[发明专利]用于并联运动机器人的伸缩轴

说明书

一种伸缩轴(10)，包括：第一轴(20)；第二轴(30)，被配置为使得能够在第一和第二轴(20、30)之间沿轴向方向(50)进行第一相对移动；以及第三轴(40)，被配置为使得能够在第二和第三轴(30、40)之间沿轴向方向(50)进行第二相对移动，并且在第一和第三轴(20、40)之间沿轴向方向(50)进行第三相对移动。第二轴(30)被定位在第一和第三轴(20、40)之间。伸缩轴(10)被配置为将并联运动机器人(200)的基座(210)连接至并联运动机器人(200)的末端执行器(220)以传递扭矩。通过向伸缩轴(10)提供其间具有相互的相对移动的超过两个轴(20、30、40)，延伸系数(伸缩轴的最大长度和最小长度之间的联系)以及由此并联运动机器人(200)的工作区域会增加。

技术领域

本发明涉及一种伸缩轴，该伸缩轴被配置为将并联运动机器人的基座连接至并联运动机器人的末端执行器，用于传递扭矩的目的。

背景技术

在并联运动机器人中，通常需要将扭矩从静止的基座传递给可移动末端执行器上的工具。由于末端执行器距基座的距离发生变化，为此，需要在每个端部处具有万向接头的伸缩轴。照惯例已知使用包括可在轴向方向上相对于彼此移动的至多两个轴的伸缩轴，例如，从EP2716921A1、EP2301726A1和DE102008019725A1已知这种伸缩轴。

与并联运动机器人中的伸缩轴有关的问题是：伸缩轴可能限制机器人的工作区域。换句话说，伸缩轴具有其相应的最大长度和最小长度，该最大长度和最小长度进而分别限定了末端执行器可以远离基座的程度和末端执行器可以靠近基座的程度。在包括可在轴向方向上相对于彼此移动的至多两个轴的伸缩轴中，最大长度通常是最小长度的大约两倍。

希望通过增加伸缩轴的最大长度和最小长度之间的联系(该联系在下面的公开内容中将被称为“延伸系数”)，来允许并联运动机器人具有增加的工作区域。

发明内容

本发明的一个目的是：提供一种用于并联运动机器人的改进伸缩轴。本发明的另一目的是：提供一种改进的并联运动机器人。

通过根据随附权利要求1和13的装置来实现这些目的。

本发明基于以下认识：可以通过增加相应伸缩轴的延伸系数，来增加并联运动机器人的工作区域。为了使延伸系数能够大于2，其间在轴向方向上具有相互的相对移动的轴的数目需要大于2。当不同的轴对之间的相对移动按照预定方式相对于彼此被约束时，可以实现另外的优点。

根据本发明的第一方面，提供了一种伸缩轴，其包括：第一轴；第二轴，被配置为使得能够在第一和第二轴之间沿轴向方向进行第一相对移动；以及第三轴，被配置为使得能够在第二和第三轴之间沿轴向方向进行第二相对移动，并且在第一和第三轴之间沿轴向方向进行第三相对移动。第二轴被定位在第一和第三轴之间。伸缩轴被配置为将并联运动机器人的基座连接至并联运动机器人的末端执行器，用于传递扭矩的目的。通过向伸缩轴提供其间具有相互的相对移动的超过两个的轴，延伸系数以及由此的并联运动机器人的工作区域会增加。

根据本发明的一个实施例，该伸缩轴还包括：约束装置，被配置为相对于第二相对移动预先确定第一相对移动。通过预先确定在轴之间的移动的顺序，伸缩轴可以被优化，例如以使轴对之间的最大相对速度最小化，或者以使由伸缩轴引起的惯性载荷最小化。

根据本发明的一个实施例，第一相对移动和第二相对移动被配置为彼此同步地同时发生。

根据本发明的一个实施例，第一相对移动和第二相对移动被配置为在每个瞬间具有相同的速度。通过这种措施，轴对之间的最大相对速度被最小化。

根据本发明的一个实施例，约束装置包括以下构造对中的至少一个：线和滑轮对、链条和链轮对以及齿条和齿轮对。

根据本发明的一个实施例，第一相对移动和第二相对移动被配置为不同时发生。