[发明专利]具有用于多个节的单独的致动器和共同的反向致动器装置的机器人单元

说明书

本发明涉及一种用于技术设备的机器人单元(1)，机器人单元具有：基座(2)，机器人单元(1)可以通过基座布置在技术设备上；第一节(10)，第一节以可转动的方式支承在基座(2)上；以及第二节(11)，第二节以可转动的方式支承在基座(2)或者第一节(10)上，其中，第一节(10)和第二节(11)可以分别借助单独的致动器(5)关于一个自由度(50)在一个方向(53)上移动。现在，为了相对于完全致动减少驱动单元的数量，根据本发明设置为，第一节(10)和第二节(11)可以借助一个反向致动器装置(6)仅共同关于该自由度(52)与该方向(53)相反地移动。

技术领域

本发明涉及一种用于技术设备的机器人单元，其具有以可转动的方式支承的两个节，节可以分别借助单独的致动器关于一个自由度在一个方向上移动。此外，本发明涉及一种具有这种机器人单元的技术设备。

背景技术

由于尤其是用于生产的具有适应能力的多样化的技术设备，在处理工件时需要机器人单元的高的灵活性，因此现在广泛使用多次致动的机器人单元、尤其是机器人手。为了保证机器人单元的紧凑的结构形式，根据绳索牵引装置的类型的机器人单元的可移动元件的驱动装置是特别有利的。由于致动器不直接布置在可移动部分上，因此能够实现可移动部分的特别紧凑的结构形式，可移动部分尤其是被构造为节(Glied)。例如从US 2010/03123 63中已知一种膝关节假体，其具有两个驱动单元，两个驱动单元通过弹簧布置在膝关节上。

根据现有技术常见的是，对于一个节的每个自由度，使用两个驱动单元，尤其是致动器和反向致动器。致动器和反向致动器尤其是可以用来使节沿相反的方向移动的驱动单元。这也可以称为驱动单元的促动-对抗布置(Agonist-Antagonist-Anordnung)。

在具有多个可移动部分、尤其是多个节的机器人单元中，可能需要多个驱动单元，以使得所有节能够独立地在任意方向上移动。这也称为完全致动。例如，对于被构造为机器人手并且优选模仿人手的机器人单元，可能需要48个驱动单元，尤其是24个致动器和24个反向致动器，以能够实现所有节的所有自由度的完全致动。

为了减少所需要的驱动单元的数量，现有技术提供了通过无源元件、尤其是弹性元件、例如橡胶或者弹簧来代替反向致动器的可能性。在这种情况下，每个自由度仅需要一个驱动单元。与单个驱动单元相反的移动，可以通过存储在无源元件中的势能来进行。然而，在这种情况下，剩余的驱动单元、尤其是致动器必须被设计为具有更高的性能，因为在产生用于移动节的移动力的同时，剩余的驱动单元还必须克服无源元件的阻力。由此，在无源元件中失去了剩余的驱动单元的一部分驱动力。

一个替换的可能性是，将不同的节的自由度相互耦合。这也称为欠致动(Unteraktuierung)。在这种情况下，例如针对两个节一起设置致动器和反向致动器。然而，由于放弃了机器人单元移动时的自由度，机器人单元的灵活性明显降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，相对于完全致动，减少用于机器人单元的节的驱动单元的数量。

根据本发明，上述技术问题通过独立权利要求的主题来解决。根据本发明的机器人单元的具有适宜的扩展方案的有利的实施方式是从属权利要求的主题，并且也类似地适用于技术设备。

用于技术设备的机器人单元具有基座，机器人单元可以通过基座布置在技术设备上。此外，机器人单元包括以可转动的方式支承在基座上的第一节和以可转动的方式支承在基座或者第一节上的第二节。第一节和第二节可以分别借助单独的致动器关于一个自由度在一个方向上移动。尤其是，第一节可以借助单独的致动器中的第一致动器，关于基座在一个方向上转动。尤其是，第二节可以借助单独的致动器中的第二致动器，相对于基座和或第一节转动。