[發明專利]具有用于多個節的單獨的致動器和共同的反向致動器裝置的機器人單元

有效

• 申請號: 201880014607.1
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN110366477B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: G.巴赫邁爾;C.巴克曼;G.佩斯;I.維托里斯;W.佐爾斯
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J15/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于技術設備的機器人單元(1)，機器人單元具有：基座(2)，機器人單元(1)可以通過基座布置在技術設備上；第一節(10)，第一節以可轉動的方式支承在基座(2)上；以及第二節(11)，第二節以可轉動的方式支承在基座(2)或者第一節(10)上，其中，第一節(10)和第二節(11)可以分別借助單獨的致動器(5)關于一個自由度(50)在一個方向(53)上移動。現在，為了相對于完全致動減少驅動單元的數量，根據本發明設置為，第一節(10)和第二節(11)可以借助一個反向致動器裝置(6)僅共同關于該自由度(52)與該方向(53)相反地移動。

技術領域

本發明涉及一種用于技術設備的機器人單元，其具有以可轉動的方式支承的兩個節，節可以分別借助單獨的致動器關于一個自由度在一個方向上移動。此外，本發明涉及一種具有這種機器人單元的技術設備。

背景技術

由于尤其是用于生產的具有適應能力的多樣化的技術設備，在處理工件時需要機器人單元的高的靈活性，因此現在廣泛使用多次致動的機器人單元、尤其是機器人手。為了保證機器人單元的緊湊的結構形式，根據繩索牽引裝置的類型的機器人單元的可移動元件的驅動裝置是特別有利的。由于致動器不直接布置在可移動部分上，因此能夠實現可移動部分的特別緊湊的結構形式，可移動部分尤其是被構造為節(Glied)。例如從US?2010/03123?63中已知一種膝關節假體，其具有兩個驅動單元，兩個驅動單元通過彈簧布置在膝關節上。

根據現有技術常見的是，對于一個節的每個自由度，使用兩個驅動單元，尤其是致動器和反向致動器。致動器和反向致動器尤其是可以用來使節沿相反的方向移動的驅動單元。這也可以稱為驅動單元的促動-對抗布置(Agonist-Antagonist-Anordnung)。

在具有多個可移動部分、尤其是多個節的機器人單元中，可能需要多個驅動單元，以使得所有節能夠獨立地在任意方向上移動。這也稱為完全致動。例如，對于被構造為機器人手并且優選模仿人手的機器人單元，可能需要48個驅動單元，尤其是24個致動器和24個反向致動器，以能夠實現所有節的所有自由度的完全致動。

為了減少所需要的驅動單元的數量，現有技術提供了通過無源元件、尤其是彈性元件、例如橡膠或者彈簧來代替反向致動器的可能性。在這種情況下，每個自由度僅需要一個驅動單元。與單個驅動單元相反的移動，可以通過存儲在無源元件中的勢能來進行。然而，在這種情況下，剩余的驅動單元、尤其是致動器必須被設計為具有更高的性能，因為在產生用于移動節的移動力的同時，剩余的驅動單元還必須克服無源元件的阻力。由此，在無源元件中失去了剩余的驅動單元的一部分驅動力。

一個替換的可能性是，將不同的節的自由度相互耦合。這也稱為欠致動(Unteraktuierung)。在這種情況下，例如針對兩個節一起設置致動器和反向致動器。然而，由于放棄了機器人單元移動時的自由度，機器人單元的靈活性明顯降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，相對于完全致動，減少用于機器人單元的節的驅動單元的數量。

根據本發明，上述技術問題通過獨立權利要求的主題來解決。根據本發明的機器人單元的具有適宜的擴展方案的有利的實施方式是從屬權利要求的主題，并且也類似地適用于技術設備。

用于技術設備的機器人單元具有基座，機器人單元可以通過基座布置在技術設備上。此外，機器人單元包括以可轉動的方式支承在基座上的第一節和以可轉動的方式支承在基座或者第一節上的第二節。第一節和第二節可以分別借助單獨的致動器關于一個自由度在一個方向上移動。尤其是，第一節可以借助單獨的致動器中的第一致動器，關于基座在一個方向上轉動。尤其是，第二節可以借助單獨的致動器中的第二致動器，相對于基座和或第一節轉動。