專利名稱：具有供應(yīng)線路導(dǎo)引件的機(jī)器人裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括機(jī)器人的裝置，機(jī)器人具有由一些臂段組成的機(jī)器人臂，機(jī)器人臂攜帶由至少一條供電線路供電的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在工業(yè)和醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的機(jī)器人中，常見的問題源于，由機(jī)器人臂攜帶的設(shè)備要通過大量電氣、液壓、氣動和/或其他供應(yīng)線路供給。它們通常不能在機(jī)器人臂內(nèi)部引過， 因為這就需要在機(jī)器人臂的每個關(guān)節(jié)內(nèi)，為每個供應(yīng)線路設(shè)置能相應(yīng)運動的通過裝置。所以供應(yīng)線路一般在機(jī)器人臂外部引向設(shè)備。為防止損壞這些供應(yīng)線路，往往將它們裝在軟管內(nèi)。為此優(yōu)選地采用波紋軟管，因為它們在強(qiáng)度高的同時沿各方向有良好的柔性。將電纜引向安裝在機(jī)器人上的外部設(shè)備，必須在機(jī)器人臂附近進(jìn)行。為保證不危及和無干擾地處置病人，不允許電纜在空間自由懸掛。此外，由于機(jī)器人運動范圍大，由于電纜或電纜束大的直徑和要保持電纜彎度最小，使上述問題更加嚴(yán)重。為了不限制裝置的運動自由度，必須提供一定的線路或軟管備用量。與此同時，對線路或軟管的導(dǎo)引必須實施為，使得在機(jī)器人臂和由機(jī)器人攜帶的設(shè)備運動期間，軟管和在軟管內(nèi)延伸的線路不會損壞，并且使因慣性引起延遲地跟隨機(jī)器人臂運動的軟管本身，不造成其他部件損壞。圖1表示在按后公開文件102009043448. 8的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人中供應(yīng)線路的導(dǎo)引裝置。圖中表示一個C形臂X射線系統(tǒng)1，該系統(tǒng)具有一個包括射線源3和射線探測器4的 C形臂2。C形臂2安裝在機(jī)器人臂5上，它有多個臂段6，臂段6通過鉸鏈7互相連接并與 C形臂2及機(jī)器人支架8連接。安裝在C形臂2上的射線源3和射線探測器4經(jīng)由供應(yīng)線路(未表示)供應(yīng)，這些供應(yīng)線路在軟管9中引向C形臂2。通過軟管9，一方面實現(xiàn)供應(yīng)線路的聚束，以及另一方面防止受外部影響和導(dǎo)致?lián)p壞。軟管9通過導(dǎo)引件10沿各個臂段導(dǎo)引，并借助導(dǎo)引件10固定在各臂段6近旁，所以一個臂段6與軟管9的相應(yīng)區(qū)段，始終實施對應(yīng)的運動而不會發(fā)生沖突。在這里導(dǎo)引件10設(shè)計為，如果由于臂段6或C形臂2運動需要附加的軟管9或重新釋放軟管9，則軟管9可以沿縱向通過導(dǎo)引件10滑動。導(dǎo)引件10可以自身能轉(zhuǎn)動和/或鉸接地支承在例如帶有限幅套的球關(guān)節(jié)上，以便能使導(dǎo)引件10沿軟管張緊方向定向。由此可以防止軟管9在導(dǎo)引件10上過度彎折。安裝在C形臂X射線系統(tǒng)1處于其中的診治室圖中未表示的頂棚上的存儲件11， 容納為保證運動自由度必要的軟管備用量，連同供應(yīng)線路的備用量，以及在需要時將它們根據(jù)由機(jī)器人臂5實施的運動釋放。當(dāng)軟管9通過機(jī)器人臂5運動受到的拉力增加時，存儲件11釋放軟管9，以及在軟管9因機(jī)器人臂5運動使拉力減小時，將軟管9重新拉入。按選擇，存儲件11也可以直接安裝在機(jī)器人臂5上。軟管9在C形臂2處終止在供應(yīng)線路進(jìn)口 12內(nèi)。軟管9的釋放或拉入，可例如通過未表示的電機(jī)控制的存儲輪進(jìn)行，該存儲輪利用一個與作用在軟管9上拉力的反向力，始終保持將軟管9張緊。取代存儲輪，存儲件1也可以包括一個有可移動的軸的支承輪。圖2表示一個按現(xiàn)有技術(shù)的供應(yīng)線路存儲件，它包括一個有移動的軸的輪子。支承輪14和移動的軸15安裝在外殼13內(nèi)。外殼13上固定一個彈簧16，在其另一端設(shè)有軸15。圍繞支承輪14導(dǎo)引一個包封供應(yīng)線路的軟管9。軟管通過固定卡圈18固定在外殼13上。軟管9的輸入沿圖示的方向17進(jìn)行。彈簧16因施加拉力的改變，導(dǎo)致改變軸15的位置，并因而導(dǎo)致改變軟管9處于外殼13內(nèi)這一部分的長度。若軟管9因未表示的機(jī)器人臂運動而使拉力增加，則導(dǎo)致彈簧16收縮，由此縮短軟管9在外殼內(nèi)的部分的長度。因此軟管9 一個附加的部分可提供用于機(jī)器人臂運動。若軟管9的拉力因機(jī)器人臂運動而減小，則導(dǎo)致彈簧16松弛，由此加大軟管9在外殼內(nèi)的部分的長度。從而縮短可供機(jī)器人臂運動使用的軟管9部分。附圖標(biāo)記19表示機(jī)器人臂運動時的軟管運動方向。已知的供應(yīng)線路導(dǎo)引裝置的缺點是，軟管連同供應(yīng)線路受到大的拉伸和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。軟管和供應(yīng)線路受這種持續(xù)載荷而損壞，將不可能完全避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服這些缺點并提供一種改進(jìn)的機(jī)器人裝置。上述技術(shù)問題通過一種機(jī)器人裝置得以解決，機(jī)器人具有由一些臂段組成的機(jī)器人臂，機(jī)器人臂攜帶由至少一條供電線路供電的設(shè)備。此裝置具有至少一個固定在臂段上的導(dǎo)引件，用于在機(jī)器人臂上導(dǎo)引供電線路。在這里導(dǎo)引件設(shè)置為可繞臂段縱軸線旋轉(zhuǎn)。因此，在一個或多個臂段轉(zhuǎn)動時，實施可繞臂段轉(zhuǎn)動地導(dǎo)引供應(yīng)線路，由此避免因供應(yīng)線路的摩擦而損壞機(jī)器人臂外襯。此外，由于作用在供應(yīng)線路上的拉力減小，因而防止損壞供應(yīng)線路。按一種特殊的實施形式，所述供應(yīng)線路可以裝在軟管內(nèi)。因而有利地防止損壞供應(yīng)線路。為此優(yōu)選地采用波紋軟管，因為這種軟管在強(qiáng)度高的同時沿各方向有良好的柔性。按一項有利的設(shè)計，裝置可以有至少一個存儲件，用于柔性地接收和釋放供應(yīng)線路。按本發(fā)明的一項擴(kuò)展設(shè)計，存儲件可以設(shè)置在機(jī)器人臂上。由此以有利的方式減小作用在供應(yīng)線路或軟管上大的拉伸和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，以及降低損壞供應(yīng)線路或軟管的危險性。此外，存儲件可以設(shè)置在機(jī)器人處于其中的腔室的頂棚上。按另一項設(shè)計，存儲件可包括一個輪子，該輪子有一個施加復(fù)位力的扭轉(zhuǎn)彈簧。供應(yīng)線路或軟管的備用量儲存在此輪子的外徑上。所述扭轉(zhuǎn)彈簧以有利的形式保證，始終張緊供應(yīng)線路或軟管。有利地，存儲件可包括支承輪，該支承輪有可移動的軸。按本發(fā)明一項有利的擴(kuò)展設(shè)計，所述可移動的軸由彈簧加載。通過可移動的軸的彈簧加載，可以在軟管拉力增加時，從存儲件提供附加的軟管部分，用于機(jī)器人臂的運動， 以及在軟管拉力減小時，將不再需要用于機(jī)器人臂運動的軟管部分再拉入存儲件內(nèi)。本發(fā)明還提供一種C形臂X射線系統(tǒng)，它具有機(jī)器人裝置，機(jī)器人具有由一些臂段組成的機(jī)器人臂，機(jī)器人臂攜帶由至少一條供電線路供電的設(shè)備。此裝置具有至少一個固定在臂段上的導(dǎo)引件，用于在機(jī)器人臂上導(dǎo)引供電線路。在這里導(dǎo)引件設(shè)置為可繞臂段縱軸線旋轉(zhuǎn)。


由下面借助多個示意圖說明的多種實施例，可看出本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點。其中圖1表示按現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人中導(dǎo)引供應(yīng)線路的裝置；圖2表示按現(xiàn)有技術(shù)的供應(yīng)線路存儲件，包括一個有可移動的軸的輪子；圖3表示機(jī)器人中有可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)引件的供應(yīng)線路導(dǎo)引裝置。
具體實施例方式圖3表示機(jī)器人中有可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)引件的供應(yīng)線路導(dǎo)引裝置。圖中表示C形臂X射線系統(tǒng)1，它有包括射線源3和射線探測器4的C形臂2。C形臂2安裝在有多個臂段6的機(jī)器人臂5上，臂段6通過鉸鏈7互相連接并與C形臂2及機(jī)器人支架8連接。安裝在C形臂2上的射線源3和射線探測器4由供應(yīng)線路(未表示)供應(yīng)，這些供應(yīng)線路在軟管9中引向C形臂2。安裝在機(jī)器人臂5上的存儲件11，容納為保證運動自由度必要的軟管備用量，連同供應(yīng)線路的備用量，以及在需要時將它們根據(jù)由機(jī)器人臂5實施的運動釋放。當(dāng)軟管9通過機(jī)器人臂5運動受到的拉力增加時，存儲件11釋放軟管9，以及在軟管9因機(jī)器人臂5運動使拉力減小時，將軟管9重新拉入。軟管9在C形臂2處終止在供應(yīng)線路進(jìn)口 12 內(nèi)。軟管9的釋放或拉入，可例如通過未表示的電機(jī)控制的存儲輪進(jìn)行，存儲輪利用一個與作用在軟管9上拉力的反向力，始終保持將軟管9張緊。軟管9通過導(dǎo)引件10沿各臂段6導(dǎo)引。在這里導(dǎo)引件10設(shè)計為，如果由于臂段6 或C形臂2運動需要附加的軟管9或重新釋放軟管9，則軟管9可以沿縱向通過導(dǎo)引件10 滑動。導(dǎo)引件10可以自身能轉(zhuǎn)動和/或鉸接地支承在例如帶有限幅套的球關(guān)節(jié)上，以便能使導(dǎo)引件10沿軟管張緊方向定向。由此可以防止軟管9在導(dǎo)引件10上過度彎折。按本發(fā)明，導(dǎo)引件10可運動地裝在導(dǎo)架20內(nèi)，導(dǎo)架20圓形地圍繞臂段6。因此導(dǎo)引件10可運動地圍繞臂段6的縱軸線設(shè)置，由此構(gòu)成圍繞機(jī)器人臂5的軟管柔性導(dǎo)引裝置。在一個或多個臂段6轉(zhuǎn)動時，進(jìn)行圍繞臂段6可轉(zhuǎn)動和運動地導(dǎo)引軟管9或供應(yīng)線路， 從而避免由于軟管9的摩擦而損壞機(jī)器人臂5外襯。此外，由于作用在軟管上的拉力減小， 因而防止損壞軟管9。導(dǎo)引件20可以安裝在臂段6外襯上或組合在外襯內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種包括機(jī)器人(1)的裝置，機(jī)器人具有由一些臂段(6)組成的機(jī)器人臂(5)，機(jī)器人臂(5)攜帶由至少一條供電線路供電的設(shè)備(3、4)，-所述裝置具有至少一個固定在臂段(6)上的導(dǎo)引件(10)，用于在機(jī)器人臂(5)上導(dǎo)引供電線路，其特征為所述導(dǎo)引件(10)設(shè)置為可繞臂段(6)縱軸線旋轉(zhuǎn)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述供電線路裝在軟管(9)內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于-至少一個存儲件(11)，用于柔性地接收和釋放供電線路。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)設(shè)置在機(jī)器人臂(5)上。
5.按照權(quán)利要求3或4之一所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)設(shè)置在機(jī)器人處于其中的腔室的頂棚上。
6.按照權(quán)利要求3至5之一所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)包括輪子，該輪子具有施加復(fù)位力的扭轉(zhuǎn)彈簧。
7.按照權(quán)利要求3至6之一所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)包括支承輪(14)， 該支承輪具有可移動的軸(15)。
8.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為，所述軸由彈簧加載。
9.一種C形臂X射線系統(tǒng)，它有一個按照前列諸權(quán)利要求之一所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括機(jī)器人(1)的裝置，機(jī)器人(1)具有由一些臂段(6)組成的機(jī)器人臂(5)，機(jī)器人臂(5)攜帶由至少一條供電線路供電的設(shè)備(3、4)。此裝置具有至少一個固定在臂段(6)上的導(dǎo)引件(10)，用于在機(jī)器人臂(5)上導(dǎo)引供電線路。在這里導(dǎo)引件(10)設(shè)置為可繞臂段(6)縱軸線旋轉(zhuǎn)。因此以有利的方式避免因供應(yīng)線路的摩擦，損壞機(jī)器人臂(5)的外襯。此外，由于作用在供應(yīng)線路上的拉力減小，因而防止損壞供應(yīng)線路。
文檔編號B25J19/00GK102463575SQ20111033655
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者W.紐伯 申請人:西門子公司