BR102021002860A2

BR102021002860A2 - Dispositivo de agarramento para manipular itens ou componentes de formato e tamanho diferentes

Info

Publication number: BR102021002860A2
Application number: BR102021002860-2A
Authority: BR
Inventors: Alessandro Zanella; Michal Jilich; Giorgio PIETRONAVE; Matteo Zoppi
Original assignee: C.R.F. Società Consortile Per Azioni
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-03-08
Also published as: EP3900884A1; CN113524236A; US11794337B2; JP2021171913A; US20210323143A1; JP7255616B2; EP3900884B1

Abstract

dispositivo de agarramento para manipular itens ou componentes de formato e tamanho diferentes. um dispositivo de agarramento (1), usável, por exemplo, em um robô, para manipular itens ou componentes (p) de formato e tamanho variáveis, compreende uma estrutura de suporte (2), uma pluralidade de braços de agarramento (3), cada incluindo uma primeira porção de braço proximal (3a) e pelo menos uma segunda porção de braço distal (3b) e uma pluralidade de dispositivos atuadores (4), cada para comandar um movimento de articulação da primeira porção de braço proximal (3a). o dispositivo (1) compreende ainda pelo menos um tendão (5) associado a cada braço de agarramento (3) e guiado em um modo livremente deslizável ao longo da primeira e segunda porção de braço (3a, 3b) através de uma sucessão de elementos de guiar (6, 320). os elementos de guiar (6) associados à primeira porção de braço proximal (3a) são carregados por um painel elástico interno (7) de modo que quando o painel elástico interno (7) no lado interno da primeira porção de braço proximal (3a) engata contra um item ou componente (p) a ser agarrado após um comando dado pelo respectivo dispositivo atuador (4), os elementos de guiar (6) do tendão (5) carregados pelo painel elástico interno (7) causam um tensionamento do tendão (5), que resulta em uma articulação e/ou movimento de inflexão da segunda porção de braço distal (3b) com relação à primeira porção de braço proximal (3a).

Description

DISPOSITIVO DE AGARRAMENTO PARA MANIPULAR ITENS OU COMPONENTES DE FORMATO E TAMANHO DIFERENTES

Campo da invenção

[0001] A presente invenção refere-se a dispositivos de agarramento ou “garras”, do tipo usável, por exemplo, em um robô, para manipular itens ou componentes em um ambiente industrial.

[0002] Em particular, a invenção refere-se a um dispositivo de agarramento aplicável em uma linha de montagem industrial para pegar itens ou componentes a partir de um recipiente no qual estes itens ou componentes são armazenados para serem transferidos para uma posição onde podem ser usados por um operador ou robô para montagem ao longo da linha de montagem.

Técnica anterior

[0003] Garras industriais que têm uma configuração dedicada, isto é, projetada de acordo com o formato e tamanho dos itens que a garra deve segurar, são conhecidas e usadas há um longo tempo.

[0004] Foram propostas também garras tendo certa extensão de flexibilidade operacional, o que permite que elas sejam usadas para manipular itens ou componentes de formato diferente e/ou tamanho diferente. Entretanto, todas as soluções desse tipo provaram ser relativamente complexas e não confiáveis.

[0005] No caso de algumas aplicações específicas (por exemplo, as linhas de montagem de unidades de motor para veículos a motor), os itens ou componentes que compõem um kit de montagem específico podem variar consideravelmente tanto em formato como em tamanho. Portanto, há necessidade de uma garra capaz de adaptar-se automaticamente a essas diferenças, assegurando - em qualquer caso -a estabilidade do aperto, sem exigir a adoção de estruturas excessivamente complexas, também com referência aos sistemas de controle de garra.

Objetivo da Invenção

[0006] O objetivo da invenção é, portanto, fornecer um dispositivo de agarramento que tenha alta flexibilidade operacional, no sentido de uma capacidade de adaptar-se automaticamente aos itens e componentes a serem agarrados tendo formatos e tamanhos também muito diferentes uns dos outros e que, não obstante, é seguro em operação e não requer um sistema de controle complexo.

Sumário da invenção

[0007] Em vista de obter o objetivo acima mencionado, a invenção refere-se a um dispositivo de agarramento, usável, por exemplo, em um robô, para manipular itens ou componentes de formato e tamanho variáveis, o dispositivo compreendendo:

- uma estrutura de suporte,
- uma pluralidade de braços de agarramento, cada incluindo uma primeira porção de braço proximal conectada de modo articulado com a estrutura de suporte e pelo menos uma segunda porção de braço distal conectada à primeira porção de braço proximal,
- uma pluralidade de dispositivos atuadores carregados pela estrutura de suporte e cada associado a um braço de agarramento respectivo, para comandar um movimento de articulação da primeira porção de braço proximal com relação à estrutura de suporte,
- pelo menos um tendão associado a cada braço de agarramento e tendo uma primeira e uma segunda extremidade de cabeça fixada na primeira porção de braço proximal e na segunda porção de braço distal, respectivamente,
- cada tendão sendo guiado em um modo livremente deslizável ao longo da primeira e da segunda porções de braço através de uma sucessão de elementos de guia associados às primeira e segunda porções de braço,
- em que os elementos de guia associados à primeira porção de braço proximal são carregados por um painel elástico interno disposto em um lado interno da primeira porção de braço, que está voltado para o item ou componente a ser agarrado,
- de modo que quando o painel elástico interno no lado interno da primeira porção de braço proximal engata contra um item ou componente a ser agarrado após um comando dado pelo respectivo dispositivo atuador, os elementos de guiar do tendão carregados pelo painel elástico interno causam tensionamento do tendão o que resulta em uma articulação e/ou movimento de inflexão da segunda porção de braço distal com relação à primeira porção de braço proximal,
- de modo que cada braço de agarramento seja capaz de adaptar-se automaticamente à configuração do item ou componente a ser agarrado, independentemente dos outros braços de agarramento.

[0008] Graças às características acima mencionadas, o dispositivo de agarramento de acordo com a invenção tem uma alta flexibilidade operacional em termos de sua capacidade para adaptar automaticamente a itens ou componentes mesmo de formato e tamanho muito diferentes.

[0009] Em uma modalidade preferida, o painel elástico interno compreende uma primeira superfície voltada para o item ou componente a ser agarrado, e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, na qual os elementos de guiar são carregados. De preferência, dois tendões substancialmente paralelos entre si são associados a cada braço atuador associado, e em que os tendões são guiados em um modo livremente deslizável através de uma sucessão de furos formados através dos elementos de guia.

[0010] Em um primeiro exemplo dessa modalidade, a segunda porção distal de cada braço compreende um membro posterior na forma de uma corrente de elementos mutuamente articulados, na qual os elementos de guiar que são associados à segunda porção de braço distal são carregados, e um elemento interno, voltado para o item ou componente a ser agarrado e em que o elemento interno compreende um painel auxiliar flexível, tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, mantidas substancialmente paralelas e distanciadas com relação ao membro posterior por uma pluralidade de elementos de conexão.

[0011] Em um segundo exemplo dessa modalidade, a segunda porção distal de cada braço compreende um membro posterior na forma de uma primeira corrente de elementos mutuamente articulados, na qual os elementos de guiar são carregados, e um elemento interno, voltado para o item ou componente a ser agarrado e em que o elemento interno tem a forma de uma segunda corrente de elementos mutuamente articulados, tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, mantidos substancialmente paralelos e distanciados com relação ao membro posterior por uma pluralidade de elementos de conexão.

[0012] Na modalidade preferida acima mencionada, cada braço de agarramento compreende ainda uma terceira porção distal, conectada à segunda porção distal. A segunda extremidade do elemento interno é conectada à terceira porção distal, de modo que a condição de tensionamento acima mencionada do tendão resulte também em uma articulação e/ou movimento de inflexão da terceira porção de braço distal com relação à segunda porção de braço distal, de modo a melhorar adicionalmente a adaptação de cada braço de agarramento ao item ou componente a ser agarrado.

[0013] Ainda de preferência, a primeira porção de braço proximal tem uma configuração quadrilateral articulada definida por dois pares de braços articulados em uma extremidade com a estrutura de suporte e na extremidade oposta a um membro de conexão intermediário entre a primeira porção de braço proximal e a segunda porção de braço distal. Nessa modalidade preferida, o dispositivo atuador associado a cada braço de agarramento é um cilindro atuador de fluido tendo extremidades opostas conectadas, respectivamente, à estrutura de suporte e ao membro intermediário por meio de mecanismos cinemáticos de conexão configurados de modo que uma variação em comprimento do cilindro atuador produza uma oscilação da primeira porção de braço proximal com relação à estrutura de suporte.

[0014] O painel elástico interno acima mencionado da primeira porção proximal de cada braço de agarramento pode, por exemplo, estar na forma de um painel flexível de uma corrente de elementos mutuamente articulados.

Descrição de uma modalidade preferida

[0015] Características e vantagens adicionais da invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição que se segue com referência aos desenhos em anexo, fornecidos simplesmente como exemplo não limitador, em que:

- a figura 1 é uma vista em perspectiva de um primeiro exemplo de uma modalidade preferida do dispositivo de agarramento de acordo com a invenção;
- a figura 2 é uma vista em perspectiva de um exemplo de um recipiente carregando um kit de itens ou componentes destinados a serem manipulados por meio do dispositivo de agarramento da figura 1 para seu uso em uma linha industrial para montagem de unidades de motor de veículo a motor;
- a figura 3 é uma vista lateral de um dos braços de agarramento do dispositivo de agarramento da figura 1 em uma primeira condição operacional;
- as figuras 3A-3E são vistas em perspectiva de detalhes do braço de agarramento da figura 3;
- a figura 4 é uma vista lateral do braço de agarramento da figura 3 em uma segunda condição operacional;
- a figura 5 é uma vista em perspectiva explodida de uma parte do braço de agarramento da figura 3;
- a figura 6 é uma vista lateral da parte mostrada na figura 5 em três condições operacionais diferentes;
- a figura 7 é uma vista lateral de um segundo exemplo de uma modalidade preferida do dispositivo de agarramento de acordo com a invenção;
- a figura 8 é uma vista lateral de um dos braços de agarramento do dispositivo de agarramento da figura 7 em uma condição operacional diferente;
- as figuras 9-14 são vistas mostrando o uso do dispositivo de agarramento da figura 7 com itens de tamanhos e formatos diferentes e
- a figura 15 é uma vista em perspectiva parcial do dispositivo de agarramento mostrado na figura 7.

[0016] Com referência à figura 1, o numeral 1 indica - em sua totalidade - um primeiro exemplo de uma modalidade preferida de um dispositivo de agarramento, usável por exemplo em um robô, para manipular itens ou componentes de formato e tamanho variáveis. O dispositivo 1 pode ser usado, por exemplo, para manipular itens ou componentes destinados a serem usados em uma linha industrial para montagem de unidades de motor de veículos a motor. É evidente, entretanto, que o dispositivo de agarramento de acordo com a invenção é de aplicação geral e é particularmente indicado em todas as aplicações onde é necessário que o dispositivo de agarramento seja capaz de automaticamente adaptar-se a itens ou componentes de formatos e tamanhos que são muito diferentes uns dos outros. Adicionalmente, embora o dispositivo ilustrado aqui seja em particular destinado a ser usado como um operador terminal em um robô de manipulação, sua aplicação em qualquer outro tipo de máquina ou dispositivo de manipulação não é excluída.

[0017] Como mostrado na figura 1, o dispositivo de agarramento 1 compreende uma estrutura de suporte 2 e uma pluralidade de braços de agarramento 3. De acordo com a invenção, é suficiente que os braços de agarramento 3 sejam pelo menos dois. No exemplo ilustrado, os braços de agarramento 3 são em número quatro.

[0018] No caso ilustrado, a estrutura de suporte 2 tem a forma de uma placa anular dotada de furos para o engate de parafusos de fixação em um flange (não ilustardo0 carregado pelo pulso de um robô no qual o dispositivo 1 deve ser montado. Os braços de agarramento 3 se estendem começando a partir da placa anular 2 em direções radiais igualmente angularmente distanciadas um do outro.

[0019] Cada braço de agarramento 3 compreende uma primeira porção proximal 3A, uma segunda porção distal 3B e uma terceira porção distal 3C. A primeira porção proximal 3A de cada braço de agarramento 3 é conectado articuladamente à placa anular 2. A segunda porção distal 3B é conectada articuladamente à primeira porção proximal 3A. A terceira porção distal 3C é conectada à segunda porção distal 3B.

[0020] Com referência ao exemplo ilustrado (vide as figuras 3, 3A-3E e 5), a primeira porção proximal 3A tem uma configuração quadrilateral articulada definida por dois pares de braços 301, 302. Com referência em particular à figura 5, cada braço 301, 302 tem uma extremidade articulada com um suporte 303. O suporte 303 tem um formato de forquilha com uma parte central conectada rigidamente a uma face lateral correspondente da placa anular 2, e duas asas com as quais os dois pares de braços 301 e 302 são articulados.

[0021] No lado oposto ao suporte 303, cada braço 301, 302 é articulado com um membro de conexão 304, intermediário entre a primeira porção 3A e a segunda porção 3B que - no exemplo ilustrado - compreende duas placas paralelas e distanciadas 305 que são conectadas rigidamente juntas.

[0022] Como pode ser visto na figura 1, dispositivos atuadores respectivos 4 são associados aos braços de agarramento 3, providos para comandar um movimento de articulação da primeira porção 3A com relação à placa anular 2. Como visível na figura 5, cada dispositivo atuador 4 é um cilindro atuador de fluido (de preferência um cilindro hidráulico) compreendendo um corpo cilíndrico 4A e uma haste deslizante 4B.

[0023] A presente descrição e os desenhos em anexo não mostram o circuito de fonte de alimentação dos dispositivos atuadores 4, que pode ser implementado em qualquer modo conhecido. Tipicamente, esse circuito inclui válvulas solenoides para distribuir fluido sob pressão para os cilindros atuadores. Adicionalmente, novamente de acordo com a técnica convencional nesse campo, o sistema compreende um controlador eletrônico que controla as válvulas solenóides acima mencionadas de acordo com os comandos dados por um operador, ou automaticamente geradas com base em um programa predeterminado. Os detalhes construtivos referentes a esses componentes foram omitidos visto que podem ser feitos em qualquer modo conhecido, e porque esses detalhes, tomados sozinhos, não são o assunto da persente invenção, e finalmente visto que sua eliminação a partir dos desenhos torna os mesmos mais simples e mais fáceis de entender.

[0024] Com referência novamente à figura 5 e à figura 6, cada cilindro atuador 4 tem extremidades opostas conectadas, respectivamente, à placa anular 2 e às placas 305 por meio de mecanismos cinemáticos de conexão (braços articulados 306, 307, 308, 309) configurados de modo que uma variação em comprimento do cilindro atuador 4 produz uma oscilação da primeira porção 3A com relação à placa anular 2. No exemplo ilustrado, os mecanismos cinemáticos acima mencionados correspondem ao denominado mecanismo cinemático Hoeken (conhecido na técnica) e têm a vantagem de permitir que cada cilindro atuador 4 seja disposto em uma posição paralela e adjacente à porção de braço respectiva 3A, de modo a manter as dimensões gerais da montagem consistindo em cada porção 3A e do cilindro atuador relativo 4 reduzidas. Entretanto, para fins da presente invenção, a disposição e a configuração do mecanismo cinemático de conexão entre o cilindro atuador 4 e a porção de braço 3A controlada desse modo, podem ser de qualquer tipo.

[0025] Com referência específica às figuras 3 e 4, um ou mais tendões 5 são associados a cada braço de agarramento 3 do dispositivo 1 (no exemplo ilustrado dois tendões são providos, substancialmente paralelos e distanciados um do outro). Cada tendão 5 tem uma primeira extremidade de cabeça 5A associada à primeira porção 3A e uma segunda extremidade de cabeça 5B associada à segunda porção 3B. No exemplo ilustrado nas figuras 3 e 4, a cabeça 5A de cada tendão 5 é conectada ao elemento 309 do mecanismo cinemático associado ao cilindro atuador 4, enquanto a segunda cabeça 5B é conectada à estrutura da segunda porção 3B, que será descrita em detalhe abaixo.

[0026] Os dois tendões 5 são engatados em um modo livremente deslizável por meio de furos diretos 6A (vide também a figura 3B) formados em uma sucessão de elementos de guiar 6 carregados por um painel flexível de material plástico 7 (vide também a figura 3A). Com referência às figuras 3 e 4, o painel 7 é sustentado em um modo cantiléver pelas placas 405 no lado interno do braço 3, voltado para o item ou componente a ser agarrado. O painel flexível 7 tem uma extremidade conectada às placas 305 e a extremidade oposta é livre e constitui um elemento elástico capaz de mover na direção da porção 3A do braço 3 após engate com o item ou componente agarrado. Os elementos de guiar 6 são montados na superfície do painel 7 oposta à superfície voltada para o item ou componente a ser agarrado.

[0027] A figura 4 mostra, em particular, a configuração assumida pelo painel 7 após engate com o item ou componente agarrado (não mostrado). Como pode ser visto, quando o painel 7 cede como resultado desse engate, empurra os elementos de guiar 6 de modo a causar tensionamento dos tendões 5, o que causa uma oscilação ou deformação da segunda porção 3B com relação à primeira porção 3A.

[0028] Portanto, embora os movimentos de oscilação da primeira porção 3A sejam positivamente controlados pelo cilindro atuador respectivo 4, os movimentos da segunda porção 3B são uma consequência automática dos movimentos da primeira porção 3A e não são controlados por um atuador adicional, de modo que cada dos braços 3 acima mencionados esteja compreendido na categoria dos denominados braços de manipulação “sub-atuados”.

[0029] Com referência às figuras 3, 3C e 4, a segunda porção distal 3B de cada braço 3 compreende um membro posterior 310 na forma de uma corrente de elementos mutuamente articulados 311, 312. Os elementos extremos dessa corrente, indicados com 312, têm buchas de dobradiça 313 para a conexão articulada com as placas 305 (constituindo o membro de conexão intermediário 304 entre a primeira porção 3A e a segunda porção 3B) e à terceira porção distal 3C (visível em vista em perspectiva na figura 3E).

[0030] A segunda porção distal 3B compreende ainda um elemento interno, voltado para o item ou componente a ser agarrado. O elemento interno inclui um painel auxiliar flexível 314, tendo uma primeira extremidade 314A e uma segunda extremidade 314B, cada uma das quais tem duas buchas de dobradiça 315 para a conexão articulada com o membro de conexão intermediário 304 e à terceira porção distal 3C. Como visível na figura 3E, a porção distal 3C tem dois apêndices perfurados 316 para o engate dos pinos de articulação com as buchas 313 e 315.

[0031] O painel auxiliar flexível 314 é mantido substancialmente paralelo e distanciado a partir do membro posterior 310 por uma pluralidade de elementos de conexão 317. Em uma modalidade preferida, os elementos de conexão 317 têm a forma de elementos de folha formados em uma peça única tanto com o painel 314 como com duas tiras 318 que têm furos 319 para engatar parafusos de fixação com os elementos 311, 312 do membro posterior 310.

[0032] Uma pluralidade de elementos de guiar 320 é associada também com a segunda porção distal 3B (vide também a figura 3D), provida para guiar os tendões 5. Os elementos de guiar 320 são fixados aos elementos 311, 312 do membro posterior 310 por meio dos mesmos parafusos de fixação das tiras 318 do painel auxiliar flexível 314. Em uma modalidade preferida, os elementos de guiar 320 têm um formato de ponte, com duas porções laterais 320A contendo os furos para os parafusos de fixação e dois furos diretos adicionais 320B, orientados ortogonalmente com relação aos furos de parafuso, através dos quais os tendões 5 são engatados.

[0033] A operação do dispositivo de agarramento 1 descrito acima é como se segue.

[0034] O dispositivo de agarramento 1 visível na figura 1 pode ser montado em um robô de qualquer tipo para pegar, manipular e depositar itens ou componentes de vários formatos e tamanhos.

[0035] Por exemplo, o dispositivo 1 pode ser usado por um robô que prepara kits de itens e componentes para serem montados em uma linha de montagem de unidades de motor. A figura 2 mostra um exemplo de um recipiente 8 contendo itens ou componentes P, que devem ser pegos e carregados até uma posição provida para a montagem ao longo da linha por um operador manual ou um dispositivo automatizado.

[0036] Com referência às figuras 1, 4 e 5, quando o dispositivo de agarramento 1 deve agarrar um item P, é posicionado com os braços de agarramento 3 na posição aberta ilustrada na figura 1. Começando a partir dessa posição, a ativação dos cilindros atuadores 4 causa uma oscilação das primeiras porções 3A com relação à placa anular 2 carregada pelo robô. Os braços 3 se aproxima, desse modo, do item P a ser pego até engate do painel flexível 7 de cada braço 3. Após esse engate, o painel flexível 7 assume, por exemplo, a conformação arqueada visível na figura 4, ou em qualquer caso deforma elasticamente de modo a trazer os elementos de guiar 6 da primeira porção proximal 3A para criar tensão nos tendões 5. Como já indicado acima, o tensionamento dos tendões 5 causa a oscilação da segunda porção distal 3B em direção ao item P a ser agarrado. Como visível na figura 4, após a oscilação adicional da porção 3B, o painel flexível auxiliar 314 causa, por sua vez, uma oscilação da terceira porção distal 3C.

[0037] As figuras 9, 10, 11, 12 e 13 mostram, com referência a uma segunda modalidade que será descrita a seguir, a condição de agarramento dos itens P de formatos e tamanhos diferentes após a manobra descrita acima. Ainda com referência à figura 14, uma vantagem importante da presente invenção consiste no fato de que cada dos braços 3 do dispositivo de agarramento 1 é disposto cada vez, após ativação dos cilindros atuadores 4, em uma configuração de agarramento que é independente de uma assumida pelos outros braços de agarramento 3. Com referência também à figura 15, durante os movimentos do dispositivo de agarramento 1 na ausência de um item P pego entre os braços 3, cada braço 3 é capaz de ceder elasticamente se for submetido a uma força F a partir do exterior, por exemplo, após um impacto acidental com um corpo estranho, o que torna o dispositivo de acordo com a invenção também adequado para ser usado com robôs colaborativos, a saber, robôs que trabalham junto com os operadores, e não em áreas cercadas, das quais os operadores são excluídos.

[0038] As figuras 7, 8 ilustram um segundo exemplo da modalidade preferida. Nessas figuras, as partes que são iguais ou correspondendo àquelas das figuras 1-6 são indicadas pelos mesmos números de referência. A diferença principal com relação ao primeiro exemplo descrito acima situa-se no fato de que, nesse caso, tanto o painel flexível 7 no lado interno da primeira porção proximal 3A de cada braço 3, como o painel auxiliar flexível 314 da segunda porção distal 3B de cada braço 3 consiste em correntes de elementos mutuamente articulados. Com referência à figura 8, o membro posterior 310 compreende elementos conectados diretamente um ao outro por meio de pinos de articulação e carregando os elementos de guiar 320.

[0039] A operação do segundo exemplo da modalidade preferida é totalmente similar àquela descrita acima com referência ao primeiro exemplo.

[0040] Como pode ser visto em particular nas figuras 9 e 10, o dispositivo 1 de acordo com a invenção é capaz de dispor os braços 3, mesmo antes de segurar o item, em uma conformação estreita, que facilita a penetração do dispositivo 1 em recipientes portadores de itens, por exemplo, para coletar itens deixados no fundo do recipiente.

[0041] Como é evidente a partir da descrição acima, o dispositivo de agarramento de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que tem uma alta flexibilidade operacional, que permite ao mesmo operar com itens e componentes de formatos e tamanhos mesmo amplamente diferentes. Adicionalmente, graças a sua conformação, o dispositivo é capaz de operar com segurança total mesmo em ambientes onde os operadores estão presentes.

[0042] Naturalmente, sem prejuízo para o princípio da invenção, os detalhes de construção e as modalidades podem variar amplamente com relação àqueles descritos e ilustrados simplesmente como exemplo, sem se afastar do escopo da presente invenção, como definido pelas reivindicações em anexo.

[0043] Por exemplo, a estrutura de suporte 2 pode ter qualquer configuração diferente ao invés da configuração de placa anular ilustrada nos desenhos em anexo. O mecanismo cinemático que conecta cada cilindro atuador 4 à porção 3A de cada braço de agarramento 3 pode ser também de qualquer tipo capaz de transformar uma variação em comprimento do cilindro atuador 4 em uma oscilação da porção 3A com relação à estrutura de suporte 2. Como também claramente inferido a partir da descrição acima, os detalhes da construção do painel elástico interno 7, membro posterior 310 e painel interno auxiliar 314 podem variar amplamente com relação aos exemplos ilustrados.

Claims

Dispositivo de agarramento (1), usável, por exemplo, em um robô, para manipular itens ou componentes (P) de tamanho e formato variáveis, o dispositivo (1) caracterizado pelo fato de que compreende:
- - uma estrutura de suporte (1),
- - uma pluralidade de braços de agarramento (3), cada incluindo uma primeira porção de braço proximal (3A) conectada articuladamente à estrutura de suporte (2) e pelo menos uma segunda porção de braço distal (3B) conectada à primeira porção de braço proximal (3A),
- - uma pluralidade de dispositivos atuadores (4) carregada pela estrutura de suporte (2) e cada associada a um braço de agarramento respectivo (3) para comandar um movimento de articulação da primeira porção de braço proximal (3A) com relação à estrutura de suporte (2),
- - pelo menos um tendão (5) associado a cada braço de agarramento (3) e tendo uma primeira (5A) e uma segunda (5B) extremidade de cabeça fixada à primeira porção de braço proximal (3A) e à segunda porção de braço distal (3B), respectivamente,
- - cada tendão (5) sendo guiado em um modo livremente deslizável ao longo das primeira e segunda porções de braço (3A, 3B) através de uma sucessão de elementos de guiar (6, 320) associados à primeira e segunda porções de braço (3A, 3B),
- - em que os elementos de guiar (6) associados à primeira porção de braço proximal (3A) são carregados por um painel elástico interno (7) disposto em um lado interno da primeira porção de braço (3A), que está voltada para o item ou componente (P) a ser agarrado,
- - de modo que quando o painel elástico interno (7) no lado interno da primeira porção de braço proximal (3A) engata contra um item ou componente (P) a ser agarrado após um comando dado pelo respectivo dispositivo atuador (4), os elementos de guiar (6) do tendão (5) carregado pelo painel elástico interno (7) causa um tensionamento do tendão (5) que resulta em uma articulação e/ou movimento de inflexão da segunda porção de braço distal (3B) com relação à primeira porção de braço proximal (3A),
- - de modo que cada braço de agarramento (3) é capaz de adaptar-se automaticamente à configuração do item ou componente (P) a ser agarrado, independentemente dos outros braços de agarramento (3).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o painel elástico interno (7) compreende uma primeira superfície voltada para o item ou componente (P) a ser agarrado e uma segunda superfície, oposta à primeira superfície, na qual os elementos de guiar (6) são carregados.
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que dois tendões (5) substancialmente paralelos entre si são associados a cada braço de agarramento (3) e em que os tendões (5) são guiados em um modo livremente deslizável através de uma sucessão de furos (6A, 320B) formados através dos elementos de guiar (6, 320).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda porção distal (3B) de cada braço (3) compreende um membro posterior (310) na forma de uma corrente de elementos mutuamente articulados (311, 312), na qual os elementos de guiar (320) que são associados à segunda porção de braço distal (3B) são carregados e um elemento interno (314), voltado para o item ou componente (P) a ser agarrado, e em que o elemento interno (314) compreende um painel auxiliar flexível, tendo uma primeira extremidade (314A) e uma segunda extremidade (314B), mantidas substancialmente paralelas e distanciadas com relação ao membro posterior (310) por uma pluralidade de elementos de conexão (317).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda porção distal (3B) de cada braço (3) compreende um membro posterior (310) na forma de uma primeira corrente de elementos mutuamente articulados, na qual os elementos de guiar (320) e um elemento interno (314), voltado para o item ou componente (P) a ser agarrado são carregados, e em que o elemento interno (314) está na forma de uma segunda corrente de elementos mutuamente articulados, tendo uma primeira extremidade (314A) e uma segunda extremidade (314B), mantidas substancialmente paralelas e distanciadas com relação ao membro posterior (310) por uma pluralidade de elementos de conexão.
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que cada braço de agarramento (3) compreende também uma terceira porção distal (3C), conectada à segunda porção distal (3B), e
em que a segunda extremidade (314B) do elemento interno (314) é conectada à terceira porção distal (3C),
de modo que a condição de tensionamento acima mencionada do tendão (5) também resulta em uma articulação e/ou movimento de inflexão da terceira porção de braço distal (3C) com relação à segunda porção de braço distal (3B) de modo a melhorar adicionalmente a adaptação de cada braço de agarramento (3) ao item ou componente (P) a ser agarrado.
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 6, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de braço proximal (3A) tem uma configuração quadrilateral articulada definida por dois pares de braços (301, 302) cada articulado em uma extremidade com a estrutura de suporte (2, 303) e na extremidade oposta com um membro de conexão intermediário (304) entre a primeira porção de braço proximal (3A) e a segunda porção de braço distal (3B), e
em que o dispositivo atuador (4) associado a cada braço de agarramento (3) é um cilindro atuador de fluido tendo extremidades opostas conectadas, respectivamente, com a estrutura de suporte (2, 303) e com o membro intermediário (304) por meio de mecanismos cinemáticos de conexão (306-309), configurados de modo que uma variação em comprimento do cilindro atuador (4) produz uma oscilação da primeira porção de braço proximal (3A) com relação à estrutura de suporte (2, 303).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o painel elástico interno (7) da primeira porção de braço proximal (3A) tem uma extremidade conectada ao membro intermediário (304) e à extremidade oposta livre.
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o painel elástico interno (7) tem uma extremidade conectada ao membro intermediário (304) e a extremidade oposta conectada, direta ou indiretamente, à estrutura de suporte (2).
Dispositivo, de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade (314A) do elemento interno (314) da segunda porção de braço distal (3B) é conectada ao membro intermediário (304).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o painel elástico interno (7) da primeira porção proximal (3A) de cada braço de agarramento (3) está na forma de um painel flexível ou de uma corrente de elementos mutuamente articulados.