Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen einen Greifer, eine Greiferanordnung, eine Greifhand und eine Greifhandanordnung.Various exemplary embodiments relate to a gripper, a gripper arrangement, a gripping hand and a gripping hand arrangement.
In einer Vielzahl von Bereichen der Technik werden Bewegungsmechanismen verwendet, insbesondere Greifmechanismen. Es ergeben sich beispielsweise eine Vielzahl von Anwendungen in der verarbeitenden Industrie, z.B. in der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie, im medizinischen Bereich, z.B. bei Prothesen, und in vielen anderen Bereichen. Die Bewegungsmechanismen können an deren Verwendungszweck entsprechend angepasst sein.Movement mechanisms, in particular gripping mechanisms, are used in a large number of areas of technology. There are, for example, a large number of applications in the processing industry, e.g. in the packaging and food industry, in the medical field, e.g. in prostheses, and in many other areas. The movement mechanisms can be adapted accordingly to their intended use.
Herkömmlicherweise basieren Greifmechanismen oder allgemein Bewegungsmechanismen auf einer so genannten Differenzialbauweise. Greifmechanismen können komplexe Konstruktionen aufweisen. Beispielsweise können bei robotischen Bewegungen die einzelnen Freiheitsgerade jeweils mittels separater Antriebe (z.B. motorisch, pneumatisch, hydraulisch), separater Getriebe und/oder separater Gelenke realisiert werden. Eine derartige Differenzialbauweise geht jedoch im Allgemeinen mit einer Vielzahl schädigungsanfälliger Einzelbaugruppen, einem erhöhten Platzbedarf sowie einer größeren Anzahl bewegter und unbewegter Massen einher. Ferner können herkömmliche Greifmechanismen ein erhöhtes Potential zur Vibrations- und Geräuschentwicklung aufweisen sowie einen vergleichsweise hohen Verschleiß und somit kostenintensiv sein. Des Weiteren kann eine zusätzliche Kapselung bei der Anwendung der Bewegungsmechanismen in Flüssigkeiten zum Schutz der Einzelbaugruppen notwendig sein, was ebenfalls konstruktive Herausforderungen mit sich bringen kann.Conventionally, gripping mechanisms or generally movement mechanisms are based on what is known as a differential design. Gripping mechanisms can have complex constructions. For example, in the case of robotic movements, the individual straight lines of freedom can be implemented using separate drives (e.g. motorized, pneumatic, hydraulic), separate gears and / or separate joints. However, such a differential construction is generally associated with a large number of individual assemblies that are susceptible to damage, an increased space requirement and a larger number of moving and immobile masses. Furthermore, conventional gripping mechanisms can have an increased potential for the development of vibrations and noise, as well as a comparatively high level of wear and thus be cost-intensive. Furthermore, when the movement mechanisms are used in liquids, additional encapsulation may be necessary to protect the individual assemblies, which can also pose constructional challenges.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Bewegungsmechanismus, insbesondere ein Greifmechanismus, bereitgestellt, welcher einen einfachen und damit fehlerunanfälligen sowie kostengünstigeren konstruktiven Aufbau aufweist, z.B. einen auf Leichtbauweise basierenden Aufbau. Gleichzeitig kann der Bewegungsmechanismus derart ausgestaltet sein, dass eine Steigerung des kinematischen Funktionsumfangs erreicht werden kann.According to various embodiments, a movement mechanism, in particular a gripping mechanism, is provided which has a simple and thus error-free and more cost-effective structural design, e.g. a structure based on lightweight construction. At the same time, the movement mechanism can be designed in such a way that an increase in the kinematic functional scope can be achieved.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der hierin beschriebene Bewegungsmechanismus auf einer Integralbauweise basieren. Verschiedene Ausführungsformen betreffen maßgeschneiderte Formgedächtnislegierungen, welche textiltechisch beispielsweise mittels Webens, Strickens und/oder Flechtens in eine textile Verstärkungsstruktur integriert sein können. Beispielsweise können die Formgedächtnislegierungen in Form einer Kern-Mantel-Struktur oder einer beschichteten Struktur in eine textile Verstärkungsstruktur basierend auf Hochleistungsfasern integriert sein, wobei die Formgedächtnislegierung parallel zur Kett- oder Schussrichtung oder in einem beliebigen Winkel zur Faserrichtung der textilen Verstärkungsstruktur angeordnet sein kann.According to various embodiments, the movement mechanism described herein can be based on an integral construction. Various embodiments relate to tailor-made shape memory alloys which, in terms of textile technology, can be integrated into a textile reinforcement structure, for example by means of weaving, knitting and / or braiding. For example, the shape memory alloys in the form of a core-sheath structure or a coated structure can be integrated into a textile reinforcement structure based on high-performance fibers, whereby the shape memory alloy can be arranged parallel to the warp or weft direction or at any angle to the fiber direction of the textile reinforcement structure.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Aktor basierend auf einer Formgedächtnislegierung bereitgestellt sein oder werden, welcher in dem hierin beschriebenen Bewegungsmechanismus mindestens eine Bewegung realisiert. Beispielsweise kann ein Aktorelement (beispielsweise ein Draht oder ein anderes Gebilde) eine Formgedächtnislegierung aufweisen oder daraus bestehen, wobei die Formgedächtnislegierung des Aktorelementes thermisch induziert aktiviert werden kann, wodurch sich das Aktorelement (z.B. der Draht) zusammenziehen kann. Somit kann beispielsweise mittels einer gezielten thermisch induzierten Aktivierung der Formgedächtnislegierung eines Aktorelementes ein Greifvorgang (z.B. ein Öffnen und/oder Schließen) und/oder eine rotatorische/translatorische Bewegung ohne die Verwendung von Antrieben, Getrieben etc. realisiert werden. Mehrere Aktorelemente können in einem Bauteil (z.B. in einem Greifer) ein Aktuatornetzwerk ausbilden zum Realisieren komplexer Bewegungen. Ferner kann mittels einer Anordnung eines oder mehrerer Aktorelemente innerhalb einer textilen Verstärkungsstruktur auf eine Kapselung zum Schutz des einen bzw. der mehreren Aktorelemente bei Verwendung in einer Flüssigkeit verzichtet werden.According to various embodiments, an actuator based on a shape memory alloy can be provided, which realizes at least one movement in the movement mechanism described herein. For example, an actuator element (for example a wire or another structure) can have or consist of a shape memory alloy, wherein the shape memory alloy of the actuator element can be activated thermally induced, whereby the actuator element (e.g. the wire) can contract. Thus, for example, by means of a targeted thermally induced activation of the shape memory alloy of an actuator element, a gripping process (e.g. opening and / or closing) and / or a rotary / translational movement can be implemented without the use of drives, gears, etc. Several actuator elements can form an actuator network in one component (e.g. in a gripper) in order to realize complex movements. Furthermore, by arranging one or more actuator elements within a textile reinforcement structure, encapsulation for protecting the one or more actuator elements when used in a liquid can be dispensed with.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Greifer (mit anderen Worten ein Greifmechanismus) Folgendes aufweisen: ein Greifelement, welches zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass das Greifelement zumindest in eine erste Greifstellung und eine zweite Greifstellung gebracht werden kann; ein Aktorelement, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei das Greifelement und das Aktorelement derart eingerichtet sind, dass das Greifelement, wenn das Aktorelement in einem ersten Aktorzustand ist, in der ersten Greifstellung ist, und dass das Greifelement, wenn das Aktorelement in einem zweiten Aktorzustand ist, in der zweiten Greifstellung ist, wobei die erste Greifstellung und die zweite Greifstellung einen Greifbereich definieren zum Greifen eines Objektes.According to various embodiments, a gripper (in other words a gripping mechanism) can have the following: a gripping element which is at least partially resiliently deformable such that the gripping element can be brought into at least a first gripping position and a second gripping position; an actuator element, which a Comprises or consists of shape memory alloy; wherein the gripping element and the actuator element are set up such that the gripping element is in the first gripping position when the actuator element is in a first actuator state, and that the gripping element is in the second gripping position when the actuator element is in a second actuator state, wherein the first gripping position and the second gripping position define a gripping area for gripping an object.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Greiferanordnung Folgendes aufweisen: einen Greifer, einen Greifarm, welcher mit dem Greifer gekuppelt ist zum Bewegen des Greifers zumindest in eine erste Position und eine zweite Position, wobei der Greifarm zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass der Greifarm zumindest in eine erste Greifarmstellung und eine zweite Greifarmstellung gebracht werden kann; ein weiteres Aktorelement, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei der Greifarm und das weitere Aktorelement derart eingerichtet sind, dass der Greifarm, wenn das weitere Aktorelement in einem ersten Aktorzustand ist, in der ersten Greifarmstellung ist, und dass der Greifarm, wenn das weitere Aktorelement in einem zweiten Aktorzustand ist, in der zweiten Greifarmstellung ist, wobei die erste Greifarmstellung und die zweite Greifarmstellung einen Bewegungsbereich (z.B. einen Schwenkbereich) definieren zum Bewegen (z.B. Schwenken) des Greifers.According to various embodiments, a gripper arrangement can have the following: a gripper, a gripper arm which is coupled to the gripper for moving the gripper at least into a first position and a second position, the gripper arm being resiliently deformable at least in sections such that the gripper arm at least in a first gripper arm position and a second gripper arm position can be brought; a further actuator element which has a shape memory alloy or consists of it; wherein the gripper arm and the further actuator element are set up such that the gripper arm is in the first gripper arm position when the further actuator element is in a first actuator state, and that the gripper arm is in the second gripper arm position when the further actuator element is in a second actuator state is, wherein the first gripper arm position and the second gripper arm position define a range of motion (eg a pivoting range) for moving (eg pivoting) the gripper.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Greifhand (z.B. eine Roboterhand, einer Prothese, etc.) Folgendes aufweisen: mehrere Greifstrukturen, wobei jede der mehreren Greifstrukturen aufweist: ein Greifelement, welches zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass das Greifelement zumindest in eine erste Greifstellung und eine zweite Greifstellung gebracht werden kann; ein Aktorelement, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei das Greifelement und das Aktorelement derart eingerichtet sind, dass das Greifelement, wenn das Aktorelement in einem ersten Aktorzustand ist, in der ersten Greifstellung ist, und dass das Greifelement, wenn das Aktorelement in einem zweiten Aktorzustand ist, in der zweiten Greifstellung ist, wobei die erste Greifstellung und die zweite Greifstellung einen Greifbereich definieren zum Greifen eines Objektes.According to various embodiments, a gripping hand (e.g. a robot hand, a prosthesis, etc.) can have the following: multiple gripping structures, each of the multiple gripping structures having: a gripping element which is at least partially resiliently deformable such that the gripping element is at least in a first gripping position a second gripping position can be brought; an actuator element which has a shape memory alloy or consists of it; wherein the gripping element and the actuator element are set up such that the gripping element is in the first gripping position when the actuator element is in a first actuator state, and that the gripping element is in the second gripping position when the actuator element is in a second actuator state, wherein the first gripping position and the second gripping position define a gripping area for gripping an object.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Greifhandanordnung Folgendes aufweisen: eine Greifhand, einen Greifarm, welcher mit der Greifhand gekuppelt ist zum Bewegen der Greifhand zumindest in eine erste Position und eine zweite Position, wobei der Greifarm zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass der Greifarm zumindest in eine erste Greifarmstellung und eine zweite Greifarmstellung gebracht werden kann; ein weiteres Aktorelement, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei der Greifarm und das weitere Aktorelement derart eingerichtet sind, dass der Greifarm, wenn das weitere Aktorelement in einem ersten Aktorzustand ist, in der ersten Greifarmstellung ist, und dass der Greifarm, wenn das weitere Aktorelement in einem zweiten Aktorzustand ist, in der zweiten Greifarmstellung ist, wobei die erste Greifarmstellung und die zweite Greifarmstellung einen Bewegungsbereich (z.B. einen Schwenkbereich) definieren zum Bewegen (z.B. Schwenken) der Greifhand.According to various embodiments, a gripping hand arrangement can have the following: a gripping hand, a gripping arm which is coupled to the gripping hand for moving the gripping hand at least into a first position and a second position, wherein the gripping arm is at least partially resiliently deformable such that the gripping arm is at least in a first gripper arm position and a second gripper arm position can be brought; a further actuator element which has a shape memory alloy or consists of it; wherein the gripper arm and the further actuator element are set up such that the gripper arm is in the first gripper arm position when the further actuator element is in a first actuator state, and that the gripper arm is in the second gripper arm position when the further actuator element is in a second actuator state is, wherein the first gripping arm position and the second gripping arm position define a range of motion (eg a pivoting range) for moving (eg pivoting) the gripping hand.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Exemplary embodiments are shown in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen
- 1A bis 1H jeweils einen Greifer in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 2A und 2B jeweils eine Greiferanordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 3 eine Greiferanordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 4A und 4B jeweils eine Greiferanordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 5 eine Greifhand in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
- 6 eine Greifhandanordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Show it - 1A to 1H each a gripper in a schematic view, according to various embodiments;
- 2A and 2 B each a gripper arrangement in a schematic view, according to various embodiments;
- 3 a gripper arrangement in a schematic view, according to various embodiments;
- 4A and 4B each a gripper arrangement in a schematic view, according to various embodiments;
- 5 a gripping hand in a schematic view, according to various embodiments; and
- 6th a gripping hand arrangement in a schematic view, according to various embodiments.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil der Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the specification, and in which there is shown, for purposes of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. It goes without saying that other embodiments can be used and structural or logical changes can be made without departing from the scope of protection of the present invention. It goes without saying that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another, unless specifically stated otherwise. Therefore, the following description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) können in verschiedenen Vorrichtungen zum Einsatz kommen, wobei die Faser-Kunststoff-Verbunde ein Leichtbaupotenzial und vorteilhafte mechanische Eigenschaften aufweisen können verglichen mit traditionell eingesetzten Metallbauteilen. Mittels einer Strukturintegration von Bauelementen aus einer Formgedächtnislegierung (FGL) in einen Faser-KunststoffVerbund können beispielsweise integral gefertigte adaptive FKV-Bauteile auf effiziente Weise hergestellt werden.Fiber-plastic composites (FRP) can be used in various devices, whereby the fiber-plastic composites can have lightweight construction potential and advantageous mechanical properties compared to traditionally used metal components. By means of structural integration of components made of a shape memory alloy (SMA) in a fiber-plastic composite, integrally manufactured adaptive FRP components, for example, can be efficiently produced.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Greifer bereitgestellt, wobei ein Greifelement mittels eines Aktorelementes effizient in eine erste Greifstellung und in eine zweite Greifstellung gebracht werden kann. Dabei kann der Greifer als ein adaptives FKV-Bauteil ausgestaltet sein. Ferner wird, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, eine Greifhand bereitgestellt, wobei mehrere Greifstrukturen der Greifhand in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein können wie der hierin beschriebene Greifer.According to various embodiments, a gripper is provided, wherein a gripping element can be efficiently brought into a first gripping position and into a second gripping position by means of an actuator element. The gripper can be designed as an adaptive FRP component. Furthermore, according to various embodiments, a gripping hand is provided, with several gripping structures of the gripping hand being identical or similar Can be designed like the gripper described herein.
1A bis 1H zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines Greifers 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 1A to 1H each show a schematic view of a gripper 100 , according to various embodiments.
Der Greifer 100 kann beispielsweise ein Greifelement 102 aufweisen. Das Greifelement 102 kann zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar sein. Wie in den 1A bis 1C beispielhaft dargestellt ist, kann das Greifelement 102 derart abschnittsweise federelastisch verformbar sein, dass das Greifelement 102 in einem Greifbereich 106 in voneinander verschiedene Greifstellungen 102a, 102b gebracht werden kann. Beispielsweise kann das Greifelement 102 von einer ersten Greifstellung 102a in eine zweite Greifstellung 102b in dem Greifbereich 106 bewegt (z.B. geschwenkt) werden und vice versa. Dabei kann sich zumindest ein Abschnitt 102-1 des Greifelements 102 nicht verformen, d.h. in einer vordefinierten Form verbleiben.The gripper 100 can for example be a gripping element 102 exhibit. The gripping element 102 can be resiliently deformable at least in sections. As in the 1A to 1C is shown by way of example, the gripping element 102 be resiliently deformable in sections in such a way that the gripping element 102 in a gripping area 106 in different gripping positions 102a , 102b can be brought. For example, the gripping element 102 from a first gripping position 102a in a second gripping position 102b in the gripping area 106 be moved (e.g. pivoted) and vice versa. There can be at least one section 102-1 of the gripping element 102 do not deform, ie remain in a predefined shape.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Greifer 100 ein Aktorelement 104 aufweisen. Das Aktorelement 104 kann zumindest abschnittsweise von dem Greifelement 102 umgeben sein, z.B. in ein Material des Greifelements eingebettet sein. Beispielsweise kann das Aktorelement 104 an einem federelastisch verformbaren Abschnitt 102-2 des Greifelementes 102 oder innerhalb eines federelastisch verformbaren Abschnitts 102-2 des Greifelementes 102 angeordnet sein. Das Aktorelement 104 kann eine Formgedächtnislegierung aufweisen oder daraus bestehen, beispielsweise kann das Aktorelement 104 einen Draht aus einer Formgedächtnislegierung aufweisen oder daraus bestehen. Ferner kann das Aktorelement 104 derart eingerichtet sein, dass es entsprechend in einen ersten Aktorzustand 104a und in einen zweiten Aktorzustand 104b gebracht werden kann.According to various embodiments, the gripper 100 an actuator element 104 exhibit. The actuator element 104 can at least in sections of the gripping element 102 be surrounded, for example embedded in a material of the gripping element. For example, the actuator element 104 on a resiliently deformable section 102-2 of the gripping element 102 or within a resiliently deformable section 102-2 of the gripping element 102 be arranged. The actuator element 104 can have a shape memory alloy or consist of it, for example the actuator element 104 comprise or consist of a wire made from a shape memory alloy. Furthermore, the actuator element 104 be set up in such a way that it is correspondingly in a first actuator state 104a and in a second actuator state 104b can be brought.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Greifelement 102 in einer weiteren Ausgestaltung derart eingerichtet sein, dass es entlang seiner gesamten Länge L federelastisch verformbar sein kann, wie es in den 1D und 1E beispielhaft dargestellt ist. In dieser Ausgestaltung des Greifelementes 102 kann das Aktorelement 104 derart angeordnet sein, dass es sich im Wesentlichen entlang der gesamten Länge L innerhalb des Greifelementes 102 erstreckt. Beispielsweise kann die Länge des Aktorelementes 104 mehr als 80% der Länge L des Greifelementes 102 entsprechen.According to various embodiments, the gripping element 102 In a further embodiment it can be set up in such a way that it can be resiliently deformable along its entire length L, as shown in FIG 1D and 1E is shown by way of example. In this embodiment of the gripping element 102 can the actuator element 104 be arranged such that it is substantially along the entire length L within the gripping element 102 extends. For example, the length of the actuator element 104 more than 80% of the length L of the gripping element 102 correspond.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Greifelement 102 und das Aktorelement 104 derart eingerichtet sein, dass das Greifelement 102, wenn das Aktorelement 104 in dem ersten Aktorzustand 104a ist, in der ersten Greifstellung 102a ist, wie es beispielsweise in 1B und 1D dargestellt ist, und dass das Greifelement 102, wenn das Aktorelement 104 in dem zweiten Aktorzustand 104b ist, in der zweiten Greifstellung 102b ist, wie es beispielsweise in 1C und 1E dargestellt ist. Die erste Greifstellung 102a und die zweite Greifstellung 102b können den Greifbereich 106 zum Greifen eines zu greifenden Objektes 101 definierten.According to various embodiments, the gripping element 102 and the actuator element 104 be set up such that the gripping element 102 when the actuator element 104 in the first actuator state 104a is in the first gripping position 102a is, for example, in 1B and 1D is shown, and that the gripping element 102 when the actuator element 104 in the second actuator state 104b is in the second gripping position 102b is, for example, in 1C and 1E is shown. The first gripping position 102a and the second gripping position 102b can reach the reach 106 for gripping an object to be gripped 101 defined.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Greifer 100 ferner ein weiteres Greifelement (beispielsweise veranschaulicht durch das Element 111 in 1A) aufweisen, um beispielsweise ein Greifen eines zu greifenden Objektes 101 zu ermöglichen. Beispielsweise kann das weitere Greifelement 111 derart angeordnet sein, dass das zu greifende Objekt 101 zwischen dem weiteren Greifelement 111 und dem Greifelement 102 angeordnet sein kann oder werden kann, wenn das Greifelement 102 in der ersten Greifstellung 102a ist. Wenn das Greifelement 102 in der zweiten Greifstellung 102b oder in einer Greifstellung zwischen der ersten Greifstellung 102a und der zweiten Greifstellung 102b ist, kann sowohl ein körperlicher Kontakt zwischen dem weiteren Greifelement 111 und dem zu greifenden Objekt 101 und zwischen dem Greifelement 102 und dem zu greifenden Objekt 101 hergestellt sein. Anstelle des weiteren Greifelements 111 kann auch ein beliebig ausgestaltetes Haltelement (beispielsweise veranschaulicht durch das Element 111 in 1A) verwendet werden, welches ein Gegenstück zu dem Greifelement 102 bildet.According to various embodiments, the gripper 100 furthermore another gripping element (exemplified by the element 111 in 1A) have, for example, gripping an object to be gripped 101 to enable. For example, the further gripping element 111 be arranged so that the object to be gripped 101 between the further gripping element 111 and the gripping element 102 can be arranged or can be when the gripping element 102 in the first gripping position 102a is. When the gripping element 102 in the second gripping position 102b or in a gripping position between the first gripping position 102a and the second gripping position 102b is, both physical contact between the further gripping element 111 and the object to be gripped 101 and between the gripping element 102 and the object to be gripped 101 be made. Instead of the further gripping element 111 can also be an arbitrarily configured holding element (for example illustrated by the element 111 in 1A) be used, which is a counterpart to the gripping element 102 forms.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das für den Greifer 100 oder einen anderen Mechanismus (z.B. eine Greifstruktur, ein Greifarm, etc.) verwendetet Aktorelement 104 als Einweg-Aktorelement ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung des Aktorelementes 104 derart bereitgestellt sein, dass aufgrund einer Phasenumwandlung, z.B. wenn die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, erwärmt wird, eine Längenänderung, ΔL, (z.B. eine Kontraktion) des Aktorelementes 104 erzeugt wird. Bei der entgegengesetzten Phasenumwandlung, z.B. wenn die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, abgekühlt wird, tritt beispielsweise keine Längenänderung auf (auch als intrinsischer Einweg-Aktor-Effekt bezeichnet). Das Aktorelement kann dann aber mittels einer äußeren Kraft gedehnt werden, z.B. zurück auf seine Ausgangslänge L1 gebracht werden.According to various embodiments, this can be done for the gripper 100 or another mechanism (eg a gripping structure, a gripping arm, etc.) is used as an actuator element 104 be designed as a one-way actuator element. For example, the shape memory alloy of the actuator element 104 be provided in such a way that due to a phase transformation, eg when the shape memory alloy is heated to a temperature, T, above the phase transformation temperature, T U , a change in length, ΔL, (eg a contraction) of the actuator element 104 is produced. In the opposite phase transition, for example when the shape memory alloy is cooled to a temperature, T, below the phase transition temperature, T U , there is no change in length (also known as the intrinsic one-way actuator effect). The actuator element can then be stretched by means of an external force, for example back to its original length L1 to be brought.
Der Greifer 100 kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass die Längenänderung ΔL des Aktorelementes 104 eine Biegung (oder allgemein eine Verformung) des Greifelementes 102 erzeugt, so dass sich anschaulich der Greifer 100 biegen kann. Anschaulich kann eine Kraft von dem Aktorelement 104 auf das Greifelement 102 übertragen werden, wenn sich die Länge L1 des Aktorelementes 104 ändert, z.B. auf eine Länge L2 verringert.The gripper 100 can for example be designed such that the change in length .DELTA.L of the actuator element 104 a bend (or generally a deformation) of the gripping element 102 generated so that vividly the gripper 100 can bend. A force from the actuator element can clearly be seen 104 on the gripping element 102 transferred when the length increases L1 of the actuator element 104 changes, e.g. to a length L2 decreased.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Greifelement 102 des Greifers 100 derart ausgestaltet sein, dass das Aktorelement 104 wieder auf (s)eine Ausgangslänge L1 gebracht wird, wenn die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, abgekühlt wird. Anschaulich wird eine rücktreibende Kraft von dem Greifelement 102 auf das Aktorelement 104 übertragen, so dass das Aktorelement 104 bezüglich der Längenänderung, ΔL, reversibel betrieben werden kann (auch als extrinsischer Zweiwege-Aktor bezeichnet).According to various embodiments, the gripping element 102 of the gripper 100 be designed such that the actuator element 104 back to (s) an initial length L1 is brought when the shape memory alloy is cooled to a temperature, T, below the phase transition temperature, T U. A restoring force from the gripping element becomes clear 102 on the actuator element 104 transmitted so that the actuator element 104 can be operated reversibly with regard to the change in length, ΔL (also referred to as an extrinsic two-way actuator).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn das Aktorelement 104 in dem ersten Aktorzustand 104a ist, die Formgedächtnislegierung des Aktorelementes 104 eine Temperatur, T, unterhalb deren Phasenumwandlungstemperatur, TU, aufweisen, wie es in 1F veranschaulicht ist, und kann, wenn das Aktorelement 104 in dem zweiten Aktorzustand 104b ist, die Formgedächtnislegierung des Aktorelementes 104 eine Temperatur, T, oberhalb deren Phasenumwandlungstemperatur, TU, aufweisen, wie es in 1G veranschaulicht ist.According to various embodiments, if the actuator element 104 in the first actuator state 104a is the shape memory alloy of the actuator element 104 have a temperature, T, below its phase transition temperature, T U , as shown in FIG 1F is illustrated, and can if the actuator element 104 in the second actuator state 104b is the shape memory alloy of the actuator element 104 have a temperature, T, above its phase transition temperature, T U , as shown in FIG 1G is illustrated.
Basierend auf der hierin beschriebenen Ausgestaltung des Greifers 100 können mittels des Greifers 100 vergleichsweise große Kräfte erzeugt werden, z.B. mehr als 10 N, mehr als 20 N oder mehr als 40 N.Based on the design of the gripper described herein 100 can by means of the gripper 100 comparatively large forces are generated, e.g. more than 10 N, more than 20 N or more than 40 N.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Greifelement 102 einen Faserverbundwerkstoff 108, 110 aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Greifelement 102 kann beispielsweise aus einem textiltechnisch hergestellten Faserwerkstoff (z.B. einem Gewebe aus Glasfaser, Keramikfaser, Kohlefasern, etc.) gebildet sein. Das Greifelement 102 kann ferner beispielsweise aus einem Kunststoff (z.B. ein Polymermatrixmaterial) gebildet sein, in welchen ein textiltechnisch hergestellter Faserwerkstoff (z.B. ein Gewebe aus Keramikfaser, Kohlefasern, etc.) eingebettet ist. Der Aktorelement 104 kann vorzugsweise in dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 eingebettet sein.According to various embodiments, the gripping element 102 a fiber composite material 108 , 110 have or be formed from it. The gripping element 102 can for example be formed from a fiber material produced by textile technology (eg a fabric made of glass fiber, ceramic fiber, carbon fiber, etc.). The gripping element 102 can also be formed from a plastic (for example a polymer matrix material) in which a fiber material produced by textile technology (for example a fabric made of ceramic fibers, carbon fibers, etc.) is embedded. The actuator element 104 can preferably in the fiber composite material 108 , 110 be embedded.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Aktorelement 104 in mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b mit Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffes 108, 110 des Greifelementes 102 verbunden sein, z.B. mittels einer textiltechnischen Verbindung bzw. Einarbeitung, wie es in 1H veranschaulicht ist. Eine textiltechnische Verbindung bzw. Einarbeitung kann beispielsweise mittels Verwebens, Verflechtens, Verstrickens, etc., des als Draht ausgestalteten Aktorelementes 104 mit den Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffes 108, 110 erzeugt werden. Die Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffes 108, 110 können beispielsweise in ein Matrixmaterial 110 eingebettet sein, z.B. in ein Polymermatrixmaterial (z.B. in Epoxidharz, in Polyethylen, in oder in ein anderes geeignetes Polymermatrixmaterial). Die Fasern 108 können beispielsweise Glasfasern sein, Kohlefasern, oder andere geeignete Fasern. Die Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffes 108, 110 können vergleichsweise lange Fasern sein (z.B. können die jeweiligen Fasern eine Länge von mehr als 5 cm aufweisen, z.B. mehr als 10 cm), die beispielsweise textiltechnisch miteinander verbunden sind. Eine textiltechnische Verbindung der Fasern 108 miteinander kann beispielsweise mittels Verwebens, Verflechtens, Verstrickens, etc., erzeugt werden.According to various embodiments, the actuator element 104 in at least two fusing areas 112a , 112b with fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 of the gripping element 102 be connected, for example by means of a textile connection or incorporation, as it is in 1H is illustrated. A textile-technical connection or incorporation can, for example, by means of interweaving, interlacing, entangling, etc., of the actuator element designed as a wire 104 with the fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 be generated. The fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 can for example in a matrix material 110 be embedded, for example in a polymer matrix material (for example in epoxy resin, in polyethylene, in or in another suitable polymer matrix material). The fibers 108 can for example be glass fibers, carbon fibers, or other suitable fibers. The fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 can be comparatively long fibers (for example the respective fibers can have a length of more than 5 cm, for example more than 10 cm), which are connected to one another by textile technology, for example. A textile-technical connection of the fibers 108 can be generated with each other, for example, by means of interweaving, interlacing, entangling, etc.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in einem Bereich 112z zwischen den mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b eine Gleitschicht 114 zwischen dem Aktorelement 104 und dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 bereitgestellt sein zum Entkoppeln des Aktorelementes 104 von dem Faserverbundwerkstoff 108, 110. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein als Draht ausgestaltetes Aktorelement 104 nur abschnittsweise mit dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 verbunden sein, welcher das Greifelement 102 bildet. Die Gleitschicht 114 kann eine Verschiebung des Aktorelementes 104 relativ zu dem das Aktorelement 104 umgebenden Faserverbundwerkstoff 108, 110 in dem Bereich 112z zwischen den Fixierbereichen 112a, 112b ermöglichen. Dies ermöglicht es beispielsweise, vergleichsweise große Kräfte (z.B. Zugkräfte von mehr als 10 N) von dem Aktorelement 104 auf das Greifelement 102 übertragen zu können, ohne das Greifelement 102 zu beschädigen und/oder ohne dass die Verbindung zwischen dem Aktorelement 104 und dem Greifelement 102 zerstört wird.According to various embodiments, in one area 112z between the at least two fixing areas 112a , 112b a sliding layer 114 between the actuator element 104 and the fiber composite material 108 , 110 be provided for decoupling the actuator element 104 of the fiber composite 108 , 110 . According to various embodiments, an actuator element configured as a wire can 104 only in sections with the fiber composite material 108 , 110 be connected, which the gripping element 102 forms. The sliding layer 114 can shift the actuator element 104 relative to which the actuator element 104 surrounding fiber composite material 108 , 110 in that area 112z between the fusing areas 112a , 112b enable. This makes it possible, for example, to apply comparatively large forces (for example tensile forces of more than 10 N) from the actuator element 104 on the gripping element 102 to be able to transfer without the gripping element 102 to damage and / or without the connection between the actuator element 104 and the gripping element 102 gets destroyed.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gleitschicht 114 Kurzfasern (z.B. Fasern mit einer Länge von weniger als 1 mm), Partikel (z.B. Graphit-Partikel), oder ein anderes geeignetes Material mit Gleiteigenschaften aufweisen oder daraus bestehen. Die Gleitschicht 114 kann beispielsweise das Aktorelement 104 in dem Bereich 112z zwischen den beiden Fixierbereichen 112a, 112b vollumfänglich umgeben. Ferner kann das Matrixmaterial 110, in welches beispielsweise die Fasern 108 eingebettet sind, die Gleitschicht 114 vollumfänglich umgeben. Anschaulich kann die Gleitschicht 114 in dem Matrixmaterial 110 einen Kanal bilden, durch welchen hindurch sich ein Formgedächtnislegierungsdraht als Aktorelement erstreckt.According to various embodiments, the sliding layer 114 Short fibers (e.g. fibers with a length of less than 1 mm), particles (e.g. graphite particles), or another suitable material with sliding properties or consist of them. The sliding layer 114 can, for example, the actuator element 104 in that area 112z between the two fusing areas 112a , 112b completely surrounded. Furthermore, the matrix material 110 , in which, for example, the fibers 108 are embedded, the sliding layer 114 completely surrounded. The sliding layer is clear 114 in the matrix material 110 Form a channel through which a shape memory alloy wire extends as an actuator element.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in einer weiteren Ausgestaltung der Greifer 100 einen Biegeaktor aufweisen, welcher mit einem Greifelement gekuppelt sein kann. Der Biegeaktor kann zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar sein derart, dass dieser zumindest in einen ersten Biegezustand und einen zweiten Biegezustand gebracht werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Biegeaktor ein Aktorelement aufweisen, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht. Das Aktorelement kann derart eingerichtet sein, dass es in einen ersten Aktorzustand und in einen zweiten Aktorzustand gebracht werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungen kann der Biegeaktor in dem ersten Biegezustand sein, wenn das Aktorelement in dem ersten Aktorzustand ist und kann der Biegeaktor in dem zweiten Biegezustand sein, wenn das Aktorelement in dem zweiten Aktorzustand ist. Aufgrund der Kupplung des Biegeaktors mit dem Greifelement 102 kann somit das Greifelement 102, wenn der Biegeaktor in dem ersten Biegezustand ist, in einer ersten Greifstellung 102a sein, und kann das Greifelement 102, wenn der Biegeaktor in dem zweiten Biegezustand ist, in einer zweiten Greifstellung 102b sein, wobei die erste Greifstellung 102a und die zweite Greifstellung 102b einen Greifbereich 106 definieren zum Greifen eines Objektes.According to various embodiments, in a further embodiment the gripper 100 have a bending actuator, which with a Gripping element can be coupled. The bending actuator can be resiliently deformable at least in sections such that it can be brought into at least a first bending state and a second bending state. According to various embodiments, the bending actuator can have an actuator element which has or consists of a shape memory alloy. The actuator element can be set up in such a way that it can be brought into a first actuator state and into a second actuator state. According to various embodiments, the bending actuator can be in the first bending state when the actuator element is in the first actuator state and the bending actuator can be in the second bending state when the actuator element is in the second actuator state. Due to the coupling of the bending actuator with the gripping element 102 can thus the gripping element 102 when the bending actuator is in the first bending state, in a first gripping position 102a be, and can be the gripping element 102 when the bending actuator is in the second bending state, in a second gripping position 102b be, the first gripping position 102a and the second gripping position 102b a grip area 106 define for gripping an object.
2A und 2B zeigen jeweils eine schematische Ansicht einer Greiferanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Greiferanordnung 200 kann ein erstes Greifelement 202-1 und ein zweites Greifelement 202-2 aufweisen. Das erste Greifelement 202-1 und das zweite Greifelement 202-2 können in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein wie das hierin beschriebene Greifelement 102 des Greifers 100. 2A and 2 B each show a schematic view of a gripper arrangement 200 according to various embodiments. The gripper arrangement 200 can be a first gripping element 202-1 and a second gripping element 202-2 exhibit. The first gripping element 202-1 and the second gripping element 202-2 can be configured in the same or similar manner as the gripping element described herein 102 of the gripper 100 .
Das erste Greifelement 202-1 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass es entlang einer ersten Richtung 201 aus einer dem ersten Greifelement 202-1 zugeordneten ersten Greifstellung 102a in eine zweite Greifstellung 102b bewegt (z.B. geschwenkt) werden kann. Ferner kann das zweite Greifelement 202-2 derart eingerichtet sein, dass es entlang einer zweiten Richtung 203 aus einer dem zweiten Greifelement 202-2 zugeordneten ersten Greifstellung 102a in eine zweite Greifstellung 102b bewegt (z.B. geschwenkt) werden kann, wie es beispielsweise in 2A dargestellt ist. Die erste Richtung 201 kann dabei der zweiten Richtung 203 entgegengesetzt sein. Anschaulich kann das erste Greifelement 202-1 aktiv mittels eines entsprechenden Aktorelements 104 entgegen dem Uhrzeigersinn schwenken und das zweite Greifelement 202-2 kann aktiv mittels eines entsprechenden Aktorelements 104 in dem Uhrzeigersinn schwenken.The first gripping element 202-1 can for example be set up such that it is along a first direction 201 from one of the first gripping element 202-1 assigned first gripping position 102a in a second gripping position 102b can be moved (e.g. swiveled). Furthermore, the second gripping element 202-2 be set up so that it is along a second direction 203 from a second gripping element 202-2 assigned first gripping position 102a in a second gripping position 102b can be moved (e.g. pivoted), as it is for example in 2A is shown. The first direction 201 can do the second direction 203 be opposite. The first gripping element 202-1 actively by means of a corresponding actuator element 104 Swivel counterclockwise and the second gripping element 202-2 can be active by means of a corresponding actuator element 104 swivel clockwise.
Somit kann beispielsweise ein zu greifendes Objekt 101 mittels des ersten Greifelements 202-1 und des zweiten Greifelements 202-2 der Greiferanordnung 200 gegriffen werden. Beispielsweise kann das zu greifende Objekt 101 zwischen dem ersten Greifelement 202-1 und dem zweiten Greifelement 202-2 positioniert werden, wenn sich das erste Greifelement 202-1 und/oder das zweite Greifelement 202-2 in der ersten Greifstellung 102a befinden. Wenn das erste Greifelement 202-1 und/oder das zweite Greifelement 202-2 in die zweite Greifstellung 102b gebracht werden, kann sowohl ein körperlicher Kontakt zwischen dem ersten Greifelement 202-1 und dem zu greifenden Objekt 101 und zwischen dem zweiten Greifelement 202-2 und dem zu greifenden Objekt 101 hergestellt sein, wie es beispielsweise in 2B dargestellt ist.Thus, for example, an object to be gripped 101 by means of the first gripping element 202-1 and the second gripping element 202-2 the gripper assembly 200 be grasped. For example, the object to be gripped 101 between the first gripping element 202-1 and the second gripping element 202-2 be positioned when the first gripping element 202-1 and / or the second gripping element 202-2 in the first gripping position 102a are located. When the first gripping element 202-1 and / or the second gripping element 202-2 in the second gripping position 102b can be brought both a physical contact between the first gripping element 202-1 and the object to be gripped 101 and between the second gripping element 202-2 and the object to be gripped 101 be made, for example in 2 B is shown.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Greiferanordnung 300, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Greiferanordnung 300 kann beispielsweise einen Greifer aufweisen. Der Greifer der Greiferanordnung 300 kann in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein wie der hierin beschriebene Greifer 100. Ferner kann die Greiferanordnung 300 eine Steuervorrichtung 316 aufweisen. Die Steuervorrichtung 316 kann eingerichtet sein, den Greifer 100 der Greiferanordnung 300 zu steuern, z.B. mindestens ein Aktorelement 104 des Greifers 100 zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. 3 Figure 3 shows a schematic view of a gripper arrangement 300 , according to various embodiments. The gripper arrangement 300 can for example have a gripper. The gripper of the gripper assembly 300 can be designed in the same or similar way as the gripper described herein 100 . Furthermore, the gripper arrangement 300 a control device 316 exhibit. The control device 316 can be set up the gripper 100 the gripper assembly 300 to control, for example at least one actuator element 104 of the gripper 100 to activate and / or deactivate.
Die Steuervorrichtung 316 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass sie das Greifelement 102 des Greifers 100 von der ersten Greifstellung 102a in die zweite Greifstellung 102b bringt mittels Erwärmens des Aktorelementes 104 des Greifers 100 (auch als Aktivieren des Aktorelements bezeichnet). Die Steuervorrichtung 316 kann beispielsweise eine elektrische Leistungsversorgung aufweisen zum Versorgen des Aktorelementes 104 des Greifers 100 mit elektrischer Leistung. Das Aktorelement 104 des Greifers 100 kann beispielsweise in Form eines Drahtes aus einer Formgedächtnislegierung gebildet sein. Mittels der Steuervorrichtung 316 kann ein Stromfluss durch den Draht hindurch erzeugt werden, wodurch sich der Draht und damit die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, der Formgedächtnislegierung erwärmen kann. Wenn kein oder nur ein geringer Storm durch den Draht fließt, kann sich der Draht abkühlen auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, der Formgedächtnislegierung (auch als Deaktivieren des Aktorelements bezeichnet). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Draht in Form einer Schlaufe in dem Greifelement 102 des Greifers 100 bereitgestellt sein, wobei die beiden einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Drahtes auf der gleichen Seite des Greifelementes 102 des Greifers 100 angeordnet sind.The control device 316 can for example be set up in such a way that they use the gripping element 102 of the gripper 100 from the first gripping position 102a in the second gripping position 102b brings about by heating the actuator element 104 of the gripper 100 (also known as activating the actuator element). The control device 316 can for example have an electrical power supply for supplying the actuator element 104 of the gripper 100 with electrical power. The actuator element 104 of the gripper 100 can for example be formed in the form of a wire from a shape memory alloy. By means of the control device 316 a current flow can be generated through the wire, whereby the wire and thus the shape memory alloy can heat up to a temperature, T, above the phase transition temperature, T U , of the shape memory alloy. When little or no current flows through the wire, the wire can cool down to a temperature, T, below the phase transition temperature, T U , of the shape memory alloy (also known as deactivating the actuator element). According to various embodiments, the wire can be in the form of a loop in the gripping element 102 of the gripper 100 be provided with the two opposite end portions of the wire on the same side of the gripping element 102 of the gripper 100 are arranged.
Es versteht sich, dass das Aktorelement 104 des Greifers 100 mittels einer entsprechend thermisch an das Aktorelement 104 gekoppelten Wärmequelle erwärmt werden kann.It goes without saying that the actuator element 104 of the gripper 100 by means of a corresponding thermally to the actuator element 104 coupled heat source can be heated.
4A und 4B zeigen jeweils eine schematische Ansicht einer Greiferanordnung 400, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 4A and 4B each show a schematic view of a gripper arrangement 400 , according to various embodiments.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Greiferanordnung 400 mindestens einen Greifer aufweisen. Der mindestens eine Greifer kann dabei in gleicher oder ähnlicher Weise wie der hierin beschriebene Greifer 100 ausgestaltet sein.According to various embodiments, the gripper arrangement 400 have at least one gripper. The at least one gripper can be used in the same or a similar way as the gripper described herein 100 be designed.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Greiferanordnung 400 ferner einen Greifarm 402 aufweisen. Der Greifarm 402 kann mit dem Greifer 100 gekuppelt sein und eingerichtet sein, den Greifer 100 zumindest in eine erste Position 102c und in eine zweite Position 102d zu bewegen. Dabei ist die Position des Greifers 100 entsprechend durch die Stellung des Greifarms 402 definiert. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Greifarm 402 zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar sein derart, dass der Greifarm 402 zumindest in eine erste Greifarmstellung 402a und eine zweite Greifarmstellung 402b gebracht werden kann, beispielsweise kann der Greifarm 402 von der ersten Greifarmstellung 402a in die zweite Greifarmstellung 402b bewegt werden und vice versa. Anschaulich kann die Bewegung des Greifarms 402 in gleicher oder ähnlicher Weise erfolgen, wie die des hierin beschriebenen Greifelements 102 des Greifers 100, z.B. kann der Greifarm 402 mittels eines entsprechend ausgestalteten Aktorelements 404 zumindest abschnittsweise verformt und/oder bewegt werden.According to various embodiments, the gripper arrangement 400 also a gripper arm 402 exhibit. The gripper arm 402 can with the gripper 100 be coupled and set up the gripper 100 at least in a first position 102c and in a second position 102d to move. This is the position of the gripper 100 accordingly by the position of the gripper arm 402 Are defined. According to various embodiments, the gripper arm 402 be resiliently deformable at least in sections such that the gripping arm 402 at least in a first gripping arm position 402a and a second gripper arm position 402b can be brought, for example, the gripper arm 402 from the first gripper arm position 402a in the second gripper arm position 402b be moved and vice versa. The movement of the gripper arm can be illustrated 402 take place in the same or a similar manner as that of the gripping element described herein 102 of the gripper 100 , for example, the gripper arm 402 by means of a correspondingly designed actuator element 404 be deformed and / or moved at least in sections.
Wie in 4A und 4B veranschaulicht ist, kann die Greiferanordnung 400 zusätzlich zu dem Aktorelement 104 des Greifers 100 zumindest ein weiteres Aktorelement 404 aufweisen, welches eine Formgedächtnislegierung aufweisen oder daraus bestehen kann. Das weitere Aktorelement 404 der Greiferanordnung 400 kann dabei in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein wie das hierin beschriebene Aktorelement 104 des Greifers 100. Die geometrische Ausgestaltung des Greifarms 402 und die geometrische Ausgestaltung des Greifelementes 102 können derart erfolgen, dass eine Greiferanordnung 400 in einer gewünschten Ausgestaltung bereitgestellt sein kann.As in 4A and 4B is illustrated, the gripper assembly 400 in addition to the actuator element 104 of the gripper 100 at least one further actuator element 404 have, which have a shape memory alloy or can consist of it. The further actuator element 404 the gripper assembly 400 can be configured in the same or a similar way as the actuator element described herein 104 of the gripper 100 . The geometric design of the gripper arm 402 and the geometric configuration of the gripping element 102 can be done in such a way that a gripper arrangement 400 can be provided in a desired configuration.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der Greifarm 402 und das weitere Aktorelement 404 derart eingerichtet sein, dass der Greifarm 402, wenn das weitere Aktorelement 404 in einem ersten Aktorzustand 404a ist, in der ersten Greifarmstellung 402a ist, und dass der Greifarm 402, wenn das weitere Aktorelement 404 in einem zweiten Aktorzustand 404b ist, in der zweiten Greifarmstellung 402b ist, wobei die erste Greifarmstellung 402a und die zweite Greifarmstellung 402b einen Bewegungsbereich 406 (z.B. einen Schwenkbereich) definieren zum Bewegen (z.B. Schwenken) des Greifers 100.According to various embodiments, the gripper arm 402 and the further actuator element 404 be set up such that the gripper arm 402 if the further actuator element 404 in a first actuator state 404a is in the first gripper arm position 402a is, and that the gripper arm 402 if the further actuator element 404 in a second actuator state 404b is in the second gripper arm position 402b is, the first gripper arm position 402a and the second gripper arm position 402b a range of motion 406 (e.g. a swivel range) to move (e.g. swivel) the gripper 100 .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Greiferanordnung 400 eine Steuervorrichtung 416 zum Steuern der Greiferanordnung 400 aufweisen, wie es in 4B veranschaulicht ist. Die Steuervorrichtung 416 kann derart eingerichtet sein, dass sie das Aktorelement 104 des Greifers 100 und/oder das weitere Aktorelement 404 der Greiferanordnung 400 ansteuern kann. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 416 derart eingerichtet sein, dass sie mittels Erwärmens des Aktorelementes 104 des Greifers 100 das Greifelement 102 des Greifers 100 von der ersten Greifstellung 102a in die zweite Greifstellung 102b bringen kann und/oder dass die Steuervorrichtung 416 mittels Erwärmens des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 den Greifarm 402 der Greiferanordnung 400 von der ersten Greifarmstellung 402a in die zweite Greifarmstellung 402b bringen kann.According to various embodiments, the gripper arrangement 400 a control device 416 for controlling the gripper arrangement 400 exhibit, as it is in 4B is illustrated. The control device 416 can be set up in such a way that they use the actuator element 104 of the gripper 100 and / or the further actuator element 404 the gripper assembly 400 can drive. For example, the control device 416 be set up in such a way that by means of heating the actuator element 104 of the gripper 100 the gripping element 102 of the gripper 100 from the first gripping position 102a in the second gripping position 102b can bring and / or that the control device 416 by heating the further actuator element 404 the gripper assembly 400 the gripper arm 402 the gripper assembly 400 from the first gripper arm position 402a in the second gripper arm position 402b can bring.
Die Steuervorrichtung 416 kann beispielsweise eine elektrische Leistungsversorgung aufweisen zum Versorgen des Aktorelementes 104 des Greifers 100 und zum Versorgen des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 mit elektrischer Leistung. Das Aktorelement 104 des Greifers 100 und das weitere Aktorelement 404 der Greiferanordnung 400 können beispielsweise in Form eines Drahtes aus einer Formgedächtnislegierung gebildet sein. Mittels der Steuervorrichtung 416 kann ein Stromfluss durch den Draht des Aktorelementes 104 des Greifers 100 und/oder durch den Draht des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 hindurch erzeugt werden, wodurch sich der Draht des Aktorelementes 104 des Greifers 100 und/oder der Draht des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 und damit die jeweilige Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, der Formgedächtnislegierung erwärmen kann. Wenn kein oder nur ein geringer Storm durch den Draht des Aktorelementes 104 des Greifers 100 und/oder durch den Draht des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 fließt, kann sich der Draht des Aktorelementes 104 des Greifers 100 und/oder der Draht des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 abkühlen auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, der jeweiligen Formgedächtnislegierung.The control device 416 can for example have an electrical power supply for supplying the actuator element 104 of the gripper 100 and for supplying the further actuator element 404 the gripper assembly 400 with electrical power. The actuator element 104 of the gripper 100 and the further actuator element 404 the gripper assembly 400 can for example be formed in the form of a wire from a shape memory alloy. By means of the control device 416 a current can flow through the wire of the actuator element 104 of the gripper 100 and / or through the wire of the further actuator element 404 the gripper assembly 400 are generated through it, whereby the wire of the actuator element 104 of the gripper 100 and / or the wire of the further actuator element 404 the gripper assembly 400 and thus the respective shape memory alloy can heat up to a temperature, T, above the phase transition temperature, T U , of the shape memory alloy. If there is little or no current through the wire of the actuator element 104 of the gripper 100 and / or through the wire of the further actuator element 404 the gripper assembly 400 flows, the wire of the actuator element can 104 of the gripper 100 and / or the wire of the further actuator element 404 the gripper assembly 400 cool to a temperature, T, below the phase transition temperature, T U , of the respective shape memory alloy.
Es versteht sich, dass das Aktorelement 104 des Greifers 100 und das weitere Aktorelement 404 der Greiferanordnung 400 mittels einer entsprechend thermisch an das jeweilige Aktorelement 104, 404 gekoppelten Wärmequelle erwärmt werden kann.It goes without saying that the actuator element 104 of the gripper 100 and the further actuator element 404 the gripper assembly 400 by means of a corresponding thermal to the respective actuator element 104 , 404 coupled heat source can be heated.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Draht des Aktorelementes 104 des Greifers 100 und der Draht des weiteren Aktorelementes 404 der Greiferanordnung 400 jeweils in Form einer Schlaufe in dem Greifelement 102 des Greifers 100 und in dem Greifarm 402 der Greiferanordnung 400 bereitgestellt sein, wobei die beiden einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Drahtes in dem Greifelement 102 des Greifers 100 und in dem Greifarm 402 der Greiferanordnung 400 auf der gleichen Seite des Greifelementes 102 und auf der gleichen Seite des Greifarms 402 angeordnet sind.According to various embodiments, the wire of the actuator element 104 of the gripper 100 and the wire of the further actuator element 404 the gripper assembly 400 each in the form of a loop in the gripping element 102 of the gripper 100 and in the gripper arm 402 the gripper assembly 400 be provided, the two opposite end portions of the wire in the gripping element 102 of the gripper 100 and in the gripper arm 402 the gripper assembly 400 on the same side of the gripping element 102 and on the same side of the gripper arm 402 are arranged.
Ein Bewegungsbereich der Greiferanordnung 400 kann somit zwischen dem Bewegungsbereich 406 des Greifarms 402 und dem Greifbereich 106 des Greifelementes 102 liegen, wie es in 4A beispielhaft veranschaulicht ist. Die maximale Bewegung (z.B. Schwenkung), z.B. für ein zu greifendes Objekt, kann sich aus der zweiten Greifarmstellung 402b und der zweiten Greifstellung 102b ergeben.A range of motion of the gripper assembly 400 can thus between the range of motion 406 of the gripper arm 402 and the gripping area 106 of the gripping element 102 lie as it is in 4A is exemplified. The maximum movement (eg pivoting), eg for an object to be gripped, can be obtained from the second gripping arm position 402b and the second gripping position 102b surrender.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer Greifhand 500, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 5 shows a schematic view of a gripping hand 500 , according to various embodiments.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Greifhand 500 mehrere Greifstrukturen 502 aufweisen. Beispielsweise kann die Greifhand 500 fünf Greifstrukturen 502 aufweisen, wie es beispielhaft in 5 veranschaulicht ist. Es versteht sich, dass die Greifhand 500 auch weniger als fünf Greifstrukturen 502, z.B. zwei, drei oder vier Greifstrukturen 502, oder mehr als fünf Greifstrukturen 502, z.B. sechs, acht oder mehr als acht Greifstrukturen 502 aufweisen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Greifstruktur der mehreren Greifstrukturen 502 opponiert zu mindestens einer anderen Greifstruktur der mehreren Greifstrukturen 502 angeordnet sein. Anschaulich kann die Greifhand 500 in Form einer menschlichen Hand ausgebildet sein, mit welcher ein Pinzettengriff realisiert werden kann.According to various embodiments, the gripping hand 500 several gripping structures 502 exhibit. For example, the gripping hand 500 five gripping structures 502 as exemplified in 5 is illustrated. It goes without saying that the grasping hand 500 also less than five gripping structures 502 , e.g. two, three or four gripping structures 502 , or more than five gripping structures 502 , e.g. six, eight or more than eight gripping structures 502 may have. According to various embodiments, at least one gripping structure of the plurality of gripping structures 502 opposes at least one other gripping structure of the plurality of gripping structures 502 be arranged. The gripping hand can vividly 500 be designed in the form of a human hand, with which a forceps grip can be realized.
Jede der mehreren Greifstrukturen 502 kann in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein, wie der hierin beschriebene Greifer 100. Die geometrische Ausgestaltung der einzelnen Greifstrukturen 502 kann sich von der geometrischen Ausgestaltung des Greifers 100 unterscheiden und/oder die geometrischen Ausgestaltungen der einzelnen Greifstrukturen 502 können sich voneinander unterscheiden, so dass eine Greifhand 500 in einer gewünschten Ausgestaltung bereitgestellt sein kann.Any of the multiple gripping structures 502 can be designed in the same or similar manner as the gripper described here 100 . The geometric design of the individual gripping structures 502 may differ from the geometric design of the gripper 100 differentiate and / or the geometric configurations of the individual gripping structures 502 can differ from each other, so that a gripping hand 500 can be provided in a desired configuration.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede der mehreren Greifstrukturen 502 ein Greifelement 504 aufweisen. Jedes Greifelement 504 kann zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar sein derart, dass das Greifelement 504 zumindest in eine erste Greifstellung und eine zweite Greifstellung gebracht werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jedes Greifelement 504 der mehreren Greifstrukturen 502 in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein wie das hierin beschriebene Greifelement 102 des Greifers 100.According to various embodiments, each of the plurality of gripping structures 502 a gripping element 504 exhibit. Every gripping element 504 can be resiliently deformable at least in sections in such a way that the gripping element 504 can be brought into at least a first gripping position and a second gripping position. According to various embodiments, each gripping element 504 of the multiple gripping structures 502 be designed in the same or a similar way as the gripping element described herein 102 of the gripper 100 .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede der mehreren Greifstrukturen 502 ein Aktorelement 506 aufweisen, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht, wobei das Aktorelement 506 in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein kann wie das hierin beschriebene Aktorelement 104 des Greifers 100.According to various embodiments, each of the plurality of gripping structures 502 an actuator element 506 have, which has a shape memory alloy or consists of it, wherein the actuator element 506 can be configured in the same or a similar way as the actuator element described herein 104 of the gripper 100 .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Greifelement 504 und das Aktorelement 506 derart eingerichtet sein, dass das Greifelement 504, wenn das Aktorelement 506 in einem ersten Aktorzustand ist, in der ersten Greifstellung ist, und dass das Greifelement 504, wenn das Aktorelement 506 in einem zweiten Aktorzustand ist, in der zweiten Greifstellung ist, wobei die erste Greifstellung und die zweite Greifstellung einen Greifbereich definieren zum Greifen eines Objektes.According to various embodiments, the gripping element 504 and the actuator element 506 be set up such that the gripping element 504 when the actuator element 506 is in a first actuator state, is in the first gripping position, and that the gripping element 504 when the actuator element 506 is in a second actuator state, is in the second gripping position, the first gripping position and the second gripping position defining a gripping area for gripping an object.
6 zeigt eine schematische Ansicht einer Greifhandanordnung 600, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 6th shows a schematic view of a gripping hand arrangement 600 , according to various embodiments.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Greifhandanordnung 600 eine Greifhand aufweisen. Die Greifhand kann dabei in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestaltet sein, wie die hierin beschriebene Greifhand 500.According to various embodiments, the gripping hand arrangement 600 have a gripping hand. The gripping hand can be designed in the same or similar manner as the gripping hand described herein 500 .
Ferner kann die Greifhandanordnung 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Steuervorrichtung 616 aufweisen. Die Steuervorrichtung 616 kann beispielsweise zum Steuern der Greifhand 500 verwendet werden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 616 derart eingerichtet sein, dass sie das entsprechende Aktorelement 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 erwärmt um das Greifelement 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 von der ersten Greifstellung in die zweite Greifstellung zu bringen.Furthermore, the gripping hand arrangement 600 according to various embodiments, a control device 616 exhibit. The control device 616 can for example control the gripping hand 500 be used. For example, the control device 616 be set up in such a way that they use the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 heated around the gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 to bring from the first gripping position to the second gripping position.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung 616 derart ausgestaltet sein, dass jede Greifstruktur 502 der Greifhand 500 individuell ansteuerbar ist, so dass jede der Greifstrukturen 502 einzeln bewegt (z.B. geschwenkt) werden kann und mehrere oder alle Greifstrukturen 502 der Greifhand 500 gemeinsam bewegt werden können. Die Steuervorrichtung 616 kann derart eingerichtet sein, dass sie das entsprechende Aktorelement 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 separat ansteuern kann.According to various embodiments, the control device 616 be designed so that each gripping structure 502 the gripping hand 500 is individually controllable, so that each of the gripping structures 502 individually moved (e.g. pivoted) and several or all gripping structures 502 the gripping hand 500 can be moved together. The control device 616 can be set up in such a way that they use the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 can be controlled separately.
Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 616 derart eingerichtet sein, dass sie mittels Erwärmens des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 das entsprechende Greifelement 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 von der ersten Greifstellung in die zweite Greifstellung bringen kann. Die Steuervorrichtung 616 kann beispielsweise eine elektrische Leistungsversorgung aufweisen zum Versorgen des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 mit elektrischer Leistung. Das entsprechende Aktorelement 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 kann beispielsweise in Form eines Drahtes aus einer Formgedächtnislegierung gebildet sein. Mittels der Steuervorrichtung 616 kann ein Stromfluss durch den Draht des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 504 der Greifhand 500 hindurch erzeugt werden, wodurch sich der Draht des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 504 der Greifhand 500 und damit die jeweilige Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, der Formgedächtnislegierung erwärmen kann. Wenn kein oder nur ein geringer Storm durch den Draht des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 504 der Greifhand 500 fließt, kann sich der Draht des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 abkühlen auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, der jeweiligen Formgedächtnislegierung.For example, the control device 616 be set up in such a way that by heating the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 the corresponding gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 can bring from the first gripping position to the second gripping position. The control device 616 can for example have an electrical power supply for supplying the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 with electrical power. The corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 can for example be formed in the form of a wire from a shape memory alloy. By means of the control device 616 a current can flow through the wire of the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 504 the gripping hand 500 are generated through it, whereby the wire of the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 504 the gripping hand 500 and thus the respective shape memory alloy can heat up to a temperature, T, above the phase transition temperature, T U , of the shape memory alloy. If there is little or no current through the wire of the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 504 the gripping hand 500 flows, the wire of the corresponding actuator element can 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 cool to a temperature, T, below the phase transition temperature, T U , of the respective shape memory alloy.
Es versteht sich, dass das entsprechende Aktorelement 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 mittels einer entsprechend thermisch an das jeweilige Aktorelement 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 gekoppelten Wärmequelle erwärmt werden kann.It goes without saying that the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 by means of a corresponding thermal to the respective actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 coupled heat source can be heated.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Draht des entsprechenden Aktorelementes 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 in Form einer Schlaufe in dem entsprechenden Greifelement 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 bereitgestellt sein, wobei die beiden einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Drahtes in dem entsprechenden Greifelement 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 auf der gleichen Seite des entsprechenden Greifelementes 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 angeordnet sind.According to various embodiments, the wire of the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 in the form of a loop in the corresponding gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 be provided, the two opposite end portions of the wire in the corresponding gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 on the same side of the corresponding gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 are arranged.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Greifhandanordnung (nicht dargestellt, siehe aber zum Vergleich 4A und 4B, welche dem prinzipiellen Aufbau entsprechen) eine Greifhand aufweisen. Die Greifhand kann in gleicher oder in ähnlicher Weise ausgestaltet sein wie die hierin beschriebene Greifhand 500. Ferner kann die Greifhandanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen Greifarm aufweisen, welcher mit der Greifhand 500 gekuppelt sein kann zum Bewegen der Greifhand 500 zumindest in eine erste Position und eine zweite Position.According to various embodiments, a gripping hand arrangement (not shown, but see for comparison 4A and 4B which correspond to the basic structure) have a gripping hand. The gripping hand can be designed in the same way or in a similar manner to the gripping hand described herein 500 . Furthermore, according to various embodiments, the gripping hand arrangement can have a gripping arm which, with the gripping hand 500 can be coupled to move the gripping hand 500 at least in a first position and a second position.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Greifarm der Greifhandanordnung zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar sein derart, dass dieser mittels eines Aktorelementes zumindest in eine erste Greifarmstellung und eine zweite Greifarmstellung gebracht werden kann. Der Greifarm der Greifhandanordnung und das zugehörige Aktorelement können in gleicher oder in ähnlicher Weise ausgestaltet sein wie der hierin beschriebene Greifarm 402 der Greiferanordnung 400 und das hierin beschriebene mit dem Greifarm 402 gekoppelte Aktorelement 404 (als weiteres Aktorelement 404 bezeichnet).According to various embodiments, the gripping arm of the gripping hand arrangement can be resiliently deformable at least in sections such that it can be brought into at least a first gripping arm position and a second gripping arm position by means of an actuator element. The gripping arm of the gripping hand arrangement and the associated actuator element can be configured in the same or in a similar manner as the gripping arm described herein 402 the gripper assembly 400 and that described herein with the gripper arm 402 coupled actuator element 404 (as a further actuator element 404 designated).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Greifhandanordnung eine Steuervorrichtung zum Steuern der Greifhandanordnung aufweisen. Die Steuervorrichtung kann eingerichtet sein, das entsprechende Aktorelement 506 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 zu erwärmen zum Bringen des entsprechenden Greifelementes 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 von der ersten Greifstellung in die zweite Greifstellung. Anschaulich kann die Steuervorrichtung derart eingerichtet sein, dass jede Greifstruktur 502 der Greifhand 500 individuell ansteuerbar ist analog zu der Steuervorrichtung 616. Ferner kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, das weitere Aktorelement 404 des Greifarms 402 zu erwärmen zum Bringen des Greifarms 402 von der ersten Greifarmstellung 402a in die zweite Greifarmstellung 402b. Anschaulich kann die Steuervorrichtung derart eingerichtet sein, dass sowohl die einzelnen Greifstrukturen 502 der Greifhand 500 individuell ansteuerbar sind und dass ebenfalls der Greifarm 402 der Greifhandanordnung ansteuerbar ist analog zu der Steuervorrichtung 416.According to various embodiments, the gripping hand arrangement can have a control device for controlling the gripping hand arrangement. The control device can be set up, the corresponding actuator element 506 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 to be heated to bring the corresponding gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 from the first gripping position to the second gripping position. The control device can clearly be set up in such a way that each gripping structure 502 the gripping hand 500 individually controllable is analogous to the control device 616 . Furthermore, the control device can be set up, the further actuator element 404 of the gripper arm 402 to be heated to bring the gripper arm 402 from the first gripper arm position 402a in the second gripper arm position 402b . The control device can clearly be set up in such a way that both the individual gripping structures 502 the gripping hand 500 are individually controllable and that also the gripper arm 402 the gripping hand arrangement can be controlled analogously to the control device 416 .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Ergreifen eines Objektes mittels eines Greifer folgendes aufweisen. Bringen eines Aktorelementes des Greifers von einem ersten Aktorzustand in einen zweiten Aktorzustand mittels Erwärmens einer Formgedächtnislegierung des Aktorelementes auf eine Temperatur, T, oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, und damit bringen eines Greifelementes des Greifers von einer ersten Greifstellung in eine zweite Greifstellung.According to various embodiments, a method for gripping an object by means of a gripper can have the following. Bringing an actuator element of the gripper from a first actuator state to a second actuator state by means of heating a Shape memory alloy of the actuator element to a temperature, T, above the phase transition temperature, T U , and thus bring a gripping element of the gripper from a first gripping position to a second gripping position.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Loslassen eines Objektes folgendes aufweisen: Bringen eines Greifelementes des Greifers von einer zweiten Greifstellung in eine erste Greifstellung mittels Abkühlens einer Formgedächtnislegierung des Aktorelementes auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, und damit bringen des Aktorelementes von dem zweiten Aktorzustand in den ersten Aktorzustand.According to various embodiments, a method for releasing an object can have the following: Bringing a gripping element of the gripper from a second gripping position to a first gripping position by cooling a shape memory alloy of the actuator element to a temperature, T, below the phase transition temperature, T U , and thus bringing the actuator element from the second actuator state to the first actuator state.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, welche sich auf das hierin Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.In the following, various examples are described which relate to what is described herein and shown in the figures.
Beispiel 1 ist ein Greifer 100, aufweisend: ein Greifelement 102, welches zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass das Greifelement 102 zumindest in eine erste Greifstellung 102a und eine zweite Greifstellung 102b gebracht werden kann; ein Aktorelement 104, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei das Greifelement 102 und das Aktorelement 104 derart eingerichtet sind, dass das Greifelement 102, wenn das Aktorelement 104 in einem ersten Aktorzustand 104a ist, in der ersten Greifstellung 102a ist, und dass das Greifelement 102, wenn das Aktorelement 104 in einem zweiten Aktorzustand 104b ist, in der zweiten Greifstellung 102b ist, wobei die erste Greifstellung 102a und die zweite Greifstellung 102b einen Greifbereich 106 definieren zum Greifen eines zu greifenden Objektes 101.Example 1 is a gripper 100 , comprising: a gripping element 102 , which is resiliently deformable at least in sections such that the gripping element 102 at least in a first gripping position 102a and a second gripping position 102b can be brought; an actuator element 104 which comprises or consists of a shape memory alloy; wherein the gripping element 102 and the actuator element 104 are set up such that the gripping element 102 when the actuator element 104 in a first actuator state 104a is in the first gripping position 102a is, and that the gripping element 102 when the actuator element 104 in a second actuator state 104b is in the second gripping position 102b is, the first gripping position 102a and the second gripping position 102b a grip area 106 define for gripping an object to be gripped 101 .
Beispiel 2 ist ein Greifer 100, aufweisend: ein Greifelement 102, welches zumindest in eine erste Greifstellung 102a und eine zweite Greifstellung 102b gebracht werden kann; ein Aktorelement 104, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei das Greifelement 102 und das Aktorelement 104 derart eingerichtet sind, dass das Greifelement 102, wenn das Aktorelement 104 in einem ersten Aktorzustand 104a ist, in der ersten Greifstellung 102a ist, und dass das Greifelement 102, wenn das Aktorelement 104 in einem zweiten Aktorzustand 104b ist, in der zweiten Greifstellung 102b ist, wobei die erste Greifstellung 102a und die zweite Greifstellung 102b einen Greifbereich 106 definieren zum Greifen eines zu greifenden Objektes 101. In einer Ausgestaltung kann das Greifelement 102 zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar sein derart, dass das Greifelement 102 zumindest in die erste Greifstellung 102a und die zweite Greifstellung 102b gebracht werden kann.Example 2 is a gripper 100 , comprising: a gripping element 102 , which at least in a first gripping position 102a and a second gripping position 102b can be brought; an actuator element 104 which comprises or consists of a shape memory alloy; wherein the gripping element 102 and the actuator element 104 are set up such that the gripping element 102 when the actuator element 104 in a first actuator state 104a is in the first gripping position 102a is, and that the gripping element 102 when the actuator element 104 in a second actuator state 104b is in the second gripping position 102b is, the first gripping position 102a and the second gripping position 102b a grip area 106 define for gripping an object to be gripped 101 . In one embodiment, the gripping element 102 be resiliently deformable at least in sections such that the gripping element 102 at least in the first gripping position 102a and the second gripping position 102b can be brought.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Greifelement 102 derart abschnittsweise federelastisch verformbar sein, dass eine rücktreibende Kraft erzeugt wird, welche das Greifelement 102 von der zweiten Greifstellung 102b in die erste Greifstellung 102a bringt.According to various embodiments, the gripping element 102 be resiliently deformable in sections in such a way that a restoring force is generated, which the gripping element 102 from the second gripping position 102b in the first gripping position 102a brings.
In Beispiel 3 kann der Greifer 100 gemäß Beispiel 1 oder 2 ferner aufweisen, dass das Aktorelement 104 als Einweg-Aktorelement ausgestaltet ist.In example 3, the gripper 100 according to example 1 or 2 furthermore that the actuator element 104 is designed as a one-way actuator element.
In Beispiel 4 kann der Greifer 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 ferner aufweisen, dass, wenn das Aktorelement 104 in dem ersten Aktorzustand 104a ist, die Formgedächtnislegierung des Aktorelementes 104 eine Temperatur T unterhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist, und dass, wenn das Aktorelement 104 in dem zweiten Aktorzustand 104b ist, die Formgedächtnislegierung des Aktorelementes 104 eine Temperatur T oberhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist.In example 4, the gripper 100 according to one of Examples 1 to 3 furthermore that when the actuator element 104 in the first actuator state 104a is the shape memory alloy of the actuator element 104 has a temperature T below its phase transition temperature T U , and that when the actuator element 104 in the second actuator state 104b is the shape memory alloy of the actuator element 104 has a temperature T above its phase transition temperature T U.
In Beispiel 5 kann der Greifer 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 ferner aufweisen, dass das Greifelement 102 einen Faserverbundwerkstoff 108, 110 aufweist oder daraus gebildet ist, wobei das Aktorelement 104 vorzugsweise in dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 eingebettet ist.In example 5, the gripper 100 according to one of Examples 1 to 4 furthermore that the gripping element 102 a fiber composite material 108 , 110 has or is formed therefrom, wherein the actuator element 104 preferably in the fiber composite material 108 , 110 is embedded.
In Beispiel 6 kann der Greifer 100 gemäß Beispiel 5 ferner aufweisen, dass das Aktorelement 104 in mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b mit Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffs 108, 110 verbunden ist, vorzugsweise mittels einer textiltechnischen Verbindung, und dass in einem Bereich 112z zwischen den mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b eine Gleitschicht 114 zwischen dem Aktorelement 104 und dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 bereitgestellt ist zum Entkoppeln des Aktorelementes 104 von dem Faserverbundwerkstoff 108, 110.In example 6 the gripper 100 according to example 5 furthermore that the actuator element 104 in at least two fusing areas 112a , 112b with fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 is connected, preferably by means of a textile-technical connection, and that in one area 112z between the at least two fixing areas 112a , 112b a sliding layer 114 between the actuator element 104 and the fiber composite material 108 , 110 is provided for decoupling the actuator element 104 of the fiber composite 108 , 110 .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine textiltechnische Verbindung bzw. Einarbeitung mittels Filzens, Flechtens, Knüpfens, oder anderen geeigneten Techniken hergestellt werden. Eine textiltechnische Verbindung kann beispielsweise eine Formschlussverbindung sein, beispielsweise gebildet zwischen Elementen (z.B. Fasern, bandförmigen Elementen, etc.) des Faserverbundwerkstoffs 108, 110 und dem Aktorelement 104.According to various embodiments, a textile connection or incorporation can be produced by means of felting, braiding, knotting, or other suitable techniques. A textile-technical connection can for example be a form-fit connection, for example formed between elements (eg fibers, band-shaped elements, etc.) of the fiber composite material 108 , 110 and the actuator element 104 .
Beispiel 7 ist eine Greiferanordnung 300, aufweisend: einen Greifer 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, eine Steuervorrichtung 316 zum Steuern des Greifers 100, wobei die Steuervorrichtung 316 zum Bringen des Greifelementes 102 des Greifers 100 von der ersten Greifstellung 102a in die zweite Greifstellung 102b eingerichtet ist, das Aktorelement 104 des Greifers 100 zu erwärmen.Example 7 is a gripper assembly 300 , comprising: a gripper 100 according to any one of Examples 1 to 6, a control device 316 to control the gripper 100 , the control device 316 for bringing the gripping element 102 of the gripper 100 from the first gripping position 102a in the second gripping position 102b is set up, the actuator element 104 of the gripper 100 to warm up.
Beispiel 8 ist eine Greiferanordnung 400, aufweisend: einen Greifer 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, einen Greifarm 402, welcher mit dem Greifer 100 gekuppelt ist zum Bewegen des Greifers 100 zumindest in eine erste Position 102c und eine zweite Position 102d, wobei der Greifarm 402 zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass der Greifarm 402 zumindest in eine erste Greifarmstellung 402a und eine zweite Greifarmstellung 402b gebracht werden kann; ein weiteres Aktorelement 404, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei der Greifarm 402 und das weitere Aktorelement 404 derart eingerichtet sind, dass der Greifarm 402, wenn das weitere Aktorelement 404 in einem ersten Aktorzustand 404a ist, in der ersten Greifarmstellung 402a ist, und dass der Greifarm 402, wenn das weitere Aktorelement 404 in einem zweiten Aktorzustand 404b ist, in der zweiten Greifarmstellung 402b ist, wobei die erste Greifarmstellung 402a und die zweite Greifarmstellung 402b einen Bewegungsbereich 406 (z.B. einen Schwenkbereich) definieren zum Bewegen (z.B. Schwenken) des Greifers 100.Example 8 is a gripper assembly 400 , comprising: a gripper 100 according to one of Examples 1 to 6, a gripper arm 402 which one with the gripper 100 is coupled to move the gripper 100 at least in a first position 102c and a second position 102d , with the gripper arm 402 is resiliently deformable at least in sections such that the gripping arm 402 at least in a first gripping arm position 402a and a second gripper arm position 402b can be brought; a further actuator element 404 which comprises or consists of a shape memory alloy; being the gripper arm 402 and the further actuator element 404 are set up such that the gripper arm 402 if the further actuator element 404 in a first actuator state 404a is in the first gripper arm position 402a is, and that the gripper arm 402 if the further actuator element 404 in a second actuator state 404b is in the second gripper arm position 402b is, the first gripper arm position 402a and the second gripper arm position 402b a range of motion 406 (e.g. a swivel range) to move (e.g. swivel) the gripper 100 .
In Beispiel 9 kann die Greiferanordnung 400 gemäß Beispiel 8 ferner aufweisen, dass das weitere Aktorelement 404 als Einweg-Aktorelement ausgestaltet ist.In example 9, the gripper assembly 400 according to example 8 furthermore have that the further actuator element 404 is designed as a one-way actuator element.
In Beispiel 10 kann die Greiferanordnung 400 gemäß Beispiel 8 oder 9 ferner aufweisen, dass, wenn das weitere Aktorelement 404 in dem ersten Aktorzustand 404a ist, die Formgedächtnislegierung des weiteren Aktorelementes 404 eine Temperatur T unterhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist, und dass, wenn das weitere Aktorelement 404 in dem zweiten Aktorzustand 404b ist, die Formgedächtnislegierung des weiteren Aktorelementes 404 eine Temperatur T oberhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist.In example 10, the gripper assembly 400 according to example 8 or 9 furthermore that when the further actuator element 404 in the first actuator state 404a is, the shape memory alloy of the further actuator element 404 has a temperature T below its phase transition temperature T U , and that when the further actuator element 404 in the second actuator state 404b is, the shape memory alloy of the further actuator element 404 has a temperature T above its phase transition temperature T U.
In Beispiel 11 kann die Greiferanordnung 400 gemäß einem der Beispiele 8 bis 10 ferner aufweisen, dass der Greifarm 402 einen Faserverbundwerkstoff 108, 110 aufweist oder daraus gebildet ist, wobei das weitere Aktorelement 404 vorzugsweise in dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 eingebettet ist.In example 11, the gripper assembly 400 according to one of Examples 8 to 10 furthermore that the gripper arm 402 a fiber composite material 108 , 110 has or is formed therefrom, wherein the further actuator element 404 preferably in the fiber composite material 108 , 110 is embedded.
In Beispiel 12 kann die Greiferanordnung 400 gemäß Beispiel 11 ferner aufweisen, dass das weitere Aktorelement 404 in mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b, mit Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffs 108, 110 verbunden ist, vorzugsweise mittels einer textiltechnischen Verbindung, und dass in einem Bereich 112z zwischen den mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b eine Gleitschicht 114 zwischen dem weiteren Aktorelement 404 und dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 bereitgestellt ist zum Entkoppeln des weiteren Aktorelementes 404 von dem Faserverbundwerkstoff 108, 110.In example 12, the gripper assembly 400 according to example 11 furthermore have that the further actuator element 404 in at least two fusing areas 112a , 112b , with fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 is connected, preferably by means of a textile-technical connection, and that in one area 112z between the at least two fixing areas 112a , 112b a sliding layer 114 between the further actuator element 404 and the fiber composite material 108 , 110 is provided for decoupling the further actuator element 404 of the fiber composite 108 , 110 .
In Beispiel 13 kann die Greiferanordnung 400 gemäß Beispiel 8 ferner aufweisen: eine Steuervorrichtung 416 zum Steuern der Greiferanordnung 400, wobei die Steuervorrichtung 416 zum Bringen des Greifelementes 102 des Greifers 100 von der ersten Greifstellung 102a in die zweite Greifstellung 102b eingerichtet ist, das Aktorelement 104 des Greifers 100 zu erwärmen, und wobei die Steuervorrichtung 416 zum Bringen des Greifarms 402 von der ersten Greifarmstellung 402a in die zweite Greifarmstellung 402b eingerichtet ist, das weitere Aktorelement 404 zu erwärmen.In example 13, the gripper assembly 400 according to example 8 further comprise: a control device 416 for controlling the gripper arrangement 400 , the control device 416 for bringing the gripping element 102 of the gripper 100 from the first gripping position 102a in the second gripping position 102b is set up, the actuator element 104 of the gripper 100 to heat, and wherein the control device 416 for bringing the gripper arm 402 from the first gripper arm position 402a in the second gripper arm position 402b is set up, the further actuator element 404 to warm up.
Beispiel 14 ist eine Greifhand 500, aufweisend: mehrere Greifstrukturen 502, wobei jede der mehreren Greifstrukturen 502 aufweist: ein Greifelement 504, welches zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass das Greifelement 504 zumindest in eine erste Greifstellung und eine zweite Greifstellung gebracht werden kann; ein Aktorelement 506, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei das Greifelement 504 und das Aktorelement 506 derart eingerichtet sind, dass das Greifelement 504, wenn das Aktorelement 506 in einem ersten Aktorzustand ist, in der ersten Greifstellung ist, und dass das Greifelement 504, wenn das Aktorelement 506 in einem zweiten Aktorzustand ist, in der zweiten Greifstellung ist, wobei die erste Greifstellung und die zweite Greifstellung einen Greifbereich definieren zum Greifen eines Objektes.Example 14 is a grasping hand 500 , having: several gripping structures 502 , each of the multiple gripping structures 502 comprises: a gripping element 504 , which is resiliently deformable at least in sections such that the gripping element 504 can be brought into at least a first gripping position and a second gripping position; an actuator element 506 which comprises or consists of a shape memory alloy; wherein the gripping element 504 and the actuator element 506 are set up such that the gripping element 504 when the actuator element 506 is in a first actuator state, is in the first gripping position, and that the gripping element 504 when the actuator element 506 is in a second actuator state, is in the second gripping position, the first gripping position and the second gripping position defining a gripping area for gripping an object.
In Beispiel 15 kann die Greifhand 500 gemäß Beispiel 14 ferner aufweisen, dass das jeweilige Aktorelement 506 als Einweg-Aktorelement ausgestaltet ist.In example 15, the gripping hand 500 according to example 14 furthermore that the respective actuator element 506 is designed as a one-way actuator element.
In Beispiel 16 kann die Greifhand 500 gemäß Beispiel 14 oder 15 ferner aufweisen, dass, wenn das jeweilige Aktorelement 506 in dem ersten Aktorzustand ist, die Formgedächtnislegierung des jeweiligen Aktorelementes 506 eine Temperatur T unterhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist, und dass, wenn das jeweilige Aktorelement 506 in dem zweiten Aktorzustand ist, die Formgedächtnislegierung des weiteren Aktorelementes 506 eine Temperatur T oberhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist.In example 16, the gripping hand 500 according to example 14 or 15 furthermore have that when the respective actuator element 506 is in the first actuator state, the shape memory alloy of the respective actuator element 506 has a temperature T below its phase transition temperature T U , and that when the respective actuator element 506 is in the second actuator state, the shape memory alloy of the further actuator element 506 has a temperature T above its phase transition temperature T U.
In Beispiel 17 kann die Greifhand 500 gemäß einem der Beispiele 14 bis 16 ferner aufweisen, dass das Greifelement 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 einen Faserverbundwerkstoff 108, 110 aufweist oder daraus gebildet ist, wobei das jeweilige Aktorelement 506 vorzugsweise in dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 eingebettet ist.In example 17, the gripping hand 500 according to one of Examples 14 to 16 furthermore that the gripping element 504 the respective gripping structure 502 a fiber composite material 108 , 110 has or is formed therefrom, the respective actuator element 506 preferably in the fiber composite material 108 , 110 is embedded.
In Beispiel 18 kann die Greifhand 500 gemäß Beispiel 17 ferner aufweisen, dass das jeweilige Aktorelement 506 in mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b, mit Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffs 108, 110 verbunden ist, vorzugsweise mittels einer textiltechnischen Verbindung, und dass in einem Bereich 112z zwischen den mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b eine Gleitschicht 114 zwischen dem jeweiligen Aktorelement 506 und dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 bereitgestellt ist zum Entkoppeln des jeweiligen Aktorelementes 506 von dem Faserverbundwerkstoff 108, 110. In example 18 the gripping hand 500 according to example 17 furthermore have that the respective actuator element 506 in at least two fusing areas 112a , 112b , with fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 is connected, preferably by means of a textile-technical connection, and that in one area 112z between the at least two fixing areas 112a , 112b a sliding layer 114 between the respective actuator element 506 and the fiber composite material 108 , 110 is provided for decoupling the respective actuator element 506 of the fiber composite 108 , 110 .
Beispiel 19 ist eine Greifhandanordnung 600, aufweisend: eine Greifhand 500 gemäß einem der Beispiele 14 bis 18, eine Steuervorrichtung 616 zum Steuern der Greifhand 500, wobei die Steuervorrichtung 616 zum Bringen des Greifelementes 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 von der ersten Greifstellung in die zweite Greifstellung eingerichtet ist, das entsprechende Aktorelement 506 zu erwärmen.Example 19 is a grasping hand assembly 600 , comprising: a gripping hand 500 according to any one of Examples 14 to 18, a control device 616 to control the gripping hand 500 , the control device 616 for bringing the gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 is set up from the first gripping position into the second gripping position, the corresponding actuator element 506 to warm up.
In Beispiel 20 kann die Greifhandanordnung 600 gemäß Beispiel 19 ferner aufweisen, dass jede Greifstruktur 502 der Greifhand 500 individuell ansteuerbar ist, so dass jede der Greifstrukturen 502 einzeln bewegt werden kann und mehrere oder alle Greifstrukturen 502 gemeinsam bewegt werden können.In example 20, the gripping hand assembly 600 according to Example 19 further comprise that each gripping structure 502 the gripping hand 500 is individually controllable, so that each of the gripping structures 502 can be moved individually and several or all gripping structures 502 can be moved together.
Beispiel 21 ist eine Greifhandanordnung, aufweisend: eine Greifhand 500 gemäß einem der Beispiele 13 bis 17, einen Greifarm 402, welcher mit der Greifhand 500 gekuppelt ist zum Bewegen der Greifhand 500 zumindest in eine erste Position und eine zweite Position, wobei der Greifarm 402 zumindest abschnittsweise federelastisch verformbar ist derart, dass der Greifarm 402 zumindest in eine erste Greifarmstellung 402a und eine zweite Greifarmstellung 402b gebracht werden kann; ein weiteres Aktorelement 404, welches eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht; wobei der Greifarm 402 und das weitere Aktorelement 404 derart eingerichtet sind, dass der Greifarm 402, wenn das weitere Aktorelement 404 in einem ersten Aktorzustand 404a ist, in der ersten Greifarmstellung 402a ist, und dass der Greifarm 402, wenn das weitere Aktorelement 404 in einem zweiten Aktorzustand 404b ist, in der zweiten Greifarmstellung 402b ist, wobei die erste Greifarmstellung 402a und die zweite Greifarmstellung 402b einen Bewegungsbereich 406 (z.B. einen Schwenkbereich) definieren zum Bewegen (z.B. Schwenken) der Greifhand.Example 21 is a gripping hand assembly comprising: a gripping hand 500 according to one of Examples 13 to 17, a gripper arm 402 , which one with the gripping hand 500 is coupled to move the gripping hand 500 at least in a first position and a second position, wherein the gripping arm 402 is resiliently deformable at least in sections such that the gripping arm 402 at least in a first gripping arm position 402a and a second gripper arm position 402b can be brought; another actuator element 404 which comprises or consists of a shape memory alloy; being the gripper arm 402 and the further actuator element 404 are set up such that the gripper arm 402 if the further actuator element 404 in a first actuator state 404a is in the first gripper arm position 402a is, and that the gripper arm 402 if the further actuator element 404 in a second actuator state 404b is in the second gripper arm position 402b is, the first gripper arm position 402a and the second gripper arm position 402b a range of motion 406 (e.g. a swivel range) to move (e.g. swivel) the gripping hand.
In Beispiel 22 kann die Greifhandanordnung gemäß Beispiel 21 ferner aufweisen, dass das weitere Aktorelement 404 als Einweg-Aktorelement ausgestaltet ist.In example 22, the gripping hand arrangement according to example 21 can furthermore have that the further actuator element 404 is designed as a one-way actuator element.
In Beispiel 23 kann die Greifhandanordnung gemäß Beispiel 21 oder 22 ferner aufweisen, dass, wenn das weitere Aktorelement 404 in dem ersten Aktorzustand 404a ist, die Formgedächtnislegierung des weiteren Aktorelementes 404 eine Temperatur T unterhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist, und dass, wenn das weitere Aktorelement 404 in dem zweiten Aktorzustand 404b ist, die Formgedächtnislegierung des weiteren Aktorelementes 404 eine Temperatur T oberhalb deren Phasenumwandlungstemperatur TU aufweist.In example 23, the gripping hand arrangement according to example 21 or 22 can furthermore have that, when the further actuator element 404 in the first actuator state 404a is, the shape memory alloy of the further actuator element 404 has a temperature T below its phase transition temperature T U , and that when the further actuator element 404 in the second actuator state 404b is, the shape memory alloy of the further actuator element 404 has a temperature T above its phase transition temperature T U.
In Beispiel 24 kann die Greifhandanordnung gemäß einem der Beispiele 21 bis 23 ferner aufweisen, dass der Greifarm 402 einen Faserverbundwerkstoff 108, 110 aufweist oder daraus gebildet ist, wobei das weitere Aktorelement 404 vorzugsweise in dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 eingebettet ist.In example 24, the gripping hand arrangement according to one of examples 21 to 23 can further comprise that the gripping arm 402 a fiber composite material 108 , 110 has or is formed therefrom, wherein the further actuator element 404 preferably in the fiber composite material 108 , 110 is embedded.
In Beispiel 25 kann die Greifhandanordnung gemäß Beispiel 24 ferner aufweisen, dass das weitere Aktorelement 404 in mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b, mit Fasern 108 des Faserverbundwerkstoffs 108, 110, verbunden ist, vorzugsweise mittels einer textiltechnischen Verbindung, und dass in einem Bereich 112z zwischen den mindestens zwei Fixierbereichen 112a, 112b, eine Gleitschicht 114 zwischen dem weiteren Aktorelement 404 und dem Faserverbundwerkstoff 108, 110 bereitgestellt ist zum Entkoppeln des weiteren Aktorelementes 404 von dem Faserverbundwerkstoff 108, 110.In example 25, the gripping hand arrangement according to example 24 can furthermore have that the further actuator element 404 in at least two fusing areas 112a , 112b , with fibers 108 of the fiber composite material 108 , 110 , is connected, preferably by means of a textile connection, and that in one area 112z between the at least two fixing areas 112a , 112b , a sliding layer 114 between the further actuator element 404 and the fiber composite material 108 , 110 is provided for decoupling the further actuator element 404 of the fiber composite 108 , 110 .
In Beispiel 26 kann die Greifhandanordnung gemäß Beispiel 21 ferner aufweisen: eine Steuervorrichtung zum Steuern der Greifhandanordnung, wobei die Steuervorrichtung zum Bringen des Greifelementes 504 der jeweiligen Greifstruktur 502 der Greifhand 500 von der ersten Greifstellung in die zweite Greifstellung eingerichtet ist, das entsprechende Aktorelement 506 zu erwärmen, und wobei die Steuervorrichtung zum Bringen des Greifarms 402 von der ersten Greifarmstellung 402a in die zweite Greifarmstellung 402b eingerichtet ist, das weitere Aktorelement 404 zu erwärmen.In example 26, the gripping hand arrangement according to example 21 can further comprise: a control device for controlling the gripping hand arrangement, the control device for bringing the gripping element 504 the respective gripping structure 502 the gripping hand 500 is set up from the first gripping position into the second gripping position, the corresponding actuator element 506 to heat, and wherein the control device for bringing the gripper arm 402 from the first gripper arm position 402a in the second gripper arm position 402b is set up, the further actuator element 404 to warm up.
