[发明专利]用于机器人臂的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于工业机器人的机器人臂或操纵臂的设备，该设备包括：第一模块，第一模块包括能够绕第一转动轴线相对于彼此转动的第一构件和第二构件，第一构件能够间接地或直接地连接至工业机器人的底座；第二模块，第二模块包括能够绕第二转动轴线相对于彼此转动的第一构件和第二构件，第二模块的第一构件刚性地附接至第一模块的第二构件；以及第三模块，第三模块包括能够绕第三转动轴线相对于彼此转动的第一构件和第二构件，第三模块的第一构件刚性地附接至第二模块的第二构件。第二转动轴线大致垂直于第一转动轴线和第三转动轴线，当第一转动轴线大致平行于第三转动轴线时第二转动轴线从第一转动轴线和第三转动轴线偏置，且第三模块包括马达单元，马达单元包括能够绕与第三转动轴线大致共线的轴线转动的输出轴，马达单元能够驱动第三模块的第一构件与第二构件的相对转动。

背景技术

工业机器人或模块机器人传统地根据用于将诸如电动马达单元的接头致动器和诸如接头模块的结构元件连接以形成机器人臂或操纵器的特定设计样式来设计。现有技术中有多种已知的模块机器人设计和多种接头和臂模块设计。

EP-A1-1930129描述了一种包括串联的多个臂主体和将多个臂主体的两个相邻的臂主体可转动地连接的接头部件的关节操纵器，其中接头部件被设置成使得相邻的接头部件的转动轴线彼此以直角相交。

US 4527945公开了一种用于机器人臂的旋转手柄，其包括三个减速齿轮组件，各个减速齿轮组件确保绕三个转动轴线的运动的控制，其中轴线之一与另两个相交。

WO-A1-2005/061189描述了一种用于连接到工业机器人的机器人臂的腕状单元。US4766775公开了一种模块机器人操纵器，其包括关节活动模块。US4900997描述了一种绕两个转动轴线引导物体的装置。EP-A1-0612591公开了一种用于机器人的马达转动接头。

WO-A2-2007/099511公开了一种可编程机器人系统，其包括设有多个单独的臂区段的机器人，其中相邻的区段通过接头相互连接。

权利要求1的前序部分所基于的EP-A2-0233712公开了一种工业机器人，其具有串联组装以形成臂的整体接头驱动模块。接头模块有两个基本类型，横摆接头和俯仰接头，并且典型的机器人臂配置包括一系列交替的俯仰接头和横摆接头并终结于臂远端的工具。每个接头或接头模块由自己的附接至接头的马达独立供能。每个俯仰接头被设置成其转动轴线大致垂直于横摆接头轴线，并且每个俯仰接头从与横摆接头轴线共线地延伸的机器人臂的纵向轴线偏置。所述偏置允许机器人臂折叠或者完全伸展。

但是，上述工业机器人设计具有多种缺点。一些设计导致臂结构在一个或多个方向上庞大，而不像希望的那样紧凑。一些设计例如由于臂模块或臂的接头的重量而导致的高惯性而在动态性能上有限制，并且具有有限的接头行程。这阻碍或者限制机器人臂的运动。

发明内容

由此本发明的目的在于改进机器人臂的运动和动态性能。

本发明的上述目的通过提供一种用于工业机器人的机器人臂的设备实现，所述设备包括：

第一模块，其包括能够绕第一转动轴线相对于彼此转动的第一构件和第二构件，所述第一构件能够间接地或者直接地连接至所述工业机器人的底座；

第二模块，其包括能够绕第二转动轴线相对于彼此转动的第一构件和第二构件，所述第二模块的第一构件刚性地附接至所述第一模块的第二构件；以及

第三模块，其包括能够绕第三转动轴线相对于彼此转动的第一构件和第二构件，所述第三模块的第一构件刚性地附接至所述第二模块的第二构件；

其中，所述第二转动轴线大致垂直于第一转动轴线和第三转动轴线，当所述第一转动轴线与所述第三转动轴线大致平行时所述第二转动轴线从所述第一转动轴线和第三转动轴线偏置，并且所述第三模块包括马达单元，所述马达单元包括能够绕与第三转动轴线大致共线的轴线转动的输出轴，所述马达单元能够驱动所述第三模块的第一构件和第二构件的相对转动，所述马达单元与所述第二转动轴线所处的平面相交，该平面大致垂直于所述第三转动轴线。