Monolithische Konvexgreifer: Potenziale nichtkomplanarer Nachgiebigkeitseffekte

摘要

Verformbare Mechanismen in monolithischer Bauform sind von Haus aus montage- und spielfrei. Sie eignen sich daher besonders fur Prazisionsanwendungen. Bewegung durch Verformung zu erzeugen bedeutet auch die direkte Kopplung von Kinematik und Kraftfeld. Diese Lastabhangigkeit versperrt den Weg in Anwendungen bei denen Lasten nur unscharf definiert sind. Ein typisches Beispiel hierfur sind Greiferanwendungen. Monolithische Greifer die ebene Verformungszustande ausnutzen und diesem Zielkonflikt standhalten sind entsprechend komplex. Es ist zwischen zwei Grundbauformen zu unterscheiden: Mechanismen mit Gelenken konzentrierter und Gelenken mit verteilter Nachgiebigkeit. Das gemeinsame Grundproblem dieser Strukturen ist, das die bewegungserzeugenden Krafte und der gewunschte Verformungszustand in der gleichen Ebene liegen. Grosses Potenzial liegt in Mechanismenstrukturen die sich von dem ebenen Verformungskonzept losen und gezielt nichtkomplanare Effekte ausnutzen. Dies wird im vorliegenden Fall durch die Kopplung von Gelenken globaler Nachgiebigkeit, mit Gelenken konzentrierter Nachgiebigkeit erreicht. Konkret bedeutet dies die gezielte Nutzung gekrummter Gelenkfalze. Die im verformten Zustand resultierenden globalen Verformungen wirken in Bewegungsrichtung strukturversteifend. Das Ergebnis sind verbluffend einfache Strukturen mit robusten Eigenschaften. Die Theorie und Praxis der Greiferauslegung wird am Beispiel eines Konvexgreifers besprochen.