DE102019130187A1 - HOLDER FOR AN ACTUATOR - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Halter (1) für einen Aktuator, wobei der Halter (1) ein Winkelausgleichselement (2) aufweist. Das Winkelausgleichselement (2) weist eine in einem Gehäuse (3) des Halters (1) zumindest bereichsweise aufgenommene Führungskugel (4) auf, welche in dem Gehäuse (3) relativ zu dem Gehäuse (3) drehbar gelagert ist, wobei durch die Führungskugel (4) ein insbesondere geradliniger Kanal (5) verläuft. Das Winkelausgleichselement (2) weist ferner ein zylindrisches Anschlusselement (6) auf, welches zumindest bereichsweise in dem durch die Führungskugel (4) verlaufenden Kanal (5) aufgenommen ist, wobei das zylindrische Anschlusselement (6) in Längsrichtung des Anschlusselements (6) relativ zu der Führungskugel (4) bewegbar ist. Darüber hinaus weist das Winkelausgleichselement (2) ein Rückstellelement (7) auf, welches ausgebildet ist, eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement (6) auszuüben, wenn das Anschlusselement (6) relativ zu der Führungskugel (4) aus einer Grundposition des Anschlusselements (6) in Längsrichtung des Anschlusselements (6) bewegt wird. The invention relates to a holder (1) for an actuator, the holder (1) having an angle compensation element (2). The angle compensation element (2) has a guide ball (4) which is at least partially accommodated in a housing (3) of the holder (1) and which is rotatably mounted in the housing (3) relative to the housing (3), whereby the guide ball ( 4) a particularly straight channel (5) runs. The angle compensation element (2) also has a cylindrical connection element (6), which is at least partially received in the channel (5) running through the guide ball (4), the cylindrical connection element (6) in the longitudinal direction of the connection element (6) relative to the guide ball (4) is movable. In addition, the angle compensation element (2) has a restoring element (7) which is designed to exert a restoring force on the connection element (6) when the connection element (6) moves out of a basic position of the connection element (6) relative to the guide ball (4). is moved in the longitudinal direction of the connection element (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Arbeitsorgane insbesondere eines Roboters. Dazu zählen Aktoren/Effektoren, aber auch erforderliche Hilfseinrichtungen, wie Handgelenksachsen, Wechselsysteme, Führgehilfen, Schutzeinrichtungen und Sensoreinheiten. Im Einzelnen betrifft die Erfindung einen Halter für solche Arbeitsorgane sowie ein entsprechendes als Greifzange, Fingergreifer oder Sauggreifer ausgebildetes Arbeitsorgan mit solch einem Halter.The present invention relates generally to working organs, in particular of a robot. This includes actuators / effectors, but also necessary auxiliary equipment such as wrist axes, changing systems, guide aids, protective devices and sensor units. In detail, the invention relates to a holder for such working organs and a corresponding working organ designed as gripping pliers, finger grippers or suction grippers with such a holder.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung betrifft diese insbesondere eine Anordnung mit einem Halter sowie mit einem mit dem Halter verbundenen Arbeitsorgan, wobei das Arbeitsorgan vorzugsweise eine Greifzange, insbesondere eine pneumatisch betätigte Greifzange ist. Die Greifzange kann ein Gehäuse aufweisen, in welchem ein vorzugsweise pneumatisch betätigbarer Linearantrieb ausgebildet ist.According to embodiments of the invention, this relates in particular to an arrangement with a holder and with a working element connected to the holder, the working element preferably being gripping tongs, in particular pneumatically operated gripping tongs. The gripping tongs can have a housing in which a linear drive, preferably pneumatically actuated, is formed.
Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung betrifft diese eine Anordnung mit einem Halter sowie mit einem mit dem Halter verbundenen Arbeitsorgan, wobei das Arbeitsorgan ein als Vakuumsauger ausgeführter Sauggreifer ist.According to other embodiments of the invention, this relates to an arrangement with a holder and with a working element connected to the holder, the working element being a suction gripper designed as a vacuum suction device.
Greifzangen erfüllen die Funktion des Erfassens und Haltens und stellen die Verbindung zwischen einem Roboterarm und dem Werkstück her. Ausschlaggebend für eine sichere Verbindung sind dabei die Art der Wirkpaarung und die Anzahl der Kontaktebenen. Die Wirkpaarung kann über Kraft-, Form- oder Stoffpaarung erzielt werden. Beim Einsatz einer Kraftpaarung wird der Halt durch das Ausüben eines Drucks auf die Werkstückoberfläche erzeugt. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der Formpaarung das Halten über eine formgleiche Umschließung des Werkstücks. Diese Verfahren werden bisher von der Industrie nur im geringen Maße genutzt, wobei sich speziell bei der Mikromontage jedoch eine Änderung abzeichnet.Gripping pliers fulfill the function of gripping and holding and establish the connection between a robot arm and the workpiece. The type of active pairing and the number of contact levels are decisive for a secure connection. The effective pairing can be achieved via force, shape or material pairing. When a force pairing is used, the hold is created by exerting pressure on the workpiece surface. In contrast to this, when the molds are paired, they are held by enclosing the workpiece with the same shape. These methods have so far only been used to a limited extent by the industry, although a change is becoming apparent especially in the case of micro-assembly.
Sauggreifer werden dazu benötigt, um Werkstücke anzusaugen, anzuheben und an einen anderen Ort verbringen zu können. Hierfür weist ein Sauggreifer in der Regel mindestens einen flexiblen Saugnapf als Greiferkopf auf, der einen an eine Unterdruckquelle anschließbaren Saugraum begrenzt und einen eine Saugöffnung umgrenzenden vorderen Endbereich sowie einen gegenüberliegenden hinteren Endbereich aufweist, welcher mit einem entsprechenden Greiferkörper verbunden ist. Die Saugöffnung des Saugnapfes ist in der Regel mit einer Dichtlippe gebildet, die an der Oberfläche des zu handhabenden Werkstücks anliegt bzw. anlegbar ist und dann zwischen dem Saugnapf und der Oberfläche des Werkstücks einen Saugraum umschließt, welcher entsprechend evakuiert werden kann. Dadurch legt sich der Saugnapf dicht an der Oberfläche des Werkstücks an und hält diesen pneumatisch fest.Suction grippers are required to suck in workpieces, to lift them and to be able to move them to another location. For this purpose, a suction gripper usually has at least one flexible suction cup as the gripper head, which delimits a suction space that can be connected to a vacuum source and has a front end area delimiting a suction opening and an opposite rear end area which is connected to a corresponding gripper body. The suction opening of the suction cup is usually formed with a sealing lip which rests or can be placed against the surface of the workpiece to be handled and then encloses a suction space between the suction cup and the surface of the workpiece, which can be evacuated accordingly. As a result, the suction cup lies close to the surface of the workpiece and holds it pneumatically.
Die Verwendung von bekannten Greifern, insbesondere Sauggreifern, um Werkstücke aus einem Behälter zu greifen und/oder um Werkstücke mit Oberflächen, die nicht horizontal ausgerichtet sind, zu greifen, ist derzeit nur eingeschränkt möglich. Dies liegt insbesondere daran, dass eine prozesssichere Handhabung von Werkstücken mit Greifern, insbesondere Sauggreifern, verlangt, dass die zu handhabenden Werkstücke eine entsprechend ausgerichtete Oberfläche aufweisen, um ein Greifen mit dem Greiferkopf des Greifers gewährleisten zu können. Diese Randbedingung ist in speziellen Anwendungsgebieten nicht oder nur teilweise realisierbar.The use of known grippers, in particular suction grippers, to grip workpieces from a container and / or to grip workpieces with surfaces that are not horizontally aligned, is currently only possible to a limited extent. This is particularly due to the fact that a process-reliable handling of workpieces with grippers, in particular suction grippers, requires that the workpieces to be handled have a correspondingly aligned surface in order to be able to ensure gripping with the gripper head of the gripper. This boundary condition cannot be implemented or only partially implemented in special areas of application.
Dies gilt insbesondere für Anwendungen, wenn Werkstücke aus einer Verpackung oder einem Behälter oder der gleichen Ummantelung gegriffen werden müssen. In der Regel ist die Verpackung von außen nicht einsehbar, sodass sich der Greiferkopf, welcher in die Verpackung hineingefahren wird, entsprechend dem zu greifenden Werkstück ausrichten muss, um wirkungsvoll ein Greifen des Werkstücks mit dem Greiferkopf gewährleisten zu können.This is especially true for applications when workpieces have to be picked from a packaging or a container or the same casing. As a rule, the packaging cannot be seen from the outside, so that the gripper head, which is inserted into the packaging, has to align itself with the workpiece to be gripped in order to be able to effectively ensure that the workpiece is gripped with the gripper head.
Im Hinblick auf Greifzangen gilt diese Problematik im übertragenen Sinne. Zwar ist es bekannt, Greifzangen mit Sensoren zu versehen, mit denen die richtige Lage und die Anwesenheit eines Werkstücks erfasst bzw. erkannt werden kann, um so die Zuverlässigkeit der Greifzange zu optimieren, allerdings genügt bei manchen Anwendungen diese Maßnahme nicht, um bei der Handhabung des Werkstücks sicher eine potenzielle Beschädigung des Werkstücks ausschließen zu können. Dies liegt unter anderem daran, dass bei der Manipulation eines mit der Greifzange bereits sicher gegriffenen Werkstücks zum Teil erhebliche Beschleunigungen auftreten, welche das von der Greifzange gegriffene Werkstück unter Umständen beschädigen können.With regard to grippers, this problem applies in a figurative sense. Although it is known to provide gripping tongs with sensors with which the correct position and the presence of a workpiece can be detected or recognized in order to optimize the reliability of the gripping tongs, however, in some applications this measure is not sufficient for handling of the workpiece to be able to safely rule out potential damage to the workpiece. This is due, among other things, to the fact that when manipulating a workpiece that has already been securely gripped with the gripping tongs, accelerations occur in some cases considerably, which can damage the workpiece gripped by the gripping tongs.
Angesichts der geschilderten Problemstellung liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Lösung anzugeben, mit welcher ein Aktuator, insbesondere in Gestalt eines Arbeitsorgans eines Roboters, im Hinblick auf das Handling von Werkstücken optimiert werden kann. Insbesondere soll eine Maßnahme angegeben werden, mit welcher wirksam verhindert werden kann, dass bei der Manipulation eines Werkstücks dieses möglicherweise beschädigt wird.In view of the problem presented, the invention is based on the object of specifying a solution with which an actuator, in particular in the form of a working organ of a robot, can be optimized with regard to the handling of workpieces. In particular, a measure is to be specified with which it can be effectively prevented that a workpiece is possibly damaged when it is manipulated.
Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, einen Greifer mit einem Greiferkopf, wie beispielsweise einem Sauggreifer, über den bedarfsweise Werkstücke gegriffen werden können, anzugeben, wobei sich der Greiferkopf möglichst flexibel an die zu greifenden Werkstücke ausrichten kann.Another object is to provide a gripper with a gripper head, such as a suction gripper, via which workpieces can be gripped as required, the gripper head being able to align itself as flexibly as possible with the workpieces to be gripped.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen hiervon in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere einen Halter für einen Aktuator, insbesondere für ein Arbeitsorgan eines Roboters oder dergleichen Aktuator, wobei der Halter ein Winkelausgleichselement aufweist. Der Halter mit dem Winkelausgleichselement bildet dabei die Schnittstelle zwischen dem Aktuator einerseits und einem Manipulator beispielsweise eines Roboters. Unter dem hierin verwendeten Begriff „Manipulator“ ist jedwede Handhabungseinrichtung zu verstehen, mit welcher ein Aktuator, insbesondere Greifer (Greifzange, Fingergreifer, Sauggreifer, etc.) relativ zu einem Werkstück positioniert und ausgerichtet werden kann. Als derartige Handhabungseinrichtungen kommen insbesondere Hebeeinrichtungen, Roboterarme, Linearantriebe oder Rotationsantriebe in Frage.Accordingly, the present invention relates in particular to a holder for an actuator, in particular for a working element of a robot or a similar actuator, the holder having an angle compensation element. The holder with the angle compensation element forms the interface between the actuator on the one hand and a manipulator, for example a robot. The term “manipulator” used here is to be understood as any handling device with which an actuator, in particular a gripper (gripper, finger gripper, suction gripper, etc.) can be positioned and aligned relative to a workpiece. Lifting devices, robot arms, linear drives or rotary drives are particularly suitable as such handling devices.
Das Winkelausgleichselement des erfindungsgemäßen Halters ist mechanisch ausgebildet und weist eine in einem Gehäuse des Winkelausgleichselements zumindest bereichsweise aufgenommene Führungskugel auf, welche in dem Gehäuse relativ zu dem Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei durch die Führungskugel ein insbesondere geradliniger Kanal verläuft. Ferner weist das Winkelausgleichselement ein zylindrisches, insbesondere stiftförmiges Anschlusselement auf, welches zumindest bereichsweise in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal aufgenommen ist. Insbesondere ist dabei das zylindrische Anschlusselement in Längsrichtung des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel (sowie relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements) linear bewegbar.The angle compensation element of the holder according to the invention is designed mechanically and has a guide ball which is at least partially received in a housing of the angle compensation element and which is rotatably mounted in the housing relative to the housing, with a particularly straight channel running through the guide ball. Furthermore, the angle compensation element has a cylindrical, in particular pin-shaped connection element, which is received at least in some areas in the channel running through the guide ball. In particular, the cylindrical connection element can be moved linearly in the longitudinal direction of the connection element relative to the guide ball (and also relative to the housing of the angle compensation element).
Darüber hinaus weist das Winkelausgleichselement des erfindungsgemäßen Halters ein Rückstellelement auf, welches ausgebildet ist, eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement auszuüben, zumindest dann, wenn das Anschlusselement relativ zu der Führungskugel aus einer (vorab festgelegten oder festlegbaren) Grundposition des Anschlusselements in Längsrichtung des Anschlusselements bewegt wird.In addition, the angle compensation element of the holder according to the invention has a restoring element which is designed to exert a restoring force on the connection element, at least when the connection element is moved relative to the guide ball from a (previously determined or determinable) basic position of the connection element in the longitudinal direction of the connection element .
Die mit dem erfindungsgemäßen Halter erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: durch das Vorsehen einer in einem Gehäuse des Winkelausgleichselements drehbar gelagerten Führungskugel ist das zylindrische Anschlusselement im Hinblick auf eine zentrische Mittelachse in der X- und/oder Y-Ebene pendelnd bewegbar. Mit anderen Worten, das Anschlusselement kann relativ zu der Längsachse des Halters pendelnd bewegt werden, um so bedarfsweise einen Winkelausgleich bereitzustellen.The advantages that can be achieved with the holder according to the invention are obvious: through the provision of a guide ball rotatably mounted in a housing of the angle compensation element, the cylindrical connection element can oscillate with respect to a central axis in the X and / or Y plane. In other words, the connection element can be moved in an oscillating manner relative to the longitudinal axis of the holder in order to provide an angle compensation if necessary.
Darüber hinaus zeichnet sich der erfindungsgemäße Halter dadurch aus, dass das Anschlusselement mit einer Einfederung versehen ist. Diese Einfederung wird dadurch realisiert, dass das zylindrische Anschlusselement in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal aufgenommen ist, wobei sich das zylindrische Anschlusselement in Längsrichtung (d.h. in Z-Richtung) des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel bewegen kann.In addition, the holder according to the invention is characterized in that the connection element is provided with a deflection. This deflection is realized in that the cylindrical connection element is received in the channel running through the guide ball, the cylindrical connection element being able to move in the longitudinal direction (i.e. in the Z direction) of the connection element relative to the guide ball.
Durch das Vorsehen des erfindungsgemäßen Halters kann ein mit dem Anschlusselement des Halters verbundener Greifer (Greifzange, Fingergreifer, Sauggreifer, etc.) oder ein anderer mit dem Anschlusselement des Halters verbundener Aktuator schwenkbar an den Manipulator angelenkt werden. Diese gelenkige Anbindung des Greifers an den Manipulator ermöglicht es, dass sich der Greifer und insbesondere der Greiferkopf selbständig im Hinblick auf das zu greifende Werkstück ausrichten kann, und zwar insbesondere bevor das Werkstück tatsächlich von dem Greifer bzw. dem Greiferkopf des Greifers gegriffen wird.By providing the holder according to the invention, a gripper connected to the connection element of the holder (gripping pliers, finger gripper, suction gripper, etc.) or another actuator connected to the connection element of the holder can be pivotably articulated to the manipulator. This articulated connection of the gripper to the manipulator enables the gripper and in particular the gripper head to align independently with regard to the workpiece to be gripped, in particular before the workpiece is actually gripped by the gripper or the gripper head of the gripper.
Diese Fähigkeit ist insbesondere dann notwendig, wenn mit dem Greifer bzw. dem Greiferkopf Werkstücke aus einer Verpackung, wie beispielsweise einem Container oder dergleichen, „blind“ gegriffen werden sollen.This ability is particularly necessary when the gripper or the gripper head is to be used to grasp “blind” workpieces from a packaging such as a container or the like.
Das Winkelausgleichselement des erfindungsgemäßen Halters weist ferner einen Rückstellmechanismus mit einem Rückstellelement auf, um bedarfsweise das Anschlusselement und ein gegebenenfalls mit dem Anschlusselement verbundener Greifer in eine vorab festgelegte oder festlegbare Nulllage rückstellen zu können. Ein derartiger Rückstellmechanismus ist insbesondere dann notwendig, wenn sich das Anschlusselement mit einem daran befestigten Greifer zuvor relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements ausgelenkt hat, wobei nach der Handhabung des dann gegriffenen Werkstücks das Anschlusselement mit dem gegebenenfalls mit dem Anschlusselement verbundenen Greifer wieder in seine Nulllage zurückzubringen ist.The angle compensation element of the holder according to the invention also has a reset mechanism with a reset element in order to be able to reset the connection element and a gripper possibly connected to the connection element to a previously defined or definable zero position, if necessary. Such a reset mechanism is particularly necessary when the connection element with a gripper attached to it has previously deflected relative to the housing of the angle compensation element, and after handling the workpiece that is then gripped, the connection element with the gripper possibly connected to the connection element is returned to its zero position is.
Die Führungskugel des Winkelausgleichselements kann insbesondere als gummielastische Kugel ausgebildet sein, sodass über die federelastische Eigenschaft des Kugelmaterials eine weitere Dämpfung realisierbar ist.The guide ball of the angle compensation element can in particular be designed as a rubber-elastic ball, so that further damping can be implemented via the spring-elastic property of the ball material.
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halters weist das zylindrische Anschlusselement einen ersten Anschlussbereich auf, über den ein insbesondere pneumatisch betätigbarer Aktuator (beispielsweise Greifzange, Fingergreifer oder Sauggreifer) vorzugsweise lösbar oder austauschbar mit dem Halter verbunden oder verbindbar ist. Das zylindrische Anschlusselement weist ferner einen dem ersten Anschlussbereich gegenüberliegenden zweiten Anschlussbereich auf, über den ein an dem ersten Anschlusselement verbundener Aktuator mit der zur Betätigung des Aktuators notwendigen Energie, insbesondere Druckluft, versorgbar ist.According to embodiments of the holder according to the invention, the cylindrical connection element has a first connection area, via which an in particular pneumatically actuated actuator (for example gripping pliers, finger grippers or suction grippers) is preferably detachably or interchangeably connected or connectable to the holder. The cylindrical connection element also has a dem The second connection area opposite the first connection area, via which an actuator connected to the first connection element can be supplied with the energy, in particular compressed air, necessary to operate the actuator.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, wenn das zylindrische Anschlusselement hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei mindestens ein Kanal durch das Anschlusselement von dem ersten Anschlussbereich zu dem zweiten Anschlussbereich verläuft. Dieser mindestens eine Kanal kann beispielsweise als Pneumatikleitung ausgeführt sein. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, in diesem mindestens einen Kanal elektrische Leitungen oder Sensorleitungen zu verlegen.In this context, it is particularly advantageous if the cylindrical connection element is designed as a hollow cylinder, with at least one channel running through the connection element from the first connection area to the second connection area. This at least one channel can be designed as a pneumatic line, for example. As an alternative to this, however, it is also conceivable to lay electrical lines or sensor lines in this at least one channel.
Um eine Bewegung des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel und dem Gehäuse des Winkelausgleichselements in Richtung des ersten Anschlussbereichs begrenzen zu können, ist gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halters ein Anschlag zwischen dem zweiten Anschlussbereich und der Führungskugel bzw. dem Gehäuse, in welchem die Führungskugel aufgenommen ist, vorgesehen. Der Anschlag ist vorzugsweise variabel einstellbar, um so den möglichen Bewegungshub des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel in Richtung des ersten Anschlussbereichs anpassen zu können.In order to be able to limit a movement of the connection element relative to the guide ball and the housing of the angle compensation element in the direction of the first connection area, according to embodiments of the holder according to the invention, a stop is between the second connection area and the guide ball or the housing in which the guide ball is received, intended. The stop is preferably variably adjustable in order to be able to adapt the possible movement stroke of the connection element relative to the guide ball in the direction of the first connection area.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es grundsätzlich auch denkbar, dass zwischen dem ersten Anschlussbereich und der Führungskugel bzw. dem Gehäuse des Winkelausgleichselements ein Anschlag vorgesehen ist, um eine Bewegung des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel und relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements in Richtung des zweiten Anschlussbereichs zu begrenzen. Auch hier ist es denkbar, dass der Anschlag variabel einstellbar ist, um so den zulässigen Bewegungshub des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel und relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements einstellen zu können.Alternatively or in addition to this, it is basically also conceivable that a stop is provided between the first connection area and the guide ball or the housing of the angle compensation element in order to move the connection element relative to the guide ball and relative to the housing of the angle compensation element in the direction of the second connection area to limit. Here, too, it is conceivable that the stop is variably adjustable in order to be able to adjust the permissible movement stroke of the connection element relative to the guide ball and relative to the housing of the angle compensation element.
Vorzugsweise ist das Gehäuse des Winkelausgleichselements zur insbesondere lösbaren Verbindung mit einem Manipulator ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere denkbar, dass an dem Gehäuse des Winkelausgleichselements ein Verbinder vorgesehen ist, beispielsweise in Gestalt eines Bajonettanschlusses, über den das Gehäuse des Winkelausgleichselements und somit der Halter mit dem Manipulator verbunden werden kann. Selbstverständlich kommen hier aber auch andere Ausführungsformen in Frage, um den Halter mit dem Manipulator vorzugsweise lösbar zu verbinden.The housing of the angle compensation element is preferably designed for, in particular, a detachable connection to a manipulator. In this context, it is particularly conceivable that a connector is provided on the housing of the angle compensation element, for example in the form of a bayonet connection, via which the housing of the angle compensation element and thus the holder can be connected to the manipulator. Of course, other embodiments are also possible here in order to preferably releasably connect the holder to the manipulator.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Halters ist darin zu sehen, dass das zylindrische Anschlusselement in Längsrichtung des Anschlusselements relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, um so eine Einfederung des Anschlusselements bedarfsweise bereitstellen zu können. In diesem Zusammenhang ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere vorgesehen, dass das zylindrische Anschlusselement über eine Gleitführung in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal längsverschieblich gelagert ist. Die Gleitführung wird vorzugsweise durch eine in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal aufgenommene Führungshülse gebildet.An essential aspect of the holder according to the invention can be seen in the fact that the cylindrical connection element can be moved in the longitudinal direction of the connection element relative to the housing in order to be able to provide a deflection of the connection element if necessary. In this context, according to embodiments of the present invention, it is provided in particular that the cylindrical connection element is mounted so as to be longitudinally displaceable via a sliding guide in the channel running through the guide ball. The sliding guide is preferably formed by a guide sleeve received in the channel running through the guide ball.
Insbesondere ist es gemäß Ausführungsformen denkbar, den Gleitkoeffizienten zwischen dem Anschlusselement und dem Kanal in der Führungskugel bzw. der Führungshülse bedarfsweise durch eine geeignete Beschichtung einzustellen.In particular, according to embodiments, it is conceivable to adjust the sliding coefficient between the connection element and the channel in the guide ball or the guide sleeve, if necessary, by means of a suitable coating.
In vorteilhafter Weise ist das Rückstellelement des Winkelausgleichselements nicht nur ausgebildet, bedarfsweise eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement auszuüben, um dieses dann wieder in seine (vorab festgelegte oder festlegbare) Grundposition zurückzubewegen. Vielmehr ist gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halters vorgesehen, dass das Rückstellelement ferner ausgebildet ist, bedarfsweise eine Rückstellkraft und insbesondere bedarfsweise ein Rückstellelement auch auf die Führungskugel auszuüben, wenn die Führungskugel relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements aus einer vorab festgelegten oder festlegbaren Grundstellung verdreht wurde. Bei dieser Ausführungsform kommt dem Rückstellelement somit eine Doppelfunktion zu. Dadurch kann die Baugröße des erfindungsgemäßen Halters minimiert werden.In an advantageous manner, the restoring element of the angle compensation element is not only designed to exert a restoring force on the connection element if necessary in order to then move it back into its (previously determined or determinable) basic position. Rather, according to embodiments of the holder according to the invention, it is provided that the restoring element is also designed to exert a restoring force, if necessary, and in particular a restoring element, if necessary, also on the guide ball when the guide ball has been rotated relative to the housing of the angle compensation element from a previously defined or definable basic position. In this embodiment, the restoring element thus has a double function. As a result, the size of the holder according to the invention can be minimized.
Zur Realisierung der zuvor genannten Doppelfunktion des Rückstellelements kann vorgesehen sein, dass das Rückstellelement ausgebildet ist, eine Rückstellkraft und insbesondere ein Rückstellmoment auf die Führungskugel über das zylindrische Anschlusselement auszuüben.To implement the aforementioned double function of the restoring element, it can be provided that the restoring element is designed to exert a restoring force and in particular a restoring torque on the guide ball via the cylindrical connection element.
In vorteilhafter Weise weist das Rückstellelement mindestens einen federelastischen Bereich auf, über den das Anschlusselement mit dem Gehäuse verbunden ist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der federelastische Bereich als Schenkelfeder oder als Elastomerkörper ausgeführt ist.The restoring element advantageously has at least one resilient area via which the connection element is connected to the housing. In particular, it is conceivable in this context that the resilient area is designed as a leg spring or as an elastomer body.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters ist im Hinblick auf das Rückstellelement vorgesehen, dass der federelastische Bereich des Rückstellelements insbesondere in Gestalt einer Lochscheibe mit einer zentralen Öffnung ausgeführt ist, wobei sich das Anschlusselement durch die zentrale Öffnung des als Lochscheibe ausgeführten Elastomerkörpers erstreckt und an der zentralen Öffnung mit dem Elastomerkörper fest verbunden ist. Die äußere Peripherie der Lochscheibe ist vorzugsweise mit dem Gehäuse des Winkelausgleichselements fest verbunden. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch Ihre kompakte und insbesondere gekapselte Konfiguration aus.According to a particularly preferred embodiment of the holder according to the invention, it is provided with regard to the restoring element that the resilient area of the restoring element is designed, in particular, in the form of a perforated disk with a central opening, the connection element extending through the central opening of the elastomer body designed as a perforated disk extends and is firmly connected at the central opening with the elastomer body. The outer periphery of the perforated disk is preferably firmly connected to the housing of the angle compensation element. This embodiment is characterized by its compact and, in particular, encapsulated configuration.
Um den Halter und insbesondere das Dämpfungsverhalten des Halters an die jeweilige Anwendung anpassen zu können, ist gemäß Realisierungen der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass die Elastizität des Rückstellelements variabel einstellbar ist.In order to be able to adapt the holder and in particular the damping behavior of the holder to the respective application, it is provided according to implementations of the solution according to the invention that the elasticity of the restoring element can be variably adjusted.
Ferner ist es denkbar, dass das Anschlusselement über eine Feder, welche sich gegenüber der Führungskugel und/oder gegenüber dem Gehäuse des Winkelausgleichselements abstützt, in Richtung des ersten Anschlussbereichs des Anschlusselements vorgespannt wird, wobei vorzugsweise das Rückstellelement entgegen der Vorspannkraft der optional vorgesehenen Vorspannfeder wirkt.Furthermore, it is conceivable that the connection element is pretensioned in the direction of the first connection area of the connection element via a spring, which is supported against the guide ball and / or against the housing of the angle compensation element, the restoring element preferably acting against the pretensioning force of the optionally provided pretensioning spring.
Die Erfindung betrifft nicht lediglich einen Halter der zuvor genannten Art, sondern auch eine Anordnung mit einem Halter der erfindungsgemäßen Art sowie mit einem mit dem ersten Anschlussbereich des Anschlusselements verbundenen Arbeitsorgan, insbesondere Arbeitsorgan eines Manipulators, wobei gemäß bevorzugten Realisierungen dieses Arbeitsorgan eine pneumatisch betätigbare Greifzange, ein pneumatisch betätigbarer Fingergreifer oder ein pneumatisch betätigbarer Sauggreifer ist.The invention relates not only to a holder of the type mentioned above, but also to an arrangement with a holder of the type according to the invention and with a working element connected to the first connection area of the connection element, in particular a working element of a manipulator, wherein, according to preferred implementations, this working element includes a pneumatically actuated gripper, is a pneumatically operated finger gripper or a pneumatically operated suction gripper.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters näher beschrieben.An exemplary embodiment of the holder according to the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Es zeigt:
-
1 schematisch und in einer Schnittansicht eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters.
-
1 schematically and in a sectional view an exemplary embodiment of the holder according to the invention.
Der in
Hierzu weist der erfindungsgemäße Halter
Das Winkelausgleichselement
In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich denkbar, dass in der Führungskugel
Wie in
Das Winkelausgleichselement
Darüber hinaus weist das zylindrische Anschlusselement
Das zylindrische Anschlusselement
Das zylindrische Anschlusselement
In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass das zylindrische Anschlusselement
Bei der in
In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich auch denkbar, dass ein weiterer Anschlag vorgesehen ist, um eine Bewegung des Anschlusselements
Obgleich in
Das bereits erwähnte Rückstellelement
Bei der in
Der als Lochscheibe ausgeführte Elastomerkörper ist derart federelastisch ausgeführt, dass er insbesondere eine Einfederung des Anschlusselements
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, bei denen als Rückstellelement
Die in
Die in
Darüber hinaus zeichnet sich der in
Die Erfindung ist nicht auf die in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Halterholder
- 22
- WinkelausgleichselementAngle compensation element
- 33
- Gehäuse des WinkelausgleichselementsHousing of the angle compensation element
- 44th
- FührungshülseGuide sleeve
- 55
- Kanal in FührungskugelChannel in guide ball
- 66th
- zylindrisches Anschlusselementcylindrical connection element
- 77th
- RückstellelementReset element
- 88th
- erster Anschlussbereich des zylindrischen Anschlusselementsfirst connection area of the cylindrical connection element
- 99
- zweiter Anschlussbereich des zylindrischen Anschlusselementssecond connection area of the cylindrical connection element
- 1010
-
Kanal
5 im Anschlusselementchannel 5 in the connection element - 1111
- FührungshülseGuide sleeve
- 1212th
- Anschlagattack
Claims (14)
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- 2019-11-08 DE DE102019130187.4A patent/DE102019130187A1/en not_active Ceased
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- 2020-11-04 WO PCT/EP2020/080960 patent/WO2021089620A1/en active Application Filing
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