DE102017208972A1

DE102017208972A1 - gripper

Info

Publication number: DE102017208972A1
Application number: DE102017208972.5A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Langbein
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifeinrichtung zum Greifen von Gegenständen (2), mit einem Greifergehäuse (3; 103), in dem eine Antriebseinrichtung (5; 105) zur Bereitstellung einer Ansteuerbewegung angeordnet ist und an dem eine Greiferanordnung (7; 107) zur Umsetzung der Ansteuerbewegung in eine Greifbewegung angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung (5; 105) mit der Greiferanordnung (7; 107) über eine Koppeleinrichtung (6; 116) bewegungsgekoppelt verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung (5; 105) relativbeweglich am Greifergehäuse (3; 103) gelagert ist und dass zwischen der Antriebseinrichtung (5; 105) und dem Greifergehäuse (3; 103) eine Stützeinrichtung (31, 32; 131, 132; 167, 168; 169, 170)) ausgebildet ist, die für eine Bereitstellung einer Stützkraft in Abhängigkeit von einer Relativbewegung der Antriebseinrichtung (5; 105) gegenüber dem Greifergehäuse (3; 103) ausgebildet ist.The invention relates to a gripping device for gripping objects (2), comprising a gripper housing (3; 103) in which a drive device (5; 105) is arranged to provide a driving movement and to which a gripper arrangement (7; Driving movement is arranged in a gripping movement, wherein the drive means (5; 105) with the gripper assembly (7; 107) via a coupling device (6; 116) is coupled in a motion-coupled. According to the invention, provision is made for the drive device (5; 105) to be mounted in a relatively movable manner on the gripper housing (3; 103) and for a support device (31,32; 131,132) to be provided between the drive device (5; 105) and the gripper housing (3; 167, 168, 169, 170) adapted to provide a supporting force in response to a relative movement of the drive means (5, 105) relative to the gripper housing (3, 103).

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifeinrichtung zum Greifen von Gegenständen, mit einem Greifergehäuse, in dem eine Antriebseinrichtung zur Bereitstellung einer Ansteuerbewegung angeordnet ist und an dem eine Greiferanordnung zur Umsetzung der Ansteuerbewegung in eine Greifbewegung angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung mit der Greiferanordnung über eine Koppeleinrichtung bewegungsgekoppelt verbunden ist.The invention relates to a gripping device for gripping objects, with a gripper housing, in which a drive means for providing a driving movement is arranged and to which a gripper assembly for implementing the driving movement is arranged in a gripping movement, wherein the drive means connected to the gripper assembly via a coupling means coupled is.

Aus der DE 100 48 673 A1 ist ein elektrischer Greifer mit einem Paar von Klauenelementen zur Durchführung von Öffnungsbewegungen und Schließbewegungen zum Halten eines Werkstücks bekannt. Dieser Greifer umfasst einen Schrittmotor, einem Umsetzmechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung einer Ausgangswelle des Schrittmotors in eine Öffnungsbewegung und Schließbewegung der Klauenelemente und einen Puffermechanismus, der ein Federmittel zwischen einem antriebsseitigen Element, das mit der Ausgangswelle zusammenwirkt und einem abtriebsseitigen Element, das mit den Klauenelementen zusammenwirkt, aufweist. Dabei steht das antriebsseitige Element bei einer Öffnungsbewegung der Klauenelemente direkt mit dem abtriebsseitigen Element in Eingriff, um eine direkte Übertragung einer Antriebskraft von der Ausgangswelle auf die Klauenelemente zu erlauben. Beim Halten des Werkstücks ist das antriebsseitige Element über die Federmittel mit dem abtriebsseitigen Element gekoppelt, um eine elastische Übertragung der Antriebskraft von der Ausgangswelle über die Federmittel auf die Klauenelemente zu erlaubenFrom the DE 100 48 673 A1 For example, an electric gripper with a pair of jaw members for performing opening movements and closing movements for holding a workpiece is known. This gripper includes a stepping motor, a conversion mechanism for converting a rotary motion of an output shaft of the stepping motor into an opening and closing movement of the jaw members, and a buffer mechanism including a spring means between a driving-side member cooperating with the output shaft and a driven-side member cooperating with the jaw members , having. In this case, the drive-side element engages with an opening movement of the jaw members directly to the output-side member to allow a direct transmission of a driving force from the output shaft to the jaw members. When holding the workpiece, the drive-side member is coupled via the spring means to the driven-side member to allow an elastic transmission of the driving force from the output shaft via the spring means to the jaw members

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Greifeinrichtung bereitzustellen, die mit geringem technischem Aufwand eine hohe Reproduzierbarkeit für die von der Greiferanordnung bereitgestellte Greifkraft gewährleistet.The object of the invention is to provide a gripping device which ensures high reproducibility for the gripping force provided by the gripper arrangement with little technical effort.

Diese Aufgabe wird für eine Greifeinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung relativbeweglich am Greifergehäuse gelagert ist und dass zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse eine Stützeinrichtung ausgebildet ist, die für eine Bereitstellung einer Stützkraft in Abhängigkeit von einer Relativbewegung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse ausgebildet ist.This object is achieved for a gripping device of the type mentioned with the features of claim 1. In this case, it is provided that the drive device is mounted in a relatively movable manner on the gripper housing and that a support device is formed between the drive device and the gripper housing, which is designed to provide a support force as a function of a relative movement of the drive device relative to the gripper housing.

Die relativbewegliche Lagerung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse ermöglicht eine Relativbewegung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse mit einem Bewegungsweg, der größer als ein Bewegungsweg ist, den eine Antriebseinrichtung zurücklegen könnte, wenn zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse übliche Mittel zur Schwingungsentkopplung wie Gummielemente oder Gummi-Metallelemente vorgesehen sind. Dabei kann die Relativbewegung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse in Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Antriebseinrichtung als reine Linearbewegung oder als reine Rotationsbewegung oder auch als Überlagerung einer Linearbewegung mit einer Rotationsbewegung vorgesehen sein. In der Praxis kann vorgesehen sein, dass der Bewegungsweg für die Relativbewegung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse zumindest einige Millimeter, eventuell einen oder mehrere Zentimeter, für eine Linearbewegung bzw. zumindest 5 Grad für eine Rotationsbewegung beträgt.The relatively movable mounting of the drive means relative to the gripper housing allows a relative movement between the drive means and the gripper housing with a movement path which is greater than a movement path, which could cover a drive means, if between the drive means and the gripper housing conventional means for vibration isolation such as rubber elements or rubber Metal elements are provided. In this case, the relative movement between the drive device and the gripper housing depending on the configuration of the drive means may be provided as a pure linear movement or as a pure rotational movement or as a superposition of a linear movement with a rotational movement. In practice, it can be provided that the movement path for the relative movement between the drive device and the gripper housing is at least a few millimeters, possibly one or more centimeters, for a linear movement or at least 5 degrees for a rotary movement.

Die Aufgabe der Stützeinrichtung besteht darin, in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse in reproduzierbarer Weise eine Stützkraft bereitzustellen. Aufgrund der relativbeweglichen Lagerung der Antriebseinrichtung am Greifergehäuse, die auch als schwimmende Lagerung bezeichnet werden kann, sowie der Bewegungskopplung der Antriebseinrichtung mit der Greifanordnung kommt der Stützeinrichtung die Aufgabe zu, eine zumindest nahezu eindeutige Beziehung zwischen der Relativbewegung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse und einer Greifkraft der Greiferanordnung zu gewährleisten. Vorzugsweise wird eine proportionale Beziehung zwischen der Stützkraft und der Greifkraft angestrebt.The task of the support device is to provide a supporting force in a reproducible manner as a function of the relative movement between the drive device and the gripper housing. Due to the relatively movable mounting of the drive means on the gripper housing, which can also be referred to as floating bearing, as well as the movement coupling of the drive means with the gripping assembly of the support device has the task, at least a nearly unique relationship between the relative movement of the drive device relative to the gripper housing and a gripping force To ensure gripper assembly. Preferably, a proportional relationship between the supporting force and the gripping force is desired.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung und das Greifergehäuse zueinander korrespondierende Führungsmittel aufweisen, die, insbesondere ausschließlich, für die Gewährleistung der Relativbeweglichkeit zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse ausgebildet sind und dass die Stützeinrichtung als zusätzliche Komponente ausgebildet ist, die, insbesondere ausschließlich, zur Bereitstellung der Stützkraft dient.It is preferably provided that the drive device and the gripper housing have mutually corresponding guide means, which are, in particular exclusively, designed to ensure the relative mobility between the drive device and gripper housing and that the support means is formed as an additional component, in particular exclusively, to provide the support force serves.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse ausgebildete Stützeinrichtung in einer Doppelfunktion auch als Führungseinrichtung dient und dadurch sowohl die Bereitstellung der Stützkraft als auch die Relativbeweglichkeit gewährleistet. Exemplarisch kann die Stützeinrichtung als, insbesondere eben oder V-förmig oder S-förmig profilierte, Blattfeder ausgebildet sein, die an der Antriebseinrichtung und am Greifergehäuse festgelegt ist, wobei eine Ausrichtung einer größten Oberfläche der Blattfeder sowie Elastizitätseigenschaften der Blattfeder an die Anforderungen der Antriebseinrichtung sowie der Greiferanordnung angepasst sind.Alternatively it can be provided that the support device formed between the drive device and the gripper housing in a dual function also serves as a guide device and thereby ensures both the provision of the support force and the relative mobility. By way of example, the support means can be formed as, in particular flat or V-shaped or S-shaped profiled, leaf spring which is fixed to the drive means and the gripper housing, with an alignment of a largest surface of the leaf spring and elasticity properties of the leaf spring to the requirements of the drive device and the gripper assembly are adapted.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Stützeinrichtung für eine drehbewegliche Lagerung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse und ferner für eine Bereitstellung eines Drehmoments zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse ausgebildet. Eine derartige Stützeinrichtung kann beispielsweise als Torsionsfeder oder Wendelfeder oder Spiralfeder ausgebildet sein und wird in Verbindung mit einer als Drehantrieb ausgebildeten Antriebseinrichtung eingesetzt. In diesem Fall führt eine Ausübung eines Drehmoments von der Antriebseinrichtung auf die Koppeleinrichtung zeitgleich zu einer Deformation der Stützeinrichtung, wobei diese Deformation zu einer Rotationsbewegung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse führt und aufgrund der Deformation der Stützeinrichtung ein Drehmoment von der Stützeinrichtung bereitgestellt wird, das dem auf die Koppeleinrichtung eingeleiteten Drehmoment entspricht.In a further alternative embodiment, the support means for a rotatable Storage of the drive device relative to the gripper housing and further designed for providing a torque between the drive device and gripper housing. Such a support device may be formed, for example, as a torsion spring or coil spring or coil spring and is used in conjunction with a drive device designed as a rotary drive. In this case, an application of torque from the drive means to the coupling means at the same time to a deformation of the support means, said deformation leads to a rotational movement of the drive means relative to the gripper housing and due to the deformation of the support means a torque is provided by the support means, the on the coupling device introduced torque corresponds.

Durch die schwimmende Lagerung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse können, insbesondere bei elektrischen Antriebseinrichtungen und schnellen Greifbewegungen, auftretende Greifkraftspitzen vermieden werden, da stets eine Ausgleichsbewegung der über die Stützeinrichtung abgestützen Antriebseinrichtung erfolgt. Ferner gewährleistet die schwimmende der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse auch bei Setzvorgängen, wie sie beispielsweise in der kinematischen Kette zwischen der Antriebseinrichtung und den Greifbacken und/oder durch Materialrelaxation an dem zu greifenden Gegenstand auftreten können, eine zumindest nahezu konstante Greifkraft, ohne dass hier eine Nachstellung durch die Antriebseinrichtung vorgenommen werden muss.Due to the floating mounting of the drive device relative to the gripper housing, gripping force peaks occurring, in particular in electric drive devices and fast gripping movements, can be avoided, since a compensation movement of the drive device supported by the support device is always effected. Furthermore, the floating of the drive means relative to the gripper housing ensures an at least almost constant gripping force even during setting operations, such as may occur in the kinematic chain between the drive device and the jaws and / or by material relaxation on the object to be gripped, without here an adjustment must be made by the drive device.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der UnteransprücheAdvantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims

Zweckmäßig ist es, wenn die Antriebseinrichtung aus der Gruppe: elektrischer Lineardirektantrieb, fluidischer Lineardirektantrieb, elektrischer Gewindespindelantrieb, fluidischer Gewindespindelantrieb ausgewählt ist und zur Bereitstellung einer linearen Ansteuerbewegung für die Greiferanordnung ausgebildet ist. Bei einem elektrischen Lineardirektantrieb und einem fluidischen Lineardirektantrieb findet eine unmittelbare Umsetzung der bereitgestellten (elektrischen bzw. fluidischen) Energie in eine Linearbewegung statt. Der elektrische Lineardirektantrieb kann beispielsweise als elektrodynamischer Linearantrieb, insbesondere als Magnetspulenantrieb, ausgebildet sein. Der fluidische Lineardirektantrieb kann beispielsweise als Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder ausgebildet sein. Bei Gewindespindelantrieben ist eine Umsetzung einer Rotationsbewegung eines Antriebsmotors in eine Linearbewegung vorgesehen, wobei diese Bewegungsumsetzung mit Hilfe von ineinandergreifenden Gewindekomponenten, beispielsweise einer Schlossmutter und einer Gewindestange, erfolgen kann. Der Antriebsmotor ist entweder für einen elektrischen Betrieb oder für einen fluidischen, insbesondere einen hydraulischen oder einen pneumatischen, Betrieb ausgebildet.It is expedient if the drive device is selected from the group: electrical linear direct drive, fluidic linear direct drive, electrical threaded spindle drive, fluidic threaded spindle drive and is designed to provide a linear drive movement for the gripper arrangement. In an electrical linear direct drive and a fluidic linear direct drive, an immediate conversion of the provided (electrical or fluidic) energy into a linear movement takes place. The electric linear direct drive can be designed, for example, as an electrodynamic linear drive, in particular as a solenoid drive. The fluidic linear direct drive can be designed for example as a hydraulic cylinder or pneumatic cylinder. In threaded spindle drives a conversion of a rotational movement of a drive motor is provided in a linear movement, said movement can be done with the help of interlocking threaded components, such as a lock nut and a threaded rod. The drive motor is designed either for an electrical operation or for a fluidic, in particular a hydraulic or a pneumatic operation.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung als, insbesondere schiebebeweglich längs einer Bewegungsachse am Greifergehäuse gelagerte, Koppelstange ausgebildet ist, die zwischen der Antriebseinrichtung und der Greiferanordnung angeordnet ist. Die Aufgabe der als Koppelstange ausgebildeten Koppeleinrichtung besteht in der Übertragung von Zugkräften und/oder Druckkräften und/oder Drehmomenten zwischen der Antriebseinrichtung und der Greifanordnung. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass die Greifanordnung über ein Hebelgetriebe verfügt, das für eine Umsetzung der Linearbewegung der Koppelstange längs der Bewegungsachse in eine Linearbewegung oder Schwenkbewegung wenigstens eines Greifelements gegenüber einem zweiten Greifelement ausgebildet ist. Dabei kann das zweite Greifelement ortsfest oder beweglich an der Greiferanordnung angeordnet sein. Beispielhaft ist hierbei eine Greifbewegung des wenigstens einen Greifelements quer, insbesondere in einem Winkel von 90 Grad, gegenüber der Bewegungsachse vorgesehen. Bevorzugt umfasst die Greiferanordnung zwei bewegliche Greifelemente, die in Abhängigkeit von einer Bewegung der Koppelstange zueinander gegensinnige Greifbewegungen durchführen und ein symmetrisches Ergreifen eines Gegenstands ermöglichen.It is preferably provided that the coupling device is designed as, in particular slidingly movable along a movement axis on the gripper housing, coupling rod, which is arranged between the drive device and the gripper assembly. The object of the coupling rod designed as a coupling rod consists in the transmission of tensile forces and / or compressive forces and / or torques between the drive device and the gripper assembly. By way of example, it can be provided that the gripping arrangement has a lever mechanism which is designed for a conversion of the linear movement of the coupling rod along the movement axis into a linear movement or pivotal movement of at least one gripping element relative to a second gripping element. In this case, the second gripping element can be arranged stationary or movable on the gripper arrangement. By way of example, a gripping movement of the at least one gripper element is provided transversely, in particular at an angle of 90 degrees, with respect to the movement axis. Preferably, the gripper assembly comprises two movable gripping elements, which perform in opposite directions gripping movements in response to a movement of the coupling rod and allow a symmetrical gripping an object.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung als Schrittmotor, insbesondere als Hohlwellen-Schrittmotor, ausgebildet ist und dass die Koppeleinrichtung einen, insbesondere selbsthemmend ausgebildeten, Gewindetrieb für eine Bewegungsumsetzung einer Drehbewegung des Schrittmotors in eine als Ansteuerbewegung für die Greiferanordnung dienende Linearbewegung umfasst. Eine Ausgestaltung der Antriebseinrichtung als Schrittmotor ermöglicht eine einfache elektrische Ansteuerung der Antriebseinrichtung, da von einer zugeordneten Steuereinheit lediglich die Anzahl der für ein Öffnen oder Schließen erforderlichen Schritte des Schrittmotors vorgegeben werden muss und keine aufwändige Regelung der Antriebseinrichtung erforderlich ist. Die von der Greifanordnung auf einen zu ergreifenden Gegenstand ausgeübte Greifkraft wird hierbei im Wesentlichen von der räumlichen Ausdehnung des Gegenstands, von der Ausgestaltung der Greifanordnung sowie von der Anzahl der vom Schrittmotor auszuführenden Schritte sowie ferner von den Eigenschaften der relativbewegliche Lagerung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse sowie der Eigenschaften der Stützeinrichtung bestimmt. Vorzugsweise ist die Anzahl der vom Schrittmotor auszuführenden Schritte derart an die Eigenschaften der schwimmenden Lagerung für die Antriebseinrichtung angepasst, dass eine vorgegebene Greifkraft nicht oder nur innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs, unterschritten bzw. überschritten wird. Für eine besonders kompakte Gestaltung der Greifeinrichtung ist die Verwendung eines Hohlwellen-Schrittmotors vorteilhaft, der mit einem radial außenliegend angeordneten Motorgehäuse relativbeweglich am Greifergehäuse gelagert ist und dessen radial innenliegende, drehbeweglich am Motorgehäuse gelagerte und als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle von der Koppelstange durchsetzt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Hohlwelle des Hohlwellen-Schrittmotors zumindest abschnittsweise mit einem Innengewinde versehen ist, das in ein zumindest abschnittsweise an der Koppelstange ausgebildetes Außengewinde eingreift und somit einen Gewindetrieb bildet. Dieser Gewindetrieb gewährleistet die Umsetzung einer Rotationsbewegung der Hohlwelle in eine Linearbewegung der Koppelstange. Vorzugsweise ist eine Steigung des Gewindetriebs so gewählt, dass der Gewindetrieb gegenüber einer Einkopplung von linearen Kräften auf die Koppelstange selbsthemmend ist.In an advantageous development of the invention, it is provided that the drive device is designed as a stepper motor, in particular as a hollow shaft stepper motor, and that the coupling device has a screw drive, in particular self-locking, for a movement conversion of a rotary movement of the stepping motor into a linear movement serving as a drive movement for the gripper arrangement includes. An embodiment of the drive device as a stepper motor enables a simple electrical control of the drive device, since only the number of steps required for opening or closing the stepping motor must be specified by an associated control unit and no complex control of the drive device is required. The gripping force exerted by the gripper assembly on an object to be gripped is in this case essentially of the spatial extent of the article, the design of the gripper assembly and the number of steps to be executed by the stepper motor and further from the properties of relatively movable storage between the drive device and gripper housing and the Characteristics of the support device determined. Preferably, the number of steps to be performed by the stepper motor is such as to the characteristics of the floating support for the drive means adapted so that a predetermined gripping force is not or only within a predefined tolerance range, falls below or exceeded. For a particularly compact design of the gripping device, the use of a hollow shaft stepping motor is advantageous, which is mounted with a radially outboard motor housing relatively movable on the gripper housing and the radially inner, rotatably mounted on the motor housing and designed as a hollow shaft drive shaft is penetrated by the coupling rod. It can be provided that the hollow shaft of the hollow shaft stepping motor is at least partially provided with an internal thread which engages in an at least partially formed on the coupling rod external thread and thus forms a screw. This screw drive ensures the implementation of a rotational movement of the hollow shaft in a linear movement of the coupling rod. Preferably, a pitch of the screw is selected so that the screw is self-locking against a coupling of linear forces on the coupling rod.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung und das Greifergehäuse eine Linearführung zur Beschränkung von Relativbewegungen zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse auf einen linearen, insbesondere auf einen parallel zu einer Längsachse der Koppelstange ausgerichteten, Bewegungsfreiheitsgrad bilden. Dabei kann die Linearführung als Gleitführung oder als Wälzlagerführung ausgebildet sein. Eine Gleitführung kann beispielsweise als Säulenführung verwirklicht werden, bei der vorzugsweise zwei an der Antriebseinrichtung oder am Greifergehäuse angebrachte Säulen eine lineare Gleitbewegung eines die Säulen umgreifenden, insbesondere mit einem an die Querschnitte der Säulen angepassten Ausnehmungen versehenen, Gegenstücks ermöglichen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Säulen jeweils kreiszylindrisch ausgestaltet sind und das Gegenstück zwei, gegebenenfalls mit geeigneten Gleitbuchsen versehene, Führungsausnehmungen aufweist. Alternativ sind an der Antriebseinrichtung und/oder am Greifergehäuse längs des Bewegungswegs für die Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse jeweils Führungsprofile angeordnet. Diese Führungsprofile sind vorzugsweise mit konstantem Querschnitt profiliert ausgebildet und weisen jeweils wenigstens eine, insbesondere eben ausgebildete, Wälzfläche für die Auflage wenigstens eines Wälzelements, auf. Bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere Wälzelemente zwischen den gegenüberliegenden Wälzflächen angeordnet sind. Unabhängig von der Art der Ausgestaltung der Linearführung ist stets vorgesehen, dass die Linearführung einen einzigen Freiheitsgrad der Bewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse zulässt, während Bewegungen in anderen Richtungen entweder vollständig ausgeschlossen sind und sich lediglich im Rahmen eines toleranzbedingten Spiels bewegen.In a further embodiment of the invention, it is provided that the drive device and the gripper housing form a linear guide for restricting relative movements between the drive device and the gripper housing to a linear, in particular aligned to a parallel to a longitudinal axis of the coupling rod, degree of freedom of movement. In this case, the linear guide may be formed as a sliding guide or as a rolling bearing guide. A sliding guide can be realized, for example, as a column guide in which preferably two attached to the drive device or the gripper housing columns allow a linear sliding movement of the columns surrounding, in particular provided with a matched to the cross sections of the columns recesses counterpart. It is preferably provided that the columns are each designed circular cylindrical and the counterpart has two, optionally provided with suitable slide bushings, guide recesses. Alternatively, guide profiles are respectively arranged on the drive device and / or on the gripper housing along the path of movement for the relative movement between drive device and gripper housing. These guide profiles are preferably formed profiled with a constant cross-section and each have at least one, in particular flat trained, rolling surface for the support of at least one rolling element, on. It is preferably provided that a plurality of rolling elements are arranged between the opposite rolling surfaces. Regardless of the nature of the design of the linear guide is always provided that the linear guide allows a single degree of freedom of movement between the drive device and gripper housing, while movements in other directions are either completely excluded and move only in the context of a tolerance-related game.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse eine als Blattfederanordnung, insbesondere als Blattfeder-Parallelogrammführung, ausgebildete Linearführung zur Beschränkung von Relativbewegungen zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse auf einen linearen, insbesondere auf einen parallel zu einer Längsachse der Koppelstange ausgerichteten, Bewegungsfreiheitsgrad angeordnet ist. Hierbei erfüllt die Blattfederanordnung vorzugsweise zwei unterschiedliche Aufgabenstellungen. Eine erste Aufgabenstellung besteht darin, dass die Blattfederanordnung als Stützeinrichtung dient und eine Linearbeweglichkeit der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse gewährleistet. Dabei ist vorteilhaft, dass die Blattfederanordnung zumindest typischerweise eine lineare Federkennline, also eine lineare Beziehung zwischen einer elastischen Deformation und einer daraus resultierenden Rückstellkraft aufweist. Eine zweite Aufgabenstellung besteht darin, dass die Blattfederanordnung eine Beschränkung der Bewegungsfreiheitsgrade der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse auf einen, insbesondere genau einen, linearen Bewegungsfreiheitsgrad ermöglicht, während andere lineare Bewegungen oder Drehbewegungen zumindest weitgehend, für kleine Bewegungen in vernachlässigbarer Weise, verhindert werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Blattfederanordnung wenigstens zwei parallel zueinander ausgerichtete Blattfedern umfasst, die eine Blattfeder-Parallelogrammführung bilden und von denen zumindest eine, vorzugsweise beide, derart mit der Antriebseinrichtung und mit dem Greifergehäuse verbunden sind, dass eine Drehmomentabstützung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse gewährleistet ist.It is preferably provided that arranged between the drive device and the gripper housing designed as a leaf spring assembly, in particular as a leaf spring parallelogram linear guide for limiting relative movements between the drive device and the gripper housing on a linear, in particular aligned parallel to a longitudinal axis of the coupling rod, degree of freedom of movement is. In this case, the leaf spring arrangement preferably fulfills two different tasks. A first task is that the leaf spring assembly serves as a support means and ensures a linear mobility of the drive device relative to the gripper housing. It is advantageous that the leaf spring arrangement has at least typically a linear spring characteristic, ie a linear relationship between an elastic deformation and a restoring force resulting therefrom. A second object consists in that the leaf spring arrangement makes it possible to limit the degrees of freedom of movement of the drive device relative to the gripper housing to one, in particular precisely one, linear degree of freedom of movement, while other linear movements or rotational movements are at least largely prevented, for small movements in a negligible manner. It is particularly advantageous if the leaf spring arrangement comprises at least two parallel aligned leaf springs, which form a leaf spring parallelogram and of which at least one, preferably both, are so connected to the drive means and the gripper housing, that a torque support between the drive means and gripper housing is guaranteed.

Bevorzugt ist die Koppelstange längs eines ersten Bewegungswegs beweglich im Greifergehäuse aufgenommen, um die Greiferanordnung zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung zu bewegen und die Antriebseinrichtung ist längs eines zweiten Bewegungswegs beweglich im Greifergehäuse aufgenommen, wobei eine Länge des zweiten Bewegungswegs zumindest 0,5mm, vorzugsweise zumindest 1mm, bevorzugt 5 Prozent einer Länge des ersten Bewegungswegs, besonders bevorzugt zumindest 10 Prozent einer Länge des ersten Bewegungswegs, insbesondere zumindest 20 Prozent einer Länge des ersten Bewegungswegs, beträgt. Dabei dient der erste Bewegungsweg als Ansteuerbewegung für die Greiferanordnung und wird in der Greiferanordnung in die Greifbewegung der Greifelemente umgesetzt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Umsetzung zwischen der Bewegung der Koppelstange und der Bewegung der Greifelemente durch ein Getriebe, insbesondere ein Hebelgetriebe, erfolgt und eine Bewegungsuntersetzung sowie eine damit einhergehende Kraftverstärkung durch das Getriebe vorgesehen ist. Um eine einfache Ansteuerung der Antriebseinrichtung, insbesondere unter Vermeidung einer geregelten Ansteuerung der Antriebseinrichtung, zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn der durch die Relativbeweglichkeit zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse bestimmte zweite Bewegungsweg eine Länge aufweist, die der Länge des ersten Bewegungswegs zumindest ähnlich ist, insbesondere entspricht. Rein exemplarisch kann vorgesehen sein, dass der erste Bewegungsweg 20 Millimeter beträgt, woraus beispielsweise eine Greiferbewegung von 10mm resultiert, und dass der zweite Bewegungsweg 1 Millimeter und somit wenigstens 5 Prozent des ersten Bewegungswegs beträgt.Preferably, the coupling rod is movably received along a first movement path in the gripper housing to move the gripper assembly between an open position and a closed position and the drive means is movably received in the gripper housing along a second movement path, wherein a length of the second movement path is at least 0.5mm, preferably at least 1 mm, preferably 5 percent of a length of the first movement path, particularly preferably at least 10 percent of a length of the first movement path, in particular at least 20 percent of a length of the first path of movement is. The first movement path serves as a driving movement for the gripper arrangement and is implemented in the gripper arrangement in the gripping movement of the gripping elements. It is preferably provided that the reaction between the movement of the coupling rod and the movement of the gripping elements by a transmission, in particular a lever mechanism, takes place and a motion reduction and an associated power gain is provided by the transmission. In order to ensure simple control of the drive device, in particular while avoiding controlled activation of the drive device, it is advantageous if the second movement path determined by the relative mobility between the drive device and gripper housing has a length which is at least similar to the length of the first movement path, in particular equivalent. Purely by way of example, it may be provided that the first movement path is 20 millimeters, resulting in a gripper movement of 10 mm, for example, and that the second movement path is 1 millimeter and thus at least 5 percent of the first movement path.

Zweckmäßig ist es, wenn die Stützeinrichtung ein Federmittel, vorzugsweise eine Druckfeder, insbesondere eine Wendelfeder, umfasst. Hierdurch wird eine besonders kompakte Ausgestaltung der Stützeinrichtung ermöglicht, wobei durch geeignete Auswahl des Federmittels auch Eigenschaften wie eine, bevorzugt proportionale, Kraft-Weg-Kennlinie und/oder Anforderungen an einem Dauerfestigkeit der Stützeinrichtung in kostengünstiger Weise erfüllt werden können.It is expedient if the support device comprises a spring means, preferably a compression spring, in particular a helical spring. As a result, a particularly compact design of the support device is made possible, with properties such as a, preferably proportional, force-displacement curve and / or requirements for fatigue strength of the support means can be met in a cost effective manner by suitable selection of the spring means.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Greiferanordnung drehbeweglich am Greifergehäuse gelagert ist und dass zwischen Greifergehäuse und Greiferanordnung ein Drehantrieb, vorzugsweise als Schrittmotor, insbesondere als Hohlwellen-Schrittmotor, ausgebildet ist, der für eine Einleitung einer Drehbewegung auf die Greiferanordnung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Kopplung zwischen der Antriebseinrichtung und der Greiferanordnung mit wenigstens einem Drehgelenk, beispielsweise einem Kugellager, ausgebildet. Somit kann die Greiferanordnung unabhängig von der Antriebseinrichtung verdreht werden und eine Verdrehung der Greifeinrichtung führt nicht zu einer Beeinflussung der Greifereigenschaften, die durch die Ansteuerbewegung der Antriebseinrichtung bestimmt werden. Bei einer Ausgestaltung des Drehantriebs als Hohlwellen-Schrittmotor wird die Hohlwelle vorzugsweise von der Koppelstange durchsetzt und trägt die Greifeinrichtung, so dass eine rotatorische Relativbewegung der Hohlwelle gegenüber einem radial außen liegend angeordneten und mit dem Greifergehäuse verbundenen Motorgehäuse zu der gewünschten Drehbewegung oder Schwenkbewegung der Greifereinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse führt.In a further embodiment of the invention it is provided that the gripper assembly is rotatably mounted on the gripper housing and that between gripper housing and gripper assembly, a rotary drive, preferably as a stepper motor, in particular as a hollow shaft stepper motor is formed, which is designed for the initiation of a rotary motion on the gripper assembly. Preferably, the coupling between the drive device and the gripper assembly is formed with at least one hinge, for example a ball bearing. Thus, the gripper assembly can be rotated independently of the drive device and a rotation of the gripping device does not lead to an influence on the gripper properties, which are determined by the driving movement of the drive device. In one embodiment of the rotary drive as a hollow shaft stepper motor, the hollow shaft is preferably penetrated by the coupling rod and carries the gripping device, so that a rotational relative movement of the hollow shaft relative to a radially outwardly disposed and connected to the gripper housing motor housing to the desired rotational movement or pivotal movement of the gripping device leads the gripper housing.

Bevorzugt ist dem Greifergehäuse eine Sensoreinrichtung zugeordnet, die für eine Erfassung einer Relativbewegung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse oder für eine Erfassung einer Relativbewegung zwischen der Koppeleinrichtung und dem Greifergehäuse ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise als magnetfeldempfindlicher Sensor ausgebildet sein und zur Ermittlung einer Position eines insbesondere an der Antriebseinrichtung oder der Koppeleinrichtung angebrachten, insbesondere als Permanentmagnet ausgebildeten, Gebers genutzt werden. Beispielsweise gibt die Sensoreinrichtung ein logisches „Low“-Signal aus, sofern sich der Permanentmagnet nicht in einem vorgebbaren Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung befindet. Ferner gibt die Sensoreinrichtung ein logisches „High“-Signal aus, sofern sich der Permanentmagnet in einem vorgebbaren Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung befindet. Alternativ kann die Sensoreinrichtung auch als magnetfeldempfindlicher Positionssensor ausgebildet sein, der in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen dem Positionssensor und einem Permanentmagneten ein zum Abstand proportionales, beispielsweise analoges, Ausgangssignal bereitstellt. Andere Sensortypen wie beispielsweise induktive Näherungsschalter oder Lichtschranken können ebenfalls zur Erfassung von Relativbewegungen zwischen dem Greifergehäuse und der Antriebseinrichtung bzw. der Koppeleinrichtung vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung derart ausgebildet, dass sie eine Positionsveränderung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifergehäuse in einem Bereich von wenigen 1/10mm, vorzugsweise 1mm, unterscheiden kann und somit bereits eine solche Relativbewegung ausreichend ist, um eine Unterscheidung zwischen einer Ruhestellung und einer Funktionsstellung für die Antriebseinrichtung zu ermöglichen. Eine Justierung für die Unterscheidung zwischen der Ruhestellung und der Funktionsstellung kann durch eine mechanische Verschiebung der Sensoreinrichtung und/oder des Gebers erfolgen. Ergänzend oder alternativ kann eine Justierung für die Unterscheidung zwischen der Ruhestellung und der Funktionsstellung auch durch eine elektronische Schaltpunkteinstellung vorgenommen werden, bei der ein Positionssensor in einer geeigneten Weise auf einen oder mehrere Schaltpunkte programmiert wird.Preferably, a sensor device is associated with the gripper housing, which is designed for detecting a relative movement between the drive device and the gripper housing or for detecting a relative movement between the coupling device and the gripper housing. The sensor device may be formed, for example, as a magnetic field-sensitive sensor and used to determine a position of a particular attached to the drive device or the coupling device, in particular designed as a permanent magnet, encoder. For example, the sensor device outputs a logic "low" signal, provided that the permanent magnet is not located in a predefinable detection range of the sensor device. Furthermore, the sensor device outputs a logical "high" signal, provided that the permanent magnet is located in a predefinable detection range of the sensor device. Alternatively, the sensor device can also be designed as a magnetic-field-sensitive position sensor which, depending on a distance between the position sensor and a permanent magnet, provides an output signal that is proportional to the distance, for example analog. Other sensor types such as inductive proximity switches or light barriers may also be provided for detecting relative movements between the gripper housing and the drive device or the coupling device. Preferably, the sensor device is designed such that it can distinguish a change in position between the drive device and the gripper housing in a range of a few 1 / 10mm, preferably 1mm, and thus already such a relative movement is sufficient to distinguish between a rest position and a functional position for to allow the drive device. An adjustment for the distinction between the rest position and the functional position can be done by a mechanical displacement of the sensor device and / or the encoder. Additionally or alternatively, an adjustment for the distinction between the rest position and the functional position can also be made by an electronic switching point adjustment, in which a position sensor is programmed in a suitable manner to one or more switching points.

Durch die Nutzung einer Sensoreinrichtung kann eine von der Antriebseinrichtung über die Koppeleinrichtung bis zur Greiferanordnung übertragene Ansteuerbewegung in reproduzierbarer Weise in eine konstante Greifkraft umgesetzt werden. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass bei Erreichen eines vorgebbaren Greifkraftniveaus die damit verbundene Kraftrückwirkung auf die Antriebsanordnung zu einer Relativbewegung der Antriebseinrichtung gegenüber dem Greifergehäuse führt. Dabei ist die Kraftrückwirkung auf die Antriebsanordnung unabhängig von der Stellung der Greifbacken der Greiferanordnung, so dass auch unterschiedlich dimensionierte Gegenstände stets mit der gleichen Greifkraft gegriffen werden.By using a sensor device, a drive movement transmitted by the drive device via the coupling device to the gripper arrangement can be reproducibly converted into a constant gripping force. In this case, the fact is utilized that on reaching a predefinable gripping force level, the associated force reaction on the drive arrangement leads to a relative movement of the drive device relative to the gripper housing. The force reaction on the drive assembly is independent of the position of the jaws of the gripper assembly, so that even differently dimensioned objects are always gripped with the same gripping force.

Für einen Betrieb der Greifeinrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Stützeinrichtung bei geöffneter Greiferanordnung derart vorgespannt ist, dass die Antriebseinrichtung eine vorgebbare erste Funktionsposition einnimmt. Bei Einleitung einer Ansteuerbewegung von der Antriebseinrichtung auf die Greiferanordnung sowie einem Ergreifen eines Gegenstands durch die Greiferanordnung wirkt aufgrund der dabei auftretenden Greifkräfte eine der Vorspannung der Stützeinrichtung entgegengesetzte Kraftrückwirkung von der Antriebseinrichtung auf die Stützeinrichtung und führt zur Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse. For operation of the gripping device, provision may be made, for example, for the support device to be pretensioned when the gripper arrangement is open such that the drive device assumes a predefinable first functional position. Upon initiation of a driving movement of the drive means to the gripper assembly and gripping an object by the gripper assembly acts due to the gripping forces occurring one of the bias of the support opposite force reaction from the drive means to the support means and leads to the relative movement between the drive means and gripper housing.

Bei einer ersten exemplarischen Betriebsweise für die Greifereinrichtung ist vorgesehen, dass ein Stoppen oder eine Stilllegung der Antriebseinrichtung, beispielsweise durch Abschaltung einer Energieversorgung für die Antriebseinrichtung oder durch Bereitstellung eines vorgebbaren Haltestroms, erfolgt, sobald eine Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse stattfindet, die auf eine Überschreitung der Vorspannkraft der Stützeinrichtung durch die Kraftrückwirkung der Antriebseinrichtung zurückzuführen ist und die zur Bereitstellung eines diesbezüglichen Sensorsignals der Sensoreinrichtung führt.In a first exemplary mode of operation for the gripper device is provided that a stop or shutdown of the drive device, for example by switching off a power supply for the drive device or by providing a predetermined holding current, takes place as soon as a relative movement between the drive device and gripper housing takes place on an excess the biasing force of the support means is due to the force reaction of the drive means and leads to the provision of a related sensor signal of the sensor device.

Bei einer zweiten, alternativen Betriebsweise für die Greifeinrichtung ist vorgesehen, dass mit Hilfe der Sensoreinrichtung zunächst eine Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse detektiert wird und daraufhin noch Energie über einen bestimmten Zeitraum oder gemäß einer vorgegebenen Energiemenge oder zur Erreichung eines vorgebbaren Zusatzstellwegs für die Ansteuerbewegung an die Antriebseinrichtung bereitgestellt wird.In a second, alternative mode of operation for the gripping device is provided that with the aid of the sensor device initially a relative movement between the drive device and gripper housing is detected and then still energy over a period of time or according to a predetermined amount of energy or to achieve a predetermined additional travel for the driving movement of the Drive device is provided.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Greifergehäuse ein Einstellmittel angeordnet ist, das für eine Bewegungsbegrenzung der Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse oder für eine Einstellung der Stützkraft der Stützeinrichtung oder für eine Bewegungsbegrenzung der Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Koppeleinrichtung ausgebildet ist. Das Einstellmittel kann beispielsweise als Einstellschraube ausgebildet sein, die von einem Benutzer manuell betätigt wird, um eine Anpassung der Greifereinrichtung an die Erfordernisse des Greifvorgangs zu ermöglichen. Exemplarisch führt eine Bewegungsbegrenzung der Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Greifergehäuse zu einem Anstieg der Greifkraft bei Erreichen einer vorgebbaren Bereitstellung der Greiferanordnung, da durch ein Auftreffen der Antriebseinrichtung an dem Einstellmittel praktisch eine Umschaltung von der schwimmenden Lagerung der Antriebseinrichtung auf eine Festlagerung der Antriebseinrichtung erfolgt. Eine derartige Bewegungsbegrenzung wird in der Praxis eher selten eingesetzt werden. In an advantageous development of the invention it is provided that an adjustment means is arranged on the gripper housing, which is designed for a movement limitation of the relative movement between the drive device and gripper housing or for adjusting the supporting force of the support device or for a movement limitation of the relative movement between the drive device and coupling device. The adjusting means may for example be formed as an adjusting screw which is manually operated by a user to allow an adaptation of the gripper device to the requirements of the gripping operation. By way of example, a movement limitation of the relative movement between the drive device and gripper housing leads to an increase in the gripping force upon reaching a predefinable provision of the gripper arrangement, since a change from the floating mounting of the drive device to a fixed mounting of the drive device is effected by an impact of the drive device on the setting means. Such a movement limitation will rarely be used in practice.

Sofern das Einstellmittel für die Einstellung der Stützkraft eingesetzt wird, kann hiermit aufgrund der kinematischen Beziehung zwischen der Bewegung der Antriebseinrichtung und der Greifanordnung ein Einfluss auf die von der Greiferanordnung bereitgestellte Greifkraft genommen werden. In der Praxis bedeutet dies, dass beispielsweise eine Vorspannung für die Stützeinrichtung verändert wird, um hierdurch die Greifkraft zu beeinflussen. Bei einer Einwirkung des Einstellmittels auf die Relativbewegung zwischen Antriebseinrichtung und Koppeleinrichtung kann eine eindeutig definierte Greifkraftbegrenzung bewirkt werden, sofern das Einstellmittel zur Einstellung eines maximalen Bewegungswegs zwischen Antriebseinrichtung und Koppeleinrichtung ausgebildet ist und jeweils gleiche Werkstücke gegriffen werden.If the adjustment means for the adjustment of the supporting force is used, it is hereby possible to influence the gripping force provided by the gripper arrangement on account of the kinematic relationship between the movement of the drive device and the gripping arrangement. In practice, this means that, for example, a bias voltage for the support device is changed in order to influence the gripping force. In an action of the adjusting means on the relative movement between the drive device and the coupling device, a clearly defined gripping force limitation can be effected, if the setting means for setting a maximum movement path between the drive device and coupling device is formed and each same workpieces are gripped.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Greifeinrichtung in einer Öffnungsstellung,
2 eine Schnittdarstellung der Greifeinrichtung gemäß der 1 in einer Schließstellung,
3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Greifeinrichtung in einer Öffnungsstellung und
4 eine Variante der zweiten Ausführungsform einer Greifeinrichtung.

Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawing. Hereby shows:

1 a sectional view of a first embodiment of a gripping device in an open position,
2 a sectional view of the gripping device according to the 1 in a closed position,
3 a sectional view of a second embodiment of a gripping device in an open position and
4 a variant of the second embodiment of a gripping device.

Eine in den 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsform einer Greifeinrichtung 1 ist zum Ergreifen eines rein exemplarisch quaderförmigen Gegenstands 2 ausgebildet und beispielhaft zur Anbringung an einem nicht näher dargestellten Maschinengestell oder Manipulator, insbesondere Roboterarm, ausgebildet.One in the 1 and 2 illustrated first embodiment of a gripping device 1 is to grasp a purely exemplary cuboid object 2 formed and exemplified for attachment to a machine frame or manipulator, in particular robot arm, not shown.

Die Greifeinrichtung 1 umfasst ein Greifergehäuse 3, das rein exemplarisch quaderförmig ausgebildet ist und zumindest bereichsweise mit einer Ausnehmung 4 versehen ist. In der Ausnehmung 4 sind eine Antriebseinrichtung 5 sowie ein Drehantrieb 6 angeordnet. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung 5 als Hohlwellen-Schrittmotor ausgebildet ist. Ferner ist beispielhaft vorgesehen, dass der Drehantrieb 6 als Hohlwellen-Schrittmotor ausgebildet ist. Die Antriebseinrichtung 5 ist zur Bereitstellung einer Ansteuerbewegung an eine nachstehend näher beschriebene Greiferanordnung 7 ausgebildet und ist schwimmend am Greifergehäuse 3 gelagert, so dass sie eine Relativbewegung gegenüber dem Greifergehäuse 3 durchführen kann. Der Drehantrieb 6 ist am Greifergehäuse 3 festgelegt und dient zur Bereitstellung einer Drehbewegung für die Greiferanordnung 7.The gripping device 1 includes a gripper housing 3 , which is purely exemplary square-shaped and at least partially with a recess 4 is provided. In the recess 4 are a drive device 5 as well as a rotary drive 6 arranged. By way of example, it is provided that the drive device 5 is designed as a hollow shaft stepper motor. Furthermore, it is provided by way of example that the rotary drive 6 is designed as a hollow shaft stepper motor. The drive device 5 is for providing a driving movement to a gripper assembly described in more detail below 7 trained and is floating on the hook housing 3 stored so that they have a relative movement opposite the hook housing 3 can perform. The rotary drive 6 is on the hook housing 3 set and used to provide a rotational movement for the gripper assembly 7 ,

Die Antriebseinrichtung 5 umfasst beispielhaft ein Motorgehäuse 8, in dem eine drehbeweglich gelagerte Hohlwelle 9 aufgenommen ist. Die zur Einleitung eines Drehmoments vom Motorgehäuse 8 auf die Hohlwelle 9 erforderlichen Einrichtungen wie beispielsweise elektrische Spulen und Permanentmagnete der exemplarisch als Hohlwellen-Schrittmotor ausgebildeten Antriebseinrichtung 5 sind in den 1 und 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellt.The drive device 5 includes, by way of example, a motor housing 8th in which a rotatably mounted hollow shaft 9 is included. The for introducing a torque from the motor housing 8th on the hollow shaft 9 required devices such as electric coils and permanent magnets of the example designed as a hollow shaft stepper motor drive device 5 are in the 1 and 2 for clarity, not shown in detail.

Die Antriebseinrichtung 5 ist dazu ausgebildet, bei Bereitstellung von elektrischer Energie, die insbesondere von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt wird, eine Rotationsbewegung der Hohlwelle 9 um eine Mittelachse 10 durchzuführen. Beispielhaft ist die Hohlwelle 9 an einer Innenseite 11 abschnittsweise mit einem Innengewinde 12 versehen, das in ein Außengewinde 15 einer als Koppeleinrichtung ausgebildeten Koppelstange 16 eingreift. Die Koppelstange 16 dient zur Übertragung der Ansteuerbewegung von der Antriebseinrichtung 5 auf die Greiferanordnung 7: Hierfür bilden das Innengewinde 12 und das Außengewinde 15 einen Gewindetrieb, der für eine Umsetzung einer Rotationsbewegung der Hohlwelle 9 in eine Linearbewegung der Koppelstange 16 dient. Um eine unerwünschte Rotationsbewegung der Koppelstange 16 zu verhindern, ist diese rein exemplarisch an einem der Greifanordnung 7 abgewandten Endbereich mit einem beispielhaft quaderförmig ausgebildeten Endabschnitt 17 versehen, der in einen von zwei Wandabschnitten 18, 19 des Greifergehäuse 3 begrenzten Führungsschlitz 20 eingreift. Der Führungsschlitz 20 ermöglicht eine lineare Bewegung des Endabschnitts 17 längs der Mittelachse 10, verhindert jedoch eine Rotationsbewegung der mit dem Endabschnitt 17 versehenen Koppelstange 16 um die Mittelachse 10.The drive device 5 is adapted, upon provision of electrical energy, which is provided in particular by a control device, not shown, a rotational movement of the hollow shaft 9 around a central axis 10 perform. Exemplary is the hollow shaft 9 on an inside 11 in sections with an internal thread 12 provided in an external thread 15 a coupling rod designed as a coupling rod 16 intervenes. The coupling rod 16 serves to transmit the driving movement of the drive device 5 on the gripper assembly 7 : For this form the internal thread 12 and the external thread 15 a screw drive, which is responsible for implementing a rotational movement of the hollow shaft 9 in a linear movement of the coupling rod 16 serves. To an undesirable rotational movement of the coupling rod 16 To prevent this is purely exemplary of one of the gripper assembly 7 remote end portion with an exemplary cuboid-shaped end portion 17 provided in one of two wall sections 18 . 19 of the hook housing 3 limited guide slot 20 intervenes. The guide slot 20 allows a linear movement of the end section 17 along the central axis 10 However, prevents rotation of the with the end portion 17 provided coupling rod 16 around the central axis 10 ,

Um eine vorteilhafte Führung für die Hohlwelle 9 zu gewährleisten, ist diese an einem dem Innengewinde 12 abgewandten Endbereich mit einer, insbesondere aus Kunststoff hergestellten, Gleitbuchse 21 versehen, die sowohl eine Linearbewegung als auch eine Rotationsbewegung zwischen der Koppelstange 16 und der Hohlwelle 9 ermöglicht.To an advantageous guide for the hollow shaft 9 to ensure this is at an internal thread 12 remote end portion with a, in particular made of plastic, sliding bushing 21 provided, both a linear movement and a rotational movement between the coupling rod 16 and the hollow shaft 9 allows.

Das Motorgehäuse 8 ist an einer von der Greiferanordnung 7 abweisenden, beispielhaft kreisringförmig ausgebildeten, Stirnfläche 22 mit zwei Führungsbolzen 23, 24 versehen, die sich jeweils in einer von der Greiferanordnung 7 abweisenden Richtung parallel zur Mittelachse 10 erstrecken. Dabei durchsetzen die beiden Führungsbolzen 23, 24 jeweils Führungsausnehmungen 27, 28, die in nach innen abragenden Vorsprüngen 25, 26 des Greifergehäuses 3 ausgebildet sind. Ferner sind die beiden Führungsbolzen 23, 24 an einem dem Motorgehäuse 8 abweisenden Endbereich mit einem Ringbund 29, 30 versehen, der als Auflagefläche für eine Wendelfeder 31, 32 dient, die sich längs des jeweiligen Führungsbolzens 23, 24 bis zum gegenüberliegenden Vorsprung 25, 26 erstreckt und dort ebenfalls anliegt. Beispielhaft bilden die Führungsbolzen 23, 24 zusammen mit den Führungsausnehmungen 27, 28 eine Linearführung für die Antriebseinrichtung 5, die somit gegenüber dem Greifergehäuse 3 genau einen linearen Bewegungsfreiheitsgrad aufweist.The motor housing 8th is at one of the gripper assembly 7 repellent, exemplified annular shaped, face 22 with two guide pins 23 . 24 provided, each in one of the gripper assembly 7 repellent direction parallel to the central axis 10 extend. The two guide bolts pass through 23 . 24 each guide recesses 27 . 28 , which protrude inward protrusions 25 . 26 of the gripper housing 3 are formed. Furthermore, the two guide pins 23 . 24 at a the motor housing 8th repellent end portion with a collar 29 . 30 provided as a support surface for a coil spring 31 . 32 serves, extending along the respective guide pin 23 . 24 to the opposite projection 25 . 26 extends and there is also present. Exemplary form the guide bolts 23 . 24 along with the guide slots 27 . 28 a linear guide for the drive device 5 , which are thus opposite the gripper housing 3 has exactly one linear degree of freedom of movement.

Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Wendelfedern 31, 32, die eine Stützeinrichtung bilden, bereits in der in 1 dargestellten Ruhestellung der Greifeinrichtung 1 vorgespannt sind und dementsprechend eine Vorzugsstellung für die Antriebseinrichtung 5 bestimmen. Beispielhaft ist die Vorzugsstellung für die Antriebseinrichtung 5 derart gewählt, dass die Stirnfläche 22 an den Vorsprüngen 25, 26 flächig anliegt.By way of example, it is provided that the coil springs 31 . 32 , which form a support device, already in the in 1 shown rest position of the gripping device 1 are biased and, accordingly, a preferred position for the drive device 5 determine. By way of example, the preferred position for the drive device 5 chosen such that the end face 22 at the projections 25 . 26 lies flat.

Die Greiferanordnung 7 umfasst rein exemplarisch ein Getriebegehäuse 33, in dem beispielhaft zwei Schwenkhebel 34, 35 schwenkbeweglich an Lagerbolzen 36, 37 gelagert sind. Die Schwenkhebel 34, 35 greifen jeweils endseitig in einen Mitnehmer 38 sowie jeweils in eine Greifbacke 39, 40 ein. Dabei ist der Mitnehmer 38 unter Zwischenschaltung eines Rillenkugellagers 41 drehbeweglich und axial ortsfest an der Koppelstange 16 angeordnet und ermöglicht somit eine Übertragung von linearen Ansteuerbewegungen von der Koppelstange 16 auf die Schwenkhebel 34, 35, während eine Übertragung von Drehmomenten zwischen der Koppelstange 16 und dem Mitnehmer 38 durch das Rillenkugellager 41 verhindert wird. Das Getriebegehäuse 33 weist eine nur andeutungsweise dargestellte Führungsprofilierung 42 auf, die entlang einer quer zur Mittelachse 10 erstreckten Profilachse 43 ein konstantes Profil aufweist. Dabei sind die Führungsprofilierung 42 und die Greifbacken 39, 40 derart aufeinander abgestimmt, dass die Greifbacken lediglich einen durch die Bewegungspfeile 44, 45 angedeuteten linearen Bewegungsfreiheitsgrad aufweisen. Dementsprechend führt eine lineare Bewegung der Koppelstange 16 und des daran angebrachten Mitnehmers 38 zu einer gegensinnigen Schwenkbewegung der beiden Schwenkhebel 34, 35 sowie einer daraus resultierenden gegensinnigen Linearbewegung der Greifbacken 39, 40. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass bei einer linearen Bewegung der Koppelstange 16 und des daran angebrachten Mitnehmers 38, die gemäß der Darstellung der 1 zu einer Verlagerung des Mitnehmers 38 nach unten führt, eine Vergrößerung eines Abstands 46 zwischen einander gegenüberliegenden Greifflächen über 40, 48 der Greifbacken 39, 40 stattfindet. Eine entgegengesetzte lineare Bewegung der Koppelstange 16 führt dementsprechend zu einer Verringerung des Abstands 46, womit ein Gegenstand 2 gegriffen werden kann, wie dies in der 2 dargestellt ist.The gripper arrangement 7 purely by way of example comprises a transmission housing 33 , in the example, two pivoting lever 34 . 35 pivotable on bearing pin 36 . 37 are stored. The swivel levers 34 . 35 engage each end in a driver 38 as well as each in a jaw 39 . 40 one. This is the driver 38 with the interposition of a deep groove ball bearing 41 rotatably and axially fixed to the coupling rod 16 arranged and thus allows a transmission of linear driving movements of the coupling rod 16 on the pivot lever 34 . 35 while transmitting torque between the coupling rod 16 and the driver 38 through the deep groove ball bearing 41 is prevented. The gearbox 33 has an only hinted guide profiling 42 on that along a transverse to the central axis 10 extended profile axis 43 has a constant profile. Here are the leadership profiling 42 and the jaws 39 . 40 coordinated so that the gripping jaws only one by the movement arrows 44 . 45 have indicated linear degree of freedom of movement. Accordingly, a linear movement of the coupling rod 16 and the driver attached to it 38 to an opposing pivotal movement of the two pivot levers 34 . 35 and a resulting opposing linear movement of the jaws 39 . 40 , By way of example, it is provided that in a linear movement of the coupling rod 16 and the driver attached to it 38 , which, according to the presentation of the 1 to a displacement of the driver 38 leading down, an increase in a distance 46 between opposing gripping surfaces over 40 . 48 the gripping jaws 39 . 40 takes place. An opposite linear movement of the coupling rod 16 leads accordingly to a reduction of the distance 46 , what an object 2 can be grasped, as in the 2 is shown.

Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Getriebegehäuse 33 an einer Hohlwelle 50 des Drehantriebs 6 festgelegt ist, so dass eine Bereitstellung von elektrischer Energie an den beispielhaft als Hohlwellen-Schrittmotor ausgebildeten Drehantrieb 6 zu einer Drehbewegung der Greiferanordnung 7 um die Mittelachse 10 führt. Da aufgrund der Anordnung des Rillenkugellagers 41 zwischen dem Mitnehmer 38 und der Koppelstange 16 eine freie Drehbeweglichkeit des Mitnehmers 38 gegenüber der Koppelstange 16 gewährleistet ist, führt eine Drehbewegung der Greiferanordnung 7 nicht zu einer Veränderung der axialen Lage der Koppelstange 16 oder der Greifbacken 39, 40.By way of example, it is provided that the transmission housing 33 on a hollow shaft 50 of the rotary drive 6 is set, so that a supply of electrical energy to the example designed as a hollow shaft stepper motor rotary drive 6 to a rotary movement of the gripper assembly 7 around the central axis 10 leads. Because of the arrangement of the deep groove ball bearing 41 between the driver 38 and the coupling rod 16 a free rotational mobility of the driver 38 opposite the coupling rod 16 is guaranteed, performs a rotational movement of the gripper assembly 7 not to a change in the axial position of the coupling rod 16 or the gripping jaws 39 . 40 ,

Rein exemplarisch ist gegenüberliegend zu einer Stirnfläche 54 des Führungsbolzens 24 eine beispielhaft als induktiver Näherungsschalter ausgebildete Sensoreinrichtung 55 angeordnet. Ferner ist an dem Wandabschnitt 19 eine rein exemplarisch ebenfalls als induktiver Näherungsschalter ausgebildete Sensoreinrichtung 56 angeordnet. Dabei besteht die Aufgabe der Sensoreinrichtung 55 darin, eine axiale Verlagerung des Führungsbolzens 24 zu detektieren, während die Aufgabe der Sensoreinrichtung 56 darin besteht, eine axiale Verlagerung des quaderförmig ausgebildeten Endabschnitts 17 zu detektieren.By way of example, opposite to an end face 54 of the guide pin 24 an example designed as an inductive proximity sensor sensor device 55 arranged. Furthermore, on the wall section 19 a purely exemplary also designed as an inductive proximity switch sensor device 56 arranged. In this case, there is the task of the sensor device 55 therein, an axial displacement of the guide pin 24 to detect while the task of the sensor device 56 This is an axial displacement of the cuboid-shaped end portion 17 to detect.

Eine Funktionsweise der Greifeinrichtung 1 kann die folgt beschrieben werden:An operation of the gripping device 1 can be described as follows:

Eine Bereitstellung von elektrischer Energie an den Drehantrieb 6 führt zu einer Rotation der Greiferanordnung 7 um die Mittelachse 10, ohne dass hierbei der Abstand 46 zwischen den Greifflächen 47, 48 beeinflusst wird.A supply of electrical energy to the rotary drive 6 leads to a rotation of the gripper assembly 7 around the central axis 10 , without this the distance 46 between the gripping surfaces 47 . 48 being affected.

Eine Bereitstellung von elektrischer Energie an die Antriebseinrichtung 5 führt ausgehend von der in 1 dargestellten Ruhestellung für die Greifeinrichtung 1 zu einer Einleitung eines Drehmoments vom Motorgehäuse 8 auf die Hohlwelle 9. Hierdurch beginnt eine Rotationsbewegung der Hohlwelle 9 um die Mittelachse 10, wobei das Innengewinde 12 der Hohlwelle 9 in Verbindung mit dem Außengewinde 15 der Koppelstange 16 eine Bewegungsumsetzung der Rotationsbewegung der Hohlwelle 9 in eine Linearbewegung der Koppelstange 16 bewirken, da eine Rotation der Koppelstange 16 durch die Wechselwirkung zwischen dem Endabschnitt 17 und den Wandabschnitten 18, 19 verhindert wird. Bei geeigneter Drehrichtung der Hohlwelle 9 erfolgt somit eine axiale Verlagerung der Koppelstange 16, durch die der Mitnehmer 38 gemäß der Darstellung der 1 nach oben verlagert wird.Provision of electrical energy to the drive device 5 leads starting from the in 1 illustrated rest position for the gripping device 1 to initiate torque from the motor housing 8th on the hollow shaft 9 , This starts a rotational movement of the hollow shaft 9 around the central axis 10 where the internal thread 12 the hollow shaft 9 in conjunction with the external thread 15 the coupling rod 16 a motion conversion of the rotational movement of the hollow shaft 9 in a linear movement of the coupling rod 16 cause, as a rotation of the coupling rod 16 by the interaction between the end portion 17 and the wall sections 18 . 19 is prevented. With suitable direction of rotation of the hollow shaft 9 Thus, an axial displacement of the coupling rod takes place 16 through which the driver 38 according to the representation of 1 is shifted upwards.

Durch diese Linearbewegung des Mitnehmers 38 erfolgt eine Annäherungsbewegung der Greifbacken 39, 40, da diese mit der Koppelstange 16 durch das von den Schwenkhebeln 34, 35 gebildete Hebegetriebe kinematisch gekoppelt sind. Bei der damit einhergehenden Verringerung des Abstands 46 zwischen den beiden Greifflächen 47, 48 kommen diese in Anlage an den Gegenstand 2 und beginnen mit der Ausübung von einander entgegengesetzten Greifkräften auf den Gegenstand 2, der hiermit gegriffen wird. Hierdurch erfolgt eine Kraftrückwirkung von den Greifbacken 39, 40 über die Schwenkhebel 34, 35, die in der Ausübung einer Zugkraft auf die Koppelstange 16 resultiert. Diese Zugkraft wird von der Koppelstange 16 über den vom Außengewinde 15 und vom Innengewinde 12 gebildeten Gewindetrieb auf die Hohlwelle 9 eingeleitet, die in nicht näher dargestellter Weise ausschließlich drehbeweglich am Motorgehäuse 8 gelagert ist. Dementsprechend wird die Zugkraft vom Motorgehäuse 8 auf die beiden Führungsbolzen 23, 24 eingeleitet, die sich jeweils mit dem gegenseitigen Ringbund 29, 30 an der jeweils zugeordneten Wendelfeder 31, 32 abstützen.Through this linear movement of the driver 38 an approaching movement of the gripping jaws takes place 39 . 40 as these with the coupling rod 16 through the from the pivoting levers 34 . 35 formed lifting gear are kinematically coupled. With the associated reduction of the distance 46 between the two gripping surfaces 47 . 48 they come into contact with the object 2 and begin to apply opposing gripping forces to the object 2 who is seized with this. This results in a force feedback from the jaws 39 . 40 over the swivel lever 34 . 35 in the exercise of a pulling force on the coupling rod 16 results. This tensile force is from the coupling rod 16 over the external thread 15 and the internal thread 12 formed screw drive on the hollow shaft 9 initiated, in a manner not shown exclusively rotatably on the motor housing 8th is stored. Accordingly, the pulling force from the motor housing 8th on the two guide pins 23 . 24 initiated, each with the mutual collar 29 . 30 at the respectively assigned coil spring 31 . 32 support.

Beispielhaft ist vorgesehen, dass die beiden Wendelfedern eine lineare Kennlinie aufweisen und durch die Einleitung der Zugkraft in axialer Richtung komprimiert werden und dadurch eine zur ausgebübten Greifkraft proportionale axiale Verlagerung des Motorgehäuses 8 längs der Mittelachse 10 ermöglichen. Dabei entfernt sich die Stirnfläche 54 von der Sensoreinrichtung 55, was in Abhängigkeit von einer Sensorcharakteristik der Sensoreinrichtung 55 bei Vorliegen eines vorgebbaren Mindestabstands zur Ausgabe eines Schaltsignals durch die Sensoreinrichtung 55 führt.By way of example, it is provided that the two coil springs have a linear characteristic and are compressed by the introduction of the tensile force in the axial direction and thereby a proportional to the exerted gripping force axial displacement of the motor housing 8th along the central axis 10 enable. The face is removed 54 from the sensor device 55 , which depends on a sensor characteristic of the sensor device 55 in the presence of a predeterminable minimum distance for outputting a switching signal by the sensor device 55 leads.

Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass ein Schaltsignal von der Sensoreinrichtung 55 bereitgestellt wird, wenn sich die Stirnfläche 54 um einen Betrag von rein exemplarisch 3/10mm von der Sensoreinrichtung 55 entfernt hat. Dieses Schaltsignal wird von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung empfangen, die auch zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung 5 dient und die beispielhaft mit dem Eintreffen des Schaltsignals eine weitere Bereitstellung von elektrischer Energie an die Antriebseinrichtung 5 unterbinden kann oder gegebenenfalls eine Fortführung der Bereitstellung von elektrischer Energie an die Antriebseinrichtung 5 für einen vorgegebenen Zeitraum oder eine zusätzliche Durchführung einer vorgebbaren Anzahl von Schritten für die rein exemplarisch als Hohlwellen-Schrittmotor ausgebildete Antriebseinrichtung 5 vorsehen kann. Hierdurch wird in Kombination mit der schwimmenden Lagerung der Antriebseinrichtung 5 die gewünschte Begrenzung der Greifkraft, die von den Greifbacken 39, 40 auf den Gegenstand 2 ausgeübt wird, gewährleistet.By way of example, it can be provided that a switching signal from the sensor device 55 is provided when the end face 54 by an amount of purely exemplary 3 / 10mm from the sensor device 55 has removed. This switching signal is received by a control device, not shown, which is also used to control the drive device 5 serves and the example with the arrival of the switching signal, a further provision of electrical energy to the drive device 5 can stop or, if appropriate, a continuation of the provision of electrical energy to the drive device 5 for a predetermined period of time or an additional implementation of a predeterminable number of steps for the purely exemplary trained as a hollow shaft stepper motor drive means 5 can provide. As a result, in combination with the floating mounting of the drive device 5 the desired limit the gripping force coming from the jaws 39 . 40 on the object 2 exercised.

Um eine Aufhebung eines Greifzustands für den Gegenstand 2 zu ermöglichen, ist eine Beaufschlagung der Antriebseinrichtung 5 mit elektrischer Energie derart vorgesehen, dass eine Rotationsrichtung der Hohlwelle 9 in entgegengesetzter Weise zum vorstehend beschriebenen Greifvorgang erfolgt. Im Zuge dieser entgegengesetzten Rotationsrichtung der Hohlwelle 9 und der damit einhergehenden Reduzierung der Greifkraft findet auch eine Reduzierung der Zugkraft statt, die von den Greifbacken 39, 40 in der vorstehend beschriebenen Weise bis auf die Wendelfedern 31, 32 einwirkt. Dementsprechend verlagern sich aufgrund der in den Wendelfedern 31, 32 gespeicherten Federenergie die Führungsbolzen 23, 24 gemäß der Darstellung der 1 nach oben, wodurch auch eine Kompression der Wendelfedern 31, 32 reduziert wird. Somit nähert sich das Motorgehäuse 8 mit seiner Stirnfläche 22 an die Vorsprünge 25, 26 an, bis die in der 1 dargestellten Ruhestellung wieder eingenommen ist.To a lifting of a gripping state for the object 2 to allow, is an application of the drive device 5 provided with electrical energy such that a rotational direction of the hollow shaft 9 takes place in the opposite manner to the above-described gripping operation. In the course of this opposite direction of rotation of the hollow shaft 9 and the concomitant reduction of the gripping force also takes place a reduction of the tensile force, which of the gripping jaws 39 . 40 in the manner described above except for the coil springs 31 . 32 acts. Accordingly, relocate due to the in the coil springs 31 . 32 stored spring energy the guide pins 23 . 24 according to the representation of 1 upward, which also causes compression of the coil springs 31 . 32 is reduced. Thus, the engine housing approaches 8th with his face 22 to the projections 25 . 26 until the in the 1 shown rest position is taken again.

Exemplarisch kann ferner vorgesehen sein, dass der vorstehend beschriebene Öffnungsvorgang für die Greifbacken 39, 40 mit Hilfe der Sensoreinrichtung 56 festgestellt wird, indem die Sensoreinrichtung 56 eine Annäherung des Endabschnitts 17 bei einer gemäß der Darstellung der 1 und 2 nach unten gerichteten Linearbewegung der Koppelstange 16 feststellt und aufgrund dieser Annäherungsbewegung auf eine vollständige Öffnung der Greifbacken 39, 40 geschlossen werden kann.By way of example, it may further be provided that the opening process described above for the gripping jaws 39 . 40 with the help of the sensor device 56 is determined by the sensor device 56 an approximation of the end section 17 at one according to the representation of 1 and 2 downwardly directed linear movement of the coupling rod 16 detects and due to this approach movement to a complete opening of the jaws 39 . 40 can be closed.

Bei der in 3 dargestellten Greifeinrichtung 101 sind abweichend von der Greifeinrichtung 1 die beiden Wendelfedern 131, 132 jeweils endseitig am Motorgehäuse 108 abgestützt und liegen jeweils an einander entgegengesetzten Innenoberflächen 160, 161 des Greifergehäuses 103 an. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass die beiden Wendelfedern 131, 132 auch für eine Abstützung des von der Antriebseinrichtung 105 bereitgestellten Drehmoments ausgebildet sind oder dass eine nicht dargestellte Linearführung zwischen dem Motorgehäuse 108 und dem Greifergehäuse 103 ausgebildet ist, die eine Relativbeweglichkeit des Motorgehäuses 108 gegenüber dem Greifergehäuse 103 auf eine lineare Bewegung längs der Mittelachse 110 beschränkt. Ferner ist rein exemplarisch und abweichend von der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 bei der Greifeinrichtung 101 eine feste, beispielhaft einstückig ausgebildete, Kopplung zwischen dem Getriebegehäuse 133 und dem Greifergehäuse 103 vorgesehen, so dass die Greiferanordnung 107 bei dieser spezifischen Ausführungsform nicht drehbeweglich am Greifergehäuse 103 gelagert ist. Dementsprechend entfällt bei dieser speziellen Ausführungsform auch ein Drehantrieb.At the in 3 illustrated gripping device 101 are different from the gripping device 1 the two coil springs 131 . 132 each end of the motor housing 108 supported and lie respectively on opposite inner surfaces 160 . 161 of the gripper housing 103 at. Optionally, it can be provided that the two coil springs 131 . 132 also for a support of the drive device 105 provided torque is formed or that a linear guide, not shown, between the motor housing 108 and the gripper housing 103 is formed, which is a relative mobility of the motor housing 108 opposite the hook housing 103 to a linear movement along the central axis 110 limited. Furthermore, purely exemplary and different from the embodiment according to the 1 and 2 at the gripping device 101 a solid, by way of example integrally formed, coupling between the transmission housing 133 and the gripper housing 103 provided so that the gripper assembly 107 not rotatably on the gripper housing in this specific embodiment 103 is stored. Accordingly, a rotary drive is omitted in this particular embodiment.

Beispielhaft ist in dem vom Greifergehäuse 103 begrenzten Innenraum 162 eine gedruckte Schaltung 163 angeordnet, auf der eine nicht näher dargestellte elektrische Steuereinrichtung ausgebildet ist. Die gedruckte Schaltung 163 ist ferner mit einem Anschlussstecker 164 elektromechanisch verbunden, der das Greifergehäuse 103 durchsetzt und zur Verbindung mit einer externen, nicht dargestellten Stromquelle und/oder einer externen, nicht dargestellten Greifersteuerung ausgebildet ist. Auf der gedruckten Schaltung 163 ist neben anderen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen ein Positionssensor 165 angebracht, der zur Erfassung einer Position eines am Motorgehäuse 108 angebrachten Permanentmagneten 166 ausgebildet ist. Dabei ist der Positionssensor 165 vorzugsweise für die Erfassung von zwei längs der Mittelachse 110 maximal voneinander beabstandeten Endpositionen des Motorgehäuses 108 ausgebildet, um eine einfache und kostengünstige Abschaltung der Energiezufuhr an die Antriebseinrichtung 105 zu ermöglichen.An example is in the gripper housing 103 limited interior 162 a printed circuit 163 arranged on which an electrical control device, not shown, is formed. The printed circuit 163 is also with a connector 164 electromechanically connected to the gripper housing 103 penetrated and formed for connection to an external power source, not shown, and / or an external gripper control, not shown. On the printed circuit 163 is in addition to other electrical or electronic components, a position sensor 165 mounted to detect a position of the motor housing 108 attached permanent magnets 166 is trained. Here is the position sensor 165 preferably for the detection of two along the central axis 110 maximally spaced end positions of the motor housing 108 designed to provide a simple and cost-effective shutdown of the power supply to the drive device 105 to enable.

Alternativ ist der Positionssensor 165 für die Erfassung einer Vielzahl von Positionen zwischen den beiden Endpositionen ausgebildet, um beispielsweise eine Überprüfung der von der Greifeinrichtung 101 bereitgestellten Greifkraft anhand der axialen Verlagerung des Motorgehäuse des 108 relativ zum Greifergehäuse 103 zu ermöglichen. Eine solche aufwändige Positionserfassung wird beispielhaft dann vorgesehen, wenn besonders empfindliche Gegenstände gegriffen werden sollen.Alternatively, the position sensor 165 for the detection of a plurality of positions between the two end positions, for example a check of the gripping device 101 provided gripping force on the basis of the axial displacement of the motor housing of 108 relative to the gripper housing 103 to enable. Such elaborate position detection is provided, for example, when particularly sensitive objects are to be grasped.

Die Funktionsweise für einen Greifvorgang mit der Greifeinrichtung 101 entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise für den Greifvorgang mit der Greifeinrichtung 1. Im Unterschied zur Greifeinrichtung 1 ist bei der Greifeinrichtung 101 die Koppelstange 116 als Motorwelle der als Schrittmotor ausgebildeten Antriebseinrichtung 105 vorgesehen und greift für eine Bewegungsumsetzung der Drehbewegung der Motorwelle in eine Linearbewegung des Mitnehmers 138 mit einem nicht näher bezeichneten Außengewindeabschnitt in einen korrespondierenden Innengewindeabschnitt des Mitnehmers 138 ein. Ferner entfällt aufgrund der fehlenden Drehbeweglichkeit der Greiferanordnung 107 gegenüber dem Greifergehäuse 103 die Drehlagerung im Mitnehmer 138.The operation for a gripping operation with the gripping device 101 essentially corresponds to the operation for the gripping operation with the gripping device 1 , In contrast to the gripping device 1 is at the gripping device 101 the coupling rod 116 as a motor shaft of the stepper motor designed as a drive device 105 provided and engages for a movement implementation of the rotational movement of the motor shaft in a linear movement of the driver 138 with an unspecified external threaded portion in a corresponding internal threaded portion of the driver 138 one. Furthermore, due to the lack of rotational mobility of the gripper assembly deleted 107 opposite the hook housing 103 the pivot bearing in the driver 138 ,

Anstelle der Wendelfedern 131, 132 können bei der Greifeinrichtung 101 auch Blattfedern verwendet werden. Rein exemplarisch sind in der 3 beispielhaft V-förmig profilierte Blattfedern 167, 168 gezeigt, die bei einer Festlegung am Motorgehäuse 108 sowie am Greifergehäuse 103 einen vorteilhaften Kompromiss zwischen einer axialen Elastizität und einer Drehmomentfestigkeit um die Mittelachse 110 gewährleisten. Hierbei nehmen die Blattfedern 167, 168 in einer Doppelfunktion neben der Aufgabe als Stützeinrichtung auf die Aufgabe einer Linearführung wahr, so dass keine weiteren Anpassungen zwischen Motorgehäuse 108 und Greifergehäuse 103 erforderlich sind.Instead of coil springs 131 . 132 can at the gripping device 101 also used leaf springs. Are purely exemplary in the 3 exemplary V-shaped profiled leaf springs 167 . 168 shown when fixing to the motor housing 108 as well as on the gripper housing 103 an advantageous compromise between an axial elasticity and a torque resistance about the central axis 110 guarantee. Here take the leaf springs 167 . 168 in a dual function in addition to the task as a support device to the task of a linear guide true, so no further adjustments between motor housing 108 and gripper housing 103 required are.

Die als weitere Abwandlung der Federmittel in der 4 dargestellten Blattfedern 169, 170 sind rein exemplarisch jeweils als nur schematisch dargestellte, rechtwinklig abgewinkelte Winkelbleche aus planparallelen Federblechstreifen ausgebildet und jeweils endseitig mit Befestigungsmitteln 171, 172 am Motorgehäuse 108 und am Greifergehäuse 103 festgelegt.As a further modification of the spring means in the 4 illustrated leaf springs 169 . 170 are purely exemplary in each case as only schematically illustrated, rectangular angled angle plates formed from plane-parallel spring steel strips and each end with fasteners 171 . 172 on the motor housing 108 and on the gripper housing 103 established.

Die Blattfedern 169, 170 sind zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet und bilden hierdurch eine Parallelogrammführung, die zumindest für kleine Relativbewegungen zwischen Motorgehäuse 108 und Greifergehäuse 103 eine zumindest nahezu ausschließlich lineare Relativbeweglichkeit längs der Mittelachse 110 sicherstellen, während unerwünschte Drehbewegungen zwischen Motorgehäuse 108 und Greifergehäuse 103 aufgrund der diesbezüglichen Steifigkeit der Blattfedern 169, 170 und deren Festlegung am Motorgehäuse 108 und am Greifergehäuse 103 vermieden werden.The leaf springs 169 . 170 are at least partially arranged parallel to each other and thereby form a parallelogram, at least for small relative movements between the motor housing 108 and gripper housing 103 an at least almost exclusively linear relative mobility along the central axis 110 Ensure while unwanted rotation between motor housing 108 and gripper housing 103 due to the related stiffness of the leaf springs 169 . 170 and their definition on the motor housing 108 and on the gripper housing 103 be avoided.

Bei den vorstehend näher beschriebenen Ausführungsformen ist stets ein Greifen durch Annähern der Greifbacken vorgesehen. Bei weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist ein Greifen durch Entfernen der Greifbacken oder ein wahlweises Greifen durch Annähern oder Entfernen der Greifbacken vorgesehen. Bei diesen nicht dargestellten Varianten ist eine Anpassung der Stützeinrichtung vorzusehen, die bei gleichbleibender kinematischer Kette zwischen der Antriebseinrichtung und den Greifbacken entweder in umgekehrter Weise verglichen mit den Ausführungsformen der 1 bis 4 oder für eine bidirektionale Relativbewegung der Antriebseinrichtung bezüglich des Greifergehäuses ausgehend von einer greifkraftfreien Neutralstellung ausgebildet sein muss.In the embodiments described in more detail above, a gripping by approximating the jaws is always provided. In further, non-illustrated embodiments of the invention, a gripping by removing the jaws or an optional gripping by approaching or removing the jaws is provided. In these variants, not shown, an adjustment of the support device is provided, which in a constant kinematic chain between the drive device and the jaws either in the reverse manner compared with the embodiments of 1 to 4 or must be designed for a bidirectional relative movement of the drive device with respect to the gripper housing, starting from a neutral position free of grasping force.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10048673 A1 [0002]

Claims

Gripping device for gripping objects (2) with a gripper housing (3; 103) in which a drive device (5; 105) is provided for providing a driving movement and on which a gripper arrangement (7; 107) for converting the driving movement into a gripping movement wherein the drive device (5; 105) is connected in a coupled manner to the gripper arrangement (7; 107) via a coupling device (6; 116), characterized in that the drive device (5; 105) is movable relative to the gripper housing (3; and in that between the drive device (5; 105) and the gripper housing (3; 103) there is formed a support device (31,32; 131,132; 167,168; 169,170) which is adapted to provide a support force is formed by a relative movement of the drive device (5, 105) relative to the gripper housing (3, 103).

Gripper device after Claim 1 characterized in that said drive means (5; 105) is selected from the group consisting of direct linear electric drive, fluidic linear direct drive, threaded electrical spindle drive, fluidic screw drive, and adapted to provide linear drive motion to the gripper assembly (7;

Gripper device after Claim 2 , characterized in that the coupling device (16, 116) is designed as a coupling rod mounted on the gripper housing (3, 103), in particular slidingly movable along a movement axis (10, 110), which is arranged between the drive device (5, 105) and the gripper arrangement ( 7, 107) is arranged.

Gripper device after Claim 1 Characterized in that the drive device (5; 105) as a stepping motor, particularly as a hollow shaft stepper motor, is formed and that the coupling device (16; 116) has an, in particular self-locking trained, Screw (12, 15) for movement conversion of a rotary movement of the Stepping motor in a serving as a driving movement for the gripper assembly (7; 107) comprises linear movement.

Gripper device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (5; 105) and the gripper housing (3; 103) have a linear guide for restricting relative movements between the drive device (5; 105) and the gripper housing (3; form linear, in particular on a parallel to a longitudinal axis (10; 110) of the coupling rod (16; 116) aligned, degree of freedom of movement.

Gripper device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that between the drive means (5; 105) and the gripper housing (3; 103) as a leaf spring arrangement (167, 168; 169, 170), in particular as a leaf spring parallelogram (169, 170) formed linear guide for limiting Relative movements between the drive device (5; 105) and the gripper housing (3; 103) is arranged on a linear, in particular on a parallel to a longitudinal axis (10; 110) of the coupling rod (16; 116) aligned, movement degree of freedom.

Gripper device after Claim 5 characterized in that the coupling rod (16; 116) is movably received in the gripper housing (3; 103) along a first movement path to move the gripper assembly (7; 107) between an open position and a closed position and that the drive means (5; 105) is movably received in the gripper housing (3; 103) along a second movement path, wherein a length of the second movement path is at least 0.5mm, preferably at least 1mm, preferably 5% of a length of the first travel, more preferably at least 10% of a length of the first Movement path, in particular at least 20 percent of a length of the first path of movement is.

Gripper device according to one of the preceding claims, characterized in that the support device (31, 32, 131, 132, 167, 168, 169, 170) comprises a spring means, preferably a compression spring, in particular a helical spring (31, 32, 131, 132), includes and / or that the gripper assembly (7) is rotatably mounted on the gripper housing (3) and that between gripper housing (3) and gripper assembly (7) is a rotary drive (6), preferably as a stepping motor, in particular as a hollow shaft stepping motor is formed, the is designed for an initiation of a rotational movement on the gripper assembly (7).

Gripper device according to one of the preceding claims, characterized in that associated with the gripper housing (3, 103) is a sensor device (55, 56, 165) which is designed to detect a relative movement between the drive device (5, 105) and the gripper housing (3; 103) or for a detection of a relative movement between the coupling device (16; 116) and the gripper housing (3; 103) is formed.

Gripper device according to one of the preceding claims, characterized in that an adjustment means is arranged on the gripper housing (3; 103) for movement limitation of the relative movement between drive device (5; 105) and gripper housing (3; 103) or for a Adjustment of the support force of the support device (31, 32, 131, 132) or for a movement limitation of the relative movement between the drive device (5, 105) and the coupling device (16, 116) is formed.