用于更換用于機器人系統(tǒng)的抓持器指部的抓持器末端的組裝裝置的制作方法

現(xiàn)有技術中早已知曉了用于機器人系統(tǒng)的抓持指部的許多不同變型。已知的抓持指部通常包括兩個抓持器爪，每個抓持器爪均具有一個抓持器末端。例如，抓持器爪能夠能移動地緊固到線性引導件，并且被構造成能朝向彼此和遠離彼此移動。因此，附接到其的兩個抓持器末端也能夠恰好朝向彼此和遠離彼此移動，使得物體能夠具體地被抓緊或再次放下。這樣的抓持器系統(tǒng)在術語“平行抓持器”下對于本領域技術人員是已知的。例如，用于抓緊工件的這樣的系統(tǒng)從EP 0 2231 B1，EP 0 993 916 B1或EP 2 548 706 A1已知。

存在例如在WO 02/086637 A1中描述的所謂“buckling arm robots（臂彎曲式機器人）”的機器人，其應用更加靈活并且其通常尤其有利地用于移動機器人系統(tǒng)。

當前，抓持器指部不僅是機械抓持工具，而且還是能夠通常含有不同類型的傳感器（諸如，光學攝像機、超聲波傳感器或其他聲學傳感器諸如麥克風、或熱傳感器、力傳感器等）的高度復雜的系統(tǒng)。通過這樣的傳感器，對應的機器人系統(tǒng)能夠利用抓持器指部“感知”其環(huán)境或者檢測對機器人系統(tǒng)的功能來說重要的其環(huán)境的性質。

因此，這樣的機器人系統(tǒng)能夠例如獨立地識別待被抓緊的物體是相當軟的物體（諸如塑料瓶）還是相當硬的物體（諸如玻璃瓶），并且其能夠然后將對于抓持器指部抓緊物體所必要的力獨立且靈活地調(diào)整為最佳值。

在這樣的機器人系統(tǒng)用于執(zhí)行帶有非常不同的部件的精細組裝時或在例如將在各種日?；顒又兄С秩祟悤r，這是尤其重要的。尤其在這樣的機器人系統(tǒng)直接與人類相互作用時的情況下，高度敏感的傳感器技術當然是至關重要的。

尤其重要的是附接到抓持器指部的抓持器末端，因為一方面，為了抓緊待被移動的物體，抓持器末端必須與該物體觸碰接觸，并且另一方面，抓持器末端通常含有對于識別環(huán)境和識別待被抓緊的物體的性質所必要的傳感器。為此，在許多應用中，抓持器末端必須在每種情況下針對待被具體執(zhí)行的任務或工作環(huán)境的性質并且因此最后針對待被抓緊及待被移動的物體的具體性質單獨被調(diào)整。為了對于多個不同任務使用同一個機器人系統(tǒng)，已知方法是設計能互換的抓持器末端。例如，可提供一組不同的抓持器末端，其例如能夠在其抓持幾何形狀、材料、表面光潔度、傳感器技術等等方面不同，每以個最佳地適于待被執(zhí)行的某些任務。因此，能夠通過同一個機器人系統(tǒng)僅通過更換抓持器指部的抓持器末端來執(zhí)行非常不同的任務。

尤其在機器人系統(tǒng)必須執(zhí)行高度復雜或非常不同的任務并且因此必須經(jīng)常更換抓持器末端的應用中，當然，期望的是能夠盡可能簡單且優(yōu)選地機械地完成抓持器末端的更換。這是已知系統(tǒng)存在的關鍵問題之一，因為在復雜程序中，抓持器末端必須經(jīng)常從抓持器爪移除（例如，旋開）。在更換抓持器末端時，復雜的是在抓持器爪和抓持器末端之間分離和重新安裝用于傳感器技術的額外可能存在的電氣連接線，或者分離和重新安裝用于驅動抓持器末端的活動部分的可能存在的驅動單元的液壓或氣動連接。

因此，申請人已經(jīng)開發(fā)了由抓持器爪和抓持器末端構成的抓持器指部以及對應的機器人系統(tǒng)，其中，現(xiàn)有技術中已知的缺點可靠地得到解決，使得能夠以尤其簡單、高效且尤其機械的方式、可能地通過對應的機器人系統(tǒng)本身來更換抓持器末端。

盡管上面提及的和由申請人最新開發(fā)的抓持器指部原則上最佳適用于抓持器末端的自動更換，但然而變得明顯的是，尚不存在用于以可靠、簡單并因此高效的方式更換用于機器人系統(tǒng)的抓持器指部的抓持器末端的充分開發(fā)的安裝裝置。

因此，本發(fā)明的目標是提供一種用于更換機器人系統(tǒng)的抓持器指部的抓持器末端的安裝裝置，其允許以可靠、簡單并且高效的方式更換用于機器人系統(tǒng)的抓持器指部的抓持器末端。尤其，除此之外，本發(fā)明的目標是提出一種允許更換（額外于多個抓持器末端）尤其是圖1中所描述的類型的抓持器末端的安裝裝置。

解決這些問題的本發(fā)明的主題的特征在于獨立權利要求1的特征。

從屬權利要求涉及本發(fā)明的尤其有利的實施例。

因此，本發(fā)明涉及一種用于更換用于機器人系統(tǒng)的抓持器指部的抓持器末端的安裝裝置，其具有安裝軌，安裝軌包括基部滑架和距離滑架。在該方面，基部滑架包括用于緊固抓持器指部的抓持器爪的第一固定媒介并且距離滑架包括用于緊固抓持器末端的第二固定媒介，使得抓持器爪能夠關于縱向方向通過第一固定媒介緊固到基部滑架并且抓持器末端能夠關于縱向方向通過第二固定媒介緊固到距離滑架。根據(jù)本發(fā)明，基部滑架和距離滑架被布置成能沿著縱向方向在鎖定位置和解鎖位置之間相對于彼此運動，使得在鎖定位置中抓持器末端被鎖定在抓持器爪處并且在解鎖位置中抓持器末端從抓持器爪解鎖。

因此，本發(fā)明的必要特征在于首先安裝裝置包括能相對于彼此運動的兩個接收滑架（即，基部滑架和距離滑架），使得兩者能夠被布置成在更換程序期間（即，待被分離或待被組裝的部分（也就是說，抓持器指部的抓持器爪和抓持器末端）被安裝或拆卸時）在縱向方向上在安裝滑架上朝向彼此或遠離彼此運動。并且其次在于，抓持器末端和抓持器爪能夠獨立于彼此分別關于縱向方向被緊固到距離滑架和基部滑架，使得在抓持器末端的更換程序期間，僅抓持器末端或僅抓持器爪或兩者同時能夠關于縱向方向被緊固到安裝裝置。這不僅允許部分的可靠且高效分離和組裝，而且這還相對于待被安裝或拆卸的部分向根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置提供極大靈活性。

在用于實踐的尤其重要的實施例中，第一固定媒介是第一固定螺栓和/或第二固定媒介是第二固定螺栓。絕非必要但尤其有利的是，第一固定螺栓關于縱向方向垂直地被布置在基部滑架處，使得抓持器爪能夠通過在抓持器爪的第一固定孔中的第一固定螺栓關于縱向方向被緊固在基部滑架處，并且優(yōu)選地同樣第二固定螺栓關于縱向方向垂直地被布置在距離滑架處，使得抓持器末端能夠通過在抓持器末端的第二固定孔中的第二固定螺栓關于縱向方向被緊固在距離滑架處。

取決于具體幾何形狀構造，抓持器末端和抓持器爪通常僅通過第一固定媒介和第二固定媒介僅關于縱向方向被緊固并且能或多或少至少關于垂直于縱向方向的方向自由運動。為了在實踐中可靠地更換抓持器末端，然而，很經(jīng)常建議的是，確保抓持器末端和/或抓持器爪的限定引導沿著縱向方向。因此，在實踐中，第一和/或第二固定媒介通常包括用于引導或緊固抓持器末端和抓持器爪的若干部件。例如，第一固定媒介能夠有利地同時是第一引導元件，尤其是U形引導元件以在縱向方向上接收并引導抓持器爪，并優(yōu)選地同時包括第一固定螺栓或如下所述，替代地或額外地還包括阻擋螺栓。當然，這對應地同樣適用于第二固定媒介，其能夠有利地同時是第二引導元件，尤其是U形引導元件以在縱向方向上接收并引導抓持器末端，或如下所述，替代地或額外地包括阻擋螺栓。

因此，第一引導元件和/或第二引導元件能夠同時或替代地包括阻擋螺栓，其能夠關于縱向方向垂直地被布置，使得抓持器末端和/或抓持器爪能夠通過在抓持器末端和/或抓持器爪的阻擋開口中的阻擋螺栓關于縱向方向被緊固。實際上，鎖定元件（尤其是彈簧加載的鎖定元件）通常被設置成使得阻擋螺栓能夠通過阻擋開口的鎖定元件被鎖定。甚至更優(yōu)選地，阻擋螺栓和/或鎖定元件能夠當然以自身已知的方式電氣地、氣動地、液壓地或以其他方式被操作，從而在更換抓持器末端時進一步增加自動化的程度。

當然，即使原則上對于人來說可以手動地操作根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置，但實際上優(yōu)選地的是使根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置裝配有其自己的驅動單元，使得例如距離滑架被設計成能通過驅動桿（尤其是驅動螺釘或蝸桿）關于基部滑架運動，其中，為了使基部滑架和/或距離滑架位移，甚至更優(yōu)選地的是設置驅動器，尤其是電馬達，和/或根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或連接到這樣的系統(tǒng)，使得抓持器指部的更換能夠以充分自動化并優(yōu)選地自由可編程方式來完成。

在下文中，將基于示意性附圖對本發(fā)明進行更加詳細地解釋。其在以下附圖中示出：

圖1 在示意性視圖中的抓持器指部的具體實施例；

圖2 包括解鎖的抓持器指部的根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置；

圖3 包括處于鎖定狀態(tài)的抓持器指部的圖2的安裝裝置。

盡管根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置不限于組裝用于特定類型的抓持器指部的抓持器末端并且本發(fā)明不涉及這樣的抓持器指部或不涉及這樣的待被安裝的抓持器末端，但為了更好地理解本發(fā)明，下面將簡短描述由申請人開發(fā)的一種新類型的抓持器指部，根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置尤其適用于該抓持器指部。

由于圖1的抓持器指部不是本發(fā)明的一部分而僅是根據(jù)本發(fā)明的用于更換抓持器末端的安裝裝置尤其適用的抓持器指部的示例的事實，故為了避免任何模糊，圖1中的參考數(shù)字每個均具有撇號，而在圖2和圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置的相關特征的參考數(shù)字沒有撇號。

在該方面，圖1通過示例并示意性地示出用于機器人系統(tǒng)的抓持工具的抓持器指部6'，用于以本身已知的方式抓緊物體的該抓持器指部6'包括抓持器爪7'和沿著縱向方向L'延伸的抓持器末端5'。在組裝狀態(tài)下，抓持器末端5'通過兩個連接元件V'能拆卸地連接到抓持器爪7'。連接元件V'能夠與連接插口以插入式連接的方式被鎖定，使得在鎖定狀態(tài)下對于抓持器末端5'來說不可能關于縱向方向L'傾斜遠離并且同時通過能預定的縱向鎖定力抓持器末端5'關于縱向方向L'抵靠抓持器爪7'被鎖定，所述連接插口在縱向方向L'上延伸并且其在圖1中不直接可見并隱藏在抓持器爪7'內(nèi)。

連接元件V'包括呈前部成形為柄部形式的第一鎖定元件V1'，并且連接插口包括對應地在幾何形狀上與第一鎖定元件V1'互補的第二鎖定元件，其被設計用以產(chǎn)生縱向鎖定力F，使得第一鎖定元件V1'能夠與第二鎖定元件鎖定。在根據(jù)圖1的具體實施例中，設置呈塑性O形環(huán)形式的彈性力元件O'作為額外的鎖定元件，使得能夠更好地或最佳地調(diào)整期望的鎖定力。

實際上，能夠在抓持器末端5'中以及在抓持器爪7'中設置不同傳感器、各種電子部件或其他部件（諸如機械的、液壓的或氣動部件），其能夠在現(xiàn)代抓持器指部6'中以自身已知的方式實現(xiàn)多個任務。

在圖1的本實施例中，連接元件V'同時被設計成用于在抓持器末端5'和抓持器爪7'之間傳遞電能的電線并且因此其為可能存在的傳感器或其他電子部件提供電能。額外地，存在設置用于在抓持器末端5'和抓持器爪7'之間傳輸傳感器信號的插頭ST'。

分別設置在抓持器末端5'和抓持器爪7'中的固定孔51'和71'用于接收本文中未示出的固定螺栓，因為他們能夠在本發(fā)明的具體實施例中被設置以將抓持器末端5'或抓持器爪7'緊固到根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置。

因此，圖1的抓持器指部6'的特征尤其在于：通過沿著縱向方向L'的一個單一線性運動將抓持器末端5'從抓持器爪7'分離或對應地組裝其的可能性。

基于圖2和圖3描述的并在下文中整體上以參見數(shù)字1標記的根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置尤其適用于根據(jù)圖1的抓持器指部的類型，其中，明確指示的是，根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置1決不限于根據(jù)圖1的抓持器指部的應用，而是事實上還能夠有利地并成功地用于多個完全不同類型的抓持器指部以更換抓持器末端。

事實上甚至更優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置1的實施例基于圖2的示意性以處于操作狀態(tài)的示意圖示出。如能夠理解的，安裝裝置1已接收抓持器末端5和抓持器爪7，其然而在圖2中示出的過程步驟中仍彼此分離并且僅在圖3中示出的更換程序的隨后過程步驟中被組裝到完整的抓持器指部6。

用于更換用于機器人系統(tǒng)的抓持器指部6的抓持器末端5的在圖2或圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置1包括安裝軌2，其具有基部滑架3和距離滑架4。基部滑架3包括用于緊固抓持器指部6的抓持器爪7的第一固定媒介30并且距離滑架4包括用于緊固抓持器末端5的第二固定媒介40，使得抓持器爪7能夠關于縱向方向L通過第一固定媒介30緊固到基部滑架3并且抓持器末端5能夠關于縱向方向L通過第二固定媒介40緊固到距離滑架4。根據(jù)本發(fā)明，基部滑架3和距離滑架4被布置成能沿著縱向方向L在鎖定位置VP和解鎖位置EP之間相對于彼此運動，使得在鎖定位置VP中抓持器末端5被鎖定在抓持器爪7處并且在解鎖位置EP中抓持器末端5從抓持器爪7解鎖。

在本具體實施例中，第一固定媒介30是第一固定螺栓31并且第二固定媒介40是第二固定螺栓41，其中，第一固定螺栓31關于縱向方向L垂直地布置在基部滑架3處，使得抓持器爪7通過在抓持器爪7的第一固定孔71中的第一固定螺栓31關于縱向方向L被緊固在基部滑架3處。類似地，第二固定螺栓41關于縱向方向L垂直地布置在距離滑架4處，使得抓持器末端5通過在抓持器末端5的第二固定孔51中的第二固定螺栓41關于縱向方向L上被緊固在距離滑架4處。

為了安裝抓持器末端5或抓持器爪7，額外地設置了第一引導元件32作為另一第一固定媒介30，并且第二引導元件42被設置為另一第二固定媒介40，第一引導元件32和第二引導元件42被布置成每個均呈U形引導元件以相應地在基部滑架3和距離滑架4處縱向地安裝并引導抓持器末端5和抓持器爪7。

以下詳細說明用于更換抓持器末端5的更換程序：首先，安裝裝置1處于鎖定位置VP，使得距離滑架4和基部滑架3之間的距離足以將仍處于鎖定狀態(tài)的（即仍組裝的）抓持器指部6插入到兩個U形引導元件32,42中，使得第一固定孔71能夠接收第一固定螺栓31并且第二固定孔51能夠接收第二固定螺栓41。由于第一固定螺栓31和第二固定螺栓41，所以關于軸向方向L抓持器指部6關于距離滑架4與抓持器末端5固定地緊固并且關于基部滑架3與抓持器爪7固定地緊固。額外地，兩個引導元件32,42為抓持器指部6提供沿著軸向方向L的必要側向引導。在抓持器指部5固定地安裝在根據(jù)本發(fā)明的安裝裝置1中時，安裝裝置1從鎖定位置VP被帶到解鎖位置EP，以便如在圖3中所示，抓持器指部6被拆卸，使得抓持器末端5從抓持器爪7解鎖并且與其完全分離。

然后通過為了清晰起見在圖2和圖3中未示出的裝置將抓持器指部5單獨地從引導元件42移除，并且此后將另一抓持器指部5相反地插入到引導元件42中。然后再次將安裝裝置1帶到鎖定位置VP中，從而將新的抓持器末端5與仍定位在引導元件32中的抓持器爪8重新組裝并鎖定。因此，再次存在組裝的并完全起作用的抓持器指部6，其只需作為整體從安裝裝置1取出以用于進一步使用。

為了將安裝裝置1從鎖定位置VP帶到解鎖位置EP中并反之亦然，距離滑架4能夠經(jīng)由驅動桿8（其在該情況下是已知的驅動螺釘）通過電驅動器9關于基部滑架3沿著軸向方向L運動。本領域的技術人員理解，在其他實施例中，基部滑架3和距離滑架4的相對位移還能夠另外以本身已知的方式完成，例如不需要電驅動器9或不需要驅動桿；以及替代距離滑架，基部滑架或甚至兩者均能夠被布置成能在縱向方向上在安裝軌上運動。

不言而喻的是，可以以任何組合使用上面所說明的和在附圖中示意性地表示的構造以形成其他構造并滿足實踐中的具體需求。