机器人臂、移动机器人和物流系统技术方案

本发明专利技术涉及一种机器人臂(1)、一种具有底盘和布置在底盘上的机器人臂(1)的移动机器人以及一种物流系统，该物流系统具有被设计用于临时存储货物(21)的货物承载件(20)，并具有被设计用于运输货物承载件(20)的无人驾驶运输车辆(16)，以及具有相应的移动机器人。

Robot Arm, Mobile Robot and Logistics System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人臂、移动机器人和物流系统
本专利技术涉及：一种机器人臂；一种移动机器人，其具有底盘和布置在底盘上的机器人臂；以及一种物流系统，其具有被设计用于临时存储货物的货物承载件和被设计用于运输货物承载件的无人驾驶运输车辆以及相应的移动机器人。
技术介绍
由专利文献EP2102080Bl已知用于分拣货物的一种装置和一种方法，该方法包括以下步骤：将用于分拣混合的堆垛所需的所有堆垛单元装载到至少一个自主的运输车辆上；使装载有分拣混合的堆垛所需的所有堆垛单元的至少一个自主运输车辆自动驶向具有堆垛机器人的堆垛工作站；随后，借助于堆垛机器人从该至少一个自主运输车辆上连续地卸载堆垛单元，并将堆垛单元放置到运输托盘上以形成混合的堆垛，堆垛机器人根据预先确定的混合堆垛的打包样式(Packmuster)卸载该至少一个被装载的自主运输车辆。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机器人臂、一种移动机器人和一种物流系统，通过它们可以特别灵活、有效和快速地执行处理任务。本专利技术的目的通过一种机器人臂来实现，其具有：-基础支架，-沿着竖直方向可移动地安装在基础支架上的滑架，和被设计用于相对于基础支架调节滑架的第一电机，-围绕竖直的第一转动轴可枢转地安装在滑架上的近端侧枢转节肢，和被设计用于使近端侧枢转节肢相对于滑架枢转的第二电机，-围绕竖直的第二转动轴可枢转地安装在近端侧枢转节肢上的中间枢转节肢，和被设计用于使中间枢转节肢相对于近端侧枢转节肢枢转的第三电机，-围绕竖直的第三转动轴可枢转地安装在中间枢转节肢上的远端侧枢转节肢，和被设计用于使远端侧枢转节肢相对于中间枢转节肢枢转的第四电机，-围绕水平第四转动轴可转动地安装在远端侧枢转节肢上的执行节肢承载件，并且还具有：-第一转换装置，其被设计为，使执行节肢承载件在执行节肢承载件处于第一位置的第一锁定枢转位置与使执行节肢承载件处于偏离第一位置的第二位置的第二锁定枢转位置之间转换，以便机械地重新配置机器人臂的运动结构，和/或-可位移地安装在执行节肢承载件上的电连接装置。通过第一转换装置，可以有利地以简单的方式改变(冗余的)机器人臂。特别地，机器人臂的通过第一转换装置连接的两个节肢可以按照它们的相对位置通过第一转换装置彼此重新配置，优选地在至少两个、特别是恰好两个位置之间，在此，在下文中还将这种可通过转换装置在两个位置之间重新配置的机器人节肢称为“二元关节”或“二元轴”，因为它们可以恰好具有两个状态，并且对于机器人臂来说，可操作的中间位置是不可能的。替代地或附加地，可以在执行节肢承载件上安装电连接装置，该电连接装置可以建立去往互补连接装置的电连接。为了便于将连接装置插接到互补连接装置中，连接装置被可位移地布置在执行节肢承载件上。由此可以实现在两个和更多个位置之间的位移。特别是可以实现在恰好两个位置之间的位移，优选地借助上述的转换装置或二元关节。替代地或附加地，连接装置可以至少被围绕第一线性方向可移动地安装和/或被围绕第五转动轴可转动地安装。优选地，该连接装置被可复位地安装，特别是借助于可复位的轴承元件，例如，弹簧装置或弹性体连接件。弹性体连接件可以例如被设计为橡胶缓冲器或由另外的弹性体构成。优选地，机器人臂具有可调节地安装在执行节肢承载件上的执行节肢，并具有第二转换装置，其被设计为，使执行节肢在执行节肢处于第一位置的第一锁定位置与执行节肢处于偏离第一位置的第二位置的第二锁定位置之间转换，以便机械地重新配置机器人臂的运动结构。更优选地，机器人臂还具有围绕第五转动轴可旋转地安装在执行节肢上的末端执行器，和被设计用于使末端执行器相对于执行节肢转动的第五电机。更优选地，不是将电连接装置设置在执行节肢承载件上，而是可以将可位移地安装的电连接装置替代末端执行器地设置在执行节肢上，其中，该安装特别是可复位地进行，优选地至少是围绕第一线性方向可移动地进行和/或围绕第五转动轴可转动地进行。术语“可复位地”特别是包括术语“弹性”或主要是弹性的，即，不是完全塑性的。这种可复位性可以例如通过弹性体节肢产生，或者通过具有相应自由度的弹簧产生。此外，该连接装置的一个组成部分可以是电插拔连接器。其特别可以是公插拔连接器或母插拔连接器。此外，可以有至少一条电导线在电插拔连接器与基础支架或电源之间建立电连接。更优选地，可以配置传感器装置，其可以布置或紧固在执行节肢上或在执行节肢承载件上或在基础支架上或在枢转节肢之一上或在其它位置处。该传感器装置可以特别被设计用于检测末端执行器或插拔连接器及其环境，例如在小于10cm或小于20cm或小于50cm或优选小于1m的范围内。该传感器装置还可以特别被设计为，特别是在插接过程期间检测互补的插拔连接器。该传感器装置可以优选为光学传感器装置，例如相机，特别是立体相机或深度成像相机。对车辆充电的任务可以通过根据本专利技术所述的机器人臂作为充电装置的一部分来完成，其中，充电装置可以优选地具有其它的元件，例如，电源和/或用于在墙壁或地面上的紧固的紧固装置和/或电导线和/或壳体和/或用于与车辆无线地或有线地通信的通信装置和/或机器人臂的控制器或电充电控制器。在本专利技术的框架下，机械地重新配置机器人臂的运动结构被理解为：改变机器人臂的节肢的几何形状，使得通过该节肢连接的两个相邻的关节通过这种改变而相互处于另一相对位置和/或方向中，而不是通过机器人臂的电机来实现这种改变，该电机被设计用于自动地和/或手动地改变机器人臂的关节位置。因此在本专利技术的框架下，机械地重新配置机器人臂的运动结构不能被理解为：通过操作机器人臂的电机来改变机器人臂的关节位置，这确定了机器人臂的姿态，即，代表了机器人臂的所有关节自由度的总和。通过沿着竖直方向可移动地安装在基础支架上的滑架，提供了机器人臂的平移关节。通过使机器人臂除了具有该平移关节和三个可围绕竖直的转动轴运动的转动关节以外，还具有第四个可围绕竖直的转动轴运动的转动关节，从而构成冗余的SCARA机器人结构。在这种冗余的SCARA机器人结构中，末端执行器可以在机器人臂的一个以上的单独的关节位置姿态中在空间中处于相同的位置和方向，由此可以非常灵活地定位机器人臂等。通过使这样构成的冗余的SCARA机器人臂另外还具有至少一个第一转换装置和第二转换装置，可以附加地改变该冗余的SCARA机器人臂的结构。机器人臂的通过第一转换装置或第二转换装置连接并通过它们在其相对位置上彼此重新配置的两个节肢在下文中也被称为“二元关节”或“二元轴”，这是由于它们可以恰好具有两个状态，并且对于机器人臂来说可操作的中间位置是不可能的。因此，换句话说，“二元关节”或“二元轴”提供了机械的、特别是双稳态的开关，其可以具有两个开关状态。基础支架和在其上可线性调节的滑架可以被设计为，使安装在滑架上的机器人臂的前臂特别是能够从接近地面高度到其设计高度进行任意的高度调节。近端侧枢转节肢由于结构限制而被比远端侧枢转关节更接近基础支架和滑架，即，更接近由基础支架和滑架构成的机器人臂的升降柱，而远端侧枢转关节由于结构限制而相比于近端侧枢转节肢离基础支架和滑架更远，即，离由基础支架和滑架构成的机器人臂的升降柱更远。在第一种实施方式中，执行节肢承载件可以是平移关节承载件，在此，可以将第一转换装置构造为，使平移关节承载件在平移关节承载件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人臂，具有：‑基础支架(2)，‑沿着竖直方向可移动地安装在所述基础支架(2)上的滑架(3)，和被设计用于相对于所述基础支架(2)调节所述滑架(3)的第一电机(Ml)，‑围绕竖直的第一转动轴(Dl)可枢转地安装在所述滑架(3)上的近端侧枢转节肢(4)，和被设计用于使所述近端侧枢转节肢(4)相对于所述滑架(3)枢转的第二电机(M2)，‑围绕竖直的第二转动轴(D2)可枢转地安装在所述近端侧枢转节肢(4)上的中间枢转节肢(5)，和被设计用于使所述中间枢转节肢(5)相对于所述近端侧枢转节肢(4)枢转的第三电机(M3)，‑围绕竖直的第三转动轴(D3)可枢转地安装在所述中间枢转节肢(5)上的远端侧枢转节肢(6)，和被设计用于使所述远端侧枢转节肢(6)相对于所述中间枢转节肢(5)枢转的第四电机(M4)，‑围绕水平的第四转动轴(D4)可转动地安装在所述远端侧枢转节肢(6)上的执行节肢承载件(8)，并且还具有：‑第一转换装置(9.1)，其被设计为，使所述执行节肢承载件(8)在该执行节肢承载件(8)处于第一位置的第一锁定枢转位置与该执行节肢承载件(8)处于偏离所述第一位置的第二位置的第二锁定枢转位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构，和/或‑可位移地安装在所述执行节肢承载件上的电的连接装置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 DE 102016222255.4;2016.12.09 DE 10201601.一种机器人臂，具有：-基础支架(2)，-沿着竖直方向可移动地安装在所述基础支架(2)上的滑架(3)，和被设计用于相对于所述基础支架(2)调节所述滑架(3)的第一电机(Ml)，-围绕竖直的第一转动轴(Dl)可枢转地安装在所述滑架(3)上的近端侧枢转节肢(4)，和被设计用于使所述近端侧枢转节肢(4)相对于所述滑架(3)枢转的第二电机(M2)，-围绕竖直的第二转动轴(D2)可枢转地安装在所述近端侧枢转节肢(4)上的中间枢转节肢(5)，和被设计用于使所述中间枢转节肢(5)相对于所述近端侧枢转节肢(4)枢转的第三电机(M3)，-围绕竖直的第三转动轴(D3)可枢转地安装在所述中间枢转节肢(5)上的远端侧枢转节肢(6)，和被设计用于使所述远端侧枢转节肢(6)相对于所述中间枢转节肢(5)枢转的第四电机(M4)，-围绕水平的第四转动轴(D4)可转动地安装在所述远端侧枢转节肢(6)上的执行节肢承载件(8)，并且还具有：-第一转换装置(9.1)，其被设计为，使所述执行节肢承载件(8)在该执行节肢承载件(8)处于第一位置的第一锁定枢转位置与该执行节肢承载件(8)处于偏离所述第一位置的第二位置的第二锁定枢转位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构，和/或-可位移地安装在所述执行节肢承载件上的电的连接装置。2.根据权利要求1所述的机器人臂，还具有：-可调节地安装在所述执行节肢承载件(8)上的执行节肢(10)，和第二转换装置(9.2)，该第二转换装置被设计为，使所述执行节肢(10)在该执行节肢(10)处于第一位置的第一锁定位置与该执行节肢(10)处于偏离第一位置的第二位置的第二锁定位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构，-围绕第五转动轴(D5)可转动地安装在所述执行节肢(10)上的末端执行器(11)，和被设计用于使所述末端执行器(11)相对于所述执行节肢(10)旋转的第五电机(M5)。3.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，所述执行节肢承载件(8)是平移关节承载件(8a)，并且在此，所述第一转换装置(9.1)被设计为，使所述平移关节承载件(8a)在该平移关节承载件(8a)处于第一方向作为其位置的第一锁定枢转位置与该平移关节承载件(8a)处于偏离该第一方向的第二方向的第二锁定枢转位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构，并且所述执行节肢(10)是可移动地安装在所述平移关节承载件(8)上的平移节肢(10a)，并且在此，第二转换装置(9.2)被设计为，使所述平移节肢(10a)在该平移节肢(10a)处于作为其位置的第一位置的第一锁定平移位置与该平移节肢(10a)处于偏离第一位置的第二位置的第二锁定平移位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构。4.根据权利要求3所述的机器人臂，其特征在于，被设计用于使所述平移关节承载件(8a)在所述第一锁定枢转位置与所述第二锁定枢转位置之间转换的所述第一转换装置(9.1)具有第一锁定件，该第一锁定件被设计为，使所述平移关节承载件(8a)在其第一方向上保持在一竖直方向，所述平移节肢(10a)在该竖直方向上可相对于所述平移关节承载件(8a)被竖直地调节；并且具有第二锁定件，该第二锁定件被设计为，使所述平移关节承载件(8a)在其第二方向上保持在一水平方向，所述平移节肢(10a)在该水平方向上可相对于所述平移关节承载件(8a)被水平地调节。5.根据权利要求3或4所述的机器人臂，其特征在于，被设计用于使所述平移节肢(10a)在所述第一锁定平移位置与所述第二锁定平移位置之间转换的所述第二转换装置(9.2)具有第三锁定件，该第三锁定件被设计为，使所述平移节肢(10a)在其第一位置上保持在相对于所述平移关节承载件(8a)缩回的位置中，并具有第四锁定件，该第四锁定件被设计为，使所述平移节肢(10a)在其第二位置上保持在相对于所述平移关节承载件(8)伸出的位置中。6.根据权利要求1所述的机器人臂，其特征在于，所述执行节肢承载件(8)是枢转关节承载件(8b)，并且在此，所述第一转换装置(9.1)被设计为，使所述枢转关节承载件(8b)在该枢转关节承载件(8b)处于第一方向作为其位置的第一锁定枢转位置与该枢转关节承载件(8b)处于偏离第一方向的第二方向的第二锁定枢转位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构，并且所述执行节肢(10)是可转动地安装在所述枢转关节承载件(8b)上的枢转节肢(10b)，并且在此，所述第二转换装置(9.2)被设计为，使所述枢转节肢(10b)在该枢转节肢(10b)处于第一方向作为其位置的第一锁定枢转位置与该枢转节肢(10b)处于偏离第一方向的第二方向的第二锁定枢转位置之间转换，以便机械地重新配置所述机器人臂(1)的运动结构。7.根据权利要求6所述的机器人臂，其特征在于，被设计用于使所述枢转关节承载件(8b)在所述第一锁定枢转位置与所述第二锁定枢转位置之间转换的所述第一转换装置(9.1)具有第一锁定件，该第一锁定件被设计为，使所述枢转关节承载件(8b)在其第一方向上保持在一水平方向，所述枢转节肢(10b)在该水平方向上相对于所述枢转关节承载件(8b)被可转动地调节，并且还可以具有第二锁定件，该第二锁定件被设计为，使所述枢转关节承载件(8b)在其第二方向上保持在一竖直方向，所述枢转节肢(10b)在该竖直方向上相对于所述枢转关节承载件(8b)被可枢转地调节。8.根据权利要求6或7所述的机器人臂，其特征在于，被设计用于使所述枢转节肢(10b)在所述第一锁定枢转位置与所述第二锁定枢转位置之间转换的所述第二转换装置(9.2)具有第三锁定件，该第三锁定件被设计为，使所述枢转节肢(10b)在其第一方向上保持在相对于所述枢转关节承载件(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·里德尔，W·肖伯，
申请(专利权)人：库卡德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE