[发明专利]用于夹持和/或保持物体的机器人

说明书

机器人，包括：至少一个机器人臂，其支撑在框架上并且可以至少一个自由度移动；物体支撑在其上的夹持和/或保持装置；设置在夹持和/或保持装置中的至少一个电动机，借助于电动机产生扭矩和/或夹持力；和安装在机器人臂中的驱动轴，其以驱动方式联接到夹持和/或保持装置，夹持和/或保持装置可自由移动，使得根据需要执行绕自身纵向轴线的旋转。这通过以下来实现，在自由端部与夹持和/或保持装置之间设置接口，其通过固定到机器人臂的耦合器和与其适配的凸缘桥接，该凸缘连接到夹持和/或保持装置和驱动轴，在耦合器中设置连接到电源的第一感应操作收发器，在凸缘中设置连接到电动机的第二感应操作收发器，并且在耦合器与凸缘之间设置气隙。

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于夹持和/或保持物体的机器人。

背景技术

这种机器人系统已经用于支持例如制造业中的人工作业达数十年。机器人在空间中运输或保持重物，使得它们可自由地接近以进行机械或手动处理。

机器人包括彼此连接的多个铰接式机器人臂。机器人臂之间的接头可以设计成万向接头、呈铰链形式的回转接头或球形接头。因此，机器人臂的自由端部能够以多个旋转和/或平移自由度移动。

各个机器人臂的运动所需的驱动系统通常包括电动机，每个电动机必须连接到电源以便获得所需的能量或电压，这引起各个机器人臂的旋转运动。

为了拾取物体，机器人臂的自由端部具有夹持和/或保持装置，在该夹持和/或保持装置中安装有另一电动机。至少一个推力件应该是可移动的或由该电动机驱动。因此，相应的从动推力件可以在纵向轴线的方向上或垂直于夹持和/或保持装置移动，并与至少一个另外的推力件配合，该另外的推力件固定到夹持和/或保持装置或也以可驱动的方式联接到电动机，因此两个推力件可以朝向彼此或远离彼此移动。被夹持物体布置在相应的推力件之间，使得被夹持物体通过由电动机施加的进给力而被保持在推力件之间。

夹持和/或保持装置在端部处支撑在机器人臂上，使得夹持和/或保持装置能够绕其自身的纵向轴线旋转，这意味着夹持和/或保持装置能够逆时针或顺时针转动，例如以改善被夹持物体的自由可接近性。

已经发现的缺点是，由于电动机的电源所需的电缆限制了旋转的可能性，因此限制了夹持和/或保持装置旋转的可能性。这是因为当达到360°的旋转角度时，电缆在机器人臂与所连接的夹持和/或保持装置之间扭转到彼此中，而不管电缆是放置在内部还是外部。

因此，现有技术的机器人仅能够执行360°的最大旋转。一旦达到最大旋转角度，就必须重新设置夹持和/或保持装置。因此，现有技术的机器人能够相对于它们的纵向轴线执行限制在+/-360°的旋转。

即使夹持和/或保持装置的旋转角度受到止动件等的限制，电缆也会受到相当大的磨损和撕裂，因为夹持和/或保持装置的永久旋转在电缆上施加重力，这导致电缆在一定操作时段之后断裂，因此它们必须被更换。

例如，US 4,830,569A公开了一种用于机器人臂的非接触式电容性能量传输。

电容性能量传输不利地是不合适的，因为用于操作在机器人臂的自由前端处的夹持和保持装置的电动机通常需要大量的能量，并且因此所需的能量不能由电容性传输提供到足够的程度。

电容性能量传输在其容量上受到相当大的限制，这意味着它没有提供足够的电能来移动多个部件，即夹持臂的旋转或夹持指。

此外，电容性能量传输装置具有电导体必须定位在距离彼此的极短的距离处的缺点。初级源和次级宿或负载之间的电容性能量传输装置的功率或传输速率随着这两侧之间的距离的每次减半而加倍，反之亦然。用于几瓦范围内的能量传输的技术可用容量在两位数皮法（picofarad）范围内。然而，这意味着例如需要手掌大小的表面作为电容性能量传输装置的发射器和接收器，因为应当大于1mm的距离以低传输速率操作。然而，尤其对于机器人，耦合器和凸缘之间的距离必须大得多，特别是为了确保机器人臂的旋转。