WO2019072673A1 - Roboterarm mit einer roboterhand-antriebsvorrichtung - Google Patents
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Definitions
- Robot arm with a robot hand drive device Robot arm with a robot hand drive device
- the invention relates to a robot arm with a robot hand drive device comprising at least three arranged in an arm arm of the robot electric motors for driving a multi-axis robot hand of the arm jib, each of which electric motor has an electric rotor, each having a motor shaft.
- a robot arm with a robot hand drive device which comprises a plurality of drive motors arranged in an arm arm of the robot with drive shafts for driving a motor
- Robotic hand of the arm jib wherein at least one of
- Drive motors relative to at least one further of the drive motors in the axial direction to the robot hand is arranged offset to the front and the drive shafts of the drive motors are designed as parallel straight shafts, the front ends substantially at the same axial height, with three drive shafts are provided, the like are arranged such that a distance of the drive shaft of a central drive motor to one of the drive shafts of two lateral drive motors is less than the sum of the radii of the motor housing of an adjacent pair of axially staggered drive motors.
- the object of the invention is to provide a robot arm with a boom arm, which has a particularly compact design.
- a robot arm with a robot hand drive device having at least three arranged in an arm arm of the robot arm electric motors for driving a multi-axis robot hand of the arm jib, each of which electric motor has an electric rotor, each having a motor shaft, said at least three electric motors inside a common housing cylinder block are arranged such that each rotor is located in a separate cylinder sector of the housing cylinder block, in each case with its motor shaft aligned parallel to the aligned in the longitudinal extent of the arm arm
- the robot arm may comprise a base frame, a carousel rotatably mounted on the base frame about a vertical axis of rotation, and a rocker rotatably mounted on the carousel about a first horizontal axis of rotation.
- the rocker may comprise the arm boom, which may be rotatably mounted at this free end of the rocker about a second horizontal axis of rotation.
- Carousel and the swingarm can accordingly three basic links of the
- Robotic arm form.
- the vertical axis of rotation connecting the base frame to the carousel may form a first basic axis of the robot arm.
- the first horizontal axis of rotation connecting the carousel to the rocker may form a second basic axis of the robot arm.
- the second horizontal axis of rotation connecting the rocker to the arm boom may be a third
- the arm boom may, for example, a fourth, fifth and sixth
- Robot axis of the robot arm have.
- the arm boom may have a rotatably mounted at the free end of the rocker arm on which is rotatably mounted about the fourth robot axis, a front arm of the arm arm.
- the forearm can, for example, carry a biaxial robot hand.
- the fourth robot axis and the two further robot axes of the robot hand can form three hand axes of the robot arm.
- the three hand axes, together with the three basic axes, can represent a six-axis articulated robot.
- the robot arm may also have a different number of
- the robot arm may optionally comprise a robotic hand drive device comprising at least two in the arm boom of Robotic arm arranged electric motors for driving the robot hand of the arm jib, of which at least two electric motors each motor has an electric rotor, each having a motor shaft and the at least two electric motors in the interior of the common
- Housing cylinder block are arranged such that each of the at least two rotors is located in a separate cylinder sector of the housing cylinder block, each with its motor shaft aligned parallel to the in
- the robotic hand drive device may be configured to hold the three hand axes of the robotic arm, i. the fourth, fifth and sixth robot axis of the
- the robot hand drive device has the at least three electric motors arranged in the arm arm of the robot arm for driving the multi-axis robot hand of the arm arm.
- Each electric motor has an electric rotor, each with a motor shaft.
- Each electric motor also includes a stator. Both rotor and / or stator may generally be provided with a winding of electrical wires.
- a rotor winding and / or a stator winding may be provided.
- a rotor winding and / or a stator winding may be provided.
- permanent magnets may be provided instead of a rotor winding or a stator winding, which replace either the rotor winding or the stator winding.
- robots preferably use synchronous motors, in particular servomotors, which have both a rotor winding and a stator winding.
- An advantage of the synchronous motor is the rigid coupling of the speed and the angular position to the operating frequency. In most cases, the synchronous motors are therefore provided with a sensor for determining the position, ie for determining the rotational position of the rotor.
- the of the sensors Determined rotational position of the motor shaft, ie rotational position of the motor shaft is transmitted to a usually outside of the actual motor mounted control electronics, the so-called servocontroller, the movement of the motor according to one or more adjustable setpoints, such as the desired angular position or the desired speed of the motor shaft regulates.
- each rotor is located in a separate cylinder sector of the housing cylinder block, each with its motor shaft aligned parallel to the longitudinal extent of the
- the motors can be packed very close together, so that a robot arm can be created with an arm boom, which has a particularly compact design.
- the housing cylinder block can form a receiving housing, in which the at least three electric motors, each as a complete single motor, each having both a rotor, a stator and a motor housing, are used.
- the housing cylinder block may form a common motor housing, in which only the at least three rotors are rotatably mounted.
- the housing cylinder block forming a common motor housing can in particular also be the housing cylinder block
- the rotors of the at least three electric motors with their motor shafts can be arranged particularly close to each other in the Armauslager the robot arm. This is particularly possible without additional transmission waves, such as cardan shafts or straight shafts would have to be connected to the motor shafts. Since transmission waves can be eliminated, the at least three electric motors can also be axially, i. in the longitudinal extension of the arm jib, very close to the forearm of the
- the robot hand drive device can be coupled in specific embodiments directly, ie without the interposition of transmission shafts, to a gear of the arm jib, in particular to a spur gear and / or cycloidal gear for transmitting the torque and / or flanged to its attachment to the spur gear and / or cycloidal gear become.
- electrical cables and / or electrical connectors can be saved or electrical cables can be made shorter.
- each rotor is located in a separate cylinder sector of the housing cylinder block, the at least three electric motors at the same or at least approximately the same axial height (in the longitudinal extent of the
- Arm boom can be arranged. This may result, especially in identical rotors, a type in which the motor shafts end with their output side shaft ends at the same or at least approximately the same axial height (in the longitudinal extension of the arm jib).
- a respective cylinder sector results for example in a
- the housing cylinder block may be made of a one-piece component.
- the housing cylinder block can also be constructed of several parts or a plurality of individual parts.
- the housing cylinder block may be composed of a plurality of stacked sheet metal layers. The stacked sheet metal layers can in particular at the same time
- the housing cylinder block can have an at least substantially circular cylindrical jacket wall and the rotors of the at least three electric motors can be distributed with their motor shafts uniformly over a circumference about the center axis of the housing cylinder block in the interior of the
- the housing cylinder block may in particular have an at least substantially circular cylindrical jacket wall, such that the housing cylinder block is at least substantially flush with a hollow member of the robot arm, i. in the hollow forearm of the
- the housing cylinder block can be used in a first variant completely within the basic arm of the arm arm.
- the housing cylinder block can be used in a second variant completely within the forearm of the arm jib.
- the housing cylinder block may be partially, i. over a first axial length of the housing cylinder block within
- Arm of the arm and be inserted partially, i. be inserted over a second axial length of the housing cylinder block of the forearm of the arm jib.
- the housing cylinder block by means of
- Hand tools nondestructive be releasably secured in the arm boom, for example, be screwed.
- the housing cylinder block may be attached to either the hollow base arm or the hollow forearm, or alternatively flanged to a gearbox, in particular to a spur gear of the arm boom and / or to a cycloidal gear which in turn is attached to the hollow base arm or hollow forearm.
- the housing cylinder block having the at least three electric motors can accordingly be arranged inside a hollow arm housing of the arm arm of the robot arm.
- the hollow arm housing in particular the hollow base arm and / or the hollow forearm, can be a supporting component, i. Form members of the robot arm.
- the base arm and / or the hollow forearm in this embodiment perform a supporting function insofar as to form the limbs of the robotic arm and to hold them in a specific configuration, ie joint positions. This means that all the forces and moments that are required to one to hold and / or move load carried by the robotic arm, and the
- the housing cylinder block having the at least three electric motors can form a supporting structural part of the arm arm of the robot. That is, the housing cylinder block is configured to retain and / or move, at least partially or even, all of the forces and moments required to hold and / or move a load carried by the robotic arm and to hold and / or move the robotic arm's dead weight portions completely transferred over the housing cylinder block.
- the housing cylinder block is configured to retain and / or move, at least partially or even, all of the forces and moments required to hold and / or move a load carried by the robotic arm and to hold and / or move the robotic arm's dead weight portions completely transferred over the housing cylinder block.
- Variant variant is the shell wall of the housing cylinder block free, i. the housing cylinder block is not located inside the forearm or base arm.
- the housing cylinder block can insofar a load-bearing
- the housing cylinder block can in such a case either on the
- Base arm may be flanged and rotate relative to the forearm or the housing cylinder block may be flanged to the forearm and rotate relative to the base arm.
- the housing cylinder block can be formed by a one-piece cast component, in which a number of depressions corresponding to the at least three electric motors are used, in each of which one of the
- the housing cylinder block can be formed in this embodiment, as it were analogous to a Revolvermagazins, with circular cylindrical, axially extending holes or cylinder pockets into which the at least three electric motors, such as cartridges are used.
- the housing cylinder block may form a common motor housing of all rotors of the at least three electric motors.
- Housing cylinder block be mounted, and the at least three electric motors, which then individually wear no cooling fins, be inserted into the housing cylinder block, so that the cooling fins of the housing cylinder block together form the cooling fins of all motors used.
- the at least three electric motors which then individually wear no cooling fins, be inserted into the housing cylinder block, so that the cooling fins of the housing cylinder block together form the cooling fins of all motors used.
- the housing cylinder block may comprise a laminated stator core, which forms a common laminated stator core of all of the at least three electric motors.
- the housing cylinder block accordingly does not necessarily have to be one-piece. Rather, the housing cylinder block can be composed of a variety of items.
- the housing cylinder block may be composed of a plurality of stacked sheet metal layers.
- the stacked sheet-metal layers form a laminated stator core, which cooperates with the at least three rotors to form the at least three electric motors.
- the recesses which form the receiving pockets for the rotors in a stacked state of the stator laminations, can accordingly be produced in the individual stator laminations in a simple manner by punching the stator laminations.
- the motor shafts of the at least three electric motors can on a common pitch circle in the longitudinal extent of the arm jib
- Housing cylinder block be arranged. This means that the axes of the motor shafts all have the same radial distances from the center axis of the arm jib and the housing cylinder block.
- the motor shafts of the at least three electric motors are arranged on the common pitch circle at equal distances from one another. This means that all motor shafts on the pitch circle are evenly distributed around the circumference.
- the housing cylinder block thus extends with its center axis basically in the direction of the longitudinal extent of the arm jib, ie the base arm and the forearm.
- All rotors of the at least three electric motors can, relative to the aligned in the longitudinal extent of the arm arm center axis of the
- Armauslegers be arranged at the same axial height in the housing cylinder block.
- the electric motors in particular the rotors of all at least three electric motors are not arranged axially offset from one another in the housing cylinder block. Rather, all rotors lie laterally, i. in the radial direction next to each other.
- the housing cylinder block also extends in this case with its center axis generally in the direction of the longitudinal extension of the arm arm, i. of the basic arm and the
- the multi-axis robot hand can at least one gear with a
- the at least one gear is configured to translate and / or distribute the torques generated by the electric motors to the fourth, fifth and sixth axes of the robotic arm, i. on the robot hand axes.
- the arm boom may have a rotatably mounted at the free end of the rocker arm, on which to the fourth robot axis
- the forearm of the arm arm is rotatably mounted.
- the forearm can, for example, carry a biaxial robot hand.
- the fourth robot axis and the two further robot axes of the robot hand can form three hand axes of the robot arm.
- the three hand axes, together with the three basic axes, can represent a six-axis articulated robot.
- the rotors of the at least three electric motors can with their
- Motor shafts each be rotatably supported by means of rolling bearings in the housing cylinder block.
- Each rotor can by means of at least one of the output side end of the respective motor shaft facing, front roller bearing in the
- Housing cylinder block to be rotatably mounted and each rotor can thereby by means of at least one of the output side end of the respective motor shaft
- rear roller bearings are rotatably mounted in the housing cylinder block.
- the rotors are each completely in the
- Housing cylinder block rotatably mounted.
- each rotor by means of at least one of the output side end of the respective motor shaft facing, front bearing on the
- Gear housing of the transmission to be rotatably mounted and each rotor can thereby be rotatably supported in the housing cylinder block by means of at least one rear roller bearing facing away from the output side end of the respective motor shaft.
- the rotors are each not completely rotatably mounted in the housing cylinder block.
- the rotors are each mounted on one side in the housing cylinder block and rotatably mounted on the other side to the transmission housing of the transmission, to which the housing cylinder block is flanged.
- the complete storage of the individual rotors can be distributed to the housing cylinder block and the gear housing, which can shorten the overall length of the entire arrangement.
- the motor shaft can also be mounted completely in the housing cylinder block.
- Embodiment variant in which the motor shaft has a spur gear which is supported in the transmission, can be a separate storage of the motor shaft at this
- Shaft end possibly omitted. This is possible in particular if an otherwise provided front motor shaft bearing would be arranged very close to the spur gear. When the front engine shaft bearing is removed, the motor shaft is supported only by a rear engine shaft bearing and the front shaft end of the motor shaft is supported by the spur gear in the transmission.
- the transmission can have, as a first transmission, at least one spur gear stage which has at least one spur gear arranged on at least one transmission shaft Includes spur gear, wherein the at least one transmission shaft is infected in each case on the output side end of one of the at least one motor shaft, and the arm boom may have a second transmission which is flanged to the first transmission, said at least one output side end of the transmission shaft by means of at least one Rolling is mounted in the transmission housing of the second transmission.
- the second transmission may be a cycloidal transmission comprising three eccentric shafts distributed uniformly over a circumference, wherein the
- Motor shafts of the at least three motors rotatably mounted in the housing cylinder block are arranged on the same circumference in the housing cylinder block as are the eccentric shafts in the cycloidal gear.
- the cycloidal gearing may be configured to move the fourth robot axis, i. to rotate the forearm of the jib relative to the jib of the jib.
- the spur gear can be configured to transmit the torques generated by the particular two electric motors to the two hand axes (fifth and sixth robot axis).
- FIG. 1 a side view of an exemplary industrial robot in the manner of a six-axis articulated robot having an arm arm according to the invention; an exploded perspective view of a concrete embodiment of a arm jib with a housing cylinder block according to the invention and exemplary three electric motors; a sectional view of the invention
- Housing cylinder block in the range of one of the three electric motors, a spur gear and a cycloid gear of the arm arm; and a perspective view of the housing cylinder block according to the invention with the three electric motors in the assembly.
- FIG. 1 shows a robot 1 in the exemplary design of a six-axis articulated robot 1 a, which has a robot arm 2 and a robot control device 10.
- the robot arm 2 comprises in the case of the present
- Embodiment a plurality of successively arranged and pivotally connected by means of joints members L1 to L7.
- the robot control device 10 of the robot 1 is configured to execute a robot program by which the joints (robot axes A1 to A6) of the robot arm 2 can be automated according to the robot program or can be automatically adjusted or rotated in a manual operation.
- the robot control device 1 0 is connected to controllable electric motors M1 to M6 of the robot 1, which are formed, the joints
- the links L1 to L7 are in the case of the present
- Further members of the robot arm 2 are a rocker 5, a Arm boom 6 and a preferably multi-axis robot hand 7 with a designed as a tool flange 8 fastening device for attaching, for example, a robot gripper.
- the rocker 5 is pivotally mounted at the lower end, ie at the joint of the rocker 5 on the carousel 4 about a preferably horizontal robot axis A2.
- the rocker 5 At the upper end of the rocker 5 is in turn pivotally mounted on the joint of the rocker 5 about a likewise preferably horizontal axis A3 of the arm boom 6. This end carries the robot hand 7 with its preferably three robot (hand) axes A4, A5, A6.
- the robot axes A1 to A6 are each through one of the electric motors M1 to M6 on the
- Robot controller 10 programmatically driven.
- a transmission can be provided between each of the members L1 to L7 and the respectively associated electric motors M1 to M6.
- the arm boom 6 has in the case of the present embodiment, a housing cylinder block according to the invention with exactly three electric motors (M4 to M6).
- the arm boom 6 thus has, in the case of the present embodiment, the fourth robot axis A4, the fifth robot axis A5 and the sixth
- the arm boom 6 has a rotatably mounted at the free end of the rocker arm 5 6.1 basic arm on which the fourth robot axis A4, a forearm 6.2 of the arm arm 6 is rotatably mounted.
- the forearm 6.2 carries the two-axis robot hand 7.
- the fourth robot axis A4 and the two further robot axes A5 and A6 of the robot hand 7 form three hand axes of the robot arm 2.
- the robot arm 2 or the arm boom 6 according to FIGS. 2 to 4 has a robot hand drive device 11.
- the robot hand drive device 1 1 comprises at least three arranged in the arm boom 6 of the robot arm 2 electric motors M4, M5, M6 for driving the multi-axis robot hand 7 of the arm 6.
- Each of the electric motors M4, M5, M6 has an electric rotor M4.1, M5.1 and M6.1, each with a motor shaft M4.2, M5.2 and M6.2.
- the at least three electric motors M4, M5, M6 are arranged inside a common housing cylinder block 12, such that each rotor M4.1, M5.1 and M6.1 is arranged in a separate cylinder sector of the cylinder
- Housing cylinder block 12 is in each case aligned with its motor shaft M4.2, M5.2 and M6.2 parallel to the longitudinal axis of the arm arm 6 aligned center axis Z of the housing cylinder block 12th
- the housing cylinder block 12 has an at least substantially circular cylindrical jacket wall and the rotors M4.1, M5.1 and M6.1 of the at least three electric motors M4, M5, M6 are with their motor shafts M4.2, M5. 2 and M6.2 evenly distributed over a circumference about the center axis Z of the housing cylinder block 12 in the
- Housing cylinder block 12 is inside a hollow arm housing, i. arranged in the case of the present embodiment within the base arm 6.1 of the arm arm 6 of the robot arm 2.
- the housing cylinder block 12 forms a common motor housing of all
- the motor shafts M4.2, M5.2 and M6.2 of the three electric motors M4, M5, M6 are on a common pitch circle in the longitudinal extent of the
- Arm boom 6 aligned center axis Z of the arm arm 6 lying in the housing cylinder block 12 is arranged. This means that in the case of the three electric motors M4, M5, M6 these are arranged offset by a pitch of 120 degrees to each other. All rotors M4.1, M5.1 and M6.1 of the three electric motors M4, M5, M6 are related to the aligned in the longitudinal extension of the arm arm 6
- Housing cylinder block 12 is arranged.
- the multi-axis robot hand 7 or the basic arm 6.1 and / or the forearm 6.2 has at least one transmission 13 with a transmission housing 14, to which the housing cylinder block 12 is flanged.
- the rotors M4.1, M5.1 and M6.1 of the three electric motors M4, M5, M6 are with their motor shafts M4.2, M5.2 and M6.2 respectively by means of rolling bearings 15 in the housing cylinder block 12 and in the first Gear housing 14.1 rotatably mounted, as shown in particular in Fig. 3.
- Each rotor M4.1, M5.1 and M6.1 is in the case of the present
- Embodiment by means of at least one of the output side end of the respective motor shaft M4.2, M5.2 and M6.2 facing, front roller bearing 15.1 rotatably mounted on the transmission housing 14.1 of the first transmission 13.1 and each rotor M4.1, M5.1 and M6.1 is by means of at least one
- the arm boom 6 thus has a first gear 13.1, which comprises at least one spur gear.
- the spur gear comprises at least one arranged on a gear shaft 13.1 a spur gear 13.1 b and the at least one gear shaft 13.1 a is infected on the output side end of the motor shaft M5.2.
- the arm boom 6 also has a second gear 13.2, which is flanged to the first gear 13.1, wherein the at least one output side of the end
- Transmission shaft 13.1 a by means of at least one roller bearing 15.3 is mounted in the second gear housing 14.2 of the second transmission 13.2.
- the housing cylinder block 12, the first gear 13.1 and the second gear 13.2 are arranged serially one behind the other in the arm boom 6 in the direction of the center axis Z.
- the electric motor M5 for driving the fifth robot axis A5 is shown as an example by way of example.
- the other two motors M4 and M6 can be designed in the same way, but then the motor shafts M4.2 and M6.2 are coupled in a different way to the first gear 13.1 and the second gear 13.2. Unless explicitly stated, however, the features described for the electric motor M5 are analogously also present in the other two motors M4 and M6.
- the sensor 17 may be, for example, a resolver or an incremental encoder.
- the motor M5 can be controlled in its rotational position, rotational speed and / or rotational acceleration.
- the electric motor M5 and the sensor 17 constitute in the case of the present embodiment in this respect a servo motor.
- the motor shaft M5.2 is mounted by means of a first roller bearing 1 5.1.
- the first roller bearing 15.1 is so far arranged on one of the first gear 13.1 and the second gear 13.2 facing the other end of the motor shaft M5.2.
- the first rolling bearing 15.1 and the second rolling bearing 15.2 can form a fixed-lot bearing arrangement for the motor shaft M5.2.
- the second roller bearing 15.1 can form a fixed-lot bearing arrangement for the motor shaft M5.2.
- Rolling 15.2 mounted in a seat of the housing cylinder block 12 and stored the first roller bearing 15.1 in a seat of the first transmission 13.1.
- Housing cylinder block 12 facing end face of the first gear 13.1 be arranged.
- the first roller bearing 15.1 also extends a tapered extension of this end of the motor shaft M5.2.
- a transmission shaft 13.1 a rotationally attached At this tapered extension, for example, by means of a splined connection a transmission shaft 13.1 a rotationally attached.
- the gear shaft 13.1 a of the first gear 13.1 carries in the case of the present embodiment of FIG. 3, a Antriebsstirnrad 13.1 b.
- the Antriebsstirnrad 13.1 b meshes with a Abretesstirnrad 13.1 c of the first transmission 13.1.
- the output spur gear 13.1 c in turn is connected to a hollow shaft 18 which drives the fifth robot axis A5 of the robot hand 7, i. emotional.
- the hollow shaft 18 is mounted by means of its own first rolling bearing in the second gear 13.2 and is supported via a second rolling bearing on a central shaft 19 from.
- the central shaft 19 is arranged coaxially to this rotatable.
- the central shaft 19 is supported on the one hand against the hollow shaft 18 and on the other hand against the first gear 13.1 by means of rolling bearings. Between the two bearings, the central shaft 19 carries a Abretesstirnrad, which in turn meshes with a Antriebsstirnrad which is driven in an analogous manner as in the engine M5 via a second gear shaft of the first transmission 13.1 by the motor M6.
- the central shaft 19 thus drives in the case of the present embodiment, the sixth robot axis A6 of the robot hand 7 at.
- the motor M4 is for driving, i. Turning the fourth robot axis A4 and thus causes a rotation of the forearm 6.2 relative to the base arm 6.1.
- the second gear 13.2 is in the case of the present embodiment, a cycloidal gear which comprises three evenly distributed over a circumference arranged eccentric shafts 13.2a, wherein the motor shafts M4.2, M5.2 and M6.2 of the three rotatably mounted in the housing cylinder block 12 motors M4 , M5 and M6 are disposed on the same circumference in the housing cylinder block 12 as the eccentric shafts 13.2a in the cycloidal gear.
- the motor M4 drives one of the three eccentric shafts 13.2a of the cycloidal drive. Since the motor shaft M4.2
- At least the motor M4 must be on the same pitch circle as the eccentric shaft 13.2a, to which the motor shaft M4.2 is directly connected.
- An outer housing of the cycloidal gear can be firmly connected to the forearm 6.2 and a rotatable relative to the outer housing of the cycloidal gear inner housing of the cycloidal gear can be firmly connected to the housing of the first gear 13.1 or the base arm 6.1.
- housing cylinder block 12 and the gear housing of the first gear 13.1 may be formed as a one-piece drive housing.
- the housing cylinder block 12 and the gear housing of the first gear 13.1 may be formed as a one-piece drive housing.
- the housing cylinder block 12 and the gear housing of the first gear 13.1 may be formed as a one-piece drive housing.
- Torque transmission in the first transmission also be done by means of drive belt.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Roboterarm (2) mit einer Roboterhand- Antriebsvorrichtung (11), die wenigstens drei in einem Armausleger (6) des Roboterarms (2) angeordnete elektrische Motoren (M4, M5, M6) zum Antreiben einer mehrachsigen Roboterhand (7) des Armauslegers (6) aufweist, von denen jeder elektrische Motor (M4, M5, M6) einen elektrischen Rotor (M4.1, M5.1, M6.1) mit jeweils einer Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) aufweist, wobei die wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) im Inneren eines gemeinsamen Gehäusezylinderblocks (12) angeordnet sind, derart, dass jeder Rotor (M4.1, M5.1, M6.1) in einem separaten Zylindersektor des Gehäusezylinderblocks (12) liegt und zwar jeweils mit seiner Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) parallel ausgerichtet zu der in Längserstreckung des Armauslegers (6) ausgerichteten Zentrumsachse (Z) des Gehäusezylinderblocks (12).
Description
Roboterarm mit einer Roboterhand-Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Roboterarm mit einer Roboterhand- Antriebsvorrichtung, die wenigstens drei in einem Armausleger des Roboters angeordnete elektrische Motoren zum Antreiben einer mehrachsigen Roboterhand des Armauslegers aufweist, von denen jeder elektrische Motor einen elektrischen Rotor mit jeweils einer Motorwelle aufweist.
Aus der EP 2 024 144 B1 ist ein Roboterarm mit einer Roboterhand- Antriebsvorrichtung bekannt, die mehrere in einem Armausleger des Roboters angeordnete Antriebsmotoren mit Antriebswellen zum Antreiben einer
Roboterhand des Armauslegers aufweist, wobei wenigstens einer der
Antriebsmotoren gegenüber wenigstens einem weiteren der Antriebsmotoren in axialer Richtung auf die Roboterhand nach vorne zu versetzt angeordnet ist und die Antriebswellen der Antriebsmotoren als parallel zueinander verlaufende Geradwellen ausgebildet sind, die vorne im Wesentlichen auf gleicher axialer Höhe enden, wobei drei Antriebswellen vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, dass ein Abstand der Antriebswelle eines mittleren Antriebsmotors zu einer der Antriebswellen zweier seitlicher Antriebsmotoren geringer ist, als die Summe der Radien der Motorgehäuse eines benachbarten Paars der axial gegeneinander versetzten Antriebsmotoren.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Roboterarm mit einem Armausleger zu schaffen, der einen besonders kompakten Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Roboterarm mit einer Roboterhand-Antriebsvorrichtung, die wenigstens drei in einem Armausleger des Roboterarms angeordnete elektrische Motoren zum Antreiben einer mehrachsigen Roboterhand des Armauslegers aufweist, von denen jeder elektrische Motor einen elektrischen Rotor mit jeweils einer Motorwelle aufweist, wobei die wenigstens drei elektrischen Motoren im Inneren eines gemeinsamen Gehäusezylinderblocks
angeordnet sind, derart, dass jeder Rotor in einem separaten Zylindersektor des Gehäusezylinderblocks liegt und zwar jeweils mit seiner Motorwelle parallel ausgerichtet zu der in Längserstreckung des Armauslegers ausgerichteten
Zentrumsachse des Gehäusezylinderblocks. Der Roboterarm kann ein Grundgestell, ein auf dem Grundgestell um eine vertikale Drehachse drehbar gelagertes Karussell und eine an dem Karussell um eine erste horizontale Drehachse drehbar gelagerte Schwinge aufweisen. An einem dem Karussell gegenüberliegendem freien Ende kann die Schwinge den Armausleger aufweisen, der an diesem freien Ende der Schwinge um eine zweite horizontale Drehachse drehbar gelagert sein kann. Das Grundgestell, das
Karussell und die Schwinge können demgemäß drei Grundglieder des
Roboterarms bilden. Die das Grundgestell mit dem Karussell verbindende vertikale Drehachse kann eine erste Grundachse des Roboterarms bilden. Die das Karussell mit der Schwinge verbindende erste horizontale Drehachse kann eine zweite Grundachse des Roboterarms bilden. Die die Schwinge mit dem Armausleger verbindende zweite horizontale Drehachse kann eine dritte
Grundachse des Roboterarms bilden.
Der Armausleger kann beispielsweise eine vierte, fünfte und sechste
Roboterachse des Roboterarms aufweisen. Dabei kann der Armausleger einen an dem freien Ende der Schwinge drehbar gelagerten Grundarm aufweisen, an dem um die vierte Roboterachse ein Vorderarm des Armauslegers drehbar gelagert ist. Der Vorderarm kann dabei beispielsweise eine zweiachsige Roboterhand tragen. Die vierte Roboterachse und die zwei weiteren Roboterachsen der Roboterhand können drei Handachsen des Roboterarms bilden. Die drei Handachsen können zusammen mit den drei Grundachsen einen sechsachsigen Knickarmroboter darstellen. Der Roboterarm kann jedoch auch eine andere Anzahl von
Grundachsen und/oder Handachsen aufweisen. Unabhängig von der Anzahl der Grundachsen und/oder Handachsen können statt drei Handachsen ggf. auch nur zwei Handachsen oder vier Handachsen oder mehr als vier Handachsen vorgesehen sein. Demgemäß kann der Roboterarm ggf. eine Roboterhand- Antriebsvorrichtung aufweisen, die wenigstens zwei in dem Armausleger des
Roboterarms angeordnete elektrische Motoren zum Antreiben der Roboterhand des Armauslegers aufweist, von welchen wenigstens zwei elektrischen Motoren jeder Motor einen elektrischen Rotor mit jeweils einer Motorwelle aufweist und die wenigstens zwei elektrischen Motoren im Inneren des gemeinsamen
Gehäusezylinderblocks angeordnet sind, derart, dass jeder der mindestens zwei Rotoren in einem separaten Zylindersektor des Gehäusezylinderblocks liegt und zwar jeweils mit seiner Motorwelle parallel ausgerichtet zu der in
Längserstreckung des Armauslegers ausgerichteten Zentrumsachse des
Gehäusezylinderblocks. Die Roboterhand-Antriebsvorrichtung kann ausgebildet sein, die drei Handachsen des Roboterarms, d.h. die vierte, fünfte und sechste Roboterachse des
Roboterarms zu bewegen. Dazu weist die Roboterhand-Antriebsvorrichtung die wenigstens drei in dem Armausleger des Roboterarms angeordneten elektrischen Motoren zum Antreiben der mehrachsigen Roboterhand des Armauslegers auf. Jeder elektrische Motor weist einen elektrischen Rotor mit jeweils einer Motorwelle auf. Jeder elektrische Motor umfasst außerdem einen Stator. Sowohl Rotor und/oder Stator können generell mit einer Wicklung elektrischer Drähte versehen sein. So kann beispielsweise eine Rotorwicklung und/oder eine Statorwicklung vorgesehen sein. In Abhängigkeit der Art des elektrischen Motors können statt einer Rotorwicklung oder einer Statorwicklung auch Permanentmagnete vorgesehen sein, die entweder die Rotorwicklung oder die Statorwicklung ersetzen. Alle im Inneren des Gehäusezylinderblocks angeordneten elektrischen Motoren sind in ihren jeweiligen Drehzahlen der Motorwellen unabhängig voneinander ansteuerbar. Im Allgemeinen kommen bei Robotern jedoch vorzugsweise Synchronmotoren, insbesondere Servomotoren zum Einsatz, die sowohl eine Rotorwicklung als auch eine Statorwicklung aufweisen. Ein Vorteil des Synchronmotors ist die starre Kopplung der Drehzahl und der Winkellage an die Betriebsfrequenz. Meistens sind die Synchronmotoren deshalb mit einer Sensorik zur Positionsbestimmung, d.h. zur Drehlagebestimmung des Rotors versehen. Die von der Sensorik
ermittelte Drehlage der Motorwelle, d.h. Drehposition der Motorwelle wird dabei an eine meist außerhalb des eigentlichen Motors angebrachte Regelelektronik übermittelt, den so genannten Servoregler, der die Bewegung des Motors entsprechend einem oder mehrerer einstellbarer Sollwerte, wie beispielsweise der Soll-Winkelposition oder der Solldrehzahl der Motorwelle regelt.
Indem die wenigstens drei elektrischen Motoren im Inneren eines gemeinsamen Gehäusezylinderblocks angeordnet sind, derart, dass jeder Rotor in einem separaten Zylindersektor des Gehäusezylinderblocks liegt und zwar jeweils mit seiner Motorwelle parallel ausgerichtet zu der in Längserstreckung des
Armauslegers ausgerichteten Zentrumsachse des Gehäusezylinderblocks.
können die Motoren besonders eng aneinander gepackt werden, so dass dadurch ein Roboterarm mit einem Armausleger geschaffen werden kann, der einen besonders kompakten Aufbau aufweist.
Der Gehäusezylinderblock kann dabei ein Aufnahmegehäuse bilden, in das die wenigstens drei elektrischen Motoren, jeweils als kompletter Einzelmotor, der jeweils sowohl einen Rotor, einen Stator und ein Motorgehäuse aufweist, eingesetzt sind. Alternativ kann der Gehäusezylinderblock ein gemeinsames Motorgehäuse bilden, in dem lediglich die wenigstens drei Rotoren drehbar gelagert sind. In der letzteren Ausführungsform kann der ein gemeinsames Motorgehäuse bildende Gehäusezylinderblock insbesondere auch die
Statorbleche und/oder Statorwicklungen oder Stator-Permanentmagnete aller wenigstens drei elektrischen Motoren aufweisen.
Aufgrund dieser Bauweisen können die Rotoren der wenigstens drei elektrischen Motoren mit ihren Motorwellen besonders nah aneinander liegend im Armauslager des Roboterarms angeordnet werden. Dies ist insbesondere möglich, ohne dass zusätzliche Übertragungswellen, wie Gelenkwellen oder Geradwellen an die Motorwellen angeschlossen werden müssten. Da Übertragungswellen wegfallen können, können die wenigstens drei elektrischen Motoren auch axial, d.h. in Längserstreckung des Armauslegers, sehr nahe an den Vorderarm des
Armauslegers heran positioniert werden. Demgemäß ergibt sich eine besonders
kurze Bauweise für die Roboterhand-Antriebsvorrichtung. Die Roboterhand- Antriebsvorrichtung kann in speziellen Ausführungsformen unmittelbar, d.h. ohne Zwischenschaltung von Übertagungswellen, an ein Getriebe des Armauslegers, insbesondere an ein Stirnradgetriebe und/oder Zykloidgetriebe zur Übertragung des Drehmoments angekoppelt werden und/oder zu ihrer Befestigung an das Stirnradgetriebe und/oder Zykloidgetriebe angeflanscht werden.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Gehäusezylinderblocks können
gegebenenfalls, d.h. je nach Ausführungsform auch elektrische Kabel und/oder elektrische Stecker eingespart werden bzw. elektrische Kabel kürzer gestaltet werden.
Indem jeder Rotor in einem separaten Zylindersektor des Gehäusezylinderblocks liegt, können die wenigstens drei elektrischen Motoren auf gleicher oder zumindest annähernd gleicher axialer Höhe (in Längserstreckung des
Armauslegers) angeordnet werden. Daraus kann sich, insbesondere bei identischen Rotoren, eine Bauart ergeben, bei der die Motorwellen mit ihren abtriebsseitigen Wellenenden auf gleicher oder zumindest annähernd gleicher axialer Höhe (in Längserstreckung des Armauslegers) enden.
Ein jeweiliger Zylindersektor ergibt sich beispielsweise bei einem
kreiszylinderförmigen Gehäusezylinderblock aus einem Kreissektor einer
Stirnwand des kreiszylinderförmigen Gehäusezylinderblock und der
Längserstreckung des Gehäusezylinderblocks in axialer Richtung, d.h. in
Längserstreckung des Armauslegers.
Der Gehäusezylinderblock kann aus einem einstückigen Bauteil hergestellt sein. Alternativ kann der Gehäusezylinderblock auch aus mehreren Teilen oder einer Vielzahl von Einzelteilen aufgebaut sein. So kann der Gehäusezylinderblock beispielsweise aus einer Vielzahl von gestapelten Blechlagen zusammengesetzt sein. Die gestapelten Blechlagen können insbesondere gleichzeitig ein
Statorblechpaket bilden, das mit den wenigstens drei Rotoren zusammenwirkt, um die wenigstens drei elektrischen Motoren zu bilden.
Der Gehäusezylinderblock kann eine zumindest im Wesentlichen kreiszylindrische Mantelwand aufweisen und die Rotoren der wenigstens drei elektrischen Motoren können dabei mit ihren Motorwellen gleichmäßig über einen Umfang um die Zentrumsachse des Gehäusezylinderblocks verteilt im Inneren des
Gehäusezylinderblocks angeordnet sein. Der Gehäusezylinderblock kann insbesondere eine zumindest im Wesentlichen kreiszylindrische Mantelwand aufweisen, derart, dass der Gehäusezylinderblock zumindest weitegehend bündig in eine hohles Glied des Roboterarms, d.h. in den hohlen Vorderarm des
Armauslegers und/oder in den hohlen Grundarm des Armauslegers eingesetzt ist. Der Gehäusezylinderblock kann in einer ersten Variante vollständig innerhalb des Grundarms des Armauslegers eingesetzt sein. Der Gehäusezylinderblock kann in einer zweiten Variante vollständig innerhalb des Vorderarms des Armauslegers eingesetzt sein. Der Gehäusezylinderblock kann in einer dritten Variante teilweise, d.h. über eine erste axiale Teillänge des Gehäusezylinderblocks innerhalb
Grundarms des Armauslegers eingesetzt sein und teilweise, d.h. über eine zweite axiale Teillänge des Gehäusezylinderblocks des Vorderarms des Armauslegers eingesetzt sein. In jeder Variante kann der Gehäusezylinderblock mittels
Handwerkzeugen zerstörungsfrei lösbar in dem Armausleger befestigt sein, beispielsweise festgeschraubt sein. Der Gehäusezylinderblock kann entweder an dem hohlen Grundarm oder dem hohlen Vorderarm befestigt sein oder alternativ an einem Getriebe, insbesondere an einem Stirnradgetriebe des Armauslegers und/oder an einem Zykloidgetriebe angeflanscht sein, das seinerseits an dem hohlen Grundarm oder dem hohlen Vorderarm befestigt ist.
Der die wenigstens drei elektrischen Motoren aufweisende Gehäusezylinderblock kann demgemäß innerhalb eines hohlen Armgehäuses des Armauslegers des Roboterarms angeordnet sein. Das hohle Armgehäuse, insbesondere der hohle Grundarm und/oder der hohle Vorderarm können tragende Bauteil, d.h. Glieder des Roboterarms bilden. Das hohle Armgehäuse, insbesondere der hohle
Grundarm und/oder der hohle Vorderarm nehmen in dieser Ausführungsform insoweit eine tragende Funktion wahr, um die Glieder des Roboterarms zu bilden und diese in einer bestimmten Konfiguration, d.h. Gelenkstellungen zu halten. Dies bedeutet, dass sämtliche Kräfte und Momente, die erforderlich sind, um eine
vom Roboterarm getragene Last zu halten und/oder zu bewegen, und die
Eigengewichtsanteile des Roboterarms zu halten und/oder zu bewegen, über die das hohle Armgehäuse, insbesondere den hohlen Grundarm und/oder den hohlen Vorderarm übertragen werden. Der die wenigstens drei elektrischen Motoren aufweisende Gehäusezylinderblock kann ein tragendes Strukturteil des Armauslegers des Roboters bilden. Dies bedeutet, dass der Gehäusezylinderblock ausgebildet ist, sämtliche Kräfte und Momente, die erforderlich sind, um eine vom Roboterarm getragene Last zu halten und/oder zu bewegen, und die Eigengewichtsanteile des Roboterarms zu halten und/oder zu bewegen, zumindest teilweise auch oder sogar vollständig über den Gehäusezylinderblock zu übertragen. In einer speziellen
Ausführungsvariante liegt die Mantelwand des Gehäusezylinderblocks frei, d.h. der Gehäusezylinderblock ist nicht im Inneren des Vorderarms oder Grundarms angeordnet. Der Gehäusezylinderblocks kann insoweit ein lasttragendes
Zwischenverbindungsstück zwischen dem Vorderarm und dem Grundarm bilden. Der Gehäusezylinderblock kann in einem solchen Falle entweder an dem
Grundarm angeflanscht sein und sich relativ zum Vorderarm drehen oder der Gehäusezylinderblock kann an dem Vorderarm angeflanscht sein und sich relativ zum Grundarm drehen. Der Gehäusezylinderblock kann von einem einstückigen Gussbauteil gebildet werden, in dem eine den wenigstens drei elektrischen Motoren entsprechende Anzahl von Vertiefungen eingebraucht sind, in welche jeweils einer der
wenigstens drei elektrischen Motoren eingesetzt ist. Der Gehäusezylinderblock kann in dieser Ausführungsform gewissermaßen analog eines Revolvermagazins ausgebildet sein, mit kreiszylindrischen, sich axial erstreckenden Bohrungen oder Zylindertaschen, in die die wenigstens drei elektrischen Motoren, wie Patronen eingesetzt sind.
Der Gehäusezylinderblock kann ein gemeinsames Motorgehäuse aller Rotoren der wenigstens drei elektrischen Motoren bilden. Beispielsweise werden
Motorgehäuse elektrischer Motoren oftmals mit außenliegenden Kühlrippen
versehen. Im Falle eines erfindungsgemäßen Gehäusezylinderblocks können demgemäß die Kühlrippen an der außenliegenden Mantelwand des
Gehäusezylinderblocks angebracht sein, und die wenigstens drei elektrischen Motoren, die einzeln dann keine Kühlrippen tragen, in den Gehäusezylinderblock eingesetzt sein, so dass die Kühlrippen des Gehäusezylinderblocks gemeinsam die Kühlrippen aller eingesetzten Motoren bilden. Alternativ kann der
Gehäusezylinderblocks jedoch auch ohne Kühlrippen ausgebildet sein und demgemäß generell die Mantelwand des Gehäusezylinderblocks glattwandig ausgeführt sein. Der Gehäusezylinderblock kann ein Statorblechpaket aufweisen, welches ein gemeinsames Statorblechpaket aller der wenigstens drei elektrischen Motoren bildet. Der Gehäusezylinderblock muss demgemäß nicht notwendigerweise einstückig sein. Vielmehr kann der Gehäusezylinderblock aus einer Vielzahl von Einzelteilen zusammengesetzt sein. So kann der Gehäusezylinderblock beispielsweise aus einer Vielzahl von gestapelten Blechlagen zusammengesetzt sein. Die gestapelten Blechlagen bilden dabei gleichzeitig ein Statorblechpaket, das mit den wenigstens drei Rotoren zusammenwirkt, um die wenigstens drei elektrischen Motoren zu bilden. Die Ausnehmungen, welche in einem gestapelten Zustand der Statorbleche die Aufnahmetaschen für die Rotoren bilden, können in den einzelnen Statorblechen demgemäß auf einfache Weise durch Stanzen der Statorbleche hergestellt werden.
Die Motorwellen der wenigstens drei elektrischen Motoren können auf einem gemeinsamen Teilkreis um die in Längserstreckung des Armauslegers
ausgerichtete Zentrumsachse des Armauslegers liegend in dem
Gehäusezylinderblock angeordnet sein. Dies bedeutet, dass die Achsen der Motorwellen alle dieselben radialen Abstände von der Zentrumsachse des Armauslegers und des Gehäusezylinderblocks aufweisen. Vorzugsweise sind die Motorwellen der wenigstens drei elektrischen Motoren auf dem gemeinsamen Teilkreis in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Dies bedeutet, dass alle Motorwellen auf dem Teilkreis gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Der Gehäusezylinderblock erstreckt sich mit seiner Zentrumsachse somit
grundsätzlich in Richtung der Längserstreckung des Armauslegers, d.h. des Grundarms und des Vorderarms.
Alle Rotoren der wenigstens drei elektrischen Motoren können bezogen auf die in Längserstreckung des Armauslegers ausgerichtete Zentrumsachse des
Armauslegers auf derselben axialen Höhe in dem Gehäusezylinderblock angeordnet sein. Dies bedeutet, dass die elektrischen Motoren, insbesondere die Rotoren aller wenigstens drei elektrischen Motoren nicht axial zueinander versetzt in dem Gehäusezylinderblock angeordnet sind. Vielmehr liegen alle Rotoren seitlich, d.h. in radialer Richtung nebeneinander. Der Gehäusezylinderblock erstreckt sich auch hierbei mit seiner Zentrumsachse grundsätzlich in Richtung der Längserstreckung des Armauslegers, d.h. des Grundarms und des
Vorderarms.
Die mehrachsige Roboterhand kann wenigstens ein Getriebe mit einem
Getriebegehäuse aufweisen, an das der Gehäusezylinderblock angeflanscht ist. Das wenigstens eine Getriebe ist ausgebildet zum Übersetzen und/oder Verteilen der von den elektrischen Motoren erzeugten Drehmomente auf die vierte, fünfte und sechse Achse des Roboterarms, d.h. auf die Roboterhandachsen. Dabei kann der Armausleger einen an dem freien Ende der Schwinge drehbar gelagerten Grundarm aufweisen, an dem um die vierte Roboterachse ein
Vorderarm des Armauslegers drehbar gelagert ist. Der Vorderarm kann dabei beispielsweise eine zweiachsige Roboterhand tragen. Die vierte Roboterachse und die zwei weiteren Roboterachsen der Roboterhand können drei Handachsen des Roboterarms bilden. Die drei Handachsen können zusammen mit den drei Grundachsen einen sechsachsigen Knickarmroboter darstellen.
Die Rotoren der wenigstens drei elektrischen Motoren können mit ihren
Motorwellen jeweils mittels Wälzlagern in dem Gehäusezylinderblock drehbar gelagert sein.
Jeder Rotor kann mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle zugewandtem, vorderen Wälzlager in dem
Gehäusezylinderblock drehbar gelagert sein und jeder Rotor kann dabei mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle
abgewandtem, hinteren Wälzlager in dem Gehäusezylinderblock drehbar gelagert sein. In dieser Ausführungsform sind die Rotoren jeweils komplett in dem
Gehäusezylinderblock drehbar gelagert.
Alternativ kann jeder Rotor mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle zugewandtem, vorderen Wälzlager an dem
Getriebegehäuse des Getriebes drehbar gelagert sein und jeder Rotor kann dabei mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle abgewandtem, hinteren Wälzlager in dem Gehäusezylinderblock drehbar gelagert sein. In dieser Ausführungsform sind die Rotoren jeweils nicht komplett in dem Gehäusezylinderblock drehbar gelagert. In dieser Ausführungsform sind die Rotoren jeweils an einer Seite in dem Gehäusezylinderblock gelagert und an der anderen Seite an dem Getriebegehäuse des Getriebes drehbar gelagert, an das der Gehäusezylinderblock angeflanscht ist. So kann die komplette Lagerung der einzelnen Rotoren auf den Gehäusezylinderblock und das Getriebegehäuse verteilt werden, was die Baulänge der gesamten Anordnung verkürzen kann. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Motorwelle auch vollständig in dem Gehäusezylinderblock gelagert sein. Bei einer
Ausführungsvariante, bei der die Motorwelle ein Stirnrad aufweist, das sich im Getriebe abstützt, kann eine separate Lagerung der Motorwelle an diesem
Wellenende ggf. entfallen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn ein ansonsten vorgesehenes vorderes Motorwellenlager sehr nahe an dem Stirnrad anzuordnen wäre. Wenn das vordere Motorwellenlager wegfällt, ist die Motorwelle nur durch ein hinteres Motorwellenlager gelagert und das vordere Wellenende der Motorwelle stützt sich mittels des Stirnrades in dem Getriebe ab.
Das Getriebe kann als ein erstes Getriebe wenigstens eine Stirnradstufe aufweisen, die wenigstens ein auf wenigstens einer Getriebewelle angeordnetes
Stirnrad umfasst, wobei die wenigstens eine Getriebewelle jeweils auf das abtriebsseitige Ende einer der wenigstens einen Motorwelle angesteckt ist, und der Armausleger kann dabei ein zweites Getriebe aufweisen, das an das erste Getriebe angeflanscht ist, wobei das wenigstens eine abtriebsseitige Ende der Getriebewelle mittels wenigstens einem Wälzlager in dem Getriebegehäuse des zweiten Getriebes gelagert ist.
Das zweite Getriebe kann ein Zykloidgetriebe sein, das drei gleichmäßig über einen Umfang verteilt angeordnete Exzenterwellen umfasst, wobei die
Motorwellen der wenigstens drei in dem Gehäusezylinderblock drehbar gelagerten Motoren auf demselben Umfang in dem Gehäusezylinderblock angeordnet sind, wie die Exzenterwellen in dem Zykloidgetriebe. Das Zykloidgetriebe kann insbesondere ausgebildet sein, die vierte Roboterachse zu bewegen, d.h. den Vorderarm des Armauslegers relativ zum Grundarm des Armauslegers zu drehen.
Das Stirnradgetriebe kann ausgebildet sein, die von den insbesondere zwei elektrischen Motoren erzeugten Drehmomente auf die beiden Handachsen (fünfte und sechste Roboterachse) zu übertragen.
Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden
Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieses exemplarischen Ausführungsbeispiels können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder auch in anderen Kombinationen der Merkmale betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
eine Seitenansicht eines beispielhaften Industrieroboters in Art eines Sechsachs-Knickarmroboters, der einen erfindungsgemäßen Armausleger aufweist;
eine explodierte perspektivische Darstellung eines konkreten Ausführungsbeispiels eines Armauslegers mit einem erfindungsgemäßen Gehäusezylinderblock und beispielhaften drei elektrischen Motoren ; eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen
Gehäusezylinderblocks im Bereich einer der drei elektrischen Motoren, eines Stirnradgetriebes und eines Zykloidgetriebes des Armauslegers; und eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Gehäusezylinderblocks mit den drei elektrischen Motoren im Zusammenbau.
Die Fig. 1 zeigt einen Roboter 1 in der beispielhaften Bauart eines Sechsachs- Knickarmroboters 1 a, der einen Roboterarm 2 und eine Robotersteuervorrichtung 1 0 aufweist. Der Roboterarm 2 umfasst im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke drehbar miteinander verbundene Glieder L1 bis L7.
Die Robotersteuervorrichtung 1 0 des Roboters 1 ist ausgebildet bzw. eingerichtet, ein Roboterprogramm auszuführen, durch welches die Gelenke (Roboterachse A1 bis A6) des Roboterarms 2 gemäß des Roboterprogramms automatisiert oder in einem Handfahrbetrieb automatisch verstellt bzw. drehbewegt werden können. Dazu ist die Robotersteuervorrichtung 1 0 mit ansteuerbaren elektrischen Motoren M1 bis M6 des Roboters 1 verbunden, die ausgebildet sind, die Gelenke
(Roboterachse A1 bis A6) des Roboters 1 zu verstellen.
Bei den Gliedern L1 bis L7 handelt es sich im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels eines Industrieroboters 1 a um ein Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Roboterachse A1 drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms 2 sind eine Schwinge 5, ein
Armausleger 6 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 7 mit einer als Werkzeugflansch 8 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen beispielsweise eines Robotergreifers. Die Schwinge 5 ist am unteren Ende, d.h. an dem Gelenk der Schwinge 5 auf dem Karussell 4 um eine vorzugsweise horizontale Roboterachse A2 schwenkbar gelagert.
Am oberen Ende der Schwinge 5 ist an dem Gelenk der Schwinge 5 wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Armausleger 6 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 7 mit ihren vorzugsweise drei Roboter(hand)achsen A4, A5, A6. Die Roboterachsen A1 bis A6 sind durch jeweils einen der elektrischen Motoren M1 bis M6 über die
Robotersteuervorrichtung 10 programmgesteuert antreibbar. Generell kann dazu zwischen jedem der Glieder L1 bis L7 und dem jeweils zugeordneten elektrischen Motoren M1 bis M6 ein Getriebe vorgesehen sein.
Der Armausleger 6 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen erfindungsgemäßen Gehäusezylinderblock mit genau drei elektrischen Motoren (M4 bis M6) auf.
Der Armausleger 6 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels somit die vierte Roboterachse A4, die fünfte Roboterachse A5 und die sechste
Roboterachse A6 des Roboterarms 2 auf. Dabei weist der Armausleger 6 einen an dem freien Ende der Schwinge 5 drehbar gelagerten Grundarm 6.1 auf, an dem um die vierte Roboterachse A4 ein Vorderarm 6.2 des Armauslegers 6 drehbar gelagert ist. Der Vorderarm 6.2 trägt dabei die zweiachsige Roboterhand 7. Die vierte Roboterachse A4 und die zwei weiteren Roboterachsen A5 und A6 der Roboterhand 7 bilden drei Handachsen des Roboterarms 2. Die drei
Handachsen bilden zusammen mit den drei Grundachsen A1 , A2 und A3 den sechsachsigen Knickarmroboter 1 a.
Der Roboterarm 2 bzw. der Armausleger 6 gemäß Fig. 2 bis Fig. 4 weist eine Roboterhand-Antriebsvorrichtung 1 1 auf. Die Roboterhand-Antriebsvorrichtung 1 1 umfasst wenigstens drei in dem Armausleger 6 des Roboterarms 2 angeordnete
elektrische Motoren M4, M5, M6 zum Antreiben der mehrachsigen Roboterhand 7 des Armauslegers 6 auf. Jeder der elektrischen Motoren M4, M5, M6 weist einen elektrischen Rotor M4.1 , M5.1 und M6.1 mit jeweils einer Motorwelle M4.2, M5.2 und M6.2 auf. Erfindungsgemäß sind die wenigstens drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 im Inneren eines gemeinsamen Gehäusezylinderblocks 12 angeordnet, derart, dass jeder Rotor M4.1 , M5.1 und M6.1 in einem separaten Zylindersektor des
Gehäusezylinderblocks 12 liegt und zwar jeweils mit seiner Motorwelle M4.2, M5.2 und M6.2 parallel ausgerichtet zu der in Längserstreckung des Armauslegers 6 ausgerichteten Zentrumsachse Z des Gehäusezylinderblocks 12.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der Gehäusezylinderblock 12 eine zumindest im Wesentlichen kreiszylindrische Mantelwand auf und die Rotoren M4.1 , M5.1 und M6.1 der wenigstens drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 sind mit ihren Motorwellen M4.2, M5.2 und M6.2 gleichmäßig über einen Umfang um die Zentrumsachse Z des Gehäusezylinderblocks 12 verteilt im
Inneren des Gehäusezylinderblocks 12 angeordnet.
Der die wenigstens drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 aufweisende
Gehäusezylinderblock 12 ist dabei innerhalb eines hohlen Armgehäuses, d.h. im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels innerhalb des Grundarms 6.1 des Armauslegers 6 des Roboterarms 2 angeordnet.
Der Gehäusezylinderblock 12 bildet ein gemeinsames Motorgehäuse aller
Rotoren M4.1 , M5.1 und M6.1 der drei elektrischen Motoren M4, M5, M6.
Die Motorwellen M4.2, M5.2 und M6.2 der drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 sind auf einem gemeinsamen Teilkreis um die in Längserstreckung des
Armauslegers 6 ausgerichtete Zentrumsachse Z des Armauslegers 6 liegend in dem Gehäusezylinderblock 12 angeordnet. Dies bedeutet, dass im Falle der drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 diese um eine Teilung von 120 Grad zueinander versetzt angeordnet sind.
Alle Rotoren M4.1 , M5.1 und M6.1 der drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 sind bezogen auf die in Längserstreckung des Armauslegers 6 ausgerichtete
Zentrumsachse Z des Armauslegers 6 auf derselben axialen Höhe in dem
Gehäusezylinderblock 12 angeordnet. Die mehrachsige Roboterhand 7 bzw. der Grundarms 6.1 und/oder der Vorderarm 6.2 weist wenigstens ein Getriebe 13 mit einem Getriebegehäuse 14 auf, an das der Gehäusezylinderblock 12 angeflanscht ist.
Die Rotoren M4.1 , M5.1 und M6.1 der drei elektrischen Motoren M4, M5, M6 sind mit ihren Motorwellen M4.2, M5.2 und M6.2 jeweils mittels Wälzlagern 15 in dem Gehäusezylinderblock 12 bzw. in dem ersten Getriebegehäuse 14.1 drehbar gelagert, wie dies insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist.
Jeder Rotor M4.1 , M5.1 und M6.1 ist im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle M4.2, M5.2 und M6.2 zugewandtem, vorderen Wälzlager 15.1 an dem Getriebegehäuse 14.1 des ersten Getriebes 13.1 drehbar gelagert und jeder Rotor M4.1 , M5.1 und M6.1 ist mittels wenigstens einem dem
abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle M4.2, M5.2 und M6.2
abgewandtem, hinteren Wälzlager 15.2 in dem Gehäusezylinderblock 12 drehbar gelagert. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Fig. 3 weist der Armausleger 6 somit ein erstes Getriebe 13.1 auf, das wenigstens eine Stirnradstufe umfasst. Die Stirnradstufe umfasst wenigstens ein auf einer Getriebewelle 13.1 a angeordnetes Stirnrad 13.1 b und die wenigstens eine Getriebewelle 13.1 a ist auf das abtriebsseitige Ende der Motorwelle M5.2 angesteckt. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Fig. 3 weist der der Armausleger 6 außerdem ein zweites Getriebe 13.2 auf, das an das erste Getriebe 13.1 angeflanscht ist, wobei das wenigstens eine abtriebsseitige Ende der
Getriebewelle 13.1 a mittels wenigstens einem Wälzlager 15.3 in dem zweiten Getriebegehäuse 14.2 des zweiten Getriebes 13.2 gelagert ist.
Wie speziell in der Fig. 3 dargestellt ist, sind der Gehäusezylinderblock 12, das erste Getriebe 13.1 und das zweite Getriebe 13.2 in Richtung der Zentrumsachse Z seriell hintereinander im Armausleger 6 angeordnet.
In der Schnittdarstellung der Fig. 3 ist beispielhaft der elektrische Motor M5 zum Antrieb der fünften Roboterachse A5 geschnitten dargestellt. Die beiden anderen Motoren M4 und M6 können in gleicher Weise ausgebildet sein, wobei dann die Motorwellen M4.2 und M6.2 jedoch in anderer Weise an das erste Getriebe 13.1 bzw. das zweite Getriebe 13.2 angekoppelt sind. Soweit nicht ausdrücklich erwähnt, sind jedoch die zum elektrischen Motor M5 beschriebene Merkmale in analoger Weise auch bei den beiden anderen Motoren M4 und M6 vorhanden.
In der Fig. 3 auf linker Hand ist das von dem ersten Getriebe 13.1 und von dem zweiten Getriebe 13.2 abgewandte Ende der Motorwelle M5.2 gezeigt. Dieses von dem ersten Getriebe 13.1 und von dem zweiten Getriebe 13.2 abgewandte Ende der Motorwelle M5.2 ist mittels des zweiten Wälzlagers 15.2 in einem Sitz des Gehäusezylinderblocks 12 gelagert. Durch das zweite Wälzlager 1 5.2 hindurch erstreckt sich ein verjüngter Fortsatz dieses Endes der Motorwelle M5.2. An diesem verjüngten Fortsatz ist ein Sensor 17 angeordnet, welcher die
Drehposition der Motorwelle M5.2 erfasst. Der Sensor 17 kann beispielsweise ein Resolver oder ein Inkrementalgeber sein. Mittels des Sensors 17 kann der Motor M5 in seiner Drehstellung, Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung geregelt werden. Der elektrische Motor M5 und der Sensors 17 bilden im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels insoweit einen Servomotor.
An einem dem Sensor 17 gegenüberliegendem anderen Ende der Motorwelle M5.2 ist die Motorwelle M5.2 mittels eines ersten Wälzlagers 1 5.1 gelagert. Das erste Wälzlager 15.1 ist insoweit an einem dem ersten Getriebe 13.1 und dem zweiten Getriebe 13.2 zugewandten anderen Ende der Motorwelle M5.2 angeordnet. Das erste Wälzlager 15.1 und das zweite Wälzlager 15.2 können eine Fest-Los-Lageranordnung für die Motorwelle M5.2 bilden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Fig. 3 ist das zweite
Wälzlager 15.2 in einem Sitz des Gehäusezylinderblocks 12 gelagert und das erste Wälzlager 15.1 in einem Sitz des ersten Getriebes 13.1 gelagert. Dazu kann, wie dargestellt, der Sitz für das erste Wälzlager 15.1 an einer dem
Gehäusezylinderblock 12 zugewandten Stirnseite des ersten Getriebes 13.1 angeordnet sein.
Durch das erste Wälzlager 15.1 hindurch erstreckt sich ebenfalls ein verjüngter Fortsatz dieses Endes der Motorwelle M5.2. An diesem verjüngten Fortsatz ist beispielsweise mittels einer Keilwellenverbindung eine Getriebewelle 13.1 a drehfest aufgesteckt. Die Getriebewelle 13.1 a des ersten Getriebes 13.1 trägt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Fig. 3 ein Antriebsstirnrad 13.1 b. Das Antriebsstirnrad 13.1 b kämmt mit einem Abtriebsstirnrad 13.1 c des ersten Getriebes 13.1 . Das Abtriebsstirnrad 13.1 c seinerseits ist mit einer Hohlwelle 18 verbunden, welche die fünfte Roboterachse A5 der Roboterhand 7 antreibt, d.h. bewegt. Die Hohlwelle 18 ist mittels eines eigenen ersten Wälzlagers in dem zweiten Getriebe 13.2 gelagert und stützt sich über ein zweites Wälzlager an einer Zentralwelle 19 ab.
Innerhalb der Hohlwelle 18 ist koaxial zu dieser die Zentralwelle 19 drehbar angeordnet. Die Zentralwelle 19 stützt sich einerseits gegen die Hohlwelle 18 und andererseits gegen das erste Getriebe 13.1 mittels Wälzlagern ab. Zwischen den beiden Wälzlagern trägt die Zentralwelle 19 ein Abtriebsstirnrad, das seinerseits mit einem Antriebsstirnrad kämmt, welches in analoger Weise wie beim Motor M5 über eine zweite Getriebewelle des ersten Getriebes 13.1 durch den Motor M6 angetrieben wird. Die Zentralwelle 19 treibt somit im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die sechste Roboterachse A6 der Roboterhand 7 an.
Der Motor M4 dient zum Antreiben, d.h. Drehen der vierten Roboterachse A4 und bewirkt demgemäß eine Drehung des Vorderarms 6.2 relativ zum Grundarm 6.1 .
Eine Drehung des Vorderarms 6.2 relativ zum Grundarm 6.1 erfolgt mittels des Motors M4 über das zweite Getriebe 13.2.
Das zweite Getriebe 13.2 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Zykloidgetriebe, das drei gleichmäßig über einen Umfang verteilt angeordnete Exzenterwellen 13.2a umfasst, wobei die Motorwellen M4.2, M5.2 und M6.2 der drei in dem Gehäusezylinderblock 12 drehbar gelagerten Motoren M4, M5 und M6 auf demselben Umfang in dem Gehäusezylinderblock 12 angeordnet sind, wie die Exzenterwellen 13.2a in dem Zykloidgetriebe.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels treibt der Motor M4 eine der drei Exzenterwellen 13.2a des Zykloidgetriebes an. Da die Motorwelle M4.2
unmittelbar an die eine Exzenterwelle 13.2a angekoppelt, insbesondere drehfest angesteckt ist, muss zumindest der Motor M4 auf demselben Teilkreis liegen, wie die Exzenterwelle 13.2a, an die die Motorwelle M4.2 direkt angeschlossen ist. Ein Außengehäuse des Zykloidgetriebes kann dabei mit dem Vorderarm 6.2 fest verbunden sein und ein relativ zum Außengehäuse des Zykloidgetriebes drehbares Innengehäuse des Zykloidgetriebes kann dabei mit dem Gehäuse des ersten Getriebes 13.1 oder dem Grundarm 6.1 fest verbunden sein.
Ergänzend können der Gehäusezylinderblock 12 und das Getriebegehäuse des ersten Getriebes 13.1 als ein einstückiges Antriebsgehäuse ausgebildet sein. Statt eines ersten Getriebes 13.1 mit Stirnverzahnungen, kann die
Drehmomentenübertragung in dem ersten Getriebe auch mittels Antriebsriemen erfolgen.
Claims
1 . Roboterarm mit einer Roboterhand-Antriebsvorrichtung (1 1 ), die
wenigstens drei in einem Armausleger (6) des Roboterarms (2)
angeordnete elektrische Motoren (M4, M5, M6) zum Antreiben einer mehrachsigen Roboterhand (7) des Armauslegers (6) aufweist, von denen jeder elektrische Motor (M4, M5, M6) einen elektrischen Rotor mit jeweils einer Motorwelle aufweist,
wobei die wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) im Inneren eines gemeinsamen Gehäusezylinderblocks (12) angeordnet sind, derart, dass jeder Rotor (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) in einem separaten Zylindersektor des Gehäusezylinderblocks (12) liegt und zwar jeweils mit seiner Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) parallel ausgerichtet zu der in Längserstreckung des Armauslegers (6) ausgerichteten Zentrumsachse (Z) des
Gehäusezylinderblocks (12).
2. Roboterarm nach Anspruch 1 , wobei der Gehäusezylinderblock (12) eine zumindest im Wesentlichen kreiszylindrische Mantelwand aufweist und die Rotoren (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) mit ihren Motorwellen (M4.2, M5.2, M6.2) gleichmäßig über einen Umfang um die Zentrumsachse (Z) des Gehäusezylinderblocks (12) verteilt im Inneren des Gehäusezylinderblocks (12) angeordnet sind.
3. Roboterarm nach Anspruch 1 oder 2, wobei der die wenigstens drei
elektrischen Motoren (M4, M5, M6) aufweisende Gehäusezylinderblock (12) innerhalb eines hohlen Armgehäuses des Armauslegers (6) des Roboterarms (2) angeordnet ist.
4. Roboterarm nach Anspruch 1 oder 2, wobei der die wenigstens drei
elektrischen Motoren (M4, M5, M6) aufweisende Gehäusezylinderblock (12) ein tragendes Strukturteil des Armauslegers (6) des Roboterarms (2) bildet.
5. Roboterarm nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der
Gehäusezylinderblock (1 2) ein gemeinsames Motorgehäuse aller Rotoren (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) bildet.
6. Roboterarm nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der
Gehäusezylinderblock (1 2) von einem einstückigen Gussbauteil gebildet wird, in dem eine den wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) entsprechende Anzahl von Vertiefungen eingebraucht sind, in welche jeweils einer der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) eingesetzt ist.
7. Roboterarm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der
Gehäusezylinderblock (1 2) ein Statorblechpaket aufweist, welches ein gemeinsames Statorblechpaket aller der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) bildet.
8. Roboterarm nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Motorwellen (M4.2, M5.2, M6.2) der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) auf einem gemeinsamen Teilkreis um die in Längserstreckung des
Armauslegers (6) ausgerichtete Zentrumsachse (Z) des Armauslegers (6) liegend in dem Gehäusezylinderblock (1 2) angeordnet sind.
9. Roboterarm nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei alle Rotoren (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) bezogen auf die in Längserstreckung des Armauslegers (6) ausgerichtete Zentrumsachse (Z) des Armauslegers (6) auf derselben axialen Höhe in dem Gehäusezylinderblock (1 2) angeordnet sind.
1 0. Roboterarm nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mehrachsige Roboterhand (7) wenigstens ein Getriebe (1 3.1 , 1 3.2) mit einem
Getriebegehäuse (14.1 , 14.2) aufweist, an das der Gehäusezylinderblock (12) angeflanscht ist.
1 1 . Roboterarm nach Anspruch 5, wobei die Rotoren (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) der wenigstens drei elektrischen Motoren (M4, M5, M6) mit ihren Motorwellen (M4.2, M5.2, M6.2) jeweils mittels Wälzlagern (15.1 , 15.2, 15.3) in dem Gehäusezylinderblock (12) drehbar gelagert sind.
12. Roboterarm nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei jeder Rotor (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) zugewandtem, vorderen Wälzlager (1 5.1 ) in dem Gehäusezylinderblock (12) drehbar gelagert ist und jeder Rotor (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) abgewandtem, hinteren
Wälzlager (1 5.2) in dem Gehäusezylinderblock (12) drehbar gelagert ist.
13. Roboterarm nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei jeder Rotor (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) zugewandtem, vorderen Wälzlager (15.1 ) an dem Getriebegehäuse (14.1 ) des Getriebes (13.1 ) drehbar gelagert ist und jeder Rotor (M4.1 , M5.1 , M6.1 ) mittels wenigstens einem dem abtriebsseitigen Ende der jeweiligen Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) abgewandtem, hinteren Wälzlager (1 5.2) in dem Gehäusezylinderblock
(12) drehbar gelagert ist.
14. Roboterarm nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Getriebe (13) als ein erstes Getriebe (13.1 ) wenigstens eine Stirnradstufe aufweist, die wenigstens ein auf wenigstens einer Getriebewelle angeordnetes Stirnrad umfasst, wobei die wenigstens eine Getriebewelle jeweils auf das abtriebsseitige Ende einer der wenigstens einen Motorwelle (M4.2, M5.2, M6.2) angesteckt ist, und der Armausleger (6) ein zweites Getriebe (13.2) aufweist, das an das erste Getriebe (13.1 ) angeflanscht ist, wobei das
wenigstens eine abtriebsseitige Ende der Getriebewelle mittels wenigstens einem Wälzlager (15.3) in dem Getriebegehäuse des zweiten Getriebes (13.2) gelagert ist.
Roboterarm nach Anspruch 14, wobei das zweite Getriebe (13.2) ein Zykloidgetriebe ist, das drei gleichmäßig über einen Umfang verteilt angeordnete Exzenterwellen (13.2a) umfasst, und die Motorwellen (M4.2, M5.2, M6.2) der wenigstens drei in dem Gehäusezylinderblock (12) drehbar gelagerten Motoren (M4, M5, M6) auf demselben Umfang in dem
Gehäusezylinderblock (12) angeordnet sind, wie die Exzenterwellen (13.2a) in dem Zykloidgetriebe.
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Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6499620B2 (ja) * | 2016-08-05 | 2019-04-10 | ファナック株式会社 | 回転軸モジュールおよび多関節ロボット |
DE102018126756A1 (de) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | Hiwin Technologies Corp. | Triaxiales bewegungsgerät |
US10856944B2 (en) | 2018-11-05 | 2020-12-08 | Hiwin Technologies Corp. | Triaxial motion device |
USD966279S1 (en) * | 2020-06-18 | 2022-10-11 | Moiin Co., Ltd. | Holder for a display panel |
DE102020133394A1 (de) | 2020-12-14 | 2022-06-15 | Autonox Holding Gmbh | Industrieroboter |
CN113319835A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-31 | 北京炎凌嘉业机电设备有限公司 | 正压防爆型六轴机器人 |
DE102022203096A1 (de) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Antriebsanordnung |
CN115107013A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-09-27 | 北京航空航天大学 | 绳驱动仿人机械臂及工业机器人 |
CN117565029B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-03-19 | 云南师范大学 | 一种基于远程操作的机器人 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0721248A2 (de) * | 1995-01-04 | 1996-07-10 | Philips Patentverwaltung GmbH | Elektrische Antriebsvorrichtung mit mehr als einem permanentmagnetisch erregten Rotor |
DE10121905A1 (de) * | 2001-05-03 | 2003-02-20 | Buhler Motor Gmbh | Mehrwellenmotor |
FR2931092A1 (fr) * | 2008-05-19 | 2009-11-20 | Commissariat Energie Atomique | Bras manipulateur ayant une extremite amovible incorporant des moteurs |
EP2024144B1 (de) | 2006-05-12 | 2012-01-25 | KUKA Roboter GmbH | Roboterhand-antriebsvorrichtung |
EP2666600A2 (de) * | 2012-05-21 | 2013-11-27 | KUKA Roboter GmbH | Industrieroboter mit in einem Handgrundgehäuse sich erstreckenden Antrieben |
US20170225340A1 (en) * | 2014-08-08 | 2017-08-10 | Valuebiotech S.R.L. | Articulated device for robotic systems |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2310842A1 (fr) * | 1975-05-15 | 1976-12-10 | Renault | Tete pour robot ou manipulateur comportant au moins un axe de rotation |
US4068763A (en) * | 1976-07-26 | 1978-01-17 | Nasa | Wrist joint assembly |
US4246661A (en) * | 1979-03-15 | 1981-01-27 | The Boeing Company | Digitally-controlled artificial hand |
US4780047A (en) * | 1985-04-05 | 1988-10-25 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Advanced servo manipulator |
DE3520889C1 (de) * | 1985-06-11 | 1990-03-08 | SKF Textilmaschinen-Komponenten GmbH, 7000 Stuttgart | Elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Textilmaschinen |
WO1989005216A1 (en) * | 1987-11-30 | 1989-06-15 | Rosheim Mark E | Robot wrist |
KR101117253B1 (ko) * | 2009-06-25 | 2012-03-15 | 고려대학교 산학협력단 | 로봇팔 |
CN102079089A (zh) * | 2009-11-30 | 2011-06-01 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 机器人 |
EP2520398A4 (de) * | 2009-12-28 | 2014-10-29 | Ulvac Inc | Antriebsvorrichtung und fördervorrichtung |
CN103084293A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 机器人臂部件 |
CN105570437B (zh) * | 2016-03-12 | 2019-02-15 | 深圳市领略数控设备有限公司 | 一种低背隙机器人减速机 |
-
2017
- 2017-10-09 DE DE102017217907.4A patent/DE102017217907B4/de active Active
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0721248A2 (de) * | 1995-01-04 | 1996-07-10 | Philips Patentverwaltung GmbH | Elektrische Antriebsvorrichtung mit mehr als einem permanentmagnetisch erregten Rotor |
DE10121905A1 (de) * | 2001-05-03 | 2003-02-20 | Buhler Motor Gmbh | Mehrwellenmotor |
EP2024144B1 (de) | 2006-05-12 | 2012-01-25 | KUKA Roboter GmbH | Roboterhand-antriebsvorrichtung |
FR2931092A1 (fr) * | 2008-05-19 | 2009-11-20 | Commissariat Energie Atomique | Bras manipulateur ayant une extremite amovible incorporant des moteurs |
EP2666600A2 (de) * | 2012-05-21 | 2013-11-27 | KUKA Roboter GmbH | Industrieroboter mit in einem Handgrundgehäuse sich erstreckenden Antrieben |
US20170225340A1 (en) * | 2014-08-08 | 2017-08-10 | Valuebiotech S.R.L. | Articulated device for robotic systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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