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Elastogripper

Sogar mit Fingernagel!

Biologisch inspirierter Universalgreifer mit fluidisch betriebenen Balgaktuatoren. Forscher der Hamburger Helmut-Schmidt-Universität stellen den Elastogripper vor – einen Drei-Finger-Universalgreifer für die die Kommissionierung unterschiedlichster Produkte.

Mit seinen nachgiebigen Fingern ist dieser Universalgreifer für den expandierenden Markt der Mensch-Maschine-Anwendungen mit Leichtbaurobotern geeignet. (Foto: HUS Hamburg)

Der pneumatische Antrieb des Elastogripper ist vorteilhaft gegenüber elektromagnetischen Antrieben, da dieser eine geringere konstruktive Komplexität und als Klemmgreifer eine integrierte Nachgiebigkeit zum Personenschutz hat. Der Greifer ist mit drei anthropomorphen Fingern ausgestattet. Jeder Finger besteht aus drei hochelastischen Aktoren und einer Fingerkuppe; optional lässt sich ein Fingernagel aus der Kuppe ausfahren, um flache Objekte aufzunehmen.

Jedes Aktorelement besteht aus nur einem elastischen Hohlkörper und zwei Außenschalen. Hierdurch sind weitere Bauteile für die Bewegungsführung verzichtbar. Durch die Änderung des Innendrucks ändern die Aktoren die Orientierung ihrer Wirkflächen. Jeder Aktor kann sich geregelt bis 90 Grad Biegewinkel verformen und wird von einem Winkelsensor überwacht. Jeder Aktor hat ein integriertes Führungsgelenk, das verschleißfrei arbeitet, weil keine relativ sich zueinander bewegende Flächen existieren. Die Ausführung der Finger ermöglichen hohe Adaptivität an die Greifartikel. Durch das formschlüssige Greifen kann schonend und mit geringen Kräften gearbeitet werden. Die weichen lamellenförmigen Griffflächen sorgen für eine schonende und flexible Handhabung auch empfindlicher Objekte. Der Greifer ist modular aufgebaut, hierdurch lassen sich die Aktoren bei Bedarf schnell auswechseln.

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Bewegungsumfang und Kraftniveau der Aktoren lassen sich bedarfsorientiert anpassen. Insbesondere in der Logistik sind preisgünstige Handhabungsgeräte gefragt; hierfür eignet sich der Drei-Finger-Universalgreifer, weil die Konstruktion einfach aufgebaut ist, preiswerte Werkstoffe verwendet und vergleichsweise wenig Elektronikbauteile benötigt werden. Besonderes Alleinstellungsmerkmal sind die elastischen Balgaktoren. Der Aufbau ist einfach, und die Führung der Gelenke sind wartungs- und verschleißfrei. Somit ist keine Gelenkschmierung auf Mineralölbasis notwendig – was für Industriezweige mit hohen hygienischen Anforderungen vorteilhaft ist. Das Gelenk ist biegeweich um nur eine Achse und ansonsten torsionssteif ausgeführt. Es ergibt sich somit eine geführte Bewegung der Wirk- beziehungsweise Anschlussflächen des Aktors – eine vorgegebene Relativbewegung der beiden Wirkflächen zueinander soll auch unter Einwirkung von Kräften und Momenten mit einer hinreichenden Genauigkeit vom Aktor erzeugt werden. Die Rückstellwirkung geschieht ohne zusätzliches Bauteil und nur durch die elastischen Eigenschaften des Gelenks und der Hülle. Diese Erfindung ermöglicht die Realisierung einer reinen Rotationsbewegung mit einer Drehachse nahe der Aktorunterseite.

Mit dem Elastogripper können zwei verschiedene Griffarten realisiert werden – der zirkuläre Präzisionsgriff sowie der prismatische Kraftgriff – ohne dass eine motorische Drehung der Finger um die Hochachse erfolgen muss. Es lässt sich somit ein heterogenes Teilespektrum mit variantenreichen Geometrien handhaben. pb

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