DE102004022201B3

DE102004022201B3 - Gripping device working analogous to human hand, comprising finger-like elements in specific positions

Info

Publication number: DE102004022201B3
Application number: DE200410022201
Authority: DE
Inventors: Kai Dipl.-Ing. Wegener; Florian Dipl.-Ing. Simons
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-05-06

Abstract

The device is fitted with three gripping elements (1, 2, 3). A first (1) and a second element (2) are positioned beside each other and can be individually rotated around transversal axles (10, 12). The third element (3) can be linear moved between two positions (14) opposite and in relation to the two other elements (1, 2). The horizontal axles (10, 12) of the first (1) and second element (2) can be swiveled around vertical axles (11, 13). Only two electric drives (4, 7) are required.

Description

Technisches Anwendungsgebiettechnical field of use

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung mit drei Greifelementen, bei der ein erstes und ein zweites Greifelement nebeneinander angeordnet und unabhängig voneinander um jeweils eine Querachse und eine Hochachse schwenkbar sind, und ein drittes Greifelement dem ersten und zweiten Greifelement gegenüber angeordnet ist.The The present invention relates to a gripping device with three gripping elements, in which a first and a second gripping element arranged side by side and independent each pivotable about a respective transverse axis and a vertical axis and a third gripping member are the first and second gripping members across from is arranged.

Greifvorrichtungen mit fingerförmigen Greifelementen finden vor allem in Bereichen Anwendung, in denen bei Handhabungsaufgaben flexibel auf unterschiedliche Objektgeometrien reagiert werden muss.gripping devices with finger-shaped Gripping elements are mainly used in areas where in handling tasks flexible to different object geometries must be reacted.

Bekannte Greifvorrichtungen unterscheiden sich vor allem durch das eingesetzte Greifprinzip und ihren unterschiedlichen Flexibilitätsgrad in Bezug auf das Greifspektrum. Alle derzeit bekannten Greifvorrichtungen weisen ein sehr hohes Maß an Komplexität bezüglich der Kinematik bzg. der notwendigen steuerungstechnischen Schnittstellen auf. Known Gripping devices differ mainly by the used Gripping principle and its different degree of flexibility in Reference to the gripping spectrum. All currently known gripping devices show a very high degree complexity in terms of the kinematics bzg. the necessary control interfaces on.

Ein Beispiel für eine bekannte Greifvorrichtung, wie sie beispielsweise aus W. Townsend, "The BarretHand grasper – programmably flexible part handling and assembly", Industrial Robot, Vol. 27, No. 3 2000, Seiten 181–188 bekannt ist, ist die sogenannte Barret-Hand der Fa. Barret Technology Inc., die drei fingerförmige Greifelemente für die Durchführung der Greifaufgaben aufweist. Zwei der Greifelemente sind nebeneinander, das dritte ist diesen gegenüber angeordnet. Alle drei Greifelemente sind unabhängig voneinander um jeweils eine Querachse schwenkbar. Die Greifvorrichtung verfügt insgesamt über vier Antriebe. Drei der Antriebe bewegen die drei Greifelemente je über einen Seilantrieb. Ein vierter Antrieb erzeugt eine Drehbewegung der beiden nebeneinander angeordneten Greifelemente um das Zentrum der Hand. Diese Greifvorrichtung weist ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der zu greifenden Gegenstände auf, ist jedoch aufgrund der Komplexität ihrer Kinematik für viele Anwendungen nicht wirtschaftlich einsetzbar.One example for a known gripping device, as described, for example, by W. Townsend, "The BarretHand grasper - programmably flexible part handling and assembly ", Industrial Robot, Vol. 27, No. 3 2000, Pages 181-188 is known, the so-called Barret hand of the company Barret Technology Inc., the three finger-shaped gripping elements for the execution the gripping tasks. Two of the gripping elements are next to each other, the third is opposite arranged. All three gripping elements are independent of each other by one Swiveling transverse axis. The gripping device has a total of four Drives. Three of the drives move the three gripping elements each over one Cable drive. A fourth drive generates a rotational movement of the two juxtaposed gripping elements around the center of the hand. This gripping device has a high degree of flexibility in terms the objects to be grasped but, due to the complexity of its kinematics, is for many Applications can not be used economically.

Einige weitere bekannte Greifvorrichtungen weisen eine noch höhere Komplexität der Greifkinematik auf. Diese hohe Komplexität führt dazu, dass viele dieser Greifvorrichtungen nicht ausreichend robust gegen mechanische oder elektromagnetische Störeinflüsse sind. Die hohe Anzahl an Einzelteilen und Antrieben verursacht zudem hohe Kosten, so dass diese Greifvorrichtungen für viele Anwendungen nicht wirtschaftlich einsetzbar sind. Weiterhin lässt der hohe steuerungstechnische Aufwand zum Betrieb der Greifvorrichtungen eine vollständige Integration der Steuerungstechnik in diese Greifer nicht zu.Some Further known gripping devices have an even higher complexity of gripping kinematics. This high complexity leads to, that many of these gripping devices are not sufficiently robust against mechanical or electromagnetic interference. The high number of individual parts and drives also causes high Cost, so these gripping devices for many applications not economical can be used. Continue lets the high control engineering effort to operate the gripping devices a complete Integration of control technology in these grippers not too.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Greifvorrichtung für flexibles kraft- oder formschlüssiges Greifen anzugeben, die eine geringe Komplexität bei einem hohen Maß an Flexibilität in Bezug auf die handhabbaren Objektgeometrien aufweist und sich mit nur einer geringen Anzahl an elektrischen Antrieben realisieren lässt.The The object of the present invention is a gripping device for flexible non-positive or positive Gripping specify which has a low complexity with a high degree of flexibility has on the manageable object geometries and deals with only a small number of electric drives can be realized.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Die Aufgabe wird mit der Greifvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Greifvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.The Task is solved with the gripping device according to claim 1. advantageous Embodiments of the gripping device are the subject of the dependent claims or can be the following description and the embodiments remove.

Die vorliegende Greifvorrichtung mit drei Greifelementen, bei der ein erstes und ein zweites Greifelement nebeneinander angeordnet und unabhängig voneinander um jeweils eine Querachse und eine Hochachse schwenkbar sind, und ein drittes Greifelement dem ersten und zweiten Greifelement gegenüber angeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das dritte Greifelement annähernd parallel zur Verbindungslinie des ersten und zweiten Greifelements zwischen zwei Positionen gegenüber dem ersten und zweiten Greifelement stufenlos oder schrittweise verschiebbar angeordnet ist und dass die Hochachsen durch die Hochachsen am Ort des ersten und zweiten Greifelements gebildet werden.The present gripping device with three gripping elements, in which a first and a second gripping element arranged side by side and independently each pivotable about a respective transverse axis and a vertical axis and a third gripping member are the first and second gripping members across from is arranged, characterized in that the third gripping element nearly parallel to the connecting line of the first and second gripping element between two positions opposite the first and second gripping element continuously or stepwise slidably arranged and that the Hochachsen by the Hochachsen be formed at the location of the first and second gripping element.

Eine erste Position liegt dabei beabstandet von der Verbindungslinie des ersten und zweiten Greifelements vorzugsweise zumindest annähernd mittig zwischen dem ersten und zweiten Greifelement und eine zweite Position gegenüber dem zweiten Greifelement. Das dritte Greifelement ist hierbei annähernd parallel zur Verbindungslinie des ersten und zweiten Greifelements zwischen den beiden Positionen verschiebbar, wobei es wie bei anderen Ausgestaltungen bevorzugt auch Zwischenpositionen einnehmen kann.A first position is spaced from the connecting line of the first and second gripping element preferably at least approximately centrally between the first and second gripping element and a second position relative to the second gripping element. The third gripping element is in this case displaceable approximately parallel to the connecting line of the first and second gripping element between the two positions, wherein it can preferably also assume intermediate positions as in other embodiments.

Der einfache Aufbau der vorliegenden Greifvorrichtung ermöglicht eine vereinfachte Ansteuerung mit nur geringer Komplexität. Die Bewegungsmöglichkeiten der einzelnen vorzugsweise fingerförmigen Greifelemente erlauben dennoch eine Realisierung mehrerer Greifarten für eine flexible Handhabung von Objekten unterschiedlicher Größe und Geometrie.Of the simple structure of the present gripping device allows a simplified control with only little complexity. The possibilities of movement allow the individual preferably finger-shaped gripping elements Nevertheless, a realization of several gripping methods for flexible handling objects of different sizes and geometry.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Greifvorrichtung sind die Querachsen des ersten und zweiten Greifelements so gekoppelt, dass sie nicht unabhängig voneinander um die Hochachsen schwenkbar sind, sondern nur eine synchrone gegensinnige Bewegung um die Schwenkachsen durchführen können. Auf diese Weise lässt sich diese Bewegung mit nur einem Antriebsmechanismus realisieren.In a preferred embodiment of the present gripping device the transverse axes of the first and second gripping elements are coupled, that they are not independent are pivotable about the vertical axes, but only one synchronous movement in opposite directions can perform around the pivot axes. On that way to realize this movement with only one drive mechanism.

Vorzugsweise weist die vorliegende Greifvorrichtung lediglich zwei elektrische Antriebe für die Bewegung der Greifelemente auf. Der erste Antrieb erzeugt die Schwenkbewegung des ersten oder des zweiten Greifelementes um die zugehörige Querachse und die synchrone Schwenkbewegung der Querachsen um die Hochachsen. Der zweite Antrieb übernimmt die Schwenkbewegung des mit dem ersten Antrieb nicht angetriebenen ersten oder zweiten Greifelementes um die zugehörige Querachse und die Verschiebung des dritten Greifelementes zwischen den beiden möglichen Positionen. Diese sehr vorteilhafte Ausgestaltung kommt somit lediglich mit zwei elektrischen Antrieben aus. Dies verringert die Komplexität und auch das Gewicht und die Kosten einer derartigen Greifvorrichtung.Preferably the present gripping device has only two electrical ones Drives for the movement of the gripping elements. The first drive generates the Pivoting movement of the first or the second gripping element to the associated Transverse axis and the synchronous pivoting movement of the transverse axes around the vertical axes. The second drive takes over the pivoting movement of the non-driven with the first drive first or second gripping element about the associated transverse axis and the displacement of the third gripping element between the two possible positions. This very much advantageous embodiment thus comes only with two electrical Drives off. This reduces the complexity and also the weight and the Cost of such a gripping device.

Die beiden elektrischen Antriebe sind dabei vorzugsweise derart über Antriebswellen mit den Querachsen und Hochachsen des ersten und zweiten Greifelementes und dem Schieber für das dritte Greifelement gekoppelt, dass die unterschiedlichen Bewegungen in unterschiedlichen Drehbereichen der Antriebswellen erzeugt werden. So kann beispielsweise die erste Antriebswelle innerhalb eines ersten Drehbereiches das erste Greifelement um seine Querachse und innerhalb eines sich anschließenden zweiten Drehbereiches das erste und zweite Greifelement bzw. deren Querachsen gleichzeitig und gegensinnig um die Hochachsen schwenken. Die zweite Antriebswelle bewegt innerhalb ihres ersten Drehbereiches das zweite Greifelement um seine Querachse und verschiebt innerhalb des sich anschließenden zweiten Drehbereiches das dritte Greifelement in eine andere Position.The Both electric drives are preferably so via drive shafts with the transverse axes and vertical axes of the first and second gripping element and the slider for the third gripping element coupled that different movements be generated in different rotational ranges of the drive shafts. For example, the first drive shaft within a first Drehbereiches the first gripping element about its transverse axis and within a subsequent one second rotational range, the first and second gripping element or their Swing transverse axles simultaneously and in opposite directions around the vertical axes. The second drive shaft moves within its first range of rotation the second gripping element about its transverse axis and moves inside of the subsequent second rotational range, the third gripping element in a different position.

Bei der Erzeugung der Schenkbewegungen sowie der Schiebebewegung in unterschiedlichen Drehbereichen der Antriebswellen können entsprechende Anschläge für die Greifelemente vorgesehen sein, die mit den Begrenzungen der Drehbereiche korrespondieren. Bewegt sich die erste Antriebswelle aus ihrem ersten Drehbereich heraus und tritt in den zweiten Drehbereich ein, so schlägt das erste Greifelement gegen einen von zwei Anschlägen, die den ersten Drehbereich begrenzen. Dadurch verharrt dieses Greifelement in einer vollständig vor- oder zurückgeklappten Position. Beim Eintritt der ersten Antriebswelle in den zweiten Drehbereich öffnet sich eine Arretierung und die Antriebswelle dreht das erste und zweite Greifelement gegensinnig um ihre Hochachsen. Bewegt sich die zweite Antriebswelle aus ihrem ersten Drehbereich heraus und tritt in den zweiten Drehbereich ein, so schlägt das zweite Greifelement entsprechend gegen einen von zwei Anschlägen, die den ersten Drehbereich begrenzen. Dadurch verharrt das zweite Greifelement in einer vollständig vor- oder zurückgeklappten Position. Beim Eintritt der zweiten Antriebswelle in den zweiten Drehbereich öffnet sich wiederum eine Arretierung und die Antriebswelle schiebt das dritte Greifelement in eine andere Position. Die Verschieberichtung ist dabei abhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle.at the generation of the Schenkbewegungen and the sliding movement in different rotational ranges of the drive shafts can appropriate attacks for the Gripping elements may be provided with the limits of the rotational ranges correspond. The first drive shaft moves out of its first range of rotation out and enters the second range, so strikes the first Gripping element against one of two stops, the first turning range limit. As a result, this gripping element remains in a completely or folded back Position. When the first drive shaft enters the second Turning area opens a lock and the drive shaft rotates the first and second gripping element in opposite directions about their vertical axes. Is moving the second drive shaft out of its first rotation range and enters the second range of rotation, so strikes the second gripping element accordingly against one of two stops, the first turning area limit. As a result, the second gripping element remains in a completely or folded back Position. When entering the second drive shaft in the second Turning area opens in turn, a lock and the drive shaft pushes that third gripping element in a different position. The direction of displacement depends on it from the direction of rotation of the drive shaft.

In der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Greifvorrichtung, die ein oder mehrere der vorgenannten vorteilhaften Ausgestaltungen beinhalten kann, sind die Querachsen und Hochachsen derart schwenkbar ausgebildet, dass zumindest drei unterschiedliche Greifbewegungen ermöglicht werden. Bei einer ersten Greifbewegung befindet sich das dritte Greifelement in einer ersten, mittigen Position zwischen den beiden anderen Greifelementen. Das erste und das zweite Greifelement werden dann für den Greifvorgang um ihre Querachsen in Richtung des dritten Greifelementes geschwenkt. Bei einer zweiten Greifstellung befindet sich das dritte Greifelement in einer zweiten, dem zweiten Greifelement gegenüber liegenden Position. Zur Durchführung des Greifvorganges wird dann das zweite Greifelement in Richtung des dritten Greifelementes geschwenkt. In einer dritten Greifvariante befindet sich das dritte Greifelement wiederum in der ersten, mittigen Position. Für die Durchführung des Greifvorganges werden nun das erste und das zweite Greifelement parallel zur Seite des dritten Greifelementes geschwenkt, wobei die Quer- bzw. Schwenkachsen parallel zur Verbindungslinie der beiden Greifelemente ausgerichtet sind.In the preferred embodiment of the present gripping device, one or more of the aforementioned advantageous embodiments may include, the transverse axes and vertical axes are pivotable formed, that at least three different gripping movements allows become. In a first gripping movement is the third Gripping element in a first, central position between the two other gripping elements. The first and the second gripping element become then for the gripping process about their transverse axes in the direction of the third gripping element pivoted. In a second gripping position is the third Gripping element in a second, the second gripping element opposite Position. To carry out the gripping process is then the second gripping element in the direction pivoted the third gripping element. In a third gripping variant the third gripping element is again in the first, central position. For the execution the gripping process are now the first and the second gripping element pivoted parallel to the side of the third gripping element, wherein the transverse or pivot axes aligned parallel to the connecting line of the two gripping elements are.

Vorzugsweise sind die beiden elektrischen Antriebe als programmierbare Elektroantriebe ausgestaltet, mit denen alle notwendigen Stell- bzw. Positionierfunktionen erfüllt werden können. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, die wiederum mit sämtlichen der vorgenannten Ausführungsformen kombinierbar ist, sind die Greifelemente über Anschlussflansche lösbar mit Trägerkomponenten verbunden, die für die Durchführung der Schwenkbewegungen und Verschiebebewegungen an der Greifvorrichtung ausgebildet sind. Dies ermöglicht einen einfachen Wechsel der Greifelemente für eine Anpassung der Greifvorrichtung an unterschiedliche Anwendungen. Die Greifelemente müssen lediglich für die entsprechende Flanschanbindung ausgebildet sein. Es lassen sich wahlweise sowohl starre als auch adaptive, zwei- oder mehrgliedrige und/oder elastische Greifelemente in Verbindung mit der vorliegenden Greifvorrichtung einsetzen. Diese modulartige Bauweise erhöht die Flexibilität der Greifvorrichtung nochmals.Preferably are the two electric drives as programmable electric drives designed with which all the necessary positioning or positioning functions Fulfills can be. In a further advantageous embodiment, in turn with all the aforementioned embodiments can be combined, the gripping elements via connecting flanges are detachable with carrier components connected to that for the implementation the pivoting movements and displacements on the gripping device are formed. this makes possible a simple change of the gripping elements for an adaptation of the gripping device to different applications. The gripping elements only need for the appropriate flange connection may be formed. It can be optionally both rigid and adaptive, two or more membered and / or elastic gripping elements in conjunction with the present invention Insert gripping device. This modular design increases the flexibility of the gripping device again.

Die Greifvorrichtung weist unterschiedliche Schnittstellen für die Anbindung an entsprechende Handhabungssysteme, wie beispielsweise Roboter oder andere Kinematiken, auf. Diese Schnittstellen umfassen eine mechanische Schnittstelle, beispielsweise einen Flansch, eine elektrische Schnittstelle für die Energieversorgung und eine informationstechnische Schnittstelle zur Programmierung und Steuerung der Greifvorrichtung, beispielsweise auf Basis von Bussystemen oder Ethernet.The Gripping device has different interfaces for the connection to appropriate handling systems, such as robots or other kinematics, on. These interfaces include a mechanical interface, such as a flange, an electrical Interface for the energy supply and an information technology interface for programming and controlling the gripping device, for example based on bus systems or Ethernet.

Die vorliegende Greifvorrichtung findet vor allem zum flexiblen kraft- oder formschlüssigen Greifen von Objekten mit unterschiedlichen geometrischen Eigenschaften Anwendung. Sie ist einfach aufgebaut, lässt sich mit einem verringerten steuerungstechnischen Aufwand betreiben und kostengünstig realisieren.The present gripping device finds above all the flexible force or positive locking Grasping objects with different geometric properties Application. It is simple, can be reduced with a reduced operate control-technical effort and realize cost-effective.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

Die vorliegende Greifvorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:The present gripping device is described below with reference to an embodiment explained in more detail in conjunction with the drawings. Hereby show:

1 ein Beispiel für unterschiedliche Verstellmöglichkeiten der Greifelemente der vorliegenden Greifvorrichtung; 1 an example of different adjustment of the gripping elements of the present gripping device;

2 ein Beispiel für eine erste mögliche Zugriffsart der vorliegenden Greifvorrichtung; 2 an example of a first possible access mode of the present gripping device;

3 ein Beispiel für eine zweite mögliche Zugriffsart der vorliegenden Greifvorrichtung; und 3 an example of a second possible access mode of the present gripping device; and

4 ein Beispiel für eine dritte mögliche Zugriffsart der vorliegenden Greifvorrichtung. 4 an example of a third possible access mode of the present gripping device.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention

In 1 wird ein Überblick über Verstellmöglichkeiten der Greifelemente der vorliegenden Greifvorrichtung gegeben. Im rechten Teil der Figur ist hierbei die Anordnung aus erstem Greifelement 1, zweitem Greifelement 2 und drittem Greifelement 3 schematisch dargestellt. Erstes und zweites Greifelement 1, 2 werden im Folgenden auch als Finger, das dritte Greifelement 3 als Daumen bezeichnet. Die beiden Finger 1, 2 sind nebeneinander angeordnet, der Daumen 3 sitzt den Fingern gegenüber. Die beiden Finger 1, 2 sind jeweils um eine Querachse 10, 12 in Richtung auf die Seite des Daumens 3 schwenkbar ausgebildet. Beide Finger 1, 2 können um ihre Querachse 10, 12 unabhängig voneinander in dieser Richtung geschwenkt werden. Die Schwenkrichtung ist mit den durchgezogenen Pfeilen angedeutet. Weiterhin können die Querachsen 10, 12 beider Finger 1, 2 synchron und gegensinnig um die Hochachse 11, 13 der Finger 1, 2 geschwenkt werden. Diese synchrone gegensinnige Schwenkbewegung ist mit den beiden gekrümmten Pfeilen veranschaulicht. Durch die Schwenkbewegung um die Hochachsen ändert sich auch die Schwenkrichtung der Finger 1, 2 um ihre Querachsen 10, 12 entsprechend der gestrichelten Pfeildarstellung.In 1 an overview of adjustment of the gripping elements of the present gripping device is given. In the right part of the figure here is the arrangement of the first gripping element 1 , second gripping element 2 and third gripping element 3 shown schematically. First and second gripping element 1 . 2 are hereinafter also referred to as fingers, the third gripping element 3 referred to as a thumb. The two fingers 1 . 2 are arranged side by side, the thumb 3 sits opposite your fingers. The two fingers 1 . 2 are each about a transverse axis 10 . 12 towards the side of the thumb 3 pivotally formed. Both fingers 1 . 2 can around their transverse axis 10 . 12 be pivoted independently in this direction. The pivoting direction is indicated by the solid arrows. Furthermore, the transverse axes 10 . 12 both fingers 1 . 2 synchronous and opposite to the vertical axis 11 . 13 the finger 1 . 2 be panned. This synchronous counter-rotating pivoting movement is illustrated by the two curved arrows. The pivoting movement about the vertical axes also changes the direction of pivoting of the fingers 1 . 2 around their transverse axes 10 . 12 according to the dashed arrow.

Der Daumen 3 ist über ein Langloch parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden Fingern 1, 2 zwischen zwei Endlagen des Langloches verschiebbar, wie mit dem Verschiebepfeil 14 angedeutet. Die beiden Endlagen legen zum einen eine mittige Position zwischen den Hochachsen der Finger 1, 2, zum anderen eine Position gegenüber der Hochachse 13 des zweiten Fingers 2 fest.The thumb 3 is via a slot parallel to the connecting line between the two fingers 1 . 2 slidable between two end positions of the elongated hole, as with the sliding arrow 14 indicated. The two end positions create a central position between the vertical axes of the fingers 1 . 2 , on the other hand, a position opposite the vertical axis 13 of the second finger 2 firmly.

Zur Ausführung der einzelnen Verstellbewegungen sind zwei programmierbare Elektromotoren 4, 7 vorgesehen, die jeweils zwei Drehbereiche 5, 6 bzw. 8, 9 aufweisen. Die beiden Motoren 4, 7 mit den jeweiligen Drehbereichen sind im rechten Teil der 1 angedeutet. Bei Bewegung des ersten Motors 4 im ersten Drehbereich 5 schwenkt der erste Finger 1 um seine Querachse 10. Je nach Drehrichtung des Motors 4 öffnet oder schließt dieser Finger 1. Wird der Motor im zweiten Drehbereich 6 betrieben, so wird die gegensinnige Bewegung der beiden Finger 1, 2 um ihre Hochachsen 11, 13 erzeugt.To execute the individual adjustment movements are two programmable electric motors 4 . 7 provided, each with two rotation ranges 5 . 6 respectively. 8th . 9 exhibit. The two engines 4 . 7 with the respective turning ranges are in the right part of 1 indicated. When moving the first motor 4 in the first shoot Area 5 pans the first finger 1 around its transverse axis 10 , Depending on the direction of rotation of the motor 4 opens or closes this finger 1 , If the engine is in the second turning range 6 operated, so is the opposing movement of the two fingers 1 . 2 around their tall axes 11 . 13 generated.

Bei Ansteuern des zweiten Motors 7 bewegt dieser im ersten Drehbereich 8 den zweiten Finger 2 in gleicher Weise wie der erste Motor 4 im ersten Drehbereich 5 den ersten Finger 1. Wird der zweite Motor 7 im zweiten Drehbereich betrieben, so bewegt er den Daumen 3 in Verschieberichtung 14 zwischen den beiden Endpositionen. Die Schwenk- oder Verschieberichtung der einzelnen Greifelemente hängt dabei jeweils von der momentanen Drehrichtung der Motoren 4, 7 ab.When driving the second motor 7 moves this in the first turning range 8th the second finger 2 in the same way as the first engine 4 in the first turning range 5 the first finger 1 , Will be the second engine 7 operated in the second range, he moves his thumb 3 in the direction of displacement 14 between the two end positions. The pivoting or displacement direction of the individual gripping elements depends in each case on the current direction of rotation of the motors 4 . 7 from.

Drei unterschiedliche Zugriffsarten, die mit der vorliegenden Greifvorrichtung realisierbar sind, können den folgenden drei Figuren entnommen werden. Diese Figuren zeigen jeweils im rechten Teil die Anfangs- und Endstellung der einzelnen Greifelemente in perspektivischer Ansicht sowie in Draufsicht. In dieser Darstellung sind die Greifelemente 1 bis 3 jeweils auf einer entsprechenden Trägerplattform 15 befestigt. Unter dieser Trägerplattform sind die Motoren 4, 7 erkennbar. Ebenso zeigt diese Darstellung das Langloch 16 für die Verschiebung des Daumens 3. Die einzelnen Greifelemente sind in diesem Beispiel starr ausgebildet. Im linken Teil der Figuren sind jeweils in Draufsicht stark schematisiert die drei Greifelemente, die beiden Finger 1, 2 sowie der Daumen 3, in ihren jeweiligen Ausgangspositionen zu erkennen und die Bewegungsrichtungen durch die Pfeile angedeutet.Three different types of access, which can be realized with the present gripping device, can be taken from the following three figures. These figures show in each case in the right part of the beginning and end position of the individual gripping elements in a perspective view and in plan view. In this illustration, the gripping elements 1 to 3 each on a corresponding carrier platform 15 attached. Under this carrier platform are the engines 4 . 7 recognizable. Likewise, this presentation shows the slot 16 for the displacement of the thumb 3 , The individual gripping elements are rigid in this example. In the left part of the figures are highly schematic in plan view, the three gripping elements, the two fingers 1 . 2 as well as the thumb 3 to recognize in their respective starting positions and the directions of movement indicated by the arrows.

2 zeigt einen Zweifingergriff, bei dem der Daumen 3 direkt gegenüber dem zweiten Finger 2 an einer Endposition des Langloches 16 positioniert ist. Die Orientierung der beiden Finger 1, 2 bezüglich ihrer Hochachse wird derart eingestellt, dass der zweite Finger 2 eine Greifbewegung in Richtung des Daumens 3 ausführt. Bei dieser Zugriffsart lässt sich somit mit Daumen 3 und einem Finger 2 ein Gegenstand greifen. 2 shows a two-finger grip, where the thumb 3 directly opposite the second finger 2 at an end position of the elongated hole 16 is positioned. The orientation of the two fingers 1 . 2 with respect to its vertical axis is adjusted so that the second finger 2 a gripping movement in the direction of the thumb 3 performs. This type of access can thus be done with a thumb 3 and a finger 2 grab an object.

3 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem ein Dreipunkt-Parallelgriff angewendet wird. Der Daumen 3 steht hierbei auf einer Endposition mittig zwischen den beiden Fingern 1 und 2. Die Orientierung der Finger 1, 2 bezüglich ihrer Hochachsen 11, 13 wird derart eingestellt, dass die anschließende Schwenkbewegung um ihre Querachsen 10, 12 richtungsparallel erfolgt, wie dies in der Figur mit den Pfeilen angedeutet ist. 3 shows another example in which a three-point parallel grip is applied. The thumb 3 stands here on an end position in the middle between the two fingers 1 and 2 , The orientation of the fingers 1 . 2 concerning their tall axes 11 . 13 is adjusted so that the subsequent pivotal movement about its transverse axes 10 . 12 direction parallel takes place, as indicated in the figure with the arrows.

Schließlich zeigt 4 ein drittes Beispiel für eine Zugriffsart, einem zentrischen Dreipunkt-Griff. Der Daumen 3 steht hierbei wiederum mittig in einer Endposition zwischen dem Finger 1 und 2. Die Orientierung der Finger 1, 2 bezüglich ihrer Hochachse wird in diesem Beispiel derart eingestellt, dass sie ihre Schwenk- bzw. Greifbewegung beide zentrisch in Richtung des Daumens 3 ausführen. Dies ist wiederum anhand der Pfeile in der 4 erkennbar.Finally shows 4 a third example of a type of access, a centric three-point handle. The thumb 3 again stands in the middle in an end position between the finger 1 and 2 , The orientation of the fingers 1 . 2 with respect to its vertical axis is adjusted in this example so that they both their pivoting and gripping movement in the direction of the thumb 3 To run. This is in turn based on the arrows in the 4 recognizable.

Die Einstellung der Orientierungen der Finger 1, 2 um ihre Hochachse sowie der jeweiligen Position des Daumens 3 erfolgt über die beiden Motoren 4, 7, wie dies im Zusammenhang mit der 1 bereits erläutert wurde. Bei dieser Einstellung werden die Motoren 4, 7 in den zweiten Drehbereichen 6, 9 betrieben. Anschließend drehen die Motoren 4, 7 in die ersten Drehbereiche 5 bzw. 8, um die gewünschten Schwenkbewegungen der beiden Finger 1, 2 um ihre Querachsen vorzunehmen. Über eine Auswertung der Motorströme können in diesen Drehbereichen auch Rückschlüsse auf die Greifkraft gezogen werden.The adjustment of the orientations of the fingers 1 . 2 around its vertical axis as well as the respective position of the thumb 3 via the two motors 4 . 7 as related to the 1 has already been explained. At this setting, the engines are 4 . 7 in the second turning areas 6 . 9 operated. Then the engines turn 4 . 7 into the first turning areas 5 respectively. 8th to the desired pivoting movements of the two fingers 1 . 2 to make their transverse axes. By evaluating the motor currents, conclusions about the gripping force can also be drawn in these areas of rotation.

BEZUGSZEICHENLISTE

LIST OF REFERENCE NUMBERS

Claims

Gripping device with three gripping elements, in which a first ( 1 ) and a second gripping element ( 2 ) arranged side by side and independently of each other about each transverse axis ( 10 . 12 ) and a vertical axis ( 11 . 13 ) are pivotable, and a third gripping element the first ( 1 ) and second gripping element ( 2 ) is arranged opposite, characterized in that the third gripping element ( 3 ) with respect to the first and second gripping element ( 1 . 2 ) approximately parallel to the connecting line of the first and second gripping element ( 1 . 2 ) is slidably disposed between two positions and that the Hochachsen ( 11 . 13 ) through the Hochachsen ( 11 . 13 ) at the location of the first and second gripping elements ( 1 . 2 ) are formed.

Gripping device according to claim 1, characterized in that the transverse axes ( 10 . 12 ) of the first and second gripping elements ( 1 . 2 ) are coupled in such a way that they produce a synchronous, opposing pivotal movement about the vertical axes ( 11 . 13 ) carry out.

Gripping device according to claim 2, characterized in that two electric drives ( 4 . 7 ) for the movement of the gripping elements ( 1 - 3 ), of which a first drive ( 4 ) a pivoting movement of the first ( 1 ) or second gripping element ( 2 ) around the associated transverse axis ( 10 . 12 ) and the synchronous pivoting movement of the transverse axes ( 10 . 12 ) around the Hochachsen ( 11 . 13 ) and of which a second drive ( 7 ) a pivoting movement of the remaining first ( 1 ) or second gripping element ( 2 ) around the associated transverse axis ( 10 . 12 ) and a displacement movement ( 14 ) of the third gripping element ( 3 ) generated between the two positions.

Gripping device according to claim 3, characterized in that the two drives ( 4 . 7 ) so via drive shafts with the transverse axes ( 10 . 12 ), Hochachsen ( 11 . 13 ) and a slider for the third gripping element ( 3 ) are coupled, that the different movements over different rotational ranges ( 5 . 6 . 8th . 9 ) of the drive shafts are achieved.

Gripping device according to one of claims 1 to 4, characterized that the transverse axes ( 10 . 12 ) and Hochachsen ( 11 . 13 ) are pivotable so that at least the three following gripping movements are made possible: - pivoting of the first ( 1 ) and second gripping element ( 2 ) in the direction of the third gripping element ( 3 ), when the third gripping element ( 3 ) in a first, of both gripping elements ( 1 . 2 ) reachable position; Pivoting the second gripping element ( 2 ) in the direction of the third gripping element ( 3 ), when the third gripping element ( 3 ) in a second position relative to the second gripping element ( 2 ) is located; and - parallel pivoting of the first ( 1 ) and second gripping element ( 2 ) with an alignment of the transverse axes ( 10 . 12 ) parallel to the connecting line of the first ( 1 ) and second gripping element ( 2 ), when the third gripping element ( 3 ) is in the first position.

Gripping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gripping elements ( 1 - 3 ) are connected via connecting flanges detachably connected to carrier components which are designed to carry out the pivoting movements and displacement movement on the gripping device.

Gripping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that one or more of the gripping elements ( 1 - 3 ) are rigid.

Gripping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that one or more of the gripping elements ( 1 - 3 ) are formed mehrgliedrig.

Gripping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that one or more of the gripping elements ( 1 - 3 ) are elastically formed.

Gripping device according to one of claims 1 to 9, characterized in that an electrical interface for a power supply, an information technology interface for a control and / or Programming and a mechanical interface for a connection the gripping device to a carrier are provided.