的運動行程內是大致恒定的)而被顯著良好地吸收。
[0015]此外，由于三元元件中的附加聯接點而獲得另一自由度，從而實現系統的最優化，使得系統可更好地適于將相對于載荷最小化、運動行程和運動線性而使用的角度范圍。
[0016]根據參照具體的示例性實施例的以下詳細描述，所述線性致動器分別被實現為具有與螺桿形式的心軸接合的電動驅動的心軸螺母單元的心軸驅動器的形式。與線性致動器接合的相應聯接傳動機構可分別將被沿著心軸電動地驅動的心軸螺母單元的平移運動轉換成圍繞第二樞轉軸線或第三樞轉軸線的旋轉運動。優選地被實現為瓦特型鏈形式且用于使第二臂元件樞轉地移動的第二聯接傳動機構的六元件設計，使得可顯著地擴大機器人臂可達的工作空間。這尤其關系到所述機器人臂接近地板和機器人底座附近區域的能力。
[0017]所述機器人臂裝置的第一臂元件優選功能地連接到被樞轉地支撐在底座上的液壓缸單元，以便借此吸收作用于第一臂元件上的保持力和支撐力。以此方式，優選地可同樣地實現兩個線性致動器的心軸驅動器。這有利地簡化了機器人的致動且也降低了采購成本。
[0018]使用底座，以便圍繞通常對應于豎直軸線的第一軸線樞轉地安裝本發明的機器人裝置，所述底座能以馬達驅動的方式圍繞第一軸線旋轉，且優選地被實現為具有外部傳動裝置的活動環(live ring)裝置，兩個相互張緊的驅動小齒輪接合到所述外部傳動裝置中。因此所實現的張緊傳動機構允許將驅動轉矩無間隙傳動到所述底座，且所述機器人裝置被設置在所述底座上。
[0019]所述機器人裝置大部分以模塊化方式設計。如果在第二臂元件的區域中設置對應的機械接口，那么可根據各自的操作條件而使用具有不同長度的第二臂元件。以此方式，根據各自的要求，可實現具有高達5m半徑的圓形工作空間。
[0020]另一重要方面是中心操作手的設計，所述中心操作手是夾持和操縱任務所需要的，且被布置在機器人臂的操縱器端部區域上。這個中心操作手應盡可能緊湊且輕量，以便優化所述機器人裝置的最大載荷運載能力。所述中心操作手被實現為獨立模塊形式，其驅動和致動僅需要電信號和能量供應，即，實現旋轉運動所需要的所有轉矩馬達被整合到中心操作手中。在這種狀況下，所述中心操作手具有三個被定向為彼此正交的馬達驅動的樞轉軸線，且所述馬達驅動的樞轉軸線中的一個樞轉軸線可借助于相應的傳動帶通過共用驅動馬達經由兩個在空間上分離的傳動機構驅動。其它兩個樞轉軸線可分別由沿樞轉軸線軸向布置的驅動馬達驅動。
[0021]關于該創新的機器人裝置的其它細節，還參照附圖中所示的示例性實施例，其中下文參照該示例性實施例更詳細地描述了所述機器人裝置基于的創新的驅動器構思。
【附圖說明】
[0022]下文參照附圖描述本發明的示例性實施例，且并不因此限制總的創新思想。在這些附圖中:
[0023]圖la、b、c示出創新設計的豎直鉸接臂機器人的側視圖，
[0024]圖2a、b、c示出被實現為活動環裝置形式的底座的安裝和定位的示意圖，
[0025]圖3a、b、c示出聯接傳動機構裝置的透視圖，
[0026]圖4示出第二臂元件的一部分的圖，
[0027]圖5a、b示出中心操作手的透視圖和截面圖，以及
[0028]圖6a、b示出創新設計的機器人裝置的操作范圍的圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1a示出創新設計的具有機器人臂的豎直鉸接臂機器人的側視圖，所述機器人臂被圍繞對應于豎直軸線的第一軸線Al可旋轉地布置，且包括兩個機器人臂元件2、3以及中心操作手4Z，所述兩個機器人臂元件一個接一個連續地布置成運動鏈的形式，所述中心操作手被布置在第二臂元件3的端部上且用于處理和定位未示出的有效載荷。作為尺寸對比而示出的人P旨在說明機器人的尺寸，在下文圖6A及6b也進一步涉及到該尺寸。
[0030]兩個臂元件中的第一臂元件2圍繞被定向為正交于第一軸線Al的第二軸線A2樞轉地附接到底座。第二軸線A2優選被水平地定向。第二臂元件3圍繞被定向為平行于第二軸線A2的第三軸線A3在第一臂元件2的與底座I相反的端部上樞轉地附接到第一臂元件2。
[0031]線性致動器4用于使第一臂元件2圍繞水平的第二軸線A2動態地樞轉，其中所述線性致動器一方面功能地連接到底座I，另一方面通過第一聯接傳動機構Kl連接到第一臂元件2。第一線性致動器4被實現為心軸驅動器的形式，且具有與螺桿形式的心軸42接合的電動驅動的心軸螺母單元41，所述心軸的下端部圍繞被定向為平行于第二軸線A2的樞轉軸線SA4樞轉地安裝在能圍繞第一軸線Al旋轉的底座I上。
[0032]被實現為心軸驅動器形式的線性致動器4具有傳動帶4R，所述傳動帶通過伺服馬達4S驅動且與心軸螺母單元41接合，使得心軸螺母單元41可根據伺服馬達的旋轉方向而沿著螺桿42形式的心軸42的螺紋向上或向下線性移動。
[0033]心軸螺母單元41沿著心軸42的線性運動借助于聯接或杠桿傳動機構Kl而轉換成第一臂元件2圍繞第二軸線2的旋轉運動。為此目的，第一聯接或杠桿傳動機構Kl具有分別傳遞張力和壓縮力的第一聯接裝置6和第二聯接裝置7，其中第一聯接裝置6—方面優選通過單軸樞轉軸承圍繞被定向為平行于第二軸線A2的樞轉軸線SA41樞轉地直接或間接安裝在底座Ia上，且另一方面圍繞樞轉軸線SA40樞轉地連接到第一線性致動器4a的心軸螺母單元41。將第一聯接裝置6樞轉地安裝在底座I上所圍繞的樞轉軸線SA41與將心軸42樞轉地安裝在底座I上所圍繞的樞轉軸線SA4間隔開一側向距離，以便借此產生可能用于使心軸42在心軸螺母單元42處移動的最高轉矩，以及同時使沿著心軸的張應力最小化，且在心軸驅動器及與其連接的第一聯接傳動機構的運動期間防止與機器人臂的其他部件的沖突。
[0034]第一聯接傳動機構Kl的第二聯接裝置7—方面圍繞樞轉軸線SA40樞轉地連接到心軸螺母單元41，另一方面圍繞被定向為平行于第二軸線A2的樞轉軸線SA42樞轉地安裝在第一臂元件2上。為了將第二聯接裝置7樞轉地安裝在第一臂元件2上，使樞轉軸線SA42沿著第一臂元件2盡可能遠離第二軸線A2(S卩，盡可能接近于第一臂元件2的與第二軸線A2相反的端部)定位是同樣有利的，以便分別產生和傳遞可能的最高轉矩。一個接一個地連接成運動鏈的單獨部件的聯接點的布置自然必須根據它們的尺寸和長度(尤其是根據心軸的長度)進行選擇。
[0035]兩個聯接裝置6、7通過共用萬向接頭4K連接到心軸螺母單元41，使得由心軸螺母單元41實現的線性運動可以在很大程度上無損耗的方式(B卩，無潛在的傾斜)轉換成第一臂元件2圍繞第二軸線A2的樞轉運動。由于第一聯接傳動機構Kl在樞轉軸線SA4USA42的位置處的運動學聯接點與萬向接頭4K在心軸螺母單元41的位置處的運動學聯接點的優化間隔開的布置方式，因此由于心軸螺母單元41的馬達驅動的運動而作用在心軸42上的張力可分別減少或最小化。
[0036]另外，液壓缸單元10以及用于供應液壓缸單元10的蓄壓器11被有利地布置在圍繞第一軸線Al能旋轉的底座I上。液壓缸單元10—方面被支撐在底座I上，其還圍繞樞轉軸線SAlO樞轉地安裝在所述底座上。另一方面，液壓缸單元10圍繞樞轉軸線SA12可旋轉地連接到剛性連接到第一臂元件2的延長部12。液壓缸單元10因此用作重量補償系統，且能夠減少馬達驅動的心軸螺母單元41的載荷，以及降低線性致動器4的能量消耗。
[0037]用于起始第二臂元件3圍繞第三軸線A3的動態樞轉運動的驅動器是通過第二線性致動器5和第二聯接傳動機構K2實現的，所述第二線性致動器僅就其長度方面不同于第一線性致動器4，所述第二聯接傳動機構功能地連接到第二線性致動器且被實現為六元件聯接傳動機構(優選為瓦特型鏈的形式)。第二線性致動器5類似于第一線性致動器4被實現為心軸驅動器的形式，且具有與螺桿形式的心軸52接合的馬達驅動的心軸螺母單元51。為完整性起見，還應注意的是，在這種狀況下，功能上連接到心軸螺母單元51的傳動帶5R也是由伺服馬達5S驅動的。可看到該創新的機器人裝置的顯著優點在于相同的線性致動器可被用于第一線性致動器和第二線性致動器。這樣顯著地降低了系列產品的制造成本。
[0038]根據伺服馬達5S的旋轉方向，由心軸螺母單元51沿著心軸52實現的線性運動被轉換成圍繞第三軸線A3的旋轉或樞轉運動，通過此運動，借助于第二聯接傳動機構K2，第二臂元件3可圍繞第三軸線A3相對于第一臂元件2樞轉。
[0039]為此目的，形成第二聯接傳動機構的一部分的心軸52使其心軸下端部圍繞與第二軸線A2相同的樞轉軸線SA5樞轉地