用于搬运物品的搬运设备和方法_3

文档序号:9834744阅读:来源:国知局
挂件的至少一个可运动的元件配备有传感器以用于检测元件的运动和/或构件负荷。所述搬运设备同样也可以涉及平行运动机器人,在该平行运动机器人中,悬挂件的至少一个可运动的元件配备有传感器以用于检测元件的运动和/或构件负荷。
[0034]在此,可以规定,所述至少一个传感器传感地检测机械手的和/或搬运设备的悬挂件的至少一个可运动的元件的加速度,而在控制电路和分析电路中进行传感值与由用于机械手的控制指令在时间曲线中有待预期的加速度值的比较。也可以可选地规定,所述至少一个传感器传感地检测机械手的和/或搬运设备的悬挂件的至少一个可运动的元件的加速度,据此,在控制电路和分析电路中进行传感值与由用于机械手的控制指令在时间曲线中有待预期的加速度值的比较,由此,在确定与有待预期的信号模型的偏差时可以推断出例如特别是机械手与可运动的或者固定的对象的碰撞的非预期的事件的发生。
[0035]控制电路和分析电路优选可以记录和/或传感地检测搬运设备的至少一个驱动马达的和/或平行运动机器人的两个、三个或者多个调节臂中的至少一个调节臂的电流接收值,从而在控制电路和分析电路中可以进行传感地检测的和/或记录的电流接收值与由用于机械手的控制指令在时间曲线中有待预期的电流接收值的比较,由此,在确定与有待预期的信号模型的偏差时又可以推断出例如特别是机械手与可运动的或者固定的对象的碰撞的非预期的事件的发生。分析单元和/或计算单元可以考虑用于分析传感器或者多个存在的传感器的输出信号和/或用于比较输出信号与可预先确定的信号模型。由此,例如机械手或者夹具或者诸如此类的装置的综合特性曲线比较、重量分析是可能的。
[0036]搬运设备的另一种变形方案可以规定,控制电路和分析电路可以监控和分析搬运设备的至少一个被监控的驱动装置的和/或平行运动机器人的2个、3个或者多个调节臂中的至少一个调节臂的路径-时间曲线,并且考虑用于识别在机械手的运动过程和/或搬运过程中的非预期的事件。
[0037]在所述搬运设备作为德尔塔运动机器人的实施变形方案中,所述搬运设备优选包括上方的悬挂件,在该悬挂件上铰接地固定有至少三个单独地电马达式驱动的调节臂,其中,所述至少三个调节臂中的每个调节臂由至少两个相对于彼此可枢转的臂区段形成,并且其中,所述至少三个调节臂可以相互独立地进行操纵。此外,所述设备包括机械手,该机械手包括一个或者多个用于抓取物品、分组物、捆扎物或者件货的器件并且与所述至少三个调节臂机械地耦接,从而可以通过所述至少三个调节臂中的一个或者多个调节臂的运动预先确定机械手的位置,以及所述设备包括至少一个适当的传感器、例如加速传感器或者拉伸传感器、压缩传感器和/或应变传感器,该传感器配设给至少一个所述调节臂、机械手和/或支承机械手并且悬挂在调节臂上的工件支架,并且生成加速引发的、拉伸引发的、长度变化引发的和/或应变引发的输出信号,并且所述设备包括用于检测至少一个铰接地固定在上方的悬挂件上的调节臂的至少一个电马达式的驱动装置的驱动马达和/或电流接收值。由至少一个加速传感器、压力传感器、拉伸传感器、压缩传感器和/或应变传感器的输出信号可以生成由电流接收值所预期的加速度值、压力值、拉伸值、压缩值和/或应变值,可以在分析单元和/或计算单元中处理这些值。由相互比较的值之间的偏差可以导出机械传输质量和/或运动偏差或者其他非预期的事件。因为至少一个加速传感器和/或振动传感器或者压力传感器或者拉伸测量传感器的输出信号在与可预先确定的搬运过程和/或操作过程的偏差方面和/或在机械手与物品、分组物、捆扎物、件货或者其他对象的碰撞方面可以被分析,则可以由所述值的比较推断出如特别是碰撞的非预期的事件。
【附图说明】
[0038]以下借助于附图更详细地阐述本发明的实施例及其优点。各个元件相互之间在图中的尺寸比例不总是符合实际的尺寸比例,因为图中简化了一些形状并且为了更好地说明而与其他元件相比放大地示出了其他一些形状。
[0039]图1示出了按照本发明的、用于搬运和/或用于操作物品、分组物、捆扎物或者件货的设备的实施变形方案的示意图;
[0040]图2以三个示意性的细节视图(图2A、图2B和图2C)示出了按照图1所示的设备的、带有对于传感器来说不同的安装位置的实施变形方案;
[0041]图3以示例性的形式示出了在按照图1所示的设备的调节臂之一的调节运动时的驱动转矩的曲线。
[0042]对于本发明的相同的或者作用相同的元件使用相同的附图标记。此外,为了清楚起见仅在各个附图中示出了对于描述相应附图来说必需的附图标记。所示出的实施方式仅呈现比如根据本发明的设备以及根据本发明的方法可以如何实施的实施例,并且不能被视为封闭的限定。
【具体实施方式】
[0043]首先在此应当指出的是,在图1和图2A至图2C中阐述的按照本发明的设备的实施变形方案参照具有三个相同形式的枢转臂的德尔塔运动机器人(Deltakinematik-Roboter)或者所谓的三脚架(Tripod),该三脚架是搬运装置的或者用于搬运的机械手的、用于转动、推移或者容纳物品、件货或者捆扎物的部件。特别是,在德尔塔运动机器人、德尔塔机器人或者三脚架的可能的设计方案方面、在其构造、其工作原理和运动空间方面应该参考公开文献DE 10 2013 106 004 Al,对此明确地参考该公开文献的总共内容。因此,在此省略了对运动模式、对用于三个枢转臂的驱动装置等等的详细说明。原则上,按照图1和图2所示的设备10也可以仅具有两个(双头的)或者也可以可选地具有四个(四头的)或者多个相同形式的或者不同的调节臂。同样能对具有龙门机器人或者是这种龙门机器人的部件的搬运设备使用本发明的原理,该龙门机器人典型地具有带有抓取钳或者类似物的机械手,该机械手可运动地悬挂在框架托架中并且可沿三个相互垂直地定向的轴线运动。机械手或者抓取装置的可动性限定了方形的运动空间,而在三脚架中典型地产生具有向下邻接于三脚架的截球体的圆柱形的运动空间或者类似形状的运动空间。
[0044]图1的示意性的侧视图示出了用于抓取、检测、定位、搬运、推移、转动、重新分组和/或用于操作单个地、成对地或者成组地在水平输送装置12上运输的物品、捆扎物或者件货的按照本发明的搬运设备10的可设想的设计方案,然而这些物品、捆扎物或者件货在这里未示出。特别是,在这里未示出的物品、分组物、捆扎物或者件货放置在更大的设备14的用于搬运、输送、分组和/或包装物品、件货、分组物和/或捆扎物的支承面和/或输送区段12上或者在所述支承面或者输送区段12上沿水平方向运动,从而这些物品、捆扎物或者件货能够以均匀的输送速度通过搬运设备10。
[0045]在示出的实施例中,搬运设备10包括平行运动机器人11,正如这在图2A至图2C中可明显地看出的那样。然而,搬运设备10同样也可以由龙门机器人或者多轴机器人形成。
[0046]构成为抓取单元和/或操作单元16的或者具有这种抓取单元和/或操作单元的搬运设备10设置在水平输送装置12的支承面和/或输送区段上方并且包括上方的悬挂件18,在该悬挂件上铰接地固定有三个单独驱动的调节臂20。所述三个调节臂20中的每个调节臂由两个相对于彼此可枢转的臂区段22和24形成,亦即分别由上臂22以及下臂24形成,该上臂可围绕水平的枢转轴线运动并且铰接地并且马达驱动地悬挂在上方的悬挂件18上,该下臂与上臂22铰接地连接并且向下引导,从而所有三个下臂24在下方的耦接区段26中(所谓的工具中心点或者TCP)相遇。在所述下方的耦接区段26或者TCP处存在具有一对可相对进给的抓取钳的可单独激活的抓取装置28,该抓取装置用于检测、抓取和/或操作处于输送区段12上的物品、分组物、捆扎物或者件货。
[0047]正如这已经在文献DE 10 2013 106 004 Al中详细地描述的那样,所述三个调节臂20中的每个调节臂与其他调节臂20无关地进行操纵,由此得出机械手16连同其抓取装置28在经限定的运动空间30内的自由的可动性,其中,通过所述总共三个调节臂20中的一个或者多个调节臂的运动可以预先确定抓取装置28在运动空间30内的位置。所述运动空间或者工作空间30参照工具中心点26沿垂直方向或者说沿z方向是圆柱体,在该圆柱体的下边缘上邻接截球体,正如这在图1中示出的那样。
[0048]上方的悬挂件18在图1示出的实施例中在总共三个倾斜的支撑架32上设有支撑部,所述支撑架又支撑在设备14的用于搬运、输送、分组和/或包装物品、件货、分组物和/或捆扎物的框架托架34中。框架托架34例如可以是具有螺纹连接的垂直支架和水平支架的刚性的钢支架框架或者类似物,该钢支架框架在下方的区域中容纳水平输送区段12。
[0049]此外,所述设备包括至少一个传感器36,该传感器例如可以由拉伸传感器、压缩传感器和/或应变传感器形成或者也由加速传感器形成,所述传感器在所述调节臂20其中之一、机械手28和/或工具中心点26上的定位应该仅在图1的示意性视图中示出;至少一个传感器36或者两个或多个这样的传感器36的放置及其优选的实施变形方案借助于图2A至图2C的部分视图更详细地阐述。
[0050]所述至少一个传感器36(这例如可以是加速传感器、振动传感器,但也可以是应变传感器或者拉伸传感器或者类似物)在相应的调节臂20的每个调节运动时、亦即在上臂22围绕其水平的枢转轴线的每个上下运动时生成加速引发的、拉伸引发的、长度变化引发的和/或应变引发的输出信号38。可以在分析单元和/或计算单元40中检测并且分析所述至少一个传感器36的输出信号38,其中,鉴于有待预期的运动过程、加速过程、长度变化过程、拉伸过程或者应变过程进行分析,正如这以下参照图2A至图2C和图3详细地阐述的那样。
[0051]也可以鉴于调节臂运动与可预先确定的搬运过程和/或操作过程的偏差和/或鉴于抓取装置28或者机械手16与物品、分组物、捆扎物、件货或者其他对象的碰撞而在分析单元和/或计算单元40中可选地分析所述至少一个传感器36的输出信号38。因此,所述至少一个
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