专利名称：具有供应线路导引件的机器人装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括机器人的装置，机器人具有由一些臂段组成的机器人臂，机器人臂携带由至少一条供电线路供电的设备。
背景技术：
在工业和医疗技术领域的机器人中，常见的问题源于，由机器人臂携带的设备要通过大量电气、液压、气动和/或其他供应线路供给。它们通常不能在机器人臂内部引过， 因为这就需要在机器人臂的每个关节内，为每个供应线路设置能相应运动的通过装置。所以供应线路一般在机器人臂外部引向设备。为防止损坏这些供应线路，往往将它们装在软管内。为此优选地采用波纹软管，因为它们在强度高的同时沿各方向有良好的柔性。将电缆引向安装在机器人上的外部设备，必须在机器人臂附近进行。为保证不危及和无干扰地处置病人，不允许电缆在空间自由悬挂。此外，由于机器人运动范围大，由于电缆或电缆束大的直径和要保持电缆弯度最小，使上述问题更加严重。为了不限制装置的运动自由度，必须提供一定的线路或软管备用量。与此同时，对线路或软管的导引必须实施为，使得在机器人臂和由机器人携带的设备运动期间，软管和在软管内延伸的线路不会损坏，并且使因惯性引起延迟地跟随机器人臂运动的软管本身，不造成其他部件损坏。图1表示在按后公开文件102009043448. 8的现有技术机器人中供应线路的导引装置。图中表示一个C形臂X射线系统1，该系统具有一个包括射线源3和射线探测器4的 C形臂2。C形臂2安装在机器人臂5上，它有多个臂段6，臂段6通过铰链7互相连接并与 C形臂2及机器人支架8连接。安装在C形臂2上的射线源3和射线探测器4经由供应线路(未表示)供应，这些供应线路在软管9中引向C形臂2。通过软管9，一方面实现供应线路的聚束，以及另一方面防止受外部影响和导致损坏。软管9通过导引件10沿各个臂段导引，并借助导引件10固定在各臂段6近旁，所以一个臂段6与软管9的相应区段，始终实施对应的运动而不会发生冲突。在这里导引件10设计为，如果由于臂段6或C形臂2运动需要附加的软管9或重新释放软管9，则软管9可以沿纵向通过导引件10滑动。导引件10可以自身能转动和/或铰接地支承在例如带有限幅套的球关节上，以便能使导引件10沿软管张紧方向定向。由此可以防止软管9在导引件10上过度弯折。安装在C形臂X射线系统1处于其中的诊治室图中未表示的顶棚上的存储件11， 容纳为保证运动自由度必要的软管备用量，连同供应线路的备用量，以及在需要时将它们根据由机器人臂5实施的运动释放。当软管9通过机器人臂5运动受到的拉力增加时，存储件11释放软管9，以及在软管9因机器人臂5运动使拉力减小时，将软管9重新拉入。按选择，存储件11也可以直接安装在机器人臂5上。软管9在C形臂2处终止在供应线路进口 12内。软管9的释放或拉入，可例如通过未表示的电机控制的存储轮进行，该存储轮利用一个与作用在软管9上拉力的反向力，始终保持将软管9张紧。取代存储轮，存储件1也可以包括一个有可移动的轴的支承轮。图2表示一个按现有技术的供应线路存储件，它包括一个有移动的轴的轮子。支承轮14和移动的轴15安装在外壳13内。外壳13上固定一个弹簧16，在其另一端设有轴15。围绕支承轮14导引一个包封供应线路的软管9。软管通过固定卡圈18固定在外壳13上。软管9的输入沿图示的方向17进行。弹簧16因施加拉力的改变，导致改变轴15的位置，并因而导致改变软管9处于外壳13内这一部分的长度。若软管9因未表示的机器人臂运动而使拉力增加，则导致弹簧16收缩，由此缩短软管9在外壳内的部分的长度。因此软管9 一个附加的部分可提供用于机器人臂运动。若软管9的拉力因机器人臂运动而减小，则导致弹簧16松弛，由此加大软管9在外壳内的部分的长度。从而缩短可供机器人臂运动使用的软管9部分。附图标记19表示机器人臂运动时的软管运动方向。已知的供应线路导引装置的缺点是，软管连同供应线路受到大的拉伸和扭转负荷。软管和供应线路受这种持续载荷而损坏，将不可能完全避免。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服这些缺点并提供一种改进的机器人装置。上述技术问题通过一种机器人装置得以解决，机器人具有由一些臂段组成的机器人臂，机器人臂携带由至少一条供电线路供电的设备。此装置具有至少一个固定在臂段上的导引件，用于在机器人臂上导引供电线路。在这里导引件设置为可绕臂段纵轴线旋转。因此，在一个或多个臂段转动时，实施可绕臂段转动地导引供应线路，由此避免因供应线路的摩擦而损坏机器人臂外衬。此外，由于作用在供应线路上的拉力减小，因而防止损坏供应线路。按一种特殊的实施形式，所述供应线路可以装在软管内。因而有利地防止损坏供应线路。为此优选地采用波纹软管，因为这种软管在强度高的同时沿各方向有良好的柔性。按一项有利的设计，装置可以有至少一个存储件，用于柔性地接收和释放供应线路。按本发明的一项扩展设计，存储件可以设置在机器人臂上。由此以有利的方式减小作用在供应线路或软管上大的拉伸和扭转负荷，以及降低损坏供应线路或软管的危险性。此外，存储件可以设置在机器人处于其中的腔室的顶棚上。按另一项设计，存储件可包括一个轮子，该轮子有一个施加复位力的扭转弹簧。供应线路或软管的备用量储存在此轮子的外径上。所述扭转弹簧以有利的形式保证，始终张紧供应线路或软管。有利地，存储件可包括支承轮，该支承轮有可移动的轴。按本发明一项有利的扩展设计，所述可移动的轴由弹簧加载。通过可移动的轴的弹簧加载，可以在软管拉力增加时，从存储件提供附加的软管部分，用于机器人臂的运动， 以及在软管拉力减小时，将不再需要用于机器人臂运动的软管部分再拉入存储件内。本发明还提供一种C形臂X射线系统，它具有机器人装置，机器人具有由一些臂段组成的机器人臂，机器人臂携带由至少一条供电线路供电的设备。此装置具有至少一个固定在臂段上的导引件，用于在机器人臂上导引供电线路。在这里导引件设置为可绕臂段纵轴线旋转。
由下面借助多个示意图说明的多种实施例，可看出本发明的其他特点和优点。其中图1表示按现有技术的机器人中导引供应线路的装置；图2表示按现有技术的供应线路存储件，包括一个有可移动的轴的轮子；图3表示机器人中有可转动的导引件的供应线路导引装置。
具体实施例方式图3表示机器人中有可转动的导引件的供应线路导引装置。图中表示C形臂X射线系统1，它有包括射线源3和射线探测器4的C形臂2。C形臂2安装在有多个臂段6的机器人臂5上，臂段6通过铰链7互相连接并与C形臂2及机器人支架8连接。安装在C形臂2上的射线源3和射线探测器4由供应线路(未表示)供应，这些供应线路在软管9中引向C形臂2。安装在机器人臂5上的存储件11，容纳为保证运动自由度必要的软管备用量，连同供应线路的备用量，以及在需要时将它们根据由机器人臂5实施的运动释放。当软管9通过机器人臂5运动受到的拉力增加时，存储件11释放软管9，以及在软管9因机器人臂5运动使拉力减小时，将软管9重新拉入。软管9在C形臂2处终止在供应线路进口 12 内。软管9的释放或拉入，可例如通过未表示的电机控制的存储轮进行，存储轮利用一个与作用在软管9上拉力的反向力，始终保持将软管9张紧。软管9通过导引件10沿各臂段6导引。在这里导引件10设计为，如果由于臂段6 或C形臂2运动需要附加的软管9或重新释放软管9，则软管9可以沿纵向通过导引件10 滑动。导引件10可以自身能转动和/或铰接地支承在例如带有限幅套的球关节上，以便能使导引件10沿软管张紧方向定向。由此可以防止软管9在导引件10上过度弯折。按本发明，导引件10可运动地装在导架20内，导架20圆形地围绕臂段6。因此导引件10可运动地围绕臂段6的纵轴线设置，由此构成围绕机器人臂5的软管柔性导引装置。在一个或多个臂段6转动时，进行围绕臂段6可转动和运动地导引软管9或供应线路， 从而避免由于软管9的摩擦而损坏机器人臂5外衬。此外，由于作用在软管上的拉力减小， 因而防止损坏软管9。导引件20可以安装在臂段6外衬上或组合在外衬内。
权利要求
1.一种包括机器人(1)的装置，机器人具有由一些臂段(6)组成的机器人臂(5)，机器人臂(5)携带由至少一条供电线路供电的设备(3、4)，-所述装置具有至少一个固定在臂段(6)上的导引件(10)，用于在机器人臂(5)上导引供电线路，其特征为所述导引件(10)设置为可绕臂段(6)纵轴线旋转。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述供电线路装在软管(9)内。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于-至少一个存储件(11)，用于柔性地接收和释放供电线路。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征为，所述存储件(11)设置在机器人臂(5)上。
5.按照权利要求3或4之一所述的装置，其特征为，所述存储件(11)设置在机器人处于其中的腔室的顶棚上。
6.按照权利要求3至5之一所述的装置，其特征为，所述存储件(11)包括轮子，该轮子具有施加复位力的扭转弹簧。
7.按照权利要求3至6之一所述的装置，其特征为，所述存储件(11)包括支承轮(14)， 该支承轮具有可移动的轴(15)。
8.按照权利要求7所述的装置，其特征为，所述轴由弹簧加载。
9.一种C形臂X射线系统，它有一个按照前列诸权利要求之一所述的装置。
全文摘要
本发明涉及一种包括机器人(1)的装置，机器人(1)具有由一些臂段(6)组成的机器人臂(5)，机器人臂(5)携带由至少一条供电线路供电的设备(3、4)。此装置具有至少一个固定在臂段(6)上的导引件(10)，用于在机器人臂(5)上导引供电线路。在这里导引件(10)设置为可绕臂段(6)纵轴线旋转。因此以有利的方式避免因供应线路的摩擦，损坏机器人臂(5)的外衬。此外，由于作用在供应线路上的拉力减小，因而防止损坏供应线路。
文档编号B25J19/00GK102463575SQ20111033655
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月31日 优先权日2010年10月29日
发明者W.纽伯 申请人:西门子公司