机器人组件制造技术

本发明专利技术涉及一种机器人组件(1)，其具有：至少四个承载用的结构部件(10)，该结构部件(10)通过布置在两个相邻的结构部件(10)之间的各个关节(20)连接成一链条；和分别配属于各个关节(20)的关节马达(21)，用于使通过相应关节(20)连接的结构部件(10)相对于彼此被驱动地运动。控制装置(40)布置在一结构部件(10)，该结构部件在两侧通过相应的关节连接到相邻的各个结构部件(10)，其中，控制装置(40)被设计用于操控至少三个关节马达(21)，并且被构造为，借助专属于各个关节马达(21)的独立的控制线路(22)来操控从控制装置(40)到各个关节马达(21)所需要的电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人组件
本专利技术涉及一种机器人组件。
技术介绍
机器人组件，例如工业机器人，通常具有控制装置，该控制装置被设计为，执行用于控制机器人组件的控制程序并输出用于例如使机器人臂执行期望运动的相应控制指令。为了执行期望的运动，机器人臂通常配备有多个马达。通常布置在机器人组件的基座中的控制装置将控制指令转换为用于操控马达的控制信号，例如特定的电压或电压脉冲或脉冲序列。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的机器人组件，特别是将机器人组件的至少一部分设计地更紧凑。本专利技术的目的通过一种具有权利要求1所述特征的机器人组件来实现。优选的扩展方案由从属权利要求给出。根据本专利技术的一个方面，机器人组件具有：至少四个承载用的结构部件，该结构部件通过分别布置在两个相邻结构部件之间的关节连接成一链条；以及配属于每个关节的关节马达，用于使通过相应关节连接的结构部件相对于彼此被驱动地运动。控制装置被布置在于两侧分别通过相应的关节连接到相邻结构部件的一结构部件中，其中，控制装置被配置为操控至少三个关节马达，并且被构造为，借助于专属于各个关节马达的独立的控制线路(例如控制电缆)来操控从控制装置到各个关节马达所需的电连接。承载用结构部件，例如转盘，摇臂或机器人臂或机器人手的单个节肢，可以通过布置在它们之间的各个关节被可变地定向和/或定位，例如相对于机器人组件的基座。在此所要执行的运动可以由控制装置、特别是中央控制装置来发起，该中央控制装置例如被设计为集成电路，其中，用于各个单独的关节马达的相应控制信号是由控制装置通过控制线路发出。在此，通过将控制装置布置在于两侧分别通过相应的关节连接到相邻结构部件的一结构部件中，对各个关节来说，可以有利地减少必须被引导通过或者说穿过相应关节的控制线路的数量。例如，可以省去引导控制线路通过或者说穿过定义了第一机器人轴的第一关节，该第一关节相对于机器人组件的基座可运动地支撑着其余的结构部件。如果控制装置是布置在第二机器人轴之后的结构部件中，则仅有控制装置与用于具有第一机器人轴的关节的关节马达之间的控制线路必须被引导通过或穿过限定了第二机器人轴的第二关节。因此，具有第一机器人轴的关节和具有第二机器人轴的关节都可以被构造为在直径或安装空间方面特别节省空间。这种设想可以延续到去限定另外的机器人轴的关节，从而能够在总体上针对各个关节有利地减少被引导通过相应关节的控制线路的数量。因此，与控制装置布置在基座中的传统机器人组件相比，根据本专利技术的技术方案能够使关节的结构更紧凑和/或更纤细。特别是可以将定义了所谓基本轴(即，第一机器人轴和第二机器人轴)的关节设计得更纤细和更紧凑，结果是例如可以减小机器人组件的干扰轮廓。同时，将控制装置、特别是中央控制装置布置在(相对于基座)可移动的结构部件之一中也使得机器人组件的组装和/或维护变得简单而迅速，因为对于机器人组件的各个关节而言，关节马达的控制电子器件是被有利地集中在一个单独的部件中，特别是在集成电路中。由此可以排除例如可能的费力的故障查找。下面将对本专利技术的优选实施方式及其扩展方案进行讨论，除非明确地排除在外，否则这些实施方式及其扩展方案能够任意地相互组合。在一种优选的实施方式中，至少四个结构部件之一被构造为机器人组件的摇臂，在该结构部件中布置有控制装置。该摇臂优选地通过一个关节与机器人组件的转盘可运动地连接，并且通过另一个关节与机器人组件的机器人臂、特别是与机器人臂的节肢可运动地连接。结果，摇臂至少承载了机器人臂的重量。因此，摇臂由于其特别是相对于机器人组件的机器人臂的节肢的通常相对较高的质量而能够有效地散发由控制装置发出的热量。有利的是，在该实施例中，用于驱动摇臂相对于转盘或机器人臂运动的两个关节马达不是安装在摇臂中，而是特别地安装在转盘或机器人臂中。由此能够有利地避免，除了来自控制装置的热量之外，还要从摇臂中散出来自关节马达的更多热量。这使得通过摇臂散出控制装置的热量变得特别有效。在另一种优选的实施方式中，布置在两个相邻结构部件之间的每个关节均分别配属有一关节传感器件，用于采集关节状态并产生相应的传感器信号。控制装置优选地被设计用于处理传感器信号。优选地，传输传感器信号所需的从各个关节传感器件到控制装置的电连接是借助于由专属于各个关节传感器的独立传感器线路(例如传感器线路电缆)构成的。优选地，关节传感器件包括力矩传感器，该力矩传感器被设置为采集作用在相应关节上的力矩并输出相应的力矩信号。替代地或附加地，关节传感器件还包括分解器(Resolver)，该分解器被设置为采集关节的角位置并输出相应的分解器信号。在此，被设计用于分析这些传感器信号的分析电子器件优选地与用于操控关节马达的控制电子器件一起集成在电路板中，这样做除了节约生产成本之外，还允许在机器人组件内部，也就是在于两侧通过相应的关节与各个相邻的结构部件连接的一结构部件内部，实现特别有利的安放。特别是由此可以简化对分析电子器件与控制电子器件的组装和/或维护。在另一种优选的实施方式中，控制装置被设置为，在考虑到传感器信号的情况下控制配属于关节的关节马达。特别地，控制装置可以被设置为，基于由关节传感器件产生的传感器信号来产生用于控制关节马达的控制信号。这使得可以将机器人组件的全部功能集成在单个部件中，特别是集成在集成电路中，该集成电路可以有利地布置在于两侧通过相应关节与相应的相邻结构部件相连接的结构部件之一中。这节省了安装空间，否则将不得不为传感器电子器件提供安装空间。在另一种优选的实施方式中，至少一个关节被构造为倾斜关节(Kippgelenk)，并且至少一条专属于关节马达的独立控制线路和/或至少一条专属于关节传感器件的传感器线路沿着一个围绕该至少一个被构造为倾斜关节的关节的环被引导。由此，控制装置能够可靠地连接到各个关节马达和/或关节传感器件，而不会存在相应的控制线路或传感器线路在结构部件相对于彼此运动时发生损坏的风险。据此，将控制装置布置在于两侧通过相应的关节连接到各个相邻结构部件的结构部件中，对于使控制线路和/或传感器线路以环的形式围绕关节被引导是有利的，因为对于每个关节而言都减少了待引导的控制线路或传感器线路的数量，并因此降低了例如所形成的电缆束的刚度或者关节或关节马达的相关负荷。在另一种优选的实施方式中，该布置有控制装置的结构部件具有在结构上被设计用于冷却控制装置的冷却装置。该冷却装置特别是可以被设计为，允许用于冷却控制装置的空气流入到该结构部件中。在此，优选地将冷却装置构造为，在机器人组件运动时，特别是在于两侧通过相应的关节与各个相邻的结构部件相连接的结构部件(在该结构部件中布置有控制装置)运动时，用于冷却控制装置的空气流入到该结构部件中和/或被引导到控制装置上。由此能够自动地冷却控制装置。该冷却装置可以具有例如通风槽，在结构部件运动时，空气通过该通风槽自动地流入到结构部件中。优选地，结构部件的外壁具有至少一个通风槽，优选地具有多个通风槽，特别是在外壁的相对置或者说相对的区域上。如果控制装置例如是布置在机器人组件的摇臂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人组件(1)，具有：/n至少四个承载用的结构部件(10)，其中，所述结构部件(10)通过布置在两个相邻的所述结构部件(10)之间的各个关节(20)连接成一链条；/n分别配属于各个所述关节(20)的关节马达(21)，用于使通过相应的关节(20)彼此连接的结构部件(10)相对于彼此被驱动的运动；以及/n控制装置(40)，其被布置在一结构部件(10)中，该结构部件在两侧分别通过相应的关节(20)连接到相邻的结构部件(10)；/n其中，所述控制装置(40)被配置为操控至少三个所述关节马达(21)，并且被构造为，借助于专属于各个关节马达(21)的独立的控制线路(22)来操控从所述控制装置(40)到各个被操控的关节马达(21)所需要的电连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180419 DE 102018206009.61.一种机器人组件(1)，具有：
至少四个承载用的结构部件(10)，其中，所述结构部件(10)通过布置在两个相邻的所述结构部件(10)之间的各个关节(20)连接成一链条；
分别配属于各个所述关节(20)的关节马达(21)，用于使通过相应的关节(20)彼此连接的结构部件(10)相对于彼此被驱动的运动；以及
控制装置(40)，其被布置在一结构部件(10)中，该结构部件在两侧分别通过相应的关节(20)连接到相邻的结构部件(10)；
其中，所述控制装置(40)被配置为操控至少三个所述关节马达(21)，并且被构造为，借助于专属于各个关节马达(21)的独立的控制线路(22)来操控从所述控制装置(40)到各个被操控的关节马达(21)所需要的电连接。


2.根据权利要求1所述的机器人组件(1)，其中，所述至少四个结构部件(10)中的布置有所述控制装置(40)的一个结构部件被构造为摇臂(12)。


3.根据权利要求1或2所述的机器人组件(1)，其中：
布置在所述结构部件(10)中的两个相邻结构部件之间的各个关节(20)分别配属有关节传感器件(23)，用于采集关节状态并产生相应的传感器信号；
所述控制装置(40)被设计用于处理所述传感器信号；并且
传输所述传感器信号所需的从各个所述关节传感器(23)到所述控制装置(40)的电连接是借助专属于相应的关节传感器件(23)的、独立的传感器线路(24)来构成的。


4.根据权利要求3所述的机器人组件，其中，所述控制装置(40)被设计为，在考虑到所述传感器信号的情况下控制配属于所述关节(20)的关节马达(21)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的机器人组件(1)，其中，至少一个所述关节(20)被构造为倾斜关节，并且至少一条专属于一关节马达(21)的单独的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·肖伯，M·察斯彻，安德烈·雷克尔斯，J·托雷斯，马丁·里德尔，S·贝克，
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