Das zuverlässige und schonende Greifen ist ein Hauptanliegen bei der
Entwicklung von neuartigen Greifvorrichtungen. Je größer die Kontaktfläche
zwischen dem Greifer und dem Greifobjekt ist, desto schonender und
zuverlässiger ist der Greifvorgang. Um dieses Ziel zu erreichen wurden in den
letzten Jahrzehnten zahlreiche Untersuchungen zu adaptiven passiven Greifern
durchgeführt. Ein neuer Forschungszweig im Bereich selbstadaptiver Greifer sind
Greifer mit nachgiebigen blattfederartigen Greifelementen (Greiferfinger) Die
Funktionsweise basiert auf dem elastischen Ausknicken der Greifelemente
infolge einer translatorische Antriebsbewegung
Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Verbesserung des Greifvorgangs,
indem die Kontaktlänge zwischen den blattfederartigen Greiferfingern und dem
zu greifenden Objekt deutlich erhöht wird. Um diese Aufgabenstellung zu lösen,
muss eine geeignete Greifergeometrie für ein gegebenes Greifobjekt berechnet
werden.
Die gezielte Berechnung der erfoderlichen Greifergeometrie für ein bekanntes
Greifobjekt ist nicht möglich. Daher wurde als Lösungsansatz die umkehrte
Richtung gewählt. Für eine definierte Greifgeometrie wird die Gestalt des dazu
passenden “idealen” Greifobjektes ermittelt und anschließend mit der Gestalt zu
greifenden Objektes verglichen. Bei Gestaltabweichungen wird die
Greifergeometrie iterative verändert, bis seine geeignete Greifergeometrie
gefunden wurde. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird zunächst die
Ermittlung des “idealen” Greifobjektes behandelt. Es wurde ein Algorithmus
entwickelt, der für eine vorgegebene Greifergeometrie die Gestalt eines runden
bzw. elliptischen Objektes ermittelt. Der Algorithmus verwendet als Eingabedaten
die Biegelinien der elastisch ausgeknickten Greiffinger unter Berücksichtigung
unterschiedlicher Randbedingungen. Als Ausgabedaten liefert der Algorithmus
die Gestalt des passenden Greifobjektes zurück. Für quadratische bzw.
rechteckige sowie für dreieckige Objekte wurden unterschiedliche
Greifgeometrien untersucht. Außerdem wird für quadratische und rechteckige
Objekte das Lösungskonzept für die Entwicklung eines weiteren Algorithmus
beschrieben.
In Kapitel 1 wird eine Klassifizierung von Greifern basierend auf der
Anpassungsfähigkeit vorgestellt. In Kapitel 2 werden Lösungskonzepte, Modelle
und Theorien vorgestellt. In Kapitel 3 werden Ablaufdiagramme der Algorithmen
dargestellt. In Kapitel 4 wird die Entwicklung des Algorithmus für elliptische
Objekte und deren Betriebsmodi beschrieben. In Kapitel 5 werden
Greifgeometrien für quadratische bzw. Rechteckige sowie für dreieckige Objekte
analysiert und die Ideen eines Algorithmus für quadratisch bzw. rechteckige
Objekte beschrieben. In Kapitel 6 wird ein kurzer Überblick über die zukünftige
Arbeiten. / Reliable and gentle gripping is a major concern in the development of new
gripping devices. The larger contact surface between the gripper and the gripping
object, the gentler and more reliable the gripping process. In order to achieve this
goal, further investigations on adaptive passive grippers have been carried out in
the recent decades. A new branch of research in the field of self-adaptive grippers
are compliant leaf-spring-like gripping elements (gripper fingers). Its mode of
operation is based on the elastic buckling of the gripping elements as a result of
a translatory drive movement.
The present work focuses on improving the gripping process by increasing
significantly the contact length between the compliant leaf-spring-like gripper
fingers and the object to be gripped. In order to solve this task, a suitable gripper
geometry for a given gripping object should be calculated
The specific calculation of the required gripper geometry for a known gripping
object is not possible; therefore, this work aims in the opposite direction. For a
defined gripping geometry, the shape of the matching “ideal” gripping object is
determined and then compared with the desired object to be gripped. In case of
a deviation in the size, the gripper geometry is iteratively changed until its suitable
gripper geometry has been found. In the present work, the determination of the
“ideal” gripping object is the first task to deal with. An algorithm has been
developed to determine the shape of a round-elliptical object for a given gripper
geometry. The algorithm uses as data input the bend lines of the compliant twogripper
finger under different boundary conditions. As data output, the algorithm
returns the shape of the matching gripping object. For square-rectangular and
triangular objects, different gripping geometries have been investigated.
Furthermore, for square-rectangular objects, solution concepts for the
development of an algorithm is described.
In chapter 1, a classification based on adaptability is presented. In chapter 2,
solution concepts, models and theories involved are introduced. In chapter 3,
process flow diagrams of the algorithms are presented. In chapter 4, the
development of the algorithm for elliptical objects and its operation modes are
described. In chapter 5, gripping geometries for square-rectangular and triangular
objects are analysed and the ideas of an algorithm for square-rectangular objects
are described. In chapter 6, a brief overview of the futur work is commented. / Tesis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/14656 |
| Date | 30 July 2019 |
| Creators | Ramos Gómez, Geancarlo Enzo |
| Contributors | Uhlig, René |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Atribución-CompartirIgual 2.5 Perú, info:eu-repo/semantics/openAccess, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/ |
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