[发明专利]包括并联运动操作器的工业机器人

说明书

技术领域

本发明涉及用于物体在空间中的移动的包括操作器的工业机器人，其中，该操作器是并联运动操作器。

并联运动操作器包括：被配置为携带物体的可移动平台；第一臂，该第一臂被配置为在第一方向中影响该平台并且包括第一内臂部分、被枢轴地连接到该第一内臂部分和该平台的第一外臂部分以及具有用于致动该第一臂的第一驱动轴的第一致动器；第二臂，第二臂被配置为在第二方向中影响该平台并且包括第二内臂部分、被枢轴地连接到该第二内臂部分和该平台的第二外臂部分以及具有用于致动该第二臂的第二驱动轴的第二致动器；第三臂，第三臂被配置为在第三方向中影响该平台并且包括第三内臂部分、被枢轴地连接到该第三内臂部分和该平台的第三外臂部分以及具有用于致动该第三臂的第三驱动轴的第三致动器。

背景技术

工业机器人包括操作器和具有用于自动地操作该操作器的装置的控制单元。存在不同类型的操作器如串联运动操作器和并联运动操作器。今日，典型地由并联运动操作器执行平坦表面如传送带的表面上的组件的快速处理和装配。

将并联运动操作器(PKM)定义为包括至少一个静止元件、可表示为平台的移动元件和通常三个臂的操作器。每个臂包括被连接到可移动平台的链接配置。由被优选地配置在静止元件上的致动器致动每个臂以降低移动质量。链接配置将力传递到可移动平台。为了用于具有三个自由度的平台的移动的并联运动操作器的完全的建立，需要三个并联的工作臂。为了获得具有大的负载容量和低的重量的刚性的臂系统，被连接到并联运动操作器的可移动平台的臂应该具有总共六个链接。

存在用于快速材料处理、拾取与放置以及装配的不同类型的操作器如Scara操作器、Gantry操作器和Delta PKM操作器。Delta PKM操作器由于它的重量轻的臂结构占领特别是Scara操作器的市场份额，其中该重量轻的臂结构关于操作器制造成本提供较高的动态性能。然而，Scara操作器具有由Delta操作器不能实现的一些特征例如小的占用空间、在工作空间旁边安装操作器的可能性、获得较大的垂直行程的可能性以及进行具有较高的操作器密度的安装的可能性。来看运动学，增加水平工作空间大小意味着仅需要重新设定Scara操作器的臂的尺寸，而对于Delta操作器必须重新设定整个框架和操作器的尺寸，这意味着将需要操作器位于工作空间上方更高地放置。

为了将传统Scara运动学的优点与Delta PKM操作器的性能潜能结合，开发了Scara Tau PKM概念。在WO 03/066289中公开了该概念。现有技术Scara Tau操作器具有安装在三个轴承上的三个内臂部分，三个轴承进而被安装到垂直柱上，该垂直柱还保持具有齿轮箱的马达。将来自齿轮箱的输出轴连接到齿轮，该齿轮接合被安装到该臂轴承的臂侧面的齿轮圈。因为马达和齿轮箱必须与它们的轴一起与臂的旋转轴平行安装，所以在臂轴承之间需要大量的空间，以便得到致动系统所需要的空间。这意味着，即使机器人获得小的占用空间，其仍然在垂直方向中需要大量空间。如果机器人用于服务例如传送带，特别是如果机器人必须被安装到传送带上，则这特别成问题。除了在z方向中需要大量空间之外，由于支撑臂和致动系统的安装柱，现有技术机器人还将是笨重的。

发明内容

本发明的目的在于提供并联运动机器人，它是紧凑的、与公开的Scara Tau操作器相比较不昂贵的并且与其所占用的空间相比具有大的工作空间即具有小的占用空间。

通过如在权利要求1中定义的工业机器人实现该目标。

该机器人包括用于空间中的物体的移动的操作器，其中，该操作器包括：被配置为携带该物体的可移动平台；第一臂，该第一臂被配置为在第一方向中影响该平台并且包括可关于第一轴旋转的第一内臂部分、被枢轴地连接到该第一内臂部分和该平台的第一外臂部分以及具有用于致动该第一臂的第一致动器；第二臂，第二臂被配置为在第二方向中影响该平台并且包括可关于第二轴旋转的第二内臂部分、被枢轴地连接到该第二内臂部分和该平台的第二外臂部分以及具有用于致动该第二臂的第二致动器；第三臂，第三臂被配置为在第三方向中影响该平台并且包括可关于第三轴旋转的第三内臂部分、被枢轴地连接到该第三内臂部分和该平台的第三外臂部分以及具有用于致动该第三臂的第三致动器，其中，该内臂部分的该旋转轴是平行的。该机器人的特征在于该操作器包括被连接到该第三内臂部分的中空部分，以及经过所述中空部分延伸并且被配置为刚性地支撑所述第一致动器和第二致动器中的至少一个致动器的支撑构件，并且该第三内臂部分被配置为可关于该支撑构件旋转。优选地，该支撑构件被垂直地安装在工作车间中。