[发明专利]机械致动器系统以及具有这种致动器系统的EOAT设备

说明书

本发明涉及一种机械致动器系统(10)，该机械致动器系统用于根据需要产生对EOAT设备(20)的致动构件(21、22、23)进行致动所需的力。该致动器系统(10)具有至少一个功能单元(1)，该至少一个功能单元被设计为在被供给能量时在该功能单元(1)的优选方向(R)上可逆地改变该功能单元的尺寸。本发明进一步涉及一种EOAT设备(20)、特别是夹持器或切割工具形式的EOAT设备，其具有至少一个致动构件(21、22、23)以及与该至少一个致动构件(21、22、23)相关联的致动器系统(10)。

本发明总体上涉及工作构件，特别是用于机器人的工作构件。其包括致动器/操纵装置，而且还包括必要的辅助设备，如腕关节轴、交换系统、连结辅助件、保护设备以及传感器单元。

具体地，本发明涉及用于对机器人的工作构件进行致动的机械致动器系统，由此致动器系统的特征在于其整体尺寸小并因此特别适合于机器人的微型工作构件。本发明进一步涉及具有这种微型致动器系统的机器人的对应的工作构件。

根据本发明的实施例，其主要涉及所谓的EOAT设备(EOAT＝机械臂末端工具)，特别是呈夹持器或切割工具形式的EOAT设备，其具有至少一个致动构件以及分配给该至少一个致动构件的微型致动器系统。

从夹持器技术中通常已知例如呈夹钳形式的EOAT设备。这种EOAT设备通常是气动操作式设备，例如气动操作式夹钳，由此这些设备具有壳体，在该壳体中形成有常规气动操作式直线驱动器。EOAT设备进一步包括至少一个致动构件(例如夹持器夹爪)，由此所述至少一个致动构件联接至直线驱动器，使得由直线驱动器产生的直线运动被转换为致动构件的相应的枢转或移位运动。

这种类型的EOAT设备(例如夹钳)经常与用于搬运各种类型的物体/部件/工件的工业机器人结合使用。致动构件的最大可靠性是至关重要的，使得一方面可以通过EOAT设备的致动构件来安全地处理或固持物体或部件/工件。另一方面，有不断增长的趋势要实现最紧凑的可能的EOAT设备、特别是EOAT设备的致动构件，其中，EOAT设备的重量要减轻，以便使这些设备可以用于各种各样的应用、尤其是在机器人技术方面。

这种EOAT设备的典型示例是夹钳，这些夹钳起到抓紧、固持和建立机器人臂与要处理的工件之间的连接的作用。由此，安全连接的决定性因素是有效配对的类型以及接触水平的数量。有效配对可以经由力、形状或材料的配对来实现。当使用力配对时，通过在工件表面上施加压力来形成固持。与此相比，通过与工件的形状匹配的环束来确保形状配对的固持。迄今为止，工业上仅在有限的程度上使用这些过程，然而这有改变的迹象，尤其是在微型组件的情况下。

但是，使用已知的EOAT设备可能实现的小型化增加程度通常不是无限的。其中一个原因是分配给EOAT设备的直线驱动器的总体尺寸，EOAT设备的至少一个致动构件将经由该直线驱动器来致动。为了确保使用直线驱动器可以产生足够高的力，为此使用的直线驱动器(其通常是气动操作式直线驱动器)必须呈现某种最小尺寸。此外，用于向直线驱动器供给的必要气动连接妨碍已知EOAT设备的任何尺寸缩小。

另一方面，对于小型EOAT设备的需求正在稳步增长。

基于所阐述的这个问题，本发明基于的任务是规定一种解决方案，该解决方案实际上能够实现EOAT设备的任何小型化，以便显著扩展EOAT设备的性能范围。

为了解决这个任务，本发明提出了一种用于EOAT设备的新型机械致动器系统。特别提出了一种机械致动器系统，该机械致动器系统用于根据需要产生对EOAT设备的致动构件进行致动所需的力，其中，与通常使用的气动直线驱动器不同，所述机械致动器系统具有特别小的设计并且特别是可以近乎整体地纳入到EOAT设备中。为此，致动器系统包括至少一个功能单元，该至少一个功能单元被设计为当供给能量时在该功能单元的优选方向上可逆地改变其尺寸。