能量供应链制造技术

本发明专利技术涉及一能量供应链，它用于在一固定的连接点和一移动的连接点之间或在两个彼此相对运动的连接点之间导向电缆、软管或类似的管线，特别是用作软管和／或电缆的导向，以从外部供应给机器人工作臂上的应用设施，该机器人工作臂具有多个旋转自由度和／或摆动自由度，该供应链具有许多彼此铰接的链节（５），该链节形成用于电缆和／或软管的接纳空间。该能量供应链包括至少一个沿其纵向轴线的弹性杆（１１），该杆沿能量供应链（４）的纵向在其接纳空间中延伸，并在链节（５）彼此相对地摆动时产生抵制摆动的复位力。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
为了导向用于引导其形式为电流、水、压缩空气或液压液体的能量的软管和/或电缆，以从外部供应给机器人工作臂上的应用设施，迄今都采用以各种方式装备的做成波纹的和挠性的聚氨酯软管。对于应用设施可以理解为例如在机器人工作臂的远端设置的抓取臂、焊钳、喷漆枪或类似物。在这种应用设施中，供应软管和供应管线在由机器人工作臂形成的空腔的外面固定和引导。由于已经知道机器人工作臂有许多旋转自由度和/或摆动自由度，供应管线的导向装置即做成波纹的导向软管必须跟着执行许多摆动运动和扭转运动。导向软管的曲率半径必须如此布设，以便能补偿在机器人工作臂的远端设置的应用设施和例如在机器人工作臂的基座的连接点之间的长度变化。在机器人工作臂上敷设的、其形式为挠性的聚氨酯软管或聚氨酯管的电缆导向或软管导向的半径如此选择，使它们本身形成一用于长度变化的贮存器或储备，从而形成一在应用设备与连接点之间的长度补偿。在应用设施与连接点之间的距离最短时，在有最大的长度储备时，导向软管的过大的半径为此倾向于下垂。导向软管的这种下垂必须尽可能避免，因为下垂的软管储备能影响机器人工作臂的运动自由度。为了对此加以防止，已经知道，将导向软管的形成半径的段布置成螺旋弹簧或弹簧圈，它们赋予有关的半径以一定的刚度，该刚度抵制此下垂。另外还知道，将导向软管保持在固定在弹性支座上的导向套筒中。此弹性支座同样在有关的曲率半径中抵制软管的下垂。前述两种用于稳定导向软管的半径的方案有这样的缺点，即根据导向软管的弯曲应力和扭转应力，导向软管在稳定区完全不可控制地沿最小弯曲阻力或最小扭转阻力的方向偏转。由此在导向软管中产生完全不可控制的应力。此外，还可能会产生移动阻力，该移动阻力抵制机器人工作臂的预定的运动方向。最后，导向软管的使用有这样的缺点，即考虑到所含的供应管线，可能超过其最大弯曲应力或最大弯曲半径。特别是当导向软管在稳定的半径区不可控制地拱起或偏转时，可能会产生导向软管和其内部零件的不允许的弯折载荷。因此，本专利技术以这样的任务为基础，即对电缆导向和/或软管导向的弯曲半径的稳定提供一结构上简单的方案，其中，可以最大地避免上述缺点。本专利技术进一步以这样的任务为基础，即提供一种软管和/或电缆的导向，以用于从外部供应给具有许多旋转自由度和/或摆动自由度的机器人工作臂上的应用设施，该导向避免了前述缺点。按照本专利技术，此任务将通过一能量供应链来解决，该供应链用于在一固定的连接点和一移动的连接点之间或在两个彼此相对运动的连接点之间导向电缆、软管或类似的管线，特别是用作软管和/或电缆的导向，以从外部供应给机器人的工作臂上的应用设施，该机器人工作臂具有多个旋转自由度和/或摆动自由度，该供应链具有许多彼此铰接的链节，该链节形成用于电缆和/或软管的接纳空间，其中，至少设置一个绕其纵向轴线的弹性杆，该杆沿能量供应链的纵向在其接纳空间中延伸，并在链节彼此相对地摆动时产生抵抗摆动的复位力。采用这种能量供应链用作电缆和/或软管的导向有这样的优点，即可最佳地保护电缆和/或软管，防止过大的弯折应力和弯曲应力或扭转应力。通过相应的链节摆动限制挡块可以可靠地防止超过电缆和/或软管的允许的最大弯曲半径。此外，在链的内部空间中布置的摆动半径或弯曲半径的稳定有这样的优点，即软管和电缆的导向的更换可以不用手工操作，并且可以不用拆卸外装在机器人工作臂上的稳定装置。最好将杆布置成在能量供应链弯曲时能至少相对于一些链节沿纵向移动，以便能以较简单的方式和方法产生任意的摆动半径或曲率半径，而不会被形成稳定元件的杆所影响。杆随着弯曲的增加而产生复位力，该力可使能量供应链的朝伸直的位置运动。为了抵制能量供应链在开始摆动时的不可控制的偏转运动，最好设置两个用玻璃纤维做的杆，该杆至少沿能量供应链的部分长度延伸。这些杆最好只在要稳定的半径的范围内延伸，其中，能量供应链的要稳定的段可以用有利的方式通过杆的长度来调节。采用两根杆有这样的优点，即复位力可以对称地引入能量供应链中，由此，同样可以避免能量供应链的不可控制的偏转运动。与聚氨酯软管相比，由于在其中产生的弹簧力，一个比较刚性的能量供应链已经非常普遍地抵制了不可控制的偏转运动。理想的是，杆各自布置在一导向软管中，以便在能量供应链弯曲时，杆能相对于弯曲半径的一部分滑动或相对移动而不会受到在能量供应链的内部空间中的摩擦或边缘的影响。杆最好在能量供应链的外面或在链的端部固定部分上单侧固定，例如用已知的夹紧卡圈固定。理想的是，导向软管在能量供应链的连接点之间连续地延伸。用这种方式和方法，杆可以简单地更换，并可用其它具有不同的复位力的粗细不同的杆代替它。由杆产生的弹簧的有效长度可通过抽出杆而简单地调节。最后，杆可以如此更换，以致不必在连接点脱开能量供应链或在链中被导向的电缆和软管。按照本专利技术的一个特别优选的实施例设置的能量供应链，每段至少有多个彼此相邻的、具有两个摆动自由度的链节，链节的摆动轴线最好彼此按90°错开地取向，而链节至少在被杆穿过的区域各自只有一同样取向的自由度，以致也可按此方式与方法避免能量供应链在各自的弯曲半径中沿一不可预见的方向发生不允许的和不可控制的偏转。这类能量供应链例如已经从DE 4302757 C1知道，此外将对其予以引用。这种能量供应链就转动而言每段至少有多个彼此相邻的、具有两个自由度的元件或链节，其中，每第二个元件布置成绕如此形成的电缆导向的纵向轴线转过90°，以致三个元件彼此按半万向接头连接，而能量供应链每段总共包含三个摆动自由度或旋转自由度。这种能量供应链特别适合于跟着执行由机器人工作臂执行的运动，其中，在能量供应链的要稳定的半径的范围内，链节彼此只有一个摆动自由度，这是有利的。合理的是，链节各自设计成具有封闭的外形轮廓和封闭的外表面的元件，使得它们作为用于软管和/或电缆的接纳空间的极度封闭的通道形成。按照优选的实施形式，能量供应链将由用热塑性塑料做的链节形成。下面根据在图中示出的一个实施例说明本专利技术。图中附图说明图1示出一机器人工作臂的图，从图中可示意地看出用于向一未示出的应用设施供应的软管和/或电缆的导向的走向或布置；图2示出按照本专利技术的能量供应链的一段，它由7个单个元件组成；图3示出图2的能量供应链的一段，它转过90°；图4示出能量供应链的一段，它的链节彼此只有一个摆动自由度；图5示出备有软管和电缆的能量供应链的正视图，该链穿有按照本专利技术设置的弹性杆，而且从一连接点看去；图6示出按照本专利技术的能量供应链的侧面剖视图，而且从图1的用A表示的连接点至图1的用R表示的半径看去。图1所示的机器人1有一设有一未详细示出的驱动单元的基座2，它具有固定在基座上的摆动臂3a、3b、3c、3d、3e，其中，用于未示出的应用设施例如一焊钳或类似物的电缆和软管沿摆动臂3a、3b、3c、3d、3e从一下连接点A至一上连接点B在一总共可按三个自由度运动的能量供应链4中被导向。能量供应链4在上连接点B固定，可绕其纵向轴线旋转，并在摆动臂3b上被一套筒14接纳，可沿纵向移动。能量供应链4在图2、3和4中详细示出，其中，它们由许多矩形或正方形的单个的元件作为链节5形成。每个链节包围一为了接纳电缆和/或软管而设置的空腔6。链节5在其外表面上各自有两个轴销7和两个孔8，其中，一个链节的孔8界本文档来自技高网...

【技术保护点】
能量供应链（４），它用于在一固定的连接点和一移动的连接点之间或在两个彼此相对运动的连接点之间导向电缆、软管或类似的管线，特别是用作软管和／或电缆的导向，以从外部供应给机器人工作臂上的应用设施，该机器人工作臂具有多个旋转自由度和／或摆动自由度，该供应链具有许多彼此铰接的链节（５），该链节形成用于电缆和／或软管的接纳空间，其中，至少设置一个沿其纵向轴线的弹性杆（１１），该杆沿能量供应链的纵向在其接纳空间中延伸，并在链节（５）彼此相对地摆动时产生抵制摆动的复位力。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯藤库尼尔特，安德烈亚斯赫梅，贡特布拉泽，
申请(专利权)人：IGUS工业用注压件有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]