DE102006009559B3 - Gripper device in form of artificial hand, has two fingers attached at frame and is formed like hinge and can bend in area around finger in assigned movement plane - Google Patents

Abstract

Gripper device has two fingers attached at frame (6) and is formed like hinge and can bend in the area around the finger (1,2,3) in the assigned movement plane. Along the actuating bendable fingers, tensile and compressive forces are transferred. Oblong formed activators with two activator ends are provided. The activator ends are connected with finger tip area of the finger, facing the frame and the other ends of activator are connected with the actuator (5) and the connections are made as one-piece connection. An independent claim is also included for the application of the gripper device.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Greifervorrichtung in Art einer künstlichen Hand mit wenigstens zwei an einem Rahmen angebrachten Fingern, von denen zumindest ein Finger längs einer dem Finger zuordenbaren Bewegungsebene mittels eines Aktors aus einer langgestreckten in eine gekrümmte Fingerposition überführbar ist, wobei der Finger einstückig ausgebildet ist und eine Längserstreckung aufweist, längs der wenigstens ein Bereich vorgesehen ist, um den der Finger in der ihm zugeordneten Bewegungsebene krümmbar ist.The The invention relates to a gripper device in the manner of a artificial Hand with at least two fingers attached to a frame, from which at least one finger along an assignable to the finger movement plane by means of an actuator from an elongated to a curved finger position, with the finger in one piece is formed and has a longitudinal extent, along the at least one area is provided around which the finger in the associated movement plane is curvable.

Stand der Technikwas standing of the technique

Greifervorrichtungen, die in Art einer künstlichen Hand ausgebildet sind, wenigstens zwei vorzugsweise drei, vier oder fünf Finger aufweisen, deren Beweglichkeit jener von menschlichen Fingern zumindest grob nachempfunden ist, stellen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte bei einer Vielzahl derzeit auf diesem Gebiet tätigen Projektgruppen dar. Das Hauptaugenmerk jener Gruppen liegt auf der Realisierung von möglichst flexibel einsetzbaren Greifersystemen, die durch ihre Funktionalität die Greifeigenschaften einer menschlichen Hand mehr oder weniger abstrahiert zu imitieren vermögen. Liegen einerseits die Anwendungsschwerpunkte derartiger Greifervorrichtungen auf dem Gebiet der medizinischen Prothetik sowie deren Applikation als Substitue natürlicher Extremitäten an einem Menschen, so gibt es gleichsam Bestrebungen, derartige Greifervorrichtungen als Greifwerkzeuge an Robotersystemen zu implementieren. Gleichgültig, ob die Entwicklungsschwerpunkte im Bereich humaner oder robotertechnischer Anwendungen liegen, ist es kaum möglich, die technologischen Entwicklungsarbeiten sowie deren Ergebnisse auf dem Gebiet derartiger Greifervorrichtungen zu trennen, zumal die Anforderungen an die Flexibilität, die Haltbarkeit sowie das Eigengewicht von derartigen Greifervorrichtungen sehr ähnlich sind. Viele der bisher entwickelten Roboterhände, wie sie zumeist auch bezeichnet werden, sowie für den menschlichen Gebrauch als Prothesen dienenden künstlichen Hände sind jeweils aus einer Vielzahl hoch komplexer und feinmechanisch ausgebildeter Baugruppen zusammengesetzt, deren Komplexität von der Vielzahl an Bewegungsmöglichkeiten und den Funktionalitäten der einzelnen Greiffinger abhängt.Gripper devices in the manner of an artificial one Hand are formed, at least two, preferably three, four or five fingers whose mobility is that of human fingers at least is roughly modeled, represent research and development priorities in a variety currently working in this field Project groups. The main focus of those groups is on the Realization of possible flexibly usable gripper systems, which by their functionality, the gripping properties to imitate a human hand more or less abstracted capital. On the one hand lie the main applications of such gripper devices in the field of medical prosthetics and their application as a substitute of natural extremities in a man, there are aspirations, as it were Implement gripper devices as gripping tools on robotic systems. Indifferent, whether the development focuses in the area of human or robot technology Applications lie, it is hardly possible to use the technological Development work and its results in the field of such To separate gripper devices, especially as the requirements for Flexibility, the durability and the weight of such gripper devices very similar are. Many of the previously developed robotic hands, as they usually also called be, as well as for artificial prosthetic for human use Hands are each of a variety of highly complex and fine mechanical trained Assembled assemblies, the complexity of the variety of movement possibilities and the functionalities of individual gripping finger depends.

Grundsätzlich ist zu den bekannten Greifersystemen festzustellen, dass ihre Empfindlichkeit gegenüber äußeren mechanischen Einflüssen zunimmt je höher der Grad an Funktionalität ist, gepaart mit der Forderung nach einer möglichst miniaturisierten und dadurch hochkomplexen Strukturbildung. Gilt es einerseits bei der Anwendung eines Greifersystems als Prothese darauf zu achten, dass der Mensch möglichst ermüdungsfrei mit der Prothese umgehen soll, so ist es andererseits wünschenswert Roboterhände mit möglichst geringen Systemgewichten auszubilden und damit verbunden möglichst geringe Massenträgheiten hervorzurufen, um möglichst hohe Handhabungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Darüber hinaus gilt es auch aus Kosten- und Platzgründen, die Roboterantriebe sowie die Antriebe zur Greiferaktivierung möglichst klein und gewichtsreduziert auszubilden. Hinzu kommt die Forderung nach einer möglichst langen Lebensdauer der als Prothese oder als Roboterhand eingesetzten Greifervorrichtung, zumal in beiden Anwendungsfällen hohe Dauerbelastungen zu erwarten sind. Ferner gilt es benutzungsbedingte Verschleißerscheinungen, die zu Funktionsstörungen oder -verschlechterungen bei den jeweiligen Greifervorrichtungen führen können, auszuschließen, zumal Greifaufgaben mit vorgegebener Genauigkeit auch während und nach längerer Benutzung mit gleich bleibender Qualität ausgeführt werden müssen.Basically to determine the known gripper systems that their sensitivity towards external mechanical influences increases the higher the degree of functionality is coupled with the demand for a miniaturized and as possible thereby highly complex structure formation. Is it the one hand in the Apply a gripper system as a prosthesis to make sure that man as possible fatigue On the other hand, it is desirable to deal with the prosthesis robotic hands with as possible train low system weights and associated as possible to cause low mass inertias as possible to achieve high handling speeds. Furthermore It also applies for cost and space reasons, the robot drives and to design the drives for gripper activation as small as possible and with reduced weight. Added to this is the demand for the longest possible service life the gripper device used as a prosthesis or as a robot hand, especially in both cases high continuous loads are to be expected. Furthermore, there are usage-related Wear, the to malfunctions or deterioration in the respective gripper devices to lead can, ruled out especially gripping tasks with given accuracy during and after a long time Use must be carried out with consistent quality.

Schließlich steht einer weitverbreiteten Markeinführung bei vielen bekannten Greifervorrichtungen durch ihre hohe Komplexität und der dadurch bedingten hohen Herstellungskosten der Preis entgegen. So ist davon auszugehen, dass insbesondere im Bereich der Prothetik weitaus mehr Patienten mit Prothesen versorgt werden könnten, sofern sie wirtschaftlich erschwinglicher wären.Finally it stands a widespread brand introduction in many known gripper devices by their high complexity and the consequent high production costs of the price. So is to be assumed that, in particular in the field of prosthetics far more patients could be treated with dentures if they would be more economically affordable.

Den Preis mitbestimmend ist neben der vorstehend erwähnten Miniaturisierung und der dadurch bedingten hohen Komplexität der Greifervorrichtungen auch die individuelle Adaption der Greifervorrichtungen an die entsprechenden Aufnahme- bzw. Tragekomponenten. So bedarf bei den Prothesen einer individuellen Anpassung an das jeweilige Extremitätenendteil, eine Anforderung, die für den Tragekomfort eine unabdingbare Voraussetzung ist. Dieselbe Situation herrscht ebenfalls im Bereich der Roboterhände vor, zumal sich Flanschstrukturen und Anschlußmaße bei Manipulatorendarmen von Robotersystemen von unterschiedlichen Herstellern stark unterscheiden, so dass auch in diesem Bereich Adapter erforderlich sind, die zumeist als separates Bauteil ausgeführt sind.The Price is decisive in addition to the aforementioned miniaturization and the consequent high complexity of the gripper devices also the individual adaptation of the gripper devices to the corresponding ones Pickup or carrying components. Thus, in the case of the prostheses, an individual adaptation to the prosthesis is required respective extremity end part, a request for the wearing comfort is an indispensable requirement. Same situation Also prevails in the field of robot hands, especially as flange structures and connection dimensions for Manipulatorendarmen of robot systems from different manufacturers, so that in this area adapters are required, which is mostly executed as a separate component are.

Gilt es ferner Roboterhände um einige Größenordnungen größer zu skalieren, um diese beispielsweise an baugleiche aber leistungsstärkere Robotersysteme zu adaptieren, so muß derzeit die gesamte Baugruppe durch eine aufwendige Neukonstruktion umgearbeitet werden, zumal die Lösungsprinzipien feinmechanischer Baugruppen im größeren Maßstab oft durch andere Lösungsprinzipien realisierbar sind. Ähnliches gilt bei der Prothetik.applies it also robotic hands by several orders of magnitude scale larger, for example, on structurally identical but more powerful robot systems to adapt, so must now the entire assembly was reworked by a complex new design be, especially the solution principles Fine mechanical assemblies on a larger scale often by other solution principles are feasible. something similar applies to prosthetics.

Schließlich werden die derzeit verfügbaren Greifervorrichtungen mit einem erheblichen Montageaufwand von zumeist gut eingelerntem Personal montiert und entsprechend auf Funktion geprüft. Zur Markteinführung derartiger Produkte ist jeweils auch die Erstellung einer technischen Dokumentation und Montageanleitung erforderlich, so dass auch hierdurch bedingte weitere für den Hersteller nicht unerhebliche Kosten zu tragen sind.Finally the currently available gripper devices with a considerable installation effort of mostly well-trained Personnel mounted and accordingly function tested. For the market introduction of such Products is also the preparation of a technical documentation and installation instructions required, so that also conditional more for the manufacturer are not inconsiderable costs.

Aus den Druckschriften US 5 568 957 A sowie DE 601 06 363 T2 sind jeweils fingerartig ausgebildete Aktoren entnehmbar, in denen die Finger durch eine Druckbeaufschlagung darin angeordneter Fluidkammern aus einer langgestreckten in eine gekrümmte Fingerposition überführbar sind. In beiden Fällen werden einzelne Funktionselemente im Wege einer Montage miteinander verbunden.From the pamphlets US 5 568 957 A such as DE 601 06 363 T2 each finger-like actuators are removable, in which the fingers can be transferred from an elongated to a curved finger position by pressurizing therein fluid chambers. In both cases, individual functional elements are connected to each other by means of a mounting.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Greifervorrichtung in der Art einer künstlichen Hand mit wenigstens zwei an einem Rahmen angebrachten Fingern, von denen zumindest ein Finger längs einer dem Finger zuordenbaren Bewegungsebene mittels eines Aktors aus einer langgestreckten in eine gekrümmte Fingerposition überführbar ist, wobei der Finger einstückig ausgebildet ist und eine Längserstreckung aufweist, längs der wenigstens ein Bereich vorgesehen ist, um den der Finger in der ihm zugeordneten Bewegungsebene krümmbar ist, derart weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile im Hinblick auf Stabilität, Gewicht, Haltbarkeit, Herstellungspreis, Patienten individueller bzw. Robotersysteme individueller Adaption, Skalierbarkeit und letztlich Montageaufwand verbessert ausgebildet werden soll.Of the The invention is therefore based on the object, a gripper device in the manner of an artificial one Hand with at least two fingers attached to a frame, from which at least one finger along an assignable to the finger movement plane by means of an actuator from an elongated to a curved finger position, with the finger in one piece is formed and a longitudinal extension has, longitudinally the at least one area is provided around which the finger in the movement plane assigned to it can be bent in such a way that that the above-mentioned disadvantages with regard to stability, weight, Durability, manufacturing price, patient individual or robotic systems individual adaptation, scalability and ultimately installation effort to be improved.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution the object underlying the invention is specified in claim 1. The concept of the invention advantageously further-forming features Subject of the dependent claims as well as the further description with reference to the embodiments refer to.

Lösungsgemäß ist eine Greifervorrichtung in Art einer künstlichen Hand mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehr, an einem Rahmen angebrachten Fingern, von denen zumindest ein Finger längs einer dem Finger zuordenbaren Bewegungsebene mittels eines Aktors aus einer langgestreckten in eine gekrümmte Fingerposition überführbar ist, wobei der Finger einstückig ausgebildet ist und eine Längserstreckung aufweist, längs der wenigstens ein Bereich vorgesehen ist, um den der Finger in der ihm zugeordneten Bewegungsebene krümmbar ist, derart ausgebildet, dass der Finger in dem wenigstens einen Bereich, um den der Finger in der ihm zugeordneten Bewegungsebene krümmbar ist, gelenkartig ausgebildet ist. Längs des wenigstens einen aktorisch krümmbaren Fingers ist ein Zug- und Druckkräfte übertragendes, länglich ausgebildetes Stellelement mit zwei Stellelementenden vorgesehen, von denen ein Stellelementende mit dem dem Rahmen gegenüberliegenden Fingerspitzenbereich des Fingers und das andere Stellelementende mit dem Aktor einstückig verbunden sind.Solution is a Gripper device in the manner of an artificial hand with at least two, preferably three or more, attached to a frame Fingers, of which at least one finger along a finger assignable Movement plane by means of an actuator from an elongated in a curved one Finger position is transferable, wherein the finger in one piece is formed and a longitudinal extension has, longitudinally the at least one area is provided around which the finger in the movement plane associated with it is bendable, designed in such a way that that the finger in the at least one area around which the finger in its associated movement plane is curved, formed like an articulation is. Along of the at least one actorisch curable finger is a train and compressive forces, elongated trained actuator provided with two actuator ends, of which an actuator end with the frame opposite Fingertip area of the finger and the other end of the actuator in one piece with the actuator are connected.

Unter der Begrifflichkeit „einstückig" ist ein nahtloses Zusammenhängen der einzelnen Komponenten zu verstehen, die nicht notwendigerweise aber nach derzeitigen Herstellungsmöglichkeiten aus ein und dem gleichen Material bestehen. So bieten sich klassische Herstellungsverfahren der Guß- oder Spritzgusstechnik an, mit denen es möglich ist zumeist aus Kunststoffmaterialien bestehende Spritzgussteile zu fertigen.Under the term "one piece" is a seamless one cohere to understand the individual components, not necessarily but according to current production possibilities consist of one and the same material. This is how classic is Production process of castings or injection molding, with which it is possible mostly from plastic materials manufacture existing injection molded parts.

In besonders vorteilhafter Weise eignen sich zur einstückigen Herstellung des Fingers, des Stellelementes sowie des mit dem Stellelement verbundenen Aktors sogenannte generative Fertigungsverfahren, die einen schichtweisen Aufbau dreidimensionaler Objekte ermöglichen, die direkt aus einem dreidimensionalen Datensatz, vorzugsweise in Form von CAD-Daten, angefertigt werden können.In particularly advantageous manner are suitable for one-piece production the finger, the actuator and the connected to the actuator Actors so-called generative manufacturing processes, which layer by layer Allow building of three-dimensional objects, directly from one three-dimensional data set, preferably in the form of CAD data, can be made.

Vorzugsweise sind sämtliche Komponenten der lösungsgemäßen Greifervorrichtung, also neben den mit entsprechenden Aktoren verbundenen Fingern und den die Finger mit den Aktoren verbindenden Stellelementen auch der Rahmen, an dem die Finger angebracht sind im Wege eines generativen Fertigungsverfahrens, vorzugsweise mittels Rapid-Prototyping, herstellbar. Durch die Anwendung generativer Fertigungsverfahren für die lösungsgemäß ausgebildete Greifervorrichtung bieten sich enorme gestalterische Freiheiten, zumal keinerlei Rücksicht auf Endformschrägen, Hinterschnitte sowie gleichbleibende Wandstärken bei den einzelnen Bauteilkomponenten genommen werden muß. So ist es möglich, bei der Auslegung der einzelnen Komponenten eine gezielte Variation der Bauteilwandstärken vorzunehmen und auf diese Weise hochfeste sowie auch elastische Bereiche in den einzelnen Bauteilkomponenten unmittelbar vorzusehen. So weist der wenigstens eine innerhalb einer Bewegungsebene krümmbare Finger wenigstens einen, als Filmgelenk ausgebildeten Schwenk- bzw. Abknickbereich vor, um den der jeweilige Finger um eine senkrecht zur Bewegungsebene des Fingers orientierte Schwenkachse krümm- bzw. schwenkbar ist. Für eine möglichst naturgetreue Imitation der menschlichen Fingermotorik sind drei längs zur Fingerlängserstreckung vorgesehene, jeweils als Filmgelenke ausgebildete Schwenkbereiche vorgesehen. Zur Nachbildung des Daumens sind hingegen nur zwei Filmgelenke vorzusehen.Preferably are all Components of the inventive gripper device, So next to the associated with corresponding actuators fingers and also the fingers connecting with the actuators the frame to which the fingers are attached by means of a generative manufacturing process, preferably by means of rapid prototyping, can be produced. By applying generative Manufacturing process for the solution trained Gripper device offers enormous creative freedom, especially no consideration on final draft, Undercuts and constant wall thicknesses of the individual component components must be taken. So it is possible in the design of the individual components a targeted variation the component wall thicknesses and in this way high strength as well as elastic Provide areas in the individual component components immediately. Thus, the at least one curvable within a plane of movement fingers at least one, formed as a film hinge pivoting or bending area before, around the respective finger around a perpendicular to the movement plane the finger-oriented pivot axis is curvature or pivotable. For as possible Lifelike imitation of human finger motor skills are three along the Finger longitudinal extension provided, each formed as a film hinges pivot areas intended. To replicate the thumb, however, are only two film joints provided.

Zur kontrollierten Krümmung jedes einzelnen Fingers ist im Bereich der Fingerspitze ein länglich ausgebildetes Stellelement fest angebracht, das seinerseits band- bzw. baudenzugartig ausgebildet und lose durch längs des Fingers vorgesehene Führungsöffnungen in den Fingerwurzelbereich verläuft, und im weiteren einstückig mit einem Aktor verbunden ist, der das Stellelement relativ zum Finger in Längsrichtung zu bewegen vermag, um auf diese Weise den Finger zu strecken sowie auch kontrolliert zu krümmen.to controlled curvature Each finger is an elongated in the area of the fingertip Actuator firmly attached, which in turn band or baudenzugartig formed and loose by longitudinal the finger provided guide openings runs in the finger root area, and in one piece is connected to an actuator which the actuator relative to Fingers in the longitudinal direction to move, so as to stretch his finger as well also controlled to bend.

Der pro Finger einstückig mit dem Stellelement verbundene Aktor weist ein mit einem hydraulischen oder pneumatischen Fluid befüllbares Volumen auf, das sich je nach Füllstand längs einer konstruktiv vorgegebenen Linearachse auszudehnen sowie auch zusammenzuziehen vermag. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Aktor hierzu ein faltenbalgartig ausgebildetes Element auf, das unmittelbar oder mittelbar mit einem dem Fingerspitzenbereich gegenüberliegenden Ende des Stellelementes einstückig verbunden ist. Die Verbindung zwischen Stellelement und Aktor erfolgt vorzugsweise derart, dass eine fluidgetriebene Expansion des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes genutzt wird, um über das Stellelement eine auf den Fingerspitzenbereich einwirkende, in Richtung des Aktors orientierte Zugkraft zu generieren, wodurch der Finger aus einer gestreckten Fingerhaltung in eine gekrümmte Fingerhaltung überführt wird. Wird hingegen das vom Aktor umschlossene Volumen von dem Fluid entleert, beispielsweise durch kontrollierte Applizierung von Unterdruck, so zieht sich das faltenbalgartig ausgebildete Element zusammen, wodurch letztlich das Stellmittel in Richtung des Fingerspitzenbereiches vorgeschoben wird und der Finger in eine langgestreckte Position überführt wird. Die hierfür erforderliche Rückstellkraft wird im einfachsten Fall seitens der dem faltenbalgartig ausgebildeten Element innewohnende elastische Materialrückstellung generiert, kann jedoch in einer vorteilhaften Weiterbildung durch Vorsehen eines, eine zusätzliche Rückstellkraft erzeugenden Elementes, vorzugsweise in Form eines Federelementes, ergänzend unterstützt werden. Auch das Federelement wird vorzugsweise im Rahmen des generativen Fertigungsverfahrens in einstückiger Ausbildung mit dem Aktor hergestellt, wie die weiteren Ausführungen unter Bezugnahme auf ein konkretes Ausführungsbeispiel zeigen werden.Of the one piece per finger actuator connected to the actuator has one with a hydraulic or pneumatic fluid fillable Volume up, depending on the level along one structurally given linear axis expand as well as contract can. In a preferred embodiment, the actuator For this purpose, a bellows-like trained element, the immediate or indirectly with a fingertip area opposite One-piece end of the control element connected is. The connection between actuator and actuator takes place preferably such that a fluid-driven expansion of the bellows trained element is used to over the actuator on the fingertip area acting, oriented in the direction of the actuator To generate traction, which makes the finger out of a stretched Finger pose in a curved Finger attitude is transferred. If, however, the volume enclosed by the actuator is emptied of the fluid, for example by controlled application of negative pressure, so the bellows-shaped element contracts, which ultimately causes the actuating means in the direction of the fingertip area is advanced and the finger is transferred to an elongated position. The one for this required restoring force is formed in the simplest case by the bellows Element inherent elastic material recovery generated, can However, in an advantageous development by providing a, an additional Restoring force generating element, preferably in the form of a spring element, additional supports become. Also, the spring element is preferably within the generative Manufacturing process in one piece Training made with the actuator, as the other versions with reference to a specific embodiment.

Neben der aktorunterstützten Krümmung und Streckung wenigstens eines Fingers längs einer jeweils dem einen Finger zuordenbaren Bewegungsebene sieht eine vorteilhafte Ausführungsform eine zusätzliche Bewegungsmöglichkeit wenigstens eines der an der lösungsgemäß ausgebildeten Greifervorrichtung vorgesehenen Finger orthogonal zu der zweidimensionalen Bewegungsebene vor, in der der jeweilige Finger zwischen einer langgestreckten und einer gekrümmten Fingerposition auslenkbar ist. Ein derartiges seitliches Verschwenken eines Fingers entspricht in etwa dem seitlichen Schwenken eines menschlichen Daumens, eine Bewegungsform, die mit Hilfe eines extra im Fingerwurzelbereich vorzusehenden Antriebsmittels realisierbar ist. Gleichsam der Aktorausbildung zur kinematischen Ansteuerung des vorstehend beschriebenen Stellelementes sieht auch das seitlich am Finger vorzusehende Antriebsmittel ein faltenbalgartig ausgebildetes Element vor, das ein Volumen umschließt, das über wenigstens eine Öffnung mit einem hydraulischen oder pneumatischen Medium befüllbar ist und sich beim Befüllen mit dem Medium längs einer durch die faltenbalgartige Ausbildung des Elementes vorgegebene Linearachse auszudehnen und bei Entleeren des Elementes in entgegengesetzter Richtung längs der Linearachse zusammenzuziehen vermag. Zur wirksamen Krafteinleitung auf den seitlich auszulenkenden Finger gilt es, das faltenbalgartig ausgebildete Element einseitig räumlich zu fixieren und das jeweils auslenkbare andere Ende des Elementes mit dem seitlich zu bewegenden Finger zu verbinden. Um die seitliche Auslenkbarkeit des Fingers zu ermöglichen, gilt es diesen an eine entsprechend, eine seitliche Auslenkung ermöglichende elastisch ausgebildete Verbindungsstruktur anzubringen, die den Finger mit dem stabil ausgebildeten Rahmen verbindet. Weitere Einzelheiten zur konstruktiven Auslegung der lösungsgemäßen Greifervorrichtung sind der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.Next the actor assisted Curvature and Stretching at least one finger along one of the one Finger assignable movement plane provides an advantageous embodiment an additional possibility of movement at least one of the trained according to the solution Gripper device provided fingers orthogonal to the two-dimensional Movement level in which the respective finger between an elongated and a curved one Finger position is deflectable. Such a lateral pivoting a finger corresponds approximately to the lateral pivoting of a human Thumb, a form of exercise that uses an extra in the area of the finger of the fingers can be realized to be provided drive means. Like the actor training for kinematic control of the above-described control element also sees the drive means to be provided laterally on the finger bellows-shaped element which encloses a volume, the at least one opening with a hydraulic or pneumatic medium can be filled and when filling with along the medium a predetermined by the bellows-like design of the element Extend linear axis and in emptying the element in opposite Direction along can contract the linear axis. For effective introduction of force on the laterally deflected fingers, it is the bellows trained element one-sided spatial to fix and the deflectable other end of the element to connect with the finger to be moved laterally. To the lateral deflectability to allow the finger it applies this to a corresponding, a lateral deflection enabling to attach elastically formed connecting structure, the Finger with the stable trained frame connects. more details for the structural design of the solution according to the invention gripper device the further description with reference to the embodiments refer to.

Die lösungsgemäße Greifervorrichtung weist wenigstens zwei an einem Rahmen befestigte Finger auf, die jeweils einstückig mit einem dem jeweiligen Finger zu krümmenden Stellelement sowie einem das Stellelement auszulenkenden Aktor verbunden sind. Der Begriff „einstückig" soll, wie eingangs bereist erwähnt die einheitliche Ausbildung der einzelnen Komponenten aus einem zusammenhängenden, fugenlosen Werkstück beschreiben, das durch Herstellung vorzugsweise im Rahmen eines generativen Fertigungsverfahren ohne weitere Montageerfordernisse herstellbar ist. Als bevorzugte generative Fertigungsverfahren stehen die nachfolgenden Fertigungsverfahren zur Verfügung: Rapid Prototyping mittels photolithographischem Verfahren, Photopolymerisation durch schichtweises Aushärten aus einem Flüssigkeitsbad, schichtweises Auftragen und Verfestigen von Pulverschichten, schichtweises Austragen eines Bindemittels in einem Pulververbund, Energiestrahldepositionsverfahren in Metallpulver sowie Kunststoffextrudertechnik (FDM, Fused Deposition Modeling).The according to the invention gripper device has at least two attached to a frame finger, the each in one piece with a respective finger to be bent actuator and a actuator to be deflected actuator are connected. Of the The term "one piece" should, as in the beginning already mentioned the uniform training of the individual components from one coherent, jointless workpiece describe, preferably by manufacturing under a generative manufacturing processes without further assembly requirements can be produced. As preferred generative manufacturing process stand The following manufacturing processes are available: Rapid prototyping by means of photolithographic process, photopolymerization by layer by layer Harden from a liquid bath, Layer by layer application and solidification of powder layers, layer by layer Discharging a binder in a powder composite, energy beam deposition method in metal powder as well as plastic extruder technology (FDM, Fused Deposition Modeling).

Je nach konstruktiver Ausgestaltung der Greifervorrichtung, die in bevorzugter Ausführungsform drei schwenk- bzw. einzeln ansteuerbare krümmbare Finger vorsieht, die an einer gemeinsamen Rahmenkonstruktion angelenkt sind, die gleichsam den einzelnen Aktoren zur Abstützung dient und darüber hinaus eine individuelle, an den jeweiligen Einsatzzweck angepaßte Verbindungskontur vorsieht, ist die Verwendung vorzugsweise als menschliche Prothese oder als Roboterhand möglich und lässt sich schnell und ohne jeglichen Montageaufwand an den jeweiligen Patienten bzw. an die jeweilige gestellte technische Aufgabe direkt anhand eines CAD-Datensatzes, in dem sämtliche konstruktive Einzelheiten für die Auslegung der lösungsgemäßen Greifervorrichtung enthalten sind, anpassen.Depending on the structural design of the gripper device, which in a preferred embodiment, three pivoting or individually controllable provides curvable finger, which are hinged to a common frame structure, which serves as the individual actuators for support and also provides an individual, adapted to the particular application connection contour, the use is preferably possible as a human prosthesis or robotic hand and can be quickly and easily without any assembly effort to the respective patient or to the respective asked technical task directly on the basis of a CAD data set in which all structural details for the design of the inventive gripper device are included adapt.

Durch die bevorzugte Herstellungsweise mittels generativer Fertigungsverfahren können die Gesamtkosten für die Konstruktion und Herstellung derartiger Greifervorrichtungen verglichen mit marktüblichen Prothesen sowie Roboterhänden sehr kostengünstig gehalten werden. Auch lässt sich zudem durch entsprechende Skalierungsfaktoren die konstruktive Ausgestaltung der Greifervorrichtung stufenlos skalieren, so dass ein beliebig skaliertes, gewichtsoptimiertes Greifersystem herstellbar ist.By the preferred method of production by means of generative manufacturing processes can the total cost of the design and manufacture of such gripper devices compared with market conditions Prostheses and robotic hands very inexpensive being held. Also lets In addition, by appropriate scaling factors the constructive Scale the gripper device infinitely variable so that an arbitrarily scaled, weight-optimized gripper system can be produced is.

Insbesondere auf dem Gebiet der generativen Fertigungsverfahren sind Entwicklungsrichtungen erkennbar, mit denen es in Zukunft möglich sein soll, einstückige Gegenstände aus bereichsweise variierenden Materialien zu fertigen, so dass elastische und weniger elastische Materialbereiche unabhängig von der Geometrieform und Wanddicke des jeweiligen Bereiches herstellbar sind. Eine entsprechende Nutzung derartiger Möglichkeiten wird zur weiteren Funktionsverbesserung der lösungsgemäß ausgebildeten Greifervorrichtung beitragen, die bspw. über weitere Beweglichkeiten und Funktionen verfügen kann.Especially In the field of generative manufacturing processes are development directions recognizable, with which it should be possible in the future, one-piece objects produce partially varying materials, so that elastic and less elastic material areas regardless of the geometry shape and wall thickness of the respective area can be produced. A corresponding use of such possibilities is to further improve the function of the solution according trained gripper device contribute, for example, over more Mobility and features can have.

Kurze Beschreibung der ErfindungShort description the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The Invention will be described below without limiting the general inventive concept of exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawings. It demonstrate:

1a, b Greifergesamtdarstellung aus unterschiedlichen perspektivischen Blickwinkeln, 1a , b gripper overall representation from different perspective angles,

2 Finger in Seitenansicht sowie perspektivischer Darstellung, 2 Finger in side view and perspective view,

3a, b Aktor in Längsschnittdarstellung sowie in perspektivischer Seitenansicht, 3a , b Actuator in longitudinal section and in perspective side view,

4a, b perspektivische Fingerdarstellung mit seitlich angebrachtem Antriebsmittel, und 4a , b perspective finger representation with laterally mounted drive means, and

5 schematisiert dargestellte Rahmenkonstruktion. 5 schematically illustrated frame construction.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to execute the Invention, industrial applicability

In den 1a und b ist eine bevorzugte Ausführungsform einer lösungsgemäß ausgebildeten Greiferanordnung aus unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigt. Die folgende Beschreibung nimmt auf beide Teilbilder zugleich Bezug. Die Greifervorrichtung weist drei Finger 1, 2, 3 auf, von denen die Finger 1 und 2 dreigelenkig und der Finger 3 lediglich zweigelenkig, vergleichbar mit einem menschlichen Daumen, ausgebildet sind. Grundsätzlich läßt sich die Greifervorrichtung in vier bzw. fünf unterschiedliche Baugruppen unterteilen, die wie die weiteren Ausführungen zeigen werden, allesamt einstückig miteinander verbunden sind und im Wege eines einzigen generativen Fertigungsverfahren, vorzugsweise eines Rapid Prototyping-Verfahrens herstellbar sind.In the 1a and b shows a preferred embodiment of a gripper arrangement designed according to the invention from different angles of view. The following description refers to both fields at the same time. The gripper device has three fingers 1 . 2 . 3 on, of which the fingers 1 and 2 dreigelenkig and the finger 3 only zweigelenkig, comparable to a human thumb, are formed. In principle, the gripper device can be subdivided into four or five different subassemblies, which, like the other embodiments, will show, are all connected in one piece and can be produced by way of a single generative manufacturing process, preferably a rapid prototyping process.

Die erste Baugruppe bilden die Finger 1, 2, 3, die zweite Baugruppe besteht jeweils aus den die Finger krümmenden Stellelementen 4, die ihrerseits jeweils mit einem, der dritten Baugruppe entsprechenden Aktor 5 verbunden sind. Als vierte Baugruppe ist der Rahmen 6 anzusehen, an dem sich sämtliche raumfesten Komponenten, auf die im Einzelnen noch einzugehen wird, verbunden sind. Der Rahmen 6 weist einen den Fingern 1 bis 3 gegenüberliegenden Bereich 7 auf, an dem eine nicht weiter dargestellte Verbindungsstruktur für einen Roboterflansch bzw. zur Applikation an einen Bereich einer menschlichen Extremität vorzusehen ist.The first assembly is the fingers 1 . 2 . 3 , The second assembly consists of each of the finger-bending control elements 4 , which in turn each with an actuator corresponding to the third assembly 5 are connected. The fourth assembly is the frame 6 View all the space-fixed components, which will be discussed in detail, are connected. The frame 6 points one's fingers 1 to 3 opposite area 7 on which a connection structure (not shown) for a robot flange or for application to a region of a human limb is to be provided.

Als mögliche fünfte Baugruppe ist neben den Aktoren 5 ein weiteres Antriebsmittel 8 vorgesehen, das zur seitlichen Auslenkung des Fingers 3 dient, der wie auch die anderen Finger jeweils in einer durch die konstruktive Ausgestaltung und Ausrichtung relativ zum Rahmen 6 in einer zweidimensionalen Bewegungsebene, auf die im Rahmen der Erläuterung der 2 Bezug genommen wird, krümmbar ist. So erstreckt sich beispielsweise die dem Finger 2 zuordenbare Bewegungsebene gemäß der Bilddarstellung in 1a senkrecht zur Zeichenebene, wobei der Finger 2 in einer gekrümmten Position senkrecht über die Zeichenebene ragen würde.As a possible fifth assembly is in addition to the actuators 5 another drive 8th provided, the lateral deflection of the finger 3 serves, as well as the other fingers in each case by the structural design and orientation relative to the frame 6 in a two-dimensional plane of motion, in the context of the explanation of the 2 Is referred to, bendable. For example, this extends to the finger 2 assignable movement plane according to the image representation in 1a perpendicular to the drawing plane, with the finger 2 in a curved position would project vertically above the plane of the drawing.

Alle drei Finger 1, 2, 3 sind räumlich gleich verteilt, um einen ringförmigen Stützbereich 9 im oberen Bereich des Rahmens 6 angeordnet. Zur Aufnahme eines zu ergreifenden, nicht weiter dargestellten Objektes, gilt es die Finger in ihre gestreckte Lage zu bringen, die der in 1 dargestellten Situation entspricht. Hierzu wird das Stellmittel 4 jedes einzelnen Fingers 1, 2, 3 in eine sogenannte ausgefahrene Stellung verbracht, durch die der jeweils einzelne Finger gestreckt wird. Dieser Bewegungsmechanismus wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den 2a und b näher erläutert werden. Der in 2 dargestellte Finger entspricht dem Grundaufbau der in 1 dargestellten Finger 1 und. Es sei angenommen, dass der Finger aus einem einheitlichen Material, beispielsweise aus einem biegefähigen, elastischen Kunststoffmaterial gefertigt ist. Entsprechend der Nachbildung eines menschlichen Fingers verfügt der künstliche Finger über drei Gelenkbereiche 10, 11, 12 die jeweils dünnwandig und brückenartig überspannende Materialbereiche vorsehen, die aufgrund der materialinhärenten Elastizität bzw. Flexibilität ein lokales Abknicken in Richtung der konkav-seitigen Ausnehmungen 10', 11', 12' ermöglichen. Derartig konstruktiv ausgebildete lokal wirkende Materialelastizitäten werden auch als Filmgelenke bezeichnet und dienen einer gezielten reversiblen Verformung von Körpern. Durch die konstruktive Ausbildung der als Filmgelenke bezeichneten lokalen Elastizitätsbereiche 10, 11, 12, deren einzelne Gelenkachsen parallel zueinander orientiert sind und im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2a die Zeichenebene senkrecht schneiden, liegt die bei einer entsprechenden Krümmung des Fingers um die jeweiligen Filmgelenke 10, 11, 12 erzielbare Krümmungsbewegung in einer zweidimensionalen Bewegungsebene, die gemäß Darstellung in 2a der Zeichenebene entspricht.All three fingers 1 . 2 . 3 are spatially distributed evenly around an annular support area 9 in the upper part of the frame 6 arranged. To take a to be taken, not shown object, it is necessary to bring the fingers in their extended position, the in 1 represented situation corresponds. For this purpose, the actuating means 4 every single finger 1 . 2 . 3 placed in a so-called extended position through which each individual finger is stretched. This movement mechanism is with reference to the representations in the 2a and b will be explained in more detail. The in 2 illustrated finger corresponds to the basic structure of in 1 illustrated fingers 1 and. It is assumed that the finger is made of a uniform material, for example of a bendable, elastic plastic material. According to the replica of a human finger, the artificial finger has three joint areas 10 . 11 . 12 each provide thin-walled and bridge-like spanning material areas, which due to the inherent elasticity or flexibility, a local bending in the direction of the concave-sided recesses 10 ' . 11 ' . 12 ' enable. Such structurally formed locally acting material elasticities are also referred to as film hinges and serve a purposeful reversible deformation of bodies. Due to the structural design of the designated as film hinges local elasticity ranges 10 . 11 . 12 whose individual joint axes are oriented parallel to each other and in the illustrated embodiment according to 2a The plane perpendicular to the plane of the drawing lies at a corresponding curvature of the finger around the respective film hinges 10 . 11 . 12 achievable curvature movement in a two-dimensional plane of motion, as shown in FIG 2a corresponds to the drawing level.

Um den Finger kontrolliert zu krümmen ist der Fingerspitzenbereich 13 mit dem oberen Ende eines länglich ausgebildeten Stellelementes 4, 14 fest verbunden, das band- oder stabförmig ausgebildet ist, in seiner Längsrichtung Zug- und Druck- bzw. Schubkräfte zu übertragen vermag und ansonsten quer zur Längserstreckung flexibel ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Stellelement 14 bandförmig ausgebildet und verfügt über eine Eigenelastizität senkrecht zu der in 2b ersichtlichen Bandoberfläche. Ferner durchragt das bandförmige Stellelement 14 lose zwischen den Filmgelenkbereichen 10, 11, 12 angeordnete Führungsöffnungen 15 und ist im weiteren, wie nicht in 2 dargestellt, mit einem Aktor verbunden, dessen Funktionsweise und Aufbau im weiteren beschrieben wird. Grundsätzlich vermag der Aktor das Stellelement 14 in dessen Längsrichtung (siehe Pfeildarstellungen) zu bewegen. Gilt es den Finger zu krümmen, so wird das Stellelement nach unten u gezogen, wodurch der Fingerspitzenbereich 13, der mit dem oberen Ende des Stellelementes 14 fest verbunden ist, ebenfalls nach unten bewegt wird. Hierdurch erfährt der Finger an seinem filmgelenkartig ausgebildeten Gelenkbereichen 10, 11, 12 eine in Richtung seiner konkaven Ausnehmungen 10', 11', 12' gerichtete Krümmung. Wird hingegen das Stellelement 14 wieder nach oben o geschoben, so wird der Finger in seine gestreckte Position gemäß Bilddarstellung in 2 überführt. Aus der vorstehend beschriebenen Krümmungskinematik ergibt sich kausal die Forderung, dass die jeweiligen Finger 1, 2, 3, die vermittels des Stellelementes 14 gekrümmt werden können, relativ zu diesem raumfest anzuordnen sind. Hierzu sind die jeweils unteren Bereiche der Finger 1, 2, 3 über entsprechende Aufnahmekonturen 16, 16' (siehe hierzu 1a, b) mit dem Rahmen 6 verbunden.To bend the finger in a controlled manner is the fingertip area 13 with the upper end of an elongated actuator 4 . 14 firmly connected, the band or rod-shaped, is able to transmit tensile and compressive or shear forces in its longitudinal direction and is otherwise designed to be flexible transversely to the longitudinal extent. In the embodiment according to 2 is the control element 14 belt-shaped and has an inherent elasticity perpendicular to the in 2 B apparent band surface. Furthermore, the band-shaped actuating element protrudes 14 loose between the film hinge areas 10 . 11 . 12 arranged guide openings 15 and is in the further, how not in 2 represented connected to an actuator whose operation and structure will be described below. Basically, the actuator is capable of actuating the actuator 14 in the longitudinal direction (see arrow representations) to move. If it is necessary to bend the finger, the actuator is pulled down u, whereby the fingertip area 13 connected to the upper end of the actuator 14 is firmly connected, is also moved down. As a result, the finger learns at its articular joint-like joint areas 10 . 11 . 12 one in the direction of its concave recesses 10 ' . 11 ' . 12 ' directed curvature. If, however, the actuator 14 pushed back up o, the finger is in its extended position as shown in 2 transferred. From the curvature kinematics described above arises causally the requirement that the respective fingers 1 . 2 . 3 , by means of the control element 14 can be curved, are arranged relative to this space fixed. For this purpose, the respective lower areas of the fingers 1 . 2 . 3 via appropriate recording contours 16 . 16 ' (see also 1a , b) with the frame 6 connected.

Aus rein konstruktiven Gründen geht die Form des bandförmig ausgebildeten Stellmittels 14 unterhalb eines jeweiligen Fingers in eine kreisrunde Verbindungsstruktur 17 über, die im weiteren als Sehneelement bezeichnet wird und einstückig mit einem oberen Gehäuseteil 18 des in 3a und b dargestellten Aktors 5 verbunden ist. 3a zeigt eine stilisierte Längsschnittdarstellung und 3b eine perspektivische Ansicht des Aktors 5. Auch in diesem Fall bezieht sich die weitere Beschreibung auf beide 3a und b zugleich. Als sogenanntes Herzstück des Aktors 5 ist ein faltenbalgartig ausgebildetes Element 19 vorgesehen, das mit einer biegeelastischen Wand, die gemäß Längsschnittdarstellung in 3a einen wellig ausgebildeten Wandverlauf vorsieht, ein inneres Volumen umschließt. Das faltenbalgartig ausgebildete Element 19 sieht einen ersten Endabschnitt 20 vor, der das innere Volumen gasdicht einseitig abdichtet. Der den ersten Endabschnitt 20 längs zur Längserstreckung des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 gegenüberliegende zweite Endabschnitt 21 verfügt hingegen über eine Öffnung 22 durch die über ein nicht weiter dargestellte Zuleitung ein hydraulisches oder pneumatisches Medium in das Volumen des faltenbalgartig ausgebildeten Element 19 einspeisbar bzw. aus diesem entleerbar ist. Je nach Befüllungsgrad des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 mit einem Medium vermag sich das Element 19 längs seiner Längserstreckung, die der in der 3a eingezeichneten Linearachse A entspricht, entsprechend auszudehnen bzw. zusammenzuziehen, wodurch die Endabschnitte 20 und 21 unterschiedlich weit voneinander beabstandet werden. Diese kontrollierte Längsbeweglichkeit des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 wird genutzt um das mit dem Sehnenelement 17 verbundene Stellelement 14 in der eingangs beschriebenen Weise zu Zwecken der Ausführung einer kontrollierten Fingerkrümmung bzw. Fingerstreckung auszulenken. Hierbei ist der erste Endabschnitt 20 raumfest mit dem Rahmen 6 verbunden – siehe hierzu das in Klammern gesetzte Bezugszeichen 20 in 1a, b –, so dass die übrigen in 3 dargestellten Aktorkomponenten sich relativ zum raumfesten Endabschnitt 20 gemäß ihres eigenen Freiheitsgrades zu bewegen vermögen.For purely constructive reasons, the shape of the band-shaped actuating means 14 below a respective finger in a circular connection structure 17 via, which is referred to below as a tendon element and in one piece with an upper housing part 18 of in 3a and b illustrated actuator 5 connected is. 3a shows a stylized longitudinal section and 3b a perspective view of the actuator 5 , Also in this case, the further description refers to both 3a and b at the same time. As so-called heart of the actor 5 is a bellows-shaped element 19 provided with a flexurally elastic wall, which according to longitudinal section in 3a provides a wavy trained wall course, enclosing an inner volume. The bellows-shaped element 19 sees a first end section 20 ago, which seals the inner volume gas-tight on one side. The the first end section 20 along the longitudinal extent of the bellows-shaped element 19 opposite second end portion 21 on the other hand has an opening 22 by a supply line, not shown, a hydraulic or pneumatic medium in the volume of the bellows-shaped element 19 can be fed or emptied from this. Depending on the degree of filling of the bellows-shaped element 19 with a medium, the element can 19 along its longitudinal extent, that in the 3a drawn linear axis A corresponds to expand or contract accordingly, whereby the end portions 20 and 21 be spaced far apart from each other. This controlled longitudinal mobility of the bellows-shaped element 19 is used with the tendon element 17 connected actuator 14 to deflect in the manner described above for the purpose of performing a controlled finger curvature or finger extension. Here is the first end section 20 room-safe with the frame 6 connected - see the parenthesized reference numerals 20 in 1a , b -, leaving the rest in 3 shown actuator components relative to the fixed space end portion 20 to move according to their own degree of freedom.

Der gegenüber dem ersten, raumfesten Endabschnitt 20 längs zur Linearachse A beweglich ausgebildete zweite Endabschnitt 21 des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 ist mit dem bereits eingeführten und in bezug genommenen Gehäuseteil 18 verbunden, der, wie aus 3 entnehmbar, in seiner zur Linearachse A axial orientierten Längserstreckung den ersten Endabschnitt 20 überragt und wie bereits erwähnt einstückig in das Sehnenelement 17 übergeht. Zu Zwecken einer exakten linear geführten Relativbewegung zwischen dem zweiten Endabschnitt 21 samt dem damit verbundenen Gehäuseteil 18 und dem feststehenden ersten Endabschnitt 20 durchragt das Gehäuseteil 18, das abschnittsweise stegartig das faltenbalgartig ausgebildete Element 19 radial umfassend ausgebildet ist, den räumlich feststehenden ersten Endabschnitt 20, der hierzu entsprechende Durchgangsöffnungen 23 vorsieht.The opposite the first, fixed space end portion 20 along the linear axis A movably formed second end portion 21 the bellows-shaped element 19 is with the already introduced and referenced housing part 18 connected, which, like 3 entnehm bar, in its longitudinal axis to the axis A axially oriented longitudinal extent the first end portion 20 surmounted and, as already mentioned in one piece in the tendon element 17 passes. For purposes of exact linear guided relative movement between the second end portion 21 including the associated housing part 18 and the fixed first end portion 20 protrudes through the housing part 18 , the web-like part of the bellows-shaped element 19 is formed radially encompassing, the spatially fixed first end portion 20 , the corresponding passage openings 23 provides.

Mit diesen konstruktiven Vorgaben kann die Funktionsweise des Aktors 5 in evidenter Weise erschlossen werden, zumal ein Befüllen des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 mit einem Medium zu einer Ausdehnung des Elementes 19 längs zur Linearachse A relativ zum feststehenden ersten Endabschnitt 20 nach unten u erfolgt, wodurch das Sehnenelement 17 und das damit verbundene Stellelement 14 über das Gehäuseteil 18 ebenfalls nach unten gezogen wird. Die Kraft, die während eines Krümmungsvorganges über den einzelnen Finger auf ein zu ergreifendes Objekt wirkt, kann dosiert und nahezu beliebig groß eingestellt werden, zumal diese letztlich vom Fülldruck abhängt, mit dem das Medium in das faltenbalgartig ausgebildete Element 19 eingespeist wird. Gleiches gilt auch für die Geschwindigkeit, mit der die einzelnen Finger in die gekrümmte Haltung überführt werden. Gilt es hingegen, die einzelnen Finger, die jeweils mit einem gesondert ausgeführten Aktor antreibbar sind, aus der gekrümmten in die langgestreckte Position überzuführen, so hängt die Kraft und die Geschwindigkeit, bei so genannter einfach wirkender Ansteuerung, mit der die Fingerbewegung erfolgt, letztlich von der eigenelastischen Rückstellkraft des wellig ausgebildeten Wandmaterials des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 ab. Ein allein durch die Eigenelastizität des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes hervorgerufenes Wiederaufrichten eines Fingers mag in einigen Anwendungsfällen zu langsam und zu wenig kraftvoll erfolgen, so dass zu diesem Zwecke in vorteilhafter Weise ein zusätzliches krafterzeugendes Element in Form eines Federelementes 24 vorgesehen ist. Das Federelement 24 ist einseitig fest mit der dem faltenbalgartig ausgebildeten Element 19 gegenüberliegenden Seite des ersten Endabschnittes 20 verbunden und vermag sich somit bei entsprechender Kompression gegen den ersten Endabschnitt 20 abzustützen. Das gegenüberliegende Ende des Federelementes 24 ist mit einer Deckelplatte 25 verbunden, die im Umfangsrand radiale Rastnasen 26 vorsieht. Desweiteren sind an der in 3 ersichtlichen Innenwand des Gehäuseteils 18 Abstützmittel 27 vorgesehen, gegen die die Deckelplatte 25 vermittels der an ihr vorgesehenen Rastnasen 26 nach entsprechender Teilkompression des Federelementes 24 arretierbar sind. In einer derartigen Stellung, die nicht in 3 dargestellt ist, wird durch das Federelement 24 eine Vorspannkraft auf das Gehäuseteil 18 eingeleitet, die letztlich das faltenbalgartig ausgebildete Element 19 zu komprimieren bzw. längs zur Linearachse A zusammenzuziehen vermag. Die durch das Federelement 24 bereitgestellte Vorspannung dient somit einer schnelleren Rückführung des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes 19 in einen zusammengezogenen Zustand nach entsprechender Entleerung des Mediums durch die Öffnung 22.With these design specifications, the operation of the actuator 5 Be developed in an evident way, especially a filling of the bellows-shaped element 19 with a medium to an extent of the element 19 along the linear axis A relative to the fixed first end portion 20 down u takes place, reducing the tendon element 17 and the associated actuator 14 over the housing part 18 also pulled down. The force that acts on an object to be grasped during the process of bending over the individual finger can be metered and adjusted to almost any desired size, especially since it ultimately depends on the filling pressure with which the medium flows into the bellows-shaped element 19 is fed. The same applies to the speed with which the individual fingers are transferred into the curved posture. If, on the other hand, it is appropriate to transfer the individual fingers, which can each be driven by a separately designed actuator, from the curved position into the elongate position, then the force and the speed, with so-called single-acting control, with which the finger movement takes place, ultimately depend on the intrinsic elastic restoring force of the wavy formed wall material of the bellows-shaped element 19 from. A revitalization of a finger caused solely by the intrinsic elasticity of the bellows-shaped element may be too slow and too inefficient in some applications, so that for this purpose advantageously an additional force-generating element in the form of a spring element 24 is provided. The spring element 24 is fixed on one side with the bellows-shaped element 19 opposite side of the first end portion 20 connected and thus able with appropriate compression against the first end portion 20 support. The opposite end of the spring element 24 is with a cover plate 25 connected, the radial edge in the peripheral locking lugs 26 provides. Furthermore, at the in 3 apparent inner wall of the housing part 18 support means 27 provided, against which the cover plate 25 by means of the locking lugs provided on it 26 after appropriate partial compression of the spring element 24 can be locked. In such a position, not in 3 is shown by the spring element 24 a biasing force on the housing part 18 introduced, which ultimately the bellows-shaped element 19 to compress or along the linear axis A is able to contract. The by the spring element 24 Provided bias thus serves a faster return of the bellows-shaped element 19 in a contracted state after appropriate emptying of the medium through the opening 22 ,

An dieser Stelle sei nochmals betont, dass sämtliche bisher beschriebenen Komponente einstückig vorzugsweise im Rahmen eines generativen Fertigungsverfahrens, vorzugsweise im Wege eines Rapid Prototyping-Verfahrens hergestellt werden. Da jedoch nach derzeitigen Technologien die Herstellung einer mit Vorspannung versehenen Feder nicht möglich erscheint, wird das Federelement 24 nebst entsprechend ausgebildeter Deckelkappe 25 im entspannten Zustand hergestellt, so dass es eines einzigen nachträglichen Montageschrittes bedarf, die Deckelplatte 25 in die vorgespannte Position zu verbringen.It should again be emphasized here that all the components described hitherto are produced integrally, preferably in the context of a generative production method, preferably by means of a rapid prototyping method. However, because current technologies make it impossible to produce a preloaded spring, the spring element becomes 24 together with a correspondingly designed lid cap 25 manufactured in the relaxed state, so that it requires a single subsequent assembly step, the cover plate 25 to spend in the pre-stressed position.

Betrachtet man sich im Lichte der vorstehenden Ausführungen die in 1a und b dargestellte Gesamtdarstellung der Greifervorrichtung so wird deutlich, dass jeder einzelne Finger 1, 2, 3 mittels eigenen Aktoren 5 individuell ansteuerbar ist. Selbstverständlich bedarf es hierzu einer kontrollierten Versorgung der faltenbalgartig ausgebildeten Elemente 19 jedes einzelnen Aktors 5 mit einem entsprechendem Medium, worauf an dieser Stelle nicht weiter eingegangen wird, zumal die zur Verfügungstellung des Mediums mit an sich bekannten Steuer- und Regelungstechniken vorgenommen werden kann. Dienen die baugleich ausgebildeten Finger 1 und 2 beispielsweise als Zeige- und Ringfinger einer menschlichen Hand, zumal sie jeweils drei bewegliche Gelenkbereiche vorsehen, siehe hierzu die Filmgelenke 10, 11, 12 gemäß 2, so dient die Ausbildung des Fingers 3, der lediglich über zwei Gelenkbereiche verfügt in Äquivalenz zur menschlichen Hand, dem Daumen. Grundsätzlich erfolgt die kontrollierte Krümmung des Daumens 3 in identischer Weise zum Krümmungsverlauf des in 2 dargestellten Fingers, so dass im Weiteren auf eine nochmalige Wiederholung der Krümmungskinematik unter Bezugnahme auf den in 4a und b in Detailldarstellung dargestellten Daumens verzichtet wird. Des weiteren unterscheidet sich der lediglich um zwei Gelenkbereiche abknickbare bzw. krümmbare Daumen 3 von den drei gelenkig ausgebildeten Fingern 1 und 2 durch das Vorsehen eines weiteren Antriebsmittels 30, durch das der Daumen eine seitliche Schwenkbewegung zu vollziehen in der Lage ist. Der Daumen 3 ist mit den nicht weiter in 4 dargestellten Rahmen 6 über ein elastisch verformbares Verbindungsmittel, vorzugsweise in Gestalt und Ausbildung eines Filmgelenkscharniers 31 verbunden, das die in 4b durch Pfeildarstellung angegebene Schwenkbewegung ermöglicht. Das Antriebsmittel 30 ist gleichsam dem Aktor 5 als faltenbalgartig ausgebildetes Element ausgebildet, das ein Volumen umschließt, das über eine Öffnung und eine damit verbundene Zuleitung 32 mit einem Medium befüllbar ist, und sich bei Befüllen mit dem Medium längs der durch die faltenbalgartige Ausbildung des Elementes 30 vorgegebene Linearachse A auszudehnen und bei Entleeren des Elementes 30 in entgegengesetzter Richtung längs der Linearachse A zusammenzuziehen vermag. Um einen den Daumen 3 seitlich auszulenkenden Krafteintrag auf den Daumen gerichtet einwirken zu lassen ist es erforderlich, den Endabschnitt 33 des Antriebsmittels 30, der vom Daumen 3 beabstandet angeordnet ist, räumlich zu fixieren. Dies kann entweder über eine starre Ausbildung der Zuleitung 32 erfolgen, die starr mit dem nicht weiter in 4 dargestellten Rahmen 6 verbunden ist, oder mit einer direkten Verbindung des Endabschnittes 33 mit einem entsprechenden Haltesteg des Rahmens 6. Wird in diesem Fall das Antriebsmittel 30 mit einem Medium befüllt, so wirkt eine seitlich auf den Daumen 3 gerichtete Kraft, die dem Daumen 3 um das Filmgelenkscharnier 31 seitlich auszulenken vermag. Hierdurch kann die Aufnahme eines Objektes durch temporäre Vergrößerung des jeweils seitlichen Abstandes des Fingers 1 zum Daumen 3 erleichtert werden. Ebenso wird hierdurch ein flexibleres Ergreifen eines Objektes mit Hilfe nur zweier Finger, d.h. beispielsweise mit dem Finger 1 und dem Daumen 3 möglich. Eine seitliche Rückstellung des Daumens 3 erfolgt durch entsprechendes Entleeren des Antriebsmittels 30 und der dadurch wirkenden eigenelastischen Rückstellkraft des dem Antriebsmittel 30, bei so genannten einfach wirkenden Ansteuerungen, zugrundeliegenden faltenbalgartig ausgebildeten Elementes.Looking in the light of the above, the in 1a and b illustrated overall view of the gripper device so it is clear that every single finger 1 . 2 . 3 by own actors 5 is individually controllable. Of course, this requires a controlled supply of bellows-shaped elements 19 every single actor 5 with a corresponding medium, which will not be discussed further at this point, especially since the provision of the medium can be made with known control and regulation techniques. Serve the identically formed fingers 1 and 2 For example, as a pointing and ring finger of a human hand, especially since they each provide three movable joint areas, see the film joints 10 . 11 . 12 according to 2 so serves the training of the finger 3 which has only two joint areas in equivalence to the human hand, the thumb. Basically, the controlled curvature of the thumb occurs 3 in an identical way to the curvature of the in 2 represented finger, so that in the following on a repeated repetition of the curvature kinematics with reference to the in 4a and b thumb shown in detail is omitted. Furthermore, the only about two joint areas bendable or curvable thumb differs 3 from the three articulated fingers 1 and 2 by the provision of a further drive means 30 by which the thumb is able to make a lateral pivoting movement. The thumb 3 is not in with the 4 illustrated frame 6 via an elastically deformable connecting means, preferably wise in the form and training of a film hinge joint 31 connected to the in 4b allows pivoting indicated by arrow view. The drive means 30 is like the actor 5 designed as a bellows-shaped element which encloses a volume, via an opening and a supply line connected thereto 32 is filled with a medium, and when filled with the medium along the bellows by the formation of the element 30 specified linear axis A expand and emptying the element 30 in the opposite direction along the linear axis A is able to contract. To give you a thumbs up 3 It is necessary to let the end section act on the thumb to be deflected laterally 33 of the drive means 30 that of the thumb 3 spaced apart, to fix spatially. This can either be via a rigid training of the supply line 32 done rigidly with the no further in 4 illustrated frame 6 connected, or with a direct connection of the end portion 33 with a corresponding retaining web of the frame 6 , Will in this case the drive means 30 filled with a medium, so acts one side on the thumb 3 directed force, the thumb 3 around the film joint hinge 31 can deflect laterally. As a result, the inclusion of an object by temporary enlargement of the respective lateral distance of the finger 1 to the thumb 3 be relieved. Likewise, thereby a more flexible grasping of an object by means of only two fingers, ie for example with the finger 1 and the thumb 3 possible. A lateral return of the thumb 3 done by appropriate emptying of the drive means 30 and the self-elastic restoring force of the drive means acting thereby 30 , in so-called single-acting controls, underlying bellows-shaped element.

In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform für die Ausgestaltung des Rahmens 6 dargestellt, das über entsprechende Aufnahmeöffnungen 34 für die Aktoren 5 aufweist sowie über entsprechende Abstützstrukturen 16 zur Aufnahme der Finger 1 bis 3. Grundsätzlich gilt für die Ausgestaltung des Rahmens 6 ein möglichst minimales Gewicht sowie ein Höchstmaß an Steifigkeit bzw. Festigkeit, so dass die Funktionalität der vorstehend beschriebenen Greifervorrichtung gewährleistet werden kann. Im unteren Bereich 35 des Rahmens 6 ist im Falle einer als Prothese ausgebildeten künstlichen Hand ein patientenindividueller Anschluß vorzusehen oder im Falle einer Roboterhand ein entsprechender Verbindungsflansch.In 5 is a preferred embodiment for the design of the frame 6 represented, via corresponding receiving openings 34 for the actors 5 has and corresponding support structures 16 for picking up the fingers 1 to 3 , Basically, the design of the frame applies 6 a minimum possible weight and a maximum of rigidity or strength, so that the functionality of the gripper device described above can be ensured. In the area below 35 of the frame 6 In the case of an artificial hand designed as a prosthesis, a patient-individual connection is to be provided or, in the case of a robot hand, a corresponding connection flange.

1, 2, 31, 2, 3

Finger, DaumenFinger, thumb

44

Stellelementactuator

55

Aktoractuator

66

Rahmenframe

77

Verbindungsstrukturconnecting structure

88th

Antriebsmitteldrive means

99

Befestigungsringfixing ring

10, 11, 1210 11, 12

Gelenkbereich, FilmgelenkJoint area, film hinge

10', 11', 12'10 ', 11', 12 '

konkarv, offener Bereichkonkarv, open area

1313

FingerspitzenbereichFingertip area

1414

Stellelementactuator

1515

DurchführungsöffnungThrough opening

1616

Abstützstruktursupport structure

1717

Sehnenelementtendons element

1818

Gehäuseteilhousing part

1919

faltenbalgartig ausgebildetes Elementbellows trained element

2020

erster Endabschnittfirst end

2121

zweiter Endabschnittsecond end

2222

Öffnungopening

2323

Durchführungexecution

2424

Federelementspring element

2525

Deckelplattecover plate

2626

Rastnasenlocking lugs

2727

Abstützmittelsupport means

28, 2928 29

Gelenkbereich, FilmgelenkJoint area, film hinge

3030

Antriebsmitteldrive means

3131

Verbindungsmittelconnecting means

3232

Zuleitungsupply

3333

Endabschnittend

3434

DurchgangsöffnungenThrough openings

3535

Endbereichend

Claims (19)

Greifervorrichtung in der Art einer künstlichen Hand mit wenigstens zwei an einem Rahmen (6) angebrachten Fingern (1, 2, 3), von denen zumindest ein Finger (1, 2, 3) längs einer dem Finger (1, 2, 3) zuordenbaren Bewegungsebene mittels eines Aktors (5) aus einer langgestreckten in eine gekrümmte Fingerposition überführbar ist, wobei der Finger (1, 2, 3) einstückig ausgebildet ist und eine Längserstreckung aufweist, längs der wenigstens ein Bereich (10, 11, 12) vorgesehen ist, um den der Finger (1, 2, 3) in der ihm zugeordneten Bewegungsebene krümmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Bereich (10, 11, 12), um den der Finger (1, 2, 3) in der ihm zugeordneten Bewegungsebene krümmbar ist, gelenkartig ausgebildet ist, dass längs des wenigstens einen aktorisch krümmbaren Fingers (1, 2, 3) ein Zug- und Druckkräfte übertragendes, länglich ausgebildetes Stellelement (4, 14) mit zwei Stellelementenden vorgesehen ist, von denen ein Stellelementende mit einem dem Rahmen (6) gegenüberliegenden Fingerspitzenbereich (13) des Fingers (1, 2, 3) und das andere Stellelementende mit dem Aktor (5) einstückig verbunden sind.Gripping device in the manner of an artificial hand with at least two on a frame ( 6 ) attached fingers ( 1 . 2 . 3 ), of which at least one finger ( 1 . 2 . 3 ) along a finger ( 1 . 2 . 3 ) assignable movement level by means of an actuator ( 5 ) is transferable from an elongated to a curved finger position, wherein the finger ( 1 . 2 . 3 ) is integrally formed and has a longitudinal extent along which at least one area ( 10 . 11 . 12 ) is provided to the finger ( 1 . 2 . 3 ) is bendable in its associated movement plane, characterized in that the at least one area ( 10 . 11 . 12 ) to the finger ( 1 . 2 . 3 ) is bendable in its associated movement plane, is articulated, that along the at least one actorisch curvable finger ( 1 . 2 . 3 ) a tensile and compressive forces transmitting, elongated actuator ( 4 . 14 ) is provided with two actuator ends, of which an actuator end with a the frame ( 6 ) opposite fingertip area ( 13 ) of the finger ( 1 . 2 . 3 ) and the other end of the actuator with the actuator ( 5 ) are integrally connected. Greifervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (5) ein faltenbalgartig ausgebildetes Element (19) aufweist, das ein Volumen umschließt, das über wenigstens eine Öffnung (22) mit einem Medium befüllbar ist und sich bei Befüllen mit dem Medium längs einer durch die faltenbalgartige Ausbildung des Elementes (19) vorgegebene Linearachse auszudehnen und bei Entleeren des Elementes (19) in entgegengesetzter Richtung längs der Linearachse zusammenzuziehen vermag, und dass das Stellelement (4, 14) unmittelbar oder mittelbar durch ein Sehnenelement (17) einstückig mit dem faltenbalgartig ausgebildeten Element (19) verbunden ist.Gripper device according to claim 1, characterized in that the actuator ( 5 ) a bellows-shaped element ( 19 ), which encloses a volume, which via at least one opening ( 22 ) can be filled with a medium and when filled with the medium along a through the bellows-like formation of the element ( 19 ) extended linear axis and when emptying the element ( 19 ) can contract in the opposite direction along the linear axis, and that the actuator ( 4 . 14 ) directly or indirectly through a tendon element ( 17 ) in one piece with the bellows-shaped element ( 19 ) connected is. Greifervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (5) wenigstens ein Federelement (24) vorsieht, das mit dem faltenbalgartig ausgebildeten Element (19) derart in Wirkverbindung steht, dass bei Befüllen des faltenbalgartig ausgebildeten Elementes (19) mit einem Medium das Federelement (24) spannbar und bei Entleeren entspannbar ist.Gripper device according to claim 2, characterized in that the actuator ( 5 ) at least one spring element ( 24 ) provided with the bellows-shaped element ( 19 ) is operatively connected in such a way that when filling the bellows-shaped element ( 19 ) with a medium the spring element ( 24 ) is tensionable and can be relaxed when emptied. Greifervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des faltenbalgartig ausgebildeten Elements (19) von einer biegeelastischen Wand umschlossen ist, die in einem Längsschnitt einen wellig ausgebildeten Wandverlauf aufweist und eine entgegen der Raumrichtung, längs der sich das faltenbalgartig ausgebildete Element (19) ausdehnt, rückstellende Federkraft aufweist.Gripper device according to claim 2 or 3, characterized in that the volume of the bellows-shaped element ( 19 ) is enclosed by a flexurally elastic wall which has a wavy wall path in a longitudinal section and one opposite to the spatial direction along which the bellows-shaped element (FIG. 19 ) expands, having restoring spring force. Greifervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das faltenbalgartig ausgebildete Element (19) zwei sich längs der Linearachse gegenüberliegende Endabschnitte (20, 21) aufweist, von denen der erster Endabschnitt (20) mit dem Rahmen (6) verbunden und der zweite Endabschnitt (21) relativ zum Rahmen (6) zumindest längs der Linearachse beweglich gelagert ist.Gripper device according to claim 4, characterized in that the bellows-shaped element ( 19 ) two end sections opposite each other along the linear axis ( 20 . 21 ), of which the first end portion ( 20 ) with the frame ( 6 ) and the second end section ( 21 ) relative to the frame ( 6 ) is mounted movably at least along the linear axis. Greifervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endabschnitt (21) mit einem Gehäuseteil (18) verbunden ist, das einstückig in das Stellelement (4, 14) übergeht.Gripper device according to claim 5, characterized in that the second end portion ( 21 ) with a housing part ( 18 ), which is integral with the actuator ( 4 . 14 ) passes over. Greifervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (18) den ersten Endabschnitt (20) in Längsrichtung des faltenbalgartig ausgebildeten Elements (19) überragt, und dass am Gehäuseteil (18) ein Abstützmittel (27) vorgesehen ist, zwischen dem und dem ersten Endabschnitt (20) das Federelement (24) einspannbar ist.Gripper device according to claim 6, characterized in that the housing part ( 18 ) the first end section ( 20 ) in the longitudinal direction of the bellows-shaped element ( 19 ) surmounted, and that on the housing part ( 18 ) a support means ( 27 ) is provided between the and the first end portion ( 20 ) the spring element ( 24 ) is clamped. Greifervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (24) mit dem ersten Endabschnitt (20) einstückig verbunden ist und ein gegenüber dem Abstützmittel (24) loses Federelementende aufweist, das gegen das Abstützmittel (24) spannbar ist.Gripper device according to claim 7, characterized in that the spring element ( 24 ) with the first end portion ( 20 ) is integrally connected and one opposite the support means ( 24 ) has loose spring element end, which against the support means ( 24 ) is tensionable. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten und/oder zweiten Endabschnittes (20, 21) die wenigstens eine Öffnung (22) vorgesehen ist, durch die das Volumen mit dem Medium befüllbar ist.Gripper device according to one of claims 5 to 8, characterized in that in the region of the first and / or second end portion ( 20 . 21 ) the at least one opening ( 22 ) is provided, through which the volume can be filled with the medium. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine gelenkartig ausgebildete Bereich (10, 11, 12) als Filmgelenk ausgebildet ist.Gripper device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one articulated region ( 10 . 11 . 12 ) is designed as a film hinge. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Finger (3) über ein elastisch verformbares Verbindungsmittel (31) mit dem Rahmen (6) verbunden ist, durch das der Finger (3) um eine vorgebbare Raumachse schwenkbar ist, und dass wenigstens ein Antriebsmittel (8, 30) an dem Finger (3) vorgesehen ist, durch das der Finger (3) um die vorgegebene Raumachse schwenkbar ist.Gripper device according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one finger ( 3 ) via an elastically deformable connecting means ( 31 ) with the frame ( 6 ), through which the finger ( 3 ) is pivotable about a predeterminable spatial axis, and that at least one drive means ( 8th . 30 ) on the finger ( 3 ) by which the finger ( 3 ) is pivotable about the predetermined spatial axis. Greifervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (31) als Filmscharniergelenk ausgebildet ist.Gripper device according to claim 11, characterized in that the connecting means ( 31 ) is designed as a film hinge joint. Greifervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (8, 30) als ein faltenbalgartig ausgebildetes Element ausgebildet ist, das ein Volumen umschließt, das über wenigstens eine Öffnung und eine damit verbundene Zuleitung (32) mit einem Medium befüllbar ist und sich bei Befüllen mit dem Medium längs einer durch die faltenbalgartige Ausbildung des Elementes vorgegebene Linearachse auszudehnen und bei Entleeren des Elementes in entgegengesetzter Richtung längs der Linearachse zusammenzuziehen vermag, und dass das faltenbalgartig ausgebildete Element zwei sich längs der Linearachse gegenüberliegende Endabschnitte aufweist, von denen der erster Endabschnitt mit dem Rahmen verbunden und der zweite Endabschnitt relativ zum Rahmen (6) zumindest längs der Linearachse beweglich gelagert und mit dem Finger (3) in Wirkverbindung tritt.Gripper device according to claim 11 or 12, characterized in that the drive means ( 8th . 30 ) is formed as a bellows-shaped element which encloses a volume, which via at least one opening and a supply line ( 32 ) can be filled with a medium and expand when filled with the medium along a given by the bellows-like design of the element linear axis and contract when emptying the element in the opposite direction along the linear axis, and that the bellows-shaped element two along the linear axis opposite End portions, of which the first end portion connected to the frame and the second end portion relative to the frame ( 6 ) at least along the linear axis movably mounted and with the finger ( 3 ) enters into operative connection. Greifervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Finger (3) in der ihm zuordenbaren Bewegungsebene aktorisch krümmbar, sowie auch um die vorgebbare Raumachse schwenkbar ausgebildet ist, und dass die Bewegungsebene und die Raumachse einen Winkel α ≠ 0°, vorzugsweise α = 90°, einschließen.Gripper device according to claim 13, characterized in that the at least one finger ( 3 ) in the movement plane attributable to it aktorisch curvable, as well as is pivotable about the predetermined spatial axis, and that the plane of movement and the spatial axis an angle α ≠ 0 °, preferably α = 90 ° include. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (6), die wenigstens zwei Finger (1, 2, 3) sowie die den Fingern (1, 2, 3) zugeordneten Aktoren (5) im Rahmen eines generativen Herstellungsverfahren hergestellt sind.Gripper device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the frame ( 6 ), which has at least two fingers ( 1 . 2 . 3 ) as well as the fingers ( 1 . 2 . 3 ) associated actuators ( 5 ) as part of a generative manufacturing process are made. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Komponenten der Greifervorrichtung einstückig gefertigt sind.Gripper device according to one of claims 1 to 15, characterized in that all the components of the gripper device made in one piece are. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zu fertigende Greifervorrichtung nach Form und Größe als CAD-Datensatz vorliegt, der einem generativen Fertigungsverfahren in einer der folgenden Art als Fertigungsparameter zuführbar ist: – Rapid Prototyping mittels Photolithographischem Verfahren – Photopolymerisation durch schichtweises Aushärten aus einem Flüssigkeitsbad – Schichtweises Auftragen und Verfestigen von Pulverschichten – Schichtweises Austragen eines Bindemittels in einen Pulververbund – Energiestrahldepositionsverfahren in Metallpulver – Kunststoffextrudertechnik (FDM, Fused Deposition Modeling).Gripper device according to one of claims 1 to 16 characterized in that the gripper device to be manufactured according to shape and size as a CAD dataset which is a generative manufacturing process in one of The following type can be supplied as a production parameter: - Rapid Prototyping by photolithographic method - Photopolymerization by layered hardening from a liquid bath - Layer by layer Application and solidification of powder coatings - Layer by layer Discharging a binder into a powder composite - Energy beam deposition method in metal powder - Plastic extruder technology (FDM, Fused Deposition Modeling). Verwendung der Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, als Robotergreifer an einem Manipulatorendarm einer Robotereinheit oder als menschliche Prothese als Handersatz.Use of the gripper device according to one of claims 1 to 17, as a robot gripper on a manipulator arm of a robot unit or as a human prosthesis as a hand replacement. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (6) eine Verbindungskontur zum Zwecke einer Adaption an den Manipulatorendarm einer Robotereinheit oder an einen menschlichen Armstumpf aufweist.Use according to claim 18, characterized in that the frame ( 6 ) has a connecting contour for the purpose of adaptation to the Manipulatorendarm a robot unit or to a human arm stump.