用于操縱物品的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于操縱物品的裝置，其具有至少一個(gè)可充氣的氣室(12)和固定在氣室(12)上的用于物品(16)的保持裝置(14)，還涉及機(jī)器人或操縱器，其特征在于至少一個(gè)用于操縱物品的裝置，以及一種使用上述裝置用于操縱物品的方法，其特征在于操縱步驟：將所述裝置以其具有所述保持裝置(14)的一側(cè)朝向待被操縱的物品(16)而移動，直到第一位置(I)；在所述保持裝置(14)和所述待被操縱的物品(16)之間建立粘結(jié)結(jié)合并由此保持所述物品(16)；將所述裝置移動到所希望的第二位置(II)中，并通過將所述至少一個(gè)氣室充氣的方式將所述物品(16)從所述保持裝置釋放。
【專利說明】用于操縱物品的裝置[0001 ] 本發(fā)明涉及用于操縱物品的方法和裝置以及操縱器。
[0002]公知機(jī)械和氣動的夾持器系統(tǒng)，其被應(yīng)用于主要以自動化方式控制的、用于操縱物品的裝置。在這種情況下，所述夾持器與待被移動的物品的形狀和壓力敏感度之間的配合導(dǎo)致調(diào)節(jié)和控制功能的高成本。此外需要相當(dāng)精確地(有時(shí)從視覺上)掌握易壞物品的位置，從而避免物品發(fā)生故障或完全損壞。這類物品包括例如食品、例如生雞蛋、巧克力空心卷、植物、敏感的技術(shù)產(chǎn)品等。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已知具有復(fù)雜機(jī)械機(jī)構(gòu)的裝置，其與需要被夾持的物品相匹配并且同樣需要復(fù)雜的控制手段以及交互的控制傳感機(jī)構(gòu)。而制造這種機(jī)械機(jī)構(gòu)費(fèi)用昂貴。
[0004]本發(fā)明的任務(wù)是提供用于操縱物品的方法和裝置以及操縱器，通過其避免或至少大大減少現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0005]該任務(wù)首先通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置得以實(shí)現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的、用于操縱物品的裝置可以以有利方式在該物品上移動，直到保持裝置與該物品接觸并穩(wěn)固地保持該物品。在此所述氣室可被稍稍充氣，由此有助于避免與物品“硬”接觸。所述保持裝置與物品接觸后，所述裝置可以以任何所期望的方式被放在任何所期望的位置上，而所述物品在該位置上應(yīng)該可以再次從所述裝置脫離?；诟鶕?jù)本發(fā)明裝置的有利實(shí)施方式， 這可以通過如下方式在不損壞物品的情況下實(shí)現(xiàn)，即，所述氣室被充氣，由此通過氣室在充氣時(shí)產(chǎn)生的拱形結(jié)構(gòu)，所述保持裝置被逐漸輕柔地從物品擠下或擠開，直到保持裝置和物品之間的在接觸區(qū)域中的保持連接不足以實(shí)現(xiàn)保持物品的目的。在這一過程中充分利用了所述物品的外部形狀與充氣的氣室的拱形結(jié)構(gòu)不相匹配的事實(shí)。
[0007]在本發(fā)明有利的實(shí)施方式中，所述裝置的氣室具有至少兩個(gè)紡織織物層。、盡管氣室也可能由塑料薄膜或其他柔韌材料制成。具有至少兩個(gè)紡織織物層的結(jié)構(gòu)柔韌性更好，同時(shí)有助于一般性的造型，還可以實(shí)現(xiàn)確定材料所需強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，這些都是以非常經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)的?？梢愿唵蔚匾钥勺兊姆绞秸{(diào)節(jié)所述保持裝置的特定的保持力。
[0008]在本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方式中，氣室具有至少一個(gè)圍繞兩個(gè)紡織織物層延伸的接縫。該接縫提供了在該區(qū)域內(nèi)、直接地在氣室附近操作的可能性，例如將保持裝置等安裝在該處。但當(dāng)然也可以直接地在織物層區(qū)域內(nèi)實(shí)施這些操作。
[0009]在本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方式中，在縫合過程中，實(shí)際上沿著接縫、根據(jù)所期望的強(qiáng)度或安全要求使用一根或幾根線將這兩個(gè)紡織織物層縫合?？蛇x的是，也可以使用粘結(jié)或焊接等方式。在本發(fā)明的又另一個(gè)有利的且特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，這兩個(gè)紡織織物層被以O(shè)PW織物(整體編織織物)的形式整體交織而成，其中所述接縫是作為織縫的包圍兩個(gè)紡織織物層(兩層區(qū)域)的單層區(qū)域并包圍氣室。通過所述裝置的這一根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，OPW技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)都可用，盡管本文僅提及其中幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。使用具有所有其優(yōu)點(diǎn)的OPW技術(shù)可以只在單個(gè)生產(chǎn)步驟中完全自動地制造出氣室。氣室的編織、構(gòu)造和定制都可以以最大精度并且同時(shí)進(jìn)行。所有在其他技術(shù)中所需的附加的必要生產(chǎn)步驟，例如為了縫合而使氣室的不同部分相對于彼此定位、定位縫合接縫以及縫合本身都可以省除。也不再需要如在任何定制的解決方案中所需的“縫合的接縫”的任何特定密封。[0010]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，所述保持裝置被構(gòu)造為包含粘合劑的粘合涂層，該粘合涂層如可以粘貼到非常輕質(zhì)的物品上，諸如欠固化的硅樹脂。
[0011]在本發(fā)明的又一個(gè)有利的實(shí)施方式中，所述保持裝置具有磁體。這種實(shí)施方式對于操縱鐵金屬的物品是相當(dāng)有利的。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，所述保持裝置具有維克牢搭扣緊固件的至少一個(gè)作用面。
[0013]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，所述裝置的特征在于它具有多個(gè)間隔開的氣室以及多個(gè)布置在所述氣室之間的保持裝置。因此明顯增強(qiáng)所述裝置的可靠功能性，而可能的應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)量也大大增加。
[0014]該目的通過如權(quán)利要求10所述的機(jī)器人或操縱器得以實(shí)現(xiàn)，其特征在于至少一個(gè)用于操縱物品的裝置。
[0015]此外，該目的通過如權(quán)利要求11所述的、用于操縱物品的方法得以實(shí)現(xiàn)，其特征在于下列步驟:
[0016]e)將所述裝置以其具有所述保持裝置的一側(cè)朝向待被操縱的物品而移動，直到第一位置，
[0017]f)在所述保持裝置和所述待被操縱的物品之間建立粘結(jié)結(jié)合，并由此保持所述物品，
[0018]g)將所述裝置放到期望的第二位置，
[0019]h)通過將至少一個(gè)氣室充氣的方式而將所述物品從所述保持裝置釋放。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。上文已在說明中詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，首要的目標(biāo)是將OPW部件引入諸如自動化、物流、包裝等領(lǐng)域，而且復(fù)雜的解決方案可以由更簡易的解決方案來代替。功能:通過施加壓力和抽出真空來控制拾取和放下兩個(gè)動作。這種操縱目前由機(jī)器人或操縱臂執(zhí)行。
[0022]用于制造OPW部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件例如是:
[0023]集成元件(模型):
[0024]-X-系繩
[0025]-軟管系繩
[0026]-軟管
[0027]組合OPW和定制部件:
[0028]-軟管和片狀織物的組合
[0029]-不同直徑軟管的組合
[0030]其他:
[0031]-氣動連接件
[0032]-涂層(鍍層)
[0033]為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖通過示例實(shí)施方式簡要描述了本發(fā)明:
[0034]圖1a是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的簡單示意俯視圖；
[0035]圖1b是示出氣室未被充氣時(shí)的圖1a所示裝置的剖視圖；
[0036]圖1c是示出氣室被充氣且物品被降下時(shí)的圖1a所示裝置的剖視圖；[0037]圖2a是示出帶有維克牢搭扣或磁體的根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例；
[0038]圖2b是示出氣室未被充氣時(shí)的圖2a所示裝置的剖視圖；
[0039]圖2c是示出氣室被充氣且物品被降下時(shí)的圖2a所示裝置的剖視圖；
[0040]圖3是示意性地示出OPW-編織網(wǎng)的剖視圖，其中還無法識別出被切除的、單獨(dú)設(shè)計(jì)的構(gòu)件。
[0041]圖4至7示意性地示出實(shí)施例1I，“轉(zhuǎn)移夾持器”在所述裝置的不同位置處。
[0042]在下文的描述中，相同或相似構(gòu)件使用相同的附圖標(biāo)記。
[0043]圖1a示出根據(jù)本發(fā)明的裝置11，該裝置具有位于織物層O和U之間的并因此看不到的優(yōu)選地以O(shè)PW形式構(gòu)造成的氣室12。所述裝置11內(nèi)部區(qū)域中的單層區(qū)域和周圍接縫用EB表示。氣室也可以由兩個(gè)常規(guī)地縫在一起的織物層O和U構(gòu)成。在這一實(shí)施例中，在氣室12上，在整個(gè)表面上，但也未必在整個(gè)表面上固定有用于物品16的、呈粘合層形式的保持裝置14 (圖1b)?？梢栽邳c(diǎn)18和其他點(diǎn)上將所述裝置11安裝在機(jī)器人或操縱器(未示出的)上。在圖1a的上部布置有用于氣室12的充氣口 10。
[0044]圖1b示出所述裝置11沿著圖1a的線A_A的剖視圖A_A。在該位置處，所述裝置11和物品14相接觸。物品16粘附在固定于氣室12上的,在此被構(gòu)造為粘合層形式的保持裝置14上并可沿箭頭H方向被升起，此后還可以根據(jù)需要借助任何裝置前進(jìn)。圖1c示出氣室12充氣后的裝置11。從中可見所述裝置11的長度由于氣室12充氣而相對于原始長度縮小了距離V的兩倍。在此，氣室12自身形成拱形并且保持裝置/粘附裝置14也隨之形成拱形，通過與物品16的接觸面的減小，保持力或粘附力減小，使得物品16不再被保持并且從所述裝置11脫離。在圖1c的圖示中，根據(jù)本發(fā)明的裝置11恰好將物品16放下。
[0045]在圖2a至圖2c中所示的、可選的本發(fā)明的實(shí)施方式中，構(gòu)造成粘合層的保持裝置14被這里例如構(gòu)造為維克牢搭扣帶24形式的保持裝置24或例如被構(gòu)造成縫制的磁帶24形式的保持裝置24替代。其功能和功能流程與第一實(shí)施例的相對應(yīng)。
[0046]在兩個(gè)變型例中放置功能通過對OPW構(gòu)件12加壓進(jìn)行控制(包括縮短、面積減小、第三維，特別是剪力)。
[0047]下面還要指出本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特別的特征。由于將氣室構(gòu)造為OPW構(gòu)件，因此可以可變調(diào)節(jié)絕對粘附力。可以根據(jù)要求而進(jìn)行單獨(dú)的編織來進(jìn)行設(shè)計(jì)。粘合層尤其適用于輕的物品。如果在定制技術(shù)上將不同紡織構(gòu)件，例如OPW和片狀織物結(jié)合起來，就能獲得無限的構(gòu)造可能性。可以利用由于加壓而產(chǎn)生的機(jī)械運(yùn)動(厚度、縮短、支承面的減小、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、牽引運(yùn)動、剪力/剪切運(yùn)動)?？梢詥为?dú)調(diào)節(jié)和選擇的是:通過可變調(diào)節(jié)兩個(gè)同樣構(gòu)造為夾持器形式的根據(jù)本發(fā)明的裝置的保持力實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換，粘附表面之間的粘合強(qiáng)度和相對于重力的附著力的減少的關(guān)系。
[0048]圖3示出OPW編織網(wǎng)的截面A，在其中還不能識別出被切除的、單獨(dú)設(shè)計(jì)的調(diào)整了的編織構(gòu)件，其具有集成的構(gòu)造特征、X系繩、軟管、縫線等或例如設(shè)置有氣室32的根據(jù)本發(fā)明的裝置31。箭頭K示出經(jīng)線走向的方向。
[0049]本發(fā)明的其他特征:
[0050]本發(fā)明的粘附夾持器/升降夾持器
[0051]本發(fā)明的目的是提供一種夾持器，其絕對粘附力可進(jìn)行可變調(diào)節(jié)。在一表面上可以部分地或全表面地提供一種粘附可能性(例如欠固化的硅樹脂、維克牢搭扣、磁體)。[0052]特定的粘附能力根據(jù)要求被構(gòu)造和調(diào)節(jié)?？傉掣搅τ杀砻娣e和比粘合的乘積得出。
[0053]通過機(jī)械方式的變形改變絕對粘附力，其中縮小粘附面，也就是減少粘附點(diǎn)的數(shù)量。
[0054]示例I，起重夾持器:
[0055]已知:需要被移動的貨物的重量:80至100N
[0056]已知:粘附面的比粘合0.5N/cm2
[0057]a)夾持器的用于提升粘附能力的參數(shù)>100N(來自貨物
[0058]的最大重量)
[0059]=>夾持器面>200cm2
[0060]4.夾持器的用于解除粘附能力的參數(shù)〈80N(來自貨物
[0061]的最小重量)
[0062]=>夾持器面<160cm2
[0063]為了轉(zhuǎn)換，上文己描述的這里還要再次以O(shè)PW夾持器形式描述。它描述了帶有粘附能力的OPW構(gòu)件。圖1a中采用具有粘附性能/粘附能力的粘附表面積(在此處>200cm2)。在圖1b中，整個(gè)粘附面與物品16(貨物)結(jié)合。圖1c)中粘附面通過加壓而減小。所述貨物只是與粘附力切線連接。由此粘附面(這里<160cm2)減小。所述貨物由于自重而被從夾持器釋放(重力 > 絕對粘附力)。
[0064]示例II，轉(zhuǎn)移夾持器
[0065]已知值:如示例I所述。
[0066]如圖4至7所示的轉(zhuǎn)移夾持器A、B使用根據(jù)本發(fā)明的裝置41，其具有氣室42和布置在其上的、被構(gòu)造為粘附裝置(與圖1a至圖1c所示的實(shí)施例類似)的保持裝置44。所述物品46或貨物46首先粘附在夾持器A (圖4左側(cè))上。所述粘附面44首先未被加壓。
[0067]夾持器B如箭頭S所示朝夾持器A的方向移動，貨物46與粘附面44接觸/結(jié)合。通過加壓粘附面44，絕對粘附面縮小。貨物46只與粘附面44上的粘附力相切連接。夾持器B的粘附面44因此縮小，且絕對粘附力也隨之減小，從而使得夾持器B的絕對粘附力比夾持器A更大。在此情況下，絕對粘附力也可能大于貨物46的重量。
[0068]圖6示出:當(dāng)夾持器A和B分開運(yùn)動時(shí)一夾持器B沿箭頭L方向移動——貨物46留在夾持器B上，因?yàn)榇颂幍慕^對粘附力更大，貨物與夾持器A分開。這一過程也可逆，除非與萬有引力相反地定位，與空間位置無關(guān)。
[0069]可以考慮根據(jù)貨物的表面性質(zhì)的功能反轉(zhuǎn)，從而使得貨物在解除壓力時(shí)從夾持器分離。
【權(quán)利要求】
1.一種用于操縱物品的裝置，該裝置的特征在于，所述裝置包括: a)至少一個(gè)可充氣的氣室(12)， b)固定在所述氣室(12)上的用于物品(16)的保持裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣室(12)具有至少兩個(gè)紡織織物層(O，U)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述氣室(12)具有至少一個(gè)圍繞所述兩個(gè)紡織織物層(O，U)延伸的接縫(N)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)紡織織物層(O，U)沿著所述接縫(N)被縫合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)紡織織物層(O，U)以整體編織即OPW的形式被交織成整體，其中所述接縫(N)形成作為織縫(WN)的包圍所述兩個(gè)紡織織物層(0，U)的單層區(qū)域(EB)并包圍所述氣室(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述保持裝置(14)被構(gòu)造為包含粘合劑的粘合涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述保持裝置(14)具有磁體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述保持裝置(14)具有維克牢搭扣緊固件的至少一個(gè)作用面。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括: c)多個(gè)間隔開的氣室(12)，以及 d)多個(gè)布置于所述氣室(12)之間的保持裝置(14)。
10.一種機(jī)器手或操縱器，其特征在于，至少一個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于操縱物品的裝置。
11.一種借助根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的裝置來操縱物品的方法，該方法的特征在于，包括下列步驟: e)將所述裝置以其具有所述保持裝置(14)的一側(cè)朝向待被操縱的物品(16)而移動，直至第一位置(I)， f)在所述保持裝置(14)和所述待被操縱的物品(16)之間建立粘結(jié)結(jié)合并由此保持所述物品(16)， g)將所述裝置移動到所希望的第二位置(II)中， h)通過將所述至少一個(gè)氣室充氣的方式將所述物品(16)從所述保持裝置釋放。
【文檔編號】B25J15/00GK103476552SQ201280013964
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月22日
【發(fā)明者】C·里特米勒, 約爾格·魯舒爾特 申請人:全球安全紡織有限公司