[发明专利]用于操纵器的预防损坏的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有操纵器手臂的工业机器人，该操纵器手臂包括至少一个操纵器元件。

背景技术

机器人系统中的失去电力的操纵器可能在出现电力故障或者失去电力时“掉落”。因此，一些已知操纵器配备有在这样的实例中对操纵器手臂的移动进行制动并且将它保持于某个位置的制动器。对于经常具有六个或者甚至更多手臂元件及其所属旋转轴(各自具有制动器)的工业机器人而言，这增加了成本、尺寸、重量和机械复杂性。

诸如此类的又一系统不能将机器人手臂送往安全停放位置而是最多将手臂制动于与它在电力故障时的位置接近的位置或者取决于如何平衡手臂元件的位置。

先前从专利文献已知并且在这些专利文献中公开了少数其它减少电力故障有害影响的解决方案。

例如在US 4441854 A中公开三种用来对操纵器手臂关节的移动进行制动的不同系统。未示出提供将操纵器手臂定位于某个位置的措施。在掉落时简单地对手臂的移动进行阻止或者制动。

在DE 102006057843 A1中公开一种使用弹簧中存储的能量以将操纵器从工作位置移向静止位置的系统。

在这一后提到的文献中描述的所有解决方案涉及到大型机械安装，这也仅为操纵器提供了在出现失去电力时移向一个预定位置。

发明内容

本发明的一个目的因此在于提供一种能够在电力故障或者失去电力的情况下将操纵器手臂停放于安全位置的上述类型的系统。

本发明的特征因此在于能量贮存器，该能量贮存器在出现电力故障或者失去电力时向电动机供电，以将操纵器手臂从工作位置移向安全停放位置。

在本发明的又一实施例中，能量贮存器包括至少一类电池(比如铅-酸、镍-镉、镍-金属混合物或者锂-离子)和/或至少一类电容器(比如超级电容器、双层或者静电)。

在本发明的一个不同方面中，一种在检测到电力故障/失去的情况下停放工业机器人的操纵器手臂的方法包括以下步骤：检测电力故障；用检测的信号激活电力故障例程或者返回安全停放例程；启用能量贮存器来供应能量，以将操纵器手臂送往安全停放位置；并且在完成停放时通过例程禁用能量贮存器，以免向电机装置供应能量。

附图说明

在阅读具体参照以下附图给出的对本发明优选实施例的下文具体描述时，将会清楚本发明的其它目的、特征和优点。

图1是根据本发明的用于操纵器的预防损坏的系统的示意图。

具体实施方式

图1由此公开工业机器人系统中的包括操纵器手臂2的操纵器1。手臂2又包括手臂元件3(在这一情况下为三个元件)。手臂元件通过具有一个或者多个旋转轴的关节4彼此附接。直接或者经由齿轮连接到关节的电动机提供手臂元件的相对移动。本发明在两种情况下均适用。电机的操作和交互由可以直接用所需例程编程的机器人控制器5或者由计算机或者网络提供。

如先前已经提到的那样，工业机器人系统中的操纵器需要在缺乏(或者部分失去)电力的情况下将操纵器保持于某个位置的制动器。对于通常具有六个或者更多轴(各自具有制动器)的工业操纵器而言，这增加了成本、尺寸、重量和机械复杂性，因为它们本身中的制动器臃肿而笨重并且系统也包括制动继电器、线缆和连接器。

为了避免这一点，应用能量贮存器6，该能量贮存器在电力故障或者失去电力的情况下提供足够能量以操作电机，以将操纵器移向由来自机器人控制器5的“电力故障”例程所规定的安全停放位置。贮存器使用现有电设施，并且除了能量贮存器的连接之外，无需额外布线或者连接器。

能量贮存器可以包括至少一类电池(比如铅-酸、镍-镉、镍-金属混合物或者锂-离子)和/或至少一类电容器(比如超级电容器、双层或者静电)。在这一实施中的一种令人感兴趣和可用的技术将是使用也称为超级电容器或者超电容器(SuperCap或者UltraCap)的电双层电容器。后一类设备在与常见电容器比较时具有很高能量密度。甚至更快而密度能量进而更高的是EESU，它是一种近来开发的使用钛酸钡粉末电介质的陶瓷电容器。毋庸置疑，未来技术将提供可用作辅助能源的能量效率甚至更高的装置来存储能量，例如所谓的生物电池(其中通过分解葡萄糖来获得电力)。

下文逐步描述在电力故障(或者失去)之后将操纵器手臂送往安全停放位置的过程。

1)检测电力故障(电力故障可以定义为例如少于标称电压的75％或者任何其它描述危及机器人系统功能的状态的参数)。

2)用检测的信号激活电力故障例程或者返回安全停放例程。

3)启用能量贮存器以向电机装置供应能量，以将操纵器手臂送往安全停放位置。