[发明专利]包括能够通过弯曲延展或收回的保护装置的执行器装置

说明书

本发明涉及一种执行器装置(10)，其能够通过诸如机械臂(2)的自动化系统移动或定向，所述执行器装置包括基部(22)、从所述基部(22)沿纵向轴线(6)延伸的执行器(20)、以及保护装置(5)，所述保护装置(5)通过致动器(7)从收回状态转变到围绕执行器展开的状态，反之亦然。根据本发明，所述保护装置(5)包括柔性增强件(50)，所述保护装置在增强件的弯曲作用下从收回状态转变到围绕执行器(20)展开的状态，或者反之亦然，并且所述致动器(7)与所述增强件(50)协作，使得当致动器从第一状态转变为第二状态时，所述增强件弯曲得越多，而当致动器从第二状态转变为第一状态时，所述增强件弯曲得越少。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，更具体地，属于协作机器人技术领域。

背景技术

工业机器人是能够使用通常被称为执行器的工具执行各种任务的自动化装置。如果执行器是机械手，则工业机器人可以包括能够以多个自由度移动和定向执行器或物体的机械臂。

这样的机器人通常具有高动态能力特性，或者换句话说，具有以达到6m.s^-1的速度操纵从几千克到几百千克的载荷的能力。因此，它需要被安全罩包围，以允许机器人移动而没有与操作者发生碰撞的风险。

协作机器人是指安装在与操作者共享的工作空间中的工业机器人，因此不具有插置的安全罩。例如，协作机器人代替或协助操作者重复处理载荷或执行疲倦和/或容易导致肌肉骨骼疾病的任务。

因为协作机器人的工作空间与操作者共享，所以确实存在机器人和操作者之间发生碰撞的风险。因此，尝试降低碰撞后果的严重性，尤其是降低致伤的风险。为此，协作机器人具有较低的动态能力特性，即能够以达到1m.s^-1的速度处理几千克的载荷。因此，公认的碰撞能量在0.2J到2.5J的范围内变化。最后，它们被设计为如果它们与操作者碰撞则变得固定不动，特别是在检测到机器人致动器提供的力突然变化的情况下。

然而，即使当机器人的动能较低时，如果机器人的执行器或被操纵的物体包括例如尖锐的边缘，与操作者的碰撞仍然具有致伤的风险。

申请DE 102008004037描述了一种网状结构，其构成了围绕执行器的保护外罩。外罩可以保护操作者免受与执行器的低速碰撞。但是，当机器人执行任务或移动时，外罩相对于执行器是固定的。换句话说，执行器构件必须是诸如光学传感器之类的能够远程执行其效应的工具，并且这限制了应用保护外罩的选择。

通过申请DE 102012217764提供了对该问题的一种解决方案，该申请描述了一种用于保护工具的保护结构，其能够在致动器的作用下在工具被覆盖的位置和工具解除覆盖的位置之间移动。这样，可以保护操作者在机器人执行任务时不会与工具发生碰撞。然而，覆盖工具的保护结构是刚性的，因为其被设计为保护工具免受其环境中的某些元件的碰撞，该机器人具有高动态能力特性。结果，保护结构和操作者之间的碰撞仍然具有致伤的风险。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述文献的缺点，并提供一种新颖的解决方案，以使得有可能消除协作机器人的执行器与操作者之间直接碰撞的风险，并降低与保护装置发生碰撞的情况下致伤的风险。

通过本发明提出的一种执行器装置实现了该目的，该执行器装置能够通过诸如机械臂的自动化系统移动或定向，所述执行器装置包括基部、从所述基部沿纵向轴线延伸的执行器、以及保护装置，所述保护装置通过致动器从收回状态转变到围绕执行器展开的状态，反之亦然，所述保护装置以与执行器一起移动和/或定向的方式固定到所述基部，所述执行器装置的特征在于，所述保护装置包括柔性框架，所述保护装置在框架的弯曲作用下从收回状态转变到围绕执行器展开的状态，或者从围绕执行器展开的状态转变到收回状态，并且所述致动器与所述框架以这样的方式协作，即，当致动器从第一状态转变为第二状态时，所述框架进一步弯曲，而当致动器从第二状态转变为第一状态时，所述框架弯曲得不多。