DE102014210330B4

DE102014210330B4 - Gripper jaw assurance

Info

Publication number: DE102014210330B4
Application number: DE102014210330.4A
Authority: DE
Inventors: Julian Stockschläder; Eugen Schukow; Otmar Honsberg
Original assignee: KUKA Systems GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2034-06-03
Also published as: WO2015185493A1; CN106414000A; DE102014210330A1; CN106414000B; EP3148755A1

Abstract

Greifvorrichtung (1), insbesondere als Effektor für einen Industrieroboter, welche Greifvorrichtung umfasst:
mindestens zwei Klemmbacken (10, 20), die relativ zueinander beweglich eingerichtet sind, um ein Werkstück zu greifen, wobei zumindest eine der Klemmbacken (10, 20) ein Sicherungselement (30, 40) aufweist, das an der Klemmbacke beweglich gelagert ist und zwischen einer Sicherungsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist und das in der Sicherungsstellung den Raum (2) zwischen den beiden Klemmbacken (10, 20) zumindest teilweise belegt, um ein unbeabsichtigtes Einführen von Gegenständen bzw. Körperteilen in den belegten Raum zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30, 40) derart eingerichtet ist, dass es durch das Einführen eines zu greifenden Werkstücks in einer vorgegebenen Richtung zwischen die beiden Klemmbacken (10, 20) aus der Sicherungsstellung bewegbar ist.Gripping device (1), in particular as an effector for an industrial robot, which gripping device comprises:
at least two jaws (10, 20) movably arranged relative to one another for gripping a workpiece, at least one of the jaws (10, 20) having a securing element (30, 40) movably mounted on and between the jaw a securing position and a release position is movable and in the securing position, the space (2) between the two jaws (10, 20) at least partially occupied to prevent inadvertent insertion of objects or body parts in the occupied space, characterized in that the securing element (30, 40) is arranged such that it can be moved out of the securing position by inserting a workpiece to be gripped in a predetermined direction between the two clamping jaws (10, 20).

Description

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung, die insbesondere als Effektor für einen Industrieroboter vorgesehen ist, und die mit einer mechanischen Sicherung ausgerüstet ist, sowie ein Robotersystem umfassend eine derartige Greifvorrichtung.The invention relates to a gripping device, which is provided in particular as an effector for an industrial robot, and which is equipped with a mechanical security, and a robot system comprising such a gripping device.

2. Hintergrund2. Background

Industrieroboter sind programmierbare Maschinen, die ausgebildet sind zur automatischen Handhabung oder Bearbeitung von Gegenständen bzw. Werkstücken. Ein typischer Vertreter sind sogenannte Gelenkroboter, die über eine Mehrzahl von Gliedern verfügen, die über Gelenke miteinander verbunden sind. In einfachster Form weist ein derartiger Industrieroboter ein Gestell auf, auf dem drehbar ein sogenanntes Karussell eingerichtet ist. An dem Karussell ist über ein weiteres Drehgelenk ein erster Arm des Roboters verbunden, der auch als Schwinge bezeichnet wird. An dieser Schwinge wird über ein weiteres Drehgelenk ein weiterer Arm angeordnet, der an seinem freien Ende mit einer Aufnahme für ein Werkzeug versehen ist. Das Werkzeug wird auch als Effektor bezeichnet. Je nach Einsatzzweck des Industrieroboters können unterschiedliche Werkzeuge vorgesehen sein, so dass die Industrieroboter eine Vielzahl von Einsatzgebieten haben können, wie etwa die Handhabung und den Transport von Gegenständen und Werkstücken, die Bearbeitung von Werkstücken, Messaufgaben etc. Zur Handhabung von Gegenständen bzw. Werkstücken sind eine Vielzahl von Greifwerkzeugen für Roboter vorbekannt.Industrial robots are programmable machines which are designed for the automatic handling or processing of objects or workpieces. A typical representative are so-called articulated robots, which have a plurality of links which are connected by joints. In the simplest form, such an industrial robot on a frame on which a rotatable so-called carousel is set up. At the carousel is connected via another rotary joint, a first arm of the robot, which is also referred to as a rocker. At this rocker another arm is arranged on another pivot, which is provided at its free end with a receptacle for a tool. The tool is also called an effector. Depending on the intended use of the industrial robot, different tools may be provided, so that the industrial robots may have a variety of applications, such as the handling and transport of objects and workpieces, the machining of workpieces, measurement tasks, etc. For handling objects or workpieces a variety of gripping tools for robots previously known.

Beispielsweise ist aus der EP 1 943 064 B1 ein Robotergreifer vorbekannt, der als Effektor eines Roboterarms vorgesehen ist oder an Endbereichen von Linear- oder Rotationsantrieben angebracht werden kann. Der vorbekannte Greifer umfasst wenigstens einen Rahmen und ein daran angeordnetes Aktuatorelement, das wenigstens zwei Greiferbacken bzw. Klemmbacken aufweist, die über eine Gelenkeinheit betätigt werden können. Das Aktuatorelement ist faltenbalgartig ausgebildet und kann mit einem Medium befüllt werden, wodurch es sich ausdehnt und über ein geeignetes Kraftübertragungselement auf die Klemmbacken einwirkt, um diese relativ zueinander zu bewegen, um Gegenstände greifen zu können. Der Greifer selbst weist dabei keine Sicherungseinrichtungen auf, die etwa verhindern könnten, dass ein Mensch, der mit dem entsprechenden Roboter zusammenarbeitet, von dem Greifer verletzt, insbesondere gequetscht wird. Im geöffneten Zustand der Klemmbacken des vorbekannten Greifers ist es nämlich möglich, dass unbeabsichtigt Gegenstände oder auch Körperteile einer Person in den Raum zwischen den beiden Klemmbacken eingeführt werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Aktuator betätigt wird, können die Klemmbacken bei ihrer Bewegung schwere Verletzungen verursachen.For example, is from the EP 1 943 064 B1 a robotic gripper is previously known, which is provided as an effector of a robot arm or can be attached to end portions of linear or rotary drives. The previously known gripper comprises at least one frame and an actuator element arranged thereon, which has at least two gripper jaws or clamping jaws which can be actuated via a hinge unit. The actuator element is formed bellows-like and can be filled with a medium, whereby it expands and acts on a suitable force transmission element on the jaws in order to move them relative to each other to access objects can. The gripper itself has no security devices that could prevent, for example, that a person working with the corresponding robot is injured, in particular crushed, by the gripper. In the open state of the jaws of the prior art gripper, it is namely possible that inadvertent objects or body parts of a person are introduced into the space between the two jaws. If the actuator is actuated at this time, the jaws may cause serious injury while moving.

Aus der US 2014/0 138 970 A1 ist eine Roboterhand bekannt, welche vier Finger aufweist. Um ein Objekt zu halten, können zwei Fingerpaare aufeinander zubewegt werden. Die DE 10 2012 107 957 B3 beschreibt einen Greifkopf zum Ergreifen beliebig geformter Objekte. Ein darin vorgeschlagener Greifkopf weist eine segmentierte Greiffläche auf.From the US 2014/0 138 970 A1 For example, a robot hand is known which has four fingers. To hold an object, two pairs of fingers can be moved towards each other. The DE 10 2012 107 957 B3 describes a gripping head for gripping arbitrarily shaped objects. A proposed therein gripping head has a segmented gripping surface.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Greifvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere als Effektor für einen Industrieroboter verwendet werden kann, und die sicherer ausgestaltet ist und die insbesondere die Verletzung von Personen durch den Greifvorgang möglichst sicher verhindert. Diese Aufgabe wird mit einer Greifvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Robotersystem bereitzustellen, das mit einer Greifvorrichtung versehen ist und einen besonders sicheren Betrieb erlaubt. Diese Aufgabe wird mit einem Robotersystem nach Anspruch 13 gelöst.It is therefore an object of the present invention to provide a gripping device, which can be used in particular as an effector for an industrial robot, and which is designed safer and in particular prevents the injury of persons by the gripping operation as safe as possible. This object is achieved with a gripping device according to claim 1. It is a further object of the invention to provide a robotic system which is provided with a gripping device and allows a particularly safe operation. This object is achieved with a robot system according to claim 13.

3. Ausführliche Beschreibung der Erfindung3. Detailed description of the invention

Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung, die insbesondere als Werkzeug bzw. Effektor für einen Roboter verwendbar ist, weist mindestens zwei Klemmbacken auf, die relativ zueinander beweglich eingerichtet sind, um ein Werkstück zu greifen. Zur Bewegung der Klemmbacken kann ein Aktuator bzw. Antriebsmittel vorgesehen sein, wie insbesondere elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebene Antriebsmittel. Erfindungsgemäß weist zumindest eine der Klemmbacken ein Sicherungselement auf, das an der Klemmbacke beweglich gelagert ist und zwischen einer Sicherungsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist. Das Sicherungselement ist so ausgebildet, das es in der Sicherungsstellung den Raum zwischen den beiden Klemmbacken zumindest teilweist belegt, um ein unbeabsichtigtes Einführen von Gegenständen oder Körperteilen in den belegten Raum zu verhindern. Vorzugsweise arbeitet das Sicherungselement ohne dass es einer äußeren Energiezufuhr, durch beispielsweise Stellmittel bedarf. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Sicherungselement mittels eines Federelements in die Sicherungsstellung vorgespannt ist. Auf diese Weise ist die Greifvorrichtung zur sicheren Seite ausgelegt und das Sicherungselement auch ohne eine fehleranfällige Steuereinrichtung immer in der zum Schutz von Personen korrekten Position.The gripping device according to the invention, which can be used in particular as a tool or effector for a robot, has at least two clamping jaws, which are arranged so as to be movable relative to one another in order to grip a workpiece. To move the jaws, an actuator or drive means may be provided, such as in particular electrically, hydraulically or pneumatically operated drive means. According to the invention, at least one of the clamping jaws on a securing element which is movably mounted on the jaw and between a securing position and a release position is movable. The securing element is designed so that it occupies at least partially in the securing position, the space between the two jaws to prevent inadvertent insertion of objects or body parts in the occupied space. Preferably, the fuse element works without it requires an external power supply, for example by adjusting means. In this context, it is advantageous if the securing element is biased by a spring element in the securing position. In this way, the gripping device is designed for safe side and the fuse element without an error-prone control device always in the correct position for the protection of people.

Die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn Klemmbacken zum Einsatz kommen, die zwei oder mehr zugehörige Paare von Funktionsflächen aufweisen. Derartige Klemmbacken erlauben das funktionsgerechte Greifen von zwei unterschiedlich geformten Werkstücken. Beispielsweise kann das erste Paar von Funktionsflächen ausgebildet sein, um einen runden Gegenstand zu greifen, wohingegen das zweite Paar von Funktionsflächen ausgebildet ist, um einen Gegenstand mit einer quaderförmigeren Struktur zu greifen. Bei derartigen Greifvorrichtungen kommt in der Anwendung naturgemäß immer nur eines der Paare von Funktionsflächen zum Einsatz, beispielsweise das Paar mit der Kontur zur Aufnahme eines runden Bauteils. Da beide Paare von Funktionsflächen jedoch an denselben Klemmbacken angeordnet sind, bewegen sich bei der Betätigung der Klemmbacken auch immer die Funktionsflächen mit, die zur Handhabung des anderen Gegenstands ausgebildet sind, wie etwa dem erwähnten quaderförmigen Bauteil. Es kommt sozusagen zu einer „Leerbewegung” der Klemmbacken in dem Bereich der nicht verwendeten Funktionsflächen, was in der Praxis mit einem besonderen Risiko verbunden ist, da der Raum zwischen diesen nicht verwendeten Funktionsflächen nicht belegt ist und hier unbeabsichtigt etwa ein Körperteil eingeführt werden kann. Die vorliegende Erfindung erlaubt somit einen sicheren Betrieb derartiger Klemmbacken mit zumindest zwei zugehörigen Paaren von Funktionsflächen.The securing device according to the invention is particularly advantageous when clamping jaws are used which have two or more associated pairs of functional surfaces. Such jaws allow the functional Grasping two differently shaped workpieces. For example, the first pair of functional surfaces may be configured to grip a round article, whereas the second pair of functional surfaces may be configured to grip an article having a more parallelepipedic structure. With such gripping devices, naturally only one of the pairs of functional surfaces is used in the application, for example the pair with the contour for receiving a round component. However, since both pairs of functional surfaces are arranged on the same clamping jaws, during the actuation of the clamping jaws, the functional surfaces which are designed to handle the other object, such as the aforementioned cuboid component, also move with them. It comes, so to speak, to an "empty movement" of the jaws in the area of unused functional surfaces, which is associated in practice with a special risk, since the space between these unused functional areas is not occupied and unintentionally about a body part can be introduced. The present invention thus allows safe operation of such jaws with at least two associated pairs of functional surfaces.

Vorzugsweise ist das Sicherungselement derart eingerichtet, das es durch das Einführen eines zu greifenden Werkstücks in einer vorgegebenen Richtung zwischen die beiden Klemmbacken aus der Sicherungsstellung bewegbar ist. Wenn hingegen ein Werkstück oder auch ein Körperteil aus einer anderen als der vorgegebenen Richtung zwischen die beiden Klemmbacken geführt wird, blockiert das Sicherungselement und verhindert ein Einführen in den vom Sicherungselement belegten Raum. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sicherungselement beispielsweise an der Klemmbacke um eine Schwenkachse schwenkbar eingerichtet und die Schwenkachse ist senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung der Klemmbacken. Eine Bewegung des Sicherungselements aus der Sicherungsstellung in die Freigabestellung ist in einem derartigen Fall nur dann möglich, wenn das Sicherungselement um diese vorgegebene Schwenkachse gedreht wird. Hierzu ist es notwendig, dass eine Kraft auf das Sicherungselement einwirkt, die im Wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse ist. Mit anderen Worten, nur wenn ein Gegenstand, oder ein Körperteil, in einer Richtung senkrecht zur Schwenkachse auf das Sicherungselement einwirkt, kann dieses in die Freigabestellung bewegt werden und der Gegenstand bzw. das Körperteil in den von dem Sicherungselement belegten Raum eingeführt werden. Ein unbeabsichtigtes Einführen von Gegenständen oder Körperteilen parallel oder schräg zur Schwenkachse ist damit nicht möglich.Preferably, the securing element is configured such that it can be moved by the insertion of a workpiece to be gripped in a predetermined direction between the two jaws from the securing position. If, however, a workpiece or a body part is guided from a direction other than the predetermined direction between the two jaws, blocks the securing element and prevents insertion into the space occupied by the fuse element. In an advantageous embodiment, the securing element is arranged, for example, on the jaw pivotally about a pivot axis and the pivot axis is perpendicular to the relative direction of movement of the jaws. A movement of the securing element from the securing position into the release position is possible in such a case only when the securing element is rotated about this predetermined pivot axis. For this purpose, it is necessary that a force acting on the securing element, which is substantially perpendicular to the pivot axis. In other words, only when an object, or a body part, acts in a direction perpendicular to the pivot axis on the securing element, this can be moved to the release position and the object or the body part are introduced into the space occupied by the securing element. Unintentional insertion of objects or body parts parallel or obliquely to the pivot axis is thus not possible.

Vorzugsweise ist das Sicherungselement derart eingerichtet, dass es nur dann aus der Sicherungsstellung bewegbar ist, wenn eine Kraft senkrecht zur Schwenkachse und senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung der Klemmbacken auf das Sicherungselement einwirkt. Dem Fachmann ist klar, dass hierin die Formulierung „senkrecht zur Schwenkachse und senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung” nicht streng mathematisch zu verstehen ist, sondern auch Abweichungen von der senkrechten Richtung erlaubt sind, solange eine ausreichend große Kraftkomponente senkrecht zum Einsatz kommt.Preferably, the securing element is set up such that it can only be moved out of the securing position if a force acts on the securing element perpendicular to the pivot axis and perpendicular to the relative direction of movement of the clamping jaws. It will be clear to those skilled in the art that the phrase "perpendicular to the pivot axis and perpendicular to the relative direction of motion" is not strictly mathematical, but deviations from the perpendicular direction are allowed as long as a sufficiently large force component is used vertically.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Greifvorrichtung genau zwei Klemmbacken auf und vorzugsweise weist jede der beiden Klemmbacken ein entsprechendes Sicherungselement auf. Die beiden Klemmbacken sind also vorzugsweise symmetrisch zueinander gestaltet, zumindest im Zusammenhang mit dem Sicherungselement.Preferably, the gripping device according to the invention has exactly two clamping jaws and preferably each of the two clamping jaws has a corresponding securing element. The two jaws are thus preferably designed symmetrically to each other, at least in connection with the securing element.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Klemmbacken mit Schneid- oder Presswerkzeugen versehen, so dass die Klemmbacken ein Werkstück nicht nur greifen, sondern auch schneiden oder pressen können. In diesem Zusammenhang werden unter Greifvorgängen im weitesten Sinne auch Schneid- oder Pressvorgänge verstanden, da ein Schneid- oder Pressvorgang auch immer ein Greifen des bearbeiteten Werkstücks umfasst.In a further preferred embodiment, the jaws are provided with cutting or pressing tools, so that the jaws not only grip a workpiece, but can also cut or press. In this context, gripping operations in the broadest sense also mean cutting or pressing operations, since a cutting or pressing process also always involves gripping the machined workpiece.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Robotersystem, umfassend zumindest einen Roboterarm, der mit einer Greifvorrichtung versehen ist, wie sie oben beschrieben wurden bzw. wie sie im Folgenden im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben werden wird. Der Roboter bzw. das Robotersystem umfasst dabei vorzugsweise zumindest einen Aktuator, um die Greifvorrichtung zu betätigen, wie insbesondere einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Aktuator.The present invention further relates to a robot system comprising at least one robot arm provided with a gripping device as described above or as will be described below in connection with the figures. The robot or the robot system preferably comprises at least one actuator in order to actuate the gripping device, such as in particular an electrically, hydraulically or pneumatically operated actuator.

4. Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen4. Description of preferred embodiments

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren genauer erläutert. Hierbei zeigt:In the following, the present invention will be explained in more detail with reference to the attached figures. Hereby shows:

1 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung in einer dreidimensionalen schematischen Ansicht; 1 a gripping device according to the invention in a three-dimensional schematic view;

2 die Greifvorrichtung von 1 in einer Seitenansicht; 2 the gripping device of 1 in a side view;

3 eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Greifers; 3 a sectional view of the in 2 shown gripper;

4 eine Explosionsansicht des Greifers von 1; und 4 an exploded view of the gripper of 1 ; and

5 die Greifvorrichtung von 1 in einer dreidimensionalen, teilgeschnittenen Ansicht an einem Aktuator eines Roboterarms befestigt. 5 the gripping device of 1 attached in a three-dimensional, partially cutaway view to an actuator of a robot arm.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung 1 in einer schematischen, dreidimensionalen Ansicht. Die Greifvorrichtung 1 umfasst zwei Klemmbacken 10 und 20, die relativ zueinander beweglich eingerichtet sind, um ein Werkstück zu greifen. Die beiden Klemmbacken haben einen im Wesentlichen symmetrischen Aufbau und verfügen beide über ein entsprechendes Sicherungselement 30 bzw. 40. Die Sicherungselemente sind über Bolzen 13 und 23 drehbeweglich an den Klemmbacken gelagert. Wie der Fachmann aus den Figuren erkennen wird, entspricht die Schwenkachse der Längsausrichtung der Bolzen 13 und 23 und ist somit senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung der Klemmbacken 10 und 20, dabei handelt es sich bevorzugt um eine im Wesentlichen geradlinige Verschiebebewegung der Klemmbacken 10 und 20 relativ zueinander. 1 shows a gripping device according to the invention 1 in a schematic, three-dimensional view. The gripping device 1 includes two jaws 10 and 20 which are arranged movable relative to each other to grip a workpiece. The two jaws have a substantially symmetrical structure and both have a corresponding securing element 30 respectively. 40 , The security elements are over bolts 13 and 23 rotatably mounted on the jaws. As the person skilled in the art will recognize from the figures, the pivot axis corresponds to the longitudinal orientation of the bolts 13 and 23 and is thus perpendicular to the relative direction of movement of the jaws 10 and 20 , It is preferably a substantially rectilinear displacement movement of the jaws 10 and 20 relative to each other.

Die dargestellte Greifvorrichtung 1 weist zwei zugehörige Paare von Funktionsflächen auf, um das funktionsgerechte Greifen von zwei unterschiedlich geformten Werkstücken zu erlauben. Das erste Paar von Funktionsflächen wird von den konkaven Konturen der Funktionsflächen 14 und 24 gebildet. Die Funktionsflächen 14 und 24 bilden ein zugehöriges Paar, das insbesondere zur Ergreifung von Werkstücken mit einer runden Außenkontur, wie beispielsweise Rohre oder Schläuche, ausgebildet ist. Das zweite Paar wird von den Funktionsflächen 15 und 25 gebildet. Die beiden Funktionsflächen 15 und 25 sind eben und parallel zueinander und ausgebildet, um einen Gegenstand bzw. Körper zu greifen, der ebene und parallele Außenwände hat bzw. aufweist.The illustrated gripping device 1 has two associated pairs of functional surfaces to allow the functional gripping of two differently shaped workpieces. The first pair of functional surfaces is defined by the concave contours of the functional surfaces 14 and 24 educated. The functional surfaces 14 and 24 form an associated pair, which is designed in particular for gripping workpieces with a round outer contour, such as pipes or hoses. The second pair is from the functional surfaces 15 and 25 educated. The two functional surfaces 15 and 25 are planar and parallel to each other and configured to grip an article or body having planar and parallel outer walls.

Wie es insbesondere in der 2 gut zu erkennen ist, befindet sich zwischen den beiden Klemmbacken 10 und 20 ein freier Raum 2, der von den beiden Sicherungselementen 30, 40 teilweise belegt ist, so dass ein unbeabsichtigtes Einführen von Gegenständen oder Köperteilen in den belegten Raum verhindert wird. Insbesondere ist es nicht möglich, einen Gegenstand oder ein Körperteil zwischen die beiden Funktionsflächen 14 und 24 einzuführen. Die Sicherungselemente 30, 40 sind in ihrer Sicherungsstellung gezeigt. Ohne die beiden Sicherungselemente wäre es beispielsweise möglich, dass beim Greifen eines Gegenstands mit dem zweiten Paar von Funktionsflächen 15, 25 ein weiterer Gegenstand oder ein Körperteil in den Raum zwischen dem ersten Paar von Funktionsflächen 14, 24 gelangt und dort von den näher beieinander stehenden Funktionsflächen 14, 24 beschädigt bzw. verletzt wird. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf Ausführungsformen mit zwei Paaren von Funktionsflächen beschränkt, sondern kann ihre vorteilhaften Wirkungen auch entfalten, wenn beispielsweise das zweite Paar von Funktionsflächen 15, 25 nicht vorgesehen ist und die Klemmbacken 10, 20 sozusagen auf der Höhe der Bolzen 13 und 23 enden.As it is in particular in the 2 is clearly visible, located between the two jaws 10 and 20 a free space 2 that of the two security elements 30 . 40 is partially occupied, so that an inadvertent introduction of objects or body parts is prevented in the occupied space. In particular, it is not possible to have an object or a body part between the two functional surfaces 14 and 24 introduce. The security elements 30 . 40 are shown in their secured position. Without the two securing elements, it would be possible, for example, that when gripping an object with the second pair of functional surfaces 15 . 25 another object or body part into the space between the first pair of functional surfaces 14 . 24 arrives and there from the closer functional surfaces 14 . 24 damaged or injured. Of course, the invention is not limited to embodiments with two pairs of functional surfaces, but can also develop their beneficial effects when, for example, the second pair of functional surfaces 15 . 25 is not provided and the jaws 10 . 20 so to speak, at the height of the bolts 13 and 23 end up.

Des Weiteren ist in 2 zu erkennen, dass sich die Sicherungselemente 30, 40 nicht kontaktieren. Dies ist hierbei darauf begründet, da hierdurch eine einfachere Bewegung der Sicherungselemente 30, 40 von der Sicherungsstellung in die Freigabestellung, vorzugsweise durch das zu greifende/pressende Werkstück, ermöglicht wird/ist. Jedoch ist ebenso eine Ausführungsform denkbar, in welcher sich die Sicherungselemente 30, 40 wenigstens teilweise berühren, sodass (in der Sicherungsstellung) ein Spalt zwischen den Sicherungselementen 30, 40 möglichst gering gehalten bzw. vermieden werden kann.Furthermore, in 2 to realize that the fuse elements 30 . 40 do not contact. This is based on this, since this a simpler movement of the fuse elements 30 . 40 from the securing position into the release position, preferably by the workpiece to be gripped / pressed, is / is possible. However, an embodiment is also conceivable in which the securing elements 30 . 40 at least partially touching, so that (in the securing position) a gap between the securing elements 30 . 40 kept as low as possible or can be avoided.

In den 1 bis 3 sind die beiden Sicherungselemente 30, 40 in ihrer Sicherungsstellung gezeigt, in der sie den Raum zwischen den beiden Klemmbacken teilweise belegen und zwar soweit, dass ein unbeabsichtigtes Einführen von Gegenständen bzw. Körperteilen in den belegten Raum verhindert wird. In der gezeigten Ausführungsform füllen die Sicherungselemente den belegten Raum in allen drei Dimensionen aus. Jedoch ist es auch denkbar, dass die Sicherungselemente nur aus beispielsweise dünnen Sicherungsscheiben bestehen, von denen etwa dann an jeder Klemmbacke zwei vorgesehen sein könnten, um ein unbeabsichtigtes Einführen von Gegenständen von vorne oder hinten in den freien Raum 2 (vorne bezieht sich hierbei auf die Anordnung, wie sie in 1 gezeigt ist, wobei die in 1 sichtbare Seite „vorne” sein soll) verhindern. Letztlich hängt die räumliche Ausgestaltung des Sicherungselements von der Größe und der Ausbildung der Klemmbacken ab und kann vom Fachmann dementsprechend ausgewählt werden.In the 1 to 3 are the two security elements 30 . 40 shown in their securing position in which they occupy the space between the two jaws partially and to the extent that an inadvertent insertion of objects or body parts is prevented in the occupied space. In the embodiment shown, the fuse elements fill the occupied space in all three dimensions. However, it is also conceivable that the securing elements consist only of, for example, thin lock washers, of which then could be provided on each jaw two, to prevent inadvertent introduction of objects from the front or rear into the free space 2 (Front here refers to the arrangement, as in 1 is shown, wherein the in 1 visible side "front" should be) prevent. Ultimately, the spatial configuration of the fuse element depends on the size and design of the jaws and can be selected accordingly by the expert.

Die Sicherungselemente 30 und 40 sind an ihren jeweiligen Klemmbacken beweglich gelagert, so dass sie aus der gezeigten Sicherungsstellung hinaus in eine Freigabestellung bewegbar sind, in der es für die Greifvorrichtung 1 möglich ist, einen Gegenstand mittels dem ersten Paar von Funktionsflächen 14, 24 zu greifen. Nun bezugnehmend auf die Schnittdarstellung der 3 erkennt der Fachmann, wie das Sicherungselement 40 mittels einer Feder 27 in die Sicherungsstellung vorgespannt ist. Das Sicherungselement 30 ist analog mit einer Feder 17 vorgespannt. Ein Anschlag 41 bzw. 31 an den Sicherungselementen verhindert, dass die Sicherungselemente von ihren Federn weiter aufeinander zu gedreht werden. In 3 ist außerdem zu erkennen, dass die Klemmbacke 20 mit einem Zapfen 26 versehen ist, der in einer entsprechenden Aufnahme 16 der Klemmbacke 10 geführt ist, um die Relativbewegung der beiden Klemmbacken zueinander zu führen. Die Relativbewegung ist in 2 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Um die Sicherungselemente aus ihrer Sicherungsstellung in ihre Freigabestellung zu bewegen bzw. zu drehen, muss eine Kraft senkrecht zur Drehachse der Bolzen 13, 23 auf die Sicherungselemente einwirken. Das Sicherungselement 40 kann sich dann, wie durch den Pfeil in 3 angedeutet, im Uhrzeigersinn aus der Sicherungsstellung in eine Freigabestellung bewegen. Zu diesem Zweck weist die Klemmbacke 20 einen entsprechend geformten Hohlraum 28 zur Aufnahme des Sicherungselements auf. Das Sicherungselement ist in der Freigabestellung im Wesentlichen vollständig in diesem Hohlraum aufgenommen. Das Sicherungselement 30 wird gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse des Bolzens 23 in einen entsprechenden Hohlraum 18 in der Klemmbacke 10 gedreht. Die entsprechende Kraftkomponente senkrecht zur Drehachse – wie der Fachmann erkennt – kann vorteilhaft dadurch erzeugt werden, dass ein zu greifendes Werkstück in einer vorgegebenen Richtung zwischen die beiden Klemmbacken eingeführt wird. Wenn die Greifvorrichtung 1 beispielsweise ein Rohr greifen soll, muss dieses im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Sicherungselemente orientiert sein. Die Oberfläche des Rohrs wird dann, wenn das Rohr derart zwischen die beiden Klemmbacken geführt wird, in Kontakt mit den beiden Sicherungselementen treten und diese gegen die Kraft der Federn 17, 27 in die entsprechende Freigabestellung drehen. Die Sicherungselemente müssen also nicht gesondert durch entsprechende Stellmittel bewegt werden, sondern die Energie bzw. Kraft zur Bewegung der Sicherungselemente kann der ohnehin vorhandenen Bewegungsenergie des Greifers entnommen werden.The security elements 30 and 40 are movably mounted on their respective jaws, so that they are movable from the securing position shown into a release position, in which it is for the gripping device 1 is possible, an object by means of the first pair of functional surfaces 14 . 24 to grab. Referring now to the sectional view of 3 recognizes the expert, as the fuse element 40 by means of a spring 27 is biased in the securing position. The fuse element 30 is analogous to a spring 17 biased. An attack 41 respectively. 31 The securing elements prevent the securing elements from being rotated further towards one another by their springs. In 3 It can also be seen that the jaw 20 with a pin 26 is provided in an appropriate receptacle 16 the jaw 10 is guided to guide the relative movement of the two jaws to each other. The relative movement is in 2 indicated by a double arrow. In order to move or to rotate the securing elements from their securing position into their release position, a force must be perpendicular to the axis of rotation of the bolts 13 . 23 act on the security elements. The fuse element 40 can then, as indicated by the arrow in 3 indicated, move clockwise from the securing position into a release position. For this purpose, the jaw points 20 a correspondingly shaped cavity 28 for receiving the securing element. The securing element is substantially completely received in the release position in this cavity. The fuse element 30 is counterclockwise about the axis of rotation of the bolt 23 in a corresponding cavity 18 in the jaw 10 turned. The corresponding force component perpendicular to the axis of rotation - as the skilled artisan recognizes - can be advantageously generated in that a workpiece to be gripped is inserted in a predetermined direction between the two jaws. When the gripping device 1 For example, to grab a pipe, this must be oriented substantially parallel to the axis of rotation of the fuse elements. The surface of the tube, when the tube is so guided between the two jaws, come into contact with the two securing elements and this against the force of the springs 17 . 27 turn to the appropriate release position. The fuse elements must therefore not be moved separately by appropriate adjusting means, but the energy or force to move the fuse elements can be removed from the already existing kinetic energy of the gripper.

Wie in den Figuren gut zu erkennen ist, ist die Schwenk- oder Drehachse der Sicherungselemente senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung der Klemmbacken. Um die Sicherungselemente in die Freigabestellung zu bewegen, ist es bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform daher notwendig, dass das Werkstück senkrecht zur Schwenkachse als auch senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung der Klemmbacken eingeführt wird. Wenn ein Gegenstand oder ein Köperteil beispielweise „von oben” in der Darstellung der 2 und 3 auf die Sicherungselemente 30, 40 trifft, werden diese nicht in die Freigabestellung bewegt, sondern blockieren zuverlässig das „unbeabsichtigte” Einführen von Gegenständen bzw. Körperteilen in den belegten Raum von dieser Richtung. Der Fachmann erkennt anhand der konstruktiven Ausgestaltung der Ausführungsformen, dass es hierbei nicht zwingend notwendig ist, dass ein Werkstück senkrecht zur Schwenkachse und senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung im streng mathematischen Sinne eingeführt wird, sondern dass es genügt, wenn das Werkstück so nahe an der mathematischen Senkrechten eingeführt wird, dass eine ausreichend große senkrechte Kraftkomponente auf die Sicherungselemente wirkt.As can be clearly seen in the figures, the pivot or rotation axis of the securing elements is perpendicular to the relative direction of movement of the jaws. In order to move the securing elements into the release position, it is therefore necessary in the preferred embodiment shown that the workpiece is introduced perpendicular to the pivot axis as well as perpendicular to the relative direction of movement of the clamping jaws. If an object or a body part, for example, "from above" in the representation of 2 and 3 on the security elements 30 . 40 these are not moved into the release position, but reliably block the "unintentional" insertion of objects or body parts into the occupied space from this direction. The person skilled in the art recognizes on the basis of the constructive embodiment of the embodiments that it is not absolutely necessary for a workpiece to be introduced perpendicular to the pivot axis and perpendicular to the relative direction of movement in the strictly mathematical sense, but that it is sufficient if the workpiece is so close to the mathematical perpendicular it is introduced that a sufficiently large vertical force component acts on the securing elements.

In 4 ist eine schematische Explosionsansicht der Greifvorrichtung 1 dargestellt. Die Klemmbacken 10, 20 bestehen konstruktionsbedingt aus mehreren Elementen, die mittels Schrauben 19 miteinander verschraubt werden können. Aus der Explosionsansicht geht außerdem hervor, wie die Greifvorrichtung 1 montiert wird.In 4 is a schematic exploded view of the gripping device 1 shown. The jaws 10 . 20 Due to their design, they consist of several elements, which are screwed 19 can be screwed together. From the exploded view also shows how the gripping device 1 is mounted.

5 ist eine dreidimensionale, teilgeschnittene Ansicht und zeigt die Greifvorrichtung 1, wie sie an einem Aktuator 60 befestigt ist, der wiederrum am Ende eines Roboterarms 70 angebracht ist. Der Roboterarm 70 ist durch die gestrichelten Linien nur angedeutet und kann beispielsweise Teil eines Gelenkroboters sein. Der Aktuator 60 hat ein Gehäuse 61, in dem sich ein Motor 62 befindet, um die Relativbewegung der beiden Klemmbacken in der in 2 durch den Doppelpfeil angedeuteten Richtung zu ermöglichen. Mit Bezugszeichen 63 ist ein Motorsteuerkasten des Motors 62 bezeichnet. 5 is a three-dimensional, partially cutaway view showing the gripping device 1 like her on an actuator 60 attached, which in turn at the end of a robot arm 70 is appropriate. The robot arm 70 is indicated by the dashed lines only and may for example be part of a joint robot. The actuator 60 has a housing 61 in which there is an engine 62 located to the relative movement of the two jaws in the in 2 to allow direction indicated by the double arrow. With reference number 63 is an engine control box of the engine 62 designated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Greifvorrichtunggripping device
22: freier Raumblank
10, 2010, 20: Klemmbackenjaws
13, 2313, 23: Bolzenbolt
14, 2414, 24: Paar von FunktionsflächenPair of functional surfaces
15, 2515, 25: zweites Paar von Funktionsflächensecond pair of functional surfaces
1616: Aufnahme für ZapfenPickup for spigot
2626: Zapfenspigot
17, 2717, 27: Federnfeathers
18, 2818, 28: Hohlraumcavity
1919: Schraubenscrew
30, 4030, 40: Sicherungselementefuse elements
31, 4131, 41: Anschlagattack
6060: Aktuatoractuator
6161: Gehäusecasing
6262: Motorengine
6363: MotorsteuerkastenEngine Control Box
7070: Roboterarmrobot arm

Claims

Gripping device ( 1 ), in particular as an effector for an industrial robot, which gripping device comprises: at least two clamping jaws ( 10 . 20 ), which are adapted to be movable relative to one another in order to grip a workpiece, wherein at least one of the clamping jaws ( 10 . 20 ) a fuse element ( 30 . 40 ), which is movably mounted on the jaw and is movable between a securing position and a release position and in the securing position the space ( 2 ) between the two jaws ( 10 . 20 ) at least partially proven, in order to prevent unintentional introduction of objects or body parts into the occupied space, characterized in that the securing element ( 30 . 40 ) is set up such that by inserting a workpiece to be gripped in a predetermined direction between the two clamping jaws ( 10 . 20 ) is movable from the securing position.

Gripping device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the securing element ( 30 . 40 ) by means of a spring element ( 17 . 27 ) is biased in the securing position.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one clamping jaw ( 10 ) a pin ( 26 ) and at least one other jaw ( 20 ) a corresponding recording ( 16 ) for the pin ( 26 ), in which the pin ( 26 ) during the relative movement of the two jaws ( 10 . 20 ) is guided.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping jaws ( 10 . 20 ) at least two associated pairs of functional surfaces ( 14 . 24 ; 15 . 25 ) to allow the functional gripping of at least two differently shaped workpieces.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the securing element ( 30 . 40 ) on the jaw ( 10 . 20 ) is arranged pivotably about a pivot axis, and the Schenk axis is arranged perpendicular to the relative direction of movement of the jaws.

Gripping device ( 1 ) according to the preceding claim, characterized in that the securing element ( 30 . 40 ) is set up such that by inserting a workpiece to be gripped between the two clamping jaws ( 10 . 20 ) is movable from the securing position and only if the insertion direction of the workpiece perpendicular to the pivot axis and perpendicular to the relative direction of movement of the jaws ( 10 . 20 ).

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the securing element ( 30 . 40 ) having jaw ( 10 . 20 ) a cavity ( 18 . 28 ) for receiving the security element ( 30 . 40 ), in which the securing element ( 30 . 40 ) is at least partially included in the release position.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the securing element ( 30 . 40 ) by means of a bolt ( 13 . 23 ) on the jaw ( 10 . 20 ) is mounted pivotably about a pivot axis, wherein the pivot axis perpendicular to the relative direction of movement of the jaws ( 10 . 20 ) is arranged, and wherein the securing element ( 30 . 40 ) by means of a spring ( 17 . 27 ) is biased in the securing position and can be pivoted out of this securing position out into the release position and wherein the securing element ( 30 . 40 ) is arranged such that it by the insertion of an object to be gripped between the two jaws ( 10 . 20 ) is movable from the securing position and only if the insertion of the workpiece is perpendicular to the pivot axis and perpendicular to the relative direction of movement of the jaws.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripping device ( 1 ) exactly two jaws ( 10 . 20 ), wherein preferably each clamping jaw is a securing element ( 30 . 40 ) having.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping jaws ( 30 . 40 ) are provided with cutting or pressing tools to cut or press a workpiece.

Gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that for movement of the clamping jaws ( 10 . 20 ) an actuator ( 60 ) is provided, in particular an electrically, hydraulically or pneumatically operated actuator ( 60 ).

Robotic system comprising a robotic arm ( 70 ), characterized in that the robot arm ( 70 ) with a gripping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, and at least one actuator ( 60 ) to the gripping device ( 1 ).