[发明专利]机器人手腕

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业机器人的手腕，所述手腕包括内部手腕部分和至少一个操作连接装置。本发明还涉及包括这种手腕的工业机器人。

背景技术

在意于与人类工人协作的工业机器人中，必须采取专门的预防措施以确保安全。为此，机器人可在其外部表面上装备有软性泡沫垫料。此外，有利的是将电气布线、气动管线和其他的过程布线遮蔽在手臂内，以避免由于缠绕造成的事故。实现上述内容的一种方法为使用中空轴马达和齿轮以及将布线等穿过每个关节的旋转轴线进行布设。然而，中空轴传动部件的价格多达标准齿轮和马达的价格的两倍。

在US 2008/0223170中公开了这种装置的示例，所述装置具有中空的手臂以及手腕中的用于缆材和管材的内部空腔。

US 5732599公开了具有中空手臂的工业机器人，电气布线穿过所述中空手臂延伸。然而，为了避免在关节处缆材和线材中的急剧弯曲部，缆材和线材在关节之前从臂轴的内部离开并且在通过关节部段后进入其他手臂的内部空间。在关节处，缆材由外部护罩保护。

JP 2004090152公开了一种机器人手腕，其具有封闭手腕和缆材的手腕外壳。所述手腕包括中空轴部件，缆材穿过所述中空轴部件延伸。

JP 7052074公开了一种机器人手腕，其中，缆材设置在位于手腕一侧的专用接线室中。

US 2008/0315820和US 2008/0148895公开了具有内部缆材的机器人手腕的其他示例。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人手臂，其具有例如为缆材和气动管线的操作连接装置，以消除或至少降低所述连接装置与外部物体干涉或与轴承、齿轮和手腕内部部分的相似部分干涉的风险，并且还能够以合理的成本进行制造。

所述目的以如下方式实现：最初指明的类型的机器人手腕包括特定特征，所述特定特征为内部手腕部分包括实心轴传动部件，所述手腕还包括外部护罩，所述操作连接装置设置在所述外部护罩内。

外部护罩降低了可引起事故风险的操作连接装置接触人类或其他外部物体的风险。因为操作连接装置位于外部护罩内是安全的，所以没有必要在机器人中使用中空轴部件以保护操作连接装置。因此，使用导致成本节约设计的实心轴部件。

如果没有其他方面的明确表述，本应用中的术语轴向的、切向的、偏心的等涉及手腕的工具凸缘能够围绕其旋转的轴线的延伸。

根据优选的实施方式，手腕还包括工具凸缘，所述工具凸缘具有垂直于第六轴线的基本上呈平面的部分以及具有圆筒形的壁部，所述圆筒形的壁部与所述轴线是同心的并且突出进入到外部护罩中。

以这种方式设置工具凸缘对于在控制连接装置从机器人终止以连接到工具的区域上保护所述控制连接装置是有利的。优选地，圆筒形的壁部顺利地配合至外部护罩中使得圆筒形的壁部和外部护罩一起形成连续的外部屏蔽。

根据另外的优选实施方式，所述操作连接装置延伸入圆筒形的壁部内。

所述实施方式利用由外部护罩以及圆筒形的壁部协作而得到的优点。

根据另外的优选实施方式，所述操作连接装置包括至少一根电气布线和/或至少一根气动管线。因为在这方面电气布线和气动管线是最常用的装置，本发明对这种应用是尤其有利的。在大部分的应用中，电气布线和气动管线都存在。还可能存在其他类型的相似装备。术语操作连接装置中还包括信号线和其他控制连接装置。

根据另外的优选实施方式，所述至少一个操作连接装置完全地遮蔽在外部护罩内。从而优化了外部护罩的保护功能。

根据另外的优选实施方式，外部护罩包括软性垫料。这进一步地降低了机器人接触人类或其他外部物体的事故的风险。

根据另外的优选实施方式，手腕包括机器人的第六轴线，外部护罩基本上是圆筒形的并且与所述轴线是同心的。

通常地，对操作连接装置的保护设置的需求在接近由机器人操作的工具处是最关键的，这意味着在大多数情况下，第六轴线包括在手腕中。外罩围绕此轴线的同心设置是对所述手腕的标准设计以及对操作连接装置在此手腕处的最优延伸的有利适应。

根据另外的优选实施方式，所述外部护罩由两个半部构成，所述两个半部在穿过第六轴线的中间平面中结合在一起。

当组装手腕时，以这种方式把外部护罩分成两个半部是有利的。这也在例如维护、修理或调整时使拆卸所述手臂变得简单。

根据另外的优选实施方式，每个操作连接装置在外部护罩内形成至少一个环路。