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Die Erfindung betrifft eine Greifereinheit für eine Greifervorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
US 10,179,411 B2 beschrieben, eine Greifereinheit mit mehreren Greifelementen bekannt, wobei eine elastische Membran vorgesehen ist, die an den Greifelementen angeordnet und zwischen diesen aufgespannt ist.
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In der
WO 2019/028242 A1 wird ein Robotergreifer zum Handhaben von Fleischprodukten beschrieben. Der Robotergreifer weist einen oder mehrere Finger und eine Platte auf, wobei die Platte Saugfähigkeiten bereitstellt. Die Aktuatoren üben eine kleine Kraft auf die Kanten des Greifziels aus. Eine Anordnung von Sauglöchern innerhalb der Platte stützt die Mitte des Greifziels durch Anlegen einer leichten Vakuumkraft an vielen Punkten entlang der Oberfläche des Greifziels.
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Aus der
DE 20 2012 006 421 U1 ist ein System zum Greifen von Gegenständen bekannt. Die Greifbewegung geht von einer oder mehreren durch einen beliebigen physikalischen Effekt verformten Membran bzw. Membranen aus.
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In der
US 7,370,896 B2 wird eine Roboterhand beschrieben. Sie umfasst eine Basis mit Fingern und einer Handfläche. Die Finger definieren ein Arbeitsvolumen. Die Hand ist in der Lage, Gegenstände zwischen den Fingern und der Handfläche zu greifen, indem sie den Abstand von der Handfläche zum Arbeitsvolumen variiert. Dieser Abstand kann variiert werden, indem entweder die Handfläche zum Arbeitsvolumen hin bewegt wird oder indem das Arbeitsvolumen zur Handfläche hin bewegt wird. Wird die Handfläche bewegt, umfasst die Roboterhand einen Aktuator, der die Handfläche von der Basis in Richtung des Arbeitsvolumens verlängert. Wird das Arbeitsvolumen relativ zur Handfläche bewegt, sind die Finger an einer gemeinsamen Fingerstützeinheit montiert, die dazu konfiguriert ist, sich relativ zur Basis zu verschieben.
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Aus der
US 2019/0084165 A1 werden Armendewerkzeuge für Robotersysteme beschrieben. Es sind zwei oder mehr Finger oder Aktoren an einem Armendewerkzeug vorhanden. Die Aktoren sind mit einer Nabe durch einen oder mehrere Sätze von Drehgelenken verbunden, die an Gestängen angebracht sind, die eine Variation der Abstände zwischen den Drehgelenken ermöglichen.
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In der
US 2019/0168396 A1 wird ein Robotersystem mit einem Endeffektor beschrieben. Der Endeffektor umfasst einen oder mehrere Greifer, die einen oder mehrere Vakuumanschlüsse aufweisen. Die Greifer sind aus elastischem Material. Sie umfassen jeweils Kontakt- und Außenflansche, die mit einer Reihe von Querstreben miteinander verbunden sind. Die Querstreben definieren jeweils eine Rohröffnung, um einen Rohrführungskanal zwischen den Kontakt- und Außenflanschen zu bilden. Die Vakuumanschlüsse befinden sich an den Fingerspitzenenden der Greifer und umfassen Saugnäpfe.
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Aus der
JP H10 - 034 584 A ist ein Greifer bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Greifereinheit für eine Greifervorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Greifereinheit für eine Greifervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Greifereinheit für eine Greifervorrichtung umfasst mindestens einen oder mehrere Elastomerfinger, welcher/welche an einer Basiseinheit angeordnet und mittels Überdruck und Unterdruck betätigbar ist/sind, wobei eine Membran in einem von dem mindestens einen Elastomerfinger und einem starren Halter oder von den mehreren Elastomerfingern begrenzten Greifinnenraum angeordnet und an dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter oder an den mehreren Elastomerfingern befestigt oder ausgebildet ist, wobei an der Basiseinheit zwischen dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter oder zwischen den mehreren Elastomerfingern mindestens ein in den Greifinnenraum ausfahrbarer und in Richtung der Basiseinheit einfahrbarer Aktor angeordnet ist, und wobei ein von der Basiseinheit abgewandtes Ende des Aktors an der Membran angeordnet ist, erfindungsgemäß daran befestigt ist.
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D. h. in einer möglichen erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Greifereinheit für die Greifervorrichtung beispielsweise mindestens zwei, insbesondere mindestens drei oder beispielsweise mehr als drei an der Basiseinheit angeordnete Elastomerfinger, welche mittels Überdruck und Unterdruck, insbesondere pneumatisch oder beispielsweise hydraulisch, betätigbar und dadurch biegbar sind. Vorteilhafterweise ist jeder Elastomerfinger gegenüber mindestens zwei anderen Elastomerfingern in unterschiedliche Richtungen versetzt an der Basiseinheit angeordnet, insbesondere derart, dass die Elastomerfinger den Greifinnenraum, welcher insbesondere zur Aufnahme eines zu greifenden Objekts vorgesehen ist, begrenzen, insbesondere seitlich begrenzen, insbesondere randseitig begrenzen, insbesondere umfangsseitig begrenzen. Die Basiseinheit weist dabei vorteilhafterweise eine Greifseite auf, von welcher ausgehend sich die Elastomerfinger von der Basiseinheit weg erstrecken. Die oben genannten unterschiedlichen Richtungen verlaufen dabei parallel zu dieser Greifseite der Basiseinheit und/oder parallel zu einer durch diese Greifseite der Basiseinheit, insbesondere virtuell, aufgespannten Ebene.
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Bei einer pneumatischen Betätigung der Elastomerfinger ist ein gasförmiges Arbeitsfluid vorgesehen, insbesondere Luft. Bei einer hydraulischen Betätigung der Elastomerfinger ist ein flüssiges Arbeitsfluid vorgesehen.
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Die Membran ist in dem Greifinnenraum angeordnet und an den Elastomerfingern befestigt oder ausgebildet.
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An der Basiseinheit zwischen den Elastomerfingern ist der mindestens eine in den Greifinnenraum ausfahrbare und in Richtung der Basiseinheit, insbesondere in Richtung der Greifseite der Basiseinheit, einfahrbarer Aktor angeordnet, wobei das von der Basiseinheit, insbesondere von deren Greifseite, abgewandtes Ende des Aktors an der Membran angeordnet ist, insbesondere befestigt ist. Das Ausfahren und Einfahren des Aktors ist insbesondere eine Translationsbewegung, insbesondere eine Translationsbewegung des an der Membran angeordneten, insbesondere befestigten, Endes des Aktors.
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In einer weiteren, insbesondere alternativen, möglichen erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Greifereinheit für die Greifervorrichtung mindestens einen Elastomerfinger, welcher an der Basiseinheit angeordnet und mittels Überdruck und Unterdruck, insbesondere pneumatisch oder beispielsweise hydraulisch, betätigbar und dadurch biegbar ist. Auch hier ist bei einer pneumatischen Betätigung des mindestens einen Elastomerfingers ein gasförmiges Arbeitsfluid vorgesehen, insbesondere Luft, und bei einer hydraulischen Betätigung des mindestens einen Elastomerfingers ist ein flüssiges Arbeitsfluid vorgesehen.
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Die Membran ist hier in dem von dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter begrenzten Greifinnenraum angeordnet und an dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter befestigt oder ausgebildet.
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Bei dieser Ausführungsform ist an der Basiseinheit zwischen dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter der mindestens eine in den Greifinnenraum ausfahrbare und in Richtung der Basiseinheit, insbesondere in Richtung der Greifseite der Basiseinheit, einfahrbare Aktor angeordnet, wobei das von der Basiseinheit, insbesondere von deren Greifseite, abgewandte Ende des Aktors an der Membran angeordnet ist, beispielsweise daran befestigt ist. Das Ausfahren und Einfahren des Aktors ist auch hier insbesondere eine Translationsbewegung, insbesondere eine Translationsbewegung des an der Membran angeordneten, insbesondere befestigten, Endes des Aktors.
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Durch die Membran sind die Elastomerfinger miteinander verbunden oder, bei der anderen Ausführungsform, ist der mindestens eine Elastomerfinger durch die Membran mit dem starren Halter verbunden. Zudem legt sich die Membran während des Greifens eines Objekts bereichsweise um das Objekt und zieht dadurch zudem die Elastomerfinger zusammen oder, bei der anderen Ausführungsform, den mindestens einen Elastomerfinger insbesondere in Richtung des starren Halters, wodurch eine durch das Betätigen der Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers mittels Überdruck oder Unterdruck zum Greifen des Objekts erfolgende Greifbewegung der Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers zusätzlich unterstützt wird. Durch diese Lösung wird somit insbesondere eine bessere Stabilität der Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers während eines Greifvorgangs und während eines Haltens und Transports eines ergriffenen Objekts erreicht. Insbesondere wird die Gefahr einer elastischen Verformung einzelner Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers durch eine während des Transports auf die Elastomerfinger oder auf den mindestens einen Elastomerfinger wirkende kinetische Energie des ergriffenen Objekts, beispielsweise während eines Beschleunigungsvorgangs zu Beginn des Transports, während eines Bremsvorgangs zum Ende des Transports und während Richtungswechseln während des Transports, vermieden. Derartige ungewollte elastische Verformungen könnten dazu führen, dass das ergriffene Objekt nicht mehr sicher gehalten werden kann. Des Weiteren wird dadurch ein besserer Formschluss mit dem ergriffenen Objekt erreicht. Zudem werden sicherere und schnellere Greifvorgänge ermöglicht.
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Der Aktor unterstützt diese Wirkung der Membran zusätzlich, indem er während des Greifens des Objekts in Richtung der Basiseinheit eingefahren wird und dadurch die Membran in Richtung der Basiseinheit zieht, wodurch die an der Membran befestigten oder zusammen mit dieser ausgebildeten Elastomerfinger zusammengezogen werden, d. h. in Greifrichtung und somit aufeinander zu und in Richtung des zu greifenden Objekts gezogen werden, oder der mindestens eine an der Membran befestigte oder zusammen mit dieser ausgebildete Elastomerfinger in Richtung des an der Membran befestigten oder zusammen mit dieser ausgebildeten starren Halters und somit in Richtung des zu greifenden Objekts gezogen wird. Dadurch wird die Greifbewegung der Elastomerfinger oder des zumindest einen Elastomerfingers unterstützt. Bei einem Freigeben des ergriffenen Objekts, d. h. bei einer Öffnungsbewegung der Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers, fährt der Aktor aus, wodurch diese Öffnungsbewegung unterstützt wird. Des Weiteren kann der Aktor dann gleichzeitig als Niederhalter wirken, d. h. derart ausfahren, dass er das Objekt berührt und aus der Greifereinheit herausdrückt und/oder an eine Ablagefläche andrückt.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird somit ein positionsgenaues Ablegen des Objekts ermöglicht. Des Weiteren wird die oben beschriebene Stabilität bei dynamischen Prozessen, insbesondere während des Transports des ergriffenen Objekts, weiter verbessert, so dass das ergriffene Objekt sicher gehalten wird. Durch die Zugwirkung der Membran, welche durch Einfahren des Aktors in Richtung der Basiseinheit gezogen wird und dadurch die Elastomerfinger in Greifrichtung zusammenzieht oder den mindestens einen Elastomerfinger in Richtung des starren Halters zieht, wird zudem eine erhöhte Greifkraft ermöglicht. Des Weiteren wird dadurch ein schnelleres Zugreifen ermöglicht, da eine durch das Anschlagen und Anpressen an das zu greifende Objekt verursachte Verformung der Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers entgegen der Greifrichtung durch diese Zugwirkung der Membran verhindert wird. Zudem wird ein schnelleres Öffnen der Greifereinheit und Ablegen des Objekts durch das Ausfahren des Aktors ermöglicht.
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Der Aktor ist beispielsweise mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit einfahrbar, insbesondere pneumatisch oder beispielweise hydraulisch. Dadurch weisen der Aktor und die Elastomerfinger oder, bei der oben beschriebenen anderen Ausführungsform, der Aktor und der mindestens eine Elastomerfinger prinzipiell die gleiche Funktionsweise auf, d. h. sie werden mittels eines Arbeitsfluids betätigt, vorteilhafterweise mittels des gleichen Arbeitsfluids. Somit ist keine separate Antriebseinheit, insbesondere kein separater Antriebsmotor, zum Antrieb des Aktors erforderlich.
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Insbesondere für diese Ausgestaltung, in welcher der Aktor mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit einfahrbar ist, ist der Aktor vorteilhafterweise aus einem Elastomer ausgebildet. Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Aktor teleskopierbar ist und auf diese Weise in den Greifinnenraum ausfahrbar und in Richtung der Basiseinheit einfahrbar ist, insbesondere da dieser Aktor, wie oben erwähnt, vorteilhafterweise eine Translationsbewegung ausführt. Auch hierbei kann dies mittels Überdruck bzw. Unterdruck erfolgen.
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Die Membran ist beispielsweise elastisch ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise ein elastisches Anlegen der Membran an das ergriffene Objekt ermöglicht. Zudem wird dadurch eine zu starke Belastung der Elastomerfinger oder des mindestens einen Elastomerfingers verhindert, da sich die Membran bei einem zu starken Zug durch das Einfahren des Aktors dehnen kann.
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Die Membran weist beispielsweise Befestigungsöffnungen zum Befestigen der Membran an den mehreren Elastomerfingern auf oder, in der oben beschriebenen anderen Ausführungsform, zum Befestigen der Membran an dem mindestens einen Elastomerfinger und/oder an dem starren Halter auf. Dadurch kann die Membran auf einfache Weise über die Elastomerfinger gestreift werden bzw. in der anderen Ausführungsform über den mindestens einen Elastomerfinger und/oder den starren Halter gestreift werden. Der jeweilige Elastomerfinger bzw. der mindestens eine Elastomerfinger und/oder der starre Halter werden/wird somit in die jeweilige Befestigungsöffnung der Membran eingeführt und teilweise hindurchgeführt.
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In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist der mindestens eine Elastomerfinger oder weisen die Elastomerfinger jeweils eine Mehrzahl von Halterippen auf, welche in Längenrichtung des jeweiligen Elastomerfingers zueinander beabstandet sind und sich jeweils zumindest über einen Teilumfang des jeweiligen Elastomerfingers erstrecken. Der jeweilige Elastomerfinger weist beispielsweise einen den jeweiligen anderen Elastomerfingern zugewandten Innenbereich und einen von den anderen Elastomerfingern abgewandten Außenbereich auf. Die Halterippen sind insbesondere im Außenbereich des jeweiligen Elastomerfingers angeordnet. Sie sind somit vorteilhafterweise nicht im insbesondere zum Berühren eines jeweils zu greifenden Objektes vorgesehenen Innenbereich des jeweiligen Elastomerfingers angeordnet. Bei der anderen Ausführungsform mit dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter weist der mindestens eine Elastomerfinger beispielsweise einen dem starren Halter zugewandten Innenbereich und einen vom starren Halter abgewandten Außenbereich auf. Die Halterippen sind auch hier insbesondere im Außenbereich des mindestens einen Elastomerfingers angeordnet. Sie sind somit vorteilhafterweise nicht im insbesondere zum Berühren eines jeweils zu greifenden Objektes vorgesehenen Innenbereich des jeweiligen Elastomerfingers angeordnet.
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Durch die Halterippen wird die mittels ihrer jeweiligen Befestigungsöffnung über den jeweiligen Elastomerfinger übergestreifte Membran auf einfache Weise am jeweiligen Elastomerfinger befestigt und dadurch gehalten. Vorteilhafterweise wird sie hierzu durch eine entsprechende Positionierung des Aktors stets in einem vorgespannten Zustand gegenüber den Elastomerfingern gehalten oder, in der anderen Ausführungsform, gegenüber dem mindestens einen Elastomerfinger und dem starren Halter gehalten, so dass sie nicht über die Halterippen gleiten und von den Elastomerfingern oder von dem mindestens einen Elastomerfinger abrutschen kann.
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Durch die Mehrzahl zueinander beabstandeter Halterippen am jeweiligen Elastomerfinger wird eine Einstellung verschiedener Positionen der Membran relativ zur Basiseinheit ermöglicht, d. h. es werden verschiedene Abstände der Membran zur Basiseinheit ermöglicht. Des Weiteren kann dadurch eine Zugwirkung der Membran auf die Elastomerfinger verändert werden. Durch eine Anordnung der Membran stärker in Richtung einer Fingerspitze des jeweiligen Elastomerfingers wird eine stärkere Zugwirkung und insbesondere eine stärkere Fingerkrümmung des jeweiligen Elastomerfingers mittels der Zugwirkung der Membran erreicht. Durch eine Anordnung der Membran am jeweiligen Elastomerfinger stärker in Richtung der Basiseinheit wird dies entsprechend verringert.
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Die Membran weist beispielsweise in einem Befestigungsbereich, in welchem der Aktor an der Membran angeordnet ist, insbesondere befestigt ist, eine Öffnung auf. Beispielsweise ist das von der Basiseinheit abgewandte Ende des Aktors in dieser Öffnung der Membran angeordnet und auf diese Weise an der Membran befestigt. Dadurch wird beispielsweise eine Befestigung der Membran am Aktor auf ähnliche Weise wie an den Elastomerfingern ermöglicht, beispielsweise durch Überstreifen der Membran über den Aktor, zum Beispiel über einen Halterand am von der Basiseinheit abgewandten Ende des Aktors.
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Das an der Membran angeordnete, insbesondere befestigte, Ende des Aktors weist beispielsweise eine Öffnung auf. Vorteilhafterweise weist dann auch die Membran die oben beschriebene Öffnung auf, welche dann sich zumindest bereichsweise überlagernd positioniert sind, insbesondere indem das die Öffnung aufweisende von der Basiseinheit abgewandte Ende des Aktors durch die Öffnung der Membran hindurchgeführt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Aktor vorteilhafterweise auf die oben beschriebene Weise mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit einfahrbar. Durch den Unterdruck beim Einfahren des Aktors kann der Aktor dann zusätzlich als Sauger verwendet werden, welcher das zu greifende Objekt ansaugt. Dadurch wird eine höhere Stabilität und ein besonders sicheres Greifen und Halten des Objekts ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei schweren Objekten, da aus dem Ansaugen eine zusätzliche Haltekraft resultiert. Durch den Überdruck beim Ausfahren des Aktors strömt das Arbeitsfluid, insbesondere Luft, aus der Öffnung des Aktors aus, wodurch beispielsweise das Objekt, welches abgelegt werden soll, zusätzlich durch das Arbeitsfluid aus der Greifereinheit herausgedrückt wird.
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In einer möglichen Ausgestaltung sind der Aktor und die Elastomerfinger separat betätigbar oder, in der anderen Ausführungsform, der Aktor und der mindestens eine Elastomerfinger separat betätigbar. Insbesondere sind die mehreren Elastomerfinger zusammen betätigbar und der Aktor ist separat betätigbar. Dadurch kann die Greifbewegung der Elastomerfinger oder, in der anderen Ausführungsform, des mindestens einen Elastomerfingers, und die zusätzliche Unterstützung durch den Aktor und die Membran individuell aufeinander abgestimmt werden, beispielsweise angepasst an ein jeweils zu greifendes Objekt.
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In einer möglichen Ausführungsform ist in der Basiseinheit mindestens ein Arbeitsfluidkanal zur Druckversorgung der Elastomerfinger bzw. in der anderen Ausführungsform zur Druckversorgung des mindestens einen Elastomerfingers ausgebildet, und getrennt davon ist mindestens ein Arbeitsfluidkanal zur Druckversorgung des mindestens einen Aktors ausgebildet. Dadurch wird insbesondere die oben beschriebene separate Betätigung des Aktors und der Elastomerfinger bzw. des mindestens einen Elastomerfingers der anderen Ausführungsform ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
- 1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Greifereinheit für eine Greifervorrichtung,
- 2 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 1,
- 3 schematisch eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 1, wobei nicht alle Elastomerfinger dargestellt sind,
- 4 schematisch eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 1 mit einem geschlossenen Aktor,
- 5 schematisch eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 1 mit einer Öffnung in einem von einer Basiseinheit abgewandten Ende des Aktors,
- 6 schematisch eine Schnittdarstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 1 während eines Greifens eines Objekts,
- 7 schematisch eine Schnittdarstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 1 während eines Ablegens des Objekts,
- 8 schematisch eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Greifereinheit,
- 9 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 8,
- 10 schematisch eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Greifereinheit,
- 11 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 10,
- 12 schematisch eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Greifereinheit,
- 13 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 12,
- 14 schematisch eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Greifereinheit, und
- 15 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Greifereinheit gemäß 14.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 15 zeigen beispielhaft schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen einer Greifereinheit 1 für eine Greifervorrichtung.
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Die Greifervorrichtung und somit auch deren Greifereinheit 1 dient insbesondere einer Handhabung von Objekten O, welche mittels der Greifereinheit 1 ergriffen werden und beispielsweise transportiert werden, zum Beispiel zu einer oder mehreren Arbeitsstationen, beispielsweise zu einer Bearbeitungsstation, in welcher das jeweilige Objekt O bearbeitet wird, und/oder zu einer Verpackungsstation, in welcher es verpackt wird. Beispielsweise ist die Greifervorrichtung als ein hygienisches Greifsystem für ein vollautomatisches Handling, d. h. Handhaben, unverpackter Lebensmittel mittels eines Roboters vorgesehen. Hierzu ist die Greifereinheit 1 vorteilhafterweise an einem solchen hier nicht dargestellten Roboter, beispielsweise an einem Roboterarm, angeordnet.
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Die Greifereinheit 1 umfasst vorteilhafterweise mindestens drei, in den hier dargestellten Beispielen jeweils vier, Elastomerfinger 2, welche an einer Basiseinheit 3 angeordnet sind und mittels Überdruck und Unterdruck, insbesondere pneumatisch oder beispielsweise hydraulisch, betätigbar und dadurch biegbar sind. Beispielsweise sind die Elastomerfinger 2 mittels Unterdruck gegeneinander biegbar, um die Greifereinheit 1 zu schließen und somit zuzugreifen, und mittels Überdruck voneinander wegbiegbar, um die Greifereinheit 1 zu öffnen und dadurch ein ergriffenes Objekt O loszulassen oder an ein Objekt O heranbewegt zu werden, oder umgekehrt.
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Hierzu sind die Elastomerfinger 2 jeweils derart ausgebildet, dass sie unterschiedlich elastisch verformbare Bereiche aufweisen, so dass durch eine Unterdruckbeaufschlagung und eine daraus resultierende unterschiedliche elastische Verformung dieser Bereiche sich der jeweilige Elastomerfinger 2 in die eine Richtung biegt, insbesondere auf die anderen Elastomerfinger 2 zu, um die Greifereinheit 1 zu schließen und dadurch zuzugreifen, und durch eine Druckbeaufschlagung und eine daraus resultierende unterschiedliche elastische Verformung dieser Bereiche sich der jeweilige Elastomerfinger 2 in die entgegengesetzte Richtung biegt, insbesondere von den anderen Elastomerfingern 2 weg, um die Greifereinheit 1 zu öffnen und dadurch ein ergriffenes Objekt O freizugeben oder die Greifereinheit 1 an ein zu greifendes Objekt O heranzuführen.
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Zur Unterstützung dieser Biegebewegung der Elastomerfinger 2 kann beispielsweise zusätzlich vorgesehen sein, dass der jeweilige Elastomerfinger 2 einen Federstrang entlang seiner Längenrichtung aufweist, welcher ein Zurückbiegen des jeweiligen Elastomerfingers 2 aus einer durch Überdruck ausgelenkten Biegestellung und/oder aus einer durch Unterdruck ausgelenkten Biegestellung zurück in eine Grundstellung unterstützt.
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In den hier dargestellten Ausführungsformen umfasst die Greifereinheit 1, wie bereits erwähnt, jeweils vier solche Elastomerfinger 2, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit in 3 nur einer der vier Elastomerfinger 2 dargestellt ist und in den 6 und 7 aufgrund der Schnittdarstellung jeweils nur zwei der vier Elastomerfinger 2 erkennbar sind. In anderen Ausführungsformen kann die Greifereinheit 1 beispielsweise nur drei oder mehr als vier solche Elastomerfinger 2 aufweisen.
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Die Elastomerfinger 2 sind insbesondere derart angeordnet, dass sie einen Greifinnenraum, welcher insbesondere zur Aufnahme des jeweiligen zu greifenden Objekts O vorgesehen ist, begrenzen, insbesondere seitlich begrenzen, insbesondere randseitig begrenzen, insbesondere umfangsseitig begrenzen.
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Hierzu ist jeder Elastomerfinger 2 gegenüber mindestens zwei anderen Elastomerfingern 2, in den dargestellten Beispielen gegenüber den jeweiligen drei anderen Elastomerfingern 2, in unterschiedliche Richtungen versetzt an der Basiseinheit 3 angeordnet. Die Basiseinheit 3 weist dabei eine allen Elastomerfingern 2 zugewandte Greifseite auf, von welcher ausgehend sich die Elastomerfinger 2 von der Basiseinheit 3 weg erstrecken. Die oben genannten unterschiedlichen Richtungen verlaufen dabei parallel zu dieser Greifseite der Basiseinheit 3 und/oder parallel zu einer durch diese Greifseite der Basiseinheit 3, insbesondere virtuell, aufgespannten Ebene. In den hier dargestellten Beispielen weist die Basiseinheit 3 vier Eckbereiche auf, wobei in jedem dieser Eckbereiche einer der Elastomerfinger 2 angeordnet ist.
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Die 1 bis 7 zeigen ein Beispiel einer ersten Ausführungsform der Greifereinheit 1. Bei dieser ersten Ausführungsform weist die Greifereinheit 1 zusätzlich eine Membran 4 auf, welche in dem von den Elastomerfingern 2 begrenzten Greifinnenraum angeordnet und an den Elastomerfingern 2 befestigt ist. Durch diese Membran 4 sind die Elastomerfinger 2 miteinander verbunden. Zudem legt sich die Membran 4 während des Greifens des Objekts O bereichsweise um das Objekt O und zieht dadurch zudem die Elastomerfinger 2 zusammen, wodurch eine durch das Betätigen der Elastomerfinger 2 mittels Überdruck oder Unterdruck zum Greifen des Objekts O erfolgende Greifbewegung der Elastomerfinger 2 zusätzlich unterstützt wird. Durch diese Lösung wird somit insbesondere eine bessere Stabilität der Elastomerfinger 2 während eines Greifvorgangs und während eines Haltens und Transports eines ergriffenen Objekts O erreicht. Insbesondere wird die Gefahr einer elastischen Verformung einzelner Elastomerfinger 2 durch eine während des Transports auf die Elastomerfinger 2 wirkende kinetische Energie des ergriffenen Objekts O, beispielsweise während eines Beschleunigungsvorgangs zu Beginn des Transports, während eines Bremsvorgangs zum Ende des Transports und während Richtungswechseln während des Transports, vermieden. Derartige ungewollte elastische Verformungen könnten dazu führen, dass das ergriffene Objekt O nicht mehr sicher gehalten werden kann. Des Weiteren wird dadurch ein besserer Formschluss mit dem ergriffenen Objekt O erreicht. Zudem werden sicherere und schnellere Greifvorgänge ermöglicht.
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Des Weiteren ist bei dieser in den 1 bis 7 beispielhaft dargestellten ersten Ausführungsform vorteilhafterweise an der Basiseinheit 3 zwischen den Elastomerfingern 2 ein in den Greifinnenraum ausfahrbarer und in Richtung der Basiseinheit 3, insbesondere in Richtung der Greifseite der Basiseinheit 3, einfahrbarer Aktor 5 angeordnet, wobei ein von der Basiseinheit 3, insbesondere von deren Greifseite, abgewandtes Ende des Aktors 5 an der Membran 4 befestigt ist. Das Ausfahren und Einfahren des Aktors 5 ist insbesondere eine Translationsbewegung, insbesondere eine Translationsbewegung des an der Membran 4 befestigten Endes des Aktors 5.
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Der Aktor 5 unterstützt somit die Wirkung der Membran 4 zusätzlich, indem er während des Greifens des Objekts O in Richtung der Basiseinheit 3 eingefahren wird und dadurch die Membran 4 in Richtung der Basiseinheit 3 zieht, wodurch die an der Membran 4 befestigten Elastomerfinger 2 zusammengezogen werden, d. h. in Greifrichtung und somit aufeinander zu und in Richtung des zu greifenden Objekts O gezogen werden, wodurch die Greifbewegung der Elastomerfinger 2 unterstützt wird, wie insbesondere in 6 gezeigt. Bei einem Freigeben des ergriffenen Objekts O, d. h. bei einer Öffnungsbewegung der Elastomerfinger 2, fährt der Aktor 5 aus, wodurch diese Öffnungsbewegung unterstützt wird, wie insbesondere in 7 gezeigt. Des Weiteren kann der Aktor 5 dann gleichzeitig als Niederhalter wirken, d. h. derart ausfahren, dass er das Objekt O berührt und aus der Greifereinheit 1 herausdrückt und/oder an eine Ablagefläche A andrückt, wie ebenfalls in 7 gezeigt.
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Durch diese Lösung wird somit ein positionsgenaues Ablegen des Objekts O ermöglicht. Des Weiteren wird die oben beschriebene Stabilität bei dynamischen Prozessen, insbesondere während des Transports des ergriffenen Objekts O, weiter verbessert, so dass das ergriffene Objekt O sicher gehalten wird. Durch die Zugwirkung der Membran 4, welche durch Einfahren des Aktors 5 in Richtung der Basiseinheit 3 gezogen wird und dadurch die Elastomerfinger 2 in Greifrichtung zusammenzieht, wird zudem eine erhöhte Greifkraft ermöglicht. Des Weiteren wird dadurch ein schnelleres Zugreifen ermöglicht, da eine durch das Anschlagen und Anpressen an das zu greifende Objekt O verursachte Verformung der Elastomerfinger 2 entgegen der Greifrichtung durch diese Zugwirkung der Membran 4 verhindert wird. Zudem wird ein schnelleres Öffnen der Greifereinheit 1 und Ablegen des Objekts O durch das Ausfahren des Aktors 5 ermöglicht.
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Beispielsweise ist der Aktor 5 mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar, insbesondere pneumatisch oder beispielweise hydraulisch. Dadurch weisen der Aktor 5 und die Elastomerfinger 2 prinzipiell die gleiche Funktionsweise auf, d. h. sie werden mittels eines Arbeitsfluids betätigt, vorteilhafterweise mittels des gleichen Arbeitsfluids. Somit ist keine separate Antriebseinheit, insbesondere kein separater Antriebsmotor, zum Antrieb des Aktors 5 erforderlich.
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Insbesondere für diese Variante, in welcher der Aktor 5 mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar ist, ist der Aktor 5 vorteilhafterweise aus einem Elastomer ausgebildet. Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Aktor 5 teleskopierbar ist und auf diese Weise in den Greifinnenraum ausfahrbar und in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar ist, insbesondere da dieser Aktor 5, wie oben erwähnt, vorteilhafterweise eine Translationsbewegung ausführt. Auch hierbei kann dies mittels Überdruck bzw. Unterdruck erfolgen.
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Die Membran 4 ist beispielsweise elastisch ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise ein elastisches Anlegen der Membran 4 an das ergriffene Objekt O ermöglicht. Zudem wird dadurch eine zu starke Belastung der Elastomerfinger 2 verhindert, da sich die Membran 4 bei einem zu starken Zug durch das Einfahren des Aktors 5 dehnen kann.
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In dem hier gezeigten Beispiel der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 7 weist die Membran 4 Befestigungsöffnungen 6 zum Befestigen der Membran 4 an den Elastomerfingern 2 auf. Dadurch kann die Membran 4 auf einfache Weise über die Elastomerfinger 2 gestreift werden. Der jeweilige Elastomerfinger 2 wird somit in die jeweilige Befestigungsöffnung 6 der Membran 4 eingeführt und teilweise hindurchgeführt.
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In dem hier gezeigten Beispiel der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 7 weisen die Elastomerfinger 2 jeweils eine Mehrzahl von Halterippen 7 auf, welche in Längenrichtung des jeweiligen Elastomerfingers 2 zueinander beabstandet sind und sich jeweils zumindest über einen Teilumfang des jeweiligen Elastomerfingers 2 erstrecken. Der jeweilige Elastomerfinger 2 weist einen den jeweiligen anderen Elastomerfingern 2 zugewandten Innenbereich und einen von den anderen Elastomerfingern 2 abgewandten Außenbereich auf. Die Halterippen 7 sind insbesondere im Außenbereich des jeweiligen Elastomerfingers 2 angeordnet. Sie sind somit vorteilhafterweise nicht im insbesondere zum Berühren eines jeweils zu greifenden Objektes O vorgesehenen Innenbereich des jeweiligen Elastomerfingers 2 angeordnet.
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Durch die Halterippen 7 wird die mittels ihrer jeweiligen Befestigungsöffnung 6 über den jeweiligen Elastomerfinger 2 übergestreifte Membran 4 auf einfache Weise am jeweiligen Elastomerfinger 2 befestigt, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt, und dadurch gehalten. Vorteilhafterweise wird sie hierzu durch eine entsprechende Positionierung des Aktors 5 stets in einem vorgespannten Zustand gegenüber den Elastomerfingern 2 gehalten, so dass sie nicht über die Halterippen 7 gleiten und von den Elastomerfingern 2 abrutschen kann.
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Durch die Mehrzahl zueinander beabstandeter Halterippen 7 am jeweiligen Elastomerfinger 2 wird eine Einstellung verschiedener Positionen der Membran 4 relativ zur Basiseinheit 3 ermöglicht, d. h. es werden verschiedene Abstände der Membran 4 zur Basiseinheit 3 ermöglicht. Des Weiteren kann dadurch eine Zugwirkung der Membran 4 auf die Elastomerfinger 2 verändert werden. Durch eine Anordnung der Membran 4 stärker in Richtung einer Fingerspitze des jeweiligen Elastomerfingers 2 wird eine stärkere Zugwirkung und insbesondere eine stärkere Fingerkrümmung des jeweiligen Elastomerfingers 2 mittels der Zugwirkung der Membran 4 erreicht. Durch eine Anordnung der Membran 4 am jeweiligen Elastomerfinger 2 stärker in Richtung der Basiseinheit 3 wird dies entsprechend verringert.
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In einer möglichen Ausführungsform weist die Membran 4 in einem Befestigungsbereich, in welchem der Aktor 5 an der Membran 4 befestigt ist, eine Öffnung 8 auf. Beispielsweise ist das von der Basiseinheit 3 abgewandte Ende des Aktors 5 in dieser Öffnung 8 der Membran 4 angeordnet und auf diese Weise an der Membran 4 befestigt. Dadurch wird beispielsweise eine Befestigung der Membran 4 am Aktor 5 auf ähnliche Weise wie an den Elastomerfingern 2 ermöglicht, beispielsweise durch Überstreifen der Membran 4 über den Aktor 5, zum Beispiel über einen Halterand am von der Basiseinheit 3 abgewandten Ende des Aktors 5.
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In einer möglichen Ausführungsform weist das an der Membran 4 befestigte Ende des Aktors 5 eine Öffnung 9 auf. Vorteilhafterweise weist dann auch die Membran 4 die oben beschriebene Öffnung 8 auf, welche dann sich zumindest bereichsweise überlagernd positioniert sind, insbesondere indem das die Öffnung 9 aufweisende von der Basiseinheit 3 abgewandte Ende des Aktors 5 durch die Öffnung 8 der Membran 4 hindurchgeführt ist. 4 zeigt ein Beispiel mit geschlossenem Aktor 5 und 5 ein Beispiel, in welchem sowohl die Membran 4 die Öffnung 8 aufweist als auch der Aktor 5 die beschriebene Öffnung 9 aufweist.
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Bei der Ausführungsform, in welcher der Aktor 5 diese Öffnung 9 und auch die Membran 4 die Öffnung 8 aufweist und diese beiden Öffnungen 8, 9 auf die beschriebene Weise angeordnet sind, ist der Aktor 5 vorteilhafterweise auf die oben beschriebene Weise mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar. Durch den Unterdruck beim Einfahren des Aktors 5 kann der Aktor 5 dann zusätzlich als Sauger verwendet werden, welcher das zu greifende Objekt O ansaugt. Dadurch wird eine höhere Stabilität und ein besonders sicheres Greifen und Halten des Objekts O ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei schweren Objekten O, da aus dem Ansaugen eine zusätzliche Haltekraft resultiert. Durch den Überdruck beim Ausfahren des Aktors 5 strömt das Arbeitsfluid, insbesondere Luft, aus der Öffnung 9 des Aktors 5 aus, wodurch beispielsweise das Objekt O, welches abgelegt werden soll, zusätzlich durch das Arbeitsfluid aus der Greifereinheit 1 herausgedrückt wird.
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Beispielsweise sind der Aktor 5 und die Elastomerfinger 2 separat betätigbar. Insbesondere sind die Elastomerfinger 2 zusammen betätigbar und der Aktor 5 ist separat betätigbar. Dadurch kann die Greifbewegung der Elastomerfinger 2 und die zusätzliche Unterstützung durch den Aktor 5 und die Membran 4 individuell aufeinander abgestimmt werden, beispielsweise angepasst an ein jeweils zu greifendes Objekt O.
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Vorteilhafterweise ist, um diese separate Betätigung des Aktors 5 und der Elastomerfinger 2 zu ermöglichen, in der Basiseinheit 3 mindestens ein Arbeitsfluidkanal zur Druckversorgung der Elastomerfinger 2 und getrennt davon mindestens ein weiterer Arbeitsfluidkanal zur Druckversorgung des mindestens einen Aktors 5 ausgebildet. Dadurch wird zur Druckbeaufschlagung eine getrennte Zuführung des Arbeitsfluids zum Aktor 5 und zu den Elastomerfingern 2 ermöglicht und ebenso wird zur Unterdruckbeaufschlagung eine getrennte Abführung des Arbeitsfluids vom Aktor 5 und von den Elastomerfingern 2 ermöglicht.
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Die 8 bis 15 zeigen weitere Ausführungsformen der Greifereinheit 1. In den 8 und 9 ist die Greifereinheit 1 ohne Membran 4 und ohne Aktor 5 dargestellt. Beispielsweise kann diese Ausführungsform durch Anbringen der Membran 4 und des Aktors 5 in die in den 1 bis 7 gezeigte erste Ausführungsform verwandelt werden. Die Membran 4 und/oder der Aktor 5 sind beispielsweise, je nach Bedarf, installierbar und deinstallierbar, so dass die Greifereinheit 1 beispielsweise entsprechend der in den 1 bis 7 dargestellten ersten Ausführungsform ausgebildet ist oder beispielsweise wie in den 8 und 9 ausgebildet ist oder beispielsweise die Membran 4 aufweist, jedoch nicht den Aktor 5, oder beispielsweise den Aktor 5 aufweist, jedoch nicht die Membran 4. Bei der Ausführungsform mit zusätzlichem Aktor 5, jedoch ohne Membran 4, kann der Aktor 5 beispielsweise auf die oben beschriebene Weise als Niederhalter und/oder als Sauger verwendet werden.
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Die 10 bis 15 zeigen weitere Ausführungsformen der Greifereinheit 1, wobei auch eine Kombination der Merkmale dieser Ausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsform gemäß den 1 bis 7 möglich ist. Bei den Ausführungsformen gemäß den 10 bis 15 sind jeweils zwei nebeneinander angeordnete Elastomerfinger 2, d. h. jeweils ein Elastomerfingerpaar, durch mindestens eine seitliche Verbindungsmembran 10 miteinander verbunden. In der Ausführungsform gemäß den 10 und 11 erstreckt sich die jeweilige Verbindungsmembran 10 über eine gesamte Länge der jeweiligen beiden Elastomerfinger 2. In der Ausführungsform gemäß den 12 und 13 ist diese Verbindungsmembran 10 nur in einem Fingerspitzenbereich der jeweiligen beiden Elastomerfinger 2 angeordnet. In der Ausführungsform gemäß den 14 und 15 sind pro Elastomerfingerpaar mehrere solche seitlichen Verbindungsmembranen 10 vorgesehen, wobei jeweils eine Verbindungsmembran 10 in einem Fingerspitzenbereich, eine weitere Verbindungsmembran 10 in einem der Basiseinheit 3 zugewandten Bereich und eine weitere Verbindungsmembran 10 dazwischen in einem mittleren Bereich der jeweiligen beiden Elastomerfinger 2 angeordnet ist.
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Die jeweilige Verbindungsmembran 10 ist an den jeweiligen beiden Elastomerfingern 2 befestigt, in den hier dargestellten Beispielen jeweils am Innenbereich der Elastomerfinger 2. Sie begrenzt somit den Greifinnenraum seitlich, zusätzlich zu den Elastomerfingern 2. Sie vergrößert somit beispielsweise eine seitlich am Objekt O anliegende Greiffläche. Des Weiteren stabilisieren sich die auf diese Weise, d. h. über die mindestens eine Verbindungsmembran 10, miteinander verbundenen Elastomerfinger 2 gegenseitig.
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In einer möglichen Ausführungsform ist die jeweilige seitliche Verbindungsmembran 10 elastisch ausgebildet.
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In einer in den Figuren nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann die Greifereinheit 1 beispielsweise mindestens einen Elastomerfinger 2 und einen starren Halter oder zwei Elastomerfinger 2 umfassen, welche an der Basiseinheit 3 angeordnet sind, wobei hier ebenfalls der mindestens eine Elastomerfinger 2 oder die beiden Elastomerfinger 2 mittels Überdruck und Unterdruck, insbesondere pneumatisch oder beispielsweise hydraulisch, betätigbar und dadurch biegbar sind. Beispielsweise sind die beiden Elastomerfinger 2 mittels Unterdruck gegeneinander biegbar, um die Greifereinheit 1 zu schließen und somit zuzugreifen, und mittels Überdruck voneinander wegbiegbar, um die Greifereinheit 1 zu öffnen und dadurch ein ergriffenes Objekt O loszulassen oder an ein Objekt O heranbewegt zu werden, oder umgekehrt. Entsprechend ist beispielsweise auch der mindestens eine Elastomerfinger 2 mittels Unterdruck in Richtung des starren Halters biegbar, um die Greifereinheit 1 zu schließen und somit zuzugreifen, und mittels Überdruck von starren Halter wegbiegbar, um die Greifereinheit 1 zu öffnen und dadurch ein ergriffenes Objekt O loszulassen oder an ein Objekt O heranbewegt zu werden, oder umgekehrt.
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Hierzu sind die beiden Elastomerfinger 2 jeweils derart ausgebildet oder ist der mindestens eine Elastomerfinger 2 derart ausgebildet, dass sie bzw. er unterschiedlich elastisch verformbare Bereiche aufweisen/aufweist, so dass durch eine Unterdruckbeaufschlagung und eine daraus resultierende unterschiedliche elastische Verformung dieser Bereiche sich der mindestens eine oder der jeweilige Elastomerfinger 2 in die eine Richtung biegt, insbesondere auf den starren Halter bzw. den anderen Elastomerfinger 2 zu, um die Greifereinheit 1 zu schließen und dadurch zuzugreifen, und durch eine Druckbeaufschlagung und eine daraus resultierende unterschiedliche elastische Verformung dieser Bereiche sich der mindestens eine oder der jeweilige Elastomerfinger 2 in die entgegengesetzte Richtung biegt, insbesondere vom starren Halter bzw. vom anderen Elastomerfingern 2 weg, um die Greifereinheit 1 zu öffnen und dadurch ein ergriffenes Objekt O freizugeben oder die Greifereinheit 1 an ein zu greifendes Objekt O heranzuführen.
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Zur Unterstützung dieser Biegebewegung der Elastomerfinger 2 kann auch hier beispielsweise zusätzlich vorgesehen sein, dass der mindestens eine oder der jeweilige Elastomerfinger 2 einen Federstrang entlang seiner Längenrichtung aufweist, welcher ein Zurückbiegen des mindestens einen bzw. des jeweiligen Elastomerfingers 2 aus einer durch Überdruck ausgelenkten Biegestellung und/oder aus einer durch Unterdruck ausgelenkten Biegestellung zurück in eine Grundstellung unterstützt.
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Auch bei dieser nicht dargestellten Ausführungsform kann die Greifereinheit 1 zusätzlich die Membran 4 aufweisen, welche in dem von den beiden Elastomerfingern 2 oder von dem mindestens einen Elastomerfinger 2 und dem starren Halter begrenzten Greifinnenraum angeordnet und an den Elastomerfingern 2 oder an dem mindestens einen Elastomerfinger 2 und dem starren Halter befestigt ist. Durch diese Membran 4 sind die Elastomerfinger 2 miteinander verbunden bzw. der mindestens eine Elastomerfinger 2 ist durch diese Membran 4 mit dem starren Halter verbunden. Zudem legt sich die Membran 4 während des Greifens des Objekts O bereichsweise um das Objekt O und zieht dadurch zudem die Elastomerfinger 2 zusammen bzw. den mindestens einen Elastomerfinger 2 in Richtung des starren Halters, wodurch eine durch das Betätigen der Elastomerfinger 2 oder des mindestens einen Elastomerfingers 2 mittels Überdruck oder Unterdruck zum Greifen des Objekts O erfolgende Greifbewegung der Elastomerfinger 2 oder des mindestens einen Elastomerfingers 2 zusätzlich unterstützt wird. Auch durch diese Lösung wird somit insbesondere eine bessere Stabilität der Elastomerfinger 2 oder des mindestens einen Elastomerfingers 2 während eines Greifvorgangs und während eines Haltens und Transports eines ergriffenen Objekts O erreicht. Insbesondere wird die Gefahr einer elastischen Verformung einzelner Elastomerfinger 2 oder des mindestens einen Elastomerfingers 2 durch eine während des Transports auf die Elastomerfinger 2 oder auf den mindestens einen Elastomerfinger 2 wirkende kinetische Energie des ergriffenen Objekts O, beispielsweise während eines Beschleunigungsvorgangs zu Beginn des Transports, während eines Bremsvorgangs zum Ende des Transports und während Richtungswechseln während des Transports, vermieden. Derartige ungewollte elastische Verformungen könnten dazu führen, dass das ergriffene Objekt O nicht mehr sicher gehalten werden kann. Des Weiteren wird dadurch ein besserer Formschluss mit dem ergriffenen Objekt O erreicht. Zudem werden sicherere und schnellere Greifvorgänge ermöglicht.
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Auch bei dieser nicht dargestellten Ausführungsform ist vorteilhafterweise an der Basiseinheit 3 zwischen den beiden Elastomerfingern 2 oder zwischen dem mindestens einen Elastomerfinger 2 und dem starren Halter der in den Greifinnenraum ausfahrbare und in Richtung der Basiseinheit 3, insbesondere in Richtung der Greifseite der Basiseinheit 3, einfahrbare Aktor 5 angeordnet und auf die oben beschriebene Weise mit der Membran 4 verbunden. Das Ausfahren und Einfahren des Aktors 5 ist insbesondere die oben bereits beschriebene Translationsbewegung.
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Der Aktor 5 unterstützt somit auch bei dieser Ausführungsform die Wirkung der Membran 4 zusätzlich, indem er während des Greifens des Objekts O in Richtung der Basiseinheit 3 eingefahren wird und dadurch die Membran 4 in Richtung der Basiseinheit 3 zieht, wodurch die an der Membran 4 befestigten Elastomerfinger 2 zusammengezogen werden, d. h. in Greifrichtung und somit aufeinander zu und in Richtung des zu greifenden Objekts O gezogen werden, wodurch die Greifbewegung der Elastomerfinger 2 unterstützt wird, oder der mindestens eine Elastomerfinger 2 in Richtung des starren Halters gezogen wird, d. h. ebenfalls in Greifrichtung und somit in Richtung des zu greifenden Objekts O gezogen wird, wodurch ebenfalls die Greifbewegung des mindestens einen Elastomerfingers 2 unterstützt wird. Bei einem Freigeben des ergriffenen Objekts O, d. h. bei einer Öffnungsbewegung des mindestens einen Elastomerfingers 2 oder der beiden Elastomerfinger 2, fährt der Aktor 5 aus, wodurch diese Öffnungsbewegung unterstützt wird. Des Weiteren kann der Aktor 5 dann auch hier gleichzeitig als Niederhalter wirken, d. h. derart ausfahren, dass er das Objekt O berührt und aus der Greifereinheit 1 herausdrückt und/oder an eine Ablagefläche A andrückt.
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Auch durch diese Lösung wird somit ein positionsgenaues Ablegen des Objekts O ermöglicht. Des Weiteren wird die oben beschriebene Stabilität bei dynamischen Prozessen, insbesondere während des Transports des ergriffenen Objekts O, weiter verbessert, so dass das ergriffene Objekt O sicher gehalten wird. Durch die Zugwirkung der Membran 4, welche durch Einfahren des Aktors 5 in Richtung der Basiseinheit 3 gezogen wird und dadurch die beiden Elastomerfinger 2 in Greifrichtung zusammenzieht oder den mindestens einen Elastomerfinger 2 in Greifrichtung gegen den starren Halter zieht, wird zudem auch hier eine erhöhte Greifkraft ermöglicht. Des Weiteren wird dadurch auch hier ein schnelleres Zugreifen ermöglicht, da eine durch das Anschlagen und Anpressen an das zu greifende Objekt O verursachte Verformung der Elastomerfinger 2 oder des mindestens einen Elastomerfingers 2 entgegen der Greifrichtung durch diese Zugwirkung der Membran 4 verhindert wird. Zudem wird ein schnelleres Öffnen der Greifereinheit 1 und Ablegen des Objekts O durch das Ausfahren des Aktors 5 ermöglicht.
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Auch bei dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform ist der Aktor 5 beispielsweise mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar, insbesondere pneumatisch oder beispielweise hydraulisch. Dadurch weisen der Aktor 5 und die Elastomerfinger 2 bzw. der Aktor 5 und der mindestens eine Elastomerfinger 2 prinzipiell die gleiche Funktionsweise auf, d. h. sie werden mittels eines Arbeitsfluids betätigt, vorteilhafterweise mittels des gleichen Arbeitsfluids. Somit ist keine separate Antriebseinheit, insbesondere kein separater Antriebsmotor, zum Antrieb des Aktors 5 erforderlich.
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Insbesondere für diese Variante, in welcher der Aktor 5 mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar ist, ist der Aktor 5 auch bei dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform vorteilhafterweise aus einem Elastomer ausgebildet. Alternativ kann auch hier beispielsweise vorgesehen sein, dass der Aktor 5 teleskopierbar ist und auf diese Weise in den Greifinnenraum ausfahrbar und in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar ist, insbesondere da dieser Aktor 5, wie oben erwähnt, vorteilhafterweise eine Translationsbewegung ausführt. Auch hierbei kann dies mittels Überdruck bzw. Unterdruck erfolgen.
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Die Membran 4 ist auch bei dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform beispielsweise elastisch ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise ein elastisches Anlegen der Membran 4 an das ergriffene Objekt O ermöglicht. Zudem wird dadurch eine zu starke Belastung der Elastomerfinger 2 oder des mindestens einen Elastomerfingers 2 verhindert, da sich die Membran 4 bei einem zu starken Zug durch das Einfahren des Aktors 5 dehnen kann.
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Auch bei dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Membran 4 Befestigungsöffnungen 6 zum Befestigen der Membran 4 an den Elastomerfingern 2 oder am mindestens einen Elastomerfinger 2 und am starren Halter aufweisen. Dadurch kann die Membran 4 auf einfache Weise über die Elastomerfinger 2 oder über den mindestens einen Elastomerfinger 2 und den starren Halter gestreift werden. Der jeweilige Elastomerfinger 2 oder der mindestens eine Elastomerfinger 2 und der starre Halter wird somit in die jeweilige Befestigungsöffnung 6 der Membran 4 eingeführt und teilweise hindurchgeführt.
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Auch in dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform kann der mindestens eine Elastomerfinger 2 oder können die Elastomerfinger 2 jeweils eine Mehrzahl von Halterippen 7 aufweisen, welche in Längenrichtung des mindestens einen oder des jeweiligen Elastomerfingers 2 zueinander beabstandet sind und sich jeweils zumindest über einen Teilumfang des mindestens einen oder des jeweiligen Elastomerfingers 2 erstrecken. Der jeweilige Elastomerfinger 2 weist einen dem jeweiligen anderen Elastomerfinger 2 zugewandten Innenbereich und einen vom anderen Elastomerfinger 2 abgewandten Außenbereich auf. Ebenso weist der mindestens eine Elastomerfinger 2 einen dem starren Halter zugewandten Innenbereich und einen vom starren Halter abgewandten Außenbereich auf. Die Halterippen 7 sind insbesondere im Außenbereich des mindestens einen oder des jeweiligen Elastomerfingers 2 angeordnet. Sie sind somit vorteilhafterweise nicht im insbesondere zum Berühren eines jeweils zu greifenden Objektes O vorgesehenen Innenbereich des mindestens einen oder des jeweiligen Elastomerfingers 2 angeordnet.
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Durch die Halterippen 7 wird die mittels ihrer jeweiligen Befestigungsöffnung 6 über den jeweiligen Elastomerfinger 2 oder mittels ihrer für den mindestens einen Elastomerfinger 2 vorgesehenen Befestigungsöffnung 6 über diesen mindestens einen Elastomerfinger 2 übergestreifte Membran 4 auf einfache Weise am mindestens einen oder am jeweiligen Elastomerfinger 2 befestigt, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt, und dadurch gehalten. Vorteilhafterweise wird sie hierzu durch eine entsprechende Positionierung des Aktors 5 stets in einem vorgespannten Zustand gegenüber den Elastomerfingern 2 oder gegenüber dem mindestens einen Elastomerfinger 2 und dem starren Halter gehalten, so dass sie nicht über die Halterippen 7 gleiten und von den Elastomerfingern 2 abrutschen kann.
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Durch die Mehrzahl zueinander beabstandeter Halterippen 7 am mindestens einen oder am jeweiligen Elastomerfinger 2 wird auch hier eine Einstellung verschiedener Positionen der Membran 4 relativ zur Basiseinheit 3 ermöglicht, d. h. es werden verschiedene Abstände der Membran 4 zur Basiseinheit 3 ermöglicht. Des Weiteren kann dadurch eine Zugwirkung der Membran 4 auf den mindestens einen oder auf die Elastomerfinger 2 verändert werden. Durch eine Anordnung der Membran 4 stärker in Richtung einer Fingerspitze des mindestens einen oder des jeweiligen Elastomerfingers 2 wird eine stärkere Zugwirkung und insbesondere eine stärkere Fingerkrümmung mittels der Zugwirkung der Membran 4 erreicht. Durch eine Anordnung der Membran 4 am mindestens einen oder am jeweiligen Elastomerfinger 2 stärker in Richtung der Basiseinheit 3 wird dies entsprechend verringert.
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Auch in dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Membran 4 im Befestigungsbereich, in welchem der Aktor 5 an der Membran 4 befestigt ist, eine Öffnung 8 aufweisen. Beispielsweise ist das von der Basiseinheit 3 abgewandte Ende des Aktors 5 in dieser Öffnung 8 der Membran 4 angeordnet und auf diese Weise an der Membran 4 befestigt. Dadurch wird beispielsweise eine Befestigung der Membran 4 am Aktor 5 auf ähnliche Weise wie am mindestens einen Elastomerfinger 2 oder wie an den Elastomerfingern 2 ermöglicht, beispielsweise durch Überstreifen der Membran 4 über den Aktor 5, zum Beispiel über einen Halterand am von der Basiseinheit 3 abgewandten Ende des Aktors 5.
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Auch in dieser nicht dargestellten Ausführungsform kann das an der Membran 4 befestigte Ende des Aktors 5 die Öffnung 9 aufweisen. Vorteilhafterweise weist dann auch die Membran 4 die oben beschriebene Öffnung 8 auf, welche dann sich zumindest bereichsweise überlagernd positioniert sind, insbesondere indem das die Öffnung 9 aufweisende von der Basiseinheit 3 abgewandte Ende des Aktors 5 durch die Öffnung 8 der Membran 4 hindurchgeführt ist.
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Bei der Variante, in welcher der Aktor 5 diese Öffnung 9 und auch die Membran 4 die Öffnung 8 aufweist und diese beiden Öffnungen 8, 9 auf die beschriebene Weise angeordnet sind, ist der Aktor 5 vorteilhafterweise auf die oben beschriebene Weise mittels Überdruck in den Greifinnenraum ausfahrbar und mittels Unterdruck in Richtung der Basiseinheit 3 einfahrbar. Durch den Unterdruck beim Einfahren des Aktors 5 kann der Aktor 5 dann zusätzlich als Sauger verwendet werden, welcher das zu greifende Objekt O ansaugt. Dadurch wird eine höhere Stabilität und ein besonders sicheres Greifen und Halten des Objekts O ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei schweren Objekten O, da aus dem Ansaugen eine zusätzliche Haltekraft resultiert. Durch den Überdruck beim Ausfahren des Aktors 5 strömt das Arbeitsfluid, insbesondere Luft, aus der Öffnung 9 des Aktors 5 aus, wodurch beispielsweise das Objekt O, welches abgelegt werden soll, zusätzlich durch das Arbeitsfluid aus der Greifereinheit 1 herausgedrückt wird.
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Beispielsweise sind auch bei dieser hier nicht dargestellten Ausführungsform der Aktor 5 und die Elastomerfinger 2 bzw. der Aktor 5 und der mindestens eine Elastomerfinger 2 separat betätigbar. Insbesondere sind die Elastomerfinger 2 zusammen betätigbar und der Aktor 5 ist separat betätigbar. Dadurch kann die Greifbewegung der Elastomerfinger 2 und die zusätzliche Unterstützung durch den Aktor 5 und die Membran 4 individuell aufeinander abgestimmt werden, beispielsweise angepasst an ein jeweils zu greifendes Objekt O.
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Vorteilhafterweise ist, um diese separate Betätigung des Aktors 5 und des mindestens einen Elastomerfingers 2 bzw. des Aktors 5 und der Elastomerfinger 2 zu ermöglichen, in der Basiseinheit 3 mindestens ein Arbeitsfluidkanal zur Druckversorgung des mindestens einen Elastomerfingers 2 oder der Elastomerfinger 2 und getrennt davon mindestens ein weiterer Arbeitsfluidkanal zur Druckversorgung des mindestens einen Aktors 5 ausgebildet. Dadurch wird zur Druckbeaufschlagung eine getrennte Zuführung des Arbeitsfluids zum Aktor 5 und zum mindestens einen Elastomerfinger 2 oder zum Aktor 5 und zu den Elastomerfingern 2 ermöglicht und ebenso wird zur Unterdruckbeaufschlagung eine getrennte Abführung des Arbeitsfluids vom Aktor 5 und vom mindestens einen Elastomerfinger 2 oder vom Aktor 5 und von den Elastomerfingern 2 ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Greifereinheit
- 2
- Elastomerfinger
- 3
- Basiseinheit
- 4
- Membran
- 5
- Aktor
- 6
- Befestigungsöffnung
- 7
- Halterippe
- 8
- Öffnung Membran
- 9
- Öffnung Aktor
- 10
- Verbindungsmembran
- A
- Ablagefläche
- O
- Objekt
