[发明专利]用于机器人的插头和插塞连接

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或者28的前序部分所述的特征的插头或者插塞连接，尤其是用于将工具与机器人手进行连接的工具更换系统。

背景技术

由现有技术已知用于将工具与机器人或者机器人臂的手相连接的插塞连接。这种机器人例如应用在汽车工业的制造设备中。典型地，这种机器人包括机器人臂，该机器人臂的前面的远离机座的端部称为机器人手。机器人手用于接收工具更换系统。通常，工具更换系统包括至少两个元件，即供电侧和终端侧，该供电侧与机器人手固定连接并且因此也称为机器人侧，该终端侧在工具侧上与工具固定联接。工具更换元件包括机械的耦联机构或者模块和供应能量的耦联机构，该机械的耦联机构用于以机械的方式接收工具，该供应能量的耦联机构用于为工具供应能量。

供应能量的耦联装置例如为插塞连接，该插塞连接与自动的插塞过程相关联。通过所述插塞连接，工具由外围装置来提供控制信号和电功率。对于插塞连接的机械的和电的要求是极其高的和极其复杂的。

因为机器人在流水线上典型地可以连续执行多个操作，这使得一次或者多次工具更换是必要的。因此，工具更换的数量形成了对插塞连接的阻碍。在工具或者机器人的整个工作寿命期间要执行很大数量的插塞循环，这通常为百万级。

另外的问题是各个电连接之间的串扰(Crosstalk)。尤其是，控制信号对于这种串扰极其敏感。在现有技术的插塞连接中，用于传递功率的插头因此总是设置为在空间上远远与用于传递信号的插头分开。由此，插头的环绕工具更换元件的包络圈是极其大的。此外，如果例如多个不同的工具相耦联，所述问题更加严重。因此限制了机器人的活动自由。

发明内容

以所述现有技术为出发点，本发明的目的是提供一种插塞连接，该插塞连接克服了现有技术的缺点。尤其是提出以下目的，即缩小环绕耦联位置的包络圈。此外，以尽可能简单的方法和方式更换整个插塞连接的各个连接通道。此外，插塞连接如此构造，使得所述插塞连接相对于机械影响和负载为耐用的。

所述目的通过权利要求1的特征实现了一种根据权利要求1的前序部分的特征的插头。本发明的有利的构造在从属权利要求中给出。

相应地，插座侧的插头或者触针侧的插头尤其是用于将工具与机器人手进行电连接的工具更换系统并且包括用于固定在机器人臂或者工具上的插头外壳。插头外壳包括至少一个接触室和至少一个基本上设置在接触室上方的容纳室。在至少一个接触室中能够设置有连接模块，所述连接模块具有用于连接在至少一个第一外围装置，尤其是电缆上的导电元件。在至少一个容纳室中，能够设置有磨损模块，所述磨损模块具有用于与第二外围装置，尤其是互补的插头连接的导电元件。连接模块的导电元件能够与磨损模块的导电元件相连接。

各个磨损模块和连接模块能够单独地更换。由此能够快速地和有效地排除故障。

在插座侧的插头中，插头的磨损模块中的导电元件最好为导电的插座元件。

在触针侧的插头中，插头的磨损模块中的导电元件最好为导电的触针元件。

通过插座元件和触针元件能够将两个磨损模块彼此相互连接。插座元件与和其相关联的连接元件相连接并且触针元件与和其相关联的连接元件相连接。由此产生了多层结构的构造方式，该构造方式中每个插头，即每个插座侧和每个插座侧分别包括连接元件和磨损元件。

容纳室最好设置在与插头外壳分开构造的框架元件中。框架元件能够与插头外壳相连接。

由于框架元件中的磨损模块的布置方式，所有的磨损元件能够在工作步骤中与插头外壳分开。在修理时这则是非常有利的，因为所述修理能够快速地进行。

导电元件最好在连接模块中具有用于与外围装置相连接的第一侧和用于与磨损模块的导电元件相连接的第二侧。第一外围装置例如为电缆，该电缆与信号发射器、功率部件等相连接。

连接模块和磨损模块最好由弹性的和/或电绝缘的材料组成。由此能够在没有工具的情况下将连接模块和磨损模块插入相应的室中。此外，插头的位置误差或者角度误差能够在建立接触时进行补偿。此外通过相应的模块能够引导多个具有不同的电势的电连接。

连接模块和磨损模块最好具有用于容纳导电元件的通孔。

连接模块中的导电元件最好能够与磨损模块中的导电元件通过插塞连接相连接。由此能够将磨损模块以极其简单的方法和方式与连接模块分开。

用于插头的插座侧和触针侧的连接模块基本上以相同的方式构成。换句话说也就是必须提供仅一种连接模块，该连接模块则能够用于插座侧的插头中和触针侧的插头中。

连接模块中的开口的孔构造最好与相应的磨损模块中的开口的孔构造相同。