DE102019003714B4

DE102019003714B4 - One-piece molded gripping device with support and bending arms

Info

Publication number: DE102019003714B4
Application number: DE102019003714.6A
Authority: DE
Inventors: Frederik Widmaier
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2019-05-25
Filing date: 2019-05-25
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2039-05-26
Also published as: DE102019003714A1

Abstract

Greifvorrichtung (100) aus einem einstückig ausgebildeten Bauteil, mit:einem Grundkörper (130),einem relativ zu dem Grundkörper (130) bewegbaren Basiskörper (150), undmindestens zwei Zangenelementen (160) zum Greifen von Objekten, wobei jedes Zangenelement (160) eine Greifbacke (190), einen Stützarm (180) und einen Biegearm (170) aufweist, wobeider Stützarm (180) mit dem Basiskörper (150) und der Biegearm (170) mit dem Grundkörper (130) verbunden ausgebildet ist,die Greifbacken (190) durch eine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper (130) und dem Basiskörper (150) mittels einer Wirkverbindung zwischen dem Stützarm (180) und dem Basiskörper (150) sowie dem Biegearm (170) und dem Grundkörper (130) zum Greifen von Objekten relativ zueinander bewegbar sind,wobei der Biegearm (170) zwei parallel angeordnete Schenkel (210, 220) aufweist und wobei sich zwischen den parallel angeordneten Schenkeln (210, 220) ein Führungsspalt (230) bildet, durch welchen hindurch sich der zu dem Stützarm (180) führende Basiskörper (150) zumindest teilweise zwischen den parallel angeordneten Schenkeln (210, 220) erstreckt, undwobei sich die Greifbacken (190) beim Betätigen der Greifvorrichtung (100) aufeinander zu bewegen.Gripping device (100) made from an integral component, comprising: a base body (130), a base body (150) movable relative to the base body (130), and at least two tong elements (160) for gripping objects, each tong element (160) having one Having gripping jaw (190), a support arm (180) and a bending arm (170), wherein the support arm (180) is connected to the base body (150) and the bending arm (170) is connected to the base body (130), the gripping jaws (190) are movable relative to one another for gripping objects by a relative movement between the base body (130) and the base body (150) by means of an operative connection between the support arm (180) and the base body (150) as well as the bending arm (170) and the base body (130) , wherein the bending arm (170) has two legs (210, 220) arranged in parallel and wherein a guide gap (230) is formed between the legs (210, 220) arranged in parallel, through which the support arm (180 ) the guiding base body (150) extends at least partially between the parallel legs (210, 220), and wherein the gripping jaws (190) move towards one another when the gripping device (100) is actuated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum Greifen von Objekten.The present invention relates to a gripping device for gripping objects.

Greifvorrichtungen zum Greifen von Objekten sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Ein Beispiel für den Einsatz von Greifvorrichtungen stellen Bestückungsautomaten dar, in denen Greifvorrichtungen zum Greifen von Bauelementen eingesetzt werden. So ist beispielsweise ein Roboter-Greifer aus der Druckschrift DE 102005046160 B3 und eine Greifervorrichtung aus der Druckschrift DE 102009015975 A1 bekannt.Gripping devices for gripping objects are well known in the prior art. An example of the use of gripping devices is provided by automatic placement machines in which gripping devices are used for gripping components. For example, there is a robot gripper from the publication DE 102005046160 B3 and a gripper device from the document DE 102009015975 A1 known.

Eine weitere Greifvorrichtung ist aus der WO 2016 / 142 831 A1 bekannt. Die dort gezeigte Greifvorrichtung umfasst ein hohles Rohr mit einer Rohrwand, die mit distalen und proximalen Ausschnitten ausgebildet ist. Die distalen Ausschnitte definieren mindestens ein verformbares Element in der Rohrwand definieren und die proximalen Ausschnitte definieren ein Stellglied in der Rohrwand. Das Stellglied ist mit dem mindestens einen verformbaren Element verbunden. Die Bewegung des Betätigungselements verformt das mindestens eine verformbare Element von einer ersten Ausrichtung zu einer zweiten Ausrichtung.Another gripping device is known from WO 2016/142 831 A1. The gripping device shown there comprises a hollow tube with a tube wall which is formed with distal and proximal cutouts. The distal cutouts define at least one deformable element in the tube wall and the proximal cutouts define an actuator in the tube wall. The actuator is connected to the at least one deformable element. The movement of the actuating element deforms the at least one deformable element from a first orientation to a second orientation.

Eine weitere Greifvorrichtung ist aus der DE 10 2009 017 591 A1 bekannt. Die Druckschrift betrifft ein biegsames Manipulatorwerkzeug mit einem gegenüber einem proximalen Ende in wenigstens einer Manipulationsebene beweglichen distalen Ende. Das Manipulatorwerkzeug weist ferner wenigstens zwei nebeneinander beabstandet verlaufende und sich vom proximalen Ende zum distalen Ende erstreckende Wangen auf. Die Wangen sind wenigstens in der Manipulationsebene flexibel. Ein wenigstens zugfestes Scharnierelement zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende verbindet die Wangen gegeneinander scherbeweglich. Am proximalen Ende sind die Wangen voneinander beabstandet gehalten. Die eine Wange ist wenigstens biegesteif, die andere Wange wenigstens zugfest. Die wenigstens zugfeste Wange ist an ihrem distalen Ende mit der wenigstens biegesteifen Wange Zugkraft übertragend verbunden.Another gripping device is from the DE 10 2009 017 591 A1 known. The document relates to a flexible manipulator tool with a distal end that is movable in at least one manipulation plane with respect to a proximal end. The manipulator tool also has at least two side-by-side spaced apart cheeks extending from the proximal end to the distal end. The cheeks are flexible at least in the manipulation level. An at least tensile hinge element between the proximal end and the distal end connects the cheeks with respect to one another in a shearable manner. At the proximal end, the cheeks are kept spaced from one another. One cheek is at least rigid, the other cheek at least resistant to tension. The at least tension-resistant cheek is connected at its distal end to the at least flexurally rigid cheek in such a way that it transmits tensile force.

Eine weitere Greifvorrichtung ist aus der DE 10 2012 100 916 A1 bekannt. Die dort gezeigte Greifvorrichtung zum Greifen von Objekten weist ein Gehäuse und ein Greiferelement auf.Another gripping device is from the DE 10 2012 100 916 A1 known. The gripping device shown there for gripping objects has a housing and a gripping element.

Eine weitere Greifvorrichtung ist aus der DE 44 32 253 A1 bekannt. Der dort gezeigte Mechanismus hat eine bewegungsfähige Struktur, die einen Antriebsabschnitt und einen Betätigungsabschnitt aufweist. Alle Abschnitte des Mechanismus sind in einem durchgängigen Material miteinander verbunden, wobei die Biegsamkeit der einzelnen Abschnitte unterschiedlich ist.Another gripping device is from the DE 44 32 253 A1 known. The mechanism shown there has a movable structure comprising a drive section and an actuation section. All sections of the mechanism are connected to one another in a continuous material, whereby the flexibility of the individual sections is different.

Eine weitere Greifvorrichtung ist aus der US 2019 / 0 091 880 A1 bekannt. Die dort gezeigte Greifvorrichtung weist einen einteiligen Aufbau auf, der mindestens zwei Greiffinger mit variablem Abstand, einen Träger, mit dem die Finger durch flexible Kupplungen verbunden sind, und ein mit den Fingern verbundenes und zur Einstellung des Abstandes der Finger verformbares Stellglied aufweist. Der Aktuator ist eine flexible Membran und der Träger umfasst eine durchgehende Hülse, die dicht mit einer Einrichtung zur Zuführung von unter Druck stehendem Fluid gekoppelt werden kann und in der die Membran durch eine durchgehende Kontur montiert ist.Another gripping device is known from US 2019/0 091 880 A1. The gripping device shown there has a one-piece construction which has at least two gripping fingers with variable spacing, a carrier to which the fingers are connected by flexible couplings, and an actuator connected to the fingers and deformable for adjusting the spacing of the fingers. The actuator is a flexible membrane and the carrier comprises a continuous sleeve which can be tightly coupled to a device for supplying pressurized fluid and in which the membrane is mounted by means of a continuous contour.

Nachteilig im Stand der Technik ist, dass bekannte Greifvorrichtungen einen komplizierten Aufbau, meist mit einer Mehrzahl von mechanischen Einzelkomponenten, aufweisen. Negative Folgen sind hohe Herstellungskosten und ein hohes Eigengewicht. Zudem sind die bekannten Greifvorrichtungen in ihrem Aufbau und ihrer Funktionalität oft unflexibel und somit nicht ohne größeren Aufwand an spezifische Kundenwünsche anpassbar.The disadvantage of the prior art is that known gripping devices have a complicated structure, usually with a plurality of individual mechanical components. Negative consequences are high manufacturing costs and a high dead weight. In addition, the known gripping devices are often inflexible in terms of their structure and functionality and therefore cannot be adapted to specific customer requirements without great effort.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Greifvorrichtung zu schaffen, welche mindestens einen der Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet.The invention is therefore based on the object of creating an improved gripping device which overcomes at least one of the disadvantages of the prior art.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Greifvorrichtung nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with a gripping device according to the subject matter of claim 1.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous and expedient configurations of the gripping device according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass die Greifvorrichtung aus einem einstückig ausgebildeten Bauteil gebildet ist, sowie einen Grundkörper, einen relativ zu dem Grundkörper bewegbaren Basiskörper, und mindestens zwei Zangenelemente zum Greifen von Objekten umfasst. Dabei weist jedes Zangenelement eine Greifbacke, einen Stützarm und einen Biegearm auf, wobei der Stützarm mit dem Basiskörper und der Biegearm mit dem Grundkörper verbunden ausgebildet ist. Zudem sind die Greifbacken durch eine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper und dem Basiskörper mittels einer Wirkverbindung zwischen dem Stützarm und dem Basiskörper sowie dem Biegearm und dem Grundkörper zum Greifen von Objekten relativ zueinander bewegbar.The invention is based on the idea that the gripping device is formed from an integrally formed component, as well as a base body, a base body movable relative to the base body, and at least two tong elements for gripping objects. Each pincer element has a gripping jaw, a support arm and a bending arm, the support arm being connected to the base body and the bending arm being connected to the base body. In addition, the gripping jaws can be moved relative to one another by a relative movement between the base body and the base body by means of an operative connection between the support arm and the base body and the bending arm and the base body for gripping objects.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung besteht darin, dass dieser ohne besondere Mechanik aus einem Stück heraus als einstückiges und integrales Bauteil gefertigt ist. Grundkörper und der Basiskörper sind nur mittels der Zangenelemente miteinander verbunden. Dies macht sie einerseits sehr leicht, andererseits sehr kostengünstig in ihrer Herstellung. Es muss weder eine Montage noch ein Zusammensetzen einzelner Bestandteile erfolgen. Zudem sind kundenindividuelle Anpassungen sehr einfach möglich, beispielsweise durch eine flexible Anzahl und Anordnung der Zangenelemente und Greifbacken. Aufgrund ihrer speziellen Biegearm-Stützarm-Konstruktion zeichnet sich die erfindungsgemäße Greifvorrichtung zudem durch eine besondere Feinmotorik aus, was sie beispielsweise dazu qualifiziert, eine Mikrotiterplatte mit Objekten zu bestücken oder Objekte von dieser zu entnehmen. Dabei ist die Greifvorrichtung sowohl manuell bedienbar, als auch als ein Endeffektor, also ein aus der Robotik bekanntes letztes Element einer kinematischen Kette, einsetzbar.The advantage of the gripping device according to the invention is that it can be used as a single piece without special mechanics one-piece and integral component is made. The base body and the base body are only connected to one another by means of the tong elements. This makes them very light on the one hand, and very inexpensive to manufacture on the other. There is no need to assemble or assemble individual components. In addition, customer-specific adaptations can be made very easily, for example through a flexible number and arrangement of the gripper elements and gripping jaws. Due to its special flexible arm / support arm construction, the gripping device according to the invention is also characterized by special fine motor skills, which qualifies it, for example, to equip a microtiter plate with objects or to remove objects from it. The gripping device can be operated manually and can also be used as an end effector, that is to say a last element of a kinematic chain known from robotics.

Erfindungsgemäß weist der Biegearm zwei parallel angeordnete Schenkel auf. Erfindungsgemäß erstreckt sich der Basiskörper ferner zumindest teilweise zwischen den parallel angeordneten Schenkeln. Die zwei Schenkel verleihen dem Biegearm eine besonders gute Stabilität. Zudem dient ein Spalt zwischen den parallelen Schenkeln für eine geradlinige Führung des Basiskörpers bei seiner Bewegung relativ zu dem Grundkörper.According to the invention, the bending arm has two legs arranged in parallel. According to the invention, the base body further extends at least partially between the legs arranged in parallel. The two legs give the bending arm particularly good stability. In addition, a gap between the parallel legs serves to guide the base body in a straight line during its movement relative to the base body.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Stützarm sowohl an dem Basiskörper als auch an der Greifbacke ein Filmscharnier auf. Filmscharniere sind grundsätzlich einteilig bzw. einstückig mit den beiden zu verbindenden Elementen ausgebildet, hier mit dem Stützarm und dem Basiskörper bzw. dem Stützarm und der Greifbacke. Solche Scharniere bestehen im Wesentlichen aus einer dünnwandigen Verbindung, oft in Form eines Falzes, die durch ihre Biegsamkeit eine Drehung der verbundenen Elemente ermöglicht. Mittels der Filmscharniere sind einfache und kostengünstige Gelenkverbindungen bereitgestellt.According to a preferred embodiment, the support arm has a film hinge both on the base body and on the gripping jaw. Film hinges are basically formed in one piece or in one piece with the two elements to be connected, here with the support arm and the base body or the support arm and the gripping jaw. Such hinges essentially consist of a thin-walled connection, often in the form of a fold, which, due to its flexibility, enables rotation of the connected elements. Simple and inexpensive articulated connections are provided by means of the film hinges.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist der Biegearm mit dem Grundkörper über eine biegesteife Verbindung verbunden. Dabei muss der Biegearm selbst aber grundsätzlich schon biegbar ausgebildet sein, um eine Greifbewegung der Greifbacken zu ermöglichen. Durch die biegesteife Verbindung verlagert sich die Deformation von der biegesteifen Verbindung weg zum Biegearm hin. Entsprechend ist die Greifvorrichtung beispielsweise aus einem elastischen Material hergestellt. Durch selektive Materialdichten oder Dicken können dabei verschiedenen Abschnitten der Greifvorrichtung unterschiedliche bzw. jeweils gewünschte Elastizitäten zugewiesen werden. Die biegesteife Verbindung zwischen dem Biegearm und dem Grundkörper sorgt dafür, dass sich der Biegearm bei einer Betätigung der Greifvorrichtung im Bereich der Greifbacken und nicht in der Nähe des Grundkörpers deformiert. Dadurch ist eine leichtere und effizientere Bewegung der Zangenelemente bzw. der Greifbacken möglich.According to the invention, the flexible arm is advantageously connected to the base body via a rigid connection. In this case, however, the bending arm itself must in principle already be designed to be flexible in order to enable a gripping movement of the gripping jaws. Due to the rigid connection, the deformation is shifted away from the rigid connection towards the bending arm. Correspondingly, the gripping device is made, for example, of an elastic material. By means of selective material densities or thicknesses, different sections of the gripping device can be assigned different or respectively desired elasticities. The rigid connection between the bending arm and the base body ensures that the bending arm is deformed when the gripping device is actuated in the area of the gripping jaws and not in the vicinity of the base body. This enables easier and more efficient movement of the tong elements or the gripping jaws.

Ferner ist zwischen dem Grundkörper und dem Basiskörper vorzugsweise ein Balg angeordnet. Dabei agiert der Balg, auch Balgantrieb genannt, als ein Antrieb, welcher sich bei einer Beaufschlagung von Druck axial ausdehnt. Hierdurch entfernt sich der Basiskörper von dem Grundkörper und erzeugt mittels der beschriebenen Wirkverbindungen eine Greifbewegung der Greifbacken. Wird kein Druck mehr beaufschlagt, zieht sich der Balg wieder zusammen und die Greifvorrichtung kehrt in ihren Ausgangszustand zurück.Furthermore, a bellows is preferably arranged between the base body and the base body. The bellows, also known as the bellows drive, acts as a drive which expands axially when pressure is applied. As a result, the base body moves away from the base body and generates a gripping movement of the gripping jaws by means of the described operative connections. If no more pressure is applied, the bellows contracts again and the gripping device returns to its initial state.

Der Balg ist vorzugsweise sowohl mit dem Grundkörper als auch mit dem Basiskörper verbunden. Dadurch ist der Balg als Antrieb besonders stabil gelagert. In weiteren möglichen Ausführungsformen ist der Balg hingegen nur mit einem von dem Grundkörper und dem Basiskörper oder mit keinem dieser beiden Körper verbunden. Aufgrund seiner Positionierung bzw. Lagerung zwischen den Biegelementen hat der Balg auch in diesen Ausführungsformen genügend Halt, um seine Funktion als Antrieb ausführen zu können.The bellows is preferably connected both to the base body and to the base body. As a result, the bellows is mounted in a particularly stable manner as a drive. In further possible embodiments, however, the bellows is only connected to one of the base body and the base body or to neither of these two bodies. Due to its positioning or storage between the bending elements, the bellows has enough hold in these embodiments to be able to perform its function as a drive.

In weiteren Ausführungsformen ist als Antrieb für die Greifvorrichtung beispielsweise auch ein Piezo, ein elektrischer Servoantrieb, ein Magnetantrieb, insbesondere mit einem magnetischen Anker, ein pneumatischer Antrieb oder ein Spindelantrieb einsetzbar. Die Greifvorrichtung ist also mit verschiedensten Antrieben kombinierbar, was ihre kundenfreundliche Flexibilität unterstreicht.In further embodiments, a piezo, an electric servo drive, a magnetic drive, in particular with a magnetic armature, a pneumatic drive or a spindle drive can also be used as a drive for the gripping device. The gripping device can therefore be combined with a wide variety of drives, which underlines its customer-friendly flexibility.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind mindestens drei Zangenelemente vorgesehen. Der Basiskörper ist in einer Draufsicht sternförmig ausgebildet. Darauf aufbauend ist vorzugsweise jeder radiale Endabschnitt des sternförmigen Basiskörpers mit einem der Stützarme verbunden ausgebildet. Diese Anordnung ermöglicht ein besonders stabiles Greifen eines Objekts, bei immer noch einfachem Aufbau der Greifvorrichtung. Aufgrund der drei Greifbacken wird das Objekt zudem bei Greifen automatisch zentriert. Eine sternförmige Ausbildung des Basiskörpers ist gleichzeitig stabil und materialsparend, und ermöglicht zudem eine Führung des Basiskörpers entlang der Biegelemente, insbesondere wenn diese - wie oben beschrieben - mit parallelen Schenkeln ausgebildet sind.According to a particularly preferred embodiment, at least three pincer elements are provided. The base body is star-shaped in a plan view. Building on this, each radial end section of the star-shaped base body is preferably designed to be connected to one of the support arms. This arrangement enables an object to be gripped in a particularly stable manner, while the design of the gripping device is still simple. Due to the three gripping jaws, the object is also automatically centered when it is gripped. A star-shaped design of the base body is stable and material-saving at the same time, and also enables the base body to be guided along the bending elements, in particular if these - as described above - are designed with parallel legs.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform ist eine zentrale Öffnung vorgesehen, welche zumindest durch den Grundkörper führt. Diese Öffnung bietet die Möglichkeit, die Greifvorrichtung mit weiteren Vorrichtungen zu verbinden. Beispielsweise eignet sich die Öffnung zur Befestigung der Greifvorrichtung an einen Aktuator, wie zum Beispiel einem Roboterarm, mit welchem die Greifvorrichtung bedienbar bzw. betätigbar ist. Des Weiteren kann die Öffnung zur Zuleitung von einem Arbeitsfluid oder einer Stromversorgung dienen.According to an additional embodiment, a central opening is provided which leads at least through the base body. This opening offers the possibility of connecting the gripping device with other devices. For example the opening is suitable for fastening the gripping device to an actuator, such as, for example, a robot arm, with which the gripping device can be operated or actuated. Furthermore, the opening can serve to supply a working fluid or a power supply.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Greifbacken jeweils eine Greiffläche mit einer Kontur auf. Dabei ist die Kontur bevorzugt derart ausgebildet, dass ein ergriffenes Objekt rutschfest, zum Beispiel in einer Mulde, an einem Vorsprung oder mittels eines Rastelements, zwischen den Greifbacken gehalten wird. Ein Festhalten des Objekts wird dadurch zusätzlich stabilisiert.According to a further embodiment, the gripping jaws each have a gripping surface with a contour. The contour is preferably designed in such a way that an object that has been gripped is held in a non-slip manner, for example in a depression, on a projection or by means of a latching element, between the gripping jaws. Holding onto the object is thereby additionally stabilized.

Dabei sind die Greifbacken bevorzugt so ausgelegt, dass sich zwischen ihnen und/oder zwischen den Greifbacken und dem Objekt ein Kraft-Formschluss ergibt. Das Objekt, zum Beispiel ein Werkstück, wird dadurch noch sicherer ergriffen bzw. gegriffen. Eine dafür aufgewendete Kraft kann somit reduziert werden, was zu weniger Energiebedarf und Materialbelastung führt.The gripping jaws are preferably designed in such a way that there is a force-fit connection between them and / or between the gripping jaws and the object. The object, for example a workpiece, is thereby gripped or gripped even more securely. The force used for this can thus be reduced, which leads to less energy consumption and less stress on the material.

Des Weiteren sind die Zangenelemente vorzugsweise jeweils im Bereich der Greifbacken radial nach außen gebogen ausgebildet. Dabei sind die Greifbacken und/oder deren Greifflächen bevorzugt in einer Greifposition zu einer vertikalen Achse der Greifvorrichtung parallel angeordnet. Dadurch wird ein besonders flächiges und somit stabiles Greifen des Objekts ermöglicht.Furthermore, the tong elements are preferably each designed to be curved radially outward in the area of the gripping jaws. The gripping jaws and / or their gripping surfaces are preferably arranged in a gripping position parallel to a vertical axis of the gripping device. This enables a particularly flat and therefore stable gripping of the object.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist die Greifvorrichtung mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt. Das generative Fertigungsverfahren, auch als 3D-Druck oder additive Fertigung bezeichnet, ermöglicht eine dreidimensionale Ausbildung eines Erzeugnisses direkt unter Zugrundelegung konstruktiv vorgegebener Daten in einem einzigen Arbeitsgang. Nach Beendigung des Arbeitsganges entsteht ein dreidimensionales einstückiges und integrales Erzeugnis, welches funktionsvollkommen und ohne weiteren Montageaufwand sofort einsatzbereit ist.According to the invention, the gripping device is advantageously manufactured by means of a generative manufacturing process. The generative manufacturing process, also known as 3D printing or additive manufacturing, enables a three-dimensional formation of a product directly on the basis of structurally specified data in a single operation. After completion of the process, a three-dimensional one-piece and integral product is created, which is fully functional and ready for immediate use without any further assembly effort.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper scheibenförmig ausgebildet. Eine solche Ausbildung bietet sich insbesondere bei einer Vielzahl von Zangenelementen an, beispielsweise um ein symmetrische Anordnung der entsprechenden Biegearme zu erleichtern.In a preferred embodiment, the base body is disk-shaped. Such a design is particularly useful in the case of a large number of tong elements, for example to facilitate a symmetrical arrangement of the corresponding flexural arms.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Greifvorrichtung als ein Öffner ausgebildet. Das bedeutet, dass sich die Greifbacken beim Betätigen der Greifvorrichtung voneinander entfernen und somit ein Greifen ermöglichen. Nach einer Rückkehr in den Ausgangszustand der Greifvorrichtung sind die Greifbacken wieder zusammengeführt angeordnet. Man spricht bei solchen Greifvorrichtungen auch von der sogenannten NC-Variante, wobei NC für „Normally Closed“ steht. Das Festhalten bzw. Greifen des Objekts erfolgt also im Ruhezustand, auch als Ruhekontakt bezeichnet. In a further embodiment, the gripping device is designed as an opener. This means that the gripping jaws move away from one another when the gripping device is actuated and thus enable gripping. After a return to the initial state of the gripping device, the gripping jaws are arranged to be brought together again. Such gripping devices are also referred to as the so-called NC variant, where NC stands for "Normally Closed". The object is held or gripped in the idle state, also referred to as idle contact.

Diese NC-Variante bietet zusätzliche Sicherheit, da ein ergriffenes Objekt nicht losgelassen wird, wenn der Antrieb, beispielsweise aufgrund einer unterbrochenen Energiezufuhr, ausfällt.This NC variant offers additional security, as an object that has been gripped will not be released if the drive fails, for example due to an interrupted power supply.

Der Vollständigkeit halber soll hier auch die NO-Variante aufgeführt werden, wobei NO für „Normally Open“ steht. Somit ist die Greifvorrichtung in dieser Ausführungsform als ein Schließer ausgebildet. Das bedeutet, dass sich die Greifbacken beim Betätigen der Greifvorrichtung aufeinander zubewegen. Nach der Rückkehr in den Ausgangszustand sind die Greifbacken wieder zueinander beabstandet angeordnet. Das Festhalten des Objekts erfolgt also im Arbeitszustand, auch als Arbeitskontakt bezeichnet. Diese NO-Variante ermöglicht ein natürliches bzw. übliches Ergreifen der Objekte nach einer Ausführungsform der Erfindung.For the sake of completeness, the NO variant should also be listed here, where NO stands for "Normally Open". Thus, in this embodiment, the gripping device is designed as a closer. This means that the gripping jaws move towards one another when the gripping device is actuated. After returning to the initial state, the gripping jaws are again arranged at a distance from one another. The object is held in the working state, also known as working contact. This NO variant enables a natural or customary gripping of the objects according to one embodiment of the invention.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein relatives Bewegen der Greiferbacken zueinander dadurch realisiert, dass nur ein Zangenelement bewegbar angeordnet ist. Das eine weitere Zangenelement ist dann als ein unbewegliches Zangenstück ausgebildet. Für bestimmte Anwendungsfälle kann diese Ausführung vorteilhaft sein, zum Beispiel wenn ein Greifbacken zwischen zwei weitere Greifbacken hindurchgeführt werden soll, um so ein elastisches Objekt zweifach einzuklemmen. Bei vielen elastischen Objekten wird so das Festhalten mittels der Greifvorrichtung erleichtert oder überhaupt erst ermöglicht.In a further embodiment, the gripper jaws are moved relative to one another in that only one tong element is movably arranged. The one further pincer element is then designed as an immovable pincer piece. This embodiment can be advantageous for certain applications, for example when a gripper jaw is to be passed between two further gripper jaws in order to clamp an elastic object twice. In the case of many elastic objects, holding onto them by means of the gripping device is made easier or even made possible in the first place.

In einer weiteren Ausführungsform ist sowohl der Basiskörper als auch der Biegekörper starr bzw. biegesteif ausgebildet. Eine biegesteife Ausbildung von Basis- und Grundkörper stellt eine eindeutige Positionierung der Zangenelemente auf diesen Körpern, und somit auch eine eindeutige Ausrichtung zwischen Biege- und Stützarmen sicher. Eine funktionale Zuverlässigkeit der Greifvorrichtung wird damit erhöht.In a further embodiment, both the base body and the flexible body are designed to be rigid or rigid. A rigid design of the base and base body ensures a clear positioning of the forceps elements on these bodies, and thus also a clear alignment between the bending and support arms. This increases the functional reliability of the gripping device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Greifvorrichtung, und
2 eine Draufsicht der Greifvorrichtung aus 1.

Show it:

1 a perspective view of a gripping device, and
2 a top view of the gripping device 1 .

Die 1 zeigt eine Greifvorrichtung 100, zu Beschreibungszwecken mit einer Oberseite 110 und einer Unterseite 120. An der Unterseite 120 der Greifvorrichtung 100 ist ein Grundkörper 130 angeordnet, welcher hier scheibenförmig ausgebildet und mit einem darüber angeordneten Balg 140 bzw. einem Balgantrieb verbunden ist. Der Balg 140 ist wiederum mit einem darüber angeordneten Basiskörper 150 verbunden, welcher hier sternförmig ausgebildet ist. Zudem erstrecken sich von dem Grundkörper 130 und dem Basiskörper 150 ausgehend drei Zangenelemente 160 schräg in Richtung der Oberseite 110. Jedes der Zangenelemente 160 weist einen Biegearm 170 und einen Stützarm 180 auf, wobei der Biegearm 170 mit dem Grundkörper 130 und der Stützarm 180 mit dem Basiskörper 150 verbunden ist. An der Oberseite 110 der Greifvorichtung 100 sind der Biegearm 170 und der Stützarm 180 des jeweiligen Zangenelements 160 zusammengeführt angeordnet und münden jeweils in eine Greifbacke 190. Somit ist die gesamte Greifvorrichtung 100 also einstückig bzw. einteilig als integrales Bauteil ausgebildet.The 1 shows a gripping device 100 , for descriptive purposes with a top 110 and a bottom 120 . On the bottom 120 the gripping device 100 is a basic body 130 arranged, which here is disc-shaped and with a bellows arranged above it 140 or a bellows drive is connected. The bellows 140 is in turn with a base body arranged above it 150 connected, which is formed here in a star shape. They also extend from the base body 130 and the base body 150 starting with three pincer elements 160 obliquely towards the top 110 . Each of the pincer elements 160 has a bending arm 170 and a support arm 180 on, with the bending arm 170 with the main body 130 and the support arm 180 with the base body 150 connected is. At the top 110 the gripping device 100 are the bending arm 170 and the support arm 180 of the respective pincer element 160 arranged brought together and each lead into a gripping jaw 190 . Thus the entire gripping device is 100 thus formed in one piece or in one piece as an integral component.

Der Biegearm 170 ist zudem mittels einer biegesteifen Verbindung 200 mit dem Grundkörper 130 verbunden. Außerdem ist der Biegearm 170 mit einem ersten Schenkel 210 und einem zweiten Schenkel 220 ausgebildet, sodass sich zwischen diesen Schenkeln 210, 220 ein Führungsspalt 230 bildet, durch welchen hindurch ein zu dem Stützarm 180 führender Teil des Basiskörpers 150 angeordnet ist. Der Stützarm 180 weist an seiner Verbindungsstelle zu dem Basiskörper 150 ein erstes Filmscharnier 240 und an seiner Verbindungsstelle zu dem Biegearm 170 und der Greifbacke 190 ein zweites Filmscharnier 250 auf. Die Greifbacke 190 ist zudem mit einer Greiffläche 260 ausgebildet, auf welcher sich eine Kontur 270 befindet.The flexible arm 170 is also by means of a rigid connection 200 with the main body 130 connected. Also is the flex arm 170 with a first leg 210 and a second leg 220 trained so that between these legs 210 , 220 a leadership gap 230 forms through which a to the support arm 180 leading part of the base body 150 is arranged. The support arm 180 points at its connection point to the base body 150 a first film hinge 240 and at its junction with the flexure arm 170 and the gripper jaw 190 a second film hinge 250 on. The gripper jaw 190 is also with a gripping surface 260 formed on which there is a contour 270 is located.

Die Greifvorrichtung 100 hat eine symmetrische Form, insbesondere aufgrund einer symmetrischen Anordnung der drei Zangenelemente 160. Die symmetrische Form ist besonders gut in 2 erkennbar, wo die Greifvorrichtung 100 von der Oberseite 110 aus gesehen dargestellt wird. Die drei Zangenelemente 160 haben im Übrigen einen identischen Aufbau. Identische Bestandteile der Zangenelemente 160 sind nur jeweils einmal bezeichnet.The gripping device 100 has a symmetrical shape, in particular due to a symmetrical arrangement of the three pincer elements 160 . The symmetrical shape is particularly good in 2 recognizable where the gripping device 100 from the top 110 is represented as seen. The three pincer elements 160 Otherwise have an identical structure. Identical components of the clamp elements 160 are only designated once.

Mittels des Balgs 140 erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper 130 und dem Basiskörper 150. Der als Antrieb agierende Balg 140 wird dabei mit einem Druck beaufschlagt und dehnt sich dabei aus. Somit bewegt sich der Basiskörper 150 in Richtung der Oberseite 110. Aufgrund einer Wirkverbindung zwischen dem Stützarm 180 und dem Basiskörper 150 sowie dem Biegearm 170 und dem Grundkörper 130 bewegen sich die Greifbacken relativ zueinander, in diesem Ausführungsbeispiel aufeinander zu. Dadurch ist ein Greifen eines Objekts möglich. Kehrt der Balg 140 in einen drucklosen Ausgangszustand zurück, entfernen sich die Greifbacken 190 entsprechend wieder voneinander und geben das Objekt frei. Hierbei unterstützen die Rückführkräfte der deformierten Biegearme 170 die Bewegung in den Ausgangszustand. Mit anderen Worten muss keine aktive Kraft eingebracht werden.By means of the bellows 140 there is a relative movement between the base body 130 and the base body 150 . The bellows acting as the drive 140 is pressurized and expands in the process. Thus the base body moves 150 towards the top 110 . Due to an operative connection between the support arm 180 and the base body 150 as well as the bending arm 170 and the main body 130 the gripping jaws move relative to one another, in this exemplary embodiment towards one another. This makes it possible to grasp an object. The hide returns 140 back to an unpressurized initial state, the gripper jaws move away 190 accordingly again from each other and release the object. The return forces of the deformed bending arms support this 170 the movement in the initial state. In other words, no active force has to be brought in.

Die 2 zeigt die Greifvorrichtung 100 in einer Draufsicht. Dabei sind wieder alle Komponenten aus 1 dargestellt und bezeichnet. Zusätzlich ist hier in 2 eine zentrale Öffnung 280 sichtbar, welche sich - aus dieser Draufsicht - durch den Basiskörper 150, den Balg 140 und den Grundkörper 130 erstreckt. Die zentrale Öffnung 280 bietet die Möglichkeit, die Greifvorrichtung 100 mit einem Aktuator, wie beispielsweise einem Roboterarm, zu verbinden. Die grundlegende Funktionalität der Greifvorrichtung 100 wurde bereits in Verbindung mit 1 beschrieben und wird daher hier nicht erneut ausgeführt.The 2 shows the gripping device 100 in a top view. All components are off again 1 shown and labeled. In addition, in 2 a central opening 280 visible, which - from this top view - through the base body 150 , the bellows 140 and the main body 130 extends. The central opening 280 offers the possibility of the gripping device 100 to be connected to an actuator, such as a robotic arm. The basic functionality of the gripping device 100 has already been linked to 1 and will therefore not be repeated here.

Claims

Gripping device (100) made from an integral component, with: a base body (130), a base body (150) movable relative to the base body (130), and at least two pincer elements (160) for gripping objects, each pincer element (160) having a gripping jaw (190), a support arm (180) and a bending arm (170), wherein the support arm (180) is connected to the base body (150) and the bending arm (170) is connected to the base body (130), the gripping jaws (190) by a relative movement between the base body (130) and the base body (150) by means of an operative connection between the support arm (180) and the base body (150) and the bending arm (170) and the base body (130) for gripping Objects can be moved relative to each other, wherein the bending arm (170) has two legs (210, 220) arranged in parallel and wherein a guide gap (230) is formed between the legs (210, 220) arranged in parallel, through which the base body (180) leading to the support arm (180) extends. 150) extends at least partially between the parallel legs (210, 220), and wherein the gripping jaws (190) move towards one another when the gripping device (100) is actuated.

Gripping device (100) Claim 1 , characterized in that the support arm (180) has a film hinge (240, 250) both on the base body (150) and on the gripping jaw (190).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending arm (170) is connected to the base body (130) via a rigid connection (200).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a bellows (140) is arranged between the base body (130) and the base body (150).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that at least three tong elements (160) are provided.

Gripping device (100) Claim 5 , characterized in that the base body (150) is star-shaped in a plan view, each radial end portion of the star-shaped base body (150) being connected to one of the support arms (180).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a central opening (280) is provided which leads at least through the base body (130).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripping jaws (190) each have a gripping surface (260) with a contour (270).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the tong elements (160) are each designed to be bent radially outward in the region of the gripping jaws (190).

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized by its manufacture by means of a generative manufacturing process.

Gripping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (130) is disk-shaped.