本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于工具存放台的覆盖装置。本发明还涉及一种工具存放台。
用于工业制造和加工过程的工业机器人通常可以配备不同的工具。这些工具在不使用时保存在工具存放台中，工业机器人可以在需要时自动从存放台中取出这些工具，并可以随后再自动将其放置进工具存放台中。用于工业机器人的工具存放台的覆盖装置在现有技术中是已知的。这些覆盖装置用于，例如保护工具侧的开口免受污染的侵入。已知的覆盖装置包括可枢转地连接到工具存放台的覆盖物，其中覆盖装置从覆盖位置进入打开位置或反之从打开位置进入覆盖位置通常包括覆盖物在120°至130°之间的相对大角度的枢转运动。虽然这种覆盖装置确保了可靠的防护以免受污物进入，但是打开和关闭通常需要相对长的周期时间。
因此，本发明的目的是提供一种用于工具存放台的覆盖装置，该覆盖装置克服了上述缺点。特别地，本发明的目的在于创造一种覆盖装置，该覆盖装置能够尽可能有效且快速地从关闭位置进入打开位置，反之亦然。
这个目的通过具有主权利要求特征的用于工具存放台的覆盖装置来实现。从从属权利要求和实施例的特征会得出有利的进一步的发展。
建议的覆盖装置包括覆盖物以及用于移动覆盖物的机构。用于移动覆盖物的机构包括导轨和第一驱动器。第一驱动器由导轨引导，相对于导轨可移动，并且与覆盖物连接。其中覆盖装置能够通过第一驱动器沿导轨在第一方向上的移动进入打开位置，并且其中覆盖装置能够通过第一驱动器沿着导轨在与第一方向相反的第二方向上的移动而进入覆盖位置。用于移动覆盖物的机构被设计为使得第一驱动器沿导轨的移动引起覆盖物的至少部分平移运动。
对于根据本发明的覆盖装置，其达到目的在于覆盖物不作纯粹枢转运动。一方面，覆盖物的至少部分平移运动是有利的，因为通过这种方式可以实现覆盖装置的更快速的打开和关闭，尤其是对于用于工业机器人的工具存放台，这允许工业机器人快速更换工具。另一方面，覆盖物的至少部分平移运动具有使所述打开和关闭占用较少的覆盖物上方空间的优点，由于在覆盖装置打开之前或打开过程中，该优点可以因此使得工业机器人的工具接收装置接近工具存放处，从而同样允许更快速的工具更换。
第一驱动器可以包括由于其形状而适于包围导轨的凹入空间。导轨可以设立在水平方向上，通过导轨设立在水平方向上的方法，第一驱动器在水平方向上可移动。导轨可以设计成使得第一驱动器在移动时穿过直线路径或弧形路径。
覆盖装置可以包括刚性连接到覆盖物的第一引导元件，其中覆盖物围绕旋转轴可旋转地连接到第一驱动器，该旋转轴与第一引导元件间隔，并且其中用于移动覆盖物的机构包括与第一引导元件接合的第二引导元件，其中第一引导元件和第二引导元件被设计和布置成使得第一驱动器的移动在引起覆盖物的至少部分平移运动之外，还引起覆盖物围绕旋转轴的旋转运动。第二引导元件通常相对于导轨固定不动地布置，并且刚性连接到覆盖物的第一引导元件的运动由第二引导元件引导。
第二引导元件可以设计成凹槽。凹槽适合于例如从两个相对的侧面引导第一引导元件，通过该方式可以实现可靠的引导，特别是在覆盖装置的快速打开和关闭过程中。第一引导元件可以设计成凸耳。如果第二引导元件设计成凹槽，则该凸耳可以以使得在打开和关闭覆盖装置时凸耳被凹槽引导的方式容纳在凹槽中或者投入到凹槽中。
相反地，同样可以设想，刚性连接到覆盖物上的第一引导元件设计成凹槽，并且相对于导轨固定不动地布置的第二引导元件设计为凸耳。在这两种情况下，打开和关闭覆盖装置时覆盖物的移动由凹槽的形状限定。
另一个实施例设想第一引导元件被设计为辊子。辊子适于在第二引导元件的表面上滚动。通过这种方式，第一引导元件和第二引导元件的机械磨损可以最小化。
旋转运动可以例如通过第二引导元件引导第一引导元件或第一引导元件引导第二引导元件实现，使得在覆盖装置的打开或关闭过程中，可沿着导轨移动的旋转轴和刚性连接到覆盖物的第一引导元件至少部分地穿过不同长度的延伸路径。
例如，第一驱动器可以是相对于导轨可移动的，使得在打开和关闭时相对于第一驱动器固定地布置的旋转轴执行由导轨引导的直线平移运动。第一引导元件和第二引导元件则可以设计为，在沿着导轨移动第一驱动器时，使得第二引导元件在至少部分为弧形的路径上引导与旋转轴间隔开并刚性布置在覆盖物上的第一引导元件。或者，第一引导元件和第二引导元件也可以设计为，在沿着导轨移动第一驱动器时，使得第二引导元件在直线路径上引导第一引导元件，但是该直线路径与导轨围成不同于180°的角度。
覆盖物通常以板状形式设计。然后，旋转轴可以与由板状覆盖物限定的平面对齐平行。旋转轴可以在水平方向上取向，并且在此垂直于第一方向和第二方向。
可以设想在覆盖装置的打开过程期间，覆盖物首先执行旋转和平移运动的组合，并且随后执行纯粹的平移运动。一方面，这样的顺序可以允许在覆盖装置的覆盖位置安全地覆盖工具，另一方面允许覆盖装置的快速打开。
有用的是，导轨包括沿着导轨的纵向延伸的空腔，以及在该空腔中被引导并且可沿导轨的纵向移动的第二驱动器，其中第一驱动器和第二驱动器以使得第二驱动器的移动引起第一驱动器的移动的方式耦合。因此可以通过驱动第二驱动器来实现覆盖装置的打开和关闭。
导轨有用地包括至少一个用于使空腔承受过压或真空的压缩气体连接件，其中空腔和第二驱动器被设计为，以及第二驱动器在空腔中被引导为，使得通过压缩空气连接件，空腔受到的过压或真空引起第二驱动器在空腔内的移动，特别是沿着导轨的移动。
例如，压缩空气连接件可以设置在导轨的两个相对的端部处。对其中一个压缩空气连接件施加过压或者真空，然后导致第二驱动器的移动，在第一驱动器和第二驱动器的运动耦合的前提下，第二驱动器的移动可以导致第一驱动器的移动。因此通过压缩空气驱动了覆盖装置的打开或关闭。
第一驱动器和第二驱动器可以被设计为使得第一驱动器和第二驱动器通过磁力耦合或者通过磁力可以耦合。即第一驱动器和/或第二驱动器可以包括永磁体，或者永磁体可以固定地布置在第一驱动器和/或第二驱动器上。可替代地或附加地，第一驱动器和/或第二驱动器可以包括电磁体，或电磁体可以固定地布置在第一驱动器和/或第二驱动器上。
如果沿着第一方向上第一驱动器和第二驱动器之间的距离足够小，则通过这种磁吸引力，以达到第二驱动器的移动导致第一驱动器移动的目的。如果沿着第一方向上第一驱动器和第二驱动器之间的距离足够大，则第一驱动器和第二驱动器的运动可以被解耦。
如果第一驱动器和第二驱动器的运动耦合，那么第一驱动器和第二驱动器之间的吸引力优选具有至少10n和/或最多200n，特别优选至少60n和/或最多80n。
第一驱动器和第二驱动器的运动也可以通过作用在第一驱动器或覆盖物上的力而解耦。例如在覆盖装置的打开或关闭过程中，如果覆盖物碰到障碍物，从而导致第一驱动器的移动被阻挡，则第二驱动器可以在导轨的空腔中进一步移动，而第一驱动器在导轨上停止。因此，由于覆盖物和障碍物之间的碰撞而引起的覆盖装置的损坏可以受到限制。此外，通过这种方式，也可以限制对障碍物可能造成的损坏。在移除障碍物之后，通过第一驱动器和第二驱动器再次相互接近，可以使第一驱动器和第二驱动器的运动再次进入耦合状态。
通常情况下，导轨被设计为具有圆形横截面的管的形状，并且第二驱动器设计为圆柱体的形状。在此，第二驱动器的外径优选小于导轨的内径，通常仅略小一些。
此外，覆盖装置可以包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为检测第一驱动器相对于导轨的至少一个位置。
检测第一驱动器的位置允许例如自动识别覆盖装置是处于打开位置还是处于覆盖位置。至少一个传感器可以被配置为例如检测由第一驱动器的磁性材料引起的磁性散射场。覆盖装置可以另外包括至少一个第二传感器，该第二传感器被配置为检测第二驱动器的至少一个位置。
本发明还涉及一种工具存放台，该工具存放台具有至少一个接收器，该接收器用于接收工具，尤其是用于借助工业机器人接收工具，并且该工具存放台具有至少一个如上所述的覆盖装置。
在一些实施例中，可以设想用于移动覆盖物的机构包括第一连接件和第二连接件。这里，第一连接件可以围绕第二旋转轴可旋转地连接到第一驱动器，并且可以围绕第三旋转轴可旋转地连接到覆盖物。此外，第二连接件可以围绕第四旋转轴可旋转地连接到第一驱动器，并且可以围绕第五旋转轴可旋转地连接到覆盖物。第一连接件可以包括与第二旋转轴间隔开的第三引导元件，并且该机构可以包括与第三引导元件接合的第四引导元件。此处，该机构可以被设计为使得第一驱动器的移动引起覆盖物的基本上纯粹平移的运动和非线性的运动。通常，第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴线、第三引导元件和第五引导元件排列整齐、彼此对齐，使得第一驱动器的移动引起覆盖物的基本上纯粹平移的运动和非线性的运动。通常，这里第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴和第五旋转轴定位为彼此平行或基本平行。
通过这种方式可以实现特别节省空间的实施例。通常，在覆盖装置的指定应用中，这里的第一驱动器的移动引起一个运动，关于该运动，相比在覆盖装置的打开位置，覆盖物在覆盖装置的覆盖位置时进入较低的位置。因此，当覆盖装置处于覆盖位置时，能够达到覆盖物可靠地覆盖归置在接收器中的工具的目的。如果覆盖装置进入打开位置，则通常首先抬起覆盖物。然后通常在此之后，即在打开过程的进一步过程中，覆盖物以完全平移的方式运动。
第三引导元件可以被设计为例如辊子。第四引导元件可以被设计为例如凹槽，辊子可以在该凹槽中滚动。
第一个驱动器通常是线性可移动的。在一些实施例中，可以设置刚性连接到第一驱动器的第五引导元件和与第五引导元件接合的第六引导元件。在第一驱动器的运动下，第五引导元件通常可由第六引导元件线性引导。在第一驱动器在导轨上的线性移动下，可以通过这种方式实现第一驱动器的额外的引导，特别是垂直于导轨的径向和沿着其轴向的引导。
下面通过附图描述本发明的实施例。显示在：
图1为处于打开位置的覆盖装置的侧视图；
图2为处于图1所示的打开位置的覆盖装置的立体图；
图3为图1和2所示的覆盖装置处于部分打开位置的侧视图；
图4为处于图3所示的部分打开位置的覆盖装置的立体图；
图5为图1至4所示的覆盖装置处于覆盖位置的侧视图；
图6为处于图5所示的覆盖位置的覆盖装置的立体图；
图7为图1至6中所示的覆盖装置的第二引导元件的侧视图；
图8为图1至6所示的覆盖装置的导轨、第一驱动器和第二驱动器的分解图；
图9为图1至8所示的覆盖装置的保持器的立体图；
图10为图1至9所示的覆盖装置以及障碍物的侧视图；
图11为用于移动覆盖物的机构的一些部件的立体图；和
图12(a)-(c)为在打开覆盖装置期间的不同时间点的覆盖装置的侧视图。
在图1的侧视图中示出了用于工具存放台的覆盖装置1。覆盖装置1包括覆盖物2，用于移动覆盖物2的机构3以及用于将覆盖装置1紧固到工具存放台的紧固构件5。
机构3包括保持器4。覆盖物2通过螺纹连接件6、7紧固在保持器4上。
机构3还包括第一驱动器10。保持器4绕水平的旋转轴9可旋转地连接到第一驱动器10。第一驱动器10被引导在设计成具有圆形横截面的管状的导轨11上，导轨11为不锈钢制造。此处，导轨11的纵向设置在水平方向上。第一驱动器10可沿导轨11的纵向移动。同样可沿水平方向移动的第二驱动器13在导轨11的空腔12内被引导。空腔12布置在导轨11的内部，并且被导轨11包围。该空腔沿着导轨11的纵向延伸。
在导轨11的第一端14处形成有限制第一驱动器10和第二驱动器13沿导轨11在第一方向34上的移动的第一止动件15。在如图1所示的覆盖装置1的打开位置处，第一驱动器10以及第二驱动器13与第一止动件15接触，使得第一驱动器10和第二驱动器13只能沿导轨11在第二方向35上移动，该第二方向35与第一方向34相反。而且，在导轨11的第二端16处形成有第二止动件17。第二止动件17限制第一驱动器10和第二驱动器沿着导轨11在第二方向35上的运动。
空腔12可以在导轨11的第一端14的区域中和导轨11的第二端16的区域中通过第一压缩空气连接件18和通过第二压缩空气连接件19经受过压和/或真空。设置了压缩空气连接件18、19，从而使得第二驱动器13的移动可以通过压缩空气来驱动。例如，用通过空腔12内的第二压缩空气连接件19使空腔12经受过压的方法，第二驱动器13能够沿着导轨11在第一方向34上移动。相应地，用通过空腔12内的第一压缩空气连接件18使空腔12经受过压的方法，第二驱动器13能够沿着导轨11在第二方向35上移动。
第一驱动器10和第二驱动器13各自包括永磁体20、21。例如，该永磁体被一体成型到驱动器10、13中或者被紧固到驱动器10、13上。永磁体20、21被设计为使得第一驱动器10和第二驱动器13之间的磁吸引力将第一驱动器10和第二驱动器13的运动耦合，从而使第二驱动器13在空腔12中的移动导致或可能导致第一驱动器10在导轨11上的移动。
用于移动覆盖物2的机构3包括两个辊子形式的第一引导元件8，该第一引导元件8紧固在保持器4上，并且通过保持器4刚性连接到覆盖物2。第一引导元件8与旋转轴9间隔开，在旋转轴9上保持器4可旋转地连接到第一驱动器10。第一引导元件8的辊子与旋转轴9对齐平行。
用于移动覆盖物2的机构3还包括用于引导第一引导元件8的第二引导元件22。该第二引导元件22，以相对于导轨11固定地布置在导轨11旁的两个部件的形式，由朝向导轨11开口的两个凹槽形成。第一引导元件8的一个辊子接合到第二引导元件22的一个凹槽中，使得在移动第一驱动器10时第一引导元件8被第二引导元件22引导。相对于导轨11固定布置的第二引导元件22，沿着由第二引导元件22的凹槽的形状限定的路径，引导刚性连接到覆盖物2的第一引导元件8。在给出的替代实施例中，第一引导元件还可以包括至少一个或多个凸耳，该凸耳刚性连接到保持器4，且如前述的辊子那样接合到第二引导元件22的凹槽中，并因此在其移动中被凹槽引导。然后，这些凸耳也如前述辊子一样分别与旋转轴9间隔开。
图2示出了处于图1中已经示出的打开位置的同一覆盖装置1的立体图。在该图和后面的附图中反复出现的特征具有相同的附图标记。覆盖装置1另外包括两个传感器23、24，传感器23、24被配置为在导轨11的第一端14的区域以及在导轨11的第二端16的区域中，检测第一驱动器10相对于导轨11的位置。传感器23、24可以被设计为，例如光学或磁性传感器。
图3和4示出处于部分打开位置的同一覆盖装置1的侧视图或立体图。空腔12通过压缩空气连接件18、19受到压缩空气的作用，使得第二驱动器13进行向右的运动，即沿第二方向35运动，以使覆盖装置1从如图1和图2所示的打开的位置进入如图3和图4所示的部分打开的位置。作为第一驱动器10和第二驱动器13之间的磁吸引力的结果，由于第一驱动器10和第二驱动器13的运动的耦合，则第一驱动器10同样进行向右的运动，即沿第二方向35运动。
图7示出了第二引导元件22的侧视图。第二引导元件22具有第一端部30和第二端部32。第二引导元件22的第一区域31连接到第二引导元件22的第一端部30，并且第二引导元件22的第二区域33连接到第二引导元件22的第二端部32。
第二引导元件22的第一区域31与导轨11对齐平行，因此与第一驱动器10沿着导轨11的运动平行。只要刚性连接到覆盖物2的第一引导元件8是在第二引导元件22的与导轨11对齐平行的区域31中被引导，则在第一驱动器10沿着导轨11运动时，(通过其覆盖物2可旋转地连接到第一驱动器10的)旋转轴9与(跟旋转轴9间隔开的)第一引导元件8彼此平行地移动，使得在覆盖物2移动的这个区域中不会发生覆盖物2相对于旋转轴9的旋转。因此，在使覆盖装置1从如图1和图2所示的打开位置进入如图3和4所示的部分打开位置时，保持器4和覆盖物2进行纯粹的平移运动。
图5和图6分别示出处于覆盖位置的同一覆盖装置1的侧视图和立体图。空腔12继续通过压缩空气连接件18、19受到压缩空气的作用，使得第二驱动器13和第一驱动器10沿着导轨11进行向右的运动，即在第二方向35上移动，以使覆盖装置1从如图3和图4所示的部分打开位置进入如图5和图6所示的覆盖位置。
在图5和图6所示的覆盖装置1的覆盖位置中，第一驱动器10以及第二驱动器13与第二止动件17接触，该第二止动件17防止第一驱动器10和第二驱动器13的在第二方向上的进一步移动而越过第二止动件17。
在图7所示的第二引导元件22的第二区域33中，第二引导元件22以弧形方式延伸。特别地，在该第二区域33中，第二引导元件22的凹槽因此不像在第一区域31中那样平行于导轨11延伸。由于第二引导元件22的凹槽在第二区域33中弧形地延伸的事实，接合到第二引导元件22的凹槽的第一引导元件8的辊子在第二引导元件22的第二区域33中被以这样的方式引导，使得(相对于覆盖物2固定设置的)辊子和(与辊子间隔开的、覆盖物2绕其可旋转地连接到第一驱动器10的)旋转轴9沿不同的路径延伸使覆盖装置1从如图3和图4所示的部分打开位置进入如图5和6所示的覆盖位置。基于此，除了平移运动之外，覆盖物2还相对于旋转轴9进行旋转运动。
图8示出了导轨11、第一驱动器10和第二驱动器13的分解图。第二驱动器13基本上具有活塞的形状。导轨11被设计成具有圆形横截面的管的形状。第二驱动器13的外径仅略小于管的内径，使得第二驱动器13可沿导轨11的纵向在导轨11的空腔12中被引导。第一驱动器10的形状是具有圆形凹入空间25的环，该圆形凹入空间25的直径仅略大于导轨11的外径。因此，第一驱动器10可以在导轨11上可靠地被引导。第一驱动器10还包括用于紧固保持器4的接收部26。覆盖装置1的旋转轴9穿过接收部26。
在图9中示出了覆盖装置1的保持器4的立体图。保持器4包括连接构件27、28，连接构件27、28被配置为接合到第一驱动器的接收部26中，以将保持器4可旋转地连接到第一驱动器10。
图10示出了同一覆盖装置1和障碍物29的侧视图。在不完全闭合过程中，在覆盖物2撞上障碍物29之后的某一时刻，图10中所示的覆盖装置1处于部分打开位置。在障碍物29和覆盖物2之间相撞的期间，障碍物29阻挡第一驱动器10在第二方向35上的进一步移动。然而，由于第一驱动器10和第二驱动器13的运动的解耦，导轨11的空腔12中由压缩空气驱动的第二驱动器13在碰撞之后继续可移动。因此，在碰撞之后，第二驱动器13在第二方向35上进行运动直到第二止动件17处，在图10中，第二驱动器13与第二止动件17接触。在图10所示的覆盖装置1的情况下，空腔12继续受到压缩空气的作用，然而由于第一驱动器10和第二驱动器13的运动的解耦，该压缩空气不会对覆盖物2施加向右的力，从而限制了对覆盖物2和对障碍物29的损坏。
除了覆盖装置1之外，工具存放台还可以包括用于工具的接收器。覆盖装置1可以通过紧固构件5紧固到工具存放台的接收器上，使得在覆盖装置1的覆盖位置处，覆盖物2保护位于工具存放台的接收器中的工具免受灰尘和污物。在覆盖装置1的打开位置，工具对于工业机器人来说从上方可及并且可从上方取出。
图11示出了根据进一步实施例的用于移动覆盖物2的机构的一些部件。该机构与上述的机构3的不同之处在于，该机构被配置为引起覆盖物2的纯粹平移运动和非线性的。该机构包括保持器4、第一驱动器10、连接元件36以及第一连接件37和第二连接件38，覆盖物2固定在保持器4上。连接元件36刚性地连接到第一驱动器10。第一连接件37围绕第二旋转轴39可旋转地连接到连接元件36上，第二连接件38围绕第四旋转轴40同样可旋转地连接到连接元件36上。第一连接件37另外围绕第三旋转轴41可旋转地连接到保持件4，并且第二连接件38围绕第五旋转轴42可旋转地连接到保持器4。为了更好地概览，在分解图中，保持器4以与第一连接件和第二连接件37、38间隔开的方式呈现。旋转轴39、40、41、42成对地彼此平行取向并且彼此间隔开。
第一连接件37包括被设计为辊子对的第三引导元件43，其中该辊子对中的一个辊子布置在如图11所示的机构的远离观察者的一侧，因此在图中不可见。连接元件36还包括被设计为两对辊子对的第五引导元件44，每对辊子对中包含两个相邻的辊子。这些辊子对中的一对被布置在图示中机构的远离观察者的一侧，因此在图示中不可见。在本实施例中，该不可见的辊子对与可见的辊子对相对应。
该机构还包括第四引导元件45和第六引导元件46，它们分别被设计为位于垂直侧板47中的凹槽。通常另外设置具有对应引导元件的另一侧板，但是这在图11中未示出。图11中虚线表示，第三引导元件43被设计为接合到第四引导元件45中，并且第五引导元件44被设计为接合到第六引导元件46中。
图12(a)-12(c)示出了打开覆盖装置1'期间处于不同时间点的具有图11描述的用于移动覆盖物2的机构的覆盖装置1'。除了在关于图11的上下文中描述的区别之外，覆盖装置1'与上述覆盖装置1对应。在图12(a)中，覆盖装置1'位于覆盖位置，在该覆盖位置处，覆盖物的上侧48和下侧49水平取向。在覆盖位置处，覆盖装置1'适于通过覆盖物2覆盖工具。
图12(b)示出了在打开期间，第一驱动器10和第二驱动器13已经向左移动之后一个时间点的覆盖装置1'。在第一驱动器10的移动期间，第三引导元件43由第四引导元件45引导，并且第五引导元件44由第六引导元件46引导。在通过第四引导元件45引导第三引导元件43，覆盖物2因第一驱动器10的移动被抬起。然而，覆盖物2在此不进行旋转运动，因此覆盖物2的上侧48和下侧49继续水平取向。
在图12(c)中，表示了覆盖装置1'处于完全打开的位置。在该位置上，覆盖物2位于比在覆盖位置中更高的位置。处于打开位置的覆盖装置1'的覆盖物2位于左侧足够远的位置，使得可能被容纳在工具存放台的接收器中的工具从上方可及，该工具存放台布置在覆盖装置1'的右侧并且未示出。在整个打开过程中，覆盖物2不进行旋转运动，因此覆盖物2的上侧48和覆盖物2的下侧49继续水平取向。