CH624338A5

CH624338A5 - Gripper for a manipulator

Info

Publication number: CH624338A5
Application number: CH1384777A
Authority: CH
Inventors: Hans-Dieter Schlegel; Jochen Becker; Juergen Sandkuhl
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1981-07-31
Also published as: PL202480A1; DE2654494C3; DE2654494A1; DE2654494B2; PL111018B1; SE7713245L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifer für einen Manipulator, bei dem die Greifglieder an zwei auf einem Bolzen angeordneten Scheiben befestigt sind, die gegeneinander durch einen Mechanismus verdrehbar sind, der über eine Hebelübersetzung eine vom Manipulator auf den Greifer übertragene Längsbewegung in die Drehbewegung umformt. The invention relates to a gripper for a manipulator, in which the gripping members are fastened to two disks arranged on a bolt, which can be rotated relative to one another by a mechanism which, via a lever transmission, converts a longitudinal movement transmitted from the manipulator to the gripper into the rotary movement.

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 2 513 539 beschrieben ist. This generic term refers to an arrangement as described, for example, in German Offenlegungsschrift 2,513,539.

Im Zuge der zunehmenden Automatisierung werden heute im verstärkten Masse Manipulatoren, sogenannte Industrieroboter zur Beschickung von Werkzeugmaschinen und zur Montage einfacher Bauteile eingesetzt. In the course of increasing automation, manipulators, so-called industrial robots, are increasingly being used to load machine tools and to assemble simple components.

Ein besonderes Problem ist hierbei der als Nachbildung der «menschlichen Hand» dienende. Greifer an einem Arm des Roboters zum Erfassen und Halten von Werkstücken und/oder Werkzeugen. A particular problem here is that which serves as a replica of the "human hand". Gripper on one arm of the robot for gripping and holding workpieces and / or tools.

Bei der Lösung nach der deutschen Offenlegungsschrift 2 513 539 besteht das Antriebselement für die Scheiben zur Aufnahme der Zangenglieder aus zwei parallelen Schubstangen, zwischen denen ein in je eine Nut der Tragscheiben eingreifender Bolzen sitzt; alternativ ist auch vorgesehen, an die Scheiben je einen Hebel anzulenken, über den jede Scheibe über eine Schubstange gegensinnig verdrehbar ist. Diese Lösungen sind konstruktiv relativ problematisch. In the solution according to German Offenlegungsschrift 2 513 539, the drive element for the disks for receiving the tong members consists of two parallel push rods, between which a bolt engaging in a groove in each of the support disks is seated; alternatively, it is also provided to link a lever to each of the disks, by means of which each disk can be rotated in opposite directions via a push rod. These solutions are structurally relatively problematic.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einfachen und zuverlässigen Mechanismus für die Greiffunktion der Hand zu schaffen. Diese Aufgabe wird er-findungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen den Scheiben ein den Bolzen zumindest teilweise umfassendes, längsbewegliches Joch angeordnet ist und jede Scheibe über einen in Verdrehrichtung wirkenden Mitnehmer mit dem Joch gekuppelt ist. Auf diese Weise ist eine geschlossene und kompakte Bauweise des Greifers möglich. Zur Kraftübertragung zwischen Joch und Scheiben werden vorteilhafterweise dabei vom Joch getragene Ausgleichshebel und Mitnehmerbolzen verwendet, da hierdurch auf einfache Weise die Kreisbewegung des Mitnehmerbolzens mit der Linearbewegung des Joches vereinbar ist. The object of the present invention is to provide a simple and reliable mechanism for the gripping function of the hand. According to the invention, this object is achieved in that a longitudinally movable yoke, which at least partially encompasses the bolt, is arranged between the disks and each disk is coupled to the yoke via a driver acting in the direction of rotation. In this way, a closed and compact design of the gripper is possible. For the transmission of force between the yoke and the disks, compensating levers and driving pins carried by the yoke are advantageously used, since this makes the circular movement of the driving pin compatible with the linear movement of the yoke in a simple manner.

Um verschiedene Greifbereiche einstellen zu können, sind ferner vorteilhafterweise die Scheiben jeweils mit einer Aussenverzahnung versehen, auf die die Greifglieder mit einer Innenverzahnung aufschiebbar sind. Zur Übertragung der Zugbewegung wird ferner vorteilhafterweise das Joch an einer zum Greiferende führenden Stange befestigt, die mit einer nur 5 eine Längsbewegung übertragenden Kupplung versehen ist. Diese Zugstange ist dann vorteilhafterweise innerhalb des den Greifer tragenden Dreharmes angeordnet und über ein Hebelwerk und einen Spindelantrieb in Längsrichtung verschiebbar. In order to be able to set different gripping areas, the disks are advantageously each provided with an external toothing, onto which the gripping members can be pushed with an internal toothing. To transmit the pulling motion, the yoke is also advantageously fastened to a rod leading to the gripper end, which is provided with a coupling that only transmits a longitudinal motion. This pull rod is then advantageously arranged within the rotary arm carrying the gripper and can be displaced in the longitudinal direction via a lever mechanism and a spindle drive.

10 Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung beispielsweise näher erläutert; es zeigen: 10 Using a drawing, the invention is explained in more detail, for example; show it:

Fig. 1 eine Ansicht des Greifers, 1 is a view of the gripper,

Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie II-II in Fig. 3, 15 Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 den Drehantrieb des Greif armes, 2 shows a longitudinal section along the line II-II in Fig. 3, 15 Fig. 3 shows a cross section along the line III-III in Fig. 2, Fig. 4, the rotary drive of the gripping arm,

Fig. 5 einen Längsschnitt des Greiferantriebes, Fig. 6 einen Querschnitt des Hebelmechanismus nach Fig. 5 und 5 shows a longitudinal section of the gripper drive, FIG. 6 shows a cross section of the lever mechanism according to FIGS. 5 and

20 Fig. 7 eine Teilansicht des Greiferantriebes. 20 Fig. 7 is a partial view of the gripper drive.

Fig. 1 zeigt einen Greifer, der für Industriemanipulatoren in der Art einer «Hand» verwendbar ist. Hierzu sind zwei gegeneinander verdrehbare Greifbacken 1 vorgesehen, zwischen denen das Werkstück 2 gehalten oder eingespannt wer-25 den kann. Dargestellt ist hier die Schliessstellung — ferner gestrichelt angedeutet der geöffnete Zustand. Fig. 1 shows a gripper that can be used for industrial manipulators in the manner of a "hand". For this purpose, two gripping jaws 1 which can be rotated relative to one another are provided, between which the workpiece 2 can be held or clamped. The closed position is shown here - the open state is also indicated by dashed lines.

Wie Fig. 2 erkennen lässt, ist der an einem in Fig. 4 dargestellten Rohrarm 20 anschraubbare und somit um seine 30 Längsachse in Doppelpfeilrichtung 13 schwenkbare Greifer mit einer zentralen Längsbohrung im Gehäuse 14 versehen, in der eine in Doppelpfeilrichtung 12 verschiebliche Stange 5 angeordnet ist. Die Stange 5 ist über eine T-förmige Kupplung 3, die lediglich Längskräfte überträgt, mit einer weiteren 35 Zugstange 31 (Fig. 5) im Arm 20 des Manipulators verbunden. Die Stange 5 trägt am anderen Ende ein den Bolzen 11 umgebendes Joch 4, an dessen Enden zwei Ausgleichshebel 6 und 61 verdrehbar angelenkt sind. Auf dem Bolzen 11 sind zu beiden Seiten des Joches 4 Greifbacken-Aufnahmeschei-40 ben 8 bzw. 81 drehbar angeordnet. Die Scheibe 8 ist durch einen im radialen Abstand vom Bolzen 11 angeordneten Mitnehmerbolzen 7 mit dem Ausgleichshebel 6 gekuppelt, ebenso die Scheibe 81 durch den Bolzen 71 mit dem Ausgleichshebel 61. Hierdurch werden die Scheiben 8, 81 gegen-45 einander entsprechend verdreht, wobei die Kreisbewegung der Mitnehmerbolzen durch die Ausgleichshebel aufgefangen wird. Durch auf die Scheiben 8 bzw. 81 aufsetzbare Greifbacken 1 können somit zu transportierende Werkstücke oder Werkzeuge gegriffen oder gespannt werden. As can be seen in FIG. 2, the gripper, which can be screwed onto a tubular arm 20 shown in FIG. 4 and thus pivotable about its longitudinal axis in the double arrow direction 13, is provided with a central longitudinal bore in the housing 14, in which a rod 5 which is displaceable in the double arrow direction 12 is arranged . The rod 5 is connected via a T-shaped coupling 3, which only transmits longitudinal forces, to a further pull rod 31 (FIG. 5) in the arm 20 of the manipulator. The rod 5 carries at the other end a yoke 4 surrounding the bolt 11, at the ends of which two compensating levers 6 and 61 are pivoted. On the bolt 11 on both sides of the yoke 4 gripper jaws 40 ben 8 and 81 are rotatably arranged. The disk 8 is coupled to the compensating lever 6 by a driving bolt 7 arranged at a radial distance from the bolt 11, as is the disk 81 by the bolt 71 to the compensating lever 61. As a result, the washers 8, 81 are rotated relative to one another, the Circular movement of the driving pin is absorbed by the compensating lever. Workpieces or tools to be transported can thus be gripped or clamped by gripping jaws 1 which can be placed on the disks 8 or 81.

50 Zur Kupplung von Greifbacken und Scheiben sind die Scheiben 8, 81 mit Aussenverzahnungen 15 und die Greifbacken 1 mit Innenverzahnungen 16 versehen, so dass eine Vielzahl von Aufsteckstellungen möglich ist. 50 For the coupling of gripping jaws and disks, the disks 8, 81 are provided with external toothing 15 and the gripping jaws 1 with internal toothing 16, so that a large number of plug-on positions is possible.

55 Durch die vorstehend beschriebene Ausführung mit einseitig angelenkten Greifbacken-Aufnahmescheiben innerhalb des Gehäuses 14 und eine umlaufende Dichtleiste ist eine geschlossene, gegen aggressive Medien geschützte Bauweise möglich. 55 Due to the above-described design with gripping jaw receiving disks articulated on one side within the housing 14 and a circumferential sealing strip, a closed construction which is protected against aggressive media is possible.

60 Fig. 4 zeigt den Rotationsantrieb, der über den Rohrarm 20 die Drehbewegung auf den Greifer überträgt. Dieser Antrieb besteht aus dem Getriebe 21 und dem Scheibenläufer-motor 22 mit Tachodynamo 23 und Winkelschrittgeber 24. 60 Fig. 4 shows the rotary drive, which transmits the rotary movement to the gripper via the tubular arm 20. This drive consists of the gearbox 21 and the disc rotor motor 22 with tachodynamo 23 and angle encoder 24.

65 Fig. 4 zeigt den Greifantrieb für die Greiffunktion der Hand. Ausgehend von der Handkupplung 13 (Fig. 2) führt eine im Inneren des Übertragungsrohres 20 angeordnete Zu-stange 31 zum Greifgetriebe. Die Umwandlung der Dreh 65 Fig. 4 shows the gripping drive for the gripping function of the hand. Starting from the hand clutch 13 (FIG. 2), a rod 31 arranged in the interior of the transmission tube 20 leads to the gripping gear. The conversion of the rotation

3 3rd

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bewegung des Bremsmotors 35 in die geradlinige Zugbewegung geschieht mit Hilfe einer Gewindespindel 34 und einer Gewindehülse 33, die mit der Zugstange 20 durch ein 2 : 1 Hebelwerk 32 verbunden sind. Die Greifkrafteinstellung erfolgt durch die Kraftwegmessung einer Druckfeder 36, die zwischen dem Hebelwerk 32 und der Gewindehülse 33 angeordnet ist. Gemessen wird der Weg des Messstiftes 38 an der Gewindehülse zu dem mit dem Hebelwerk 32 verbundenen einstellbaren induktiven Schalter 37 der Bremsmotor ge-5 schaltet wird. Movement of the brake motor 35 in the rectilinear pulling movement takes place with the aid of a threaded spindle 34 and a threaded sleeve 33, which are connected to the pull rod 20 by a 2: 1 lever mechanism 32. The gripping force is adjusted by measuring the force path of a compression spring 36 which is arranged between the lever mechanism 32 and the threaded sleeve 33. The path of the measuring pin 38 on the threaded sleeve to the adjustable inductive switch 37 connected to the lever mechanism 32 is measured and the brake motor is switched.

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2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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1. Gripper for a manipulator, in which the gripping members can be fastened to two disks arranged on a bolt, which can be rotated relative to one another by a mechanism which, via a lever transmission, converts a longitudinal movement transmitted from the manipulator to the gripper into the rotary movement, characterized in that a longitudinally movable yoke (4), which at least partially encompasses the bolt (11), is arranged between the disks (8, 81) and each disk (8, 81) with a driver (6, 7 or 61, 71) acting in the direction of rotation the yoke (4) is coupled.

2. Gripper according to claim 1, characterized in that the disks (8, 81) via compensating levers (6, 61) and driving bolts (7, 71) are coupled to the yoke (4).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Gripper according to claim 1, characterized in that the discs (8, 81) are each provided with an external toothing (16) onto which the gripping members (1) with an internal toothing (16) can be pushed.

4. Gripper according to claim 1, characterized in

that the yoke (4) is attached to a rod (5) leading to the gripper end, which is provided with a coupling (3) which only transmits longitudinal movement.