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Die Erfindung betrifft einen Roboterarm, insbesondere einen Roboterarm mit einer Verstellstruktur.
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Roboterarme finden eine breite Anwendung bei der automatischen Bearbeitung. Durch Roboterarme können Werkstücke automatisch gegriffen und verlagert werden. Zudem können Roboterarme auch im medizinischen Gebiet angewendet werden. Der Arzt kann mit Hilfe des Roboterarms eine Operation durchführen. Ferner können Roboterarme im Unterhaltungsgebiet angewendet werden, um Spielgegenstände zu greifen.
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9 zeigt einen Roboterarm mit der ersten Armlänge, der ein Fundament (11), eine erste Armgruppe (12), die an dem Fundament (11) angelenkt ist, und eine zweite Armgruppe (13) aufweist, die an der ersten Armgruppe (12) angelenkt ist. Die zweite Armgruppe (13) beinhaltet ein Gelenkteil (131), das mit der ersten Armgruppe (12) gelenkig verbunden ist, eine Stützstange (132), die an einem Ende mit dem Gelenkteil (131) verbunden ist, und einen Adapter (133), der mit dem anderen Ende der Stützstange (132) verbunden ist und ein Zubehörteil (14) trägt. Durch die erste und zweite Armgruppe (12, 13) kann das Zubehörteil (14) bewegt werden.
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Da die Länge der Stützstange (132) der zweiten Armgruppe (13) nicht verstellt werden kann, besitzt der Roboterarm nur eine begrenzte Bewegungsstrecke, so dass der Anwendungsbereich begrenzt ist. In 10 ist die Länge der Stützstange (152) der zweiten Armgruppe (15) größer als die der Stützstange (132) der zweiten Armgruppe (13), wodurch die Bewegungsstrecke größer ist.
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Roboterarme, bei denen die Länge der Stützstange bzw. die Armlänge während des Betriebes verstellt werden kann, sind z.B. aus der
DE 10 2010 006 877 A1 und der
DE 10 2009 049 985 B3 bekannt. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugunde, einen Roboterarm mit einem durch eine Armlängenverstellung vergrößerten Anwendungsbereich zu schaffen, dessen Armlängenverstellmechanismus vereinfacht und damit kostengünstiger ist.
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Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Roboterarm mit einer Verstellstruktur gelöst, der umfasst: einen Hauptkörper, der eine Bewegungsfreiheit besitzt; und ein Verstellmodul, das mit dem Fundament verbunden ist und einen Grundkörper, eine Hülse und ein Befestigungselement beinhaltet, wobei der Grundkörper länglich ausgebildet ist, in der Erstreckungsrichtung die Axialrichtung definiert und an der Außenseite ein Außengewinde und in der Axialrichtung eine Nut besitzt, wobei die Hülse einen Hohlraum besitzt, in dem das Außengewinde aufgenommen wird, wobei an der Innenwand des Hohlraums entsprechend der Nut ein Vorsprung gebildet ist, der in die Nut hineinragt, wodurch die Hülse und der Grundkörper nicht gegeneinander gedreht werden können, wobei das Befestigungselement einen Zentralfreiraum besitzt, an dessen Innenwand ein Innengewinde vorgesehen ist, das auf das Außengewinde aufgeschraubt wird, und an der Stirnseite der Hülse befestigt ist.
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Vorzugsweise befestigen eine Vielzahl von Schrauben das Befestigungselement an der Stirnseite der Hülse.
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Vorzugsweise besitzt das Befestigungselement in der Axialrichtung eine Vielzahl von Durchgangslöchern und die Hülse ist an der Stirnseite entsprechend den Durchgangslöchern mit einer Vielzahl von Schraublöchern versehen, wobei eine Vielzahl von Schrauben durch die Durchgangslöchern in die Schraublöcher eingedreht werden, um das Befestigungselement an der Hülse zu befestigen.
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Vorzugsweise ist das Befestigungselement durch eine Rastverbindung an der Stirnseite der Hülse befestigt.
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Vorzugsweise weist der Hauptkörper auf: ein Fundament, das ein erstes Gelenkteil besitzt, das beliebig gedreht werden kann; und einen ersten Arm, der einen Verbindungsarm, ein zweites Gelenkteil und ein drittes Gelenkteil besitzt, wobei sich das zweite Gelenkteil und das dritte Gelenkteil an den beiden Enden des Verbindungsarms befinden und das zweite Gelenkteil mit dem ersten Gelenkteil verbunden ist, wodurch der erste Arm am Fundament befestigt ist.
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Vorzugsweise ist die Hülse an der ersten Verbindungsfläche des dritten Gelenkteils befestigt.
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Vorzugsweise ist der Grundkörper an der ersten Verbindungsfläche des dritten Gelenkteils befestigt.
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Vorzugsweise ist ein zweiter Arm vorgesehen, der eine zweite Verbindungsfläche und ein Klemmende aufweist, wobei die zweite Verbindungsfläche mit dem Grundkörper verbunden ist.
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Das Verstellmodul kann je nach Bedarf durch die gegenseitige axiale Bewegung der Hülse und des Grundkörpers die Armlänge verändern. Dadurch, dass das Innengewinde des Befestigungselements auf das Außengewinde des Grundkörpers aufgeschraubt und das Befestigungselement an der Stirnseite der Hülse befestigt wird, werden die Hülse und der Grundkörper gegenseitig positioniert. Dadurch ist die Verstellung der Armlänge leicht und schnell, so dass der Roboterarm für unterschiedliche Produkte oder Produktionslinien geeignet ist. Daher werden die Kosten einer mit dem erfindungsgemäßen Roboterarm ausgestatteten Anlage reduziert.
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Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Explosionsdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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2 eine perspektivische Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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3 eine Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Armlänge vergrößert wird,
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4 eine Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Armlänge verkleinert wird,
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5 eine Explosionsdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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6 eine perspektivische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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7 eine Schnittdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Armlänge vergrößert wird,
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8 eine Schnittdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Armlänge verkleinert wird,
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9 eine Seitenansicht der herkömmlichen Lösung, und
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10 eine Seitenansicht der herkömmlichen Lösung, wobei die Armlänge größer als die in 9.
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Die 1 bis 4 zeigen das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, die einen Hauptkörper umfasst, der eine Bewegungsfreiheit besitzt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Fundament (1), einen ersten Arm (2), ein Verstellmodul (3) und einen zweiten Arm (4) aufweist. Das Fundament (1) besitzt ein erstes Gelenkteil (11), das beliebig gedreht werden kann. Der erste Arm (12) besitzt einen Verbindungsarm (21), ein zweites Gelenkteil (22) und ein drittes Gelenkteil (23), wobei sich das zweite Gelenkteil (22) und das dritte Gelenkteil (23) an den beiden Enden des Verbindungsarms (21) befinden und das zweite Gelenkteil (22) mit dem ersten Gelenkteil (11) verbunden ist, wodurch der erste Arm (2) am Fundament (1) befestigt ist. Das Verstellmodul (3) ist mit der ersten Verbindungsfläche (231) des dritten Gelenkteils (23) verbunden und beinhaltet einen Grundkörper (32), eine Hülse (31) und ein Befestigungselement (33), wobei der Grundkörper (32) länglich ausgebildet ist, in der Erstreckungsrichtung die Axialrichtung definiert und an der Außenseite ein Außengewinde (321) und in der Axialrichtung eine Nut (322) besitzt. Die Hülse (31) besitzt einen Hohlraum (311), in dem das Außengewinde (321) aufgenommen wird. An der Innenwand des Hohlraums (311) ist entsprechend der Nut (322) ein Vorsprung (312) gebildet, der in die Nut (322) einragt, wodurch die Hülse (31) und der Grundkörper (32) nicht gegeneinander gedreht werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hülse (31) an einem Ende mit der ersten Verbindungsfläche (231) verbunden. Das Befestigungselement (33) besitzt einen Zentralfreiraum, an dessen Innenwand ein Innengewinde (331) vorgesehen ist, das auf das Außengewinde (321) aufgeschraubt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt das Befestigungselement (33) in der Axialrichtung eine Vielzahl von Durchgangslöchern (332). Die Hülse (31) ist an der Stirnseite entsprechend den Durchgangslöchern (332) mit einer Vielzahl von Schraublöchern (313) versehen. Eine Vielzahl von Schrauben (34) werden durch die Durchgangslöchern (332) in die Schraublöcher (313) gedreht, um das Befestigungselement (33) an der Stirnseite der Hülse (31) zu befestigen. Die Schraubverbindung des Befestigungselements (33) und der Hülse (31) kann auch durch eine Rastverbindung ersetzt werden. Der zweite Arm (4) weist eine zweite Verbindungsfläche (41) und ein Klemmende (42) auf. Die zweite Verbindungsfläche (41) ist mit dem Grundkörper (32) verbunden, wodurch der zweite Arm (4) indirekt mit dem dritten Gelenkteil (23) verbunden ist. Das Klemmende (42) kann mit einem beliebigen Klemmwerkzeug verbunden werden.
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Nachfolgend wird die Längenverstellung der Erfindung beschrieben:
Der Roboterarm muss entsprechend dem Produkt oder der Produktionslinie seine Bewegungsstrecke ändern. Üblicherweise wird diese Veränderung mit einem Zeitintervall von mindestens zwei Monaten durchgeführt. Dabei muss der Benutzer nur das Befestigungselement (33) von der Hülse (31) trennen und anschließend den Grundkörper (32) an die gewünschte Stelle bringen. Z.B Wenn die Armlänge vergrößert werden soll, wird der Grundkörper (32) aus dem Holhraum (311) der Hülse (31) gezogen, damit der Abstand des zweiten Arms (4) und des dritten Gelenks (23) vergrößert wird, wie es in 3 dargestellt ist. Wenn die Armlänge verkleinert werden soll, wird der Grundkörper (32) in den Hohlraum (311) der Hülse (31) geschoben, damit der Abstand des zweiten Arms (4) und des dritten Gelenks (23) verkleinert wird, wie es in 4 dargestellt ist. Danach kann das Befestigungselement (33) wieder an der Stirnseite der Hülse (31) befestigt werden. Dadurch kann die Armlänge verstellt werden, um die Anforderung auf die Veränderung der Bewegungsstrecke zu erfüllen.
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Die 5 bis 8 zeigen das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Grundkörper (32) an der ersten Verbindungsfläche (231) und die Hülse (31) an der zweiten Verbindungsfläche (41) befestigt ist. Bei der Verstellung der Armlänge muss der Benutzer die Hülse (31) verschieben.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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Im Stand der Technik
- 11
- Fundament
- 12
- erste Armgruppe
- 13
- zweite Armgruppe
- 131
- Gelenkteil
- 132
- Stützstange
- 133
- Adapter
- 14
- Zubehörteil
- 15
- zweite Armgruppe
- 152
- Stützstange
In der Erfindung - 1
- Fundament
- 11
- erstes Gelenkteil
- 2
- erster Arm
- 21
- Verbindungsarm
- 22
- zweites Gelenkteil
- 23
- drittes Gelenkteil
- 231
- erste Verbindungsfläche
- 3
- Verstellmodul
- 31
- Hülse
- 311
- Hohlraum
- 312
- Vorsprung
- 313
- Schraubloch
- 32
- Grundkörper
- 321
- Außengewinde
- 322
- Nut
- 33
- Befestigungselement
- 331
- Innengewinde
- 332
- Durchgangsloch
- 4
- zweiter Arm
- 41
- zweite Verbindungsfläche
- 42
- Klemmende
