitt die Längsverschiebung des anderen Armgelenks bewirken. Insbesondere kann der Motorantrieb des Linearantriebs an dem anderen Armgelenk und hier insbesondere an dessen Gelenkteil angeordnet sein. Die Motordrehwelle kann hierbei abtriebsseitig auf das Ritzel als Rotationsteil einwirken, das m Einbaulage kämmend an einer Zahnstange als Linearteil angreift. Das Ritzel kann um eine Drehachse senkrecht zur Schwenkachse drehbar an dem Gelenkteil des anderen Armgelenks angeordnet sein, während die Zahnstange in Längsrichtung des Längsprofilabschnitts ausgerichtet an demselben festgelegt ist. Das Ritzel kann unmittelbar auf der Motordrehwelle angeordnet sein.
Vorzugsweise ist der Linearantrieb nachrüstbar. Dies lässt sich besonders einfach mit der zuletzt beschriebenen Ausführungsform des Linearantriebs verwirklichen.
Die Festsetzung des anderen Gelenkteils an dem einen Gelenkteil kann auf einfache Weise durch einen Stillstand des Linearantriebes erfolgen. Zusätzlich können zur Lagefixierung Brems- und/oder Blockiermittel vorgesehen sein.
Es wird ferner ein besonderer Vorteil darin gesehen, dass das Armgelenk eine modulare Bauweise aufweist. Durch die Modulbauweise wird allgemein eine Vereinfachung der Montage sowie eine rasche unaufwändige Änderung und/oder Reparatur ermöglicht. Ferner können die Module in verschiedenen Abmessungen und Formen leicht bevorratet und der Montage gezielt zugeführt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Module in einem Baukastensystem zusammengefasst werden, das neben dem bereits beschriebenen noch andere Variationen in den Ausführungsformen des Roboterarms ermöglichen. Diese Aneinanderreihung der Module in dem Baukastensystem hat auch wegen ihrer Übersichtlichkeit den Vorteil, dass die Gefahr von Montagefehlern weitgehend vermindert werden kann, so dass es auch für weniger geschulte Monteure möglich ist, einen ordnungsgemäßen Roboterarm zu zusammenzubauen und zu montieren.
Prinzipiell können alle bereits beschriebenen Teile, wie Motorteil, Distanzteil, Gelenkteil, Längsprofilabschnitt, Kupplungsteil, Winkelteil, Kraftübertragungsmittel und Linearantrieb modular aufgebaut und damit Teil des Baukastensystems sein. Teil des Baukastensystems können auch Übergangsmodule sein, durch die eine Bauteilgröße in eine andere übergeführt wird. Insbesondere die in Einbaulage aneinandergereihten Bauteile, wie Motorteil, Distanzteil, Gelenkteil, Längsprofilabschnitt , Kupplungsteil und Winkelteil können jeweils über eine Steck-, Steck/Rast- und/oder Steck/Schraub-Verbindung miteinander verbunden sein. Alternativ zur Lösung der Aufgabe kann ein Montagesatz zur Erstellung eines Roboterarms gemäß einer der zuvor und nachfolgend beschriebenen Ausführungsarmen bereitgestellt werden, wobei der Montagesatz die zur Erstellung eines Roboterarms notwendigen Module in bestimmter Anzahl von baugleichen Modulen und/oder nicht baugleichen Modulen aufweist. Insbesondere können die Distanzmodule in unterschiedlichen Längen in dem Montagesatz vorgesehen sein.
In einer alternativen Lösung der Aufgabe kann ein Roboter mit einem Roboterarm gemäß der zuvor und nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sein. Der Roboterarm kann zumindest teilweise aus einer Summe von erfindungsgemäßen Armgelenken aufgebaut sein, die bezüglich einer Bewegungsabfolge bzw. der Abfolgerichtung von der Basis zu dem freien Ende des Roboterarmes vornehmlich hintereinander angeordnet sind. Vor allem können die erfindungsgemäßen Armgelenke bei einem Roboterarm, bei einer Zählweise von der Basis zum freien Ende des Roboterarms hin, besonders vorteilhaft ab der dritten Achse des Roboterarmes bei einem Knickarmroboters und ab der zweiten Achse des Roboterarmes bei einem SCARA-Roboters oder horizontalen Knickarmroboter eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsformen des Roboterarms bzw. dessen Armgelenke näher erläutert, ohne jedoch die Erfindung hierauf beschränken zu wollen. In der Zeichnung zeigen :
Figuren la und lb eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht eines als Knickarmroboter ausgebildeten Roboters mit einem Roboterarm in einer ersten Ausführungsform,
Figuren 2a und 2b eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht eines Armgelenks des Roboters gemäß Figur 1 mit Motorteil, Gelenkteil und Distanzteil,
Figuren 3a und 3b eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht des Distanzteiles gemäß Figur 2 mit angeschlossenem Kupplungsteil,
Figuren 4a und 4b eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht des Armgelenks des Roboters gemäß
Figur 2 mit an Distanzteil angreifendem weiterem Armgelenk,
Figuren 5a und 5b eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Armgelenks mit abgewinkeltem Formverlauf,
Figuren 6a und 6b sowie 7a und 7b jeweils eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Armgelenks,
Figuren 8a bis 8c eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Armgelenks mit angreifendem weiteren Armgelenk,
Figuren 9a und 9c eine perspektivische Seitenansicht bzw. zwei Seitenansichten, eine mit Teillängsschnitt gemäß dem Schnittverlauf H-H in Figur 9b, einer weiteren Ausführungsform des Armgelenks mit angreifendem
weiteren Armgelenk, Figur 9d eine Ausschnittvergrößerung IXd gemäß Figur 9c sowie
Figuren 10a und 10b eine perspektivische Seitenansicht bzw. eine Seitenansicht eines als SCARA-Roboter ausgebildeten Roboters mit einem Roboterarm gemäß der ersten
Ausführungsform.
In den Figuren 1 bis 10 werden in verschiedenen Ansichten und Ausführungsformen ein Roboter R mit einem Roboterarm 1, der mindestens zwei verschwenkbar miteinander verbundene direkt angetriebene Armgelenke 21, 22 aufweist, und
Einzeldarstellungen von verschiedenen Bauteilen bzw. Bauteilgruppen des Roboterarms 2 gezeigt. Die beiden Armgelenke 21, 22 sind um eine Schwenkachse s relativ zueinander verschwenkbar angeordnet. In Figur 1 ist der Roboter R als sogenannter Knickarmroboter und in Figur 10 als sogenannter SCARA-Roboter ausgebildet. Hierbei ist die erfindungsgemäße Kopplung der Armgelenke 21,22, bei einer Zählweise von der Basis B zum freien Ende C des Roboterarms hin, bei dem Knickarmroboter ab der dritten Achse des Roboterarmes 1 und bei dem SCARA-Roboter ab der zweiten Achse des Roboterarmes 1 angewandt. In der Beschreibung sind sämtliche Begrifflichkeiten zur Beschreibung der Örtlichkeit wie oben, unten, vorn, hinten, rechts und links so gemeint, wie sie in der jeweiligen Figur selbst gezeigt ist, es sei denn, es ist eigens anders definiert.
In den hier gezeigten Ausführungsformen weisen beiden Armgelenke 21, 22 ein Motorteil 3, ein Gelenkteil 4 und ein die beiden Bauteile 3,4 beabstandendes Distanzteil 5 auf. Vorgesehen ist, dass ein Armgelenk 21 durch das andere Armgelenk 22 verschwenkt werden kann. Hierbei greift das andere Armgelenk 22 mit seinem Gelenkteil 4 an dem Distanzteil 5 des einen Armgelenks 21 an und ist unter Führung an demselben lageveränderlich, d.h. hier hin und her verschieblich, und an demselben festlegbar angeordnet. Hierbei ist das eine Armgelenk 21 gegenüber dem anderen Armgelenk 22 bezüglich einer Abfolgerichtung a von einer Basis B des Roboterarmes 1 zu dessen freiem Ende C hin hinter dem anderen Armgelenk 22 angeordnet. Insbesondere ist die Bewegung, die von dem einen Armgelenk 21 auf das darauf nachfolgende Armgelenk übertragen wird, unabhängig von der Bewegung, die von dem anderen Armgelenk 22 auf das eine Armgelenk 21 übertragen wird.
Das Distanzteil 5 weist zumindest einen Längsprofilabschnitt 51 auf, an dem das andere Armgelenk 22 hier über sein Gelenkteil 4 längsverschieblich angreift und an demselben in Längsrichtung 1 geführt ist. Der Längsprofilabschnitt 51 ist aus einem hier aus Kunststoff gefertigten Längsprofil abgelängt. Wie in den beiden Längsprofilabschnitten 51 gemäß Figur 2b und 3b durch die mittig eingezeichnete Unterbrechung angedeutet, kann das Längsprofil ein nahezu beliebige Länge aufweisen, um beispielsweise entsprechende Entfernungen zu überbrücken.
Allgemein weist der Roboterarm 1 einen modularen Aufbau auf, bei dem Motorteil 3, Gelenkteil 4 und Distanzteil 5, insbesondere Längsprofilabschnitt 51, sowie noch weitere weiter unten erläuterte Bauteile jeweils als Modul ausgebildet sind, wobei diese auf einfache Weise montiert und ausgetauscht werden können .
Der Längsprofilabschnitt 51 weist hier einen quadratischen Querschnitt und ein Nutenprofil mit einer Längsnut 52 pro Seitenfläche 53 des Längsprofilabschnitts 51 auf. Hierbei kann das andere Armgelenk 22, abhängig beispielsweise von seiner gewünschten Anstellung relativ zu dem einen Armgelenk 21, über sein Gelenkteil 4 wahlweise in eine der Längsnuten 52 über einen in der Längsnuten 52 verschieblich geführten Mitnehmer 54 in Form von Nutensteinen an der Längsnut 52 geführt eingreifen. Dies ist deutlich in Figur 4 gezeigt, wobei zur besseren Darstellung von dem anderen Armgelenks 22 lediglich sein Gelenkteil 4 wiedergegeben ist, mit dem es in Figur 4 seitlich und gemäß Figur 6 und 7 stirnseitig mit seiner Schwenkachse s an dem Längsprofilabschnitt 51 eingreift. In beiden Fällen ist die Schwenkachse s radial zur Längsrichtung 1 des Längsprofilabschnitts 51 angeordnet. In beiden Fällen erfolgt der Angriff des Gelenkteils 4 an einer der länglichen Seitenflächen 53 des Längsprofilabschnitts 51. Bei der Ausführungsform des Armgelenks 21, 22 weist das Gelenkteil gemäß Figur 6 ein übliches Planetengetriebe und bei dem gemäß Figur 7 ein übliches Harmonic-Drive Getriebe, bei denen die Drehachse d parallel zur Längsrichtung 1 angeordnet ist. Gemäß Figur 4 ist in Verlängerung der Schwenkachse s eine Drehschiebe 41 zur Abstützung und Festlegung an dem einen Armgelenk 21 seitlich an dem Gelenkteil 4 des anderen Armgelenks 22 vorgesehen. Die Drehscheibe 41 erstreckt sich mit einem Stützvorsprung 42 mit einem hier L-förmiges Profil unter den Längsprofilabschnitt 51. Das Profil des Stützvorsprunges kann allgemein dem Außenprofil des Längsprofilabschnitts 51 angepasst ausgebildet sein. Der Stützvorsprung 42 weist entsprechend dem L-förmigen Profil eine nach oben weisende und nach vorn weisende Anlagefläche 43 zur Abstützung des Längsprofilabschnitts 51 auf. In Figur 4b ist eine Seitenansicht gezeigt, wobei der Längsprofilabschnitt 51 im Bereich der Längsnuten 52 in Längsschnittansicht dargestellt ist. Figur 4b ist deutlich entnehmbar, dass in der hier gezeigten Ausführungsformen des Roboterarms zwei Nutensteine mit Innengewinde als Mitnehmer 54 vorgesehen sind, in die jeweils ein durch die Anlagefläche 43 geführter Schraubbolzen 44 eingreift und hierüber eine Führungsverbindung zwischen der Drehscheibe 41 und dem Längsprofilabschnitt 51 herstellt. Zur Feststellung des anderen Armgelenks 52 an dem Distanzteil 5 an bestimmter Stelle über den Verfahrweg längs der Längsnuten 52 werden die Schraubbolzen 44 lediglich weiter angezogen und gegen den Nutengrund der Note 52 verspannt, wodurch der jeweilige Nutenstein 54 zugleich entgegen der Schraubrichtung innenseitig in der Längsnut 52 festgelegt wird. Hierzu weist die Längsnut 52 in bekannter Weise ein T-förmiges Innenprofil mit beidseitigen Hintergriffigkeiten auf.
Infolge der Trennung von Motorteil 3 und Gelenkteil 4 durch das dazwischen gesetzte Distanzteil 5 ist eine Übertragung der Motorkraft von dem Motorteil 3 auf das Gelenkteil 4 notwendig. Hierzu werden Kraftübertragungsmittel 31 in den hier gezeigten Ausführungsformen des Roboterarms 1 in Form einer vollzylindrischen Momentübertragungswelle 33 eingesetzt, die in dem Distanzteil 5 geführt angeordnet sind. Hierzu ist ein Motorteil 3 und Gelenkteil 4 verbindender seitlich geschlossener Führungskanal 55 vorgesehen, durch den die Momentübertragungswelle 33 geführt angeordnet ist. Der Führungskanal 55 erstreckt sich bis in das Motorteil 3 bzw. bis in das Gelenkteil 4 hinein. Sämtliche den Führungskanal 55 aufweisende Bauteile 3, 4, 5 sind stirnseitig staubdicht miteinander verbunden. Damit ist die Momentübertragungswelle 33 gegen äußere Einflüsse vollkommen geschützt angeordnet.
In diesem Führungskanal 55 oder in einem gesonderten hier nicht dargestellten Führungskanal können zusätzlich vorgesehene Leitungen, wie Steuer-und/oder Versorgungsleitungen geführt angeordnet sein.
Hier nicht dargestellt, aber unmittelbar einsichtig ist eine Ausführungsform des Roboterarms, bei der zumindest das eine Armgelenk ein gebogenes, insbesondere kreisabschnittartig gebogenes Distanzteil aufweist, wobei die Kraftübertragung beispielsweise mittels einer biegsamen Momentübertragungswelle erfolgt .
Wie insbesondere Figur 3 entnehmbar, sind beidendseitig des Längsprofilabschnitts 51 Befestigungskappen 56 mit mittiger Durchgangsöffnung 57 für die Momentübertragungswelle 33 vorgesehen. Diese Befestigungskappen 56 greifen jeweils mit einem dem Nutenprofil angepassten Vorsprung 58 pro Längsnut 52 unter Abdeckung des Längsprofilabschnitts 51 in denselben, wobei sie zugleich als Begrenzung für den Verfahrweg des Mitnehmers 54 in der Längsnuten 52 dienen. Die Befestigungskappen 56 sind an den Vorsprüngen 58 jeweils mittels einer Schraubverbindung an dem Längsprofilabschnitt 51 festgelegt. Innerhalb der Befestigungskappen 56 ist jeweils e59 zur Lagerung der Momentübertragungswelle 33 vorgesehen. Konstruktiv ist die Befestigungskappe 56 Teil des Kupplungsteils 6. Die Befestigungskappe 56 legt in Einbaulage das Kupplungsteil 6 an dem Längsprofilabschnitt 51 fest.
Wie insbesondere Figur 4 entnehmbar, ist bei dieser Ausführungsform des Roboterarms 1 zwischen Motorteil 3 und Distanzteil 5 und zwischen Gelenkteil 4 und Distanzteil 5 jeweils ein Kupplungsteil 6 vorgesehen, das in Figur 3b und 5b jeweils zusammen mit dem Längsprofilabschnitt 51 in einer Längsschnittdarstellung gezeigt ist. In dem Kupplungsteil 6 werden Schneckenwelle 32 und Momentübertragungswelle 33 aneinander gekoppelt. Hierbei ist beispielgebend die Kupplung des Kupplungsteils 6 als übliche Klauenkupplung 61 ausgebildet. Zudem ist den Längsschnittdarstellungen die Anordnung der Befestigungskappen 56 mit den Gleitlagerhülsen 59 zur Auflagerung und Führung der Momentübertragungswelle 33 deutlich entnehmbar .
In dem Gelenkteil 4 wird das von der Momentübertragungswelle 33 auf die Schneckenwelle 32 übertragene Drehmoment auf ein Schneckenrad 321 übertragen, dessen Drehachse gleich der Schwenkachse s des Gelenkteils 4 ist.
In Figur 5 wird eine weitere Ausbildungsform des Roboterarms 1 mit einem Armgelenk 21,22 gezeigt, bei dem das Distanzteil 5 einen abgewinkelten, hier rechtwinkligen Verlauf aufweist. Hierbei weist das Distanzteil 5 zwei Längsprofilabschnitte 51 auf, die über ein hier modulartig ausgebildetes Winkelteil 7 miteinander verbunden sind, welches seinerseits staubdicht mit den Längsprofilabschnitt 51 verbunden ist. Dies ist wegen der Verwendung der schmiermittelfreien Gleitlagerhülsen im Prinzip nicht notwendig hinsichtlich der Lagerung des Momentübertragungswelle 33. Es ist aber vorteilhaft bei der Verwendung des Roboterarms beispielsweise in einem Reinraum oder unter feuchter Atmosphäre. Zur Umlenkung des von der Schneckenwelle 32 übertragenen Motordrehmoments in dem in dem Winkelteil 7 ist die Momentübertragungswelle 33 in zwei in das Winkelteil 7 hineinragende Abschnitte 331 geteilt. Die Abschnitte 331 sind modulartig aufgebaut. Sie sind endseitig jeweils mit einem Kegelrad 34 versehen, wobei die dann beiden Kegelräder 34 in Einbaulage kämmend ineinandergreifen. Nicht eigens dargestellt, aber mit Figur 5 aus der Vorstellung heraus leicht nachvollziehbar ist, dass das Armgelenk 21,22 in einer weiteren Ausführungsform zwei oder mehr Längsprofilabschnitte 51 aufweist, zwischen denen zusätzlich jeweils ein Gelenkteil 4 angeordnet ist. Das Kraftübertragungsmittel 31 ist durch alle Längsprofilabschnitte 51 und Gelenkteile 4 geführt angeordnet und treibt gleichzeitig alle Gelenkteile 4 inklusive des endseitig vorgesehenen Gelenkteils 4 an. Hierzu kann die Schneckenwelle 32 beispielsweise jeweils in Höhe des jeweiligen Gelenkteils 4 einen Gewindeabschnitt 35 aufweisen, wie er in Figuren 2b und 5b gezeigt ist. Dies ist selbstverständlich auch bei Verwendung eines oben beschriebenen zwischengeschalteten Winkelteils 7 möglich .
Figur 3a gibt zudem ein erweitertes Distanzmodul mit Distanzteil 5, Befestigungskappen 56 und einem Kupplungsteil 6 wieder, wie es praktischerweise in der Montage verwendet werden kann. Hierbei kann, entsprechend dem gewünschten Aufbau des Roboterarms, in Modulbauweise an dem Ende des Distanzteils mit Kupplungsteil ein Motorteil 3 oder Gelenkteil 4 festgelegt werden. Ferner kann an dem freien Ende des Längsprofilabschnitts 51 modulartig ein weiterer Längsprofilabschnitt 51, ein Winkelteil 7 oder ein weiteres Kupplungsteil 6 festgelegt werden. Die Festlegung des Kupplungsteils 6 erfolgt flanschartig mittels Verschraubung . Bei den Ausführungsformen des Roboterarmes gemäß den Figuren 1.7 und 10 erfolgt die Verschiebung des anderen Armgelenks 22 an dem Längsprofilabschnitt 51 des einen Armgelenks 21 manuell ohne Antrieb, während die Verschiebung den Ausführungsformen des Roboterarmes gemäß Figuren 8 und 9 motorgetrieben hier mittels eines vom prinzipiellen Aufbau her an sich bekannten Linearantriebs 8 erfolgt.
Zur Figur 8 gewandt, so ist der Linearantrieb 8 als Modul ausgebildet, das in Höhe des Gelenkteils 4 des anderen Armgelenks 22 und diesem bezüglich des Längsprofilabschnitts 51 gegenüber liegend angeordnet ist. Der Linearantrieb 8 an sich entspricht seinem Aufbau nach einem üblichen Linearantrieb hier mit einem ein Ritzel 81 aufweisenden Antrieb 83, dessen Drehmoment über das Ritzel 81 auf eine lineare Zahnstange 82 übertragen wird. Die Drehachse d des Ritzel 81 ist senkrecht zur Längsrichtung 1 des Nutenprofils ausgerichtet, wobei das Ritzel 81 drehfest auf der Motordrehwelle 35 angeordnet ist. Die Zahnstange 82 ist in einer bestimmten Längsnut 52 des Längsprofilabschnitts 51 festgelegt. Die Zahnstange 82 ist seitlich in die Längsnut 52 eingeschoben angeordnet und wird endseitig durch die Befestigungskappen 56 in der Längsnut 52 verschiebungsfest gehalten. Das Ritzel 81 greift kämmend an der Zahnung 84 der Zahnstange 82 an. Hierzu steht die Zahnstange 82 mit ihrer Zahnung 84 nach außen über die Längsnut 52 vor. In Vereinfachung und Stabilisierung des Aufbaus ist zudem vorgesehen, dass die mit dem Gelenkteil 4 des anderen Armgelenks 22 verbundene Drehscheibe 41 den
Längsprofilabschnitt 51 allseitig umgreift. Ferner, dass an diese Drehscheibe 41 zugleich der Linearantrieb 8 festgelegt ist. Insofern kann der Linearantrieb 8 eventuell zusammen mit der Drehscheibe 41 jedoch ohne Zahnstange 82 ein Montagemodul bilden .
Da die Teile des Linearantrieb 8 mit Antrieb 83, inklusiv des Ritzels 81, sowie Zahnstange 82 lediglich an bereits vorhandene Bauteile, nämlich an Drehscheibe 41 bzw. Längsprofilabschnitt 51 angebaut werden, kann diese Form des Linearantrieb 8 unaufwändig nachgerüstet und ausgetauscht werden.
In Figuren 9a - 9c ist eine weitere Ausführungsform des Roboterarms 1 mit einer anderen Ausführungsform des Linearantriebs 8 dargestellt. Bei dem zuvor beschriebenen Linearantrieb 8 wird die Längsverschiebung des anderen Armgelenks 22 von demselben über Ritzel 81 und Zahnstange 82 auf den Längsprofilabschnitt 51 bewirkt. In der nachfolgenden Ausführungsform des Linearantriebes 8 gemäß Figur 9 wirkt der Linearantrieb 8 von dem einen Armgelenk 21 auf das Distanzteil 5 dieses einen Armgelenks 21. In dieser Ausführungsform weist der Linearantrieb 8 ein Rotationsteil, hier in Form einer Drehspindel 85 auf. Als Linearteil dient hier der drehfest und verschieblich in einer Längsnut 52 des Längsprofilabschnitts 51 geführte Mitnehmer 54 für die Führung des zweiten Gelenkteils 22 an dem Längsprofilabschnitt 51. Das Motordrehmoment wird über den Eingriff der Drehspindel 84 mit ihrem Außengewinde in ein beim Mitnehmer vorgesehenes Innengewinde und Mitnehmer 54 in eine Linearbewegung in Längsrichtung 1 des Längsprofilabschnitts 51 umgewandelt wird.
Um der Gefahr eines möglichen Verkippens oder Verkantens des Mitnehmers 54 in der Längsnut 52 zu begegnen, weist der Mitnehmer 54 eine im Vergleich zu den zuvor beschriebenen Nutensteinen gemäß Figur 4b größere Längserstreckung auf. Wie deutlich der Ausschnittvergrößerung gemäß Figur 9d entnehmbar, ragt der Mitnehmer 54 zudem unterseitig über den Längsprofilabschnitts 51 hinaus und ist mittels einer Schraubverbindung an der Drehscheibe 41 des Gelenkteils 4 des anderen Armgelenks 22 festgelegt. Hierzu ragt der Mitnehmer 54 in eine an der Drehscheibe 41 vorgesehene Ausnehmung 45 so formschlüssig hinein, dass er verdrehfest in derselben anliegt. Dadurch wird der Mitnehmer 54 kraftmechanisch günstig unmittelbar mit der Drehung der Drehscheibe zusammen mit dem einen Armgelenk 21 kippsicher verdreht. Ferner sind die Enden des Mitnehmers 54 gerundet ausgebildet.
Wie aus den im Vergleich zu Figur 4b vergrößerten Abmessungen des Motorteil 3 ersichtlich, ist der Antrieb 83 in dem Motorteil 3 des einen Armgelenks 21 untergebracht. Die Drehspindel 85 erstreckt sich aus dem Motorteil 3 durch das Kupplungsteil 6 in die vorgesehene Längsnut 52 des Längsprofilabschnitts 51 hinein, durchgreift den Mitnehmer 54 unter Gewindeeingriff und erstreckt sich weiter bis zum Ende der Längsnut 52.
Zum Zusammenbau kann das Gelenkteil 4 des anderen Armgelenks 22 mit dem Mitnehmer 54 in eine mittige Position auf den Längsprofilabschnitt 51 aufgeschoben. Anschließend kann die Drehspindel 85 bei zu dieser Position in die Längsnut 52 eingeschoben und unter weiterem Einschub in die Längsnut 52 in den Mitnehmer 54 eingedreht werden.
Wie unmittelbar den Figuren 1 und 10 entnehmbar, sind die Schwenkachsen s beim SCARA-Roboter senkrecht und die beim Knickarmroboter, bis auf die für eine Grunddrehung an der Basis B, waagerecht angeordnet. Die vorgeschlagene Modulbauweise erlaubt weiter, dass das Distanzteil 5 hier aus zwei parallelen Längsprofilabschnitten 51 aufgebaut wird, wodurch eine weitere Stabilisierung des Roboterarms 1 erzielt werden kann.
Anmelder :
igus GmbH
51147 Köln
Roboterarm
Bezugszeichenliste
1 Roboterarm
21 Armgelenk
22 Armgelenk
3 Motorteil
31 Kraftübertragungsmittel
32 Schneckenwelle
321 Schneckenrad
33 Momentübertragungswelle
331 Abschnitt
34 Kegelrad
35 Gewindeabschnitt
36 Motordrehwelle
4 Gelenkteil
41 Drehscheibe
42 Stütz orsprung
43 Anlagefläche
44 Schraubbolzen
45 Ausnehmung
5 Distanzteil
51 Längsprofilabschnitt
52 Längsnut
53 Seitenflächen 54 Mitnehmer
55 Führungskanal
56 Befestigungskappe
57 Durchgangsöffnung
58 Vorsprung
59 Gleitlagerhülse
6 Kupplungsteil
61 Klauenkupplung
7 Winkelteil
8 Linearantrieb
81 Ritzel
82 Zahnstange
83 Antrieb
84 Zahnung
85 Drehspindel
B Basis
C freies Ende a Abfolgerichtung d Drehachse
1 Längsrichtung s Schwenkachse

Claims

Patentansprüche
1. Roboterarm (1) mit mindestens zwei verschwenkbar
miteinander verbundenen direkt angetriebenen
Armgelenken (21, 22) , d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zumindest eines der beiden Armgelenke (21, 22) ein Motorteil (3) und ein Gelenkteil (4) aufweist, wobei diese beiden Teile (3, 4) über ein Distanzteil (4) voneinander beabstandet angeordnet sind und das andere Armgelenk (22) relativ zu dem einen Armgelenk (21) lageveränderlich an dem Distanzteil (4) des einen Armgelenks (21) angreifend angeordnet ist.
2. Roboterarm (1) nach Anspruch 1, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das andere Armgelenk (22) verschieblich an dem Distanzteil (4) des einen Armgelenks (21) festlegbar angeordnet ist.
3. Roboterarm (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das andere Armgelenk (22) motorgetrieben verschieblich an dem Distanzteil (4) des einen Armgelenks (21)
festlegbar angeordnet ist.
4. Roboterarm (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das andere Armgelenk (22) mit seinem Gelenkteil (4)
seitlich oder stirnseitig seitlich des Distanzteils an demselben angreift.
5. Roboterarm (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Distanzteil (4) zumindest einen Längsprofilabschnitt (51) aufweist, an dem das andere Armgelenk (22)
längsverschieblich angreifend angeordnet ist.
6. Roboterarm (1) nach Anspruch 5, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der
Längsprofilabschnitt (51) ein Nutenprofil aufweist, in das das andere Armgelenk (22) beispielsweise über einen in einer Längsnut (52) geführten Mitnehmer (54)
längsverschieblich geführt eingreift.
7. Roboterarm (1) nach Anspruch 5 oder 6, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Gelenkteil (4) des anderen Armgelenks (22) eine Schwenkachse (s) zur Verschwenkung des einen Armgelenks (21) aufweist und dass die Schwenkachse (s) des anderen Armgelenks (22) in Einbaulage senkrecht zur Längsrichtung (1) zumindest des Bereichs des Längsprofilabschnitts (51) des einen Armgelenks (21) angeordnet ist.
8. Roboterarm (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Gelenkteil (4) des anderen Armgelenks (22) zur
Drehmomentübertragung eine Drehscheibe (41) aufweist, über die das Gelenkteil (4) an dem Längsprofilabschnitt (51) angreift.
9. Roboterarm (1) nach Anspruch 8, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Drehscheibe (41) einen vorkragenden Stützvorsprung (42) mit einer in Einbaubaulage seitlich an dem Längsprofilabschnitt (51) anliegende Anlagefläche (43) aufweist, die in
Einbaulage mit dem Längsprofilabschnitt (51) verbunden ist .
10. Roboterarm (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
Kraftübertragungsmittel (31), wie Riemen, insbesondere Zahnriemen, oder Welle, insbesondere Schneckenwelle (32) oder Spindel, zur Übertragung der Motorkraft von dem Motorteil (3) auf das Gelenkteil (4) vorgesehen sind, wobei die Kraftübertragungsmittel (31) an dem Distanzteil (4) geführt angeordnet sind.
11. Roboterarm (1) nach Anspruch 10, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Distanzteil (4) einen Motorteil (3) und Gelenkteil (4) verbindenden Führungskanal (55) zur Aufnahme der
Kraftübertragungsmitteln zwischen Motorteil (3) und Gelenkteil (4) und/oder von vorgesehenen Leitungen, wie Steuer- und/oder Versorgungsleitungen, aufweist.
12. Roboterarm (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Distanzteil (4) zumindest zwei Längsprofilabschnitte (51) aufweist, deren Längsachsen einen Winkel kleiner 180° einschließen.
13. Roboterarm (1) nach Anspruch 9, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die beiden
Längsprofilabschnitte (51) über ein Winkelteil (7) miteinander verbunden sind.
Roboterarm (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
zwischen Motorteil (3) und Distanzteil (4) sowie/oder zwischen Gelenkteil (4) und Distanzteil (4) jeweils ein Kupplungsteil (6) vorgesehen ist.
15. Roboterarm (1) nach Anspruch 11, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Kupplungsteil (6) zwischen Motorteil (3) und Distanzteil (4) sowie/oder das Kupplungsteil (6) zwischen Gelenkteil (3) und
Distanzteil (4) Teil des Distanzteils (5) sind.
16. Roboterarm (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 15,
d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zur motorgetrieben Verfahrbarkeit des anderen Armgelenks
(22) an dem einen Armgelenk (21) ein Linearantrieb (8) mit Rotationsteil und Linearteil vorgesehen ist.
17. Roboterarm (1) nach den Ansprüchen 5 und 16,
d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Rotationsteil als Ritzel (81) und das Linearteil als
Zahnstange (82) ausgebildet sind, wobei das Ritzel (81), um eine Drehachse (d) senkrecht zur Schwenkachse (s) drehbar an dem Gelenkteil (4) des anderen
Armgelenks (22) angeordnet, in Einbaulage kämmend an der Zahnstange (82) eingreift, die in Längsrichtung (1) des Längsprofilabschnitts (51) des einen Gelenkteils (21) ausgerichtet an demselben festgelegt angeordnet ist .
18. Roboterarm (1) nach den Ansprüchen 6 und 16,
d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das
Rotationsteil als Drehspindel (85) ausgebildet ist und der Mitnehmer (54) als Linearteil dient, wobei die Drehspindel (85) mittels eines in dem Motorteil (3) angeordneten Antriebs (83) angetrieben wird, sich durch die zugeordnete Längsnut (52) des Nutenprofils zu dem
Mitnehmer (54) hin erstreckt und unter Gewindeeingriff denselben durchgreift. Roboterarm nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Armgelenk (21, 22) einen modularen Aufbau aufweist, wobei zumindest Motorteil (3), Gelenkteil (4) und Distanzteil (4) jeweils als Modul ausgebildet sind.
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