WO2020098944A1 - Robotereinheit, insbesondere delta-roboter, mit rotierbaren armen - Google Patents

Robotereinheit, insbesondere delta-roboter, mit rotierbaren armen Download PDF

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WO2020098944A1
WO2020098944A1 PCT/EP2018/081418 EP2018081418W WO2020098944A1 WO 2020098944 A1 WO2020098944 A1 WO 2020098944A1 EP 2018081418 W EP2018081418 W EP 2018081418W WO 2020098944 A1 WO2020098944 A1 WO 2020098944A1
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arm
partial
arms
unit
robot unit
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PCT/EP2018/081418
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Nicola Maria CERIANI
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base
    • B25J9/0051—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base with kinematics chains of the type rotary-universal-universal or rotary-spherical-spherical, e.g. Delta type manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B25J17/0266—Two-dimensional joints comprising more than two actuating or connecting rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/108—Bearings specially adapted therefor

Definitions

  • Robot unit in particular delta robot, with rotatable arms
  • the invention relates to a robot unit, in particular a so-called parallel arm robot or delta robot.
  • Robot units are used for different activities, especially on an industrial scale.
  • Parallel arm robots or so-called delta robots are common for so-called handling tasks.
  • Handling tasks are sometimes also referred to as “pick-and-place applications”. Examples of this are placing components on a workpiece in a production line or arranging or stacking products in packaging.
  • Parallel arm robots are referred to as parallel, since between a base of the parallel arm robot and an effec tor unit, several connecting arms are arranged in parallel.
  • parallel generally does not mean that the connection-poor connections run geometrically parallel. Instead, it describes in parallel the property that the connecting arms are each arranged between the same components of the robot unit, namely the base and the effector unit, in particular in each case in the same way. This is to be understood in particular in contrast to a robot arm with several arms arranged in series.
  • a tool suitable for a particular task can be arranged on the effector unit.
  • the effector unit has a corresponding fastening unit for arranging a tool.
  • Parallel arm robots can be used effectively for handling tasks because they enable high speeds can and therefore can carry out a comparatively high number of work steps ("picks") per unit of time.
  • the object of the present invention is to enable improved mobility for an effector unit of a robot unit.
  • the invention is based on a robot unit
  • a respective first partial arm of the at least two connecting arms on the base and a respective second partial arm of the at least two connecting arms on the effector unit is arranged, and wherein
  • the respective first and the respective second arm are movably connected to one another by a connecting element.
  • the at least two connecting arms each have a rotary bearing, the rotary bearings each rotating at least one component of the partial arms about an axis of rotation which is oriented parallel to its direction of extension.
  • the base can be a part of the robot unit that is arranged on a higher-level component of a system during normal operation of the robot unit. It is essentially provided that the robot unit executes work steps by moving the effector unit relative to the base. In the case of a handling task, it is provided, for example, that control or movement of the effector unit between a starting position and a target position is provided for components to be moved.
  • a fastening unit can be arranged on the effector unit, which enables the arrangement of a tool on the basis of the effector unit.
  • tools for example for material processing (for example drills), clock shaping (for example extruders of a 3D printer) or material movement (for example grippers).
  • material processing for example drills
  • clock shaping for example extruders of a 3D printer
  • material movement for example grippers.
  • tools for material movement in particular grippers, are in particular on the effector unit
  • a relative movement between the base and effector unit can be controlled or carried out by moving the at least two connecting arms.
  • the movement or position of the at least two connecting arms is controlled relative to the base by means of the respective base motors.
  • the respective base motors are designed to position or move the at least two connecting arms. By positioning or moving the at least two connecting arms, the respective base motors can indirectly influence the relative position between the base and the effector unit.
  • the at least two connecting arms each have the first and second partial arms.
  • the at least two connecting arms can also have further partial arms.
  • the connecting arms can alternatively consist exclusively of the first and the second partial arm.
  • the second partial arms can each be attached by means of a respective rotary bearing the effector unit.
  • the respective rotation bearings can have exactly two degrees of freedom.
  • the first partial arms can each be arranged on the base by means of a respective rotary bearing.
  • the respective rotary bearings can each have exactly one degree of freedom.
  • the first partial arm and the second partial arm of a respective connecting arm are each connected to one another via the connecting element.
  • the connecting elements can be a respective joint or a respective rotary bearing.
  • the connecting elements can each have exactly one or preferably exactly two degrees of freedom.
  • the partial arms can rotate at least partially around the rotation axis mentioned.
  • the rotary bearings allow the respective partial arms to rotate within themselves.
  • the rotary bearings enable the respective first partial arm or the respective second partial arm to rotate.
  • a rotary movement of the effector unit is made possible by the rotary bearings or the rotation of the respective partial arms.
  • the effector unit can be tilted or inclined relative to the base by a corresponding rotational movement of all the partial arms. This enables improved mobility of the effector unit relative to the base.
  • All connecting arms of the robot unit can be of the same type.
  • all connecting arms of the robot unit can have the same technical structure.
  • the only difference between the different connecting arms is their positioning at the base and the effector unit.
  • the connecting arms are each arranged at a constant angle with respect to the base.
  • these are each arranged, for example, rotated through 120 ° on the base.
  • the first partial arms are rotatably arranged on the base via a respective rotary bearing.
  • the first partial arms are rotatably arranged on the base.
  • a respective partial arm can have exactly one degree of freedom relative to the base due to the rotary bearing. In this way, advantageous control of the robot unit can be made possible.
  • the first and the second partial arm of a respective one of the at least two connecting arms can be pivoted relative to one another by the respective connecting element, in particular particularly exclusively.
  • the first and the second partial arm of a respective connecting arm can only rotate relative to one another.
  • a translatory relative movement can thus be prevented by the respective connecting element.
  • the first and the second partial arm of a respective connecting arm can be pivoted relative to one another exclusively with respect to exactly one degree of freedom or with respect to exactly two degrees of freedom.
  • the exactly two degrees of freedom can each be a relative rotation with respect to exactly two independent solid angles. In this way, a particularly advantageous mobility of the robot unit is made possible.
  • the at least two connecting arms each have at least one arm motor for performing the rotation of the at least one component.
  • the arm motors can be arranged on the respective connection arms.
  • a respective degree of freedom of the robot unit can be actuated by the arm motors.
  • the rotation of the at least one component of the respective arm is actuated by the arm motors.
  • the arm motors are arranged inside the respective first or second arm.
  • the arm motor of a respective connecting arm can be completely or partially enclosed by the first or second part arm of the corresponding connecting arm.
  • the respective partial arm can have a cavity in which the respective arm motor is arranged.
  • this form of arrangement allows an inertia of the connecting arms to be kept low, which benefits a working speed of the robot unit.
  • first partial arms and / or the second partial arms rotate in themselves.
  • the first partial arms are each divided into two links and the rotary bearings each enable rotation of one of the links relative to the other of the links as rotation of the component of the partial arms.
  • a first of the links can be fixed to the base by means of the respective rotary bearing of the corresponding partial arm.
  • the second partial arms are each divided into two links and the rotary bearings each enable rotation of one of the links relative to the other of the links as a rotation of the component of the partial arms.
  • the first link is arranged on the first partial arm by means of the respective connecting element, and the second link can be rotatably supported by the pivot bearing relative to the first link.
  • one of the links represents the component of the respective partial arm, the rotation of which is made possible by the respective pivot bearing.
  • each of the first / second arms is divided into two respective links.
  • a respective rotary bearing enables the respective rotation of one of the links relative to the other of the links.
  • the two links each are connected to each other, for example, exclusively via the pivot bearing.
  • one of the links in the pivot bearing which is fixedly arranged on the other link, is rotatably mounted.
  • the arm motors are each arranged on a first of the links and are connected to a second of the links along a shaft along the direction of extension of the respective partial arm.
  • the respective arm motor of a partial arm can be arranged on the first of the links.
  • the respective arm motor is arranged on a side of the first link facing away from the second link. The respective shaft can then be guided from the arm motor or from the side facing away from the second link to the second link. In this way, the arm motor can be positioned as close as possible to the base, thereby reducing the moment of inertia.
  • the waves are passed through the first link, in particular through a tunnel of the respective first link.
  • the first links form the tunnel for the respective wave.
  • the respective shaft can be guided through the tunnel from the arm motor or from the side of the first link facing away from the second link to the second link. In this way, a particularly compact design can be achieved.
  • the rotary bearings are each formed by one of the two links.
  • the respective pivot bearing of one of the partial arms can be formed by the respective first link.
  • the respective pivot bearing is through the respective tunnel of the first limbs. This allows an even more compact design to be achieved.
  • a respective axis of rotation of the rotary bearings is oriented parallel to a main direction of extension of the links of the respective partial arm.
  • the respective rotation of the at least one component of the partial arms can run parallel to the direction of extension.
  • the rotation axis of the rotary bearings or the rotation of the links runs parallel to the first and / or the second link. This results in a particularly compact geometric structure of the robot unit.
  • the links of each of the partial arms are connected by the pivot bearing at an extended angle (180 °).
  • the first link and the second link of a respective partial arm can run parallel to one another, in particular with respect to the respective direction.
  • the second link can connect directly to the first link.
  • the second link can be a straight extension of the first link.
  • the second link can be at least partially enclosed by the first link.
  • the first link can form the pivot bearing for the second link. In this way, an even more compact design can be achieved.
  • the robot unit has a control unit which is designed to control a rotation of the respective first partial arm or the respective second partial arm in such a way that an angle between the base and the effector unit is changed.
  • the control unit is set up for this purpose to control the arm motors and / or the base motors.
  • the arm motors and / or the base motors By controlling the arm motors and / or the base motors, one can corresponding movement of the connecting arms who caused the.
  • a corresponding movement of the effector unit follows from the movement of the connecting arms.
  • the position of the effector unit relative to the base can be changed by means of the control unit.
  • the effector unit can be inclined relative to the base.
  • the robot unit has exactly three connecting arms.
  • the three connecting arms are designed in the same way.
  • the three connecting arms can correspond to the above-mentioned at least two connecting arms.
  • the three connecting arms can each be arranged at an angle of 120 ° at the base.
  • Three connecting arms have proven to be a particularly successful compromise for the robot unit.
  • the robot unit has exactly six actuated or motorized degrees of freedom. This is particularly advantageous if the robot unit has exactly three connecting arms. The six actuated degrees of freedom can then be divided between the three arm motors and the three base motors of the three connecting arms. In this way, the three connecting arms can be driven in a particularly useful manner.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a first
  • FIG. 2 shows a schematic exploded view of a partial arm of the first embodiment of the robot unit
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of a second one
  • FIG. 6 shows a schematic exploded view of a partial arm of the second embodiment of the robot unit
  • FIG. 8 shows a schematic overview of degrees of freedom of an effector unit of the second embodiment of the robot unit
  • the robot unit 1 has a base 2 on which three connecting arms 3 are arranged.
  • the connecting arms 3 are each arranged on the base 2 rotated by 120 °.
  • the connecting arms 3 each have a first partial arm 4 and a second partial arm 5.
  • the first partial arms 4 are rotatably supported on the base 2 via a respective rotary bearing 12.
  • the first arm 4 and the second Partial arm 5 of each of the connecting arms 3 are connected to one another via a respective connecting element 13.
  • the second partial arms 5 are rotatably mounted on an effector unit 8 via a respective rotary bearing 14.
  • the robot unit 1 is also referred to as a parallel arm robot or as a so-called delta robot.
  • the effector unit 8 also called effector, has a tool holder (not shown in the figures), by means of which a tool, in particular a gripper, can be arranged on the effector unit 8.
  • the first partial arms in FIG. 4 are the partial arms arranged directly on the base 2.
  • the second partial arms 5 are the partial arms which are further away from the base 2.
  • the partial arms 5 are thus arranged between the first partial arms 4 and the effector unit 8.
  • the first partial arms 4 are relative to the base 2 each bezüg Lich exactly one axis of rotation 21 rotatably or pivotally mounted. In other words, the partial arms 4 can only move in a respective plane and rotationally about the respective rotary bearing 12. With their words again, each of the partial arms 4 are blocked relative to the base 2 by six degrees of freedom (three translational, three rotary) all but one rotary degree of freedom by the respective rotary bearing 12.
  • the second part arms 5 are rotatably or pivotably mounted relative to the respective first part arm 4 of the same connecting arm 3 with respect to exactly two axes of rotation.
  • a movement of the second partial arms 5 relative to the respective partial arm 4 can only take place along a respective spherical sphere and only rotationally around the respective connecting element 13.
  • six degrees of freedom three translatory, three rotary
  • the second partial arms 5 are arranged on the effector unit 8 by means of a respective rotation bearing 14.
  • the second sub-arms 5 are relative to the effector unit 8 each with respect to exactly two axes of rotation rotatably or pivotally mounted.
  • a movement of the second partial arms 5 relative to the effector unit 8 can only take place along a respective spherical sphere and only rotationally around the respective rotary bearing 14.
  • the effector unit 8 can be moved by appropriate movement of the connecting arms 3.
  • the ro robot unit 1 has a respective base motor 10 for each of the connecting arms 3.
  • the base motor 10 is arranged on the base.
  • the respective base motors 10 enable the connecting arms 3 or the partial arms 4 to move with respect to the respective rotation axis 21.
  • the axes of rotation 21 are shown in FIG. 3 and FIG.
  • the second partial arms 5 of each of the connecting arms 3 are divided into two segments 6, 7.
  • This exemplary embodiment will be dealt with first:
  • Such a second arm 5 is shown in FIG. 2 in a schematic exploded view.
  • a first link 6 has part of the connection elements 13 for connection to the respective first partial arm 4.
  • a second link 7 has a part of the Rotationsla gers 14 for connection to the effector unit 8.
  • the first link 6 is arranged on the first partial arm 4 in the assembled state.
  • the second link 7 is arranged in the assembled state on the effector unit 8.
  • the first link 6 forms the pivot bearing 15.
  • the first link 6 is partially hollow. This results in a tunnel in the middle of the first link 6.
  • the second link 7 is partially inserted in this tunnel.
  • the pivot bearing 15 is thus provided through this tunnel.
  • a shaft 16 is through the tunnel through the first link 6 leads ge.
  • the shaft 16 connects an arm motor 11 with the two-th link 7.
  • the arm motor 11 is arranged on a side of the first link 6 facing away from the second link 7. In other words, the arm motor 11 and the second link 7 are essentially objected to by the first link 6.
  • the pivot bearing 15 provides a further degree of freedom for each connecting arm 3. These degrees of freedom are controlled or actuated by the respective arm motor 11.
  • the rotary bearing 15 provides a rotational degree of freedom along an axis of rotation 20 (see FIG. 3). A translatory movement of the first member 6 and the second member 7 relative to each other can be prevented by the pivot bearing 15.
  • the rotation about the axis of rotation 20 is controlled or actuated by the respective arm motor 11 arranged on the first link 6.
  • first partial arms 4 of each of the connecting arms 3 are divided into two members 6, 7.
  • This exemplary embodiment will be discussed below:
  • Such a first partial arm 4 is shown in FIG. 6 in a schematic exploded view.
  • a first link 6 has part of the rotational position.
  • gers 12 for connection to the base 2.
  • a second link 7 has a part of the connecting element 13 for connection to the respective second arm 5 of the respective connec tion arm 3.
  • the first link 6 is arranged on the base 2 in the assembled state.
  • the second link 7 is in the assembled state on the connec tion element 13 and the second arm 5 is arranged.
  • the first link 6 forms the pivot bearing 15.
  • the first link 6 is partially hollow. This results in a tunnel 22 in the middle of the first link 6.
  • the second link 7 is partially inserted in this tunnel 22.
  • the pivot bearing 15 is thus provided through this tunnel 22.
  • an arm motor 11 is also arranged in this tunnel 22.
  • the arm motor 11 can be arranged directly on the second link 7.
  • the arm motor 11 is connected to the second link 7 via a shaft 16.
  • the pivot bearing 15 provides a further degree of freedom for each connecting arm 3. These degrees of freedom are controlled or actuated by the respective arm motor 11.
  • the rotary bearing 15 provides a rotational degree of freedom along an axis of rotation 20 (see FIG. 7). A translatory movement of the first member 6 and the second member 7 relative to each other can be prevented by the pivot bearing 15.
  • the rotation about the axis of rotation 20 is controlled or actuated by the respective arm motor 11 arranged on the first link 6.
  • the respective degrees of freedom x, y, z, cx, ⁇ , Y of the effector unit 8 are shown in FIGS. 4 and 8. These differ only slightly between the embodiments.
  • the six degrees of freedom along the Rotationach sen 20 and 21 allow movement of the effector unit 8 ent along all six possible degrees of freedom x, y, z,, ß, g (three translational, three rotary).
  • the robot unit 1 can have a control unit 19 which is set up for such a control.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Robotereinheit (1) mit - einer Basis (2), - einer Effektoreinheit (8), - zumindest zwei Verbindungsarmen (3) zum Verbinden der Basis und der Effektoreinheit (8), und - einem jeweiligen Basismotor (10) für jeden der zumindest zwei Verbindungsarme (3) zum Bewegen des jeweiligen Verbindungsarms relativ zur Basis, wobei - ein jeweiliger erster Teilarm (4) der zumindest zwei Verbindungsarme (3) an der Basis (2) und ein jeweiliger zweiter Teilarm (5) der zumindest zwei Verbindungsarme (3) an der Effektoreinheit (8) angeordnet ist, und wobei - der jeweilige erste Teilarm (4) und der jeweilige zweite Teilarm (5) durch ein Verbindungselement (13) beweglich miteinander verbunden sind. Um eine verbesserte Bewegbarkeit für die Effektoreinheit (8) zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass - die zumindest zwei Verbindungsarme (3) jeweils ein Drehlager (15) aufweisen, wobei die Drehlager (15) jeweils eine Rotation wenigstens einer Komponente (7) der Teilarme (4, 5) um eine Rotationsachse (20), die parallel zu seiner Erstreckungsrichtung ausgerichtet ist, ermöglichen.

Description

Beschreibung
Robotereinheit, insbesondere Delta-Roboter, mit rotierbaren Armen
Die Erfindung betrifft eine Robotereinheit, insbesondere ei nen sogenannten Parallelarmroboter oder Delta-Roboter.
Robotereinheiten werden für unterschiedliche Tätigkeiten, insbesondere im industriellen Maßstab eingesetzt. Für soge nannte Handhabungsaufgaben sind Parallelarmroboter bezie hungsweise sogenannte Delta-Roboter verbreitet. Handhabungs aufgaben werden teilweise auch als „Pick-and-Place-Anwendun- gen" bezeichnet. Beispiele hierfür sind ein Platzieren von Komponenten an einem Werkstück in einer Fertigungsstraße oder ein Anordnen oder Stapeln von Produkten in einer Verpackung.
Parallelarmroboter werden als parallel bezeichnet, da zwi schen einer Basis des Parallelarmroboters und einer Effek toreinheit mehrere Verbindungsarme parallel angeordnet sind. Parallel bedeutet hierbei im Allgemeinen nicht, dass die Ver bindungsarme geometrisch parallel verlaufen. Stattdessen be schreibt parallel die Eigenschaft, dass die Verbindungsarme jeweils zwischen denselben Komponenten der Robotereinheit, nämlich der Basis und der Effektoreinheit, insbesondere je weils auf gleichartige Weise, angeordnet sind. Dies ist ins besondere in Abgrenzung zu einem Roboterarm mit mehreren se riell angeordneten Armen zu verstehen.
An der Effektoreinheit, auch Effektor genannt, kann ein für eine jeweilige Aufgabe geeignetes Werkzeug angeordnet werden. Insbesondere weist die Effektoreinheit eine entsprechende Be festigungseinheit zum Anordnen eines Werkzeugs auf.
Für Handhabungsaufgaben sind Parallelarmroboter besonders ef fektiv nutzbar, da sie eine hohe Geschwindigkeit ermöglichen können und daher eine vergleichsweise hohe Anzahl an Arbeits schritten („Picks") pro Zeiteinheit ausführen können.
Nachteile von Parallelarmrobotern sind die aufgrund ihrer Struktur eingeschränkten Bewegungsabläufe.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bewegbarkeit für eine Effektoreinheit einer Robotereinheit zu ermöglichen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegen stände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausfüh rungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht aus von einer Robotereinheit mit
- einer Basis,
- einer Effektoreinheit,
- zumindest zwei Verbindungsarmen zum Verbinden der Basis und der Effektoreinheit, und
- einem jeweiligen Basismotor für jeden der zumindest zwei Verbindungsarme zum Bewegen des jeweiligen Verbindungsarms relativ zur Basis, wobei
- ein jeweiliger erster Teilarm der zumindest zwei Verbin dungsarme an der Basis und ein jeweiliger zweiter Teilarm der zumindest zwei Verbindungsarme an der Effektoreinheit ange ordnet ist, und wobei
- der jeweilige erste und der jeweilige zweite Teilarm durch ein Verbindungselement beweglich miteinander verbunden sind.
Um nun eine verbesserte Bewegbarkeit der Effektoreinheit zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass die zumindest zwei Ver bindungsarme jeweils ein Drehlager aufweisen, wobei die Dreh lager jeweils eine Rotation wenigstens einer Komponente der Teilarme um eine Rotationsachse, die parallel zu seiner Er streckungsrichtung ausgerichtet ist, ermöglichen. Bei der Basis kann es sich um einen Teil der Robotereinheit handeln, der in einem Normalbetrieb der Robotereinheit fest an einer übergeordneten Komponente einer Anlage angeordnet ist. Im Wesentlichen ist vorgesehen, dass die Robotereinheit Arbeitsschritte durch Bewegen der Effektoreinheit relativ zur Basis ausführt. Bei einer Handhabungsaufgabe ist beispiels weise vorgesehen, dass eine Steuerung beziehungsweise eine Bewegung der Effektoreinheit zwischen einer Startposition und einer Zielposition für zu bewegende Bauteile vorgesehen ist. An der Effektoreinheit kann eine Befestigungseinheit angeord net sein, welche die Anordnung eines Werkzeugs anhand der Effektoreinheit ermöglicht. Prinzipiell sind hierbei alle denkbaren Werkzeuge, beispielsweise zur Materialbearbeitung (bspw. Bohrer), Uhrformung (bspw. Extruder eines 3D-Druckers) oder Materialbewegung (bspw. Greifer) denkbar. Für Handha bungsaufgaben sind insbesondere Werkzeuge zur Materialbewe gung, insbesondere Greifer, an der Effektoreinheit
anordenbar .
Eine Relativbewegung zwischen Basis und Effektoreinheit kann durch eine Bewegung der zumindest zwei Verbindungsarme ge steuert beziehungsweise durchgeführt werden. Insbesondere wird die Bewegung beziehungsweise Position der zumindest zwei Verbindungsarme mittels der jeweiligen Basismotoren relativ zur Basis gesteuert. Mit anderen Worten sind die jeweiligen Basismotoren zum Positionieren beziehungsweise Bewegen der zumindest zwei Verbindungsarme ausgebildet. Durch das Positi onieren beziehungsweise Bewegen der zumindest zwei Verbin dungsarme können die jeweiligen Basismotoren indirekt die Re lativposition zwischen Basis und Effektoreinheit beeinflus sen .
Die zumindest zwei Verbindungsarme weisen jeweils den ersten und zweiten Teilarm auf. Die zumindest zwei Verbindungsarme können darüber hinaus noch weitere Teilarme aufweisen. Die Verbindungsarme können alternativ ausschließlich aus dem ers ten und dem zweiten Teilarm bestehen. Die zweiten Teilarme können jeweils mittels eines jeweiligen Rotationslagers an der Effektoreinheit angeordnet sein. Die jeweiligen Rotati onslager können jeweils genau zwei Freiheitsgrade aufweisen. Die ersten Teilarme können jeweils mittels eines jeweiligen Rotationslagers an der Basis angeordnet sein. Die jeweiligen Rotationslager können jeweils genau einen Freiheitsgrad auf weisen. Der erste Teilarm und der zweite Teilarm eines jewei ligen Verbindungsarms sind jeweils über das Verbindungsele ment miteinander verbunden. Bei den Verbindungselementen kann es sich um ein jeweiliges Gelenk oder ein jeweiliges Rotati onslager handeln. Die Verbindungselemente können hierbei je weils genau einen oder bevorzugt genau zwei Freiheitsgrade aufweisen .
Durch das jeweilige Drehlager können die Teilarme jeweils zu mindest teilweise um die genannte Rotationsachse rotieren. Beispielsweise ermöglichen die Drehlager eine Rotation der jeweiligen Teilarme in sich. Beispielsweise ermöglichen die Drehlager eine Rotation des jeweiligen ersten Teilarms oder des jeweiligen zweiten Teilarms. Durch die Drehlager bezie hungsweise die Rotation der jeweiligen Teilarme, wird eine rotatorische Bewegung der Effektoreinheit ermöglicht. Bei spielsweise kann die Effektoreinheit durch eine entsprechende rotatorische Bewegung aller Teilarme gegenüber der Basis ge kippt beziehungsweise inkliniert werden. Hierdurch ist eine verbesserte Bewegbarkeit der Effektoreinheit relativ zur Ba sis ermöglicht.
Alle Verbindungsarme der Robotereinheit können gleichartig sein. Mit anderen Worten können alle Verbindungsarme der Ro botereinheit denselben technischen Aufbau aufweisen. In die sem Fall ist insbesondere der einzige Unterschied zwischen den unterschiedlichen Verbindungsarmen deren Positionierung an der Basis sowie der Effektoreinheit. Beispielsweise sind die Verbindungsarme jeweils in einem konstanten Winkel bezo gen auf die Basis angeordnet. Im Falle dreier Verbindungsarme sind diese beispielsweise jeweils um 120° gedreht an der Ba sis angeordnet. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ersten Teilarme über ein jeweiliges Rotationslager drehbar an der Basis angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die ersten Teilarme an der Basis drehbar angeordnet. Beispielsweise kann ein jeweiliger Teilarm durch das Rotationslager genau einen jeweiligen Freiheitsgrad relativ zur Basis aufweisen. Auf diese Weise kann eine vorteilhafte Steuerung der Roboterein heit ermöglicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Teilarm eines jeweiligen der zumindest zwei Ver bindungsarme durch das jeweilige Verbindungselement, insbe sondere ausschließlich, relativ zueinander schwenkbar sind. Mit anderen Worten können der erste und der zweite Teilarm eines jeweiligen Verbindungsarms ausschließlich relativ zuei nander rotieren. Eine translatorische Relativbewegung kann somit durch das jeweilige Verbindungselement verhindert sein. Insbesondere können der erste und der zweite Teilarm eines jeweiligen Verbindungsarms ausschließlich bezüglich genau ei nes Freiheitsgrads oder bezügliche genau zweier Freiheitsgra de relativ zueinander schwenkbar sein. Die genau zwei Frei heitsgrade können jeweils eine relative Rotation bezüglich genau zweier unabhängiger Raumwinkel sein. Auf diese Weise ist eine besonders vorteilhafte Bewegbarkeit der Roboterein heit ermöglicht.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zumindest zwei Verbindungsarme jeweils zumindest einen Armmotor zum Durchführen der Rotation der wenigstens einen Komponente auf weisen. Die Armmotoren können an dem jeweiligen Verbindungs arme angeordnet sein. Durch die Armmotoren kann ein jeweili ger Freiheitsgrad der Robotereinheit aktuiert sein. Insbeson dere wird durch die Armmotoren die Rotation der wenigstens einen Komponente des jeweiligen Teilarms aktuiert. Auf diese Weise können durch das Drehlager neu hinzugewonnene Frei heitsgrade steuerbar sein. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Armmotoren im Inneren des jeweiligen ersten oder zweiten Teilarms ange ordnet sind. Mit anderen Worten kann der Armmotor eines je weiligen Verbindungsarms durch den ersten oder zweiten Teil arm des entsprechenden Verbindungsarms ganz oder teilweise umschlossen sein. Beispielsweise kann der jeweilige Teilarm hierzu einen Hohlraum aufweisen, in welchem der jeweilige Armmotor angeordnet ist. Auf diese Weise können die Armmoto ren besonders platzsparend und zuverlässig an der Roboterein heit angeordnet werden. Außerdem kann durch diese Form der Anordnung ein Trägheitsmoment der Verbindungsarme gering ge halten werden, was einer Arbeitsgeschwindigkeit der Roboter einheit zugutekommt.
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die ersten Teilarme und/oder die zweiten Teilarme in sich rotieren.
Dementsprechend ist beispielhaft vorgesehen, dass die ersten Teilarme in jeweils zwei Glieder geteilt sind und die Drehla ger jeweils eine Rotation eines der Glieder relativ zu dem anderen der Glieder als Rotation der Komponente der Teilarme ermöglichen. Beispielsweise kann ein erstes der Glieder mit tels des jeweiligen Rotationslagers des entsprechenden Teil arms an der Basis festgelegt sein.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die zweiten Teilarme in jeweils zwei Glieder geteilt sind und die Drehla ger jeweils eine Rotation eines der Glieder relativ zu dem anderen der Glieder als Rotation der Komponente der Teilarme ermöglichen. Beispielsweise ist das erste Glied mittels des jeweiligen Verbindungselements an dem ersten Teilarm angeord net, das zweite Glied kann durch das Drehlager relativ zu dem ersten Glied drehbar gelagert sein.
In den oben genannten Ausführungsformen stellt jeweils eines der Glieder die Komponente des jeweiligen Teilarms dar, deren Rotation durch das jeweilige Drehlager ermöglicht ist. Insbe- sondere ist jeder der ersten/zweiten Teilarme in zwei jewei lige Glieder geteilt. Bei jedem der ersten/zweiten Teilarme ermöglicht ein jeweiliges Drehlager die jeweilige Rotation eines der Glieder relativ zu dem anderen der Glieder. Die je weils zwei Glieder sind beispielsweise ausschließlich über das Drehlager miteinander verbunden. Beispielsweise ist eines der Glieder in dem Drehlager, welches fest an dem anderen Glied angeordnet ist, drehbar gelagert.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Armmotoren jeweils an einem ersten der Glieder angeordnet sind und über eine Welle längs zur Erstreckungsrichtung des jeweiligen Teilarms mit einem zweiten der Glieder verbunden sind. Mit anderen Worten kann der jeweilige Armmotor eines Teilarms an dem ersten der Glieder angeordnet sein. Insbesondere ist der jeweilige Armmotor an einer dem zweiten Glied abgewandten Seite des ersten Gliedes angeordnet. Die jeweilige Welle kann dann von dem Armmotor beziehungsweise von der dem zweiten Glied abgewandten Seite zum zweiten Glied geführt sein. Auf diese Weise kann eine Positionierung des Armmotors möglichst nahe an der Basis gewährleistet werden, wodurch das Träg heitsmoment verringert wird.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Wellen je weils durch das erste Glied, insbesondere durch einen Tunnel des jeweiligen ersten Glieds, hindurchgeführt sind. Bei spielsweise bilden die ersten Glieder hierzu den Tunnel für die jeweilige Welle aus. Beispielsweise kann die jeweilige Welle von dem Armmotor beziehungsweise von der dem zweiten Glied abgewandten Seite des ersten Gliedes durch den Tunnel hindurch zum zweiten Glied geführt sein. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Bauform erzielt werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehlager jeweils durch eines der beiden Glieder ausgeformt sind. Mit anderen Worten kann das jeweilige Drehlager eines der Teil arme durch das jeweilige erste Glied gebildet sein. Insbeson dere ist das jeweilige Drehlager durch den jeweiligen Tunnel der ersten Glieder gebildet. Hierdurch kann eine noch kompak tere Bauform erzielt werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Rotationsachse der Drehlager jeweils parallel zu einer Haupt erstreckungsrichtung der Glieder des jeweiligen Teilarms aus gerichtet ist. Im Allgemeinen kann die jeweilige Rotation der wenigstens einen Komponenten der Teilarme parallel zur Stre ckungsrichtung verlaufen. Insbesondere verläuft die Rotation sachse der Drehlager beziehungsweise die Rotation der Glieder parallel zu dem ersten und/oder dem zweiten Glied. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakte geometrische Struk tur der Robotereinheit.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Glieder eines jeweiligen der Teilarme durch das Drehlager in einem gestreckten Winkel (180°) verbunden sind. Dies gilt insbeson dere für eine jeweilige Haupterstreckungsrichtung der Glieder eines jeweiligen Teilarms. Das erste Glied und das zweite Glied eines jeweiligen Teilarms können, insbesondere bezüg lich der jeweiligen Richtung, jeweils parallel zueinander verlaufen. Außerdem kann das zweite Glied jeweils direkt an das erste Glied anschließen. Mit anderen Worten kann das zweite Glied eine gerade Verlängerung des ersten Glieds sein. Wie oben bereits erwähnt, kann das zweite Glied zumindest teilweise durch das erste Glied umschlossen sein. In diesem Fall kann das erste Glied das Drehlager für das zweite Glied ausbilden. Auf diese Weise kann eine noch kompaktere Bauform erzielt werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Robotereinheit eine Steu ereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, zum Steuern einer Rotation des jeweiligen ersten Teilarms oder des jeweiligen zweiten Teilarms derart, dass ein Winkel zwischen der Basis und der Effektoreinheit verändert wird. Beispielsweise ist die Steuereinheit zu diesem Zweck dazu eingerichtet, die Arm motoren und/oder die Basismotoren anzusteuern. Durch eine An steuerung der Armmotoren und/oder der Basismotoren kann eine entsprechende Bewegung der Verbindungsarme hervorgerufen wer den. Aus der Bewegung der Verbindungsarme darum folgt eine entsprechende Bewegung der Effektoreinheit. Diese Weise kann mittels der Steuereinheit die Position der Effektoreinheit relativ zur Basis verändert werden. Beispielsweise kann die Effektoreinheit relativ zur Basis inkliniert werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Roboter einheit genau drei Verbindungsarme aufweist. Insbesondere sind die drei Verbindungsarme gleichartig ausgeführt. Die drei Verbindungsarme können den oben genannten zumindest zwei Verbindungsarmen entsprechen. Die drei Verbindungsarme können jeweils mit einem Winkelabstand von 120° an der Basis ange ordnet sein. Drei Verbindungsarme haben sich als besonders gelungener Kompromiss für die Robotereinheit herausgestellt.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Roboter einheit genau sechs aktuierte beziehungsweise motorisierte Freiheitsgrade aufweist. Insbesondere ist dies dann vorteil haft, wenn die Robotereinheit genau drei Verbindungsarme auf weist. Die sechs aktuierten Freiheitsgrade können sich dann auf die drei Armmotoren und die drei Basismotoren der drei Verbindungsarme aufteilen. Auf diese Weise können die drei Verbindungsarme besonders sinnvoll angetrieben werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Durch diese Beschreibung erfolgt keine Beschrän kung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele. In ver schiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich . Hierzu zeigen:
FIG 1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten
Ausführungsform einer Robotereinheit;
FIG 2 eine schematische Explosionsansicht eines Teilarms der ersten Ausführungsform der Robotereinheit;
FIG 3 eine schematische Übersicht über Drehachsen der
ersten Ausführungsform der Robotereinheit;
FIG 4 eine schematische Übersicht über Freiheitsgrade ei ner Effektoreinheit der ersten Ausführungsform der Robotereinheit ;
FIG 5 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten
Ausführungsform einer Robotereinheit;
FIG 6 eine schematische Explosionsansicht eines Teilarms der zweiten Ausführungsform der Robotereinheit;
FIG 7 eine schematische Übersicht über Drehachsen der
zweiten Ausführungsform der Robotereinheit; und
FIG 8 eine schematische Übersicht über Freiheitsgrade ei ner Effektoreinheit der zweiten Ausführungsform der Robotereinheit ;
In FIG 1, FIG 3 und FIG 4 sowie in FIG 5, FIG 7 und FIG 8 ist jeweils eine Robotereinheit 1 in unterschiedlichen Ausfüh rungsformen gezeigt. Die Robotereinheit 1 weist eine Basis 2 auf, an welcher drei Verbindungsarme 3 angeordnet sind. Die Verbindungsarme 3 sind jeweils um 120° gedreht an der Basis 2 angeordnet. Die Verbindungsarme 3 weisen jeweils einen ersten Teilarm 4 sowie einen zweiten Teilarm 5 auf. Die ersten Teil arme 4 sind über ein jeweiliges Rotationslager 12 drehbar an der Basis 2 gelagert. Der erste Teilarm 4 und der zweite Teilarm 5 jedes der Verbindungsarme 3 sind über ein jeweili ges Verbindungselement 13 miteinander verbunden. Die zweiten Teilarme 5 sind über ein jeweiliges Rotationslager 14 drehbar an einer Effektoreinheit 8 gelagert. Da die Verbindungsarme 3 jemals auf gleichartige Weise zwischen der Basis 2 und der Effektoreinheit 8 angeordnet sind, wird die Robotereinheit 1 auch als Parallelarmroboter oder als sogenannter Delta-Robo ter bezeichnet. Die Effektoreinheit 8, auch Effektor genannt, weist einen in den Figuren nicht näher gezeigten Werkzeugträ ger auf, mittels welchem ein Werkzeug, insbesondere ein Grei fer an der Effektoreinheit 8 angeordnet werden kann.
Bei den ersten Teilarmen in 4 handelt es sich jeweils um die direkt an der Basis 2 angeordneten Teilarme. Bei den zweiten Teilarmen 5 handelt es sich um die jeweils weiter von der Ba sis 2 entfernten Teilarme. Die Teilarme 5 sind somit zwischen den ersten Teilarmen 4 und der Effektoreinheit 8 angeordnet.
Die ersten Teilarme 4 sind relativ zur Basis 2 jeweils bezüg lich genau einer Rotationsachse 21 rotierbar beziehungsweise schwenkbar gelagert. Mit anderen Worten kann eine Bewegung der Teilarme 4 nur in einer jeweiligen Ebene und rotatorisch um das jeweilige Rotationslager 12 erfolgen. Mit nochmals an deren Worten sind für jeden der Teilarme 4 relativ zur Basis 2 von sechs Freiheitsgraden (drei translatorische, drei rota torische) alle bis auf einen rotatorische Freiheitsgrad durch das jeweilige Rotationslager 12 gesperrt.
Die zweiten Teilarme 5 sind relativ zu dem jeweiligen ersten Teilarm 4 desselben Verbindungsarms 3 jeweils bezüglich genau zweier Rotationsachsen rotierbar beziehungsweise schwenkbar gelagert. Mit anderen Worten kann eine Bewegung der zweiten Teilarme 5 relativ zu dem jeweiligen Teilarm 4 nur entlang einer jeweiligen Kugelsphäre und nur rotatorisch um das je weilige Verbindungselement 13 erfolgen. Mit nochmals anderen Worten sind für jeden der zweiten Teilarme 5 relativ zu dem jeweiligen Teilarm 4 von sechs Freiheitsgraden (drei transla torische, drei rotatorische) alle bis auf zwei rotatorische Freiheitsgrade durch das jeweilige Verbindungselement 13 ge sperrt .
Die zweiten Teilarme 5 sind mittels eines jeweiligen Rotati onslagers 14 an der Effektoreinheit 8 angeordnet. Die zweiten Teilarme 5 sind relativ zu der Effektoreinheit 8 jeweils be züglich genau zweier Rotationsachsen rotierbar beziehungswei se schwenkbar gelagert. Mit anderen Worten kann eine Bewegung der zweiten Teilarme 5 relativ zu der Effektoreinheit 8 nur entlang einer jeweiligen Kugelsphäre und nur rotatorisch um das jeweilige Rotationslager 14 erfolgen. Mit nochmals ande ren Worten sind für jeden der zweiten Teilarme 5 relativ zu der Effektoreinheit 8 von sechs Freiheitsgraden (drei trans latorische, drei rotatorische) alle bis auf zwei rotatorische Freiheitsgrade durch das jeweilige Rotationslager 14 ge sperrt .
Durch entsprechende Bewegung der Verbindungsarme 3 ist eine Bewegung der Effektoreinheit 8 möglich. Hierzu weist die Ro botereinheit 1 für jeden der Verbindungsarme 3 einen jeweili gen Basismotor 10 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Basismotor 10 an der Basis angeordnet. Die jeweiligen Basismotoren 10 ermöglichen eine Bewegung der Verbindungsarme 3 beziehungsweise der Teilarme 4 bezüglich der jeweiligen Ro tationsachse 21. Die Rotationsachsen 21 sind in FIG 3 und FIG 7 eingezeichnet.
Zusätzlich sind in beiden Ausführungsbeispielen der Roboter einheit 1 einzelne der Teilarme 4, 5 in sich drehbar. Hierzu weist jeweils einen der Teilarme 4, 5 eines jeweiligen Ver bindungsarms 3 ein jeweiliges Drehlager 15 auf.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der FIG 1 bis 4 sind die zweiten Teilarme 5 jedes der Verbindungsarme 3 in zwei Glie der 6, 7 geteilt. Auf dieses Ausführungsbeispiel soll zu nächst eingegangen werden: Ein solcher zweiter Teilarm 5 ist in FIG 2 in einer schematischen Explosionsdarstellung ge zeigt. Ein erstes Glied 6 weist einen Teil des Verbindungs- elements 13 zur Verbindung mit dem jeweiligen ersten Teilarm 4 auf. Ein zweites Glied 7 weist einen Teil des Rotationsla gers 14 zur Verbindung mit der Effektoreinheit 8 auf. Mit an deren Worten ist das erste Glied 6 in montiertem Zustand am ersten Teilarm 4 angeordnet. Demgegenüber ist das zweite Glied 7 in montiertem Zustand an der Effektoreinheit 8 ange ordnet .
Vorliegend bildet das erste Glied 6 das Drehlager 15 aus. Das erste Glied 6 ist partiell hohl ausgeführt. Hierdurch ergibt sich mittig im ersten Glied 6 ein Tunnel. In diesem Tunnel ist das zweite Glied 7 teilweise eingeführt. Somit ist durch diesen Tunnel das Drehlager 15 bereitgestellt. Eine Welle 16 ist durch den Tunnel durch das erste Glied 6 hindurch ge führt. Die Welle 16 verbindet einen Armmotor 11 mit dem zwei ten Glied 7. Der Armmotor 11 ist an einer dem zweiten Glied 7 abgewandten Seite des ersten Gliedes 6 angeordnet. Mit ande ren Worten sind der Armmotor 11 und das zweite Glied 7 im We sentlichen durch das erste Glied 6 voneinander beanstandet.
Durch die Drehlager 15 wird pro Verbindungsarm 3 ein weiterer Freiheitsgrad bereitgestellt. Diese Freiheitsgrade werden durch den jeweiligen Armmotor 11 gesteuert beziehungsweise aktuiert. Durch die Drehlager 15 wird jeweils ein rotatori scher Freiheitsgrad entlang einer Rotationsachse 20 (siehe FIG 3) bereitgestellt. Eine translatorische Bewegung des ers ten Gliedes 6 und des zweiten Gliedes 7 relativ zueinander kann durch das Drehlager 15 unterbunden sein. Die Rotation um die Rotationsachse 20 wird durch den jeweiligen am ersten Glied 6 angeordneten Armmotor 11 gesteuert beziehungsweise aktuiert .
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der FIG 5 bis 8 sind die ersten Teilarme 4 jedes der Verbindungsarme 3 in zwei Glieder 6, 7 geteilt. Auf dieses Ausführungsbeispiel soll im Folgenden eingegangen werden: Ein solcher erster Teilarm 4 ist in FIG 6 in einer schematischen Explosionsdarstellung ge zeigt. Ein erstes Glied 6 weist einen Teil des Rotationsla- gers 12 zur Verbindung mit der Basis 2 auf. Ein zweites Glied 7 weist einen Teil des Verbindungselements 13 zur Verbindung mit dem jeweiligen zweiten Teilarm 5 des jeweiligen Verbin dungsarms 3 auf. Mit anderen Worten ist das erste Glied 6 in montiertem Zustand an der Basis 2 angeordnet. Demgegenüber ist das zweite Glied 7 in montiertem Zustand an dem Verbin dungselement 13 beziehungsweise dem zweiten Teilarm 5 ange ordnet .
Vorliegend bildet das erste Glied 6 das Drehlager 15 aus. Das erste Glied 6 ist partiell hohl ausgeführt. Hierdurch ergibt sich mittig im ersten Glied 6 ein Tunnel 22. In diesem Tunnel 22 ist das zweite Glied 7 teilweise eingeführt. Somit ist durch diesen Tunnel 22 das Drehlager 15 bereitgestellt. Zu sätzlich ist in diesem Tunnel 22 auch ein Armmotor 11 ange ordnet. Der Armmotor 11 kann direkt an dem zweiten Glied 7 angeordnet sein. Beispielsweise ist der Armmotor 11 mit dem zweiten Glied 7 über eine Welle 16 verbunden.
Durch die Drehlager 15 wird pro Verbindungsarm 3 ein weiterer Freiheitsgrad bereitgestellt. Diese Freiheitsgrade werden durch den jeweiligen Armmotor 11 gesteuert beziehungsweise aktuiert. Durch die Drehlager 15 wird jeweils ein rotatori scher Freiheitsgrad entlang einer Rotationsachse 20 (siehe FIG 7) bereitgestellt. Eine translatorische Bewegung des ers ten Gliedes 6 und des zweiten Gliedes 7 relativ zueinander kann durch das Drehlager 15 unterbunden sein. Die Rotation um die Rotationsachse 20 wird durch den jeweiligen am ersten Glied 6 angeordneten Armmotor 11 gesteuert beziehungsweise aktuiert .
In FIG 4 und FIG 8 sind die jeweiligen Freiheitsgrade x, y, z, cx, ß, Y der Effektoreinheit 8 dargestellt. Diese unter scheiden sich zwischen den Ausführungsformen nur unwesent lich. Durch die sechs Freiheitsgrade entlang der Rotationach sen 20 und 21 wird eine Bewegung der Effektoreinheit 8 ent lang aller sechs möglichen Freiheitsgrade x, y, z, , ß, g (drei translatorische, drei rotatorische) ermöglicht. Durch entsprechende Steuerung der Armmotoren 11 und der Basismoto ren 10 ist eine Bewegung der Effektoreinheit 8 entlang alle sechs Freiheitsgrade x, y, z, , ß, g möglich. Die Roboter einheit 1 kann eine Steuereinheit 19 aufweisen, die zu einer solchen Steuerung eingerichtet ist.
Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sin ne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, ein zelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale mit einander kombiniert bzw. ausgetauscht werden, ohne den Rahmen der hiesigen Erfin dung zu verlassen. Mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel be schriebene Vorteile der Erfindung treffen ohne explizite Nen nung, wo übertragbar, auch auf andere Ausführungsbeispiele zu .
Bezugszeichenliste
1 Robotereinheit
2 Basis
3 Verbindungsarme
4 Teilarm
5 Teilarm
6 Glied
7 Glied
8 Effektoreinheit
10 Basismotor
11 Armmotor
12 Rotationslager
13 Verbindungselement
14 Rotationslager
15 Drehlager
16 Welle
19 Steuereinheit
20 Rotationsachse
21 Rotationsachse
22 Tunnel
x,y, z, ,b,g Freiheitsgrade

Claims

Patentansprüche
1. Robotereinheit (1) mit
- einer Basis (2 ) ,
- einer Effektoreinheit (8),
- zumindest zwei Verbindungsarmen (3) zum Verbinden der Basis und der Effektoreinheit (8), und
- einem jeweiligen Basismotor (10) für jeden der zumindest zwei Verbindungsarme (3) zum Bewegen des jeweiligen Verbin dungsarms relativ zur Basis, wobei
- ein jeweiliger erster Teilarm (4) der zumindest zwei Ver bindungsarme (3) an der Basis (2) und ein jeweiliger zweiter Teilarm (5) der zumindest zwei Verbindungsarme (3) an der Effektoreinheit (8) angeordnet ist, und wobei
- der jeweilige erste Teilarm (4) und der jeweilige zweite Teilarm (5) durch ein Verbindungselement (13) beweglich mit einander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die zumindest zwei Verbindungsarme (3) jeweils ein Drehla ger (15) aufweisen, wobei die Drehlager (15) jeweils eine Ro tation wenigstens einer Komponente (7) der Teilarme (4, 5) um eine Rotationsachse (20), die parallel zu seiner Erstre ckungsrichtung ausgerichtet ist, ermöglichen.
2. Robotereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die ersten Teilarme (4) über ein jeweiliges Rotati onslager (12) drehbar an der Basis (2) angeordnet sind.
3. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Teilarm (4, 5) eines jeweiligen der zumindest zwei Verbin dungsarme (3) durch das jeweilige Verbindungselement (13), insbesondere ausschließlich, relativ zueinander schwenkbar sind .
4. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Verbin dungsarme (3) jeweils zumindest einen Armmotor (11) zum Durchführen der Rotation der wenigstens einen Komponente (7) aufweisen .
5. Robotereinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Armmotoren (11) im Inneren des jeweiligen ers ten oder zweiten Teilarms (4, 5) angeordnet sind.
6. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Teilarme (4) in jeweils zwei Glieder (6, 7) geteilt sind und die Drehlager (15) jeweils eine Rotation eines der Glieder (7) relativ zu dem anderen der Glieder (6) als Rotation der Komponente (7) der Teilarme (4) ermöglichen.
7. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Teilarme (5) in jeweils zwei Glieder (6, 7) geteilt sind und die Drehlager (15) jeweils eine Rotation eines der Glieder (7) relativ zu dem anderen der Glieder (6) als Rotation der Komponente (7) der Teilarme (5) ermöglichen.
8. Robotereinheit (1) nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Armmotoren (11) jeweils an einem ersten der Glieder (6) angeordnet sind und über eine Welle längs zur Erstreckungsrichtung des jeweiligen Teilarms (4, 5) mit einem zweiten der Glieder (7) verbunden sind .
9. Robotereinheit (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass die Wellen (16) jeweils durch das erste Glied (6), insbesondere durch einen Tunnel (22) des jeweiligen ersten Glieds (6), hindurchgeführt sind.
10. Robotereinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da durch gekennzeichnet, dass die Drehlager (15) jeweils durch eines der beiden Glieder (6, 7) ausgeformt sind.
11. Robotereinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da durch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Rotationsachse (20) der Drehlager jeweils parallel zu einer Haupterstreckungs richtung der Glieder (6, 7) des jeweiligen Teilarms (4, 5) ausgerichtet ist.
12. Robotereinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da durch gekennzeichnet, dass die Glieder (6, 7) eines jeweili gen der Teilarme (4, 5) durch das Drehlager (15) in einem ge streckten Winkel (180°) verbunden sind.
13. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet, durch eine Steuereinheit (19) ausgebil det zum Steuern einer Rotation des jeweiligen ersten Teilarms (4) oder des jeweiligen zweiten Teilarms (5) derart, dass ein Winkel zwischen der Basis (2) und der Effektoreinheit (8) verändert wird.
14. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotereinheit (1) ge nau drei Verbindungsarme (3) aufweist.
15. Robotereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotereinheit (1) ge nau sechs aktuierte Freiheitsgrade (20, 21) aufweist.
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