DE19939930A1 - Miniaturgreifvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Miniaturgreifvorrichtung mit zwei Greiffingern, von denen wenigstens einer mittels einer Aktivierungseinheit relativ zu einem Grundaufbau beweglich gelagert ist, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Greiffinger zu dem anderen Greiffinger parallelbeweglich gelagert, und die Aktivierungseinheit weist wenigstene eine miniaturisierte, elektrische Motor-Getriebeeinheit auf. DOLLAR A Einsatz in der Feinwerktechnik.

Description

Die Erfindung betrifft eine Miniaturgreifvorrichtung mit zwei Greiffingern, von denen wenigstens einer mittels einer Akti­ vierungseinheit relativ zu einem Grundaufbau beweglich gela­ gert ist.

Eine derartige Greifvorrichtung ist aus der DE 197 29 942 A1 bekannt. Die beiden Greiffinger werden durch eine Aktivie­ rungseinheit bewegt, die mit piezoelektrischen Aktuatoren versehen ist. Die beiden Greiffinger sind relativ zueinander sowie relativ zum Gehäuse gelenkig angeordnet und werden bei einer Aktivierung der piezoelektrischen Elemente gegeneinan­ derbewegt, wobei lediglich ein Greiffinger von den piezoelek­ trischen Elementen direkt angesteuert wird und der andere Greiffinger indirekt durch die Ankopplung an den ersten Greiffinger mitbewegt wird.

Eine ähnliche Miniaturgreifvorrichtung ist als Pinzettengrei­ fer allgemein bekannt. Der Pinzettengreifer weist einen be­ weglichen und einen starren Greiffinger auf, wobei der beweg­ liche Greiffinger mittels eines piezoelektrischen Aktuators beweglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Miniaturgreifvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln exakte Greifbewegungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der wenigstens eine Greiffinger zu dem anderen Greiffinger parallelbeweglich ge­ lagert ist und daß die Aktivierungseinheit wenigstens eine miniaturisierte, elektrische Motor/Getriebeeinheit aufweist. Dadurch wird in mechanisch einfacher Weise eine Parallelver­ lagerbarkeit wenigstens eines Greiffingers erzielt. Falls beide Greiffinger beweglich gelagert sind, ist jedem Greif­ finger eine eigene Motor/Getriebeeinheit zugeordnet. Als mi­ niaturisierte, elektrische Motor/Getriebeeinheit können han­ delsübliche Mikromotoren mit zugehörigem Mikrogetriebe einge­ setzt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Greif­ finger mittels eines Spindeltriebes mit der Motor/Getriebe­ einheit verbunden. Dies ist eine besonders einfache Ausge­ staltung, um die Drehbewegung der Motor/Getriebeeinheit in eine Linearbewegung für den Greiffinger zu übertragen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind beide Greiffin­ ger parallel zueinander mittels eigener Führungsprofilanord­ nungen linearbeweglich gelagert und für jeden Greiffinger ist eine eigene Motor/Getriebeeinheit vorgesehen, wobei beide Mo­ tor/Getriebeeinheiten mittels wenigstens einer elektronischen Steuereinheit unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Durch die unabhängige Ansteuerung beider Greiffinger ist es mög­ lich, auch außerhalb des symmetrischen Greifzentrums der Greiffinger einen entsprechenden Gegenstand zu ergreifen. Durch den Einsatz der Motor/Getriebeeinheiten ist eine stu­ fenlose Verschiebung der Greiffinger mit definierten Kräften möglich. Vorzugsweise wird jede Führungsprofilanordnung durch zwei Führungsstangen gebildet, die von entsprechenden Gleit­ abschnitten des Greiffingers umgriffen werden und die in dem Grundaufbau festgelegt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jede Führungspro­ filanordnung mit einer Gleitlagerung für den zugeordneten Greiffinger versehen. Dadurch ist eine leichtgängige Linear­ beweglichkeit der Greiffinger gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Führungspro­ filanordnungen in dem Grundaufbau derart winklig angeordnet, daß die Greiffinger in einem spitzen Winkel zueinander ausge­ richtet sind. Dadurch wird eine äußerst kompakte Bauform er­ zielt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Mo­ tor/Getriebeeinheiten in dem Grundaufbau spiegelsymmetrisch und längserstreckt ausgerichtet. Die Ausrichtung der Motor/­ Getriebeeinheiten spiegelsymmetrisch zu einer entsprechenden Mittelebene des Grundaufbaus und in Längsrichtung des Grund­ aufbaus ermöglicht eine schmale, kompakte Bauweise für die Miniaturgreifvorrichtung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Steuereinheit derart gestaltet, daß die Motor/Getriebeeinheit synchronisiert ansteuerbar sind. Dadurch werden exakte Greif­ vorgänge gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jede Motor/Ge­ triebeeinheit durch Klemmung im Grundaufbau gehalten. Dadurch ist es möglich, den Grundaufbau zur Wärmeableitung von Motor­ wärme ergänzend mit heranzuziehen. Die Klemmung ermöglicht zudem eine einfache und sichere Fixierung jeder Motor/Ge­ triebeeinheit in dem Grundaufbau.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt in einer teilweise aufgeschnittenen Seitendar­ stellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Miniaturgreifvorrichtung,

Fig. 2 in einer Frontansicht die Miniaturgreifvorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, und

Fig. 3 in einer Draufsicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1 die Miniaturgreifvorrichtung nach den Fig. 1 und 2.

Eine Miniaturgreifvorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 weist ei­ nen Grundaufbau 1 in Form eines einteiligen Grundkörpers auf, an dem zwei Greiffinger 2 in Richtung des Doppelpfeiles S in nachfolgend näher beschriebener Weise parallel zueinander li­ nearbeweglich gelagert sind. Beide Greiffinger 2 sind gemäß Fig. 2 in einem spitzen Winkel zueinander ausgerichtet und überlagern einander in einem Greifbereich, der in Fig. 1 im Bereich der Unterseite der Greiffinger 2 vorgesehen ist. Die Greiffinger 2 können daher im Bereich ihrer unteren Stirnen­ den zwischen sich einen entsprechenden Gegenstand ergreifen. Zur linearbeweglichen Lagerung jedes Greiffingers 2 sind in dem Grundaufbau 1 für jeden Greiffinger 2 als Führungsprofil­ anordnung zwei parallel und in Verschieberichtung der Greif­ finger 2 ausgerichtete Führungsprofile 3, 5 vorgesehen, wobei die Führungsprofilpaare 3, 5 beider Greiffinger 2 korrespon­ dierend zu der winkligen Ausrichtung der Greiffinger 2 in winklig versetzten Ebenen angeordnet sind (Fig. 2). Zur gleitbeweglichen Führung jedes Greiffingers 2 auf den beiden zugeordneten Führungsprofilen 3, 5 weist der Greiffinger 2 als ersten Gleitabschnitt zum einen eine einstückig angeform­ te Gleitbuchse 4 auf. Zum anderen ist er mit einem entgegen­ gesetzt zum Greifbereich von der Gleitbuchse 4 abragenden, ebenfalls einstückig angeformten zweiten Gleitabschnitt in Form eines Auslegerarmes 6 versehen, der auf dem oberen Füh­ rungsprofil 5 gleitbeweglich gelagert ist.

An die Greiffinger 2 sind je nach Einsatzgebiet angepaßte Greifwerkzeuge anflanschbar.

In der durch die beiden Führungsprofile 3, 5 jedes Greiffin­ gers 2 gebildeten Ebene ist für jeden Greiffinger 2 in dem Grundaufbau 1 eine miniaturisierte, elektrische Motor/Ge­ triebeeinheit 9, 10 integriert, die mit einer Gewindespindel 7 eines Spindeltriebs in Verbindung steht. Korrespondierend zu der Gewindespindel 7 ist in dem Greiffinger 2 eine Gewin­ debohrung vorgesehen, die von der Gewindespindel 7 durchsetzt wird. Die Gewindespindel 7 ist vorzugsweise auf eine Getrie­ beabtriebswelle eines Planetengetriebes 10 der Motor/Ge­ triebeeinheit aufgeklebt, kann jedoch auch in anderer Art und Weise mit dieser verbunden sein. Zur axialen Abstützung von Reaktionskräften ist die Gewindespindel 7 an ihrem der Motor/­ Getriebeeinheit 9, 10 gegenüberliegenden Stirnende in einer Gleitlagerung 8 des Grundaufbaus 1 mittels eines entsprechen­ den stirnseitigen Lagerzapfens drehbeweglich gelagert. Als Motor der elektrischen Motor/Getriebeeinheit wird vorzugswei­ se ein handelsüblicher Mikromotor eingesetzt. Die Motor/Ge­ triebeeinheit 9, 10 ist über ihre gesamte Länge in einem man­ telartigen Gehäuseabschnitt 11 des Grundaufbaus 1 gehalten, wobei der Gehäuseabschnitt 11 durch Bildung von zwei Klemm­ schenkeln zu einer Seite hin offen ist. Mittels entsprechen­ der Klemmschrauben oder anderer Befestigungselemente sind die Klemmschenkel des Gehäuseabschnittes 11 über die gesamte Län­ ge des Gehäuseabschnittes 11 zusammendrückbar, wodurch eine Einspannung der Motor/Getriebeeinheit 9, 10 erzielbar ist. Der Grundaufbau 1 ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegie­ rung hergestellt, so daß die klemmende Einspannung jeder Mo­ tor/Getriebeeinheit eine Wärmeableitung ermöglicht.

Anhand der Fig. 1 bis 3 ist erkennbar, daß die Greiffinger wie auch die zugehörigen Motor/Getriebeeinheiten 9, 10 und der jeweilige Spindeltrieb 7, 8 spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen Mittelquerebene gestaltet sind. Auch der Grundauf­ bau 1 selbst ist entsprechend spiegelsymmetrisch gestaltet.

Die Gesamtabmessungen der Miniaturgreifvorrichtung sind sehr klein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Mi­ niaturgreifvorrichtung eine Gesamtlänge von etwa 21 mm und eine Gesamtbreite von etwa 10 mm sowie eine Gesamthöhe von ca. 16 mm auf. Die Führungsprofile 3, 5 sind als stangen- oder rohrförmige Stahlachsen mit kreisförmigem Querschnitt gestaltet.

Der Miniaturgreifvorrichtung ist eine nicht näher dargestell­ te elektronische Steuereinheit zugeordnet, die eine unabhän­ gige und/oder synchronisierte Ansteuerung der beiden Motor/­ Getriebeeinheiten 9, 10 ermöglicht. Dadurch ist es möglich, zum einen synchronisierte Bewegungen der beiden Greiffinger 2 zu ermöglichen. Zum anderen kann ein Ergreifen des jeweiligen Gegenstandes auch außerhalb des symmetrischen Greifzentrums beider Greiffinger 2 erfolgen, indem beide Greiffinger 2 um entsprechende Beträge zu einer Seite hin verfahren werden.

Eine weiter vereinfachte Ausführungsform ergibt sich, wenn anstelle von zwei beweglichen Greiffingern und der Anordnung von zwei Motor/Getriebeeinheiten der eine Greiffinger starr positioniert ist und lediglich der andere Greiffinger durch eine einzelne Motor/Getriebeeinheit relativ zu dem festste­ henden Greiffinger parallel verfahren wird. Synchronisierte Bewegungen oder Greifvorgänge außerhalb des Greifzentrums sind dann jedoch nicht möglich.

Claims (9)

1. Miniaturgreifvorrichtung mit zwei Greiffingern, von de­ nen wenigstens einer mittels einer Aktivierungseinheit rela­ tiv zu einem Grundaufbau beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Greiffinger (2) zu dem anderen Greif­ finger (2) parallelbeweglich gelagert ist, und daß die Akti­ vierungseinheit wenigstens eine miniaturisierte, elektrische Motor/Getriebeeinheit (9, 10) aufweist.

2. Miniaturgreifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wenigstens eine Greiffinger (2) mittels eines Spindeltriebes (7, 8) mit der Motor/Getriebeeinheit (9, 10) verbunden ist.

3. Miniaturgreifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Greiffinger (2) durch eine Führungsprofilanordnung (3, 5) linearbeweglich ge­ führt ist.

4. Miniaturgreifvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Greiffinger (2) parallel zueinander mittels eigener Führungsprofilanordnungen (2, 5) linearbeweg­ lich gelagert sind, und daß für jeden Greiffinger (2) eine eigene Motor/Getriebeeinheit (9, 10) vorgesehen ist, wobei beide Motor/Getriebeeinheiten (9, 10) mittels wenigstens ei­ ner elektronischen Steuereinheit unabhängig voneinander ange­ steuert werden.

5. Miniaturgreifvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Führungsprofilanordnung mit dem jeweiligen Greiffinger (2) über Gleitlagerungen (4, 6) verbunden ist.

6. Miniaturgreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsprofilan­ ordnungen (3, 5) in dem Grundaufbau (1) derart winklig ange­ ordnet sind, daß die Greiffinger (2) in einem spitzen Winkel zueinander ausgerichtet sind.

7. Miniaturgreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Motor/Ge­ triebeeinheiten (9, 10) in dem Grundaufbau (1) spiegelsymme­ trisch und längserstreckt ausgerichtet sind.

8. Miniaturgreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit derart gestaltet ist, daß die Motor/Getriebe­ einheiten (9, 10) synchronisiert ansteuerbar sind.

9. Miniaturgreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Motor/Getriebe­ einheit (9, 10) durch Klemmung in dem Grundaufbau (1) gehal­ ten ist.