DE3839988C2 - Sensor zur Greifkraftmessung - Google Patents

Sensor zur Greifkraftmessung

Info

Publication number
DE3839988C2
DE3839988C2 DE3839988A DE3839988A DE3839988C2 DE 3839988 C2 DE3839988 C2 DE 3839988C2 DE 3839988 A DE3839988 A DE 3839988A DE 3839988 A DE3839988 A DE 3839988A DE 3839988 C2 DE3839988 C2 DE 3839988C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gripper
gripping force
inner ring
sensor
spur gears
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3839988A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3839988A1 (de
Inventor
Heinz Dr Thom
Werner Froehlich
Harald Dr Diesing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IPEA INSTITUT FUER PROZESSADAPTIVE UND ERFAHRUNGSG
Original Assignee
IPEA INST fur PROZESADAPTIVE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DD31011287A external-priority patent/DD267696A1/de
Application filed by IPEA INST fur PROZESADAPTIVE filed Critical IPEA INST fur PROZESADAPTIVE
Priority to DE3839988A priority Critical patent/DE3839988C2/de
Publication of DE3839988A1 publication Critical patent/DE3839988A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3839988C2 publication Critical patent/DE3839988C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/10—Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members
    • B25J15/103—Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members for gripping the object in three contact points
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/081—Touching devices, e.g. pressure-sensitive
    • B25J13/082—Grasping-force detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
    • G01L5/1627—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Greifkraftmessung eines Drei- bis Sechsfingergreifers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Der Fingergreifer mit einem Greifkraftsensor kann z. B. für die Handhabung rotationssymmetrischer Teile mit rotationssymmetrischen Greifflächen zum Fügen, Sortieren und Bestückung von Werkzeugmaschinen genutzt werden.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Es sind einige Sensoren zur Bestimmung der Greifkraft bekannt, deren Funktion für die adaptive Greifkraftsteuerung verschiedener Greifer in Verbindung mit Handhabegeräten bzw. Industrierobotern genutzt werden. Diese Sensoren sollen möglichst klein und leicht sein, um die Masse und Abmessungen des Greifers gering zu halten. Dabei ist die Kraftmeßstelle so nahe wie möglich an die zu greifenden Teile anzuordnen, um unverfälschte Meßergebnisse zu erzielen.
In DD 2 45 616 A1 ist der Greiffinger selbst als elastisches Element gestaltet, auf dem Dehnungsmeßstreifen haften. Eine Meßvorrichtung zur Anzeige einer Belastung wird in DE 29 34 414 A1 beschrieben. Die an beiden Enden befestigte Spindel, die zwischen diesen weitgehend zu einer Fläche mit vermindertem Querschnitt ausgearbeitet ist, kann in einem Greiffinger eingebaut werden.
Diese Anordnungen haben gemeinsam die Nachteile, daß
  • sie die Baugröße/Abmessungen der Greiffinger ungünstig beeinflussen,
  • sie durch ihre ungünstigen Baugrößen/Abmessungen den Zugriff an enganeinan­ derliegenden Teilen unmöglich machen,
  • ihre Funktionen bei Kollisionen der Greiffinger nicht mehr gewährleistet sind.
In der DD 2 24 930 A1 wird ein Kraft-Momentenfühler angegeben, der zur Messung von Kräften und Momenten in 3 Richtungen eine komplizierte Anordnung von Verwindungsstegen, oberen und unteren Biegestegen sowie Federelementen eines Federringes aufweist. Diese Elemente sind mit Dehnungsmeßstreifen versehen. Eine Ermittlung der Greifkraft ist hiermit nicht möglich.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bestimmung und Steuerung der Greifkraft während des Anpackens eines Teiles, so daß unterschiedliche Teile, die nacheinander gegriffen werden können, durch die adaptive Handhabung nicht zerbrechen, weder deformieren noch die Beschaffenheit der durch die Greiffinger berührten Oberflächen beschädigen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen Greifkraftsensor für einen Drei- bis Sechsfachgreifer zu schaffen, mit dem die Greifkraft gemessen und gesteuert werden kann, der die Baugröße der Greiflinger nicht ungünstig beeinflußt, das Greifen enganliegender Teile ermöglicht, wobei bei Kollision der Greiffinger die Funktion erhalten bleiben soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Die Schnittstelle zur Meßwerterfassung liegt zwischen dem Ritzel und den von ihm angetriebenen Stirnrädern. Jeder der wirkenden Kräften entsprechend gestaltete Greiffinger ist an einem der drei bis sechs Stirnräder, die gleichmäßig am Umfang eines Antriebsritzels angeordnet sind, exzentrisch befestigt. Die vom Antriebsritzel übertragene Kraft auf diese Stirnräder, deren Achsen am Innenring des Verformkörpers befestigt sind, bewirkt eine Drehung des freiliegenden Innenringes, der zum am Greifergehäuse befestigten Außenring über Meßstege verbunden ist. Durch die Drehung des Innenringes werden die elastischen Meßstege gebogen. Die dabei auftretenden Dehnungen der Meßstege, die kraftproportional sind, werden mit Dehnungsindikatoren gemessen. Der Antrieb des Ritzels erfolgt günstigerweise mit einem Schrittmotor und einem dazwischengeschalteten Schneckenradgetriebe mit großer Untersetzung, so daß eine hohe Feinfühligkeit der Greifkraftdosierung gegeben ist.
In den Patentansprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Hiernach sind die Einspannlager zur Befestigung der Achsen der Stirnräder zwischen den Meßstegen am Innenring angeordnet, wobei die verlängerten Stirnradachsen zur Vermeidung von Deformationen bei Kollision gegen das Greifergehäuse anschlagen.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 die Schnittdarstellung eines 3-Fingergreifers und
Fig. 2 den Verformkörper.
Ein Schrittmotor treibt über ein Schneckenradgetriebe 2 ein Antriebsritzel 3 an, an dem drei Stirnräder 4 gleichmäßig am Ritzelumfang verteilt angeordnet sind. Jeder Greiffinger 5 ist direkt an der Seitenfläche eines Stirnrades 4 exzentrisch befestigt. Die synchronen Bewegungen - Öffnen und Schließen der Greiffinger 5 - sind durch die symmetrische Anordnung gegeben und der Arbeitsbereich wird über Endschalter 9 begrenzt. Die Achsen 6 der Stirnräder 4 sind am Innenring 7.1 eines an der Greifergehäuseplatte 8 befestigten Verformkörpers 7 so eingespannt, daß der über den Innenring 7.1 ragende Teil der Stirnradachse 6 als Anschlag gegen die Greifergehäuse­ platte 8 genutzt wird. Die vom Antriebsritzel 3 auf die Stirnräder 4 und demzufolge auf die Greiffinger 5 übertragenen Kräfte bewirken eine Drehung des Innenringes 7.1 bzw. eine Biegung der elastischen Meßstege 7.2 gegenüber dem fest verankerten Außenring 7.3 des Verformkörpers 7.
Die durch die Biegung sich ergebende Dehnung bzw. Stauchung der Meßstege 7.2 wird mit Dehnungsmeßstreifen 10 über deren Widerstandsänderungen gemessen. Die auftretende Meßspannung wird mit einem angepaßten elektronischen Signalverarbei­ tungsmodul zu einem standardisierten Signalpegel formiert.
Da mit dem Verformkörper eine hohe Auflösung der Kraftmessung gegeben ist, kann in Verbindung mit dem Schrittmotor 1 und dem hochuntersetzenden Schnecken­ radgetriebe 2 die Greifkraft feinfühlig dosiert werden.

Claims (3)

1. Sensor zur Greifkraftmessung eines Drei- bis Sechsfingergreifers, bei dem jeder Greiffinger exzentrisch an einem Stirnrad befestigt ist, wobei die Stirnräder gleichmäßig am Umfang eines Antriebsritzels zum Eingriff angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (6) der Stirnräder (4) mit dem Innenring (7.1) eines an sich bekannten Verformkörpers (7) fest verbunden sind, dessen Außenring (7.3) am Greifergehäuse befestigt ist, wobei Außen- und Innenring (7.3; 7.1) durch mit Dehnungsindikatoren (10) versehene Meßstege (7.2) verbunden sind.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannlager zur Befestigung der Achsen (6) der Stirnräder (4) zwischen den Meßstegen (7.2) am Innenring (7.1) angeordnet sind.
3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerten Stirnradachsen (6) gegen das Greifergehäuse zur Vermeidung von Deformationen bei Kollision anschlagen.
DE3839988A 1987-12-09 1988-11-26 Sensor zur Greifkraftmessung Expired - Lifetime DE3839988C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3839988A DE3839988C2 (de) 1987-12-09 1988-11-26 Sensor zur Greifkraftmessung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD31011287A DD267696A1 (de) 1987-12-09 1987-12-09 Sensor zur greifkraftmessung
DE3839988A DE3839988C2 (de) 1987-12-09 1988-11-26 Sensor zur Greifkraftmessung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3839988A1 DE3839988A1 (de) 1989-06-22
DE3839988C2 true DE3839988C2 (de) 1996-09-19

Family

ID=25748181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3839988A Expired - Lifetime DE3839988C2 (de) 1987-12-09 1988-11-26 Sensor zur Greifkraftmessung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3839988C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4001823A1 (de) * 1990-01-23 1991-07-25 Schenck Ag Carl Kraftmesseinrichtung
DE10312288A1 (de) * 2003-03-19 2004-09-30 Gtm Gassmann Theiss Messtechnik Gmbh Kraft-Moment-Aufnehmer mit entkoppelten Messstellen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE417644B (sv) * 1978-08-29 1981-03-30 Kurt Eilert Johansson For indikering av en last eller en belastning tjenande givaranordning, vilken innefattar en i begge endar fixerbar axel
DE3238951C2 (de) * 1982-10-21 1985-10-17 A.M. Erichsen Gmbh, 5600 Wuppertal Kraftaufnehmer
DD224930A1 (de) * 1984-06-28 1985-07-17 Techn Hochschule Ilmenau Kraft-momenten-fuehler
DD245616A1 (de) * 1984-08-17 1987-05-13 Ilmenau Tech Hochschule Kraftsensibler zweifingergreifer fuer industrieroboter

Also Published As

Publication number Publication date
DE3839988A1 (de) 1989-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2628701C2 (de)
DE2541928A1 (de) Vorrichtung sowie verfahren zum anziehen eines befestigungselementes mit einem steifigkeits-messgeraet
DE2658697A1 (de) Einrichtung zum messen eines drehmomentes in einer welle
EP3483576B1 (de) Vorrichtung zur lasterfassung von vorzugsweise druck-, zug- und/oder torsionsbelastungen an einem nutzfahrzeug-fahrwerksteil
DE2336896B2 (de) Vorrichtung mit einem messgeraet zum anziehen einer verbindung von bauteilen
EP0136437B1 (de) Mehrkomponentenkraft- und -momentenmesskörper mit Dehnungsmessstreifen
EP3118570A1 (de) Körperverformungsaufnehmer und anwendung eines solchen körperverformungsaufnehmers
DE602004004562T2 (de) Drehmomentsensor und diesen benutzende elektrische Servolenkung
DE3839988C2 (de) Sensor zur Greifkraftmessung
DE2501521C3 (de) Messeinrichtung für Lenkungswerte von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen
DE3705496A1 (de) Drehmomentmessgeraet mit zwei messdosen fuer unterschiedliche bereiche
DD267696A1 (de) Sensor zur greifkraftmessung
DE19952217A1 (de) Elektrisches Lenkkraftunterstützungssystem für Kraftfahrzeuge
EP0634638B1 (de) Justiereinrichtung für einen Rollenprüfstand
EP2980551B1 (de) Kraftfahrzeug-bremsprüfstand
DE2827061C3 (de) Kraftmeßdose
DE102005005758B4 (de) Kraft-Momenten-Sensor
DE4101447C2 (de) Mehrfingergreifer mit Kraftsensor
EP0381829B1 (de) Drehmomentenstütze für Aufsteckgetriebe
DE1277585B (de) Geraet zur direkten Bestimmung des Anzugsmomentes, der axialen Spannkraft und der Torsionsspannung, ferner zur indirekten Bestimmung der Reibungskoeffizienten an den beiden Enden eines Schraubenbolzens
DE102021134398B3 (de) Torsionsmesseinrichtung für Wellen
DE3627381A1 (de) Messanordnung zum erfassen von kraeften und momenten
DE3623056C2 (de)
WO1987005573A1 (en) Measurement system for determining the differential rotation angle or differential torque of a machine part subjected to torsion
DE19934160B4 (de) Hilfskraft-Lenksystem für Kraftfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FACHHOCHSCHULE FUER TECHNIK UND WIRTSCHAFT BERLIN,

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: IPEA INSTITUT FUER PROZESSADAPTIVE UND ERFAHRUNGSG

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8330 Complete disclaimer