專利名稱：具有供應線路導引件的機器人裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括機器人的裝置，機器人具有由一些臂段組成的機器人臂，機器人臂攜帶由至少一條供電線路供電的設備。
背景技術：
在工業(yè)和醫(yī)療技術領域的機器人中，常見的問題源于，由機器人臂攜帶的設備要通過大量電氣、液壓、氣動和/或其他供應線路供給。它們通常不能在機器人臂內(nèi)部引過， 因為這就需要在機器人臂的每個關節(jié)內(nèi)，為每個供應線路設置能相應運動的通過裝置。所以供應線路一般在機器人臂外部引向設備。為防止損壞這些供應線路，往往將它們裝在軟管內(nèi)。為此優(yōu)選地采用波紋軟管，因為它們在強度高的同時沿各方向有良好的柔性。將電纜引向安裝在機器人上的外部設備，必須在機器人臂附近進行。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，對線路或軟管的導引必須實施為，使得在機器人臂和由機器人攜帶的設備運動期間，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)有技術機器人中供應線路的導引裝置。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)由供應線路(未表示)供應，這些供應線路在軟管9中引向C形臂2。通過軟管9，一方面實現(xiàn)供應線路的聚束，以及另一方面防止受外部影響和導致?lián)p壞。軟管9通過導引件10沿各個臂段導引，并借助導引件10固定在各臂段6近旁，所以一個臂段6與軟管9的相應區(qū)段，始終實施對應的運動而不會發(fā)生沖突。在這里導引件10設計為，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可以沿縱向通過導引件10滑動。導引件10可以自身能轉動和/或鉸接地支承在例如帶有限幅套的球關節(jié)上，以便能使導引件10沿軟管張緊方向定向。由此可以防止軟管9在導引件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，連同供應線路的備用量，以及在需要時將它們根據(jù)由機器人臂5實施的運動釋放。當軟管9通過機器人臂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器人臂5上。軟管9在C形臂2處終止在供應線路進口 12內(nèi)。軟管9的釋放或拉入，可例如通過未表示的電機控制的存儲輪進行，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)有技術的供應線路存儲件，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，在其另一端設有軸15。圍繞支承輪14導引一個包封供應線路的軟管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進行。彈簧16因施加拉力的改變，導致改變軸15的位置，并因而導致改變軟管9處于外殼13內(nèi)這一部分的長度。若軟管9因未表示的機器人臂運動而使拉力增加，則導致彈簧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器人臂運動。若軟管9的拉力因機器人臂運動而減小，則導致彈簧16松弛，由此加大軟管9在外殼內(nèi)的部分的長度。從而縮短可供機器人臂運動使用的軟管9部分。附圖標記19表示機器人臂運動時的軟管運動方向。已知的供應線路導引裝置的缺點是，軟管連同供應線路受到大的拉伸和扭轉負荷。軟管和供應線路受這種持續(xù)載荷而損壞，將不可能完全避免。

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


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)有技術的機器人中導引供應線路的裝置；圖2表示按現(xiàn)有技術的供應線路存儲件，包括一個有可移動的軸的輪子；圖3表示機器人中有可轉動的導引件的供應線路導引裝置。
具體實施例方式圖3表示機器人中有可轉動的導引件的供應線路導引裝置。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由供應線路(未表示)供應，這些供應線路在軟管9中引向C形臂2。安裝在機器人臂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，連同供應線路的備用量，以及在需要時將它們根據(jù)由機器人臂5實施的運動釋放。當軟管9通過機器人臂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處終止在供應線路進口 12 內(nèi)。軟管9的釋放或拉入，可例如通過未表示的電機控制的存儲輪進行，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通過導引件10沿各臂段6導引。在這里導引件10設計為，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可以沿縱向通過導引件10 滑動。導引件10可以自身能轉動和/或鉸接地支承在例如帶有限幅套的球關節(jié)上，以便能使導引件10沿軟管張緊方向定向。由此可以防止軟管9在導引件10上過度彎折。按本發(fā)明，導引件10可運動地裝在導架20內(nèi)，導架20圓形地圍繞臂段6。因此導引件10可運動地圍繞臂段6的縱軸線設置，由此構成圍繞機器人臂5的軟管柔性導引裝置。在一個或多個臂段6轉動時，進行圍繞臂段6可轉動和運動地導引軟管9或供應線路， 從而避免由于軟管9的摩擦而損壞機器人臂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。導引件20可以安裝在臂段6外襯上或組合在外襯內(nèi)。
權利要求
1.一種包括機器人(1)的裝置，機器人具有由一些臂段(6)組成的機器人臂(5)，機器人臂(5)攜帶由至少一條供電線路供電的設備(3、4)，-所述裝置具有至少一個固定在臂段(6)上的導引件(10)，用于在機器人臂(5)上導引供電線路，其特征為所述導引件(10)設置為可繞臂段(6)縱軸線旋轉。
2.按照權利要求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.按照權利要求3所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)設置在機器人臂(5)上。
5.按照權利要求3或4之一所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)設置在機器人處于其中的腔室的頂棚上。
6.按照權利要求3至5之一所述的裝置，其特征為，所述存儲件(11)包括輪子，該輪子具有施加復位力的扭轉彈簧。
7.按照權利要求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)明涉及一種包括機器人(1)的裝置，機器人(1)具有由一些臂段(6)組成的機器人臂(5)，機器人臂(5)攜帶由至少一條供電線路供電的設備(3、4)。此裝置具有至少一個固定在臂段(6)上的導引件(10)，用于在機器人臂(5)上導引供電線路。在這里導引件(10)設置為可繞臂段(6)縱軸線旋轉。因此以有利的方式避免因供應線路的摩擦，損壞機器人臂(5)的外襯。此外，由于作用在供應線路上的拉力減小，因而防止損壞供應線路。
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)先權日2010年10月29日
發(fā)明者W.紐伯 申請人:西門子公司