本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有電纜配線和至少一個半中空關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人。半中空關(guān)節(jié)具有驅(qū)動鏈，所述驅(qū)動鏈具有齒輪箱和另外的操作組件，所述另外的操作組件包括電機(jī)。所述電纜配線圍繞所述另外的組件外部地延伸并且在所述齒輪箱內(nèi)部地延伸。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，所述機(jī)器人具有至少7個DOF并且包括至少兩個關(guān)節(jié)模塊(2、3)。每個所述關(guān)節(jié)模塊包括用于各自的軸(A2、A3；A4、A5)的第一半中空關(guān)節(jié)和第二半中空關(guān)節(jié)。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及用于該機(jī)器人的組件系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有關(guān)節(jié)模塊集合。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及用于組裝工業(yè)機(jī)器人的方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)在第一方面涉及具有電纜配線和至少一個半中空關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人，其中半中空關(guān)節(jié)具有驅(qū)動鏈，該驅(qū)動鏈具有齒輪箱和另外的操作組件，該另外的操作組件包括電機(jī)，從而該電纜配線圍繞所述另外的組件外部地延伸并且在該齒輪箱內(nèi)部地延伸。本專利技術(shù)還涉及用于工業(yè)機(jī)器人的組件系統(tǒng)。在另一方面，本專利技術(shù)涉及用于組裝具有電纜配線和至少一個半中空關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人的方法，其中半中空關(guān)節(jié)具有驅(qū)動鏈，該驅(qū)動鏈具有齒輪箱和另外的操作組件，該另外的操作組件包括電機(jī)，從而該電纜配線圍繞所述另外的組件外部地延伸并且在該齒輪箱內(nèi)部地延伸，該機(jī)器人具有至少7個D0F(自由度)。
技術(shù)介紹
所討論的這類型工業(yè)機(jī)器人具有大量關(guān)節(jié)以便實(shí)現(xiàn)對應(yīng)數(shù)量的移動軸并且其表示機(jī)器人的操作的DOF的數(shù)量。對于大部分工業(yè)機(jī)器人，DOF是5或6。但是，今日還制造了具有更高數(shù)量的DOF例如7個DOF的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的軸通常被標(biāo)號為軸I、軸2、軸3等等。通常軸I意味著機(jī)器人的臺架相對于機(jī)器人底座的旋轉(zhuǎn)軸，并且最靠近工具的軸是號數(shù)最大的軸。將在本申請中應(yīng)用該術(shù)語。每個關(guān)節(jié)具有用于執(zhí)行相對于所討論的關(guān)節(jié)的必要的運(yùn)動的組件。這些組件通常包括具有齒輪箱和電機(jī)的驅(qū)動鏈。還有必要提供包括電纜線的電纜配線以對每個關(guān)節(jié)的致動器供電并且處理電纜線以向機(jī)器人的工具接口傳輸加壓空氣或一些類型的處理流體。電纜配線必須穿過關(guān)節(jié)以便到達(dá)更靠近工作工具的關(guān)節(jié)。通常，電纜配線要么是外部的即其在該關(guān)節(jié)的組件的外部延伸要么是內(nèi)部地經(jīng)過這些組件的內(nèi)部。外部電纜配線是簡單的選擇，但是具有將使得該電纜配線暴露于環(huán)境的缺點(diǎn)，這招致?lián)p壞電纜配線的風(fēng)險，并且還可能危及靠近該機(jī)器人工作的人員。因此圍繞在關(guān)節(jié)組件外部的電纜配線配置各種類型的保護(hù)物是普遍的。內(nèi)部電纜配線更加復(fù)雜并且消除了與外部電纜配線相關(guān)的缺點(diǎn)。但是這需要關(guān)節(jié)的組件被做成中空的以便允許電纜配線延伸經(jīng)過它們。這增加了這些組件的成本。在EP612591, EP 1930129和US 5155423中披露了該中空軸關(guān)節(jié)的實(shí)例。可以將外部與內(nèi)部電纜配線之間的混合作為一個考慮的選擇，從而電纜配線在關(guān)節(jié)的驅(qū)動鏈的組件中一個或一些組件的外部延伸并且在那些組件中的其他組件內(nèi)部延伸。在該技術(shù)方案中，電纜配線在驅(qū)動鏈的齒輪箱之中內(nèi)部地延伸并且圍繞電機(jī)和該驅(qū)動鏈的其他組件外部地延伸。提供用于內(nèi)部電纜配線的中空齒輪箱通常不會嚴(yán)重增加成本，而對于中空電機(jī)的成本增加卻相當(dāng)高。這是因?yàn)橹锌蛰S電機(jī)的應(yīng)用區(qū)域相當(dāng)有限，這使得在市場上獲得該電機(jī)的成本非常高。此外，集成的緊湊型中空軸齒輪箱加電機(jī)單元甚至可以在工業(yè)中得以應(yīng)用并且進(jìn)一步增加獲得該集成中空軸動力單元的成本。通過集成意味著將齒輪箱、電機(jī)、閘和位置傳感器集成在一個單元中。通過混合技術(shù)方案，電纜配線將因此是部分地內(nèi)部的，具有與其相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，但是成本將是合理的，因?yàn)樵撾姍C(jī)不是中空的。從而，實(shí)現(xiàn)了功能和成本之間的有利的折中。在US 5606235、US 6250174、US 2006179964、US 2008258402、US 2008264195 和US 2009124446中公開了具有組合的內(nèi)部和外部電纜配線的該半中空關(guān)節(jié)的實(shí)例。在這些公開的一些公開中，在用于兩個連續(xù)的軸的關(guān)節(jié)處應(yīng)用該半中空關(guān)節(jié)。組裝具有多個DOF的工業(yè)機(jī)器人是個費(fèi)時的任務(wù)，其需要它的零件精確并且詳細(xì)的裝配。具體而言，這是當(dāng)關(guān)節(jié)被做成如上所述允許部分內(nèi)部電纜配線的情況。這導(dǎo)致機(jī)器人的高制造成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決該問題并且獲得可以以合理的方式制造并且組裝的機(jī)器人。 根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面實(shí)現(xiàn)該目的，一種最初所指定的類型的工業(yè)機(jī)器人包括以下具體特征，該機(jī)器人具有至少7個DOF并且包括至少兩個關(guān)節(jié)模塊，從而每個所述關(guān)節(jié)模塊包括用于各自的旋轉(zhuǎn)軸的第一和第二半中空關(guān)節(jié)。由于該機(jī)器人具有7個D0F，所以其比常規(guī)的5或6D0F機(jī)器人關(guān)于操作范圍和操作任務(wù)更加靈活。通過形成用于關(guān)節(jié)的模塊，其中每個模塊具有兩個軸，很大程度上降低了由于DOF的數(shù)量增加和半中空關(guān)節(jié)的使用導(dǎo)致的機(jī)器人的組裝復(fù)雜度的增加。可以非常合理的組裝具有兩個該雙軸模塊的機(jī)器人并且相鄰的軸之間的關(guān)系具有高準(zhǔn)確度。該模塊還降低了裝配錯誤的風(fēng)險。本專利技術(shù)的機(jī)器人因此具有高性能質(zhì)量和部分內(nèi)部電纜配線的優(yōu)點(diǎn)而不會嚴(yán)重增加他的制造成本。根據(jù)本專利技術(shù)的機(jī)器人的一個實(shí)施方式，該機(jī)器人包括三個該模塊。這進(jìn)一步助于機(jī)器人應(yīng)用中的該機(jī)器人的合理制造，其中在該機(jī)器人應(yīng)用中軸之間的關(guān)系使得可以使用第三個雙軸模塊并且其他考慮不妨礙這個使用。該三個關(guān)節(jié)模塊可以用于軸2+3、軸4+5和軸6+7。根據(jù)另一個實(shí)施方式，每個關(guān)節(jié)模塊包括用于封裝該外部延伸的電纜配線的保護(hù)罩。利用本專利技術(shù)的機(jī)器人的模塊，降低了對于保護(hù)電纜配線以免影響環(huán)境的需要但是未完全消除。但是，用于半中空關(guān)節(jié)的保護(hù)罩將不如僅具有外部電纜配線的關(guān)節(jié)復(fù)雜，并且并入該保護(hù)罩作為該模塊的集成部分表示另一個高度合理化的步驟。可以將該保護(hù)罩分割成兩個或更多個罩單元。根據(jù)另一個實(shí)施方式，一個關(guān)節(jié)模塊包括軸2和軸3，并且另一個關(guān)節(jié)模塊包括軸4和軸5。這兩對軸通常是最適用于根據(jù)本專利技術(shù)的原理的模塊化的軸。當(dāng)關(guān)節(jié)模塊是兩個相鄰的模塊時，由于當(dāng)將這些關(guān)節(jié)彼此相連時的配合，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將更加突出。根據(jù)另一個實(shí)施方式，至少兩個關(guān)節(jié)模塊具有相同的配置即是相同的或者相對彼此成比例的。從而獲得了增加的標(biāo)準(zhǔn)化，這進(jìn)一步簡化了組裝以及用于保持該模塊的貯藏。根據(jù)另一個實(shí)施方式，該關(guān)節(jié)模塊是彼此相同的。這是用于簡化和合理化的另一個步驟。根據(jù)另一個實(shí)施方式，該關(guān)節(jié)模塊彼此僅有尺寸不同。該實(shí)施方式不如以上剛剛所述實(shí)施方式簡單，但是其更好地適用于這樣一種機(jī)器人，其中在該機(jī)器人中可以將具有號數(shù)更高的軸的關(guān)節(jié)模塊制造得小于具有號數(shù)更低的軸的關(guān)節(jié)模塊，這是常見的情況。由于除了尺寸之外該關(guān)節(jié)模塊在全部其他方面都相同，所以將仍然具有標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點(diǎn)。一種用于工業(yè)機(jī)器人的組件系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，該工業(yè)機(jī)器人的組件系統(tǒng)包括一個關(guān)節(jié)模塊集合，每個模塊包括用于各自的旋轉(zhuǎn)軸的第一和第二半中空關(guān)節(jié)。通過該系統(tǒng)，可以高度合理化機(jī)器人的組裝。根據(jù)本專利技術(shù)的系統(tǒng)的一個實(shí)施方式，該集合中全部關(guān)節(jié)模塊具有相同的配置。 根據(jù)另一個實(shí)施方式，該集合包括彼此相同的關(guān)節(jié)模塊并且/或者包括彼此僅僅尺寸不同的關(guān)節(jié)模塊。該系統(tǒng)的這些優(yōu)選實(shí)施方式提供了用于組裝機(jī)器人的非常合理的方式，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)模塊將即刻準(zhǔn)備被連接到機(jī)器人的其他部分。在許多情況中，要制造不同尺寸的機(jī)器人，從而該關(guān)節(jié)模塊集合具有特別的優(yōu)點(diǎn)。例如，具有一個并且相同尺寸的一個關(guān)節(jié)模塊可以用于較小的機(jī)器人中的一個關(guān)節(jié)模塊，例如用于軸2和3的關(guān)節(jié)模塊，并且可以用于較大的機(jī)器人中的另一個關(guān)節(jié)模塊，例如用于軸4和5的關(guān)節(jié)模塊。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，用前文指定的那種類型的方法實(shí)現(xiàn)該目的，該方法包括通過提供至少兩個關(guān)節(jié)模塊并且通過將關(guān)節(jié)模塊連接到機(jī)器人的其他部分來組裝機(jī)器人的具體措施，每個關(guān)節(jié)模塊包括用于各自的旋轉(zhuǎn)軸的第一和第二半中空關(guān)節(jié)。根據(jù)本專利技術(shù)的方法的一個實(shí)施方式，提供了一個關(guān)節(jié)模塊集合，并且從該集合中選擇至少兩個關(guān)節(jié)。根據(jù)另一個實(shí)施方式，該集合包括具有相同配置的關(guān)節(jié)模塊。該關(guān)節(jié)模塊可以彼此相同或者可以相對本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮小龍，喬納斯·拉森，簡·拉森，
申請(專利權(quán))人：ABB研究有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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