專利名稱：工業(yè)機器人的線路保護裝置和具有該裝置的工業(yè)機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于具有至少一個能源線路的工業(yè)機器人的線路保護裝置和一 種具有該線路保護裝置的工業(yè)機器人。
背景技術(shù)：
專利文獻EP 1453170A2提出了一種裝置，用于在可彼此相對地圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 的第一元件和第二元件之間安裝多個線路元件(Leitimgselementen)，其中，這些線路元件 包括電力線路和/或流體線路(Fluidleitimg)，其中，每個線路元件的一端通過加固件固 定在第一元件上，而另一端則通過加固件固定在第二元件上。將該多個線路元件分為第一 組和第二組，其中，安裝第一組線路元件，使其通過內(nèi)部管狀部件的內(nèi)孔延伸；安裝第二組 線路元件，使其通過在內(nèi)部管狀部件和外部管狀部件之間形成的環(huán)狀間隙延伸。因此，要提 供一種用于安裝線路元件的裝置，該裝置可以容易地應(yīng)用于具有可以彼此相對旋轉(zhuǎn)的外部 元件和內(nèi)部元件的部件，例如機器人的半懸掛部件、特別是關(guān)節(jié)部件以及那些需要較小的 安裝空間并要求在較大的區(qū)域中在外部元件和內(nèi)部元件之間進行相對運動的部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種用于工業(yè)機器人的線路保護裝置，該裝置能夠以簡單 的方式保護能源線路。根據(jù)本發(fā)明提出一種用于具有至少一個能源線路的工業(yè)機器人的線路保護裝置， 其具有如下特征-基礎(chǔ)環(huán)形段，-中空圓柱段，其直徑與工業(yè)機器人的、可以關(guān)于所述線路保護裝置旋轉(zhuǎn)的管狀部 件的內(nèi)徑相匹配，-內(nèi)緣倒圓段，其倒圓半徑與能源線路的直徑相匹配，-徑向軸承段，用于關(guān)于所述工業(yè)機器人的可旋轉(zhuǎn)的管狀部件可旋轉(zhuǎn)地支承所述 線路保護裝置?；A(chǔ)環(huán)形段構(gòu)成了用于中空圓柱段、內(nèi)緣倒圓段和徑向軸承段的支承段。可 以將基礎(chǔ)環(huán)形段、中空圓柱段、內(nèi)緣倒圓段和徑向軸承段設(shè)計為一體的，也可以將其設(shè)計為 由單獨部件組成的多件式的?？梢詫⒅辽僖粋€能源線路理解為機器人電纜組，包括去往電機的電源線以及可能 的信號線；和/或?qū)⑵淅斫鉃槟茉垂?yīng)線路(EnergiezufUhrimgen)，包括例如用于工業(yè)機 器人的工具的電力線路、冷水和/或熱水線路、流體和/或壓力線路。能源線路可以實施為 單股線束(Einzelsti^ngen)或電纜束，特別是可以設(shè)有保護層，通過根據(jù)本發(fā)明的線路保 護裝置來引導(dǎo)。由于線路保護裝置具有可旋轉(zhuǎn)地關(guān)于工業(yè)機器人的管狀部件支承線路保護裝置 的徑向軸承段，因此可以降低至少一個能源線路的磨損，并使轉(zhuǎn)盤(Karussell)相對于底 座的運動低摩擦地進行。
可以向工廠提供配備有根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置的工業(yè)機器人，并提供預(yù)裝 配；也可以單獨提供根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置，用于補充裝備。在一種實施方式中，徑向軸承段可以構(gòu)成滑動軸承的軸承面。徑向軸承段可以由 沿線路保護裝置的周邊徑向突出的環(huán)形凸出部構(gòu)成。在這種情況下，線路保護裝置的徑向 凸出的環(huán)形凸出部接合到例如工業(yè)機器人的底座或管狀部件這樣的支承部件的、對應(yīng)的環(huán) 形槽中。還可以選擇由線路保護裝置側(cè)壁上的槽狀凹陷形成徑向軸承段。在這種情況下， 將線路保護裝置的槽狀凹陷設(shè)計為，使其圍繞例如工業(yè)機器人的底座或管狀部件這樣的支 承部件的、對應(yīng)的、特別是向內(nèi)凸出的徑向環(huán)形凸出部。在另一種替代的實施方式中，徑向軸承段可以構(gòu)成用于單獨的滾動軸承的支座。 在這種實施方式中，滾動軸承替代了滑動軸承。在此可以使用市售的滾動軸承。特別是可 以根據(jù)需要使用簡單的深溝球軸承、滾子軸承、圓錐滾子軸承或球面滾子軸承。相宜地，特 別是可以使用徑向軸承。在這里，線路保護裝置的徑向軸承段形成例如用于滾動軸承內(nèi)圈 的支座。線路保護裝置的徑向軸承段還可以在必要時由線路保護裝置的圓柱形外套的光滑 的壁構(gòu)成，滾動軸承的內(nèi)圈可以壓緊在該壁上或貼在該壁上。為了插入到管狀部件中，中空圓柱段可以具有與管狀部件的內(nèi)徑精確匹配或以輕 微間隙相匹配的外徑。借助于中空圓柱段，線路保護裝置至少可以一部分插入到管狀部件 中。將中空圓柱段構(gòu)建為乳頭型或翼型的，以實現(xiàn)線路保護裝置的從管狀部件到內(nèi)緣倒圓 段的過渡。為了能夠精確地連接到管狀部件上，中空圓柱段可以替代地具有與管狀部件的內(nèi) 徑相符的內(nèi)徑。在此，線路保護裝置的中空圓柱段和管狀部件可以分別具有彼此碰觸的端 面，或這些端面僅以細小的間隙彼此隔開。線路保護裝置可以設(shè)計為多件式的，特別是設(shè)計為沿縱向分開的兩件式的。如前 所述，可以將基礎(chǔ)環(huán)形段、中空圓柱段、內(nèi)緣倒圓段和徑向軸承段設(shè)計為一體的，也可以將 其設(shè)計為由單獨的部件組成的多件式的。例如，為使在補充裝備時的安裝簡單，可以將環(huán)形 線路保護裝置特別設(shè)計為沿縱向分開的兩部分。在此，環(huán)形線路保護裝置由可以組成封閉 的圓環(huán)的兩個C-形軸瓦(Halbschalen)組成。根據(jù)本發(fā)明的機器人具有如下特征-底座，-轉(zhuǎn)盤，-可在底座和轉(zhuǎn)盤之間旋轉(zhuǎn)的、引導(dǎo)至少一個能源線路的管狀部件，-如上所述的根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置。管狀部件可與底座固定連接。管狀部件尤其可以是空心軸。該空心軸可以是傳動 裝置、特別是行星傳動裝置(Planetengetriebe)的一部分，其可以將轉(zhuǎn)盤與底座可轉(zhuǎn)動地 連接。在此，根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置通過該管狀部件或空心軸傳送。另外，管狀元件也 可以與轉(zhuǎn)盤固定連接。由于危險點位于空心軸的下端部，并且不能減小空心軸的自由直徑，所以將根據(jù) 本發(fā)明的線路保護裝置設(shè)置在空心軸的下面和外面?？梢詷?gòu)成轉(zhuǎn)向插槽(Abweisebuchse) 或保護環(huán)的線路保護裝置能夠自由旋轉(zhuǎn)但軸向固定和抗傾翻地支承在那里。轉(zhuǎn)向插槽的內(nèi) 輪廓開始于具有預(yù)先給定直徑的空心軸并向下擴大，以為能源線路提供更大的自由空間，并使其可靠地保持遠離空心軸的下邊緣。可以由滾動軸承，例如球軸承來實現(xiàn)支承。位于具有球軸承尺寸和用于持續(xù)潤滑 的微小空隙的轉(zhuǎn)向插槽外面的附加物可以替代地用作滑動軸承。根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置或轉(zhuǎn)向插槽可由滑移材料制成，特別是由例如聚甲醛 (POM)這樣的合成材料制成。如果線路處于貼靠狀態(tài)，則只貼靠在根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置上或轉(zhuǎn)向插槽 上，而不會貼靠在管狀部件或空心軸的鋒利的邊沿上。代替彼此之間的摩擦，線路保護裝置 或轉(zhuǎn)向插槽與能源線路一起轉(zhuǎn)動，從而只保留接觸壓力而沒有摩擦。根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機器人可以具有滾動軸承，特別是徑向軸承，用于相對于管狀 部件可轉(zhuǎn)動地支承線路保護裝置。相對于滑動軸承，滾動軸承的優(yōu)點在于，能夠在更小的摩 擦下吸收更大的力。由此確保轉(zhuǎn)盤在底座上低摩擦、無干擾地運動。恰好是在工業(yè)機器人 的主軸相對于手軸(Handachse)具有更小的動力時，根據(jù)本發(fā)明的滾動軸承可以相宜地可 轉(zhuǎn)動地支承線路保護裝置。在一種變形中，滾動軸承或徑向軸承一方面可以連接線路保護裝置的徑向軸承 段，另一方面還連接底座。如果滾動軸承的內(nèi)圈連接線路保護裝置，則滾動軸承的外圈可以 固定在底座上。如果滾動軸承的外圈連接線路保護裝置，則滾動軸承的內(nèi)圈可以固定在底 座上。例如，可以將滾動軸承壓入或粘貼在底座的預(yù)成型的支座中。在另一種變形中，滾動軸承或徑向軸承可以一方面連接線路保護裝置的徑向軸承 段，另一方面還連接管狀部件。因此，線路保護裝置能夠可旋轉(zhuǎn)地支承在工業(yè)機器人的管狀 部件或空心軸上。優(yōu)選將滾動軸承或滑動軸承設(shè)置在管狀部件或空心軸的圓周之外。


下面參照實施例對本發(fā)明做進一步的說明。該具體實施例的所有特征均可以展示 本發(fā)明的其他優(yōu)選的實施方式。圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置的工業(yè)機器人的透視圖；圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置的如圖1所示的工業(yè)機器人的部分透 視圖；圖3a獨立示出了線路保護裝置的一件式變形的透視圖；圖北獨立示出了線路保護裝置的縱向分開的兩件式的變形的透視圖；圖如示出了具有滑動軸承的線路保護裝置的放大的截面圖；圖4b示出了具有滾動軸承的線路保護裝置的放大的截面圖。
具體實施例方式圖1示出了具有底座2的工業(yè)機器人1，轉(zhuǎn)盤3圍繞第一垂直軸Al可旋轉(zhuǎn)地支承 在底座2上，并由第一驅(qū)動電機Ml旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。搖臂4圍繞第二水平軸A2可前后擺動地支 承在轉(zhuǎn)盤3上，并由第二驅(qū)動電機M2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。搖臂4承載手臂5，手臂5圍繞第三水平軸 A3可前后擺動地被支承，并由第三驅(qū)動電機M3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。在手臂5上設(shè)置第四軸A4，其沿 手臂5的縱向延伸而延伸，并通過第四驅(qū)動電機M4旋轉(zhuǎn)驅(qū)動手臂5的手7。第一側(cè)邊8和 第二側(cè)邊9從手7呈叉狀地向前延伸。兩個側(cè)邊8和9承載用于手7的自由端部10的支承。該支承定義了工業(yè)機器人1的第五軸A5，手7可以借助于第五驅(qū)動電機M5圍繞軸A5 可擺動地運動。此外，手7具有第六軸A6，以能夠利用第六驅(qū)動電機M6可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動固定 法蘭11。在所示出的實施例中，轉(zhuǎn)盤3具有管狀部件12，其構(gòu)成了工業(yè)機器人1的空心軸 12a。管狀部件12與轉(zhuǎn)盤3固定連接。在該實施例中，兩條能源線路13通過管狀部件12 的空腔引導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置14設(shè)置在管狀部件12的下端。線路保護裝置14 可旋轉(zhuǎn)地支承在轉(zhuǎn)盤3上。在圖2中放大示出了具有根據(jù)本發(fā)明的線路保護裝置14的機器人工業(yè)1的一部 分。作為底座2—部分的底板15具有中心開口 16。管狀部件12，即空心軸12a，與中心開 口 16同軸地延伸?？招妮S1 可以是未示出的行星傳動裝置的一部分，其可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動支 承在底座2上的轉(zhuǎn)盤3。在保留細小間隙18的情況下，線路保護裝置14的中空圓柱段Ha近乎精確連接 地安裝在管狀部件12上。中空圓柱段1 具有與管狀部件12的內(nèi)徑相等或相匹配的內(nèi)徑。 線路保護裝置14的中空圓柱段1 和管狀部件12在端面上幾乎彼此碰觸，或在保留間隙 18的情況下彼此對齊。線路保護裝置14的中空圓柱段Ha通過基礎(chǔ)環(huán)形段14b連接線路保護裝置14的 徑向軸承段14c。在所示出的實施例中，徑向軸承段14c設(shè)計為滑動軸承。徑向軸承段Hc在此形成沿線路保護裝置14周邊徑向突出的環(huán)形凸出部。線路 保護裝置14的徑向突出的環(huán)形凸出部插入支承部件20的對應(yīng)的環(huán)形凹槽19中(圖如)。 在當(dāng)前的實施例中，將支承部件20設(shè)計為單獨的支承環(huán)，并將其固定在底座2上。通過管 狀部件12引導(dǎo)作為能源線路13的兩個機器人電纜束13a和兩個能源供應(yīng)線路13b。在圖3a中單獨地示出了作為一體化部件的線路保護裝置14。線路保護裝置14的 基礎(chǔ)環(huán)形段14b承載在圖3中向上延伸的中空圓柱段1 和在側(cè)面沿徑向向外的徑向軸承 段14c。如圖北所示，線路保護裝置14可以設(shè)計為多件式的，特別是如示出的那樣設(shè)計為 兩部分的。在所示出的實施例中，線路保護裝置14沿縱向分割為兩個類似的C型軸瓦21a 和21b。兩個軸瓦21a和21b可以借助于定位銷22和定位孔23配合精準(zhǔn)地組合在一起。 在線路保護裝置14下面的內(nèi)緣上設(shè)置內(nèi)緣倒圓段14d。在根據(jù)圖如的實施方式中，徑向軸承段Hc構(gòu)成了滑動軸承的軸承面。徑向軸承 段Hc具有從線路保護裝置14的周邊徑向突出的環(huán)形凸出部。在這種情況下，將線路保護 裝置14的徑向突出的環(huán)形凸出部設(shè)計為，使其插入支承部件20的對應(yīng)的環(huán)形槽19中。如 圖4a所示，支承部件20可以例如由工業(yè)機器人1的底座2構(gòu)成。在一種如圖4b所示的與圖如不同的實施方式中，用滾動軸承M來替代滑動軸 承。線路保護裝置14的徑向軸承段14c在這里構(gòu)成用于滾動軸承M的內(nèi)環(huán)的凹槽形支座。 在該實施例中，滾動軸承M的外環(huán)例如固定在支承部件20上。
權(quán)利要求
1.一種用于具有至少一個能源線路的工業(yè)機器人的線路保護裝置，其具有基礎(chǔ)環(huán)形段；中空圓柱段，其直徑與所述工業(yè)機器人的、能夠關(guān)于所述線路保護裝置旋轉(zhuǎn)的管狀部 件的內(nèi)徑相匹配；內(nèi)緣倒圓段，其倒圓半徑與所述能源線路的直徑相匹配；和徑向軸承段，用于關(guān)于所述工業(yè)機器人的可旋轉(zhuǎn)的管狀部件可旋轉(zhuǎn)地支承所述線路保 護裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的線路保護裝置，其中，所述徑向軸承段構(gòu)成滑動軸承的軸承面。
3.如權(quán)利要求1所述的線路保護裝置，其中，所述徑向軸承段構(gòu)成用于單獨的滾動軸 承、特別是徑向軸承的支座。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的線路保護裝置，其中，為了插入所述管狀部件中， 所述中空圓柱段具有與所述管狀部件的內(nèi)徑精確匹配的或以輕微間隙匹配的外徑。
5.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的線路保護裝置，其中，為了精確地連接在所述管狀 部件上，所述中空圓柱段具有與所述管狀部件的內(nèi)徑相符的內(nèi)徑。
6.如權(quán)利要求1到5中任一項所述的線路保護裝置，該裝置被設(shè)計為多件式的、特別是 設(shè)計為沿縱向分開的兩部分。
7.—種工業(yè)機器人，其具有底座；轉(zhuǎn)盤；在該底座和轉(zhuǎn)盤之間可旋轉(zhuǎn)的管狀部件，至 少一個能源線路通過該管狀部件引導(dǎo)；以及如權(quán)利要求1到6中任一項所述的線路保護裝 置。
8.如權(quán)利要求7所述的工業(yè)機器人，其中，所述管狀部件與所述底座固定連接。
9.如權(quán)利要求7所述的工業(yè)機器人，其中，所述管狀部件與所述轉(zhuǎn)盤固定連接。
10.如權(quán)利要求7到9中任一項所述的工業(yè)機器人，其具有滾動軸承，特別是徑向軸承， 用于關(guān)于所述管狀部件可旋轉(zhuǎn)地支承所述線路保護裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的工業(yè)機器人，其中，所述滾動軸承一方面連接所述線路保護 裝置的徑向軸承段，另一方面連接所述底座。
12.如權(quán)利要求10所述的工業(yè)機器人，其中，所述滾動軸承一方面連接所述線路保護 裝置的徑向軸承段，另一方面連接所述管狀部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有至少一個能源線路的工業(yè)機器人的線路保護裝置，其具有基礎(chǔ)環(huán)形段；中空圓柱段，其直徑與所述工業(yè)機器人的、關(guān)于所述線路保護裝置旋轉(zhuǎn)的管狀部件的內(nèi)徑相匹配；內(nèi)緣倒圓段，其倒圓半徑與所述能源線路的直徑相匹配；以及徑向軸承段，用于關(guān)于所述工業(yè)機器人的可旋轉(zhuǎn)的管狀部件可旋轉(zhuǎn)地支承所述線路保護裝置。本發(fā)明還涉及一種具有這種線路保護裝置的工業(yè)機器人。
文檔編號H02G11/00GK102136713SQ201010576840
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者斯特凡·卡林爾, 賴納·克倫巴赫爾 申請人:庫卡羅伯特有限公司