锁定装置和用于运行锁定装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于被旋转支撑的对象(4)例如机械手的锁定装置(2)，带有：至少一个容纳单元(6)，其被抗扭地固定在对象(4)的第一部件(8)处；至少一个夹紧单元(10)，其被抗扭地固定在对象(4)的第二部件(12)处，该第二部件可手动地或借助于旋转驱动器、尤其直接驱动器相对于第一部件(8)经由被旋转支撑的关节围绕旋转和/或摆动轴线(14)被移动；以及至少一个驱动单元(16)，夹紧单元(10)可通过该驱动单元由释放位置平行于旋转和/或摆动轴线(14)可被转移到夹紧位置。

Locking device and method for operating locking device

【技术实现步骤摘要】
锁定装置和用于运行锁定装置的方法
本专利技术涉及一种锁定装置(Sicherungsvorrichtung)以及一种用于运行锁定装置的方法。
技术介绍
用于机械手(Manipulator)、例如工业机器人(Industrieroboter)的锁定装置是已知的，在其中可借助于机械传动装置操控机械手。在这种情况下，部件包括机械手臂或机器人臂。在机械驱动器停止的情形中，传动装置在停止的情形中彼此相对固定机器人臂。此外已知用于部件的锁定装置，在其中设置有额外的制动器，其类似于盘式制动器平面地借助于静摩擦彼此相对固定部件。此外已知带有直接驱动器的机械手、即各个机械手臂可被电磁驱动地彼此相对移动的机械手。这样的机械手大多数无传动装置地工作，这使得机械手臂以电机制动器的固定变得困难。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例的目的是提出一种两个部件彼此相对固定的备选的适宜的结构形式。该目的通过一种用于被旋转支撑的对象、例如机械手的锁定装置来实现，该锁定装置带有：至少一个容纳单元(Aufnahmeeinheit)，其被抗扭地固定在对象的第一部件处；至少一个夹紧单元(Klemmeinheit)，其被抗扭地固定在对象的第二部件处，该第二部件可手动地或借助于旋转驱动器、尤其直接驱动器相对于第一部件经由被旋转支撑的关节围绕旋转和/或摆动轴线被移动；以及至少一个驱动单元(Antriebseinheit)，夹紧单元可通过该驱动单元由释放位置平行于旋转和/或摆动轴线转移到夹紧位置，在释放位置第一部件和第二部件为了旋转是彼此相对释放的，在夹紧位置夹紧单元摩擦配合且/或力配合地接合到容纳单元中，且第一部件和第二部件彼此相对固定以防围绕旋转和/或摆动轴线的旋转。通过使夹紧单元平行于旋转和/或摆动轴线可被转移到夹紧位置，锁定装置可紧凑地构造。此外由此提供一种适宜结构形式的备选方案。该被旋转支撑的对象原则上可以是任意形式的对象，在其中一个部件相对于第二部件被旋转支撑地移动。例如，该对象可包括机械手、尤其工业机器人，尤其带有直接驱动器。在这种情况下，第一部件可包括机器人臂的第一臂元件且第二部件包括机器人臂的第二臂元件。此外如下是可能的，即，被旋转支撑的对象包括旋转台、驱动主轴或类似物。容纳单元可例如呈孔环状地构造。在这种情况下，夹紧单元可在容纳单元内布置在多个离散的夹紧位置。锁定装置在如下情况下无级地工作，即当至少一个容纳单元包括至少一个同中心于旋转和/或摆动轴线延伸的且在旋转和/或摆动轴线的方向上延伸的空隙时且/或当至少一个夹紧单元至少包括可被移动到空隙中且摩擦配合且/或力配合地可直接贴靠地布置的夹紧器件时。为了在由释放位置转移到夹紧位置的情形中确保夹紧单元的夹紧器件在容纳单元的空隙中的支承，如下被证实是有利的，即当夹紧单元的至少夹紧器件在面对容纳单元的空隙的侧面上包括尤其逐渐变细的导向区段时且/或当容纳单元的空隙在面对夹紧单元的夹紧器件的侧面上包括尤其呈漏斗状构造的容纳区段时。由此，当夹紧器件被导入到空隙中时，容纳单元和夹紧单元自动地彼此对中。此外，通过呈漏斗状的容纳区段关于平行于旋转和/或摆动轴线的转移方向实现在夹紧器件与空隙之间的增加的接触面。由此可获得更高的摩擦力和接触力，由此改善在空隙与夹紧器件之间的夹紧作用。在此如下尤其证实是有利的，当夹紧器件的导向区段和/或空隙的容纳区段关于旋转和/或摆动轴线包括0°至30°、尤其5°至25°、尤其10°至20°的角度时，且/或当夹紧器件的导向区段和/或空隙的容纳区段包括带有在0.05与0.8之间、尤其在0.1与0.5之间的摩擦系数的表面和/或表面涂层时。在上述角度范围内可获得特别高的摩擦系数且由此获得夹紧单元的夹紧器件与容纳单元的空隙的有效的摩擦配合的连接。通过带有在0.05与0.8之间的摩擦系数的夹紧器件和/或容纳区段的表面的设置，可进一步提高在夹紧器件与空隙之间的有效摩擦力。对此补充地或备选地，夹紧器件和/或容纳区段的表面可设有额外的包括相应摩擦系数的表面涂层。该表面涂层可包括例如金属、塑料、橡胶和/或木材。在一种实施形式的情形中，夹紧器件和空隙各自包括带有设定为0.2的摩擦系数的铝。驱动单元原则上可任意地构造，只要其实现将夹紧单元由释放位置转移到闭锁位置的技术功能。在此如下是可能的，即，驱动单元包括至少一个气动的、液压的且/或机械可张紧的弹簧器件，尤其液压或气动缸和/或弹簧元件，其将至少一个夹紧器件以某一张紧力张紧到夹紧位置且/或驱动单元包括至少一个气动的、液压的且/或机械起作用的闭锁器件，其将至少一个夹紧器件固定在释放位置。通过使驱动单元包括将夹紧器件以某一张紧力张紧到夹紧位置的弹簧器件，夹紧器件可随时由释放位置被转移到夹紧位置。通过使驱动单元包括闭锁器件，经预紧的至少一个夹紧器件尽管较高起作用的张紧力可被固定在释放位置。至少一个闭锁器件原则上可任意地构造，只要其实现将夹紧器件固定以防由释放位置转移到夹紧位置的技术功能。例如，闭锁器件可呈螺栓状地构造且在夹紧器件处构成关于旋转和/或摆动轴线的后部卡接。在驱动单元的一种改进方案的情形中作如下设置，即，驱动单元的闭锁器件在基本位置包括反作用于弹簧器件的张紧力的且相同大小的复位力，闭锁器件以该复位力作用到夹紧器件上且通过力平衡保持在释放位置，且闭锁器件在紧急位置包括关于基本位置降低的复位力且释放夹紧器件以用于转移到夹紧位置。通过闭锁器件如此的构造，即，其以复位力反作用于张紧力，闭锁器件同时同样包括复位器件，由此夹紧器件可通过闭锁器件由夹紧位置被转移到释放位置。在这种情况下，闭锁器件的复位力被如此地提高，直至复位力在值上与弹簧器件的张紧力相符。在这种情况下，闭锁器件可在技术上简单地实现，即当闭锁器件包括可被加载以压力的、液压或气动起作用的流体时，流体可布置或布置在尤其同中心地围绕旋转和/或摆动轴线延伸的、在夹紧单元的夹紧器件与对象的第二部件之间布置的空腔中，且/或驱动单元包括环形管道和至少一个阀，空腔通过该阀可与环形管道达到流体连接。例如100Pa的压力可作用到空腔中。此外如下是可能的，即，经由阀和环形管道40L/分钟的流体的体积流可无压力地开关闭锁器件。为了自动地且快速地将夹紧单元的夹紧器件由释放位置转移到夹紧位置，如下证实是有利的，即当锁定装置包括如下至少一个控制单元时，通过该控制单元至少可调整驱动单元的闭锁器件的复位力以用于将至少一个夹紧器件转移到夹紧位置，尤其地通过该控制单元可操控阀用于打开和关闭，且当锁定装置包括至少一个可关联或关联于至少一个控制单元的传感器器件时，通过该传感器器件可检测至少一个用于将闭锁器件由基本位置转移到紧急位置的触发条件且/或通过该传感器器件可检测在空腔中的压力。该触发条件可例如是紧急停止、电力故障、安全停止、机械手停止、电机保护、冷却回路故障和/或液压和/或气动故障。在这种情况下如下被确保，即，第一部件和第二部件被彼此相对固定且例如操作人员的受伤风险被降低。原则本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于被旋转支撑的对象(4)例如机械手的锁定装置(2)，带有：至少一个容纳单元(6)，其被抗扭地固定在所述对象(4)的第一部件(8)处；至少一个夹紧单元(10)，其被抗扭地固定在所述对象(4)的第二部件(12)处，所述第二部件可手动地或借助于旋转驱动器、尤其直接驱动器相对于所述第一部件(8)经由被旋转支撑的关节围绕旋转和/或摆动轴线(14)被移动；以及至少一个驱动单元(16)，所述夹紧单元(10)可通过所述驱动单元由释放位置平行于所述旋转和/或摆动轴线(14)转移到夹紧位置，在所述释放位置所述第一部件(8)和所述第二部件(12)为了旋转是彼此相对释放的，在该夹紧位置所述夹紧单元(10)摩擦配合且/或力配合地接合到所述容纳单元(6)中，且所述第一部件(8)和所述第二部件(12)彼此相对固定以防围绕所述旋转和/或摆动轴线(14)的旋转。/n

【技术特征摘要】
20180905 DE 10201812170131.用于被旋转支撑的对象(4)例如机械手的锁定装置(2)，带有：至少一个容纳单元(6)，其被抗扭地固定在所述对象(4)的第一部件(8)处；至少一个夹紧单元(10)，其被抗扭地固定在所述对象(4)的第二部件(12)处，所述第二部件可手动地或借助于旋转驱动器、尤其直接驱动器相对于所述第一部件(8)经由被旋转支撑的关节围绕旋转和/或摆动轴线(14)被移动；以及至少一个驱动单元(16)，所述夹紧单元(10)可通过所述驱动单元由释放位置平行于所述旋转和/或摆动轴线(14)转移到夹紧位置，在所述释放位置所述第一部件(8)和所述第二部件(12)为了旋转是彼此相对释放的，在该夹紧位置所述夹紧单元(10)摩擦配合且/或力配合地接合到所述容纳单元(6)中，且所述第一部件(8)和所述第二部件(12)彼此相对固定以防围绕所述旋转和/或摆动轴线(14)的旋转。


2.根据权利要求1所述的锁定装置(2)，其特征在于，所述至少一个容纳单元(6)包括至少一个同中心于所述旋转和/或摆动轴线(14)走向的、且在所述旋转和/或摆动轴线(14)的方向上延伸的空隙(18)，且/或所述至少一个夹紧单元(10)至少包括夹紧器件(20)，其可被移动到所述空隙(18)中且可摩擦配合且/或力配合地直接贴靠地布置。


3.根据权利要求2所述的锁定装置(2)，其特征在于，所述夹紧单元(10)的至少夹紧器件(20)在面对所述容纳单元(6)的空隙(18)的侧面上包括尤其逐渐变细的导向区段(22)，且/或所述容纳单元(6)的空隙(18)在面对所述夹紧单元(10)的夹紧器件(20)的侧面上包括尤其呈漏斗状构造的容纳区段(24)。


4.根据权利要求2或3所述的锁定装置(2)，其特征在于，所述夹紧器件(20)的导向区段(22)和/或所述空隙(18)的容纳区段(24)包括关于所述旋转和/或摆动轴线(14)成0°至30°、尤其5°至25°、尤其10°至20°的角度，且/或所述夹紧器件(20)的导向区段(22)和/或所述空隙(18)的容纳区段(24)包括带有在0.05与0.8之间、尤其在0.1与0.5之间的摩擦系数的表面和/或表面涂层。


5.根据前述权利要求中至少一项所述的锁定装置(2)，其特征在于，所述驱动单元(16)包括至少一个气动的、液压的和/或机械地可张紧的弹簧器件(26)、尤其液压的或气动的缸体和/或弹簧元件，其将所述至少一个夹紧器件(20)以某一张紧力张紧到所述夹紧位置且/或所述驱动单元(16)包括至少一个气动的、液压的和/或机械地起作用的闭锁器件(30)，其将所述至少一个夹紧器件(20)固定在所述释放位置。


6.根据权利要求5所述的锁定装置(2)，其特征在于，所述驱动单元(6)的闭锁器件(30)在基本位置包括反作用于所述弹簧器件(26)的张紧力的且相同大小的复位力，所述闭锁器件(30)以该复位力作用到所述夹紧器件(20)上且通过力平衡保持在所述释放位置，且所述闭锁器件(30)在紧急位置包括关于所述基本位置降低的复位力且释放所述夹紧器件(20)以用于转移到所述夹紧位置。


7.根据权利要求5或6所述的锁定装置(2)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·巴驰，德克·布里瑟，
申请(专利权)人：M机器人无限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE