EP4731389A1 - Modulares greiffingersystem, greiffinger, modulares greifersystem und greifer für einen roboter - Google Patents

Abstract

Modulares Greiffingersystem für einen Roboter, das Greiffingersystem aufweisend wenigstens einen universellen Aktuatormodultyp und unterschiedliche Kinematikelementtypen, um Fingermodule (104) zusammenzustellen, wobei Aktuatormodule (102) des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps mit aus Kinematikelementen (106, 108, 110, 112) zusammengestellten Fingermodulen (104) zu vollständigen aktuierten Greiffingern (100) koppelbar sind, Greiffinger (100) für einen Roboter, modulares Greifersystem für einen Roboter und Greifer für einen Roboter.

Description

Modulares Greiffingersystem, Greiffinger, modulares Greifersystem und Greifer für einen Roboter

Beschreibung

[0001 ] Die Erfindung betrifft ein modulares Greiffingersystem für einen Roboter. Außerdem betrifft die Erfindung einen Greiffinger für einen Roboter. Außerdem betrifft die Erfindung ein modulares Greifersystem für einen Roboter. Außerdem betrifft die Erfindung einen Greifer für einen Roboter.

[0002] Die Druckschrift DE 10 2006 006 322 B3 betrifft eine Roboterhand mit mehreren, mindestens zwei Fingerelemente aufweisenden Fingern, einem mit den Fingern verbundenen Handtellerelement, zwischen den Fingerelementen sowie zwischen dem Handtellerelement und den ersten Fingerelementen angeordneten Gelenken, und mit den Fingerelementen und/oder den Gelenken verbundenen Antriebseinrichtungen. Um eine Gefahr von Beschädigungen bei gewollten oder ungewollten Kollisionen zu verringern, ist bei der Roboterhand aus der Druckschrift DE 10 2006 006 322 B3 mindestens eine Antriebseinrichtung mit einem Steifigkeits-Einstellelement zum Einstellen einer passiven Steifigkeit des Gelenks verbunden.

[0003] Die Druckschrift DE 10 2017 220 999 A1 betrifft einen modularen Endeffektor mit einer Basis mit mindestens einem Anschlusselement, wobei mit dem Anschlusselement insbesondere austauschbar ein Manipulator verbunden ist. Um eine Vielseitigkeit zu erhöhen, ist bei dem Endeffektor aus der Druckschrift DE 10 2017 220 999 A1 die Position des Anschlusselements und/oder die Position des Manipulators innerhalb des Anschlusselements veränderbar, sodass der Manipulator in unterschiedlichen Positionen relativ zur Basis verwendet werden kann.

[0004] Die Druckschrift US 9 669 551 B1 betrifft eine Roboterhand. Die Roboterhand umfasst einen oder mehrere Finger, die lösbar an einem Roboterhandrahmen befestigt sind. Die Finger können sowohl herangezogen und abgespreizt als auch gebeugt und gestreckt werden. Die Finger sind durch Magnete lösbar am Rahmen befestigt, so dass sich die Finger vom Rahmen lösen können, wenn eine übermäßige Kraft auf die Finger ausgeübt wird.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes modulares Greiffingersystem für einen Roboter strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Greiffinger für einen Roboter strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein modulares Greifersystem für einen Roboter strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für einen Roboter strukturell und/oder funktionell zu verbessern.

[0006] Die Aufgabe wird gelöst mit einem modularen Greiffingersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Greiffinger mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem modularen Greifersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Greifer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 7. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0007] Das modulare Greiffingersystem kann dazu ausgelegt sein, vollständige aktuierte Greiffinger für einen Roboter, insbesondere für einen Greifer eines Roboters, zusammenzustellen. Das Greiffingersystem weist wenigstens einen universellen Aktuatormodultyp auf. Das Greiffingersystem weist unterschiedliche Kinematikelementtypen auf. Die Kinematikelemente sind zum Zusammenstellen von Fingermodulen ausgelegt. Kinematikelemente können dazu ausgelegt sein, Fingermodule aus Kinematikelementen gleicher und/oder unterschiedlicher Kinematikelementtypen zusammenzustellen. Aktuatormodule des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps sind mit Fingermodulen zu vollständigen aktuierten Greiffingern koppelbar. Die Fingermodule sind aus Kinematikelementen zusammengestellt. Fingermodule können aus Kinematikelementen gleicher und/oder unterschiedlicher Kinematikelementtypen zusammengestellt sein. Das Greiffingersystem kann unterschiedliche Fingermodultypen aufweisen. [0008] „Modulares Greiffingersystem" bezeichnet vorliegend insbesondere eine Menge von Aktuatormodulen des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps und von Kinematikelementen gleicher und/oder unterschiedlicher Kinematikelementtypen, wobei Kinematikelemente gleicher und/oder unterschiedlicher Kinematikelementtypen zu Fingermodulen zusammenstellbar sind und Aktuatormodule des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps und aus Kinematikelementen zusammengestellte Fingermodule zu vollständigen aktuierten Greiffingern koppelbar sind.

[0009] „Aktuatormodultyp" bezeichnet vorliegend insbesondere eine abstrakte Gruppe oder Klasse von Aktuatormodulen, die bestimmte übereinstimmende strukturelle und/oder funktionelle Merkmale aufweisen. „Kinematikelementtyp" bezeichnet vorliegend insbesondere eine abstrakte Gruppe oder Klasse von Kinematikelementen, die bestimmte übereinstimmende strukturelle und/oder funktionelle Merkmale aufweisen. Kinematikelemente gleicher und/oder unterschiedlicher Kinematikelementtypen können kompatible Schnittstellen aufweisen, sodass ein Zusammenstellen von Fingermodulen ermöglicht ist. „Zusammenstellen" kann vorliegend insbesondere ein Auswahlen und Verbinden von Kinematikelementen zu bestimmungsgemäß verwendbaren Fingermodulen umfassen. Aktuatormodule des universellen Aktuatormodultyps und Fingermodule gleicher und/oder unterschiedlicher Fingermodultypen können kompatible Schnittstellen aufweisen, sodass ein Koppeln ermöglicht ist. „Koppeln" bezeichnet vorliegend insbesondere auch ein Auswählen und Verbinden von Aktuatormodulen und Fingermodulen zu bestimmungsgemäß verwendbaren Greiffingern.

[0010] „Vollständiger aktuierter Greiffinger" bezeichnet vorliegend insbesondere einen Greiffinger, der antriebsgebende, antriebsübertragende und antriebsnehmende Komponenten umfasst. Ein vollständiger aktuierter Greiffinger kann alle zum Aktuieren des Greiffingers erforderlichen antriebsgebenden, antriebsübertragenden und antriebsnehmenden Komponenten umfassen. Ein vollständiger aktuierter Greiffinger kann ein geschlossenes System bilden. Ein vollständiger aktuierter Greiffinger kann dazu ausgelegt sein, ohne weitere und/oder unabhängig von weiteren Aktuatoren und/oder Effektoren Greifbewegungen auszuführen. [001 1 ] Aktuatormodule des universellen Aktuatormodultyps können jeweils eine Antriebseinrichtung aufweisen. Die Antriebseinrichtung kann wenigstens einen Motor, wenigstens einen Sensor und/oder eine elektronische Kontrolleinrichtung aufweisen. Der Motor kann als Elektromotor ausgeführt sein. Der wenigstens eine Sensor kann als Kraftsensor ausgeführt sein. Der wenigstens eine Sensor kann zum Aufnehmen von Zug- und/oder Druckkräften ausgelegt sein. Die elektronische Kontrolleinrichtung kann einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher einen Datenspeicher, wenigstens einen Signaleingang und/oder wenigstens einen Signalausgang aufweisen. Der wenigstens eine Sensor kann mit der elektronischen Kontrolleinrichtung signalleitend verbunden sein. Die elektronische Kontrolleinrichtung kann zum Kontrollieren des wenigstens einen Motors unter Berücksichtigung von Signalen des wenigstens einen Sensors ausgelegt und/oder angeordnet sein. Aktuatormodule des universellen Aktuatormodultyps können jeweils ein Aktuatorgehäuse aufweisen. Die Antriebseinrichtung kann in dem Aktuatorgehäuse angeordnet sein.

[0012] Aktuatormodule des universellen Aktuatormodultyps können jeweils eine elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle aufweisen. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann dazu ausgelegt und/oder angeordnet sein, ein Aktuatormodul eines vollständigen aktuierten Greiffingers mit einem Datenbussystem signalleitend zu verbinden, das Aktuatormodul mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder den wenigstens einen Motor anzuschließen. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann dazu ausgelegt und/oder angeordnet sein, ein Aktuatormodul eines vollständigen aktuierten Greiffingers und wenigstens ein weiteres Aktuatormodul eines vollständigen aktuierten Greiffingers miteinander signalleitend zu verbinden. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann als standardisierte Schnittstelle ausgeführt sein. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann zur Datenübertragung, insbesondere unter Verwendung eines seriellen Kommunikationsprotokolls, wie SPI, ausgelegt und/oder angeordnet sein. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann wenigstens einen Steckverbinder aufweisen. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle außenseitig an dem Aktuatorgehäuse angeordnet sein. [001 3] Aktuatormodule des universellen Aktuatormodultyps können jeweils eine einem Fingermodul zugeordnete erste Schnittstelle aufweisen. Aktuatormodule des universellen Aktuatormodultyps können jeweils eine einem Greiferbasismodul zugeordnete zweite Schnittstelle aufweisen. Die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle können/kann als mechanische und/oder elektrische Schnittstelle ausgeführt sein. Die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle können/kann als standardisierte Schnittstelle ausgeführt sein.

[0014] Kinematikelemente können zur Darstellung von Fingergliedern und/oder Fingergelenken ausgelegt und/oder anordenbar sein. Kinematikelemente unterschiedlicher Kinematikelementtypen können sich in Bezug auf kinematisch relevante Merkmale unterscheiden. Kinematikelemente unterschiedlicher Kinematikelementtypen können zur Darstellung unterschiedlicher Fingerglieder und/oder Fingergelenke ausgelegt und/oder anordenbar sein. Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können dazu ausgelegt und/oder anordenbar sein, wenigstens ein als Drehgelenk ausgeführtes Fingergelenk darzustellen. Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können als Fingerbasis ausgelegt und/oder anordenbar sein. Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können als Fingerendglied ausgelegt und/oder anordenbar sein.

[001 5] Ein aus Kinematikelementen zusammengestelltes Fingermodul kann eine Fingerbasis, wenigstens ein Fingergelenk, wenigstens ein Fingerglied und/oder ein Fingerendglied aufweisen. Ein Fingerglied kann mit der Fingerbasis gelenkig verbunden sein. Ein Fingergelenk kann zwischen der Fingerbasis und einem Fingerglied wirksam sein. Ein Fingerglied kann mit einem weiteren Fingerglied gelenkig verbunden sein. Ein Fingergelenk kann zwischen einem Fingerglied und einem weiteren Fingerglied wirksam sein. Das Fingerendglied kann mit einem Fingerglied gelenkig verbunden sein. Ein Fingergelenk kann zwischen einem Fingerglied und dem Fingerendglied wirksam sein.

[001 6] Aus Kinematikelementen zusammengestellte Fingermodule unterschiedlicher

Fingermodultypen können kinematisch und/oder geometrisch unterschiedlich sein. Aus Kinematikelementen zusammengestellte Fingermodule unterschiedlicher Fingermodultypen können sich in Bezug auf eine Anzahl, eine Abmessung, insbesondere Länge, und/oder eine Ausführung von Fingergliedern unterscheiden. Aus Kinematikelementen zusammengestellte Fingermodule unterschiedlicher Fingermodultypen können sich in Bezug auf eine Anzahl von Fingergelenken, eine Ausrichtung von Fingergelenkachsen und/oder eine Ausführung von Fingergelenken unterscheiden.

[001 7] Wenigstens ein Fingergelenk kann ein erstes Fingergelenkteil, ein zweites Fingergelenkteil und/oder eine Fingergelenkachse aufweisen. Wenigstens ein Fingergelenk kann als Drehgelenk ausgeführt sein. Das erste Fingergelenkteil und das zweite Fingergelenkteil können um die Fingergelenkachse relativ zueinander bewegbar sein. Die Fingergelenkachse kann eine rotatorische Achse sein. Wenigstens ein Fingerglied kann stabartig ausgeführt sein. Wenigstens ein Fingerglied kann ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Wenigstens ein Fingerglied kann eine Fingergliedlängsachse aufweisen. Das erste Ende und/oder das zweite Ende können/kann gabelartig ausgeführt sein.

[001 8] Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können dazu ausgelegt und/oder anordenbar sein, wenigstens eine Kabeldurchführung darzustellen. Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können dazu ausgelegt und/oder anordenbar sein, wenigstens eine zu einer Fingergelenkachse koaxiale Kabeldurchführung darzustellen. Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können dazu ausgelegt und/oder anordenbar sein, wenigstens eine Kabelaufnahme darzustellen. Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können dazu ausgelegt und/oder anordenbar sein, wenigstens eine zu einer Fingergliedlängsachse parallele Kabelaufnahme darzustellen.

[001 9] Aus Kinematikelementen zusammengestellte Fingermodule können jeweils wenigstens ein Fingergelenk mit einer Kabeldurchführung aufweisen. Die Kabeldurchführung kann zu einer Fingergelenkachse koaxial angeordnet sein. Die Kabeldurchführung kann kanalartig oder hülsenartig ausgeführt sein. Die Kabeldurchführung kann von außen zugänglich sein. Aus Kinematikelementen zusammengestellte Fingermodule können jeweils wenigstens ein Fingerglied mit wenigstens einer Kabelaufnahme aufweisen. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann außenliegend angeordnet sein. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann zu einer Fingergliedlängsachse parallel verlaufen. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann von einer Kabeldurchführung eines Fingergelenks zu einer Kabeldurchführung eines weiteren Fingergelenks verlaufen. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann rinnenartig ausgeführt sein. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann wenigstens eine Klemmabschnitt für Kabel aufweisen. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann von außen zugänglich sein. Die wenigstens eine Kabelaufnahme kann ein Abdeckung aufwisen.

[0020] Kinematikelement wenigstens eines Kinematikelementtyps können Sensorschnittstellen zur wechselbaren Aufnahme eines Sensors aufweisen. Ein Kinematikelement kann wenigstens eine Sensorschnittstellen zur wechselbaren Aufnahme eines Sensors aufweisen. Das Greiffingersystem kann unterschiedliche Sensortypen zur Aufnahme an der wenigstens einen Sensorschnittstelle aufweisen. Die Sensorschnittstelle kann zur wechselbaren Aufnahme von Sensoren gleichen Sensortyps oder unterschiedlicher Sensortypen ausgelegt sein. Die Sensorschnittstelle kann beispielsweise als standardisierte l2C-Schnittstelle ausgeführt sein. Sensoren zur Aufnahme an der wenigstens einen Sensorschnittstelle können als Kraftsensor oder taktiler Sensor ausgeführt sein.

[0021 ] Kinematikelemente können jeweils wenigstens eine Wirkelement aufweisen. Kinematikelemente unterschiedlicher Kinematikelementtypen können sich jeweils in Bezug auf Wirkelemente unterscheiden. Kinematikelemente unterschiedlicher Kinematikelementtypen können sich jeweils in Bezug auf eine Anzahl von Wirkelementen, eine Ausführung von Wirkelementen und/oder eine Anordnung von Wirkelementen unterscheiden.

[0022] Kinematikelemente wenigstens eines Kinematikelementtyps können als Fingerendglied mit wechselbarer Fingerspitze ausgeführt sein. Das Greiffingersystem kann unterschiedliche Fingerspitzentypen aufweisen. Das Fingerendglied kann zur wechselbaren Aufnahme von Fingerspitzen gleichen Fingerspitzentyps oder unterschiedlicher Fingerspitzentypen ausgelegt sein. Wenigstens ein Fingerspitzentyp kann ein Wirkelement und/oder einen Sensor aufweisen. Ein Wirkelement ist vorliegend insbesondere ein Element, die dazu ausgelegt und/oder angeordnet ist, bei einem Greifen eine Wirkpaarung mit einem Greifobjekt zu bilden. Fingerspitzen unterschiedlicher Fingerspitzentypen können unterschiedliche Wirkelemente und/oder Sensoren aufweisen. Sensoren von Fingerspitzen können als Kraftsensor oder taktiler Sensor ausgeführt sein.

[0023] Der Greiffinger ist zur Anordnung und/oder Verwendung an einem Roboter ausgelegt. Der Greiffinger ist zur Anordnung an einem Greiferbasismodul ausgelegt. Der Greiffinger ist zur Anordnung zusammen mit wenigstens einem weiteren Greiffinger, insbesondere zusammen mit mehreren weiteren Greiffingern, ausgelegt. Der Greiffinger ist dazu ausgelegt, mit wenigstens einem weiteren Greiffinger, insbesondere mit mehreren weiteren Greiffingern, zusammen zu wirken. Der Greiffinger kann zur insbesondere werkzeuglos lösbaren, positionierbaren und/oder fixierbaren Anordnung an einem Greiferbasismodul wenigstens eines Greiferbasismodultyps ausgelegt sein. Der Greiffinger kann zur fest positionierten Anordnung an einem Greiferbasismodul wenigstens eines Greiferbasismodultyps ausgelegt sein.

[0024] Der Greiffinger weist ein Aktuatormodul des universellen Aktuatormodultyps und ein mit dem Aktuatormodul gekoppeltes Fingermodul eines der unterschiedlichen Fingermodultypen des Greiffingersystems auf. Der Greiffinger kann auch als modularer Greiffinger bezeichnet werden. Das Aktuatormodul des Greiffingers kann aus den Aktuatormodulen des Greiffingersystems ausgewählt sein. Das Fingermodul des Greiffingers kann aus Kinematikelementen des Greiffingersystems zusammengestellt sein. Der Greiffinger kann wenigstens ein Übertragungsmittel zur Kraft- und/oder Bewegungsübertragung aufweisen. Das wenigstens eine Übertragungsmittel kann zwischen dem Aktuatormodul, insbesondere einem Motor, und dem Fingermodul, insbesondere einem Fingergelenkteil und/oder einem Fingerglied, wirksam sein. Der Greiffinger kann für jedes bewegbare Fingerglied wenigstens ein Übertragungsmittel aufweisen. Das wenigstens eine Übertragungsmittel kann zum Übertragen von Zug- und/oder Druckkräften ausgelegt und/oder angeordnet sein. Das wenigstens eine Übertragungsmittel kann als Zugmittel, insbesondere als Seil, ausgeführt sein. Der Greiffinger kann wenigstens ein Elastikelement aufweisen. Das wenigstens eine Elastikelement kann an dem wenigstens einem Übertragungsmittel wirksam sein. Das wenigstens eine Elastikelement kann einstellbar sein. Das wenigstens eine Elastikelement kann dazu ausgelegt und/oder angeordnet sein, eine passive Steifigkeit darzustellen. Der Greiffinger kann antagonistisch aktuiert sein.

[0025] Der Greiffinger kann unter Berücksichtigung spezifischer Anforderungen zusammengestellt sein. Das Fingermodul kann unter Berücksichtigung spezifischer Anforderungen zusammengestellt sein.

[0026] Das modulare Greifersystem ist dazu ausgelegt, Greifsysteme für einen Roboter zusammenzustellen. Das Greifersystem weist das Greiffingersystem und unterschiedliche Greiferbasismodultypen auf. Greiferbasismodule sind zur Anordnung wenigstens eines Greiffingers, insbesondere mehrerer Greiffinger, ausgelegt. Wenigstens ein Greiferbasismodultyp kann dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, aufzunehmen. Wenigstens ein Greiferbasismodultyp kann dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, zu positionieren. Wenigstens ein Greiferbasismodultyp kann dazu ausgelegt sein, mehrere Greiffinger relativ zu einem Greiferbasismodul und/oder relativ zueinander zu positionieren. Wenigstens ein Greiferbasismodultyp kann dazu ausgelegt sein, wenigstens zwei Greiffinger nebeneinander und/oder in Oppositionsstellung zueinander zu positionieren. Greiferbasismodule wenigstens eines Greiferbasismodultyps können plattenartig ausgeführt sein. Greiferbasismodule wenigstens eines Greiferbasismodultyps können ein Datenbussystem aufweisen. Greiferbasismodule wenigstens eines Greiferbasismodultyps können zur Verbindung mit einem Roboter ausgelegt sein. Greiferbasismodule wenigstens eines Greiferbasismodultyps können eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Roboter aufweisen.

[0027] Das Greifersystem kann wenigstens einen Greiferbasismodultyp zur variablen Anordnung wenigstens eines Greiffingers aufweisen. Greiferbasismodule des wenigstens einen Greiferbasismodultyps zur variablen Anordnung wenigstens eines Greiffingers können auch als variable Greiferbasismodule bezeichnet werden. Variable Greiferbasismodule können dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, in variabler Anordnung aufzunehmen und/oder zu positionieren. „Variabel" bezeichnet vorliegend insbesondere eine Anordnung, die ohne oder mit nur geringem Aufwand geändert werden kann, um einen Greifer in unterschiedlichen Anordnungen zu testen. Variable Greiferbasismodule können dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, insbesondere werkzeuglos lösbar, positionierbar und/oder fixierbar aufzunehmen. Variable Greiferbasismodule können dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, frei positionierbar aufzunehmen. Variable Greiferbasismodule können eine Aufnahmefläche für wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, aufweisen. Die Aufnahmefläche kann zumindest annähernd eben sein.

[0028] An der Aufnahmefläche kann ein magnetisches, insbesondere ferromagnetisches Material wirksam sein. Die Aufnahmefläche kann ein magnetisches, insbesondere ferromagnetisches, Material aufweisen oder aus einem magnetischen, insbesondere ferromagnetischen, Material hergestellt sein. Das magnetische, insbesondere ferromagnetische, Material kann ein metallischer Werkstoff, insbesondere eine eisenhaltige Legierung, sein. Wenigstens ein Greiffinger kann an variablen Greiferbasismodulen, insbesondere an der Aufnahmefläche, insbesondere werkzeuglos lösbar, positionierbar und/oder fixierbar sein.

[0029] Das Greifersystem kann wenigstens einen Kupplungsmodultyp aufweisen. Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils zur variablen Anordnung wenigstens eines Greiffingers ausgelegt und/oder anordenbar sein. Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils zur variablen Anordnung an variablen Greiferbasismodulen, insbesondere an der Aufnahmefläche, ausgelegt sein. Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils zur Anordnung zwischen einem Greiffinger und einem Greiferbasismodul ausgelegt und/oder anordenbar sein.

[0030] Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils einen ersten Kupplungsabschnitt und einen zweiten Kupplungsabschnitt aufweisen. Der erste Kupplungsabschnitt und der zweite Kupplungsabschnitt können an einander entgegengesetzten Enden eines Kupplungsmoduls angeordnet sein. Der erste Kupplungsabschnitt kann einem Greiffinger zugeordnet sein. Der erste Kupplungsabschnitt kann zur festen Verbindung, insbesondere zum Verschrauben, ausgelegt und/oder anordenbar sein. Der zweite Kupplungsabschnitt kann einem variablen Greiferbasismodul zugeordnet sein. Der zweite Kupplungsabschnitt kann zur lösbaren Verbindung ausgelegt und/oder anordenbar sein.

[0031 ] Fingermodule wenigstens eines der unterschiedlichen Fingermodultypen können jeweils wenigstens einen Kupplungsabschnitt aufweisen. Der wenigstens eine Kupplungsabschnitt kann in ein Fingermodul integriert sein. Der wenigstens eine Kupplungsabschnitt kann in eine Fingerbasis integriert sein. Der wenigstens eine Kupplungsabschnitt eines Fingermoduls kann zur Anordnung an einem Kupplungsmodul, insbesondere mit einem ersten Kupplungsabschnitt eines Kupplungsmoduls, ausgelegt sein. Der wenigstens eine Kupplungsabschnitt eines Fingermoduls kann zur festen Verbindung, insbesondere zum Verschrauben, mit einem Kupplungsmodul, insbesondere mit einem ersten Kupplungsabschnitt eines Kupplungsmoduls, ausgelegt sein.

[0032] Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils ein Kupplungsgehäuse aufweisen. Das Kupplungsgehäuse kann den ersten Kupplungsabschnitt aufweisen oder zumindest teilweise bilden. Das Kupplungsgehäuse kann den zweiten Kupplungsabschnitt aufweisen oder zumindest teilweise bilden. Der zweite Kupplungsabschnitt kann eine Kupplungsfläche aufweisen oder zumindest teilweise mithilfe einer Kupplungsfläche gebildet sein. Die Kupplungsfläche kann zumindest annähernd eben sein. Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils eine Magnetanordnung aufweisen. Die Magnetanordnung kann schaltbar sein. Die Magnetanordnung kann in dem Kupplungsgehäuse angeordnet sein.

[0033] Die Magnetanordnung kann wenigstens einen Permanentmagnet aufweisen. Der wenigstens eine Permanentmagnet kann an seiner Oberfläche magnetischen Nordpol und einen magnetischen Südpol aufweisen. Der wenigstens eine Permanentmagnet kann eine quaderartige Form aufweisen. Der wenigstens eine Permanentmagnet kann ein Seltenerdmagnete sein. Der wenigstens eine Permanentmagnet kann aus einem hartmagnetischen Material, insbesondere eine Neodym-Eisen-Bor-Legierung oder eine Samarium-Cobalt-Legierung, hergestellt sein oder ein hartmagnetisches Material, insbesondere eine Neodym-Eisen-Bor-Legierung oder eine Samarium-Cobalt- Legierung, aufweisen.

[0034] Die Magnetanordnung kann wenigstens ein magnetisches Koppelelement aufweisen. Das wenigstens eine magnetische Koppelelement kann eine kreiszylinderartige Form aufweisen. Das wenigstens eine magnetische Koppelelement kann ein magnetisches, insbesondere ferromagnetisches, Material aufweisen oder aus einem magnetischen, insbesondere ferromagnetischen, Material hergestellt sein. Das magnetische, insbesondere ferromagnetische, Material kann ein metallischer Werkstoff, insbesondere eine eisenhaltige Legierung, sein.

[0035] Die Magnetanordnung kann zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung schaltbar sein. In der ersten Schaltstellung kann ein Magnetfeld des wenigstens einen Permanentmagnets über die Kupplungsfläche nach außen gelenkt sein. Die erste Schaltstellung kann auch als aktive Stellung oder On-Stellung bezeichnet werden. In der zweiten Schaltstellung kann ein magnetischer Flusspfad des wenigstens einen Permanentmagnets kupplungsintern geschlossen sein. In der zweiten Schaltstellung kann ein Magnetfeld des wenigstens einen Permanentmagnets nach außen zumindest annähernd unwirksam sein. Die zweite Schaltstellung kann auch als passive Stellung oder Off-Stellung bezeichnet werden. Die Bezeichnungen „innen" bzw. „intern" und „außen" beziehen sich in diesem Zusammenhang insbesondere auf ein Kupplungsmodul.

[0036] Die Magnetanordnung kann ein erstes Magnetmodul aufweisen. Das erste Magnetmodul kann wenigstens einen Permanentmagnet aufweisen. Das erste Magnetmodul kann wenigstens ein magnetisches Koppelelement aufweisen. Das erste Magnetmodul kann wenigstens ein an einem Permanentmagnet angeordnetes Koppelelement aufweisen. Das erste Magnetmodul kann wenigstens ein magnetfrei angeordnetes Koppelelement aufweisen. Das erste Magnetmodul kann wenigstens eine erste Funktionsgruppe aufweisen. Die wenigstens eine erste Funktionsgruppe kann zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelemente aufweisen. Das erste Magnetmodul kann wenigstens eine zweite Funktionsgruppe aufweisen. Die wenigstens eine zweite Funktionsgruppe kann zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelemente und einen zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet aufweisen. Jeweils ein Pol des zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnets kann einem der Koppelelemente zugewandt sein. Die Koppelelemente der zweiten Funktionsgruppe können an dem zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet angeordnet sein. Die Koppelelemente der ersten Funktionsgruppe und die Koppelelemente der zweiten Funktionsgruppe können voneinander jeweils zumindest annähernd gleich beabstandet sein. Das erste Magnetmodul kann eine erste Funktionsgruppe und zwei zweite Funktionsgruppen aufweisen. Die erste Funktionsgruppe und die zwei zweiten Funktionsgruppen können aufeinander folgend angeordnet sein. Die Funktionsgruppen des ersten Magnetmoduls können derart angeordnet sein, dass die Koppelelemente zwei Reihen bilden. Die Permanentmagnete der zweiten Funktionsgruppen können mit einander entgegengesetzter Polung angeordnet sein.

[0037] Die Magnetanordnung kann ein zweites Magnetmodul aufweisen. Das zweite Magnetmodul kann wenigstens einen Permanentmagnet aufweisen. Das zweite Magnetmodul kann wenigstens ein magnetisches Koppelelement aufweisen. Das zweite Magnetmodul kann wenigstens ein an einem Permanentmagnet angeordnetes Koppelelement aufweisen. Das zweite Magnetmodul kann wenigstens ein magnetfrei angeordnetes Koppelelement aufweisen. Das zweite Magnetmodul kann wenigstens eine zweite Funktionsgruppe aufweisen. Die wenigstens eine zweite Funktionsgruppe kann zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelemente und einen zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet aufweisen. Jeweils ein Pol des zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnets kann einem der Koppelelemente zugewandt sein. Die Koppelelemente der zweiten Funktionsgruppe können an dem zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet angeordnet sein. Das zweite Magnetmodul kann wenigstens eine erste Funktionsgruppe aufweisen. Die wenigstens eine erste Funktionsgruppe kann zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelemente aufweisen. Die Koppelelemente der zweiten Funktionsgruppe und die Koppelelemente der ersten Funktionsgruppe können voneinander jeweils zumindest annähernd gleich beabstandet sein. Das zweite Magnetmodul kann zwei zweite Funktionsgruppen und eine erste Funktionsgruppe aufweisen. Die zwei zweiten Funktionsgruppen und die erste Funktionsgruppe können aufeinander folgend angeordnet sein. Die Funktionsgruppen des zweiten Magnetmoduls können derart angeordnet sein, dass die Koppelelemente zwei Reihen bilden. Die Permanentmagnete der zweiten Funktionsgruppen können mit einander entgegengesetzter Polung angeordnet sein.

[0038] Die Permanentmagnete der zweiten Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls, die zwischen der ersten Funktionsgruppe und der weiteren zweiten Funktionsgruppe angeordnet ist, und die Permanentmagnete der zweiten Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls, die zwischen der weiteren zweiten Funktionsgruppe und der ersten Funktionsgruppe angeordnet ist, können mit zueinander gleich ausgerichteter Polung angeordnet sein.

[0039] Das erste Magnetmodul und das zweite Magnetmodul können übereinander angeordnet sein. Das erste Magnetmodul kann unter dem zweiten Magnetmodul angeordnet sein. Das zweite Magnetmodul kann über dem ersten Magnetmodul angeordnet sein. Das erste Magnetmodul und das zweite Magnetmodul können derart angeordnet sein, dass die Koppelelementreihen des ersten Magnetmoduls und die Koppelelementreihen des zweiten Magnetmoduls übereinander angeordnet sind. Die Koppelelementreihen können zueinander parallel angeordnet sein.

[0040] Das erste Magnetmodul und das zweite Magnetmodul können relativ zueinander verlagerbar sein. Das erste Magnetmodul und das zweite Magnetmodul können entlang einer Linearachse relativ zueinander verlagerbar sein. Die Linearachse kann koaxial oder parallel zu den Koppelelementreihen angeordnet sein. Das erste Magnetmodul und das zweite Magnetmodul können relativ zueinander verlagerbar sein, um die Magnetanordnung zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung zu schalten. [0041 ] In der ersten Schaltstellung können die erste Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls unter einer zweiten Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls, eine zweite Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls unter einer zweiten Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls und eine zweite Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls unter der ersten Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls angeordnet sein. Die Permanentmagnete der übereinander angeordneten zweiten Funktionsgruppen können mit zueinander gleich ausgerichteter Polung angeordnet sein.

[0042] In der zweiten Schaltstellung können die erste Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls und die erste Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls jeweils frei von einer zweiten Funktionsgruppe, eine zweite Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls unter einer zweiten Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls und eine zweite Funktionsgruppe des ersten Magnetmoduls unter der zweiten Funktionsgruppe des zweiten Magnetmoduls angeordnet sein. Die Permanentmagnete der übereinander angeordneten zweiten Funktionsgruppen können mit einander entgegengesetzter Polung angeordnet sein.

[0043] Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils ein Schaltelement aufweisen. Das Schaltelement kann relativ zu dem Kupplungsgehäuse verschiebbar sein. Das Schaltelement kann entlang der Linearachse verschiebbar sein. Das Schaltelement kann in dem Kupplungsgehäuse geführt sein. Das Schaltelement kann in dem Kupplungsgehäuse schubladenartig geführt sein. Das Schaltelement kann einen Griffabschnitt aufweisen. Der Griffabschnitt kann zum manuellen Betätigen des Schaltelements ausgelegt und/oder angeordnet sein. Das erste Magnetmodul kann an dem Kupplungsgehäuse angeordnet sein. Das zweite Magnetmodul kann an dem Schaltelement angeordnet sein.

[0044] Das Schaltelement kann in das Kupplungsgehäuse einschiebbar und aus dem Kupplungsgehäuse ausziehbar sein. Ein Ausziehweg kann einem Abstand von zwei in Erstreckungsrichtung der Linearachse aufeinanderfolgender Funktionsgruppen entsprechen. Eine eingeschobene Position des Schaltelements kann der ersten Schaltstellung entsprechen, eine ausgezogene Position des Schaltelements kann der zweiten Schaltstellung entsprechen.

[0045] Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils wenigstens einen Abstützabschnitt aufweisen. Der wenigstens eine Abstützabschnitt kann zum Abstützen an der Aufnahmefläche ausgelegt und/oder anordenbar sein. Der wenigstens eine Abstützabschnitt kann fortsatzartig ausgeführt sein. Der wenigstens eine Abstützabschnitt kann hakenartig ausgeführt sein. Der wenigstens eine Abstützabschnitt kann an dem Schaltelement angeordnet und/oder mithilfe des Schaltelements gebildet sein. Kupplungsmodule des wenigstens einen Kupplungsmodultyps können jeweils zwei Abstützabschnitte aufweisen.

[0046] Das Greifersystem kann wenigstens einen Greiferbasismodultyp zur festen Anordnung wenigstens eines Greiffingers aufweist. Greiferbasismodule des wenigstens einen Greiferbasismodultyps zur festen Anordnung wenigstens eines Greiffingers können auch als feste Greiferbasismodule bezeichnet werden. Feste Greiferbasismodule können dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, in fester Anordnung aufzunehmen und/oder zu positionieren. Feste Greiferbasismodule können dazu ausgelegt sein, wenigstens einen Greiffinger, insbesondere mehrerer Greiffinger, fest positioniert aufzunehmen. Der wenigstens eine Kupplungsabschnitt eines Fingermoduls kann zur Anordnung an einem festen Greiferbasismodul ausgelegt sein. Der wenigstens eine Kupplungsabschnitt eines Fingermoduls kann zur festen Verbindung, insbesondere zum Verschrauben, mit einem Greiferbasismodul ausgelegt sein.

[0047] Der Greifer ist zur Anordnung und/oder Verwendung an einem Roboter ausgelegt. Der Greifer weist ein Greiferbasismodul eines Greiferbasismodultyps des Greifersystems und wenigstens einen an dem Greiferbasismodul angeordneten Greiffinger auf. Der Greifer kann auch als modularer Greifer bezeichnet werden. Der Greifer kann zur Anordnung und/oder Verwendung als Endeffektor ausgelegt sein. Der Greifer kann unter Berücksichtigung spezifischer Anforderungen zusammengestellt sein.

[0048] Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein/eine modulare Roboterhand für kraftvolles und präzises Greifen. Es wird ein modularer System-Baukasten bereitgestellt. Modulare, in sich geschlossene und anpassungsfähige Module für verschiedene Anwendungsfälle können kombiniert werden. Fingerspitzen können austauschbar sein. Jedes Modul kann als ein geschlossenes System betrachtet werden, das eine schnelle Änderung der Anordnung zueinander ermöglicht. Das System kann ein universelles Basismodul umfassen. Das Basismodul kann eine CPU des gesamten Moduls und die Kraftsensorelemente enthalten. Alle Module können beispielsweise über eine standardisierte SPI-Schnittstelle verbunden werden. Die Form des Moduls kann angepasst werden, um eine unterschiedliche Anzahl von Fingermodulen in verschiedenen Anordnungen aufzunehmen. Das System kann einen magnetischen Kupplungsmechanismus umfassen. Die Magnetkupplung kann in das Fingermodul eingebettet sein. Die Roboterhand kann ein Gegenstück aufweisen. Kabel können in der Nähe einer neutralen Achse durch Rohrmuffen verlegt sein.

[0049] Mit der Erfindung werden/wird ein Aufwand, wie Kostenaufwand, Bauaufwand und/oder Zeitaufwand, reduziert. Eine Flexibilität und/oder Anpassbarkeit werden/wird erhöht. Ein schlanker und universeller Herstellungsprozess für unterschiedliche Fingerkinematiken und -abmessungen wird ermöglicht. Ein Erfordernis, Anschlusssockel anzupassen, kann entfallen. Eine gleichzeitige Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Modulen wird ermöglicht. Ein schneller Wechsel der Anordnung wird ermöglicht. Eine einfache Anpassung an verschiedene Objekte und Anwendungsfälle wird ermöglicht. Ein Erfordernis, Änderungen an der Hardware vornehmen zu müssen, kann reduziert werden oder entfallen. Verschiedene Fingerspitzensensoren können verwendet werden.

[0050] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

Fig. 1 einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greiffingersystems zusammengestellten Greiffinger für einen Roboter mit einem universellen Aktuatormodul und einem aus Kinematikelementen unterschiedlicher Kinematikelementtypen zusammengestellten Fingermodul, Fig. 2 einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greiffingersystems zusammengestellten Greiffinger für einen Roboter mit einem universellen Aktuatormodul und einem aus Kinematikelementen unterschiedlicher Kinematikelementtypen zusammengestellten Fingermodul,

Fig. 3 einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greifersystems zusammengestellten Greifer für einen Roboter mit einem Greiferbasismodul zur variablen Anordnung von Greiffingern und mithilfe von Kupplungsmodulen variabel angeordneten Greiffingern,

Fig. 4 einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greifersystems zusammengestellten Greifer für einen Roboter mit einem Greiferbasismodul zur festen Anordnung von Greiffingern und fest angeordneten Greiffingern,

Fig. 5 ein aus Kinematikelementen unterschiedlicher Kinematikelementtypen eines modularen Greiffingersystems zusammengestelltes Fingermodul für einen Roboter mit einer Sensorschnittstelle zur Aufnahme unterschiedlicher Sensoren in perspektivischer Ansicht,

Fig. 6 ausschnittsweise ein aus Kinematikelementen unterschiedlicher Kinematikelementtypen eines modularen Greiffingersystems zusammengestelltes Fingermodul für einen Roboter mit einer Sensorschnittstelle zur Aufnahme unterschiedlicher Sensoren in Längsschnittansicht,

Fig. 7 ein Kupplungsmodul eines modularen Greifersystems in perspektivischer teiltransparenter Ansicht,

Fig. 8 eine Magnetanordnung eines Kupplungsmoduls eines modularen Greifersystems,

Fig. 9 eine Magnetanordnung eines Kupplungsmoduls eines modularen Greifersystems in einer ersten Schaltstellung und Fig. 10 eine Magnetanordnung eines Kupplungsmoduls eines modularen Greifersystems in einer zweiten Schaltstellung.

[0051 ] Fig. 1 zeigt einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greiffingersystems zusammengestellten Greiffinger 100 für einen Roboter mit einem universellen Aktuatormodul 102 und einem Fingermodul 104 in perspektivischer Ansicht von einer ersten Seite. Fig. 2 zeigt den Greiffinger 100 in perspektivischer Ansicht von einer zweiten Seite.

[0052] Das Fingermodul 104 ist unter Berücksichtigung spezifischer Anforderungen aus Kinematikelementen 106, 108, 1 10, 1 12 unterschiedlicher Kinematikelementtypen zusammengestellt. Das Kinematikelement 106 ist als Fingerbasis 1 14 ausgelegt. Die Kinematikelemente 108, 1 10 sind als Fingerglieder 1 16, 1 18 ausgelegt. Das Kinematikelement 1 12 ist als Fingerendglied 120 ausgelegt. Mithilfe der Kinematikelemente 106, 108 ist ein zwischen der Fingerbasis 1 14 und dem Fingerglied 1 16 wirksames Fingergelenk 122 dargestellt. Mithilfe der Kinematikelemente 108, 1 10 ist ein zwischen dem Fingerglied 1 16 und dem Fingerglied 1 18 wirksames Fingergelenk 124 dargestellt. Mithilfe der Kinematikelemente 1 10, 1 12 ist ein zwischen dem Fingerglied 1 18 und dem Fingerendglied 120 wirksames Fingergelenk 126 dargestellt. Das Fingerendglied 120 weist eine wechselbare Fingerspitze 128 auf. Die Fingerglieder 1 16, 1 18 und das Fingerendglied 120 weisen jeweils ein Wirkelement 130, 132, 134 auf.

[0053] Das Aktuatormodul 102 weist ein Aktuatorgehäuse 136, eine Antriebseinrichtung und eine elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle 138 auf. Die Antriebseinrichtung weist Elektromotoren, Kraftsensoren und eine elektronische Kontrolleinrichtung auf und ist in dem Aktuatorgehäuse 136 angeordnet. Die elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle 132 ist dazu ausgelegt und/oder angeordnet, das Aktuatormodul 102 mit einem Datenbussystem signalleitend zu verbinden, das Aktuatormodul 102 mit elektrischer Energie zu versorgen und die Elektromotoren anzuschließen und ist außenseitig an dem Aktuatorgehäuse 136 angeordnet. Der Greiffinger 100 weist Übertragungsmittel zur Kraft- und/oder Bewegungsübertragung zwischen den Elektromotoren und den Fingergliedern 1 16, 1 18 bzw. dem Fingerendglied 120 und an den Übertragungsmitteln wirksame einstellbare Elastikelemente auf.

[0054] Der Greiffinger 100 umfasst alle zum Aktuieren erforderlichen antriebsgebenden, antriebsübertragenden und antriebsnehmenden Komponenten und ist als geschlossenes System dazu ausgelegt, ohne weitere und/oder unabhängig von weiteren Aktuatoren und/oder Effektoren Greifbewegungen auszuführen.

[0055] Fig. 3 zeigt einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greifersystems zusammengestellten Greifer 200 für einen Roboter mit einem Greiferbasismodul 202 und Greiffingern 204, 206. Die Greiffinger 204, 206 weisen jeweils ein Aktuatormodul 208, 210 und ein Fingermodul 212, 214 auf. Die Greiffinger 204, 206 sind wie der Greiffinger 100 gemäß Fig. 1 aus Elementen und Modulen eines modularen Greiffingersystems zusammengestellt. Zu Details der Greiffinger 204, 206 wird daher insbesondere auf Fig. 1 und Fig. 2 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.

[0056] Das Greiferbasismodul 202 ist zur variablen Anordnung von Greiffingern ausgelegt und weist eine ebene Aufnahmefläche 216 aus einem ferromagnetisch wirksamen Material auf. Die Greiffinger 204, 206 sind mithilfe von Kupplungsmodulen 218, 220 variabel an der Aufnahmefläche 208 angeordnet. Die Kupplungsmodule 218, 220 weisen jeweils einen einem Greiffinger 204 bzw. 206 zugeordneten ersten Kupplungsabschnitt und einen dem Greiferbasismodul 202 zugeordneten zweiten Kupplungsabschnitt auf. Die Kupplungsmodule 218, 220 sind jeweils mit ihrem ersten Kupplungsabschnitt mit einem Aktuatormodul 208, 210 kraft- und formschlüssig fest verbunden. Die Kupplungsmodule 218, 220 sind jeweils mit ihrem zweiten Kupplungsabschnitt mit dem Greiferbasismodul 202 manuell lösbar verbunden.

[0057] Fig. 4 zeigt einen aus Elementen und Modulen eines modularen Greifersystems zusammengestellten Greifer 300 für einen Roboter mit einem Greiferbasismodul 302 und Greiffingern 304, 306, 308. Die Greiffinger 304, 306, 308 weisen jeweils ein Aktuatormodul 310, 312, 314 und ein Fingermodul 316, 318, 320 auf. Die Greiffinger 304, 306, 308 sind wie der Greiffinger 100 gemäß Fig. 1 aus Elementen und Modulen eines modularen Greiffingersystems zusammengestellt. Zu Details der Greiffinger 304, 306, 308 wird daher insbesondere auf Fig. 1 und Fig. 2 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.

[0058] Das Greiferbasismodul 302 ist zur fest positionierten Anordnung von Greiffingern ausgelegt und weist eine der spezifischen Anordnung der Greiffinger 304, 306, 308 entsprechende Form auf. Die Greiffinger 304, 306, 308 sind relativ zueinander positioniert mit ihren Aktuatormodulen 310, 312, 314 mit dem Greiferbasismodul 302 kraft- und formschlüssig fest verbunden. Damit ist die Anordnung auch unter operativer Belastung gesichert.

[0059] Fig. 5 zeigt das Fingermodul 104 des Greiffingers 100 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in perspektivischer Ansicht. Fig. 6 zeigt das Fingermodul 104 ausschnittsweise in Längsschnittansicht. Das Fingermodul 104 weist an dem Fingerendglied 120 eine Sensorschnittstelle zur wechselbaren Aufnahme eines Sensors 140 auf. Beispielsweise ist die Sensorschnittstelle als standardisierte l2C-Schnittstelle und der Sensor 140 als Kraftsensor oder taktiler Sensor ausgeführt. Der Sensor 140 ist Teil einer wechselbaren Fingerspitze, die im Übrigen transparent dargestellt ist.

[0060] Mithilfe der Kinematikelemente 1 10, 1 12 ist eine zu einer Fingergelenkachse des Fingergelenks 126 koaxiale, hülsenartige Kabeldurchführung 142 dargestellt. Das Kinematikelement 1 10 weist eine zu einer Fingergliedlängsachse des Fingerglieds 1 18 parallele, von außen zugängliche rinnenartig Kabelaufnahme 144 auf. Mithilfe der Kinematikelemente 108, 1 10 ist eine zu einer Fingergelenkachse des Fingergelenks 124 koaxiale, hülsenartige Kabeldurchführung 146 dargestellt. Das Kinematikelement 108 weist eine zu einer Fingergliedlängsachse des Fingerglieds 1 16 parallele, von außen zugängliche rinnenartig Kabelaufnahme 148 auf. Das Kinematikelement 106 weist innenliegende Kabeldurchführungen, wie Kabeldurchführung 150, auf.

[0061 ] Der Sensor 140 weist ein Sensoranschlusskabel 152 auf. Das Sensoranschlusskabel 152 ist ausgehend von dem Fingerendglied 120 durch die Kabeldurchführung 142, die Kabelaufnahme 144, die Kabeldurchführung 146, die Kabelaufnahme 148 und die Kabeldurchführung 150 zu dem Aktuatormodul 102 kraftentlastet geführt. Damit kann bei einem Wechsel der Fingerspitze das Sensoranschlusskabel 152 ohne Demontage der Kinematikelemente 106, 108, 1 10, 1 12 des Fingermoduls 104 entfernt bzw. verlegt werden.

[0062] Fig. 7 zeigt ein Kupplungsmodul 400, wie Kupplungsmodul 218, 220 gemäß Fig. 3, eines modularen Greifersystems in perspektivischer teiltransparenter Ansicht. Das Kupplungsmodul 400 weist einen ersten Kupplungsabschnitt 402 zur festen Verbindung mit einem Greiffinger und einen zweiten Kupplungsabschnitt 404 mit einer Kupplungsfläche zur lösbaren Anordnung an einer Aufnahmefläche eines variablen Greiferbasismoduls auf. Das Kupplungsmodul 400 weist ein Kupplungsgehäuse 406, eine schaltbare Magnetanordnung 408 und ein Schaltelement 410 zum Schalten der Magnetanordnung 408 auf. Das Schaltelement 410 ist in dem Kupplungsgehäuse 406 entlang einer Linearachse 412 schubladenartig geführt und in das Kupplungsgehäuse 406 einschiebbar bzw. aus dem Kupplungsgehäuse 406 ausziehbar.

[0063] Fig. 8 zeigt die Magnetanordnung 408. Die Magnetanordnung 408 weist ein erstes Magnetmodul 414 und zweites Magnetmodul 416 auf. Das erste Magnetmodul 414 ist an dem Kupplungsgehäuse 406 angeordnet, das zweite Magnetmodul 416 ist an dem Schaltelement 410 angeordnet. Damit ist das zweite Magnetmodul 416 entlang der Linearachse 412 relativ zu dem ersten Magnetmodul 414 verschiebbar. Das erste Magnetmodul 414 ist an der Kupplungsfläche angeordnet, das zweite Magnetmodul 416 ist über dem ersten Magnetmodul 412 angeordnet. Zur besseren Übersichtlichkeit sind in Fig. 8 das erste Magnetmodul 414 und das zweite Magnetmodul 416 nebeneinander dargestellt.

[0064] Das erste Magnetmodul 414 weist eine Funktionsgruppe 418 mit zwei voneinander beabstandet angeordneten Koppelelementen 420, 422, eine Funktionsgruppe 424 mit zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelementen 426, 428 und einem zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet 430 und eine Funktionsgruppe 432 mit zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelementen 434, 436 und einem zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet 438 auf. Der Permanentmagnet 430 ist mit seinem Südpol an dem Koppelelement 426 und mit seinem Nordpol an dem Koppelelement 428 angeordnet. Der Permanentmagnet 438 ist mit seinem Nordpol an dem Koppelelement 434 und mit seinem Südpol an dem Koppelelement 436 angeordnet.

[0065] Das zweite Magnetmodul 416 weist eine Funktionsgruppe 440 mit zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelementen 442, 444 und einem zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet 446, eine Funktionsgruppe 448 mit zwei voneinander beabstandet angeordnete Koppelelementen 450, 452 und einem zwischen den Koppelelementen angeordneten Permanentmagnet 454 und eine Funktionsgruppe 456 mit zwei voneinander beabstandet angeordneten Koppelelementen 458, 460 auf. Der Permanentmagnet 446 ist mit seinem Nordpol an dem Koppelelement 442 und mit seinem Südpol an dem Koppelelement 444 angeordnet. Der Permanentmagnet 454 ist mit seinem Südpol an dem Koppelelement 450 und mit seinem Nordpol an dem Koppelelement 452 angeordnet.

[0066] Die Koppelelemente 420, 422, 426, 428, 434, 436, 442, 444, 450, 452, 458, 560 weisen jeweils eine kreiszylindrische Form auf, sind aus einer eisenhaltigen Legierung hergestellt und mittels Kleber und/oder Fixierstiften befestigt. Die Permanentmagnete 430, 438, 446, 454 sind aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung hergestellt.

[0067] In der eingeschobenen Position ist das Schaltelement 410 in eine erste Schaltposition und die Magnetanordnung 408 entsprechend in eine erste Schaltstellung geschaltet, in der ausgezogenen Position ist das Schaltelement 410 in eine zweite Schaltposition und die Magnetanordnung 408 entsprechend in eine zweite Schaltstellung geschaltet. Fig.

9 zeigt das Koppelelement 400 und die Magnetanordnung 408 in der ersten Schaltstellung, Fig. 10 zeigt das Koppelelement 400 und die Magnetanordnung 408 in der zweiten Schaltstellung.

[0068] In der in Fig. 9 gezeigten ersten Schaltstellung sind die Funktionsgruppen 418, 440, die Funktionsgruppen 424, 448 und die Funktionsgruppen 432, 456 jeweils übereinander angeordnet. Ein Magnetfeld des Permanentmagnets 446 wird über die Koppelelemente 442, 420 und die Koppelelemente 444, 422 zur Kupplungsfläche und nach außen gelenkt. Ein Magnetfeld des Permanentmagnets 430 wird über das Koppelelement 426 und das Koppelelement 428 zur Kupplungsfläche und nach außen gelenkt. Ein Magnetfeld des Permanentmagnets 454 wird über die Koppelelemente 450, 426 und die Koppelelemente 452, 428 zur Kupplungsfläche und nach außen gelenkt. Ein Magnetfeld des Permanentmagnets 438 wird über das Koppelelement 434 und das Koppelelement 436 zur Kupplungsfläche und nach außen gelenkt. In der ersten Schaltstellung stehen die Magnetkräfte der Permanentmagnete 430, 438, 446, 454 an der Kupplungsfläche zur Verfügung, um das Kupplungsmodul 400 und einen damit verbundenen Greiffinger, wie Greiffinger 100 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 oder Greiffinger 204, 206 gemäß Fig. 3, an einer Aufnahmefläche eines Greiferbasismoduls, wie Greiferbasismodul 202 gemäß Fig. 3, zu verbinden und/oder zu halten. Die Magnetkraft zwischen den Koppelelementen 420, 422 und den Koppelelementen 442, 444 und die Magnetkraft zwischen den Koppelelementen 434, 436 und den Koppelelementen 458, 460 wirkt einer abstoßenden Magnetkraft zwischen den Koppelelementen 426, 428 und den Koppelelementen 450, 452 entgegen und stabilisiert damit eine Verbindungs- und/oder Haltekraft der Magnetanordnung 408.

[0069] In der in Fig. 10 gezeigten zweiten Schaltstellung sind die Funktionsgruppe 418 und die Funktionsgruppe 456 magnetfrei und die Funktionsgruppen 424, 440 und die Funktionsgruppen 432, 448 jeweils übereinander angeordnet. Ein magnetischer Flusspfad der Permanentmagnete 430, 446 und der Permanentmagnete 438, 454 ist kupplungsintern geschlossen, sodass die Magnetkräfte der Permanentmagnete 430, 438, 446, 454 nach außen unwirksam sind und das Kupplungsmodul 400 und einen damit verbundener Greiffinger an einer Aufnahmefläche eines Greiferbasismoduls frei positioniert oder entfernt werden kann.

[0070] Mithilfe des Kupplungsmoduls 400 kann ein Greiffinger werkzeuglos lösbar, frei positionierbar und/oder fixierbar an einem Greiferbasismodul angeordnet werden. Eine Anordnung von Greiffingern kann somit ohne oder mit nur geringem Aufwand geändert werden, um einen Greifer in unterschiedlichen Anordnungen zu testen.

[0071 ] Mit „kann" sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen. [0072] Aus den mit der Beschreibung offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.

Bezugszeichen 00 Greiffinger 02 Aktuatormodul 04 Fingermodul 06 Kinematikelement 08 Kinematikelement 10 Kinematikelement 12 Kinematikelement 14 Fingerbasis 16 Fingerglied 18 Fingerglied 20 Fingerendglied 22 Fingergelenk 24 Fingergelenk 26 Fingergelenk 28 Fingerspitze 30 Wirkelement 32 Wirkelement 34 Wirkelement 36 Aktuatorgehäuse 38 Leistungs- und/oder Signalschnittstelle40 Sensor 42 Kabeldurchführung 44 Kabelaufnahme 46 Kabeldurchführung 48 Kabelaufnahme 50 Kabeldurchführung 52 Sensoranschlusskabel 00 Greifer 02 Greiferbasismodul Greiffinger

Greiffinger

Aktuatormodul

Aktuatormodul

Fingermodul

Fingermodul

Aufnahmefläche

Kupplungsmodul

Kupplungsmodul

Greifer

Greiferbasismodul

Greiffinger

Greiffinger

Greiffinger

Aktuatormodul

Aktuatormodul

Aktuatormodul

Fingermodul

Fingermodul

Fingermodul

Kupplungsmodul erster Kupplungsabschnitt zweiter Kupplungsabschnitt Kupplungsgehäuse Magnetanordnung

Schaltelement

Linearachse erstes Magnetmodul zweites Magnetmodul Funktionsgruppe Koppelelement Koppelelement Funktionsgruppe Koppelelement Koppelelement Permanentmagnet Funktionsgruppe Koppelelement Koppelelement Permanentmagnet Funktionsgruppe Koppelelement Koppelelement Permanentmagnet Funktionsgruppe

Koppelelement Koppelelement

Permanentmagnet Funktionsgruppe Koppelelement Koppelelement

Claims

Patentansprüche

1 . Modulares Greiffingersystem für einen Roboter, das Greiffingersystem aufweisend wenigstens einen universellen Aktuatormodultyp und unterschiedliche Kinematikelementtypen, um Fingermodule (104, 212, 214, 316, 318, 320) zusammenzustellen, wobei Aktuatormodule (102, 208, 210, 310, 312, 314) des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps mit aus Kinematikelementen (106, 108, 1 10, 1 12) zusammengestellten Fingermodulen (104, 212, 214, 316, 318, 320) zu vollständigen aktuierten Greiffingern (100, 204, 206, 304, 306, 308) koppelbar sind.

2. Greiffingersystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Aktuatormodule (102, 208, 210, 310, 312, 314) des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps jeweils eine Antriebseinrichtung mit wenigstens einem Motor, wenigstens einem Sensor, einer elektronischen Kontrolleinrichtung zum Kontrollieren des wenigstens einen Motors unter Berücksichtigung von Signalen des wenigstens einen Sensors und eine elektrische Leistungs- und/oder Signalschnittstelle (138) aufweisen.

3. Greiffingersystem nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich Kinematikelemente (106, 108, 1 10, 1 12) unterschiedlicher Kinematikelementtypen in Bezug auf kinematisch relevante Merkmale unterscheiden.

4. Greiffingersystem nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kinematikelementtyp dazu ausgelegt und/oder anordenbar ist, eine zu einer Fingergelenkachse koaxiale Kabeldurchführung (142, 146) darzustellen.

5. Greiffingersystem nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kinematikelemente (106, 108, 1 10, 1 12) wenigstens eines Kinematikelementtyps Sensorschnittstellen zur wechselbaren Aufnahme von Sensoren (140) aufweisen.

6. Greiffingersystem nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kinematikelemente (106, 108, 1 10, 1 12) wenigstens eines Kinematikelementtyps als Fingerendglied (120) mit wechselbarer Fingerspitze ausgeführt sind.

7. Greiffinger (100, 204, 206, 304, 306, 308) für einen Roboter, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiffinger (100, 204, 206, 304, 306, 308) ein Aktuatormodul (102, 208, 210, 310, 312, 314) des wenigstens einen universellen Aktuatormodultyps eines Greiffingersystems nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 und ein aus Kinematikelementen (106, 108, 1 10, 1 12) der unterschiedlichen Kinematikelementtypen eines Greiffingersystems nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 zusammengestelltes Fingermodul

(104, 212, 214, 316, 318, 320) aufweist.

8. Greiffinger (100, 204, 206, 304, 306, 308) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiffinger (100, 204, 206, 304, 306, 308) unter Berücksichtigung spezifischer Anforderungen zusammengestellt ist.

9. Modulares Greifersystem für einen Roboter, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifersystem ein Greiffingersystem nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 6 und unterschiedliche Greiferbasismodultypen zur Anordnung wenigstens eines Greiffingers (100, 204, 206, 304, 306, 308) aufweist.

10. Greifersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifersystem wenigstens einen Greiferbasismodultyp zur variablen Anordnung wenigstens eines Greiffingers (100, 204, 206, 304, 306, 308) aufweist.

1 1 . Greifersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifersystem wenigstens einen Kupplungsmodultyp zur variablen Anordnung wenigstens eines Greiffingers (100, 204, 206, 304, 306, 308) aufweist.

12. Greifersystem nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

Kupplungsmodule (218, 220, 400) des wenigstens einen Kupplungsmodultyps jeweils einen einem Greiffinger zugeordneten ersten Kupplungsabschnitt (402), einen zweiten Kupplungsabschnitt (404) und eine schaltbare Magnetanordnung (408) aufweisen.

13. Greifersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (408) wenigstens einen Permanentmagnet (430, 438, 446, 454) aufweist und zwischen einer ersten Schaltstellung, in der ein Magnetfeld des wenigstens einen Permanentmagnets (430, 438, 446, 454) über die Kupplungsfläche nach außen gelenkt ist, und einer zweiten Schaltstellung, in der ein magnetischer Flusspfad des wenigstens einen Permanentmagnets (430, 438, 446, 454) kupplungsintern geschlossen ist, schaltbar ist.

14. Greifersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (408) ein erstes Magnetmodul (414) mit wenigstens einem Permanentmagnet (430, 438) und ein zweites Magnetmodul (416) mit wenigstens einem Permanentmagnet (446, 454) aufweist, wobei das erste Magnetmodul (414) und das zweite Magnetmodul (416) relativ zueinander verlagerbar sind.

15. Greifersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Kupplungsmodule (218, 220, 400) des wenigstens einen Kupplungsmodultyps jeweils ein Kupplungsgehäuse (406) und ein relativ zu dem Kupplungsgehäuse (406) verschiebbares Schaltelement (410) aufweisen, wobei das erste Magnetmodul (414) an dem Kupplungsgehäuse (406) und das zweite Magnetmodul (416) an dem Schaltelement (410) angeordnet ist.

16. Greifersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifersystem wenigstens einen Greiferbasismodultyp zur festen Anordnung wenigstens eines Greiffingers (100, 204, 206, 304, 306, 308) aufweist.

1 7. Greifer (200, 300) für einen Roboter, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (200, 300) ein Greiferbasismodul (202, 302) des wenigstens einen Greiferbasismodultyps eines Greifersystems nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 16 und wenigstens einen an dem Greiferbasismodul (202, 302) angeordneten Greiffinger (100, 204, 206, 304, 306, 308) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 8 aufweist.

18. Greifer (200) nach Anspruch 1 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (200) ein Kupplungsmodul (218, 220, 400) des wenigstens einen Kupplungsmodultyps eines Greifersystems nach wenigstens einem der Ansprüche 1 1 bis 15 aufweist.

19. Greifer (200, 300) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (200, 300) unter Berücksichtigung spezifischer Anforderungen zusammengestellt ist.