工业机器人的制作方法

1.本发明涉及一种工业机器人。


背景技术：

2.本专利申请要求德国专利申请de 10 2019 120 131.4的优先权，该德国专利申请于2019年7月25日提交，名称为“用于自动化系统的光学旋转传输装置、用于模块化的机器人手臂的手臂模块以及工业机器人”，其公开内容通过回引而并入本文。
3.自动化技术(实施、测量、控制/调节、通信、人/机接口、安全性等等)的技术学科的任务在于：使包括工业机器人和/或设施在内的机器自动化，也就是说从自身出发能够独立且无需人类协助地运行。在设施中的相应的机器和/或相关的设施越不受人类干预，自动化系统中的自动化程度(自动化的生产步骤与所有生产步骤的比例)就越高。
4.自动化技术的目标在于：使人类摆脱危险的、繁重的和/或单调的活动；通过技术设施来改善质量；设施的工作能力更高；以及通过设施来降低成本。随着在机器、信号采集、信号处理和/或自动化系统内的组件的通信(联网)方面的进步，现有的设施或者新设施的自动化程度与现有技术相比可以显著提高。
5.对于通信来说，自动化系统具有相对应的组件，这些组件大多在所谓的局域网(lan)中彼此进行通信，该局域网是空间上受限的网络，在该网络中，各种网络组件无线地、光学地、电地和/或光电地彼此耦合。网络组件可以是一个或多个服务器和一个或多个工作站(机器)，即所谓的网络元素或在拓扑上的网络节点，这些网络元素或网络节点例如经由无线电链路、光波导、同轴电缆和/或双绞线电缆(网络边缘)来彼此连接并且可以经由这些无线电链路、光波导、同轴电缆和/或双绞线电缆(网络边缘)来进行通信。
6.自动化技术中使用的自动化通信网络通常对应于所谓的现场总线系统。现场总线系统是一种总线系统，其中机器外围设备的分散布置的组件、例如输入模块、输出模块、驱动器、操作终端等等经由该现场总线系统来与控制单元连接。共同的传输信道例如以现场总线的形式或者作为无线电链路供支配，用于数据传输。在lan之内的网络组件之间的通信基于网络协议来进行。
7.特定于应用的工业机器人(机械手)是自动化设施的固定组成部分。工业机器人是用于对工件进行操纵、安装和/或加工的可编程机器。工业机器人通常包括：机器人底座；机器人手臂(机械手)，该机器人手臂具有多个相对于彼此可枢转和/或可旋转(旋转角度受限，必要时略大于约360
°
)的近端(朝向机器人底座)手臂链节和远端(远离机器人底座)手臂链节；(末端)执行器(机器人手、工具、抓具等等)；本地控制器/调节器；以及必要时全局控制器/调节器。工业机器人通常装备有不同的传感器。在编程后，工业机器人能够自主执行工作流程或者根据传感器的信息来改变任务的执行。
8.彼此相关的、相对于彼此可枢转或可旋转的手臂链节具有共同的机械接口，其中除了该机械接口之外，必须递送光学和/或电控制信息以及传送电能并且必要时引导流体(一种或多种气体和/或一种或多种液体)离开。在此，主要成问题的是：可以如何借助于光
波导经由两个相对于彼此可旋转的手臂链节来实现高速数据传输。也就是说，应该借助于光波导经由旋转接口来实现高速数据传输，该旋转接口的背离/朝向工业机器人的一侧可以相对于朝向/背离工业机器人的另一侧优选地任意频繁地转圈、也就是说旋转，即，可以实现明显大于(转角)360
°
至720
°
的旋转角度。为此，需要光学旋转传输器。
9.从wo 2012/136645 a1公知一种轴向光学单通道旋转传输器，其中具有光波导的第一部分静态地并且第二部分相对于第一部分而言可旋转地经由两个径向球轴承来被支承。为了确保用于光路的两个光波导之间的良好的光学耦合，需要这些光波导的两个端部部分相对于彼此的精确对准。在此，这些光波导的纵向端之间的距离应该小，其中这些光波导的纵向端不允许接触，以便避免机械磨损。然而，旋转传输器的结构复杂且昂贵，而且由于径向球轴承而还需要很多空间。
10.de 20 2016 104 373 u1公开了一种轴向旋转传输器，用于在定子与转子之间的光学信号传输。旋转传输器包括第一外壳和第二外壳，该第一外壳和该第二外壳可相对于彼此绕着共同的旋转轴线旋转，其中第一外壳和第二外壳分别具有沿着旋转轴线的开口。在这些外壳中的每个外壳中都设置用于套管和所属的光波导的连接区域。这些外壳还分别具有布置在该共同的旋转轴线上的球面透镜，球面透镜朝向彼此地通过空气隙间隔开地布置在相应的开口处。在这种情况下，第一外壳和第二外壳借助于两个滚动轴承来彼此以可旋转的方式耦合，其中第一外壳包围第二外壳和这两个滚动轴承，而且第二外壳容纳在两个滚动轴承中。这里，这两个滚动轴承在旋转传输器中也需要很多空间并且妨碍了成本低廉的结构。


技术实现要素：

11.由于工业机器人的手臂链节只具有微小的结构空间，所以本发明的任务在于：说明一种与现有技术相比比较小的成本低廉的光学旋转传输器。本发明的任务还在于：说明一种用于工业机器人的手臂链节，借助于该手臂链节能够在工业机器人的机器人手臂之内实现光学信号传输。本发明的任务还在于：说明这种机器人手臂以及这种工业机器人。
12.利用根据独立权利要求所述的工业机器人来解决本发明的任务。有利的扩展方案在从属权利要求中说明。
13.用于光学信号传输的旋转传输装置具有光机旋转接口，该光机旋转接口具有第一接口侧和第二接口侧，该第一接口侧和该第二接口侧被设计成朝向彼此并且分别基本上旋转对称并且彼此互补。第一接口侧和第二接口侧被设立为相对于彼此可旋转。第一接口侧和第二接口侧借助于在其中一个接口侧上的径向滑动轴承和在另一个接口侧上的互补的滑动轴承瓦来彼此间机械地径向滑动地被支承。在第一接口侧与第二接口侧之间，沿旋转传输装置的轴向方向形成空隙，跨越该空隙进行光学信号传输。
14.径向滑动轴承阻止三个平移自由度(相对于旋转轴线在高度上以及横向的轴线，即全部径向方向)中的两个平移自由度，以及由于该径向滑动轴承的尤其是明显的轴向延伸而阻止三个旋转自由度(相对于旋转接口的旋转轴线在高度上以及横向的旋转轴线)中的两个旋转自由度。径向滑动轴承也可称为旋转滑动轴承。
15.旋转被理解成转动，借助于这些转动，能够绕着旋转轴线进行任意数目的整圈旋转(360
°
)，优选地分别沿两个周向方向。旋转同时也被理解成绕着旋转轴线旋转略小于或
者略大于大约360
°
。
16.旋转传输装置被设计成轴向(同轴(on-axis))光学单通道旋转传输装置。这些接口侧中的至少一个接口侧被设计成可旋转的接口侧。在这种情况下，两个接口侧也可以分别被设计成可旋转的接口侧。
17.跨越相对于彼此可旋转的接口侧的信号传输或者在由在其中一个接口侧上的径向滑动轴承与另一个接口侧的与此互补的滑动轴承瓦组成的径向轴承内优选地在中央的信号传输穿过沿旋转传输装置的轴向方向狭窄地伸展的空隙来进行，其中该空隙优选地被设计成流体空隙、尤其是空气隙。即，这些接口侧跨越空隙彼此间隔开地设立在旋转传输装置中。该空隙可以设计成旋转对称。这样来实施机械上无接触或非接触式的光学信号传输。
18.相对于彼此可旋转的接口侧可以在轴向方向上具有基本上确定的位置，其中这些接口侧在轴向方向上优选地相对于彼此被机械预紧。经此，确保了：例如即使有振动，空隙宽度也不发生变化。
19.在光学旋转传输装置的情况下，一个接口侧可具有光机旋转插接装置，该光机旋转插接装置被设计成对应于另一个接口侧的光机旋转配合插接装置，其中该旋转插接装置和该旋转配合插接装置被设计成互补的。这样，以简单的方式，其中一个接口侧可以充当定子而相关的对向接口侧可以充当转子。径向滑动轴承可属于定子或者转子。此外，至少一个旋转插接装置可以是上级技术实体的组成部分。在这种情况下，该实体例如可以是插塞连接器。
20.光学旋转传输装置可以被设计成圆柱形空腔系统，其中布置两个外部基本上圆柱形的、在空心圆柱体内可旋转的光学装置。这些光学装置可以被设计成套筒的形式，在下文也称为套管(ferrlue)。在此，该旋转传输装置可具有第一光学套管和第二光学套管，其中这两个套管分别设立为至少部分地在径向轴承套筒内相对于彼此可旋转。
21.也就是说，除了在空心圆柱体中的两个可旋转的光学装置、尤其是在用于信号传输的径向轴承套筒中的两个套管之外，不使用如透镜、棱镜等附加的光学设备。在这种情况下，在第一或第二套管上以机械方式并且以光学方式连接光波导。光波导例如插入并且粘合到套管中。旋转实体可以是光波导的正好一个或者至少一个套管，该光波导在此一起旋转。套管也可称为光波导套筒。优选地，径向轴承套筒被设计成尤其是基于锆的陶瓷套筒。此外，相关的套管优选地被设计成同样尤其是基于锆的陶瓷套管。
22.此外，在当前的径向滑动轴承的情况下，至少两个相对于彼此运动的周向部分在周向方向上直接接触(径向形状配合)。这些周向部分克服由滑动摩擦引起的摩擦阻力来在彼此上滑动。通过选择摩擦小的材料配对，该摩擦阻力可以比较小。
23.旋转传输装置的径向轴承套筒可具有内圆周凸缘(umlaufbund)，在该内圆周凸缘上能轴向地安置至少一个或者两个套管(能分别沿平移方向轴向地支承)。在这种情况下，具有内圆周凸缘的径向轴承套筒被设计成用于相应的套管的径向轴承，其中相应的套管仍保持平移自由度，该平移自由度能借助于用于相应的套管的容纳部来被阻止。
24.径向轴承套筒还可具有沿旋转接口的轴向方向完全穿过的纵向穿通隙，这使得径向轴承套筒尽管有纵向刚性而仍在周向方向上具有一定的弹性。纵向穿通隙还可用于公差补偿。
25.相应的接口侧或者相应的旋转插接装置可包括用于相关的套管的容纳部，其中彼
此相关的套管和容纳部彼此固定连接。在此，优选地，相关的套管在所有平移和旋转方向上都固定地容纳在它相关的容纳部中；这一点优选地适用于在其容纳部中的两个套管。
26.这两个容纳部中的至少一个或者正好一个容纳部可具有径向滑动轴承。在这种情况下，径向滑动轴承可以材料上一体化地设置在容纳部上/容纳部中或者集成地形成在容纳部上/容纳部中。除了相关的套管之外，径向滑动轴承也可以设计成第三部件。此外，径向滑动轴承或径向轴承套筒可以在容纳部上/容纳部中设立在相关的套管与相关的容纳部之间。优选地，径向滑动轴承或径向轴承套筒设置在定子侧。此外，至少一个容纳部可以相对于相关的另一容纳部借助于机械弹簧来预紧地设立在旋转传输装置中。替代弹簧，也能应用弹性元件。
27.在一个替代的实施方式中，旋转插接装置可具有带第一透镜容纳部的第一透镜，并且旋转配合插接装置可具有带第二透镜容纳部的第二透镜。接着，第一透镜容纳部和第二透镜容纳部形成径向滑动轴承和与此互补的滑动轴承瓦。借助于透镜的光学信号传输降低了在对准方面的精度的要求，因此通过透镜容纳部实现的径向轴承设计方案就足够。
28.下文阐述的用于机器人手臂的手臂模块或者工业机器人的特征也能应用于上述旋转传输装置。此外，旋转传输装置的上述特征也能应用于下文阐述的用于机器人臂的手臂模块或者工业机器人。
29.在手臂模块中，外壳使第一连接侧与第二连接侧机械连接。在此，第二连接侧可以在外壳上设置在机身侧(j型、l型或t型手臂模块)或者同样设置在端侧(i型手臂模块)，但是在这种情况下与第一连接侧相反。在这种情况下，这两个连接侧或彼此相关的连接侧还可以设计成互补(公头和母头)或者相似。
30.手臂模块可以被设计为：使得能跨越第一连接侧和/或跨越第二连接侧而与另外的手臂模块交换光信号、电信号和/或流体。在这种情况下，第一连接侧与第二连接侧机械连接、光电连接和/或流体连接。
31.在手臂模块中，第一连接侧被设计成能相对于第二连接侧绕着旋转轴线可控地旋转。在第一连接侧与第二连接侧之间可以设置光学旋转传输装置，用于在第一连接侧与第二连接侧之间的光学信号传输，该光学旋转传输装置以上述方式来被设计。但是，替代地，也可以在第一连接侧布置以上述方式设计的光学旋转传输装置的第一接口侧并且在第二连接侧布置该光学旋转传输装置的第二接口侧。
32.第一连接侧可以绕着旋转轴线可旋转地设立在手臂模块中/设立在手臂模块上。第二连接侧可以抗扭地设立在手臂模块上/设立在手臂模块中。在这种情况下，手臂模块优选地被设计为使得第一连接侧可以相对于第二连接侧绕着旋转轴线可控地被旋转(预先确定的角度)。但是，第一连接侧和第二连接侧也可以互换它们的位置。
33.在手臂模块的外壳中，驱动装置可以借助于第一连接侧的连接装置来旋转。驱动装置例如可以被设计成能电驱动或者能流体驱动。尤其是，驱动装置在外壳中在轴向方向上与第一连接侧相邻地布置。
34.驱动装置可以被设计成电动机，该电动机具有优选外部定子和可绕着旋转轴线旋转地支承的优选在内部的转子，其中转子与第一连接侧或该第一连接侧的连接装置转矩配合地连接。定子在周向侧优选地借助于外壳来被包围并且与该外壳抗扭连接。
35.驱动装置还可具有传动装置。优选地，传动装置轴向地设立在转子与第一连接侧
或该第一连接侧的连接装置之间。传动装置包括至少一个输入侧和至少一个输出侧，其中输入侧与转子抗扭连接并且输出侧与第一连接侧抗扭连接。
36.传动装置被设计为：优选地将在该传动装置的输入侧的电动机的驱动转速降低到在该传动装置的输出侧的输出转速。传动装置优选地具有第二输入侧，该第二输入侧与外壳固定连接。尤其是，传动装置可包括行星齿轮传动、偏心轮传动、摆线齿轮传动或者应力波齿轮传动。
37.驱动装置还优选地包括(驱动)空心轴和输出轴。空心轴和输出轴分别绕着旋转轴线可旋转地被支承，其中输出轴可旋转地容纳在空心轴中。在这种情况下，空心轴与传动装置的第一输入侧抗扭连接。此外，传动装置的输出侧与输出轴抗扭连接。电动机尤其可以是伺服电机、直流电机、步进电机或力矩电机。
38.连接装置可以与驱动装置的延伸到外壳和空心轴中的输出轴抗扭连接。连接装置可以被设计成可旋转的连接装置(公头)。在这种情况下，连接装置除了其轴向长度(厚度)之外基本上在手臂模块的径向平面内延伸，并且被设计用于对另外的手臂模块的机械固定。第一连接侧的连接装置被设计成机械、光电和/或流体连接装置。
39.第二连接侧的连接装置可以被设计成连接插座(母头)或者连接装置(公头)。第二连接侧的连接装置或者说连接插座被设计成机械、光电和/或流体连接装置或者说连接插座。第一连接侧的连接装置与手臂模块的第二连接侧的连接装置或连接插座机械耦合、光学耦合、电耦合和/或流体耦合。
40.在第一连接侧，输出轴可具有旋转插接装置，其中旋转插接装置能与轴固定地一起旋转。在此，旋转插接装置可以固定于外壳地与输出轴相对地设立在外壳中。
41.旋转插接装置可具有第一容纳部，例如以管为形式，尤其是黄铜管，在该第一容纳部上/在该第一容纳部中固定有第一光学套管。在第一容纳部中还容纳有光波导。在这种情况下，输出轴可以围绕着第一容纳部并且因此围绕着光波导旋转，而第一连接侧的连接装置可以围绕着旋转插接装置旋转。
42.第一容纳部可以在第一连接侧的连接装置中旋转地支承、尤其是滑动地支承。在此，第一容纳部可以延伸到输出轴中或者延伸穿过输出轴并且固定于外壳地设立在输出轴中。在这种情况下，第一容纳部可以间接或直接在内部固定在外壳上。输出轴可以围绕着容纳部旋转，为此，输出轴具有相对应的轴向通槽。也能够将第一容纳部并且因此将光波导设计成能与轴固定地一起旋转。
43.旋转配合插接装置可具有第二容纳部，在该第二容纳部上/在该第二容纳部中固定有第二光学套管。在这种情况下，第二容纳部可以在外壳中滑动地支承。
44.在外壳中还优选地设立有旋转穿通部，借助于该旋转穿通部能在模块内部旋转传输流体、尤其是空气。在外壳中还可以设立滑环装置，借助于该滑环装置能在模块内部旋转传输电压和/或能量。在外壳中还可以设立组合收发单元，也称为收发器，通过该收发器能分别使光信号和电信号相互转换。替代收发器，发送单元和接收单元也可以分开地被实施。在外壳中还可以设立模块控制单元，借助于该模块控制单元能控制/调节驱动装置。
45.光学信号传输的优点除了可能的数据率非常高——目前经由信道能够高达100gbit/s——之外也在于旋转传输装置的空间需求非常小。没有护套的单模光波导仅约0.125mm厚，在有护套的情况下空间需求被增加到约0.9mm。借此，在输出轴的可能的内径约
为3mm的情况下，对于光波导来说存在足够的空间。
46.对于更高的数据率，仅须交换相关的发送单元和与之进行通信的接收单元，光波导可以保持不变并且因此保持铺设。经此，确保了对于未来任务的简单的可扩展性，该可扩展性在电滑动触点的情况下是不可能的。为了设立双向运行，可以经由同一光波导来传输两个不同的波长。
47.具有模块化的机器人手臂的工业机器人具有多个手臂模块，这些手臂模块以上述方式来被设计。在此，工业机器人可包括机器人底座、机器人臂/该机器人臂或多个相对于彼此可旋转的近端或远端手臂模块、执行器以及必要时的全局控制器。在该工业机器人的情况下，除了手臂模块之外，可以形成开端模块、末端模块和/或执行器。在此，旋转传输装置可以设立在手臂模块本身中或者设立在两个手臂模块之间。
48.在下文，本发明依据实施例参考随附的示意性且未按正确比例的附图来进一步被阐述。在附图说明、附图标记清单、权利要求书中并且在附图的图中用相同的附图标记来表征具有相同、统一或类似设计的部分、元件、构件、单元、组件和/或方案。从附图标记清单和/或附图说明中还可以得知关于本发明的实施例或其组件、方案、单元、构件、元件或部分的可能的、在说明书中未阐述的、在附图中未示出和/或非决定性的替代方案、静态和/或运动学反演、组合等等。
49.在本发明中，特征可以以肯定的方式、也就是说以存在的方式或者以否定的方式、也就是说以不存在的方式被设计，其中否定特征未明确解释成特征，除非按照本发明重视该否定特征不存在的事实，即实际做出的发明而非通过现有技术来构造的发明在于省去该特征。
50.说明书的特征也能被解读成可选特征；也就是说每个特征都可以被理解成任选的、任意的或优选的特征，即被理解成非约束性的特征。这样，从实施例中能够提取特征、必要时包括其外围在内，其中该特征接着能转用于广义的发明想法。在一个实施例中缺少特征表明该特征就本发明而言是可选的。
附图说明
51.在附图中：
52.图1以三维侧视图示出了具有模块化六轴机器人手臂的工业机器人；
53.图2以从斜上方的透视图示出了用于图1中的机器人手臂的主动手臂模块；
54.图3以中心剖开的二维侧视图示出了按照图1的工业机器人的两个彼此连接的主动手臂模块，其具有光学旋转传输装置的第一实施方式；
55.图4示出了光机旋转接口的一般形式的等效电路图；
56.图5示出了图4中的光机旋转接口的实施方式的等效电路图；
57.图6以径向的并且在两个纵向侧剖开的详细视图示出了图3中的旋转传输装置；
58.图7以中心剖开的二维侧视图示出了图3中的主动手臂模块；
59.图8以中心剖开的二维侧视图示出了图1中的工业机器人的主动手臂模块，其具有光学旋转传输装置的第二实施方式；
60.图9以径向的并且在两个纵向侧剖开的详细视图示出了图8中的旋转传输装置；
61.图10以透视图示出了用于旋转传输装置的径向轴承套筒的实施方式；
62.图11以中心剖开的二维视图示出了图10中的径向轴承套筒；
63.图12以中心剖开的二维侧视图示出了按照图1的工业机器人的两个彼此连接的主动手臂模块，其具有光学旋转传输装置的第三实施方式；以及
64.图13示出了图12中的区域x的放大图。
具体实施方式
65.在下文，本发明依据用于工业机器人的模块化的机器人手臂的实施方式的光学旋转传输装置的变型方案的实施例来进一步被阐述。尽管通过这些实施例更详细地进一步描述和图解说明本发明，但是本发明并不受所公开的实施例的限制，而是具有更基本的性质。
66.在附图中，仅示出了本发明的主题的对于理解本发明来说所需的那些空间部分。对本发明的阐述在下文还涉及具有轴向方向ar、径向方向rr和周向方向ur的极坐标系。在此，确定手臂模块的旋转轴线ra与涉及该手臂模块的轴向方向ar同轴或平行。
67.光学旋转传输器的两种基本结构形式是所谓的轴向(同轴(on-axis))结构形式以及所谓的非轴向(离轴(off-axis))结构形式。轴向光学旋转传输器在其结构方面比非轴向结构形式更简单，但是必须位于旋转轴线ra上。存在不同的结构类型，即有光学组件以及没有光学组件如透镜或棱镜，其中带棱镜的光束引导主要被应用于多通道解决方案。如果只传输一个光路，则可以省去棱镜。
68.在典型的轴向光学单通道旋转传输器的结构中，为了确保在用于光路的两个光波导之间的良好的光学耦合，需要这些光波导的两个端部部分相对于彼此的精确对准。在此，这些光波导的纵向端之间的距离应该小，其中这些光波导的纵向端不允许接触，以便避免机械磨损。
69.应该在工业机器人的机器人手臂的两个相对于彼此可旋转的手臂模块之间实现高速信号传输。在这种情况下，这些手臂模块应该能经由可插接的和/或可旋拧的接触部来彼此连接。因此，用于信号传输的装置必须同样能插接并且包括旋转传输器。
70.对于ethercat连接和/或千兆以太网(gigabit-ethernet)连接来说，可实现的信号传输的数据率应该至少足够，也就是说可实现的数据率应该至少为1.1gbit/s。然而，视实施方式而定，也能使用信号传输的更低的数据率。旋转传输器应该是鲁棒的并且能够在工业环境中保持其功能能力。在此，ethercat的实时能力不应受到损害。同时，旋转传输器应该成本低廉且节省空间，原因在于各个手臂模块应该紧凑地并且以具有竞争力的价格来被提供。
71.对于信号传输来说，通过光波导来被引导的光信号已被证明是一种至少非常好的选项。应该使用所谓的sfp模块(sfp：small form-factor pluggable(小型可插拔))作为收发器，这些sfp模块充当电信号与光信号以及反过来光信号与电信号之间的信号转换器。在这些手臂模块之间能设立光学旋转传输器，以便可以实现对这些手臂模块彼此间的任意可旋转性的规定。为此，存在所谓的多模和单模光波导，用于引导或传输光信号。单模光波导已被证明适合于高数据率，原因在于这些单模光波导具有明显更低的衰减，也就是说极小的模式色散，这在当前情况下优选地得以应用。
72.在光学旋转传输器的情况下还必须考虑到：光信号由于空气隙而被衰减。在商用旋转传输器的情况下，平均损耗为约2db至约3db。该衰减由于在一整圈上的公差而不是恒
定的，而是可能有高达1db地变化。
73.尽管有这些缺点，光学信号传输仍是一种非常适合于开头提到的任务设定的方法。然而，商用光学旋转传输器不仅太大而且成本太高，以至于无法考虑用于在机器人手臂或工业机器人中使用或者无法考虑用于该机器人手臂或该工业机器人的各个手臂模块。本发明为工业机器人或机器人手臂或者为该工业机器人或该机器人手臂的各个手臂模块解决了该任务。
74.在图1中，示例性示出了工业机器人的机器人手臂2的变型方案的实施方式，该工业机器人也可称为搬运机器人或者工作机器。工业机器人是用于自动化技术的具有多个自由度的自动化机器，该工业机器人可以通过被预先编程的控制器/调节器在工作环境中以(有条件的)个体贡献来执行各种功能。工业机器人包括：机器人底座1、机器人手臂2和优选地可更换的(末端)执行器(未示出)，也可称为机器人手，例如具有：工具、抓具等等，该(末端)执行器布置在或能布置在机器人手臂2的远端7处。
75.机器人手臂2具有两个到六个运动轴。在图1中的实施方式中，设置六个旋转自由度。在此，在相关的旋转轴线的两个周向方向上可以执行机器人手臂2的相关的手臂模块的任意数目的完整的以及部分的转圈。能够将相应的旋转轴线也设计成枢转轴线或者转动轴线，也就是说将相关的手臂模块的运动限制到确定角度，诸如限制到小于720
°
、540
°
、360
°
、270
°
、180
°
、90
°
或45
°
的角度。
76.手臂模块或该手臂模块的相应的旋转轴线ran可以分配有传感器(在图1中未示出)，这些传感器的数据可以被用于控制/调节相对应的手臂模块或机器人手臂2。例如可以设置力和/或转矩传感器以及位置传感器，利用这些传感器能检测对手臂模块的力和/或转矩以及该手臂模块的位置。必要时，这也能限于机器人手臂2的部分或者纵向端部部分。
77.工业机器人的当前的机器人手臂2尤其是模块化地构造得具有多个手臂模块。原则上，这些手臂模块能任意地设计，其中如图1中所示，可以区分主动手臂模块5与被动手臂模块6。主动手臂模块5具有驱动装置13，借助于该驱动装置，可以使得能与其连接的另外的手臂模块枢转、旋转和/或转动。与此类似，被动手臂模块6没有驱动装置。
78.在当前情况下，用于机器人手臂2的确定模块化套件具有至少一种j形主动手臂模块5以及必要时至少一种i形被动手臂模块6，它们分别具有端侧和/或纵向侧/机身侧的并且分别彼此机械互补的或者机械上类似的连接端。替代主动手臂模块5的j形或被动手臂模块6的i形，必要时能应用其它几何形状。
79.除了机器人底座1和/或在远端7处的执行器之外，优选地，用于机器人手臂2的这种模块化套件的全部手臂模块都被设计为使得始终有两个手臂模块的两个连接端彼此对应并且可以彼此连接。也就是说，模块化套件的任意手臂模块的第一连接侧能连接在该模块化套件的任意的另一手臂模块的第二连接侧，或者反过来。优选地，手臂模块的第一连接侧和第二连接侧分别具有统一的、互补的接触组装件，该接触组装件保证了手臂模块在模块化套件的相关的、尤其是所有的结构系列上的兼容性。
80.在图1中，主动手臂模块5和被动手臂模块6为了区分而分别配备有通过点来隔开的附加编号，其中从机器人底座1出发朝着远端7的方向进行编号。在按照图1的实施方案中的机器人手臂2的情况下，第一主动手臂模块5.1与机器人底座1在第一连接侧连接。第二主动手臂模块5.2的第一连接侧连接到第一主动手臂模块5.1的第二连接侧上。在第二主动手
臂模块5.2与第三主动手臂模块5.3之间布置有第一被动手臂模块6.1，该第一被动手臂模块使第二主动手臂模块5.2的第二连接侧与第三主动手臂模块5.3的第二连接侧连接。第四主动手臂模块5.4的第二连接侧连接在第三主动手臂模块5.3的第一连接侧上。第四主动手臂模块5.4的第一连接侧经由第二被动手臂模块6.2与第五主动手臂模块5.5的第二连接侧连接。第六主动手臂模块5.6的第二连接侧连接到第五主动手臂模块5.5的第一连接侧上，接着该第六主动手臂模块的第一连接侧形成机器人手臂2的远端7。
81.在图2中，以从斜上方的透视图示例性地示出了用于图1中的机器人手臂2的主动手臂模块5。在此，j形的外壳10使第一连接侧11与第二连接侧12机械连接。对于第一连接侧11和第二连接侧12来说，分别显示极坐标系，该极坐标系具有轴向方向ar、径向方向rr和周向方向ur，该轴向方向、该径向方向和该周向方向分别配备有用于所分配的连接侧的相对应的索引。对于每个连接侧来说，还示出了所分配的具有相对应的索引的旋转轴线ra。
82.主动手臂模块5的第一连接侧11能与另外的手臂模块(未示出)的第二连接侧机械耦合、光学耦合、电耦合和/或流体耦合。此外，主动手臂模块5的第二连接侧12能与另外的手臂模块(未示出)的第一连接侧机械耦合、光学耦合、电耦合和/或流体耦合。在这种情况下，主动手臂模块5的第一连接侧11优选地可旋转地设置在主动手臂模块5上，其中第二连接侧12接着固定地设立在主动手臂模块5上。但是，对可旋转的和不可旋转的连接侧的规定也可以正好反过来。在图1中的被动手臂模块6的情况下，不仅第一连接侧而且第二连接侧都在i形外壳上刚性地被实施。主动手臂模块和被动手臂模块的第一连接侧和第二连接侧被设计成彼此对应。
83.在图2中示出的手臂模块5的情况下，第一连接侧11具有可旋转的第一连接装置30，并且第二连接侧12具有固定于外壳的第二连接装置40。
84.垂直于第一连接侧11的旋转轴线ra
11
延伸的可旋转的第一连接装置30在该俯视图中形成为圆形并且可旋转地布置在外壳10上。在第一连接装置30的外周向侧安装外螺纹301。第一连接装置30具有第一端齿部302，该第一端齿部具有四个齿，该第一端齿部被设计成赫斯(hirth)齿部。此外，在第一连接装置30上设置定心销303。第一连接装置30还包括第一接触装置304，该第一接触装置包含光学接口、电接口和/或流体接口。
85.在该俯视图中也形成为圆形的固定于外壳的第二连接装置40垂直于第一连接侧12的旋转轴线ra
12
地取向并且与外壳10抗扭连接。在周向侧，第二连接装置40具有带内螺纹的紧固环401，其中该内螺纹被设计成对应于第一连接装置30的外螺纹301。
86.第二连接装置40还包括第二端齿部402，该第二端齿部具有四个齿，该第二端齿部被设计成赫斯齿部并且被设计成与第一连接装置30的第一端齿部302互补。在第二连接装置40中还设置对中容纳部403，该对中容纳部与第一连接装置30的定心销303对应。第二连接装置40还具有第二接触装置404，该第二接触装置包含光学接口、电接口和/或流体接口，这些接口被设计成与第一连接装置30的第一接触装置304的光学接口、电接口和/或流体接口互补。
87.在组装机器人手臂2时，如该机器人手臂在图1中所示，主动手臂模块5的第一连接装置30被放到另一第一主动手臂模块5的第二连接装置40上。在此，定心销303接合到对中容纳部403中。通过紧固环401的旋转，内螺纹被拧紧到外螺纹301上，由此第二连接装置40被压到第一连接装置30上。在压紧状态下，第一端齿部302和第二端齿部402接着接合到彼
此中，使得第一连接装置30和第二连接装置40转矩配合地彼此连接。此外，第一接触装置303与第二接触装置403接触，使得经由这两个接触装置的接口保证了在这两个接触装置之间的传输。
88.在图1中针对机器人手臂2的两个主动手臂模块5示例性地阐述了安装。被动手臂模块6的结构以相同的方式来实现。通过第一连接装置30与第二连接装置40的连接，相邻的手臂模块机械固定。此外，也可以提供光学、电和/或流体连接，用于传输光信号、电信号和/或流体。
89.图3以中心剖开的二维侧视图示出了按照图1的工业机器人的在第一实施方式中的两个彼此连接的主动手臂模块5。在此，这两个主动手臂模块5配备有第一连接侧11和第二连接侧12，该第一连接侧和该第二连接侧在图2中示出。这两个手臂模块5构造得相同，因此对于这两个手臂模块的组成部分来说使用相同的附图标记。为了清楚起见，省去了截面的阴影线。
90.这两个手臂模块5的朝向彼此的第一和第二连接侧11、12构成机械接口20，其中第一连接侧11的可旋转的第一连接装置30和第二连接侧12的固定于外壳的第二连接装置40位于彼此上并且是以上述方式被安装的。
91.在主动手臂模块5的外壳10中设立驱动装置13，其中驱动装置13优选地具有电动机并且必要时具有传动装置。在电动机与传动装置之间优选地存在驱动装置13的轴装置19，该轴装置具有尤其是可比较快速地旋转的空心轴，在该空心轴中设立有尤其是可比较缓慢地旋转的输出轴17。
92.电动机以输出转速来驱动作为传动装置的输入轴的快速的空心轴。传动装置的输出端优选地与缓慢的输出轴17抗扭连接。输出轴17进而与第一连接侧11的第一连接装置30抗扭连接，而且从该第一连接装置出发延伸到空心轴中并且优选地也延伸穿过该空心轴，其中该输出轴优选地旋转地支承。
93.借助于输出轴17，第一连接侧11和第二连接侧12在主动手臂模块5之内彼此光学连接、电连接和/或流体连接。输出轴17也充当在主动手臂模块5之内的光学、电和/或流体旋转传输的参与者或部分。
94.如图3中所示，主动手臂模块5在外壳10与输出轴17之间具有与外壳10固定连接的滑环装置14，用于将电压和/或能量旋转传输到第一连接侧11。如图3进一步所示，主动手臂模块5还包括旋转穿通部16，用于流体的旋转传输，该旋转穿通部保证了在主动手臂模块5的固定部分与可旋转部分之间的流体密封的过渡。在这种情况下，旋转穿通部16可以至少部分地设立在滑环装置14中或还对滑环装置14进行旋转地支承，或者反过来。这种径向布置节省空间并且能够实现小的总体尺寸。
95.主动手臂模块5还具有电子模块控制单元18，主要用于操控驱动装置13。模块控制单元18从优选地设置在模块控制单元18的电路板上的收发器15获得其控制数据，该收发器也可称为发送接收单元并且优选地被设计成双向sfp模块。收发器15的集成电路一方面对从其光电二极管接收到的信号电地进行预处理并且转发这些信号，而且另一方面将所接收到的电子信号转换成适合于其激光的光脉冲。这种sfp模块是网络技术的标准。
96.两个相邻的主动手臂模块5的模块控制单元18的收发器15经由光波导119来彼此进行光通信，在图3中示出了光波导的简短的部分。在此，光导119分别也使在外壳10之内的
第一和第二连接侧11、12与主动手臂模块5的相应的收发器15连接。在主动手臂模块5的外壳10中的光学传输路径从第一连接侧11经由首先布置在输出轴17中(未示出)并接着从输出轴17中引出的光导119延伸到收发器15，并且从收发器15继续经由光导119延伸到第二连接侧12。在此，可以双向地进行光学数据传输。
97.由于两个主动手臂模块5的相互间的可旋转性，在通向两个收发器15的光导119之间设立第一光学旋转传输装置501，如图3所示，该第一光学旋转传输装置位于机械接口20的区域。因此，在两个收发器之间进行通信，即从一个收发器15经由光波导119、经由具有空隙312的第一光学旋转传输装置501并且再次经由光波导119到另一个收发器15地进行通信，而且反之亦然。
98.在下文，依据图4进一步阐述了图3中的第一光学旋转传输装置501的一般形式。在图4中显示极坐标系，该坐标系具有轴向方向ar、径向方向rr、周向方向ur和所分配的旋转轴线ra，用于阐明各个器件的方向。
99.第一光学旋转传输装置501包括光机旋转接口55，该光机旋转接口具有朝向彼此的第一光机接口侧56和第二光机接口侧57。第一接口侧56连接到图3中的主动手臂模块5的光导119上，并且第二接口侧57连接到图3中的另一个主动手臂模块5的光导119上。第一接口侧56和第二接口侧57优选地分别基本上旋转对称地并且优选地彼此互补地来设计，也就是说被设计成接口互补和/或旋转互补。
100.经此，第一接口侧56和第二接口侧57相对于彼此绕着旋转轴线ra可旋转地被设立在旋转接口55中，其中第一和第二接口侧56、57相互间或者彼此间机械地径向滑动地支承。这一点借助于这里未示出的在接口侧的径向滑动轴承和与之互补的、这里同样未示出的在接口对应侧的滑动轴承瓦来实现，其中在第一接口侧56与第二接口侧57之间沿轴向方向ar形成空隙312。跨越空隙312来进行光学信号传输。
101.相对于彼此可旋转的第一和第二接口侧56、57在轴向方向ar上具有基本上确定的位置，其中第一接口侧56和第二接口侧57可以在轴向方向ar上相对于彼此被机械预紧。
102.在此，图3中的第一光学旋转传输装置501的空隙312位于其中一个主动手臂模块5的可旋转的连接装置30与另一个主动手臂模块5的固定于外壳的连接装置40之间的机械接口20中。但是，原则上能够将旋转接口55设计得没有这种机械接口20或者在这种旋转接口旁边设置机械接口20，也就是说作为旋转接口55相对于真正的机械接口20的错开布置。那么，空隙312也不在机械接口20的区域内。
103.在此，第一接口侧56可以由光机旋转插接装置构成。在此，第二接口侧57可以由旋转配合插接装置构成。在此，旋转插接装置形成径向滑动轴承，并且旋转配合插接装置形成与该径向滑动轴承互补的滑动轴承瓦。
104.在图5中示出了在图4中以一般形式所阐述的旋转传输装置的一个可能的设计方案。在图5中又显示了图4中的极坐标系，该极坐标系具有轴向方向ar、径向方向rr、周向方向ur和所分配的旋转轴线ra，用于阐明各个器件的方向。
105.按照图5的第一光学旋转传输装置501具有插座式的旋转插接装置100，在该插座式的旋转插接装置中能部分地容纳销状的旋转配合插接装置200，或者反过来。在这种情况下，在所设立的、例如可拆卸地插接在一起的第一光学旋转传输装置501中，作为滑动轴承瓦的旋转配合插接装置200设置在作为径向滑动轴承的旋转插接装置100中，也就是说滑动
地支承。
106.跨越空隙312地实现在第一接口侧56与第二接口侧57之间的光学信号传输，该空隙在旋转插接装置100与旋转配合插接装置200之间沿轴向方向ar形成。旋转插接装置100和旋转配合插接装置200被设计成彼此接口互补并且旋转互补，使得该旋转插接装置和该旋转配合插接装置可以相对于彼此枢转、旋转和转动。在这种情况下，旋转插接装置100或旋转配合插接装置200可以位置固定或者固定于外壳。也能够将旋转插接装置100和旋转配合插接装置200设计成转子。
107.在下文，依据图6来进一步阐述图3中的第一光学旋转传输装置501的放大示出的实施方式，该实施方式基于在图4和图5中示出的第一光学旋转传输装置501的一般形式来构造。在图6中也显示了图3中的极坐标系，该极坐标系具有轴向方向ar、径向方向rr、周向方向ur和所分配的旋转轴线ra，用于阐明各个器件的方向。
108.第一光学旋转传输装置501设立在两个主动手臂模块5之间的机械接口20中，并且在那里构成了光机旋转接口55。一方面，机械接口20包括其中一个主动手臂模块5的可旋转的第一连接装置30。另一方面，机械接口20包括另一个主动手臂模块5的固定于外壳的第二连接装置40。
109.第一光学旋转传输装置501在关于其中一个主动手臂模块5可旋转的第一连接装置30上具有第一接口侧56，该第一接口侧具有设置在那里的旋转插接装置100。沿轴向方向ar相反地，第一光学旋转传输装置501在关于另一个主动手臂模块5固定于外壳的第二连接装置40上具有旋转配合插接装置200。在此，另一个主动手臂模块5可借助于主动手臂模块5来旋转。
110.旋转插接装置100在径向内侧包括第一套管110，该第一套管具有以机械方式并且以光学方式连接在其上的其中一个主动手臂模块5的光波导119。在第一套管110的外周向边缘的径向外侧布置有径向轴承套筒300，该径向轴承套筒形成径向滑动轴承。在这种情况下，径向轴承套筒300以所结合的第一纵向端部部分位于第一套管110上，并且以自由的第二纵向端部部分沿轴向方向ar远离第一套管110的纵向自由端。
111.径向轴承套筒300与第一套管110一起设置、尤其是固定在可旋转的第一连接装置30的第一容纳部504中。第一容纳部504例如可以被设计成管、套筒等等。在当前情况下，第一容纳部504尤其被设计成黄铜管。第一容纳部504可具有用于固定光波导119、第一套管110和/或径向轴承套筒300的装置、例如孔和/或设备。
112.第一容纳部504优选地容纳于输出轴17之内。在此，第一容纳部504可以与输出轴17一体地或一体化地设置或者被设计成部分地在材料上与输出轴17一体化或者集成。
113.旋转配合插接装置200同样在径向内侧包括第二套管210，该第二套管具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的、另一个主动手臂模块5的光波导119。第二套管210设立在另一个主动手臂模块5的固定于外壳的第二连接装置40的第二容纳部510中，其中第二套管210的背离第二套管210的纵向自由端的部分沿轴向方向ar(关于图6向右侧)设置、尤其是固定在第二容纳部510中。第二套管210的以第二套管210的纵向自由端沿另一轴向方向ar(关于图6向左侧)远离的部分在外侧被设计成用于径向轴承套筒300的径向内表面的滑动轴承瓦。
114.第二套管210的从第二套管210的纵向自由端延伸的部分设立在第二容纳部510之
内并且在整个周向上与第二容纳部510间隔开地设置。也就是说，第二容纳部510相对应地被留空。在第二套管210的该部分与第二容纳部510之间的留空部优选地被设计成空心圆柱体，并且用于容纳径向轴承套筒300的沿轴向方向ar从第一套管110远离的第二纵向自由端部部分。第二套管210的具有纵向自由端的部分在外侧用作用于径向轴承套筒300的第二纵向自由端部部分的径向内表面的滑动轴承瓦。
115.第二套管210通过固定于外壳的第二连接装置40的第二容纳部510相对于外壳10位置固定地设立在另一个主动手臂模块5上/中。第二容纳部510可具有用于固定光波导119和/或第二套管210的装置、例如孔和/或设备。
116.优选的是：第二容纳部510借助于一个或多个弹簧513相对于第一容纳部504被机械预紧。替代弹簧513，也能应用弹性元件。在时间上在将旋转接口55或主动手臂模块5插接在一起之后，即在设立第一光学旋转传输装置501的情况下，在第一套管110和第二套管210的两个设置在径向轴承套筒300中的纵向端部部分之间优选地设有空隙312，使得这些套管的两个纵向自由端没有处于机械旋转滑动接触。空隙312优选地被设立为流体空隙，尤其是被设立为空气隙。可以以各种方式在径向轴承套筒300内在这些套管的纵向端部部分之间保证该空隙。
117.空隙312例如能通过在可旋转的第一连接装置30中和在固定于外壳的第二连接装置40中的套管的位置来被保证，其中这些套管的位置进而必须相对于相关的外壳被保证。此外，为此例如能够使这些容纳部轴向相互支承例如滑动支承地安置。空隙312还可以借助于机械接口20来被实现，该机械接口被设计并且能被设立为使得在第一光学旋转传输装置501的确定设计方案的情况下设立空隙312。
118.其中一个主动手臂模块5(图6左侧)的可旋转的第一连接装置30可以驱动另一个主动手臂模块5(图6右侧)的固定于外壳的第二连接装置40旋转。也就是说，另一个主动手臂模块5相对于其中一个主动手臂模块5可旋转地设立在机器人手臂中。在这种情况下，其中一个主动手臂模块5可以与前一个(近端)手臂模块机械连接、光学连接、电连接和/或流体连接。该前一个手臂模块可以被设计成主动或被动手臂模块。
119.在依据图6阐述的第一光学旋转传输装置501的设计方案中，旋转接口55被设计成在两个主动手臂模块5之间的机械接口20的部分。能够将旋转接口55设计得没有这种机械接口20或者在这种旋转接口旁边设置机械接口20，也就是说作为旋转接口55相对于真正的机械接口20的错开布置。
120.图7以中心剖开的二维侧视图示出了图3中的在一个经修改的实施方式中的主动手臂模块5。图7中的主动手臂模块5与图3中的主动手臂模块5基本上相同地来构造，因此对于图7中的手臂模块的组成部分来说使用相同的附图标记。
121.图7中示出的经修改的实施方式的手臂模块5具有没有端盖的外壳10。从旋转插接装置100经由光导119到达收发器15地进行在主动手臂模块5的外壳10中的光学数据传输，该光导在输出轴17中延伸并且借助于光导引导部540从输出轴17中引出。接着，从收发器15继续经由光导119到达旋转配合插接装置200地进行光学数据传输。当然，也可以双向地进行光学数据传输，以及沿从旋转配合插接装置200出发经由光导119、收发器15、光导119到达旋转插接装置100的另一方向。
122.图8以中心剖开的二维侧视图示出了按照图1的工业机器人的替代于图3或图7的
主动手臂模块5，其具有旋转传输装置的第二实施方式。图8中示出的主动手臂模块5与图3中的两个主动手臂模块5或图7中的主动手臂模块基本上相同地来构造，因此针对这些组成部分使用相同的附图标记。图8中示出的经修改的实施方式的手臂模块5具有外壳10的经修改的外形。
123.不同于图3中的实施方式，在图8中示出的主动手臂模块5中设置第二旋转传输装置502，该第二旋转传输装置在单独的主动手臂模块5中设立在机械接口20旁边并且在那里构成光机旋转接口55。在这种情况下，旋转接口55不是机械接口20的组成部分。
124.在此，图8中的主动手臂模块的光导引导部被设计为使得光导119使外壳10之内的第一和第二连接侧11、12经由第二旋转传输装置502与收发器15连接。从旋转插接装置100经由在输出轴17中延伸的光导119到达第二旋转传输装置502地进行在主动手臂模块5的外壳10中的光学数据传输。接着，从第二旋转传输装置502继续经由光导119到达收发器15地并且从那里经由光波导119到达旋转配合插接装置200地进行光学数据传输。在此，可以双向地进行光学数据传输。
125.在下文，依据图9来进一步阐述图8中的第二光学旋转传输装置502的放大示出的且与图8中的图示相比旋转了180
°
的实施方式，该实施方式基于在图4和图5中示出的第一光学旋转传输装置501的一般形式来构造。图9中的第二光学旋转传输装置502的实施方式与图6中的第一光学旋转传输装置501的实施方式部分地在运动学上相反。
126.第二旋转传输装置502在其定子侧(图9右侧)包括第一光机接口侧56，该第一光机接口侧具有设置在那里的旋转插接装置100。沿轴向方向ar相反地，第二旋转传输装置502在其转子侧(图9左侧)包括第二光机接口侧57，该第二光机接口侧具有旋转配合插接装置200。
127.旋转插接装置100在径向内侧包括第一光学套管110，该第一光学套管具有以机械方式以及以光学方式连接在其上的光波导119。第一套管110设立在第一容纳部505中，其中第一套管110的背离纵向自由端的纵向端部部分沿轴向方向ar(关于图9向右侧)设置、尤其是固定在第一容纳部505中。第一套管110的沿轴向方向ar(关于图9向左侧)延伸的、朝向纵向自由端的部分在外侧用于径向轴承套筒300的径向内表面的滑动轴承瓦。
128.在此，设计成径向滑动轴承的径向轴承套筒300在径向外侧布置在第一套管110的外周向边缘上。在这种情况下，径向轴承套筒300仅以所结合的纵向端部部分置于第二套管210上，并且在轴向方向ar上(关于图9向右侧)远离第一套管110的纵向自由端。
129.径向轴承套筒300与第二套管210的从该径向轴承套筒出发沿轴向方向ar延伸(关于图9向左侧)的第二部分一起容纳、尤其是固定在第二容纳部511中。第二容纳部511例如可以被设计成管、套筒等等。在当前情况下，第二容纳部511尤其被设计成黄铜管。第二容纳部511优选地以能与输出轴17一起旋转的方式容纳在输出轴17内部；也就是说第一套管1110和径向轴承套筒300相对于外壳而言固定地设立在手臂模块5中。
130.在这种情况下，第二容纳部511可以容纳在轴承套筒521的中央通槽内，该轴承套筒使第二容纳部511在输出轴17中以能一起旋转的方式支承。在输出轴17的在外壳内部的自由端的区域、即在可旋转的第一连接装置30旁边，轴承套筒521可以远离输出轴17并且向内伸入到外壳10中。此外，第二容纳部511可以基本上延伸穿过输出轴17并且在与可旋转的连接装置30相邻的一端具有优选地抗扭的光学进一步接触。
131.第二容纳部511可具有用于固定光波导119、第二套管210和/或径向轴承套筒300的装置、例如孔和/或设备。此外，第二套管210的外周向边缘可以在径向轴承套筒300的径向内侧必要时同样充当滑动轴承瓦。在这种情况下，径向轴承套筒300可以被设立成相对于第一套管110可旋转。能够将径向轴承套筒300以类似的方式设置在轴向相反的第一套管110上。
132.为了设立第二光学旋转传输装置502，第一套管110的从第一套管110的纵向自由端出发的纵向自由端部部分以及必要时第一容纳部505的连接在其上的纵向部分能在端侧在可旋转的连接装置旁边前移到轴承套筒521的中央通槽中。在这种情况下，尤其是第一容纳部505的纵向端部部分可以容纳或者支承、尤其是滑动地支承在轴承套筒521的通槽中。
133.为了设立第二光学旋转传输装置502，第一套管110的纵向自由端优选地与第一容纳部505的连接在其上的纵向端部部分一起前移到轴承套筒521的通槽中。在此，轴承套筒521优选地已经位于输出轴17中。在这种情况下，首先第一套管110的纵向自由端可以与径向轴承套筒300机械接触，其中该径向自由端在其中居中。然后，第一套管110经由第一容纳部505前移到径向轴承套筒300中直至设立所希望的空隙312的程度为止。
134.空隙312优选地进而被设立为流体空隙，尤其是空气隙。可以以各种方式在径向轴承套筒300内在这些套管的纵向端部部分之间保证空隙312。空隙312例如能通过在这些容纳部中的套管的位置来被保证，其中这些套管的位置进而必须相对于外壳被保证。第一容纳部505例如可以借助于弹簧(在图9中未示出)相对于第二容纳部511被机械预紧地来设立。
135.图10示出了能在图6或图9中示出的旋转传输装置501或502的情况下使用的径向轴承套筒300的实施方式。径向轴承套筒300被设计成基本上中空圆柱体，其中径向轴承套筒300的内壁用作滑动表面。
136.径向轴承套筒300的壁具有沿径向轴承套筒的轴向方向ar完全穿过的纵向穿通隙320。也就是说，径向轴承套筒300在它那里的周向上的任何轴向位置都没有完全封闭。纵向穿通隙320引起径向轴承套筒300在周向方向ur上的一定的弹性和/或用于通过径向轴承套筒300进行的公差补偿。在一个替代的实施方式中，也能够省去纵向穿通隙320。
137.还能够应用其它径向轴承套筒。在这种情况下优选的是：内滑动表面被设计成基本上圆柱形、必要时阶梯圆柱形。在阶梯形状的情况下，构成该阶梯形状的内圆柱同心地设立在径向轴承套筒中。径向轴承套筒的外形就其内部形状而言是次要的。也就是说，这里，径向轴承套筒可以不是圆柱形。经此，例如能够对径向轴承套筒进行编码。
138.图11以截面示出了在图10中示出的径向轴承套筒300。径向轴承套筒300具有内圆周凸缘330，作为用于这里未示出的套管或两个套管的轴向止动件。也就是说，在设立光学旋转传输装置501或502的情况下，一个套管或者两个套管可以轴向地置于内圆周凸缘330上。在这种情况下，相关的套管可以借助于机械弹簧相对于内圆周凸缘330被机械预紧。圆周凸缘330可以在内部完全或只是部分地环绕地被设立。
139.图12以中心剖切的二维侧视图示出了按照图1的工业机器人的具有第三实施方式的两个彼此连接的主动手臂模块5。在图12中示出的主动手臂模块5与图3中的两个主动手臂模块5基本上相同，因此针对组成部分使用相同的附图标记。相对于在图3中示出的结构而言，在图12中示出的结构中，使用第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式。
140.图13以放大的详细视图x示出了按照图12的第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式。
141.在第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式中，如图12所示以及更详细地如图13所示，使用透镜来替代套管。在此，图12和图13中的第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式对应于依据图4进一步阐述的第一光学旋转传输装置501的一般形式。原则上，图12和图13中的第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式也对应于在图5中示出的光学旋转传输装置的设计方案。
142.如图12和图13中所示，第一光学旋转传输装置501的被改变的实施方式设立在两个主动手臂模块5之间的机械接口20中并且在那里形成光机旋转接口55。一方面，机械接口20包括其中一个主动手臂模块5(图12中的右侧的手臂模块)的可旋转的第一连接装置30和另一个主动手臂模块5(图12中的左侧的手臂模块)的固定于外壳的第二连接装置40。
143.第一光学旋转传输装置501关于其中一个主动手臂模块5在可旋转的第一连接装置30上具有旋转插接装置100，并且关于另一个主动手臂模块5在固定于外壳的第二连接装置40上具有旋转配合插接装置200。
144.旋转插接装置100在径向内侧包括第一透镜530，该第一透镜具有以机械方式并且以光学方式连接在其上的、其中一个主动手臂模块5的光波导119。在第一透镜110的外周向边缘的径向外侧布置有第一透镜容纳部533。第一透镜容纳部533以所结合的第一部分固定在第一透镜530的后部。在第一透镜容纳部533的连接到第一部分上的第二部分与第一透镜530的前部之间，形成空心圆柱形的接合空间。在此，第一透镜容纳部533的第二部分沿轴向方向突出于第二透镜530的表面。
145.第一透镜容纳部533还与输出轴17抗扭连接。在此，第一透镜容纳部533可以与输出轴17一件式地或一体化地设置或者被设计成部分地在材料上与输出轴17一体化或者集成。
146.旋转配合插接装置200在径向内侧包括第二透镜531，该第二透镜具有以机械方式并且以光学方式连接在其上的、另一个主动手臂模块5的光波导119。在第二透镜531的外周向边缘的径向外侧，第二透镜容纳部534以所结合的第一部分位于第二透镜531的后部。自由的第二部分连接到第二透镜容纳部534的第一部分上，该第二部分沿轴向方向突出于第二透镜531的表面。
147.第二透镜容纳部534的自由的第二部分被设计成圆柱形，并且，在组装手臂模块5的情况下，当可旋转的第一连接装置30和固定于外壳的第二连接装置40彼此叠置并且是以结合图3所阐述的方式被安装的时，接合到空心圆柱形的接合空间中，该接合空间形成于第一透镜容纳部533的第二部分与第一透镜530的前部之间。在此，第一透镜容纳部533的第二部分以形成空心圆柱形的接合空间的内表面用作用于第二透镜容纳部534的第二部分的径向外表面的滑动轴承瓦。
148.在图12和图13中示出的第一光学旋转传输装置501的变型方案中，从主动手臂模块5的光导119经由主动手臂模块5的第一透镜350、在主动手臂模块5的第一透镜350与另一个主动手臂模块5的第二透镜351之间的空气隙312、另一个主动手臂模块5的第二透镜531到达另一个主动手臂模块5的光导119地进行光学信号传输。
149.相对于在图3中示出的具有套管系统的结构而言，如在图12和图13中的结构的情
况下那样使用透镜系统具有如下优点：与套管相比，借助于透镜的光学信号传输不需要透镜的如此精确的对准，因此通过透镜容纳部实现的径向轴承设计方案在无需附加的径向轴承套筒的情况下就足够。
150.在图12和图13中示出的第一旋转传输装置501的变型方案也可以被应用于在图8和图9中示出的第二旋转传输装置502，其中，第二旋转传输装置502在单个的主动手臂模块5中设立在机械接口20旁边并且在那里构成光机旋转接口55。
151.按照本发明，在工业机器人的两个相对于彼此可旋转的手臂模块之间实现光学高速信号传输。这些手臂模块经由可插接的和/或可旋拧的连接端与在机械接口中的相对应的接触部彼此连接。因而，用于信号传输的光学旋转传输装置的组件可插接。信号传输的可实现的数据率，例如对于ethercat连接或千兆以太网连接来说，为至少1.1gbit/s。该解决方案鲁棒，而且可以在工业环境中保持其功能能力。实时能力、例如ethercat的实时能力不受损害。
152.还实现了旋转传输装置的简单且成本低廉的结构，其中设置有滑动摩擦接触。
153.相对于传统的旋转传输器而言，尤其是关于材料成本方面得到显著的成本节约。还得到旋转传输装置的明显更小的几何界面和明显更小的体积，使得光学旋转传输例如可以被嵌入例如输出轴的3mm穿通部中。
154.本发明的上文阐述的和/或在下面在从属权利要求中再现的有利的设计方案和/或扩展方案可以——除了例如在有明确相关性或者有不兼容的替代方案的情况下之外——单独地或者彼此以任意的组合来应用。
155.附图标记清单：
[0156]1ꢀꢀꢀꢀ
机器人底座
[0157]2ꢀꢀꢀꢀ
机器人手臂
[0158]5ꢀꢀꢀꢀ
主动手臂模块
[0159]
5.1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一主动手臂模块
[0160]
5.2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二主动手臂模块
[0161]
5.3
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第三主动手臂模块
[0162]
5.4
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第四主动手臂模块
[0163]
5.5
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第五主动手臂模块
[0164]
5.6
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第六主动手臂模块
[0165]6ꢀꢀꢀꢀ
被动手臂模块
[0166]
6.1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一被动手臂模块
[0167]
6.2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二被动手臂模块
[0168]7ꢀꢀꢀꢀ
机器人手臂远端
[0169]
10
ꢀꢀ
外壳
[0170]
11
ꢀꢀꢀ
第一连接侧
[0171]
12
ꢀꢀꢀ
第二连接侧
[0172]
13
ꢀꢀꢀ
驱动装置
[0173]
14
ꢀꢀꢀ
滑环装置
[0174]
15
ꢀꢀꢀ
收发器
[0175]
16
ꢀꢀꢀ
旋转穿通部
[0176]
17
ꢀꢀꢀ
输出轴
[0177]
18
ꢀꢀꢀ
模块控制单元
[0178]
19
ꢀꢀꢀ
轴装置
[0179]
20
ꢀꢀꢀ
机械接口
[0180]
30
ꢀꢀꢀ
第一连接装置
[0181]
40
ꢀꢀꢀ
第二连接装置
[0182]
55
ꢀꢀꢀ
旋转接口
[0183]
56
ꢀꢀꢀ
第一接口侧
[0184]
57
ꢀꢀꢀ
第二接口侧
[0185]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀ
旋转插接装置
[0186]
110
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一套管
[0187]
119
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光波导
[0188]
110
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一套管
[0189]
200
ꢀꢀꢀꢀꢀ
旋转配合插接装置
[0190]
210
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二套管
[0191]
300
ꢀꢀꢀꢀꢀ
径向轴承套筒
[0192]
301
ꢀꢀꢀꢀꢀ
外螺纹
[0193]
302
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一端齿部
[0194]
303
ꢀꢀꢀꢀꢀ
定心销
[0195]
304
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一接触装置
[0196]
312
ꢀꢀꢀꢀꢀ
空隙
[0197]
320
ꢀꢀꢀꢀꢀ
纵向穿通隙
[0198]
330
ꢀꢀꢀꢀꢀ
内圆周凸缘
[0199]
401
ꢀꢀꢀꢀꢀ
紧固环
[0200]
402
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二端齿部
[0201]
403
ꢀꢀꢀꢀꢀ
对中容纳部
[0202]
404
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二接触装置
[0203]
501
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一光学旋转传输装置
[0204]
502
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二光学旋转传输装置
[0205]
504
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一容纳部(第一光学旋转传输装置)
[0206]
505
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一容纳部(第二光学旋转传输装置)
[0207]
510
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二容纳部(第一光学旋转传输装置)
[0208]
511
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二容纳部(第二光学旋转传输装置)
[0209]
513
ꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧
[0210]
521
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轴承套筒
[0211]
530
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一透镜
[0212]
531
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二透镜
[0213]
533
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一透镜容纳部
[0214]
534
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二透镜容纳部
[0215]
540
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光导引导部。