具有带传感器的、被覆盖的可运动结构的自动化装置，特别是机器人制造方法及图纸

一种自动化装置具有至少部分地由带传感器的覆盖件覆盖的可运动结构。该带传感器的覆盖件包括多个覆盖件模块，其包括一个或多个带传感器的覆盖件模块。每个带传感器的覆盖件模块具有包括彼此堆叠的多个不同层的结构，该结构包括由刚性或半刚性材料制成的具有预设形状的承载层以及由承载层携带的由弹性可压缩材料制成的至少一个缓冲层。每个带传感器的覆盖件模块集成了至少一个接触传感器装置（C），该至少一个接触传感器装置包括第一下导电层（61）和第二上导电层（63），在第一下导电层和第二上导电层之间设置有电绝缘层（62）。电绝缘层（62）由弹性可压缩材料制成并且具有多个贯通开口（62a），多个贯通开口被布置成使得第一下导电层（61）和第二上导电层（63）在贯通开口（62a）处局部地面向彼此。

Automatic device with sensor and covered movable structure, especially robot

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有带传感器的、被覆盖的可运动结构的自动化装置，特别是机器人
本专利技术涉及工业生产领域中使用的自动化装置，并且已经特别参考人类操作者与这种自动化装置之间的协作问题而被开发。本专利技术优选应用于机器人领域，但是也可以有利地在工业生产领域中使用的其它装置上实施。
技术介绍
为了有效地利用生产过程中自动化的贡献，并由此提高生产过程的效率，有必要使人类操作者与自动化装置（特别是机器人）之间的交互变得自然和安全。这样，人类操作者可以被委托那些需要极度复杂的自动化的过程，而需要例如相当大的努力、执行的快速性、高精确度和质量的操作可以被委托给自动化装置。为了使这些生产过程成为可能，需要使人类与自动化装置的交互自然且安全的解决方案。目前用于该目的方法基本上与被动安全和主动安全问题有关。具体参考工业机器人，与人类操作者和机器人的操纵器之间的交互中的被动安全的增加相关联的方法基本上旨在修改后者的结构和操作以便降低事故的可能性及其严重性。根据这种方法，例如已经提出了以轻结构为特征的机器人操纵器，其覆盖有不具有尖锐拐角或边缘的软材料，以便最小化由对人类操作者的任何可能撞击所引起的伤害。与主动安全方面的增加相关联的方法（而不是基于专用传感器系统的控制策略）旨在保证对机器人操纵器周围的环境的持续监测，以便在潜在危险情况时动态地修改其行为，所述潜在危险情况例如是在给定功能的执行期间人类操作者靠近操纵器或者操作者与操纵器之间的接触。目前用于该目的传感器类型基本上如下：-旨在光学地重建该操纵器周围的环境的几何形状的传感器，例如摄像机和激光扫描仪；-旨在识别操纵器与人类操作者之间的接触或碰撞的电传感器，例如力或接触传感器；以及-旨在识别操纵器与人类操作者之间的过度靠近的电传感器，例如接近传感器。已经提出了这样的机器人，其中，被动安全和主动安全两种策略被集成在相应操纵器的带传感器的覆盖件或涂层中。这些覆盖件通常由一种“皮肤”构成，普遍由弹性顺应材料制成，其包围操纵器的对应部分并且集成了接触传感器或接近传感器。前述已知的覆盖件在操纵器的可运动结构上的安装通常是复杂的并且远不能实用。而且，在偶然故障的情况下，相应地移除或更换覆盖件或其部分是费力的。此外，传感器装置在覆盖件中的集成和校准通常是复杂和昂贵的。在工业生产领域中使用的具有除机器人之外的可运动部件的自动化装置中也发现了类似的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的基本上是提供一种自动化工业装置，特别是机器人，其设置有基本上没有上述缺点的带传感器的覆盖件，而能够确保装置和人类操作者之间的高度协作，同时保证必要的安全要求。根据不同的方面，本专利技术的目的是提供一种自动化工业装置，其中，可以容易地检测相应的带传感器的覆盖件的操作状况或状态。根据本专利技术，通过具有所附权利要求中所提及的特性的自动化工业装置和用于自动化工业装置的带传感器的覆盖件实现了将在下文中清楚地显现的上述和其他目的。权利要求形成了本文提供的与本专利技术相关的技术教导的组成部分。附图说明本专利技术的其它目的、特性和优点将从随后的描述并从附图中清楚地显现，这些描述和附图仅通过解释性和非限制性示例的方式提供，并且其中：-图1是根据本专利技术的可能实施例的自动化装置的局部示意性透视图；-图2是图1的装置的一部分的示意性透视图，其具有根据本专利技术的可能实施例的带传感器的覆盖件；-图3是图2的装置的一部分的局部分解图；-图4和图5是根据可能实施例的能够在自动化装置中使用的带传感器的覆盖件的两个模块的示意性透视图，分别处于它们是分离的状态和它们联接在一起的状态；-图6是根据本专利技术的可能实施例的带传感器的覆盖件的覆盖件模块的可能分层构造的示意性截面图；-图7是能够在根据本专利技术的可能实施例的带传感器的覆盖件的覆盖件模块中使用的接触传感器装置的分解示意图；-图8是部分示意性截面图，旨在说明图7所示类型的接触传感器装置的两种不同状态；-图9是根据本专利技术的可能实施例的带传感器的覆盖件的一些覆盖件模块的电连接的可能构造的局部示意图；-图10是根据可能实施例的另一自动化装置的示意性透视图；-图11是图10的装置的局部分解示意图，省略了覆盖件模块；-图12是根据本专利技术的可能实施例的另一自动化装置的示意性透视图；-图13是图12的装置的示意性透视图，省略了覆盖件模块；-图14是根据本专利技术的可能实施例的另一自动化装置的示意性透视图；并且-图15、图16和图17是示意图，旨在指示根据本专利技术的可能实施例的带传感器的覆盖件的可能操作状态。具体实施方式在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于该实施例描述的特定构造、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个方面中，参考“实施例”、“一个实施例”、“至少一个实施例”、“一个或多个实施例”等描述的特性不必全部指同一个实施例。此外，特定构造、结构或特性可以以任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。下文所使用的参考仅为了方便而提供，并不限定实施例的保护范围或范围。此外，还应指出，在本说明书的后续部分中，将限于对理解本专利技术有用的元件来描述自动化装置，关于所述自动化装置例示了本专利技术的可能实施例。图1中示意性地示出了根据本专利技术的可能实施例的用于工业生产的自动化装置。在所示的示例中，该装置是机器人，其包括具有多个自由度的操纵器1，该操纵器1具有包括连接在一起的多个部分的可运动结构2，以及能够被控制以引起结构2的前述部分移位的致动器装置。在所示的示例中，机器人是具有六个自由度的拟人机器人，其具有静止基部3和绕具有竖直方向的第一轴线A1可旋转地安装在基部3上的柱4。由5表示的是臂，该臂安装成绕具有水平方向的第二轴线A2在柱4上摆动。由6表示的是肘部，其安装在臂5上以用于绕也具有水平方向的第三轴线A3转动，肘部6支撑前臂7，该前臂7设计成绕其自身轴线A4转动，该轴线A4因此构成操纵器1的第四运动轴线。前臂7在其端部设置有腕部8，该腕部8安装成用于根据两个轴线A5和A6运动。腕部8具有用于安装未示出的末端执行器的凸缘9。末端执行器可以是例如图10所示类型的用于拾取通用部件的装置，或者是例如图12所示类型的抛光或研磨装置。前述末端执行器在任何情况下可以是本领域已知的任何类型和功能，例如焊炬或轭架、喷漆枪或用于施加密封剂的枪、钻轴等。可运动部件4-8借助于已知类型的接头连接在一起，与接头相关联的是相应的电马达，其中一些电马达由M表示，具有相应的齿轮减速器传动装置。在一个或多个实施例中，根据自身已知的技术，与凸缘9相关联的末端执行器也具有相应的致动器装置。优选地，与前述接头相关联（即与相应的马达M相关联）的是用于位置控制的相应的换能器（未示出），例如编码器或分解器类型的换能器。操纵器1的运动（即接头的马达的操作）由机器人控制单元15管理，该机器人控制单元15优选地位于远离操纵器1的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化装置（1，15；100；200；300），特别是机器人，其包括：/n-可运动结构（4-8；103；203；301）；/n-致动器装置（M；102；202），所述致动器装置用于引起所述可运动结构（4-8；103；203；301）的移位；/n-控制系统（15，50；303），所述控制系统被构造成控制所述致动器装置（M；102；202）；以及/n-带传感器的覆盖件（20；120；220；320），所述带传感器的覆盖件覆盖所述可运动结构（4-8；103；203；301）的至少一部分，/n其中，所述带传感器的覆盖件（20；120；220；320）包括多个覆盖件模块（21-39；110-113；210-211；321-328），所述多个覆盖件模块包括具有传感器装置（C，P）的一个或多个带传感器的覆盖件模块（23，24，28，29），/n其中，每个带传感器的覆盖件模块（23，24，28，29）具有包括多个叠加的不同层（40，60-67）的结构，所述多个叠加的不同层包括具有预定形状的由刚性或半刚性材料制成的承载层（40）以及由所述承载层（40）携带的由弹性可压缩材料制成的至少一个缓冲层（60，64，65），/n其中，每个带传感器的覆盖件模块（23，24，28，29）集成了至少一个接触传感器装置（C），所述至少一个接触传感器装置包括第一下导电层（61）和第二上导电层（63），在所述第一下导电层和所述第二上导电层之间设置有电绝缘层（62），/n其中，所述接触传感器装置（C）的所述电绝缘层（62）由弹性可压缩材料制成并且具有多个贯通开口（62a），所述多个贯通开口被布置成使得所述第一下导电层（61）和所述第二上导电层（63）在所述贯通开口（62a）处局部地面向彼此。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171026 IT 1020170001218831.一种自动化装置（1，15；100；200；300），特别是机器人，其包括：
-可运动结构（4-8；103；203；301）；
-致动器装置（M；102；202），所述致动器装置用于引起所述可运动结构（4-8；103；203；301）的移位；
-控制系统（15，50；303），所述控制系统被构造成控制所述致动器装置（M；102；202）；以及
-带传感器的覆盖件（20；120；220；320），所述带传感器的覆盖件覆盖所述可运动结构（4-8；103；203；301）的至少一部分，
其中，所述带传感器的覆盖件（20；120；220；320）包括多个覆盖件模块（21-39；110-113；210-211；321-328），所述多个覆盖件模块包括具有传感器装置（C，P）的一个或多个带传感器的覆盖件模块（23，24，28，29），
其中，每个带传感器的覆盖件模块（23，24，28，29）具有包括多个叠加的不同层（40，60-67）的结构，所述多个叠加的不同层包括具有预定形状的由刚性或半刚性材料制成的承载层（40）以及由所述承载层（40）携带的由弹性可压缩材料制成的至少一个缓冲层（60，64，65），
其中，每个带传感器的覆盖件模块（23，24，28，29）集成了至少一个接触传感器装置（C），所述至少一个接触传感器装置包括第一下导电层（61）和第二上导电层（63），在所述第一下导电层和所述第二上导电层之间设置有电绝缘层（62），
其中，所述接触传感器装置（C）的所述电绝缘层（62）由弹性可压缩材料制成并且具有多个贯通开口（62a），所述多个贯通开口被布置成使得所述第一下导电层（61）和所述第二上导电层（63）在所述贯通开口（62a）处局部地面向彼此。


2.根据权利要求1所述的自动化装置，其中，所述接触传感器装置（C）包括：
-第一电导体（-）和第二电导体（+），所述第一电导体和所述第二电导体分别连接到所述第一下导电层（61）和所述第二上导电层（63），用于在它们之间施加电势差；以及
-至少两个电阻器（Rs，Rp），其中，第一电阻器（Rp）连接在所述第一下导电层（61）和所述第二上导电层（63）之间，并且第二电阻器（Rs）连接到所述第一电导体（-）和所述第二电导体（+）中的一个，
所述第一电阻器（Rp）和所述第二电阻器（Rs）优选地具有不同的电阻值，所述第一电阻器（Rp）的电阻值优选地高于所述第二电阻器（Rs）的电阻值。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的自动化装置，还包括光学类型的信号发送器件（80，81），所述光学类型的信号发送器件被构造成供应表示能够经由所述传感器装置（C，P）检测的至少一个状态的信息，所述光学类型的信号发送器件（80，81）包括能够被控制用于生成光信号的至少一个多色光发射装置（80），所述至少一个多色光发射装置的发射的颜色和/或模态取决于将要被供应的信息的类型。


4.根据权利要求3所述的自动化装置，其中，所述至少一个多色光发射装置（80）包括RGBLED条。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的自动化装置，其中所述覆盖件模块（21-39；110-113；210-211；321-328）中的至少一些的承载层（40）限定或具有相关联的连接器元件（45，46），所述连接器元件被构造成使得彼此相邻的至少两个不同的覆盖件模块（23，24，28，29）能够以可分离的方式机械连接和/或电连接在一起，其中，优选地，第一覆盖件模块（23）的承载层（40）具有面向相邻的第二覆盖件模块（24）的对应表面或壁（42，43）的至少一个表面或壁（42，43），相应的连接器元件与所述第一覆盖件模块（23）的表面或壁相关联并且与所述第二覆盖件模块（24）的表面或壁相关联。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的自动化装置，其中，所述第一下导电层（61）和所述第二上导电层（63）各自包括导电织物，所述第二上导电层（63）优选地比所述第一下导电层（62）更有弹性。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：S博尔德格诺尼，A维齐奥，G钦加诺，
申请(专利权)人：康茂股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT