DE29510339U1 - Parallel gripper for robots or handling devices - Google Patents
Parallel gripper for robots or handling devicesInfo
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Description
Parallelgreifer für Roboter oder HandhabungsgeräteParallel grippers for robots or handling devices
Beschreibung
GattungDescription
genus
Die Neuerung betrifft einen Paraüelgreifer für Roboter oder Handhabungsgeräte zum Innen- und/oder Außengreifen mit zwei nebeneinander angeordneten gegenläufig, zentrisch bewegbaren, wälzgelagerten Greiffingern und einem einseitig oder abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere Luftdruck, beaufschlagbaren Kolben.The innovation concerns a parallel gripper for robots or handling devices for internal and/or external gripping with two gripping fingers arranged next to each other that move in opposite directions, centrally, and are mounted on roller bearings and a piston that can be acted upon on one side or alternately on both sides by pressure medium pressure, in particular air pressure.
Stand der TechnikState of the art
Aus der DE 43 20 071 ist ein Parallelgreifer vorbekannt, bei welchem die Relativbewegung der Greiffinger zueinander über Rollen an zwei Kolben und Keiifiächen an den Greiffingern bewirkt wird.A parallel gripper is already known from DE 43 20 071, in which the relative movement of the gripping fingers to one another is effected via rollers on two pistons and friction surfaces on the gripping fingers.
Nachteilig ist hierbei, daß dieser Parallelgreifer relativ hoch baut und schwer ist. Der Kraftübertragungsmechanismus ist nicht schmutzgeschützt. Zur Kraftübertragung beim Innen- und Außengreifen sind zwei ineinander gesteckte Kolben erforderlich, so daß der Bauaufwand relativ hoch ist.The disadvantage here is that this parallel gripper is relatively high and heavy. The power transmission mechanism is not protected against dirt. To transmit power when gripping inside and outside, two pistons inserted into one another are required, so the construction effort is relatively high.
Aus der DE 37 36 148 ist ein weiterer Parallelgreifer vorbekannt, bei welchem die Kraftübertragung über Schrägnuten am Kolben bewirkbar ist.Another parallel gripper is already known from DE 37 36 148, in which the force transmission can be effected via inclined grooves on the piston.
Nachteilig ist hierbei, daß die Greiffingerführungen nicht wälzgeiagert sind. Das Führungsverhältnis der Greiffinger ist ungewöhnlich kurz, so daß die Gefahr von Verkantung und/oder Verklemmung der Greiferfinger gegeben ist.The disadvantage here is that the gripper finger guides are not roller-bearing mounted. The guide ratio of the gripper fingers is unusually short, so that there is a risk of the gripper fingers tilting and/or jamming.
Die EP 0 241 878 beschreibt einen Parallelgreifer, bei welchem die Kraftübertragung durch Schrägnuten erfolgt und bei welchem die Greiffinger wälzgelagert sind.EP 0 241 878 describes a parallel gripper in which the force is transmitted through oblique grooves and in which the gripping fingers are mounted on roller bearings.
Als nachteilig ist bei diesem Parallelgreifer anzusehen, daß das Führungsverhältnis der Greiffinger ebenfalls sehr kurz ist. Außerdem baut dieser Parallelgreifer relativ hoch und schwer. Es ist eine Vielzahl von Teilen erforderlich. Der Antrieb erfolgt durch einen Elektromotor mit Schraubspindel, so daß dieser Parallelgreifer konstruktionsbedingt nur eine geringe Greifkraft erreichen kann und viel zu langsam öffnet und schließt.A disadvantage of this parallel gripper is that the guide ratio of the gripper fingers is also very short. In addition, this parallel gripper is relatively high and heavy. A large number of parts are required. It is driven by an electric motor with a screw spindle, so that this parallel gripper can only achieve a low gripping force due to its design and opens and closes far too slowly.
Schließlich beschreibt die EP O 293 153 einen Parallelgreifer mit zwei Druckkolben, bei dem die Relativbewegung der Finger zueinander über ein aufwendiges Hebelsystem geschieht.Finally, EP O 293 153 describes a parallel gripper with two pressure pistons, in which the relative movement of the fingers to each other takes place via a complex lever system.
Nachteilig ist, daß der Paralielgreifer relativ hoch und schwer baut. Die Hebelanordnung ist ungeschützt dem Zutritt von Schmutz und Spänen ausgesetzt, da der Greifer nach vorn und zwischen den Fingern offen ausgebildet ist. Es ist eine Vielzahl von kostenaufwendigen Hebeln, Lagern und Bolzen erforderlich. Zwei Wälzlagerführungsleisten müssen besonders angeschraubt werden.The disadvantage is that the parallel gripper is relatively high and heavy. The lever arrangement is unprotected against the ingress of dirt and chips, as the gripper is open at the front and between the fingers. A large number of expensive levers, bearings and bolts are required. Two roller bearing guide rails must be screwed on separately.
AufgabeTask
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Parallelgreifer der vorausgesetzten Art dahingehend erheblich zu verbessern, daß er konstruktiv relativ einfach baut, schmutzgeschützt ist und die FührungsSänge der Greiffinger so groß ist, daß ein Aufbäumen unter Greifkraft äußerst gering ist.The innovation is based on the task of significantly improving a parallel gripper of the type required in such a way that it is structurally relatively simple, is protected against dirt and the guide length of the gripping fingers is so large that bucking under gripping force is extremely low.
LösungSolution
Die Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.The problem is solved by the features set out in claim 1 .
Einige VorteileSome advantages
Dadurch, daß Greiffinger mit Führungsschenkeln durch Wälzlager zwischen ihnen selbst und/oder dem Gehäuse geführt sind, ergibt sich bei großer Leichtgängigkeit darüber hinaus noch der weitere Vorteil, daß die Greiffinger mit ihren Führungsschenkeln sich über einen großen Längenbereich übergreifen können, so daß sich dementsprechend eine große Führungslänge ergibt.The fact that gripping fingers with guide legs are guided by roller bearings between themselves and/or the housing results in a very smooth movement and the additional advantage that the gripping fingers with their guide legs can overlap over a large length range, so that a correspondingly large guide length is achieved.
Außerdem ermöglicht der Antrieb über den Kreuzkopf eine weitgehende Kapselung, da der Kreuzkopf im Bereich der Längsmittenachse, also in das Zentrum des Parallelgreifers hineinverlegt werden kann. Auf diese Weise ist der Antrieb für die Greiffinger besonders gut geschützt und kann durch Staub- und Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt werden. Darüber hinaus ist hierdurch eine besonders kompakte und damit raumsparende Konstruktion gegeben. Das Zylindergehäuse, in dem der Kolben mit der Kolbenstange angeordnet ist, kann koaxial zu dem eigentlichen Greifergehäuse angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Greifergehäuse einerseits als Zylinderdeckel, andererseits aber auch der Führung der Kolbenstange und damit des Kreuzkopfes dienen. Schließlich ermöglicht diese Bauart, daß das Greifergehäuse selbst zur Aufnahme und zur Führung der Führungsschenkel der Greiffinger herangezogen werden kann. Dadurch wird insgesamt die Anzahl von Einzelteilen herabgesetzt und die Konstruktion vereinfacht, was sich günstig auf die Hersteükosten des gesamten Parallelgreifers auswirkt. Dadurch, daß die Schrägnuten an den Führungsschenkeln der Greiffinger angeordnet sind und sich zwischen den innerenIn addition, the drive via the crosshead enables extensive encapsulation, as the crosshead can be placed in the area of the longitudinal center axis, i.e. in the center of the parallel gripper. In this way, the drive for the gripper fingers is particularly well protected and cannot be affected by dust and moisture. In addition, this results in a particularly compact and thus space-saving design. The cylinder housing, in which the piston with the piston rod is arranged, can be arranged coaxially to the actual gripper housing. In this way, the gripper housing can serve on the one hand as a cylinder cover, but on the other hand also to guide the piston rod and thus the crosshead. Finally, this design enables the gripper housing itself to be used to accommodate and guide the guide legs of the gripper fingers. This reduces the overall number of individual parts and simplifies the design, which has a positive effect on the manufacturing costs of the entire parallel gripper. Because the oblique grooves are arranged on the guide legs of the gripper fingers and are located between the inner
Wälzeiementen bis unmittelbar unter der Greifervorderkante erstrecken, ergibt sich eine kurz bauende Konstruktion.Rolling elements extend to just below the gripper front edge, resulting in a short construction.
Bei Ausgestaltung gemäß Schutzanspruch 2 sind Kreuzkopf und Kolbenstange einstückig, vorzugsweise materiaimäßig einstückig ausgebildet. Hierdurch wird abermals die Anzahl von Einzelteilen verringert.In the embodiment according to claim 2, the crosshead and piston rod are formed in one piece, preferably in one piece in terms of material. This again reduces the number of individual parts.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist in Schutzanspruch 3 beschrieben. A further advantageous embodiment is described in claim 3 .
Auch durch die Ausführungsform nach Schutzanspruch 4 wird die Anzahl von Einzeiteilen verringert, da die Endabdeckungen am Greifergehäuse gleichzeitig als Schmutzabstreifer dienen.The embodiment according to claim 4 also reduces the number of one-time parts, since the end covers on the gripper housing simultaneously serve as dirt wipers.
Wird eine Druckfeder zwischen Druckkolben und Gehäuse angeordnet, so dient dies der Kraftverstärkung. Dies braucht aber nicht in sämtlichen Fällen so vorgesehen zu werden (Schutzanspruch 5). If a compression spring is arranged between the pressure piston and the housing, this serves to amplify the force. However, this does not have to be provided in all cases (protection claim 5).
In der Zeichnung ist die Neuerung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:The drawing shows the innovation - partly schematically - using an example of implementation. It shows:
Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I -1 der Fig. 2;Fig. 1 is a section along the line I-1 of Fig. 2;
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1, teils herausgebrochen dargestellt;Fig. 2 is a view in the direction of arrow A in Fig. 1, partly broken away;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - 111 der Fig. 1;Fig. 3 is a section along the line III - III of Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 5;Fig. 4 is a section along the line IV - IV of Fig. 5;
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V- V der Fig. 4;Fig. 5 is a section along the line V-V of Fig. 4;
Fig. 6 einen Kreuzkopf mit Kolbenstange in einer Seitenansicht;Fig. 6 a crosshead with piston rod in a side view;
Fig. 7 eine um 90 Grad gegenüber Fig. 6 gedrehte Seitenansicht auf die Kolbenstange mit Kreuzkopf;Fig. 7 is a side view of the piston rod with crosshead, rotated by 90 degrees compared to Fig. 6;
Fig. 8 einen Greiffinger mit einem Führungsschenkel in Richtung des Pfeils B der Fig. 9;Fig. 8 a gripping finger with a guide leg in the direction of arrow B of Fig. 9;
Fig. 9 eine Seitenansicht zu Fig. 8.Fig. 9 is a side view of Fig. 8.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Greifergehäuse bezeichnet, das materialmäßig einstückig ausgebildet ist. Das Greifergehäuse 1 ist in der Stirnansicht etwa U-förmig gestaltet (Fig. 5) und weist zwei beabstandete, parallel zueinander verlaufende U-Schenkel 2 und 3 auf, die zur Führung von Führungsschenkeln 4 bzw. 5 von zwei Greiffingern 6 bzw. 7 dienen. Die U-Schenkei 2 und 3 besitzen an ihren einander zugekehrten inneren Seitenwänden 8 bzw. 9 parallel zueinander verlaufende, durchgehende, beabstandete Nuten 10, 11 bzw. 12, 13 zur Aufnahme von Wälzelementen 14 bzw. 15. Diese Wälzelemente 14, 15 können als !eistenförmige Körper mit Rollen ausgebildet sein, deren Achsen jeweils abwechselnd hintereinander um spitze Winkel gekippt sind und auf denen die Führungsschenkel 4, 5 der Greiffinger 6, 7 reibungsmindemd geführt sind. Zwischen den Führungsschenkeln 4, 5 sind Wälzkörper, zum Beispie! Nadeln, angeordnet, um die Führungsschenkel 4, 5 reibungsmindemd zu führen.The reference number 1 designates a gripper housing which is made of one piece material. The gripper housing 1 is approximately U-shaped in the front view (Fig. 5) and has two spaced-apart, parallel U-legs 2 and 3 which serve to guide guide legs 4 and 5 of two gripper fingers 6 and 7 respectively. The U-legs 2 and 3 have on their inner side walls 8 and 9 facing each other continuous, spaced-apart grooves 10, 11 and 12, 13 running parallel to each other for receiving rolling elements 14 and 15. These rolling elements 14, 15 can be designed as strip-shaped bodies with rollers, the axes of which are tilted alternately one behind the other at acute angles and on which the guide legs 4, 5 of the gripping fingers 6, 7 are guided in a friction-reducing manner. Rolling elements, for example needles, are arranged between the guide legs 4, 5 in order to guide the guide legs 4, 5 in a friction-reducing manner.
Statt - wie dargestellt - Rollen können auch Kugeln vorgesehen sein.Instead of rollers as shown, balls can also be used.
Des weiteren besitzt das Greifergehäuse 1 an seinem den U-Schenkeln 2, 3 abgewandten Endabschnitt einen zylindrischen Vorsprung 16, der in einen Zylinderraum 17 eines Zylindergehäuses 18 eingreift und durch einen O-Ring 19 druckmitteldicht abgedichtet ist. In dem Zylinderraum 17 ist ein Kolben 20 längsverschieblich und durch eine Dichtung 21 abgedichtet geführt. Bei 22 istFurthermore, the gripper housing 1 has a cylindrical projection 16 on its end section facing away from the U-legs 2, 3, which engages in a cylinder chamber 17 of a cylinder housing 18 and is sealed against pressure medium by an O-ring 19. A piston 20 is guided in the cylinder chamber 17 so that it can move longitudinally and is sealed by a seal 21. At 22
eine Bohrung mit Gewinde vorgesehen, mit der ein Druckluftanschluß verbunden sein kann. Um die gegenüberliegende Seite des Kolbens 20 mit Luftdruck beaufschlagen zu können, ist das Greifergehäuse 1 seitlich mit einer mit Gewinde versehenen Bohrung 23 ausgerüstet, die in eine Bohrung 24 auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 20 in den Zylinderraum 17 ausmündet.a threaded hole is provided to which a compressed air connection can be connected. In order to be able to pressurize the opposite side of the piston 20 with air pressure, the gripper housing 1 is equipped with a threaded hole 23 on the side, which opens into a hole 24 on the opposite side of the piston 20 in the cylinder chamber 17.
Leitungen und Steuerungsmittel sind nicht dargestellt. Die Führungsschenkel 4 bzw. 5 verlaufen orthogonal zu den Greiferfingern 6, 7, die mit Bohrungen dargestellt sind, von denen nur eine aus Gründen der Vereinfachung mit dem Bezugszeichen 25 versehen wurde. Mit diesen Bohrungen 25 können zum Beispiel Greiferbacken auswechselbar verbunden werden (nicht dargestellt).Lines and control means are not shown. The guide legs 4 and 5 run orthogonally to the gripper fingers 6, 7, which are shown with holes, only one of which has been given the reference number 25 for reasons of simplification. These holes 25 can be used, for example, to connect gripper jaws in an interchangeable manner (not shown).
Der Kolben 20 ist mit einer Kolbenstange 26 durch eine Schraube lösbar verbunden, die in eine mit Gewinde versehene Sackbohrung 27 der Kolbenstange 26 eingeschraubt ist.The piston 20 is detachably connected to a piston rod 26 by a screw, which is screwed into a threaded blind bore 27 of the piston rod 26.
Am entgegengesetzten Ende ist die Kolbenstange 26 mit einem Kreuzkopf 28 versehen, der auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten Kulissenzapfen 29 bzw. 30 aufweist. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist der Kulissenzapfen 29 um z. B. 45 Grad mit seiner Längsachse, also um den Winkel &agr; zur Längsachse 38 der Kolbenstange 26 in Richtung auf die Längsachse 30 gedreht. Dreht man die Kolbenstange 26 mit dem Kreuzkopf 28 um ihre Längsachse um 180 Grad, so ist auch der Kulissenzapfen 30 zu der gleichen Seite und unter dem gleichen Winkel geneigt wie der aus Fig. 7 ersichtliche Kulissenzapfen 29.At the opposite end, the piston rod 26 is provided with a crosshead 28 which has guide pins 29 and 30 on diametrically opposite sides. As can be seen from Fig. 7, the guide pin 29 is rotated by e.g. 45 degrees with its longitudinal axis, i.e. by the angle α to the longitudinal axis 38 of the piston rod 26 in the direction of the longitudinal axis 30. If the piston rod 26 with the crosshead 28 is rotated by 180 degrees around its longitudinal axis, the guide pin 30 is also inclined to the same side and at the same angle as the guide pin 29 shown in Fig. 7.
Schaut man dagegen in Richtung C auf den Kreuzkopf 28, so ist der eine Kuüssenzapfen 29 in die eine Richtung und der andere Kulissenzapfen 30 in die andere Richtung um den gleichen Winkel in Richtung auf die Längsachse 38 geneigt angeordnet. Jeder Kulissenzapfen 29 bzw. 30 wird durch parallele Steuerflächen 31 bzw. 32 begrenzt, die durch Kreisbögen an ihren Enden miteinander verbunden sind.If, however, one looks at the crosshead 28 in direction C, one cam pin 29 is inclined in one direction and the other cam pin 30 in the other direction by the same angle in the direction of the longitudinal axis 38. Each cam pin 29 or 30 is limited by parallel control surfaces 31 or 32, which are connected to one another by circular arcs at their ends.
Um 90 Grad versetzt dazu angeordnet ist ein hammerartig ausgebildeter Führungsansatz 33 mit sich diametral einander gegenüberliegend erstreckenden, über den Umfang der Kolbenstange 26 hervorragenden Führungsvorsprüngen vorgesehen, die sich seitlich an den gegenüberliegenden Wänden der Führungsschenkel 4 und 5 abstützen.Arranged at a 90 degree angle to this, there is a hammer-shaped guide projection 33 with diametrically opposite guide projections extending over the circumference of the piston rod 26, which are supported laterally on the opposite walls of the guide legs 4 and 5.
Jeder der Führungsschenkel 4 und 5 besitzt eine unter z. B. 45 Grad zu seiner Längsachsrichtung verlaufende Schrägnut 34 bzw. 35, in die jeweils ein Kulissenzapfen 29 bzw. 30 mit seinen Steuerflächen 31, 32 eingreift. Bei einer Längsachsverschiebung der Kolbenstange 26 und damit des Kreuzkopfes 28, also bei einer Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 20 werden somit die Greiffinger 6 und 7 über die Kulissenzapfen 29, 30, die Steuerflächen 31, 32 und die Schrägnuten 34 bzw. 35 in Richtung E bzw. F bewegt, also geöffnet oder geschlossen.Each of the guide legs 4 and 5 has an oblique groove 34 or 35 running at 45 degrees to its longitudinal axis, into which a link pin 29 or 30 engages with its control surfaces 31, 32. When the piston rod 26 and thus the crosshead 28 are displaced along the longitudinal axis, i.e. when the piston 20 is subjected to pressure medium, the gripping fingers 6 and 7 are moved in the direction E or F via the link pins 29, 30, the control surfaces 31, 32 and the oblique grooves 34 or 35, i.e. opened or closed.
Mit 36 und 37 sind Schmutzabstreiferdeckel bezeichnet, die gleichzeitig ein Herausgleiten der Wälzelemente 14, 15 bzw. 39 verhindern. Auf der gegenüberliegenden Seite sind ebensolche Schmutzabstreifdecke! vorhanden. Die Wälzelemente 39 sind bei der dargesteiiten Ausführungsform als Nadeln ausgebildet, deren Drehachsen orthogonal zur Längsachse der Führungsschenkel36 and 37 are dirt wiper covers, which at the same time prevent the rolling elements 14, 15 and 39 from slipping out. The same dirt wiper covers are present on the opposite side. In the embodiment shown, the rolling elements 39 are designed as needles, the axes of rotation of which are orthogonal to the longitudinal axis of the guide legs.
4 bzw. 5 verlaufen. Diese Wälzelemente 39 können sich zwar um ihre Längsachse drehen, sind aber ortsunbeweglich angeordnet, da einerseits der Kreuzkopf 38 und andererseits die Schmutzabstreiferdeckel 36 und 37 ein Verschieben dieser Wälzelemente in Längsrichtung der Führungsschenkel 4 bzw.4 and 5 respectively. These rolling elements 39 can rotate about their longitudinal axis, but are arranged in a stationary manner, since on the one hand the crosshead 38 and on the other hand the dirt scraper covers 36 and 37 prevent these rolling elements from moving in the longitudinal direction of the guide legs 4 and 5 respectively.
5 verhindern.5 prevent.
Mit 40 sind Schrauben bezeichnet, durch die die Schmutzabstreiferdeckel 36 bzw. 37 lösbar gehaltert sind.Screws 40 are used to detachably hold the dirt wiper covers 36 and 37.
Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.The features described in the claims and in the description as well as those evident from the drawing can be essential for the realisation of the innovation both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
21 Dichtung21 Seal
22 Bohrung 2322 Bore 23
26 Kolbenstange26 Piston rod
27 Sackbohrung27 Blind hole
28 Kreuzkopf28 Crosshead
29 Kulissenzapfen 30 31 Steuerfläche 3229 Link pin 30 31 Control surface 32
33 Führungsansatz33 Leadership approach
34 Schrägnut 35 36 Schmutzabstreiferdeckel 3734 Bevel groove 35 36 Dirt scraper cover 37
38 Längsachse38 Longitudinal axis
39 Wälzelemente39 rolling elements
40 Schrauben40 screws
I · · ■I · · ■
A AnsichtsrichtungA View direction
Hub der GreiffingerStroke of the gripper fingers
• t ·•t ·
• ··
• ··
Literaturverzeichnisbibliography
DE 43 20 071 A1 DE 37 36 148 A1 DE 35 44 130 C2DE 43 20 071 A1 DE 37 36 148 A1 DE 35 44 130 C2
DE-GM 85 13 467.8 DE-GM 93 18 065.9 DE-GM 94 20 108.0DE-GM 85 13 467.8 DE-GM 93 18 065.9 DE-GM 94 20 108.0
EP 0 241 878 A1 EP 0 293 153EP 0 241 878 A1 EP 0 293 153
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Claims (5)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
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| CN112093718A (en) * | 2020-09-30 | 2020-12-18 | 蚌埠液力机械有限公司 | Fork truck inclined oil cylinder test transfer mechanism |
-
1995
- 1995-06-27 DE DE29510339U patent/DE29510339U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19951026 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19981030 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010801 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20031216 |
|
| R071 | Expiry of right |