DE102016215744A1

DE102016215744A1 - industrial robots

Info

Publication number: DE102016215744A1
Application number: DE102016215744.2A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ilch
Original assignee: Individual
Current assignee: Autonox Robotics GmbH
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Es wird ein Industrieroboter mit Parallelkinematik vorgeschlagen mit einer Roboterbasis (1, 21, 41), mit einem Trägerelement (2, 22, 42) zur Aufnahme eines Greifers, eines Werkzeugs oder eines Maschinenelements, mit mindestens zwei beweglichen Betätigungseinheiten (3, 23, 43), wobei jede Betätigungseinheit (3, 23, 43) eine an der Roboterbasis (1, 21, 41) angeordnete, ein Drehmoment um eine Antriebsachse (7, 27, 47) erzeugende Antriebseinheit (4, 24, 44), einen an eine Antriebswelle der Antriebseinheit (4, 24, 44) direkt oder indirekt drehfest gekoppelten Oberarm (5, 25, 45) und einen Unterarm (6, 26, 46), welcher mit einem ersten Ende um eine Arm-Drehachse (13, 33, 53) drehbar mit dem Oberarm (5, 25, 45) und mit einem zweiten Ende beweglich mit dem Trägerelement (2, 22, 42) verbunden ist, umfasst. Der Oberarm (5, 25, 45) mindestens einer Betätigungseinheit (3, 23, 43) verläuft abschnittsweise außerhalb einer Antriebsachsen-Vertikalebene (7a, 27a, 47a). Die Antriebsachsen-Vertikalebene (7a, 27a, 47a) ist eine zur Antriebsachse (7, 27, 47) senkrechte Ebene durch den Mittelpunkt (17, 37, 57) der Ausdehnung des Oberarms (5, 25, 45) entlang der Arm-Drehachse (13, 33, 53).An industrial robot with parallel kinematic mechanism is proposed with a robot base (1, 21, 41), with a carrier element (2, 22, 42) for receiving a gripper, a tool or a machine element, with at least two movable actuating units (3, 23, 43 ), wherein each actuating unit (3, 23, 43) arranged on the robot base (1, 21, 41), a torque about a drive axis (7, 27, 47) generating drive unit (4, 24, 44), one to a Drive shaft of the drive unit (4, 24, 44) directly or indirectly rotatably coupled upper arm (5, 25, 45) and a lower arm (6, 26, 46), which with a first end about an arm rotation axis (13, 33, 53 ) is rotatably connected to the upper arm (5, 25, 45) and with a second end movably connected to the carrier element (2, 22, 42) comprises. The upper arm (5, 25, 45) of at least one actuating unit (3, 23, 43) runs in sections outside a drive axis vertical plane (7a, 27a, 47a). The drive axis vertical plane (7a, 27a, 47a) is a plane perpendicular to the drive axis (7, 27, 47) through the center (17, 37, 57) of the extension of the upper arm (5, 25, 45) along the arm rotation axis (13, 33, 53).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Industrieroboter mit Parallelkinematik, welcher mit einer Roboterbasis, mit einem als Aufnahme für einen Greifer oder ein Werkzeug dienenden Trägerelement und mit mehreren Betätigungseinheiten zum Bewegen des Trägerelements ausgestattet ist. The invention relates to an industrial robot with parallel kinematic, which is equipped with a robot base, with a serving as a receptacle for a gripper or a tool carrier element and with a plurality of actuator units for moving the support member.

Derartige Industrieroboter mit Parallelkinematik dienen zum Bewegen, Positionieren und/ oder Bearbeiten eines Gegenstands im Raum. Sie sind mit einer ortsfest angeordneten Roboterbasis und einem beweglichen Trägerelement zur Aufnahme eines Greifers, eines Werkzeugs oder eines sonstigen Maschinenelements ausgestattet. Das Trägerelement ist über mindestens zwei Betätigungseinheiten mit der Roboterbasis verbunden. Jede Betätigungseinheit wird über eine ihr zugeordnete und an der Roboterbasis angeordnete Antriebseinheit bewegt. Eine Bewegung der Betätigungseinheiten führt zu einer Bewegung des Trägerelements. An dem Trägerelement kann beispielsweise ein Greifer zum Aufnehmen eines Gegenstands oder ein Werkzeug zum Bearbeiten eines Gegenstands oder ein Maschinenelement, wie beispielsweise ein Lager oder ein Getriebe angeordnet sein. Das Trägerelement ist hierzu mit einer Aufnahme für einen Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenelement ausgestattet. Durch die aufeinander abgestimmte Bewegung der angetriebenen Betätigungseinheiten kann der an dem Trägerelement angeordnete Greifer, das Werkzeug oder das Maschinenelement gezielt in mehreren Dimensionen im Raum bewegt werden. Die Betätigungseinheiten bewirken eine räumliche Parallelogrammführung des Trägerelements. Die daraus resultierende parallele Kinematik ermöglicht eine schnelle und präzise Bewegung des Trägerelements und des daran angeordneten Greifers, Werkzeugs oder Maschinenelements. Diese Bewegung ist eine translatorische Bewegung des Trägerelements. Ist der Industrieroboter mit drei Betätigungseinheiten ausgestattet, handelt es sich um eine translatorische Bewegung in drei Raumrichtungen. Die Bewegung hat drei Freiheitsgrade und kann in einem Koordinatensystem mit x-, y- und z-Achse beschrieben werden. Ist der Industrieroboter mit zwei Betätigungseinheiten ausgestattet, handelt es um eine translatorische Bewegung in zwei Raumrichtungen. In diesem Fall hat die Bewegung zwei Freiheitsgrade und kann in einem Koordinatensystem mit x- und z-Achse beschrieben werden. Such industrial robots with parallel kinematics are used for moving, positioning and / or editing an object in space. They are equipped with a stationary robot base and a movable support member for receiving a gripper, a tool or other machine element. The carrier element is connected to the robot base via at least two actuator units. Each actuation unit is moved via a drive unit associated with it and arranged on the robot base. A movement of the actuating units leads to a movement of the carrier element. For example, a gripper for receiving an object or a tool for processing an object or a machine element such as a bearing or a gear can be arranged on the carrier element. The carrier element is for this purpose equipped with a receptacle for a gripper, a tool or a machine element. Due to the coordinated movement of the driven actuating units arranged on the support member gripper, the tool or the machine element can be selectively moved in several dimensions in space. The actuating units effect a spatial parallelogram guidance of the carrier element. The resulting parallel kinematics enables a fast and precise movement of the carrier element and of the gripper, tool or machine element arranged thereon. This movement is a translatory movement of the carrier element. If the industrial robot is equipped with three actuator units, it is a translatory movement in three spatial directions. The movement has three degrees of freedom and can be described in a coordinate system with x-, y- and z-axis. If the industrial robot is equipped with two actuator units, it is a translatory movement in two spatial directions. In this case, the movement has two degrees of freedom and can be described in an x- and z-axis coordinate system.

Bei einer Bewegung des Trägerelements in Richtung der z-Achse verändert sich der Abstand zwischen der Roboterbasis und dem Trägerelement. Die x-Achse und die y-Achse sind zueinander senkrecht und zur z-Achse senkrecht ausgerichtet. When the carrier element moves in the direction of the z-axis, the distance between the robot base and the carrier element changes. The x-axis and the y-axis are perpendicular to each other and perpendicular to the z-axis.

Jede Betätigungseinheit weist eine an der Roboterbasis angeordnete, ein Drehmoment um eine Antriebsachse erzeugende Antriebseinheit auf. Ferner ist jede Betätigungseinheit mit einem Oberarm ausgestattet, der an eine Antriebswelle der Antriebseinheit direkt oder indirekt drehfest gekoppelt ist. Darüber hinaus umfasst jede Betätigungseinheit einen Unterarm, welcher mit einem ersten Ende um eine Arm-Drehachse drehbar mit dem Oberarm und mit einem zweiten Ende beweglich mit dem Trägerelement verbunden ist. Die Antriebsachse und die Arm-Drehachse sind zueinander parallel und weisen einen Abstand auf. Each actuator unit has a drive unit arranged on the robot base and generating a torque about a drive axis. Furthermore, each actuator unit is equipped with an upper arm which is coupled directly or indirectly non-rotatably to a drive shaft of the drive unit. In addition, each actuator unit comprises a lower arm, which is connected to a first end about an arm rotation axis rotatably connected to the upper arm and with a second end movably connected to the carrier element. The drive shaft and the arm rotation axis are parallel to each other and have a distance.

Die maximale Strecke, die das Trägerelement in Richtung der z-Achse zurücklegen kann, wird als z-Hub bezeichnet. Der z-Hub hängt von dem Winkel ab, um den die Oberarme mit den ihnen zugeordneten Antriebeinheiten maximal gedreht werden können, und von der Länge der Oberarme. Da der maximale Drehwinkel der Oberarme durch die Unterarme begrenzt wird, kann eine signifikante Vergrößerung des z-Hubs nur durch eine Verlängerung der Oberarme erreicht werden. Bekannte Industrieroboter mit Parallelkinematik weisen jedoch den Nachteil auf, dass eine Verlängerung der Oberarme zu einer Vergrößerung des Bereichs in Richtung der x-Achse und/ oder der y-Achse führt, innerhalb dessen sich der Industrieroboter bewegt. Dies wiederum hat eine Vergrößerung des für den Industrieroboter benötigten Bauraums zur Folge. Ein Maschinenrahmen, an dem der Industrieroboter befestigt ist, muss in diesem Fall ebenfalls größer sein und beansprucht daher mehr Platz. Eine derartige Vergrößerung des durch den Industrieroboter insgesamt beanspruchten Raums ist jedoch häufig unmöglich, das der zur Verfügung stehende Raum in der Regel begrenzt ist. The maximum distance that the carrier element can travel in the direction of the z-axis is referred to as a z-stroke. The z-stroke depends on the angle by which the upper arms can be rotated with their associated drive units maximum, and the length of the upper arms. Since the maximum angle of rotation of the upper arms is limited by the lower arms, a significant increase in the z-stroke can only be achieved by extending the upper arms. However, known industrial robots with parallel kinematic have the disadvantage that an extension of the upper arms leads to an increase of the area in the direction of the x-axis and / or the y-axis, within which moves the industrial robot. This in turn has an increase in the space required for the industrial robot space. A machine frame to which the industrial robot is attached must also be larger in this case and therefore requires more space. However, such an increase in the space occupied by the industrial robot as a whole is often impossible because the available space is usually limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Industrieroboter mit Parallelkinematik zur Verfügung zu stellen, der eine Vergrößerung des z-Hubs ermöglicht, ohne dass hierzu der benötigte Bauraum vergrößert werden muss. The invention has for its object to provide an industrial robot with parallel kinematics available, which allows an enlargement of the z-stroke, without requiring the required space must be increased.

Diese Aufgabe wird durch einen Industrieroboter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Mindestens eine Betätigungseinheit des Industrieroboters ist mit einem Oberarm ausgestattet, der zumindest abschnittsweise außerhalb einer Antriebsachsen-Vertikalebe verläuft. Dabei ist die Antriebsachsen-Vertikalebene eine Ebene, welche zur Antriebsachse der zur Betätigungseinheit gehörenden Antriebseinheit senkrecht verläuft und in welcher der Mittelpunkt der Ausdehnung des Oberarms entlang der Arm-Drehachse liegt. Die Ausdehnung des Oberarms entlang der Arm-Drehachse entspricht der Breite des Oberarms an der Stelle, an der die Arm-Drehachse durch den Oberarm verläuft. Der Verlauf des Oberarms abschnittsweise außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene bedeutet, dass bei der betreffenden Betätigungseinheit der Oberarm einen Abschnitt aufweist, der frei von einer Überschneidung mit einer Antriebsachsen-Vertikalebene ist. Bei bekannten Industrierobotern mit Parallelkinematik erstreckt sich die Antriebsachsen-Vertikalebene durch den gesamten Oberarm von der Antriebsachse bis zum Unterarm. Da bei dem erfindungsgemäßen Industrieroboter zumindest ein Oberarm abschnittsweise außerhalb dieser Antriebsachsen-Vertikalebene verläuft, kann der betreffende Oberarm länger sein als beim Stand der Technik, ohne dass sich dadurch der von der betreffenden Betätigungseinheit für die Bewegung benötigte Raum senkrecht zur z-Achse vergrößert. Durch den längeren Oberarm wird ein größerer z-Hub erreicht, ohne dass für den Industrieroboter ein größerer Maschinenrahmen benötigt wird. This object is achieved by an industrial robot having the features of claim 1. At least one operating unit of the industrial robot is equipped with an upper arm, which runs at least partially outside a drive axle Vertikalebe. In this case, the drive axis vertical plane is a plane which is perpendicular to the drive axis belonging to the actuator unit drive unit and in which the center of the extension of the upper arm along the arm axis of rotation. The extension of the upper arm along the arm rotation axis corresponds to the width of the upper arm at the point where the arm rotation axis passes through the upper arm. The course of the upper arm in sections outside the drive axis vertical plane means that in the relevant actuator unit of the upper arm has a portion which is free of an overlap with a drive axis vertical plane. In known industrial robots with parallel kinematics, the drive axis vertical plane extends through the entire upper arm of the drive axle to the forearm. Since, in the industrial robot according to the invention, at least one upper arm extends in sections outside this drive axis vertical plane, the relevant upper arm can be longer than in the prior art, without thereby increasing the space required for movement by the respective actuating unit perpendicular to the z-axis. The longer upper arm achieves a larger z-stroke without requiring a larger machine frame for the industrial robot.

Der Industrieroboter weist an der Roboterbasis ein kinematisches Zentrum auf. Durch die erfindungsgemäße Form zumindest eines Oberarms können die Antriebseinheit und das der Antriebseinheit zugewandte Ende des Oberarms relativ zum kinematischen Zentrum gegenüber der Position bei bekannten Industrierobotern mit Parallelkinematik versetzt sein. Dies führt dazu, dass bei dem erfindungsgemäßen Industrieroboter die Antriebsachse in Richtung des kinematischen Zentrums parallel verschoben ist. Der Abstand a zwischen der Antriebsachse und der Arm-Drehachse ist bevorzugt größer oder gleich dem Abstand der Arm-Drehachse zum kinematischen Zentrum oder einer sich durch das kinematischen Zentrum erstreckenden Achse. Dabei ist der Abstand a die kürzeste Verbindung zwischen einer ersten durch die Antriebsachse verlaufenden Geraden und einer zweiten durch die Arm-Drehachse verlaufenden Geraden. Die Antriebseinheit kann aufgrund der Form des Oberarms entlang der Antriebsachse nach innen in Richtung des kinematischen Zentrums oder nach außen in die entgegengesetzte Richtung versetzt angeordnet sein, so dass sich die Antriebseinheiten und die Oberarme der Betätigungseinheiten nicht gegenseitig behindern oder blockieren. Ferner kann das kinematische Zentrum des Industrieroboters frei von Antriebseinheiten und Oberarmen gehalten werden, so dass im Bereich des kinematischen Zentrums eine zusätzliche Antriebsachse zur Übertragung eines Drehmoments von einer zusätzlichen an der Roboterbasis befestigten Antriebseinheit auf ein an dem Trägerelement angeordnetes Werkzeug oder einen Greifer vorgesehen sein kann. The industrial robot has a kinematic center on the robot base. The inventive shape of at least one upper arm, the drive unit and the end of the upper arm facing the drive unit can be offset relative to the kinematic center relative to the position in known industrial robots with parallel kinematic. As a result, in the industrial robot according to the invention, the drive axle is moved parallel in the direction of the kinematic center. The distance a between the drive axis and the arm rotation axis is preferably greater than or equal to the distance of the arm rotation axis to the kinematic center or an axis extending through the kinematic center. In this case, the distance a is the shortest connection between a first straight line extending through the drive axis and a second straight line extending through the arm axis of rotation. The drive unit may be displaced inwardly in the direction of the kinematic center or outwardly in the opposite direction due to the shape of the upper arm along the drive axis, so that the drive units and the upper arms of the operating units do not obstruct or block each other. Furthermore, the kinematic center of the industrial robot can be kept free of drive units and upper arms, so that in the region of the kinematic center an additional drive axle for transmitting torque from an additional drive unit fixed to the robot base can be provided on a tool or gripper disposed on the support member ,

Die Form des Oberarms ist beliebig. Sie kann bespielsweise einen geradlinigen oder gekrümmten Verlauf aufweisen. Zumindest ein Abschnitt des Oberarms verläuft nicht parallel zu einer senkrecht zur Antriebsachse ausgerichteten Ebene, insbesondere zur Antriebsachsen-Vertikalebene. The shape of the upper arm is arbitrary. It can record a straight or curved course. At least a portion of the upper arm does not run parallel to a plane aligned perpendicular to the drive axis, in particular to the drive axis vertical plane.

Bei einem Industrieroboter können alle Betätigungseinheiten mit Oberarmen ausgestattet sein, die abschnittsweise außerhalb der zu der betreffenden Betätigungseinheit gehörenden Antriebsachsen-Vertikalebene verlaufen. Statt dessen kann auch nur eine der Betätigungseinheiten die betreffende Eigenschaft aufweisen. In an industrial robot, all operating units may be equipped with upper arms, which extend in sections outside of the belonging to the respective actuator drive axis vertical plane. Instead, only one of the actuator units may have the property in question.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Oberarm ein Antriebsverbindungselement auf, mit dem der Oberarm drehfest indirekt über ein Getriebe oder direkt an eine Antriebswelle der Antriebseinheit gekoppelt ist. According to an advantageous embodiment of the invention, the upper arm on a drive connection element with which the upper arm is rotatably coupled indirectly via a gear or directly to a drive shaft of the drive unit.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei mindestens einer Betätigungseinheit das Antriebsverbindungselement vollständig frei von einer Überschneidung mit der Antriebsachsen-Vertikalebene. Das Antriebsverbindungselement befindet sich vollständig außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene. According to a further advantageous embodiment of the invention, in at least one operating unit, the drive connection element is completely free of an overlap with the drive axis vertical plane. The drive link is completely outside the drive axis vertical plane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebsverbindungselement einen ersten Abschnitt mit einer ersten zentralen Achse auf, die mit der Antriebsachse zusammenfällt. Ferner weist das Antriebsverbindungselement einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten zentralen Achse auf, die nicht parallel zu der Antriebsachse ist. Die zweite zentrale Achse schneidet die Antriebsachse in einem Schnittpunkt. According to a further advantageous embodiment of the invention, the drive connection element has a first section with a first central axis, which coincides with the drive axis. Further, the drive link has a second portion with a second central axis that is not parallel to the drive axis. The second central axis intersects the drive axle at an intersection.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befindet sich für mindestens eine Betätigungseinheit der Schnittpunkt außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene. According to a further advantageous embodiment of the invention is for at least one operating unit of the intersection outside the drive axis vertical plane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Oberarm eine effektive Armlänge b auf, welche der kürzesten Verbindung zwischen dem Mittelpunkt der Ausdehnung des Oberarms entlang der Arm-Drehachse einerseits und dem Schnittpunkt der Antriebsachse mit der zweiten zentralen Achse des Antriebsverbindungselements andererseits entspricht. Bei mindestens einer Betätigungseinheit ist die effektive Armlänge b des Oberarms größer ist als der Abstand a zwischen der Antriebsachse und der Arm-Drehachse. Dabei entspricht der Abstand a der kürzesten Verbindung zwischen einer durch die Antriebsachse verlaufenden ersten Geraden und einer durch die Arm-Drehachse verlaufenden zweiten Geraden. According to a further advantageous embodiment of the invention, the upper arm has an effective arm length b, which corresponds to the shortest connection between the center of the extension of the upper arm along the arm rotation axis on the one hand and the intersection of the drive axle with the second central axis of the drive connection element. In at least one operating unit, the effective arm length b of the upper arm is greater than the distance a between the drive axle and the arm pivot axis. In this case, the distance a corresponds to the shortest connection between a first straight line extending through the drive axis and a second straight line extending through the arm rotation axis.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Übergang zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt an der Innenseite eine konkave Ausrundung gebildet. Für mindestens eine Betätigungseinheit ist diese Ausrundung, die auch als Hohlkehle bezeichnet werden kann, außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene angeordnet. According to a further advantageous embodiment of the invention, a concave fillet is formed at the transition between the first portion and the second portion on the inside. For at least one operating unit is this fillet, which is also referred to as a groove can be located outside the drive axis vertical plane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Antriebsverbindungselement als Eckverbinder ausgebildet. According to a further advantageous embodiment of the invention, the drive connection element is designed as a corner connector.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Oberarm ein Unterarm-Verbindungselement auf, über welches der Unterarm um die Arm-Drehachse drehbar an den Oberarm gekoppelt ist. According to a further advantageous embodiment of the invention, the upper arm on a lower arm connecting element, via which the lower arm is rotatably coupled to the arm rotation axis to the upper arm.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Oberarm zwischen dem Antriebsverbindungselement und dem Unterarm-Verbindungselement einen länglichen Oberarmabschnitt auf. Dabei schließt eine Längsachse des länglichen Oberarmabschnitts mit der Antriebsachse einen von 90° verschiedenen Winkel ein. According to a further advantageous embodiment of the invention, the upper arm between the drive connection element and the lower arm connecting element has an elongate upper arm section. In this case, a longitudinal axis of the elongated upper arm section with the drive axle includes an angle different from 90 °.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winkel, den der längliche Oberarmabschnitt mit der Antriebsachse einschließt, zwischen 45° und 80°. Besonders bevorzugt beträgt der Winkel zwischen 60° und 75°. Bei bekannten Industrierobotern ist ein länglicher Oberarmabschnitt unter einem Winkel von 90° gegen die Antriebsachse ausgerichtet oder verläuft zumindest in einer zur Antriebsachse senkrechten Ebene, insbesondere in der Antriebsachsen-Vertikalebene. Gegenüber dieser senkrechten Ausrichtung ist der längliche Oberarmabschnitt des erfindungsgemäßen Industrieroboters um 90° – α = β geneigt. Β beträgt somit in einer vorteilhaften Ausgestaltung zwischen 10° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 15° und 30°. According to a further advantageous embodiment of the invention, the angle which the elongated upper arm section encloses with the drive axle is between 45 ° and 80 °. Particularly preferred is the angle between 60 ° and 75 °. In known industrial robots, an elongated upper arm portion is oriented at an angle of 90 ° to the drive axis or extends at least in a direction perpendicular to the drive axis plane, in particular in the drive axis vertical plane. Opposite this vertical orientation of the elongated upper arm portion of the industrial robot according to the invention by 90 ° - α = β inclined. Β is thus in an advantageous embodiment between 10 ° and 45 °, more preferably between 15 ° and 30 °.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Oberarm zwischen dem Antriebsverbindungselement und dem Unterarm-Verbindungselement einen gekrümmten Oberarmabschnitt mit gekrümmtem Verlauf auf. Der gekrümmte Oberarmabschnitt kann beispielsweise in Richtung der z-Achse oder in Richtung der x- oder y-Achse gewölbt sein. According to a further advantageous embodiment of the invention, the upper arm between the drive connection element and the lower arm connecting element has a curved upper arm section with a curved course. The curved upper arm section may, for example, be curved in the direction of the z-axis or in the direction of the x or y-axis.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Oberarm zwischen dem Antriebsverbindungselement und dem Unterarm-Verbindungselement einen S-fömigen oder Z-förmigen Oberarmabschnitt auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the upper arm between the drive connection element and the lower arm connecting element on an S-shaped or Z-shaped upper arm section.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Oberarm als Hohlkörper ausgebildet. Er weist damit eine hohe Stabilität und ein geringes Gewicht auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the upper arm is designed as a hollow body. He has thus a high stability and a low weight.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebseinheit ein Getriebe mit einem Abgangsflansch auf. Dabei ist der Oberarm drehfest mit dem Abgangsflansch verbunden. Die Befestigung des Oberarms an dem Abgangsflansch erfolgt bevorzugt über das Antriebsverbindungselement. According to a further advantageous embodiment of the invention, the drive unit has a gearbox with an outlet flange. Here, the upper arm is rotatably connected to the outlet flange. The attachment of the upper arm to the outlet flange is preferably via the drive connection element.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Industrieroboter drei Betätigungseinheiten auf. Dabei sind die drei Antriebseinheiten der Betätigungseinheiten derart an der Roboterbasis angeordnet, dass die zugehörigen drei Antriebsachsen ein Dreieck aufspannen. Bevorzugt verläuft bei allen drei Betätigungseinheiten der Oberarm abschnittsweise außerhalb der zugehörigen Antriebsachsen-Vertikalebene. According to a further advantageous embodiment of the invention, the industrial robot on three operating units. In this case, the three drive units of the actuating units are arranged on the robot base such that the associated three drive axes span a triangle. Preferably, in all three operating units, the upper arm runs in sections outside the associated drive axis vertical plane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung grenzen die Antriebseinheiten an der Roboterbasis einen Bereich ein, an dem eine zusätzliche zur Rotation angetriebene Achse von der Roboterbasis zum Trägerelement geführt ist. According to a further advantageous embodiment of the invention, the drive units border on the robot base an area at which an additional rotation-driven axis is guided from the robot base to the support element.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Industrieroboter drei Betätigungseinheiten auf, welche mit ihren drei Antriebseinheiten derart an der Roboterbasis angeordnet sind, dass sich die durch die zugehörigen drei Antriebsachsen verlaufenden Geraden in einem Punkt schneiden. Bei allen drei Betätigungseinheiten verlaufen die Oberarme abschnittsweise außerhalb der zugehörigen Antriebsachsen-Vertikalebene. According to a further advantageous embodiment of the invention, the industrial robot on three actuator units, which are arranged with their three drive units on the robot base, that intersect by the associated three drive axes straight lines in one point. In all three operating units, the upper arms extend partially outside the associated drive axis vertical plane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Industrieroboter zwei Betätigungseinheiten auf, die mit ihren Antriebsachsen parallel zueinander angeordnet sind. Bei beiden Betätigungseinheiten verläuft der Oberarm abschnittsweise außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene. According to a further advantageous embodiment of the invention, the industrial robot on two actuator units, which are arranged with their drive axes parallel to each other. In both operating units, the upper arm extends in sections outside the drive axis vertical plane.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüche entnehmbar. Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description, the drawings and the claims removable.

Zeichnung drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: In the drawings, embodiments of the invention are illustrated and described in more detail below. Show it:

1 erstes Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters mit Parallelkinematik in perspektivischer Ansicht, 1 First embodiment of an industrial robot with parallel kinematics in perspective view,

2 Industrieroboter gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht von oben, 2 Industrial robot according to 1 in a perspective view from above,

3 Industrieroboter gemäß 1 in einer Ansicht von unten, 3 Industrial robot according to 1 in a view from below,

4 Industrieroboter gemäß 1 in einer Ansicht von oben, 4 Industrial robot according to 1 in a view from above,

5 Antriebseinheit und Oberarm eines Betätigungseinheit des Industrieroboters gemäß 1, 5 Drive unit and upper arm of an operating unit of the industrial robot according to 1 .

6 Oberarm gemäß 5 in perspektivischer Ansicht, 6 Upper arm according to 5 in perspective view,

7 Oberarm gemäß 5 in einer Ansicht von oben, 7 Upper arm according to 5 in a view from above,

8 zweites Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters mit Parallelkinematik in perspektivischer Ansicht, 8th second embodiment of an industrial robot with parallel kinematics in perspective view,

9 Industrieroboter gemäß 8 in einer Ansicht von unten, 9 Industrial robot according to 8th in a view from below,

10 Industrieroboter gemäß 8 in einer Ansicht von oben, 10 Industrial robot according to 8th in a view from above,

11 drittes Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters mit Parallelkinematik in perspektivischer Ansicht, 11 third embodiment of an industrial robot with parallel kinematics in perspective view,

12 Industrieroboter gemäß 11 in einer Ansicht von unten, 12 Industrial robot according to 11 in a view from below,

13 Industrieroboter gemäß 11 in einer Ansicht von oben. 13 Industrial robot according to 11 in a view from above.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

In den 1 bis 7 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters mit Parallelkinematik nach dem Delta-Prinzip mit einer Roboterbasis 1, einem Trägerelement 2, an welchem ein Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenelement angeordnet werden kann, und drei als Steuerarme ausgebildete Betätigungseinheiten 3 dargestellt. Ein Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenelement sind in der Zeichnung nicht gezeigt. Jeder der drei Betätigungseinheiten 3 weist eine Antriebseinheit 4, einen Oberarm 5 und einen Unterarm 6 auf. Alle drei Betätigungseinheiten 3 sind gleich aufgebaut. Im folgenden ist eine Betätigungseinheit stellvertretend für alle drei Betätigungseinheiten erläutert. Die Antriebseinheit 4 ist an der Roboterbasis 1 ortsfest angeordnet. Sie erzeugt ein Drehmoment um eine Antriebachse 7. Die Antriebseinheit 4 ist mit einem Getriebe 8 ausgestattet, zu dem ein Abgangsflansch 9 gehört. Der Oberarm 5 weist an seinem der Antriebseinheit 4 zugewandten Ende ein Antriebsverbindungselement 10 und an seinem dem Unterarm 6 zugewandten Ende ein Unterarm-Verbindungselement 11 auf. Zwischen dem Antriebsverbindungselement 10 und dem Unterarm-Verbindungselement 11 ist der Oberarm 5 mit einem länglichen Oberarmabschnitt 12 mit geradlinigem Verlauf ausgestattet. Der längliche Oberarmabschnitt 12 weist eine Längsachse 18 auf. Das Antriebsverbindungselement 10 ist als Eckverbinder ausgebildet. An der der Antriebseinheit 4 zugewandten Seite ist das Antriebsverbindungselement 10 mit dem Abgangsflansch 9 drehfest verbunden. Das Unterarm-Verbindungselement 11 weist eine Durchgangsöffnung 11a auf. Über das Unterarm-Verbindungselement 11 wird der Unterarm 6 an seinem dem Oberarm zugewandten Ende drehbar um eine Arm-Drehachse 13 an dem Oberarm 5 angeordnet. Der Unterarm 6 weist zwei parallel verlaufende Stangen 14 und 15 auf. Die beiden Stangen 14 und 15 des Unterarms 6 sind an ihrem dem Oberarm 5 abgewandten Ende drehbar mit dem Trägerelement 2 verbunden. In the 1 to 7 is a first embodiment of an industrial robot with parallel kinematics according to the delta principle with a robot base 1 , a support element 2 on which a gripper, a tool or a machine element can be arranged, and three operating units designed as control arms 3 shown. A gripper, a tool or a machine element are not shown in the drawing. Each of the three operating units 3 has a drive unit 4 , an upper arm 5 and a forearm 6 on. All three operating units 3 are the same. In the following, an operating unit is explained as representative of all three operating units. The drive unit 4 is at the robot base 1 fixedly arranged. It generates a torque around a drive axle 7 , The drive unit 4 is with a gearbox 8th equipped, to which an outlet flange 9 belongs. The upper arm 5 indicates at its the drive unit 4 facing the end of a drive connection element 10 and his forearm 6 facing the end of a forearm connector 11 on. Between the drive connection element 10 and the forearm connecting element 11 is the upper arm 5 with an elongated upper arm section 12 equipped with a straight course. The elongated upper arm section 12 has a longitudinal axis 18 on. The drive connection element 10 is designed as a corner connector. At the drive unit 4 facing side is the drive connection element 10 with the outlet flange 9 rotatably connected. The forearm connector 11 has a passage opening 11a on. About the forearm connector 11 becomes the forearm 6 rotatably about an arm rotation axis at its end facing the upper arm 13 on the upper arm 5 arranged. Forearm 6 has two parallel bars 14 and 15 on. The two bars 14 and 15 of the forearm 6 are at her upper arm 5 turned away end rotatable with the carrier element 2 connected.

Eine Wirklinie der Kraft, die von der Antriebseinheit 4 über den Oberarm 5 auf den Unterarm 6 übertragen wird, verläuft ausgehend von der Antriebseinheit 4 zunächst entlang der Antriebsachse 7, erstreckt sich dann durch den Oberarm 5 und geht von dort in den Unterarm 6 und schließlich in das Trägerelement 2 über. A line of action of the force coming from the drive unit 4 over the upper arm 5 on the forearm 6 is transmitted, proceeds from the drive unit 4 initially along the drive axle 7 , then extends through the upper arm 5 and goes from there to the forearm 6 and finally into the carrier element 2 above.

In 3 sind die Antriebsachse 7 und die Arm-Drehachse 13 der Betätigungseinheit 3 anhand einer ersten und einer zweiten Geraden dargestellt. Die Antriebsachse 7 und die Arm-Drehachse 13 sind parallel. Der Abstand a entspricht der kürzesten Verbindung zwischen den beiden Geraden, welche die Antriebsachse 7 und die Arm-Drehachse 13 symbolisieren. Eine Antriebsachsen-Vertikalebene 7a verläuft senkrecht zur Antriebsachse 7 und erstreckt sich durch einen Mittelpunkt 17 der Ausdehnung des Oberarms 5 entlang der Arm-Drehachse 13. Die Arm-Drehachse 13 erstreckt sich durch das Unterarm-Verbindungselement 11. Der Oberarm 5 wird von dieser Antriebsachsen-Vertikalebene 7a an dem Unterarm-Verbindungselement 11 geschnitten. Das Unterarm-Verbindungselement 11 befindet somit in der Antriebsachsen-Vertikalebene 7a. Abgesehen von dem Unterarm-Verbindungselement 11 und dem dem Unterarm-Verbindungselement 11 zugewandten Ende des länglichen Oberarmabschnitts 12 wird der Oberarm nicht von der Antriebsachsen-Vertikalebene 7a geschnitten. Der übrige Oberarm 5 befindet sich außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene 7a. Insbesondere ist das Antriebsverbindungselement 10 außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene 7a angeordnet. In 3 are the drive axle 7 and the arm rotation axis 13 the operating unit 3 represented by a first and a second straight line. The drive axle 7 and the arm rotation axis 13 are parallel. The distance a corresponds to the shortest connection between the two straight lines which the drive axle 7 and the arm rotation axis 13 symbolize. A drive axis vertical plane 7a runs perpendicular to the drive axle 7 and extends through a midpoint 17 the extent of the upper arm 5 along the arm rotation axis 13 , The arm rotation axis 13 extends through the forearm connector 11 , The upper arm 5 is from this drive axis vertical plane 7a on the forearm connecting element 11 cut. The forearm connector 11 is thus located in the drive axis vertical plane 7a , Apart from the forearm connector 11 and the forearm connector 11 facing the end of the elongated upper arm section 12 the upper arm is not from the drive axis vertical plane 7a cut. The rest of the upper arm 5 is outside the drive axis vertical plane 7a , In particular, the drive connection element 10 outside the drive axis vertical plane 7a arranged.

Die effektive Armlänge b des Oberarms entspricht der kürzesten Verbindung zwischen dem Schnittpunkt 16 und dem Mittelpunkt 17 der Ausdehnung des Oberarms 5 entlang der Arm-Drehachse 13. Die Arm-Drehachse 13 erstreckt sich durch das Unterarm-Verbindungselement 11. Die effektive Armlänge b ist in 3 zur besseren Veranschaulichung symbolisch neben dem Industrieroboter eingezeichnet. Die Darstellung verdeutlicht, dass die effektive Armlänge b des Oberarms 6 größer ist als der Abstand a zwischen der Antriebsachse 7 und der Arm-Drehachse 13. Aufgrund der Ausdehnung des Antriebsverbindungselements 10 senkrecht zur Antriebsachse verlaufen die Längsachse 18 und die effektive Armlänge b nicht parallel zueinander. The effective arm length b of the upper arm corresponds to the shortest connection between the point of intersection 16 and the center 17 the extent of the upper arm 5 along the arm rotation axis 13 , The arm rotation axis 13 extends through the forearm connector 11 , The effective arm length b is in 3 symbolically shown next to the industrial robot for better illustration. The illustration clarifies that the effective arm length b of the upper arm 6 is greater than the distance a between the drive axle 7 and the arm rotation axis 13 , Due to the expansion of the drive connection element 10 perpendicular to the drive axis extend the longitudinal axis 18 and the effective arm length b is not parallel to each other.

In 3 ist ferner der Winkel α zwischen der Antriebsachse 7 und einer Längsachse 18 des länglichen Oberarmabschnitts 12 eingezeichnet. Da die Antriebsachse 7 und die Arm-Drehachse 13 parallel zueinander sind, entspricht der Winkel α dem Winkel zwischen der Arm-Drehachse 13 und der Längsachse 18 des länglichen Oberarmabschnitts 12. In 3 is also the angle α between the drive axle 7 and a longitudinal axis 18 of the elongated upper arm section 12 located. Because the drive axle 7 and the arm rotation axis 13 are parallel to each other, the angle α corresponds to the angle between the arm rotation axis 13 and the longitudinal axis 18 of the elongated upper arm section 12 ,

Die Antriebseinheiten 4 der drei Betätigungseinheiten 3 sind an der Roboterbasis 1 in einem Dreieck angeordnet. Die Antriebsachsen 7 der Antriebseinheiten 4 spannen ein Dreieck auf. In dem durch die Antriebseinheiten 4 gebildeten Dreieck ist an der Roboterbasis 1 genügend Platz, um eine in den 1 und 2 erkennbare zusätzliche Antriebsachse 19 anzuordnen, über die ein Drehmoment von einem an der Roboterbasis angeordneten, nicht dargestellten vierten Antrieb auf ein an dem Trägerelement angeordnetes Werkzeug oder einen Greifer übertragen wird. The drive units 4 the three operating units 3 are at the robot base 1 arranged in a triangle. The drive axles 7 the drive units 4 create a triangle. In which by the drive units 4 formed triangle is at the robot base 1 enough space to put one in the 1 and 2 recognizable additional drive axle 19 to be arranged, via which a torque from a arranged on the robot base, not shown fourth drive is transmitted to a arranged on the support member tool or a gripper.

Die 6 und 7 zeigen den Oberarm 5 in verschiedenen Ansichten. Aus ihnen wird deutlich, dass der längliche Oberarmabschnitt 12 gegenüber dem Antriebsverbindungselement 10 abgewinkelt oder gekröpft ist. Bei bekannten Industrierobotern mit Parallelkinematik verläuft ein länglicher Oberarmabschnitt im wesentlichen senkrecht zu einer Antriebsachse einer zugehörigen Antriebseinheit oder zumindest in einer zur Antriebsachse senkrechten Ebene. Insbesondere verläuft bei bekannten Industrierobotern mit Parallelkinematik der Oberarm in einer Antriebsachsen-Vertikalebene. The 6 and 7 show the upper arm 5 in different views. From them it becomes clear that the elongated upper arm section 12 opposite the drive connection element 10 angled or cranked. In known industrial robots with parallel kinematic an elongate upper arm portion extends substantially perpendicular to a drive axis of an associated drive unit or at least in a direction perpendicular to the drive axis plane. In particular, in known industrial robots with parallel kinematics, the upper arm extends in a drive axis vertical plane.

In 7 ist der Oberarm 5 in einer Ansicht von oben dargestellt. In der Zeichnung sind die Antriebsachse 7, die Arm-Drehachse 13, die Antriebsachen-Vertikalebene 7a sowie die Längsachse 18 des länglichen Oberarmabschnitts 12 dargestellt. Das Antriebsverbindungselement 10 weist einen ersten Abschnitt 10a auf, dessen ersten zentrale Achse mit der Antriebsachse 7 zusammenfällt. Ferner weist das Antriebsverbindungselement 10 einen zweiten Abschnitt 10b auf, dessen zweite zentrale Achse 10d zur Antriebsachse 7 senkrecht ist. Die zweite zentrale Achse 10d schneidet die Antriebsachse 7 in einem Schnittpunkt 16. An der Innenseite des Übergangs zwischen dem ersten Abschnitt 10a und dem zweiten Abschnitt 10b des Antriebsverbindungselements ist eine konkave Ausrundung oder Hohlkehle 10c gebildet. Die Darstellung verdeutlicht, dass das Antriebsverbindungselement 10 zusammen mit dem Schnittpunkt 16 und der konkaven Ausrundung 10c außerhalb der Antriebsachsen-Vertikalebene 7a angeordnet sind. In 7 is the upper arm 5 shown in a view from above. In the drawing are the drive axle 7 , the arm rotation axis 13 , the drive things vertical plane 7a as well as the longitudinal axis 18 of the elongated upper arm section 12 shown. The drive connection element 10 has a first section 10a on, whose first central axis with the drive axle 7 coincides. Furthermore, the drive connection element 10 a second section 10b on, whose second central axis 10d to the drive axle 7 is vertical. The second central axis 10d cuts the drive axle 7 in an intersection 16 , On the inside of the transition between the first section 10a and the second section 10b of the drive link is a concave fillet or groove 10c educated. The illustration clarifies that the drive connection element 10 along with the intersection 16 and the concave fillet 10c outside the drive axis vertical plane 7a are arranged.

Die Funktionsweise des dargestellten Industrieroboters entspricht derjenigen bekannter Industrieroboter. Über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Steuerung werden die Antriebseinheiten 4 der drei Betätigungseinheiten 3 angesteuert. Dadurch wird ein Drehmoment auf die Oberarme 5 der Antriebseinheiten 4 übertragen. Bei einer Drehung eines Oberarms 5 um die zugehörige Antriebsachse 7 um einen durch die Steuerung vorgegebenen Winkel folgt der zugehörige Unterarm 6 der Bewegung des Oberarms und überträgt diese auf das Trägerelement 2. Dadurch kann das Trägerelement 2 im Raum gezielt bewegt werden. The operation of the illustrated industrial robot corresponds to that of known industrial robots. About a not shown in the drawing control the drive units 4 the three operating units 3 driven. This will create a torque on the upper arms 5 the drive units 4 transfer. With a rotation of an upper arm 5 around the associated drive axle 7 at an angle given by the controller, the associated forearm follows 6 the movement of the upper arm and transfers it to the support element 2 , This allows the carrier element 2 be moved in the room.

In den 8 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters 20 mit Parallelkinematik dargestellt. Der Industrieroboter weist wie das erste Ausführungsbeispiel eine Roboterbasis 21, ein Trägerlement 22, drei Betätigungseinheiten 23 mit je einer Antriebseinheit 24 mit Antriebsachse 27, einem Oberarm 25 und einem Unterarm 26 auf. Die Oberarme 25 sind mit einem Antriebsverbindungselement 30, einem Unterarm-Verbindungselement 31 und einem länglichen Oberarmabschnitt 32 ausgestattet. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Winkel zwischen der Antriebsachse 27 und einer Längsachse 38 des länglichen Oberarmabschnitts 32 größer. Darüber hinaus sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Antriebseinheiten 24 derart an der Roboterbasis 21 angeordnet, dass sie nach außen abstehen. Die Antriebsachsen 27 der drei Antriebseinheiten 24 schneiden sich in einem gemeinsamen Punkt 39, der in 10 dargestellt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der Mitte der Roboterbasis 21 genügend Platz, um eine zusätzliche, in den 8 bis 10 nicht dargestellte Antriebsachse anzuordnen. Der Oberarm 25 verläuft mit Ausnahme des Unterarm-Verbindungselements 31 und einem dem Unterarm-Verbindungselement 31 zugewandten Ende außerhalb der Antriebachsen-Vertikalebene 27a, welche senkrecht zu der Antriebsachse 27 ist, und auf welcher der Mittelpunkt 37 der Ausdehnung des Oberarms 27 entlang der Arm-Drehachse 33 liegt. Die effektive Armlänge b des Oberarms 25 und der Abstand a zwischen der zugehörigen Antriebsachse 27 und der Arm-Drehachse 33 ist in 9 dargestellt. Der Mittelpunkt 37 der Ausdehnung des Oberarms 25 entlang der Arm-Drechachse 33 ist in 9 markiert. Der Schnittpunkt der Abtriebsachse 27 und einer zentralen Achse eines zweiten Abschnitts des Antriebsverbindungselements 30 ist jedoch in 9 durch das Trägerelement 22 verdeckt. Alle drei Betätigungseinheiten 23 sind identisch aufgebaut. Im übrigen stimmt das zweite Ausführungsbeispiel qualitativ mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein. In the 8th to 10 is a second embodiment of an industrial robot 20 shown with parallel kinematics. The industrial robot, like the first embodiment, has a robot base 21 , a carrier element 22 , three operating units 23 each with a drive unit 24 with drive axle 27 an upper arm 25 and a forearm 26 on. The upper arms 25 are with a drive connector 30 , a forearm connecting element 31 and an elongated upper arm section 32 fitted. In contrast to the first embodiment, the angle between the drive axle 27 and a longitudinal axis 38 of the elongated upper arm section 32 greater. Moreover, in the second embodiment, the drive units 24 like that on the robot base 21 arranged to protrude outwards. The drive axles 27 the three drive units 24 intersect at a common point 39 who in 10 is shown. Also in this embodiment is in the middle of the robot base 21 enough space to add an extra in the 8th to 10 To arrange not shown drive axle. The upper arm 25 runs with the exception of the forearm connector 31 and a forearm connector 31 facing end outside the drive axis vertical plane 27a which is perpendicular to the drive axle 27 is, and on which the center point 37 the extent of the upper arm 27 along the arm rotation axis 33 lies. The effective arm length b of the upper arm 25 and the distance a between the associated drive axle 27 and the arm rotation axis 33 is in 9 shown. The middle-point 37 the extent of the upper arm 25 along the arm-turning axis 33 is in 9 marked. The intersection of the output axis 27 and a central axis of a second portion of the drive link 30 is however in 9 through the carrier element 22 covered. All three operating units 23 are identical. Otherwise, the second embodiment is qualitatively consistent with the first embodiment.

In den 11 bis 13 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Industrieroboter 40 weist wie das erste und zweite Ausführungsbeispiel eine Roboterbasis 41, ein Trägerlement 42, Betätigungseinheiten 43 mit je einer Antriebseinheit 44 mit Antriebsachse 47, einem Oberarm 45 und einem Unterarm 46 auf. Die Oberarme 45 sind mit einem Antriebsverbindungselement 50, einem Unterarm-Verbindungselement 51 und einem länglichen Oberarmabschnitt 52 ausgestattet. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen sind nur zwei Betätigungseinheiten 43 vorgesehen. Die Antriebseinheiten 44 sind derart an der Roboterbasis 41 angeordnet, dass die Antriebsachsen 47 der beiden Antriebseinheiten 44 parallel zueinander sind. In dem Zwischenraum zwischen den beiden Antriebseinheiten 44 ist an der Roboterbasis 41 Platz für eine in der Zeichnung nicht dargestellte zusätzliche Antriebsachse. In 12 ist die Antriebsachsen-Vertikalebene 47a dagestellt, welche senkrecht zu der Antriebsachse 47 ist und durch den Mittelpunkt 57 der Ausdehnung des Oberarms 45 entlang der Arm-Drehachse 53 verläuft. Die effektive Armlänge b des Oberarms 45 als kürzeste Verbindung zwischen dem Schnittpunkt 56 einer zentralen Achse eines zweiten Abschnitts des Antriebsverbindungselements 50 mit der Antriebsachse 47 und dem Mittelpunkt der Ausdehnung des Oberarms 45 entlang der Arm-Drehachse 53 ist in 12 dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit ist die effektive Armlänge b neben dem Industrieroboter dargestellt. Ferner ist in 12 der Abstand a zwischen der zugehörigen Antriesachse 47 und der Arm-Drehachse 53 dargestellt. Beide Betätigungseinheiten 43 sind identisch aufgebaut. Da der Industrieroboter 40 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nur zwei Betätigungseinheiten aufweist, kann das Trägerelement nur in zwei Dimensionen bewegt werden, und zwar in einer Ebene, die senkrecht zu den beiden Antriebsachsen 47 verläuft. In the 11 to 13 a third embodiment is shown. The industrial robot 40 has like the first and second embodiments, a robot base 41 , a carrier element 42 , Operating units 43 each with a drive unit 44 with drive axle 47 an upper arm 45 and a forearm 46 on. The upper arms 45 are with a drive connector 50 , a forearm connecting element 51 and an elongated upper arm section 52 fitted. In contrast to the first two embodiments are only two actuators 43 intended. The drive units 44 are so on the robot base 41 arranged that the drive axles 47 the two drive units 44 are parallel to each other. In the space between the two drive units 44 is at the robot base 41 Space for an additional drive axle not shown in the drawing. In 12 is the drive axis vertical plane 47a dagestellt, which is perpendicular to the drive axle 47 is and through the center 57 the extent of the upper arm 45 along the arm rotation axis 53 runs. The effective arm length b of the upper arm 45 as the shortest connection between the intersection 56 a central axis of a second portion of the drive connection element 50 with the drive axle 47 and the midpoint of the extension of the upper arm 45 along the arm rotation axis 53 is in 12 shown. For better clarity, the effective arm length b is shown next to the industrial robot. Furthermore, in 12 the distance a between the associated Antriesachse 47 and the arm rotation axis 53 shown. Both actuators 43 are identical. As the industrial robot 40 according to the third embodiment comprises only two actuating units, the support member can be moved only in two dimensions, in a plane perpendicular to the two drive axles 47 runs.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All features of the invention may be essential to the invention both individually and in any combination with each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Roboterbasis robot base
2 2: Trägerelement support element
3 3: Betätigungseinheit operating unit
4 4: Antriebseinheit drive unit
5 5: Oberarm upper arm
6 6: Unterarm forearm
7 7: Antriebsachse drive axle
7a 7a: Antriebsachsen-Vertikalebene Drive axle vertical plane
8 8th: Getriebe transmission
9 9: Abgangsflansch outlet flange
10 10: Antriebsverbindungselement Power link
10a 10a: erster Abschnitt des Antriebsverbindungselements first portion of the drive connection element
10b 10b: zweiter Abschnitt des Antriebsverbindungselements second portion of the drive connection element
10c 10c: konkave Ausrundung concave rounding
10d 10d: zweite zentrale Achse second central axis
11 11: Unterarm-Verbindungselement Underarm connecting element
11a 11a: Durchgangsöffnung Through opening
12 12: länglicher Oberarmabschnitt elongated upper arm section
13 13: Arm-Drehachse Arm rotation axis
14 14: Stange pole
15 15: Stange pole
16 16: Angriffspunkt attackpoint
1717: Mittelpunkt der Ausdehnung des Oberarms entlang der Arm- Drehachse Center of the extension of the upper arm along the arm rotation axis
18 18: Längsachse longitudinal axis
19 19: zusätzliche Antriebsachse additional drive axle
20 20: Industrieroboter industrial robots
21 21: Roboterbasis robot base
22 22: Trägerelement support element
23 23: Betätigungseinheit operating unit
24 24: Antriebseinheit drive unit
25 25: Oberarm upper arm
26 26: Unterarm forearm
27 27: Antriebachse drive axle
27a 27a: Antriebsachsen-Vertikalebene Drive axle vertical plane
2828
2929
30 30: Antriebsverbindungselement Power link
31 31: Unterarm-Verbindungselement Underarm connecting element
32 32: länglicher Oberarmabschnitt elongated upper arm section
33 33: Arm-Drehachse Arm rotation axis
3434
3535
3636
3737: Mittelpunkt der Ausdehnung des Oberarms entlang der Arm- Drehachse Center of the extension of the upper arm along the arm rotation axis
38 38: Längsachse longitudinal axis
39 39: Schnittpunkt der Antriebsachsen Intersection of the drive axes
40 40: Industrieroboter industrial robots
41 41: Roboterbasis robot base
42 42: Trägerelement support element
43 43: Betätigungseinheit operating unit
44 44: Antriebseinheit drive unit
45 45: Oberarm upper arm
46 46: Unterarm forearm
47 47: Antriebsachse drive axle
47a 47a: Antriebsachsen-Vertikalebene Drive axle vertical plane
4848
4949
50 50: Antriebsverbindungselement Power link
51 51: Unterarm-Verbindungselement Underarm connecting element
52 52: länglicher Oberarmabschnitt elongated upper arm section
53 53: Arm-Drehachse Arm rotation axis
5454
5555
56 56: Angriffspunkt attackpoint
5757: Mittelpunkt der Ausdehnung des Oberarms entlang der Arm- Drehachse Center of the extension of the upper arm along the arm rotation axis

Claims

Parallel kinematics robotic industrial robot with a robot base ( 1 . 21 . 41 ), with a carrier element ( 2 . 22 . 42 ) for receiving a gripper, a tool or a machine element, with at least two movable operating units ( 3 . 23 . 43 ), each actuation unit ( 3 . 23 . 43 ) one at the robot base ( 1 . 21 . 41 ), a torque about a drive axis ( 7 . 27 . 47 ) generating drive unit ( 4 . 24 . 44 ), one to a drive shaft of the drive unit ( 4 . 24 . 44 ) directly or indirectly rotatably coupled upper arm ( 5 . 25 . 45 ) and a forearm ( 6 . 26 . 46 ), which has a first end about an arm axis of rotation ( 13 . 33 . 53 ) rotatable with the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) and with a second end movable with the carrier element ( 2 . 22 . 42 ), wherein the drive axle ( 7 . 27 . 47 ) and the arm rotation axis ( 13 . 33 . 53 ) are parallel to each other, with the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) at least one actuator unit ( 3 . 23 . 43 ) at least in sections outside a drive axis vertical plane ( 7a . 27a . 47a ), wherein the drive axis vertical plane ( 7a . 27a . 47a ) one to the drive axle ( 7 . 27 . 47 ) vertical plane through the center ( 17 . 37 . 57 ) the extent of the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) along the arm axis of rotation ( 13 . 33 . 53 ).

Industrial robot according to claim 1, characterized in that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) a drive connection element ( 10 . 30 . 50 ), with which the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) rotatably indirectly via a transmission ( 8th ) or directly to the drive shaft of the drive unit ( 4 . 24 . 44 ) is coupled.

Industrial robot according to claim 2, characterized in that for at least one operating unit, the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ) completely free of overlap with the drive axis vertical plane ( 7a . 27a . 47a ).

Industrial robot according to claim 2 or 3, characterized in that the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ) a first section ( 10a ) having a first central axis coinciding with the drive axis ( 7 . 27 . 47 ) and that the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ) a second section ( 10b ) with a second central axis ( 10d ), that the second central axis ( 10d ) the drive axle ( 7 . 27 . 47 ) in an intersection ( 16 ) cuts.

Industrial robot according to claim 4, characterized in that for at least one operating unit of the intersection ( 16 ) outside the drive axis vertical plane ( 7 . 27 . 47 ).

Industrial robot according to claim 4 or 5, characterized in that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) has an effective arm length b, which is the shortest connection between the center ( 17 . 37 . 57 ) the extent of the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) along the arm axis of rotation ( 13 . 33 . 53 ) on the one hand and the intersection ( 16 ) of the drive axle ( 7 . 27 . 47 ) with the second central axis of the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ), and that at least one operating unit ( 3 . 23 . 43 ) the effective arm length b of the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) is greater than the distance a between the drive axle ( 7 . 27 . 47 ) and the arm rotation axis ( 13 . 33 . 53 ).

Industrial robot according to one of claims 4 to 6, characterized in that at the transition between the first section ( 10a ) and the second section ( 10b ) on the inside a concave fillet ( 10c ) is formed, and that for at least one operating unit ( 3 . 23 . 43 ) the rounding off ( 10c ) outside the drive axis vertical plane ( 7a . 27a . 47a ) is arranged.

Industrial robot according to one of claims 2 to 7, characterized in that the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ) is designed as a corner connector.

Industrial robot according to one of the preceding claims, characterized in that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) a forearm connecting element ( 11 . 31 . 51 ), over which the forearm ( 6 . 26 . 46 ) about the arm rotation axis ( 13 . 33 . 53 ) rotatable to the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) is coupled.

Industrial robot according to one of claims 2 to 8 and according to claim 9, characterized in that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) between the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ) and the forearm connecting element ( 11 . 31 . 51 ) an elongated upper arm section ( 12 . 32 . 52 ), and that a longitudinal axis ( 18 . 38 ) of the elongated upper arm section ( 12 . 32 . 52 ) with the drive axle ( 7 . 27 . 47 ) includes an angle other than 90 °.

Industrial robot according to one of claims 2 to 8 and according to claim 9, characterized in that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) between the drive connection element ( 10 . 30 . 50 ) and the forearm connecting element ( 11 . 31 . 51 ) has a curved upper arm portion with a curved course.

Industrial robot according to one of the preceding claims, characterized in that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) is designed as a hollow body.

Industrial robot according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit ( 4 . 24 . 44 ) a gearbox ( 8th ) with a discharge flange ( 9 ), and that the upper arm ( 5 . 25 . 45 ) rotatably with the outlet flange ( 9 ) connected is.

Industrial robot according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises three actuating units ( 3 ), and that the three drive units ( 4 ) of the operating units ( 3 ) at the robot base ( 1 ) are arranged, that the associated three drive axles ( 7 ) span a triangle.

Industrial robot according to claim 14, characterized in that the drive units ( 4 ) at the robot base ( 1 ) define an area where an axis driven for rotation ( 19 ) from the robot base ( 1 ) to the carrier element ( 2 ) is guided.

Industrial robot according to one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises three actuating units ( 23 ), and that the three drive units ( 24 ) of the operating units ( 23 ) at the robot base ( 21 ) are arranged so that by the associated three drive axles ( 27 ) extending straight lines in one point ( 39 ) to cut.