電粘附抓取系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電粘附抓取系統(tǒng)，包括具有一個(gè)或多個(gè)電極的電粘附平臺(tái)、電源和控制器。電源被構(gòu)造成經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)端子將電壓施加到所述電粘附平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)電極上?？刂破鞅粯?gòu)造成操作所述電粘附抓取平臺(tái)以選擇性地粘附到裝載于其上的項(xiàng)目，從而增強(qiáng)對(duì)所述項(xiàng)目的牽引控制。所述控制器可以控制所述電源將電壓施加到所述電粘附平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)電極上，從而使所述電粘附平臺(tái)粘附到設(shè)于所述電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目上，使得所述項(xiàng)目抵抗相對(duì)于所述電粘附平臺(tái)的移動(dòng)。所述控制器還可以控制所述電壓源以減小施加到所述一個(gè)或多個(gè)端子上的電壓，使得所述項(xiàng)目相對(duì)于所述電粘附平臺(tái)移動(dòng)。
【專利說(shuō)明】電粘附抓取系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年5月2日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/641，728和2012年 12月19日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/739, 212的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用 的方式并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及一種適用于處理對(duì)象和材料的電粘附抓取系統(tǒng)，特別是涉及一種適用 于保持、移動(dòng)或甚至拾取和放置多種對(duì)象（包括小的、臟的和/或易碎的對(duì)象）的電粘附抓 取系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004] 除非另有說(shuō)明，本部分中說(shuō)明的材料不是本申請(qǐng)權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且不承 認(rèn)通過(guò)納入本部分成為現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 多年來(lái)，產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)引起許多創(chuàng)新。在多種材料和項(xiàng)目的工業(yè)化處理 上已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的發(fā)展，特別是在機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。例如，在許多制造和其他材料處理 過(guò)程中，多種機(jī)器人和其他自動(dòng)化系統(tǒng)被用來(lái)"拾取和放置"項(xiàng)目。這樣的機(jī)器人和其他系 統(tǒng)可以包括機(jī)器人手臂，例如，抓取、提起和/或放置作為指定處理的一部分的某個(gè)項(xiàng)目。 當(dāng)然，其他控制和材料處理技術(shù)也可以通過(guò)這樣的機(jī)器人或其他自動(dòng)化系統(tǒng)完成。盡管多 年來(lái)本領(lǐng)域中取得了許多進(jìn)展，但是對(duì)于能夠以這種方式處理的項(xiàng)目存在限制。
[0006] 傳統(tǒng)的機(jī)器人抓取器通常使用抽吸或者機(jī)械致動(dòng)的大法向力和精細(xì)控制的組合 來(lái)抓取對(duì)象。這些技術(shù)具有一些缺點(diǎn)。例如，抽吸的使用傾向于要求平滑、清潔、干燥和平 坦的表面，這限制了可被抓取對(duì)象的類型和條件。抽吸還傾向于需要泵用的大量功率并且 傾向于在真空或低壓密封的任何位置泄漏，這會(huì)帶來(lái)吸力的喪失，具有潛在的災(zāi)難性。使 用機(jī)械致動(dòng)通常需要大的法向或"擠壓"力作用于對(duì)象，而且機(jī)器人抓取易碎或纖細(xì)對(duì)象的 能力傾向于受到限制。產(chǎn)生大力也增加了機(jī)械致動(dòng)的成本。機(jī)械泵和具有大擠壓力的傳統(tǒng) 機(jī)械致動(dòng)也通常需要可觀的重量，這對(duì)于某些應(yīng)用是主要的缺陷，如必須支撐額外質(zhì)量的 機(jī)器人手臂的端部。此外，即使當(dāng)用于堅(jiān)固的對(duì)象時(shí)，機(jī)器人手臂、機(jī)械爪等仍然可能在對(duì) 象本身的表面上留下?lián)p壞印記。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0007] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于處理對(duì)象和材料的電粘附抓取系統(tǒng)。本實(shí) 用新型的目的還在于提供一種可以適用于保持、移動(dòng)或甚至拾取和放置多種對(duì)象（包括小 的、臟的和/或易碎的對(duì)象）的電粘附抓取系統(tǒng)。
[0008] -些例子涉及電粘附面和裝置。所述電粘附面可以包括電極，其被構(gòu)造成當(dāng)向電 極施加適宜的電壓或電流時(shí)，誘發(fā)對(duì)附近對(duì)象的靜電吸引。在某些情況下，電極極化可以在 附近對(duì)象中誘發(fā)對(duì)應(yīng)的極化，以引起對(duì)象粘附到電粘附面上。用于操作所述電粘附面的系 統(tǒng)可以包括電粘附平臺(tái)、一個(gè)或多個(gè)電源和控制器。電源可被構(gòu)造成向電粘附平臺(tái)中的一 個(gè)或多個(gè)電極施加電壓或電流。
[0009] 本公開的一些實(shí)施方案提供了一種電粘附抓取系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括電粘附平 臺(tái)、電源和控制器。所述電粘附平臺(tái)可以包括一個(gè)或多個(gè)電極。所述電源可被構(gòu)造成經(jīng)由 一個(gè)或多個(gè)端子將電壓施加到所述電粘附平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)電極上。所述控制器可被構(gòu) 造成（i)控制所述電源將電壓施加到所述電粘附平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)電極上，從而使所述 電粘附平臺(tái)粘附到設(shè)于所述電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目上，使得所述項(xiàng)目抵抗相對(duì)于所述電粘附 平臺(tái)的移動(dòng)，和（ii)控制所述電壓源以減小施加到所述一個(gè)或多個(gè)端子上的電壓，使得所 述項(xiàng)目相對(duì)于所述電粘附平臺(tái)移動(dòng)。所述電粘附平臺(tái)包括輸送帶，其中所述一個(gè)或多個(gè)電 極包括在所述輸送帶中的集成電極，并且所述電源被構(gòu)造成通過(guò)一個(gè)或多個(gè)滾動(dòng)接觸點(diǎn)電 連接至所述集成電極，以及所述電粘附平臺(tái)是所述輸送帶的多個(gè)可獨(dú)立尋址的區(qū)域中的 一個(gè)區(qū)域，其中所述可獨(dú)立尋址的區(qū)域中的給定區(qū)域包括與相鄰區(qū)域中的電極電隔離的一 個(gè)或多個(gè)電極，使得所述可獨(dú)立尋址的區(qū)域中的給定區(qū)域被經(jīng)由所述滾動(dòng)接觸點(diǎn)中的一個(gè) 或多個(gè)最新近接觸的接觸點(diǎn)施加的電壓所極化。
[0010] 本公開的一些實(shí)施方案提供了一種電粘附抓取系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括電粘附輸 送帶、電源、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制器。所述電粘附輸送帶可以包括外表面、內(nèi)表面、配置在所述內(nèi) 表面和外表面之間的一個(gè)或多個(gè)電極以及沿著所述內(nèi)表面定位且電連接至所述一個(gè)或多 個(gè)電極中的對(duì)應(yīng)電極的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子。所述電源可被構(gòu)造成經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo) 電端子將電壓施加到所述電粘附輸送帶中的一個(gè)或多個(gè)電極。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可被構(gòu)造成使 所述電粘附輸送帶循環(huán)移動(dòng)，使得所述電粘附輸送帶的外表面沿著預(yù)定軌道移動(dòng)。所述控 制器可被構(gòu)造成控制所述電源將電壓施加到所述電粘附輸送帶中的一個(gè)或多個(gè)電極上，從 而使所述電粘附輸送帶粘附到設(shè)于所述外表面上的項(xiàng)目上，使得所述項(xiàng)目抵抗相對(duì)于所述 外表面的移動(dòng)。所述電粘附輸送帶包括多個(gè)可獨(dú)立尋址的區(qū)域，并且給定區(qū)域包括配置在 所述電粘附輸送帶的內(nèi)表面和外表面之間的與相鄰區(qū)域中的電極電隔離的一個(gè)或多個(gè)電 極。本公開的一些實(shí)施方案提供了一種方法。所述方法可以包括將電壓施加到電粘附平臺(tái) 中的一個(gè)或多個(gè)電極上，從而使所述電粘附平臺(tái)粘附到設(shè)于所述電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目上。 所述方法可以包括在施加電壓的同時(shí)移動(dòng)所述電粘附平臺(tái)，使得所述項(xiàng)目基本上追蹤所述 電粘附平臺(tái)的路徑。所述方法可以包括減小施加到所述一個(gè)或多個(gè)端子上的電壓，使得所 述項(xiàng)目相對(duì)于所述電粘附平臺(tái)移動(dòng)。
[0011] 在根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方案中，由于使用了大部分電粘附力，所以電粘附抓取 系統(tǒng)可以用從抓取系統(tǒng)到外物上的最小機(jī)械或"擠壓"力來(lái)完成處理。除了移動(dòng)和拾取以 及放置項(xiàng)目之外，所提供的電粘附抓取系統(tǒng)也可以用于其他應(yīng)用。
[0012] 通過(guò)閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明，并適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D，這些以及其他方面、優(yōu)點(diǎn)和替代 物，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1A是示例性電粘附端部效應(yīng)器的側(cè)剖視圖。
[0014] 圖1B示出粘附到外物上的圖1A的示例性電粘附端部效應(yīng)器的側(cè)剖視圖。
[0015] 圖1C示出作為示例性粘附的電粘附端部效應(yīng)器的電極間的電壓差結(jié)果的在圖1B 的外物中形成的電場(chǎng)的特寫側(cè)剖視圖。
[0016] 圖2A示出其上具有單個(gè)電極的一對(duì)示例性電粘附抓取面或端部效應(yīng)器的側(cè)剖視 圖。
[0017] 圖2B示出其上施加了電壓的圖2A的一對(duì)示例性電粘附抓取面或端部效應(yīng)器的側(cè) 首1J視圖。
[0018] 圖3A是示例性電粘附平臺(tái)抓取系統(tǒng)的功能框圖。
[0019] 圖3B是平臺(tái)抓取系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的簡(jiǎn)圖。
[0020] 圖3C是示例性電粘附平臺(tái)的側(cè)剖視圖。
[0021] 圖3D是包括順應(yīng)性電粘附面的另一個(gè)電粘附平臺(tái)抓取器的側(cè)剖視圖。
[0022] 圖3E是具有可獨(dú)立尋址區(qū)域的電粘附平臺(tái)抓取器的俯視圖。
[0023] 圖4示出包括電粘附平臺(tái)的示例性運(yùn)貨車的側(cè)視圖。
[0024] 圖5示出具有共同提起置于其上的項(xiàng)目的多個(gè)升降臂的示例性分段的電粘附平 臺(tái)。
[0025] 圖6A示出電粘附輸送機(jī)系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0026] 圖6B示出電極露出的電粘附輸送帶的俯視圖。
[0027] 圖6C示出設(shè)置有沿著輸送帶的長(zhǎng)度不連續(xù)地連接的電極的電粘附輸送帶的側(cè)剖 視圖。
[0028] 圖6D示出設(shè)置有沿著輸送帶的長(zhǎng)度連續(xù)地連接的電極的電粘附輸送帶的側(cè)剖視 圖。
[0029] 圖6E示出設(shè)置有分段的可獨(dú)立尋址的電極的電粘附輸送帶的側(cè)剖視圖。
[0030] 圖7A示出傾斜以將堆疊的項(xiàng)目分配在一個(gè)層中的示例性電粘附平臺(tái)。
[0031] 圖7B示出在將項(xiàng)目分配到一個(gè)層中之后的圖7A所示的傾斜的電粘附平臺(tái)。
[0032] 圖8A是使用具有可獨(dú)立尋址的子部的傾斜輸送機(jī)的示例性分揀系統(tǒng)的端視圖。
[0033] 圖8B是圖8A所示的示例性分揀系統(tǒng)的俯視圖。
[0034] 圖8C是使用具有可獨(dú)立尋址的子部的轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)的另一個(gè)示例性分揀系統(tǒng)的俯 視圖。
[0035] 圖9A是使用電粘附平臺(tái)移動(dòng)項(xiàng)目的示例性過(guò)程的流程圖。
[0036] 圖9B是分配電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)分離的示例性過(guò)程的流程圖。
[0037] 圖9C是使用可選擇性尋址的電粘附輸送機(jī)來(lái)分揀項(xiàng)目的示例性過(guò)程的流程圖。
[0038] 圖10示出根據(jù)示例性實(shí)施方案構(gòu)造的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

【具體實(shí)施方式】
[0039] 在下面詳細(xì)的說(shuō)明中，參照構(gòu)成本實(shí)用新型一部分的附圖。在附圖中，相同的附圖 標(biāo)記通常代表相同的部件，除非上下文另有所指。詳細(xì)說(shuō)明、附圖和權(quán)利要求書中示出的示 例性實(shí)施方案并不意味著限制本實(shí)用新型。在不偏離這里陳述的主題的范圍的前提下，可 以利用其他實(shí)施方案，并且可以進(jìn)行其他改變。容易理解的是，如本文的一般性描述以及在 附圖中所示出的，本公開的各個(gè)方面可以在各種不同的構(gòu)成中排列、替換、組合、分離和設(shè) 計(jì)，所有這些都明確地包括在本實(shí)用新型范圍內(nèi)。
[0040] I.綜述
[0041] 本公開的一些實(shí)施方案利用各種電粘附抓取系統(tǒng)來(lái)操縱粘附到其上的對(duì)象。特別 地，本文公開的一些例子包括用來(lái)輸送擱置在表面上的對(duì)象的電粘附面。這種電粘附水平 面可以結(jié)合到移動(dòng)式升降機(jī)、包裹處理機(jī)器人和輸送帶等的升降平臺(tái)和/或升降臂中。電 粘附平臺(tái)和擱置其上的項(xiàng)目之間的電粘附吸引可以補(bǔ)充對(duì)項(xiàng)目的牽引控制。增大的牽引控 制允許電粘附平臺(tái)經(jīng)受更大的加速度而不使項(xiàng)目從平臺(tái)滑脫。因此，電粘附平臺(tái)可以允許 對(duì)象在擱置于平臺(tái)上的同時(shí)移動(dòng)（平移），而不會(huì)在平臺(tái)上遷移位置。此外，電粘附輸送帶 在繞著角部和上下坡度等移動(dòng)的同時(shí)可以以較大的速度或加速度操作。
[0042] 示例性電粘附牽引控制系統(tǒng)可以包括電粘附平臺(tái)抓取器和/或電粘附輸送帶。電 粘附平臺(tái)抓取器可以包括電極設(shè)置在表面上或表面內(nèi)的電粘附面。電極可以涂布保護(hù)層以 防止電極的損壞和/或電極的意外放電。支撐結(jié)構(gòu)接收放置在平臺(tái)上的項(xiàng)目的負(fù)荷，并允 許操縱平臺(tái)。當(dāng)施加合適的電壓以使電極極化時(shí)，通過(guò)在外物中誘發(fā)互補(bǔ)的極化，平臺(tái)粘附 到裝載于其上的一個(gè)或多個(gè)外物，從而將外物靜電地吸引到平臺(tái)上。在平臺(tái)表面和外物之 間所產(chǎn)生的粘附使外物抵抗相對(duì)于平臺(tái)表面的滑動(dòng)。
[0043] 電粘附輸送帶包括設(shè)置在輸送帶的可移動(dòng)表面上或其內(nèi)的電極的圖案。包括集成 電極的輸送帶可被構(gòu)造成在輸送帶包繞輸送機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)輪/滑輪和繞著彎道轉(zhuǎn)動(dòng)等時(shí) 彎曲。輸送機(jī)軌道還可以包括通過(guò)輸送帶內(nèi)把電極電連接到在輸送帶背側(cè)（即，沿著軌道 移動(dòng)的那側(cè)）上的電壓源端子的導(dǎo)孔將電壓供給到移動(dòng)的輸送帶中的電極的高壓觸點(diǎn)。這 種導(dǎo)孔可以間歇地分隔開，使得隨著輸送帶移動(dòng)，鄰近的導(dǎo)孔依次接觸軌道上的給定的電 壓源端子。在某些情況下，軌道上的供給端子可以是滾動(dòng)接觸（例如，沿著外輪緣傳導(dǎo)的輪 子）。與滑動(dòng)接觸系統(tǒng)相比，這種滾動(dòng)接觸可以在輸送帶相對(duì)于軌道移動(dòng)的同時(shí)提供輸送帶 和供給端子之間減小的摩擦阻力。
[0044] 假定能夠通過(guò)選擇性地施加電壓至電粘附平臺(tái)的電粘附電極來(lái)選擇性地粘附到 裝載在平臺(tái)上的項(xiàng)目，則可以使用一個(gè)或多個(gè)電粘附平臺(tái)抓取器形成分揀系統(tǒng)，從而分揀 一組混合的包裹。例如，可以使用關(guān)于包裹的識(shí)別信息來(lái)識(shí)別/表征分揀設(shè)施中的包裹。于 是，可以將包裹電粘附地固定到電粘附平臺(tái)上并朝著識(shí)別的包裹的指定投遞位置輸送。然 后，可以在平臺(tái)接近投遞位置時(shí)通過(guò)使電粘附失活來(lái)釋放包裹。一旦釋放，包裹就跟隨朝向 投遞位置的慣性路徑（例如，在控制的滑動(dòng)中），從而投遞包裹。因此，選擇性地粘附平臺(tái) 可以用來(lái)通過(guò)在平臺(tái)減速和轉(zhuǎn)動(dòng)等使得包裹沿著慣性路徑繼續(xù)向前時(shí)釋放包裹來(lái)投遞位 于其上的包裹。選擇性地粘附平臺(tái)還可以用來(lái)通過(guò)傾斜平臺(tái)使得包裹抵抗重力固定到平臺(tái) 上來(lái)釋放包裹至所需位置。釋放包裹允許包裹沿著重力限定的路徑從傾斜的平臺(tái)滑動(dòng)并進(jìn) 入所需的投遞位置。
[0045] II.示例性電粘附系統(tǒng)
[0046] 本公開在各實(shí)施方案中涉及適用于處理對(duì)象和材料的電粘附抓取裝置或系統(tǒng)。特 別地，這種電粘附抓取系統(tǒng)可以適用于保持、移動(dòng)或甚至拾取和放置多種對(duì)象（包括小的、 臟的和/或易碎的對(duì)象）。這種處理由于使用了大部分電粘附力，所以可以用從抓取系統(tǒng)到 外物上的最小機(jī)械或"擠壓"力來(lái)完成。除了移動(dòng)和拾取以及放置項(xiàng)目之外，所提供的電 粘附抓取系統(tǒng)也可以用于其他應(yīng)用，因此應(yīng)當(dāng)理解的是，所提供的電粘附抓取系統(tǒng)不限于 用于這些應(yīng)用。
[0047] 2a)電粘附
[0048] 作為本文使用的術(shù)語(yǔ)，"電粘附"是指兩個(gè)對(duì)象使用靜電力進(jìn)行機(jī)械連接。在此描 述的電粘附使用這些靜電力的電氣控制來(lái)允許兩個(gè)對(duì)象間臨時(shí)和可拆卸的連接。由于通過(guò) 施加的電場(chǎng)產(chǎn)生的靜電力，靜電粘附將這些對(duì)象的兩個(gè)表面保持在一起或增加兩個(gè)表面之 間的有效牽引或摩擦。除了將兩個(gè)平的、光滑的和通常導(dǎo)電的表面保持在一起外，本文公開 的電粘附裝置和技術(shù)沒有限制接受電粘附力和處理的對(duì)象的材料性能或表面粗糙度。在某 些情況下，電粘附面可以是順應(yīng)性表面，以獨(dú)立于表面粗糙度而促進(jìn)電粘附吸引。例如，電 粘附面可以具有足夠的表面柔性，以跟隨被粘附對(duì)象的外表面的局部不均勻和/或瑕疵。 例如，電粘附面可以至少部分地符合微觀、介觀和/或宏觀的表面特征。當(dāng)施加適當(dāng)?shù)碾妷?到這樣的順應(yīng)性電粘附面時(shí)，電粘附面被吸引到被粘附對(duì)象的外表面上，并且通過(guò)局部彎 曲使得電粘附面移向外表面，這種吸引導(dǎo)致電粘附面至少部分地符合外表面。
[0049] 首先，參照?qǐng)D1A，在剖視圖中示出了示例性電粘附端部效應(yīng)器。電粘附端部效應(yīng) 器10包括位于或靠近"電粘附抓取面"11的一個(gè)或多個(gè)電極以及位于電極和背襯24或 其他支撐結(jié)構(gòu)部件之間的絕緣材料20。為了說(shuō)明的目的，示出的電粘附端部效應(yīng)器10具有 三對(duì)共6個(gè)電極，但是容易理解的是，在給定的電粘附端部效應(yīng)器中可以使用更多或更少 的電極。當(dāng)只有一個(gè)電極用在給定的電粘附端部效應(yīng)器中時(shí)，優(yōu)選隨其使用具有至少一個(gè) 相反極性電極的補(bǔ)充的電粘附端部效應(yīng)器。關(guān)于尺寸，電粘附端部效應(yīng)器10大體上尺寸不 變。即，電粘附端部效應(yīng)器的尺寸可以從表面面積小于1平方厘米至大于幾平方米。即便 是更大或更小的表面面積也是可能的，而且還可以根據(jù)給定應(yīng)用的需要調(diào)節(jié)尺寸。
[0050] 圖1B示出粘附到外物14上的圖1A的示例性電粘附端部效應(yīng)器10的剖視圖。夕卜 物14包括表面12和內(nèi)部材料16。電粘附端部效應(yīng)器10的電粘附抓取面11靠著或接近外 物14的表面12放置。然后，使用與電極18電連通的外部控制的電子元件（未示出），經(jīng)由 電極18施加靜電粘附電壓。如圖1B所示，靜電粘附電壓在相鄰的電極18上使用交替的正 電荷和負(fù)電荷。作為電極18之間電壓差的結(jié)果，產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電粘附力，電粘附力起到 使電粘附端部效應(yīng)器10和外物14保持彼此抵靠的作用。由于施加的力的性質(zhì)，容易理解 的是，電粘附端部效應(yīng)器10和外物14之間的實(shí)際接觸不是必要的。相反，需要的是足夠接 近以允許基于電場(chǎng)的電粘附作用發(fā)生。例如，一張紙、薄膜或其他材料或基板可以放置在電 粘附端部效應(yīng)器10和外物14之間。此外，盡管這里的術(shù)語(yǔ)"接觸"被用來(lái)表述電粘附端部 效應(yīng)器和外物之間的相互作用，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，實(shí)際的直接表面-表面接觸不總是需 要的，例如，諸如絕緣體等一個(gè)或多個(gè)薄的對(duì)象可以放置在端部效應(yīng)器或電粘附抓取面與 外物之間。在一些實(shí)施方案中，在抓取面和外物之間的這種絕緣體可以是端部效應(yīng)器的一 部分，但是在其他實(shí)施方案中其可以是單獨(dú)的項(xiàng)目或裝置。
[0051] 此外或可選擇地，在電粘附抓取面與被抓取對(duì)象之間可以存在間隙，該間隙可以 在電粘附力作用時(shí)減小。例如，電粘附力能夠引起電粘附抓取面移動(dòng)更接近于被抓取對(duì)象 的外表面，從而封閉該間隙。此外，電粘附吸引可以引起抓取面在抓取面的表面區(qū)域上的多 個(gè)點(diǎn)處朝向被抓取對(duì)象的外表面移動(dòng)。例如，順應(yīng)性抓取面在微觀、介觀和/或宏觀上符合 外表面。由此，這種由抓取面進(jìn)行的局部間隙封閉能夠引起抓取面（至少部分地）符合對(duì) 象的外表面。具有足夠柔性以符合被粘附對(duì)象的外表面的局部不均勻性、表面缺陷和其他 微觀形變和/或宏觀形變的電粘附抓取面在本文稱作順應(yīng)性抓取面。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是， 無(wú)論是否特別地被稱作順應(yīng)性抓取面，本文所述的任何抓取面都可以表現(xiàn)出這種順應(yīng)性。
[0052] 圖1C示出作為粘附的示例性電粘附端部效應(yīng)器10中的電極間的電壓差的結(jié)果 的圖1B的外物中形成的電場(chǎng)的特寫剖視圖。當(dāng)電粘附端部效應(yīng)器10抵靠外物14放置并 且施加靜電粘附電壓時(shí)，電場(chǎng)22在外物14的內(nèi)部材料16中形成。電場(chǎng)22使內(nèi)部材料16 局部地極化或在材料16上局部地誘發(fā)與端部效應(yīng)器的電極18上的電荷相反的直接電荷， 因此引起電極18(和端部效應(yīng)器10)與外物14上的感應(yīng)電荷之間的靜電粘附。感應(yīng)電荷 可以是介電極化的結(jié)果或者來(lái)自弱導(dǎo)電材料和電荷的靜電感應(yīng)。在內(nèi)部材料16是強(qiáng)導(dǎo)體 (例如銅）的情況下，感應(yīng)電荷可以完全抵消掉電場(chǎng)22。在這種情況下，內(nèi)部電場(chǎng)22是零， 但是即便如此，感應(yīng)電荷仍然形成并提供靜電力至電粘附端部效應(yīng)器。
[0053] 因此，靜電粘附電壓在電粘附端部效應(yīng)器10與外物14的表面12下的內(nèi)部材料16 之間提供總靜電力，該靜電力維持電粘附端部效應(yīng)器相對(duì)于外物的表面的當(dāng)前位置?？傡o 電力可以足夠克服在外物14上的重力拉扯，使得電粘附端部效應(yīng)器10可被用來(lái)將外物保 持在空中。在各實(shí)施方案中，多個(gè)電粘附端部效應(yīng)器可以抵靠外物14放置，使得可以針對(duì) 對(duì)象提供額外的靜電力。靜電力的組合可以足夠提起、移動(dòng)、拾取和放置或以其他方式處理 外物。電粘附端部效應(yīng)器10還可以與其他結(jié)構(gòu)連接，并且將這些額外的結(jié)構(gòu)保持在空中， 或者其可被用在傾斜或光滑的表面上，以增加正常的摩擦力。
[0054] 從電極18除去靜電粘附電壓終止了電粘附端部效應(yīng)器10與外物14的表面12之 間的靜電粘附力。因此，當(dāng)電極18間沒有靜電粘附電壓時(shí)，電粘附端部效應(yīng)器10相對(duì)于表 面12可以更容易地移動(dòng)。這種情況允許電粘附端部效應(yīng)器10在施加靜電粘附電壓之前和 之后移動(dòng)。很好地控制電氣激活和失活使得能夠快速粘附和分離，例如響應(yīng)時(shí)間少于約50 毫秒，同時(shí)消耗相對(duì)少量的電能。
[0055] 電粘附端部效應(yīng)器10包括在絕緣材料20的外表面11上的電極18。本實(shí)施方案 非常適合于控制附著到各種外物14的絕緣和弱導(dǎo)電的內(nèi)部材料16。其他的電粘附端部效 應(yīng)器10與電極18和絕緣材料20之間的關(guān)系也是可預(yù)期的并適用于更寬范圍的材料，包括 導(dǎo)電材料。例如，薄的電絕緣材料（未示出）可以位于電極的表面上。容易理解的是，由于 基于電場(chǎng)產(chǎn)生的電粘附力的距離依賴性，表面11和12之間的更短距離以及這種電絕緣材 料的材料性能導(dǎo)致對(duì)象之間的更強(qiáng)電粘附吸引。因此，可以使用可變形的表面11，該表面適 用于至少部分地符合外物14的表面12。
[0056] 作為本文使用的術(shù)語(yǔ)，靜電粘附電壓指產(chǎn)生使電粘附端部效應(yīng)器10和外物14連 接的適合靜電力的電壓。電粘附端部效應(yīng)器10所需的最小電壓根據(jù)幾個(gè)因素變化，例如： 電粘附端部效應(yīng)器10的尺寸、電極18的材料導(dǎo)電性和間距、絕緣材料20、外物材料16、對(duì) 電粘附的任何干擾的存在（如灰塵、其他顆粒物或水分）、被電粘附力支撐的任何對(duì)象的重 量、電粘附裝置的順應(yīng)性、外物的介電和電阻性能和/或電極與外物表面間的相關(guān)間隙。在 一個(gè)實(shí)施方案中，靜電粘附電壓包括在電極18間的電壓差，即，約500伏?10千伏。在微 觀應(yīng)用中，甚至可以使用更低的電壓。在一個(gè)實(shí)施方案中，電壓差為約2千伏?5千伏。一 個(gè)電極的電壓可以是零。交替的正電荷和負(fù)電荷也可以被施加到相鄰的電極18上。一個(gè) 電極上的電壓可以隨時(shí)間變化，特別地，可以在正電荷和負(fù)電荷之間交替，從而不會(huì)對(duì)外物 長(zhǎng)期充電。生成的夾持力隨著特定電粘附端部效應(yīng)器10、粘附的材料、任何顆粒物干擾、表 面粗糙度等而變化。通常，本文所述的電粘附提供大范圍的夾持壓強(qiáng)，通常定義為由電粘附 端部效應(yīng)器施加的吸引力除以與外物接觸的面積。
[0057] 實(shí)際的電粘附力和壓強(qiáng)隨設(shè)計(jì)和一些因素變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，電粘附端部 效應(yīng)器10提供約0。7kPa(約0。lpsi)?約70kPa(約lOpsi)的電粘附吸引壓強(qiáng)，盡管毫 無(wú)疑問(wèn)其他的量和范圍也是可能的。具體應(yīng)用所需的力的大小可以通過(guò)改變接觸面的面 積、改變施加的電壓和/或改變電極與外物表面之間的距離容易地達(dá)到，盡管其他相關(guān)因 素也可以如期望的那樣被操縱。
[0058] 由于靜電粘附力是被用來(lái)對(duì)外物進(jìn)行保持、移動(dòng)或其他操縱的主要力，而不是傳 統(tǒng)的機(jī)械或"擠壓"力，因此電粘附端部效應(yīng)器10可以有更廣泛的應(yīng)用。例如，電粘附端 部效應(yīng)器10適用于粗糙表面或具有宏觀曲率或復(fù)雜形狀的表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，表 面12的粗糙度大于100微米。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，表面12的粗糙度大于約3毫米。 此外，電粘附端部效應(yīng)器10可以被用在多灰塵的或臟的對(duì)象以及易碎的對(duì)象上。多種尺 寸和形狀的對(duì)象也可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電粘附端部效應(yīng)器處理，以下將詳細(xì)闡述。關(guān)于電 粘附及其應(yīng)用的各種額外細(xì)節(jié)和實(shí)施方案可以在例如共有的美國(guó)專利No。7, 551，419和 7, 554, 787中找到，它們的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。
[0059] 2b)電粘附抓取面
[0060] 盡管圖1A示出的具有電粘附抓取面11的電粘附端部效應(yīng)器10具有6個(gè)電極18， 但是應(yīng)當(dāng)理解的是，給定的電粘附端部效應(yīng)器或抓取面可以只具有一個(gè)電極。此外，容易理 解的是，給定的電粘附端部效應(yīng)器可以具有多個(gè)不同的電粘附抓取面，每個(gè)單獨(dú)的電粘附 抓取面具有至少一個(gè)電極并適用于靠著或鄰近被抓取的外物放置。盡管術(shù)語(yǔ)電粘附端部效 應(yīng)器、電粘附抓取單元和電粘附抓取面在這里全部被用來(lái)指代相關(guān)的電粘附部件，但是應(yīng) 當(dāng)理解的是，在各種情況下，這些不同的術(shù)語(yǔ)可以互換使用。特別地，當(dāng)給定的"端部效應(yīng) 器"可能包括多個(gè)不同的"抓取面"時(shí)，這些不同的抓取面還可以被看做是單獨(dú)的端部效應(yīng) 器本身。具有多個(gè)不同抓取面的實(shí)施方案可以被認(rèn)為是一個(gè)端部效應(yīng)器或者可以被認(rèn)為是 一起作用的多個(gè)不同的端部效應(yīng)器。
[0061] 參照?qǐng)D2A和圖2B，在側(cè)剖視圖中示出了其上具有一個(gè)電極的一對(duì)示例性電粘附 端部效應(yīng)器或抓取面。圖2A示出了電粘附抓取系統(tǒng)100,其具有與外物14的表面接觸的電 粘附端部效應(yīng)器或抓取面30, 31，圖2B示出了激活的電粘附抓取系統(tǒng)100'，其中端部效應(yīng) 器或抓取面被施加了電壓。電粘附抓取系統(tǒng)100包括直接接觸外物14的兩個(gè)電粘附端部 效應(yīng)器或抓取面30, 31。每個(gè)電粘附端部效應(yīng)器或抓取面30, 31均具有連接到其上的一個(gè) 電極18。在這種情況下，電粘附抓取系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成使用外物作為絕緣材料。當(dāng)施加電 壓時(shí)，電場(chǎng)22形成在外物14內(nèi)，產(chǎn)生了電粘附端部效應(yīng)器或抓取面30, 31與外物間的靜電 力。容易理解的是，可以使用包括多個(gè)單個(gè)極電粘附端部效應(yīng)器的各種實(shí)施方案。
[0062] 在一些實(shí)施方案中，電粘附抓取面可以采用其上具有多個(gè)電極的平板或片狀的形 式。在其他的實(shí)施方案中，抓取面可以采用與經(jīng)常處理或提起的外物的幾何形狀相匹配的 固定形狀。例如，彎曲的幾何形狀可被用來(lái)匹配柱形的油漆罐或汽水罐的幾何形狀。電極 可以通過(guò)各種方式增強(qiáng)，如通過(guò)在粘附裝置表面上的圖案化以改善電粘附性能，或通過(guò)使 用柔軟或柔性的材料以增加順應(yīng)性，從而符合外物的不規(guī)則表面。
[0063] III.示例性電粘附抓取系統(tǒng)
[0064] 本公開的一些實(shí)施方案利用各種電粘附抓取系統(tǒng)來(lái)操縱粘附到其上的對(duì)象。特別 地，本文公開的一些例子包括用來(lái)輸送擱置在表面上的對(duì)象的電粘附面。這種電粘附水平 面可以結(jié)合到移動(dòng)式升降機(jī)、包裹處理機(jī)器人和輸送帶等的升降平臺(tái)和/或升降臂中。電 粘附平臺(tái)和擱置其上的項(xiàng)目之間的電粘附吸引可以補(bǔ)充對(duì)項(xiàng)目的牽引控制。增大的牽引控 制允許電粘附平臺(tái)經(jīng)受更大的加速度而不使項(xiàng)目從平臺(tái)滑脫。因此，電粘附平臺(tái)可以允許 對(duì)象在擱置于平臺(tái)上的同時(shí)移動(dòng)（平移），而不會(huì)在平臺(tái)上遷移位置。此外，電粘附輸送帶 在繞著角部和上下坡度等移動(dòng)的同時(shí)可以以較大的速度操作。此外，選擇性地控制在特定 位置的電粘附可以允許電粘附平臺(tái)和/或輸送機(jī)的系統(tǒng)將特定項(xiàng)目引導(dǎo)到投遞區(qū)。例如， 項(xiàng)目可以被電粘附地保持（"鎖定"）到輸送帶的表面上，直到項(xiàng)目沿著輸送帶接近預(yù)定位 置。然后，可以使電粘附吸引失活以允許項(xiàng)目經(jīng)歷從輸送帶到預(yù)定位置的受控制的滑動(dòng)，從 而將項(xiàng)目投遞到預(yù)定位置。
[0065] 示例性電粘附牽引控制系統(tǒng)可以包括電粘附平臺(tái)抓取器和/或電粘附輸送帶。電 粘附平臺(tái)抓取器可以包括電極設(shè)置在表面上或表面內(nèi)的電粘附面。電極可以涂布保護(hù)層以 防止電極的損壞和/或電極的意外放電。支撐結(jié)構(gòu)接收放置在平臺(tái)上的項(xiàng)目的負(fù)荷，并允 許操縱平臺(tái)。當(dāng)施加合適的電壓以使電極極化時(shí)，通過(guò)在外物中誘發(fā)互補(bǔ)的極化，平臺(tái)粘附 到裝載于其上的一個(gè)或多個(gè)外物，從而將外物靜電地吸引到平臺(tái)上。在平臺(tái)表面和外物之 間所產(chǎn)生的粘附使外物抵抗相對(duì)于平臺(tái)表面的滑動(dòng)。
[0066] 電粘附輸送帶包括設(shè)置在輸送帶的可移動(dòng)表面上或其內(nèi)的電極的圖案。包括集成 電極的輸送帶可被構(gòu)造成在輸送帶包繞輸送機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)輪/滑輪和繞著彎道轉(zhuǎn)動(dòng)等時(shí) 彎曲。輸送機(jī)軌道還可以包括通過(guò)輸送帶內(nèi)把電極電連接到在輸送帶背側(cè)（即，沿著軌道 移動(dòng)的那側(cè)）上的電壓源端子的導(dǎo)孔將電壓供給到移動(dòng)的輸送帶內(nèi)的電極的高壓觸點(diǎn)。這 種導(dǎo)孔可以間歇地分隔開，使得隨著輸送帶移動(dòng)，鄰近的導(dǎo)孔依次接觸軌道上的給定的電 壓源端子。在某些情況下，軌道上的供給端子可以是滾動(dòng)接觸（例如，沿著外輪緣傳導(dǎo)的輪 子）。與滑動(dòng)接觸系統(tǒng)相比，這種滾動(dòng)接觸可以在輸送帶相對(duì)于軌道移動(dòng)的同時(shí)提供輸送帶 和供給端子之間減小的摩擦阻力。
[0067] 3a)示例性電粘附平臺(tái)抓取器
[0068] 圖3A是示例性電粘附平臺(tái)抓取系統(tǒng)300的功能框圖。該平臺(tái)抓取系統(tǒng)包括控制 器310、電壓源320和至少一個(gè)平臺(tái)抓取器330。電壓源320可被構(gòu)造成供給例如0。5千 伏（kV)?約10kV的高直流電壓，與上述圖1-2中討論的電粘附電壓類似。平臺(tái)抓取器330 具有集成了電極342的抓取面340,該電極經(jīng)由各個(gè)端子344連接到電壓源320。電極342 可以根據(jù)各種不同的幾何形狀在平臺(tái)表面內(nèi)圖案化，并且一般配置成使得相反極性的電極 彼此相鄰。電極342可以配置成相反極性的電極彼此交替（例如，交錯(cuò)排列的電極），與上 述圖1-2中描述的示例性電極幾何形狀類似。
[0069] 值得注意的是，電壓源320通?？梢允潜粯?gòu)造成輸出足以向電極342施加極化電 壓的AC或DC電壓或電流的電源。在說(shuō)明書中為了方便，模塊320被稱作"電壓源"，但是一 些實(shí)施方案可以采用電流源和/或其他電源。例如，電流源可以被調(diào)節(jié)以提供適合的電流， 用于在電極處產(chǎn)生期望的極化電壓。
[0070] 平臺(tái)抓取器330的抓取面340可以連接至背襯332或其他支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu) 可以是剛性或半剛性的結(jié)構(gòu)，用于分配由粘附的項(xiàng)目引起的在平臺(tái)330上的負(fù)荷。此外或 可選擇地，背襯332或其他支撐結(jié)構(gòu)可以將應(yīng)力從這種負(fù)荷傳遞到承荷結(jié)構(gòu)，如控制臂、升 降機(jī)的升降臂、輸送系統(tǒng)的軌道等。平臺(tái)抓取面340可以通過(guò)可變形層（例如，圖3D中的可 變形層333)連接至兩個(gè)背襯332。例如，可變形層可以包含在背襯332中或位于背襯332 和抓取面340之間，以在背襯332和抓取面340之間提供足夠柔性，從而允許抓取面340至 少部分地包繞（即，符合）裝載在表面340上的項(xiàng)目的外表面。這種可變形層可以任選地 基本上連續(xù)地跨越電粘附抓取面340和背襯332連接。因此，在這種例子中，平臺(tái)表面340 可以是順應(yīng)性表面并且電極342可以被構(gòu)造成提供足夠柔性，以允許抓取面330符合任意 裝載的項(xiàng)目的外表面。除了促進(jìn)抓取面340的順應(yīng)性電粘附之外，可變形層還可以將由裝 載在抓取面340上的項(xiàng)目引起的壓縮力分配到背襯332。
[0071] 背襯332還可以任選地包括位于平臺(tái)抓取面340中的電極342和背襯332 (或相 關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)）中的諸如支撐部件等任意導(dǎo)電部件之間的電絕緣層。因此，絕緣層可以提 供電氣緩沖以防止電極342的放電。背襯332或支撐結(jié)構(gòu)還可以包括（或連接至）被構(gòu)造 成將平臺(tái)330移到所需位置的定位系統(tǒng)322。例如，平臺(tái)330可以連接至或包含在移動(dòng)式升 降機(jī)（例如，叉式升降機(jī)或托盤叉）的升降臂或與這種升降機(jī)連接的水平平臺(tái)中。定位系 統(tǒng)322可以用于將平臺(tái)330從一個(gè)地方輸送（〃傳輸〃）到另一個(gè)地方，同時(shí)平臺(tái)330裝載 有可以經(jīng)由抓取面340電粘附地吸引到平臺(tái)330上的一個(gè)或多個(gè)外物。因此，定位系統(tǒng)322 可以用于以各種不同方式操縱平臺(tái)330,以將裝載在被操縱平臺(tái)330上的項(xiàng)目移動(dòng)到所需 位置。在一些例子中，定位系統(tǒng)322可以包括用于控制平臺(tái)330的三維位置（例如，xyz坐 標(biāo)空間中的位置）和/或方向（例如，旋轉(zhuǎn)角和/或傾斜角）的一個(gè)或多個(gè)定位電機(jī)（例 如，伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等）。
[0072] 控制器310可以包括作為硬件和/或軟件模塊實(shí)施的電子器件和/或邏輯器件， 以控制平臺(tái)抓取系統(tǒng)300的操作。例如，控制器310可以包括用于控制電壓源320是否施 加電壓至抓取面340的電極342的電壓源接口 314。電壓源接口 314可以被構(gòu)造成操作將 電壓源320的輸出連接至抓取面340的端子344的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)（或位于電壓源320內(nèi) 的開關(guān)）。此外，電壓源接口 314可以指定施加到電極342的電壓的大小。電壓源接口 314 可以發(fā)送指令至電壓源320以使電壓源320調(diào)節(jié)輸出到端子344的電壓的大小。一旦接收 指令，則電壓源320可被構(gòu)造成施加指定的電壓至連接至端子344的導(dǎo)線或線路。施加的 電壓可以是DC電壓，其可以在抓取面340的電極342上提供相反的極性，從而導(dǎo)致在抓取 面340負(fù)載的外物上誘發(fā)相應(yīng)的極化。極化的電極342和負(fù)載對(duì)象的相應(yīng)誘發(fā)的極化導(dǎo)致 抓取面340和外物之間的電粘附吸引。因此，使用電壓源接口 314以引起電壓源320施加 電壓至端子344可被認(rèn)為是打開了電粘附平臺(tái)抓取系統(tǒng)300。類似地，引起電壓停止施加至 端子344 (例如，通過(guò)關(guān)閉或斷開電壓源320或者減小施加電壓的大小等）可被認(rèn)為是關(guān)閉 了電粘附平臺(tái)抓取系統(tǒng)300。
[0073] 控制器310還可以包括被構(gòu)造成經(jīng)由向定位系統(tǒng)322發(fā)送的指令來(lái)控制平臺(tái)330 的位置的定位接口 316。例如，控制器310可以指令定位系統(tǒng)322中的一個(gè)或多個(gè)位置電 機(jī)（例如，伺服電機(jī)等）調(diào)節(jié)背襯332和/或相關(guān)支撐結(jié)構(gòu)的位置。背襯332連接至抓取 面340,從而定位接口 316可以用來(lái)控制平臺(tái)330的位置和/或方向。
[0074] 控制器310還可以包括項(xiàng)目傳感器312。項(xiàng)目傳感器312可以包括被構(gòu)造成輸出 指示平臺(tái)330的負(fù)荷情況的數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器和/或探測(cè)器。例如，項(xiàng)目傳感器312 通過(guò)檢測(cè)重量、電容、不透明度和熱應(yīng)變等的變化可以檢測(cè)在平臺(tái)330上是否裝載有任何 外物。然后，項(xiàng)目傳感器312可以輸出指示被檢測(cè)到的項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，并且接收的指示可以由 控制器310用于確定指令以發(fā)送至電壓源320和/或定位系統(tǒng)322。例如，控制器310可以 基于來(lái)自項(xiàng)目傳感器312的指示確定將被施加至電極342的電壓（和/或是否施加這種電 壓）。
[0075] 此外或可選擇地，項(xiàng)目傳感器312可以識(shí)別裝載在平臺(tái)330上的任意項(xiàng)目的確認(rèn) 和/或表示特征，并輸出指示確認(rèn)特征的信息。例如，項(xiàng)目傳感器312可以包括用于識(shí)別出 現(xiàn)在特定項(xiàng)目上的圖像和/或字符（如條形碼圖案和序列號(hào)等）的掃描儀。項(xiàng)目傳感器 312還可以包括用于識(shí)別特征輻射簽名（如來(lái)自射頻識(shí)別芯片（RFID)的特征響應(yīng)信號(hào)）的 掃描儀。此外，項(xiàng)目傳感器312可以包括被構(gòu)造成基于使用這種項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)圖像的 圖案識(shí)別來(lái)識(shí)別和/或表征項(xiàng)目的圖像采集和識(shí)別系統(tǒng)。此外或可選擇地，例如，識(shí)別系統(tǒng) 可以包括（或連通至）被構(gòu)造成采集項(xiàng)目的圖像和識(shí)別這種項(xiàng)目上的符號(hào)、字符、圖案（例 如，條形碼和QR碼等）以及項(xiàng)目的形狀、反射率、尺寸和/或顏色的視覺系統(tǒng)；被構(gòu)造成接 收這種項(xiàng)目的無(wú)線簽名（例如，RFID信號(hào)等）的接收器系統(tǒng)；被構(gòu)造成檢測(cè)關(guān)于分類的項(xiàng) 目的識(shí)別信息并因此表征項(xiàng)目的紅外成像系統(tǒng)、超聲掃描系統(tǒng)和其他系統(tǒng)。然后，可以基于 這種識(shí)別/表征將電粘附選擇性地施加到這種項(xiàng)目上，以基于項(xiàng)目識(shí)別信息進(jìn)行分揀。
[0076] -旦使用從項(xiàng)目傳感器312輸出的數(shù)據(jù)確認(rèn)和/或表征了裝載在平臺(tái)330上的特 定項(xiàng)目，則控制器310可以使用這種項(xiàng)目-信息確定指令以發(fā)送至電壓源320和/或定位 系統(tǒng)322中的一個(gè)或兩個(gè)。例如，控制器310可以將由電壓源320施加的電壓調(diào)節(jié)到適于 裝載的項(xiàng)目的材料性能（例如，組成等）的大小。此外，控制器310可以基于項(xiàng)目識(shí)別信息 (例如，包裹分揀過(guò)程等）指令定位系統(tǒng)322以將平臺(tái)330 (從而將粘附其上的項(xiàng)目）傳輸 到特定的投遞位置。
[0077] 圖3B是平臺(tái)抓取系統(tǒng)300的示例性實(shí)施方案的簡(jiǎn)圖。平臺(tái)330裝載有位于抓取 面340上的盒狀的項(xiàng)目301。平臺(tái)330可以基本上水平地取向，使得通過(guò)重力迫使項(xiàng)目301 朝向平臺(tái)330。然而，在平臺(tái)330的平移過(guò)程中，如運(yùn)動(dòng)指示箭頭350-356所示，可以在沿 著抓取面340的平面的一個(gè)或多個(gè)方向上使平臺(tái)330加速。在沿著抓取面340的平面的加 速過(guò)程中，項(xiàng)目301可以在平臺(tái)330的加速方向的相反方向上沿著抓取面滑動(dòng)。如果沒有 任何電粘附吸引，這種滑動(dòng)（或其他相對(duì)運(yùn)動(dòng)）（如果存在的話）的程度取決于項(xiàng)目301的 底表面和抓取面340之間的摩擦力。當(dāng)打開平臺(tái)330時(shí)，項(xiàng)目301和抓取面330之間產(chǎn)生 的電粘附吸引補(bǔ)充摩擦力以抵抗滑動(dòng)。在平臺(tái)330的加速過(guò)程中，電粘附平臺(tái)330可以用 來(lái)將項(xiàng)目301電粘附地吸引到抓取面340上。因此，在平臺(tái)330的加速過(guò)程中，項(xiàng)目301的 底部和抓取面340之間的局部吸引可以補(bǔ)充摩擦力以迫使項(xiàng)目抵抗滑動(dòng)（或從其開始位置 位移）。此外，在平臺(tái)330的垂直加速（例如，沿著抓取面340的法線方向加速）過(guò)程中， 項(xiàng)目301和平臺(tái)330之間的電粘附吸引可以用來(lái)迫使項(xiàng)目301抵抗遠(yuǎn)離抓取面340的滑動(dòng) 和/或提升。在一些實(shí)施方案中，平臺(tái)抓取面340可以不是連續(xù)表面，而是其中可以具有切 口，類似于常用于材料輸送的叉式升降機(jī)或具有一個(gè)或多個(gè)叉或升降臂的其他移動(dòng)式升降 機(jī)的叉。一些例子可以包括具有兩個(gè)升降臂的移動(dòng)式升降機(jī)（如在叉式升降機(jī)上），但是一 些例子可以包括多于兩個(gè)的升降臂。
[0078] 控制器310 (圖3B未示出）使得抓取面340中的電極342被電源320極化。足以誘 發(fā)在盒狀的項(xiàng)目301的底表面上的互補(bǔ)局部電極化的相反極性電壓可以施加到電極342 上。在將電壓施加到電極342上的同時(shí)，平臺(tái)抓取器330可以用來(lái)提起、移動(dòng)、定位、放置或 操縱項(xiàng)目301。一旦移動(dòng)/定位到所需位置，則可以通過(guò)減小施加到電極342上的電壓（例 如，關(guān)閉電壓）來(lái)使項(xiàng)目301從抓取面340釋放下來(lái)。例如，控制器310可以在平臺(tái)330的 加速過(guò)程中打開電粘附，使得在平臺(tái)330加速的同時(shí)項(xiàng)目301被吸引到抓取面340 (例如， 經(jīng)由定位系統(tǒng)322的操縱）。類似地，控制器310可以關(guān)閉電粘附，使得項(xiàng)目301從抓取面 340滑動(dòng)（或移動(dòng)）以在預(yù)定投遞位置落下。
[0079] 由于吸引的原因，項(xiàng)目301抵抗相對(duì)于平臺(tái)330的移動(dòng)（例如，滑動(dòng)、翻倒和滾動(dòng) 等）。因此，在平臺(tái)330處于運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，項(xiàng)目301可以基本上跟蹤平臺(tái)330的運(yùn)動(dòng)路徑。 此外，即使平臺(tái)330不移動(dòng)（即，靜止）時(shí)，電粘附吸引也可以使得項(xiàng)目301抵抗相對(duì)于平 臺(tái)330的移動(dòng)。在一些例子中，平臺(tái)330可以傾斜，使得項(xiàng)目301的重力迫使項(xiàng)目相對(duì)于平 臺(tái)330的表面滑動(dòng)、翻倒或移動(dòng)。因此，電粘附吸引可以克服項(xiàng)目301的慣性力、離心力和 /或重力（或扭轉(zhuǎn)力），以使得項(xiàng)目即使在外力存在下也基本上保持緊固在平臺(tái)330上。進(jìn) 一步地，在項(xiàng)目301接收相對(duì)于平臺(tái)330的慣性參考系的一些慣性后，可以操作平臺(tái)330以 減慢速度并基本上緊固項(xiàng)目301。一般來(lái)說(shuō)，可以操作平臺(tái)330以電粘附地粘附到項(xiàng)目301 上，使得項(xiàng)目301基本上跟蹤（〃跟隨〃）可以處于運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)中的平臺(tái)330的慣性參考 系。因此，電粘附吸引可以使得項(xiàng)目301背離初始慣性路徑和/或克服作用在項(xiàng)目301上 的一個(gè)或多個(gè)力（包括扭轉(zhuǎn)力），以迫使項(xiàng)目301相對(duì)于平臺(tái)330滑動(dòng)、翻倒、滾動(dòng)或移動(dòng)。
[0080] 此外或可選擇地，可以操作平臺(tái)330以通過(guò)減小電粘附吸引（例如，關(guān)閉電粘附） 來(lái)允許項(xiàng)目301脫離平臺(tái)330。一旦電粘附吸引失活，則項(xiàng)目301可以根據(jù)作用其上的其他 力移動(dòng)，例如，相對(duì)于平臺(tái)330移動(dòng)（例如，通過(guò)滑動(dòng)、翻倒和滾動(dòng)等）。例如，一旦電粘附吸 引失活（或減?。瑒t項(xiàng)目301可以沿著由重力、慣性和/或其他外力限定的路徑移動(dòng)。在 沒有電粘附吸引的情況下（例如，響應(yīng)于這種吸引的減?。?xiàng)目301可以脫離平臺(tái)330,以 沿著部分地由項(xiàng)目的慣性和/或諸如重力等外力限定的軌道移動(dòng)。因此，項(xiàng)目301可以背 離平臺(tái)330并輸送到指定的投遞區(qū)。
[0081] 圖3C是示例性電粘附平臺(tái)330的側(cè)剖視圖。背襯332可以是接收裝載在抓取面 340上的項(xiàng)目301的負(fù)荷的剛性或半剛性結(jié)構(gòu)。背襯332可以將這種負(fù)荷的力傳遞和/或 分配到相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)，如控制臂、移動(dòng)式升降機(jī)的升降臂和輸送系統(tǒng)的表面等上。為了防 止電極342的放電，背襯332可以包括非導(dǎo)電材料。此外或可選擇地，背襯332和/或相關(guān) 支撐結(jié)構(gòu)中的任何導(dǎo)電材料，如金屬支撐元件等，可以經(jīng)由其間的絕緣層與電極342隔開。 此外，電極342可以由形成抓取面340的外表面的涂層341覆蓋。該涂層可以是防止電極 342免于機(jī)械破壞和防止電極342免于意外放電（例如，由于放置在抓取面340上的導(dǎo)電 材料）的絕緣材料。類似地，平臺(tái)330的外側(cè)邊緣可以包括絕緣材料360, 362,以電氣絕緣 導(dǎo)電電極342而防止其意外放電和/或損壞。當(dāng)項(xiàng)目301裝載在平臺(tái)330上時(shí)，其底表面 302接觸限定抓取面340的涂層341。埋入的電極342的極化誘發(fā)盒狀的項(xiàng)目301沿其底 表面302的對(duì)應(yīng)局部極化，從而將項(xiàng)目301吸引到平臺(tái)330上。
[0082] 圖3D是包括順應(yīng)性電粘附面340'的其他電粘附平臺(tái)抓取器330'的側(cè)剖視圖。平 臺(tái)抓取器330'包括設(shè)置在背襯332(或相關(guān)支撐結(jié)構(gòu)）和順應(yīng)性電粘附面340'之間的可 變形層333。可變形層333可以由密封膠材料、可變形聚合物材料或其他可變形材料形成。 柔性電極342'和柔性外涂層341'可以連接到可變形層，以形成柔性抓取面340'。例如，柔 性電極342'可以由設(shè)置在合適基材上或其內(nèi)的柔性導(dǎo)電材料形成?？勺冃螌?33被構(gòu)造成 根據(jù)裝載在順應(yīng)性平臺(tái)330'上的項(xiàng)目301至少部分地變形，使得順應(yīng)性抓取面340'至少 部分地包繞（即，符合）項(xiàng)目301的外表面302。例如，如圖3B所示，可變形層333可以縮 進(jìn)（334)以吸收項(xiàng)目301的底表面302中對(duì)應(yīng)的脊部和角部等（例如，角部303, 304)。可 變形層333的變形允許設(shè)置在其上的柔性抓取面340'符合底表面302的表面特征（例如， 至少部分地包繞角部303, 304)。因此，與由剛性平的電粘附抓取面（例如，圖3C中的抓取 面340)相比，順應(yīng)性抓取面340'可以提供與底表面302接觸的更大表面面積。此外或可 選擇地，可變形層333還可以將來(lái)自抓取面340'的壓縮力分配到背襯332上。例如，可變 形層333可以將位于抓取面340'的特定位置上的項(xiàng)目的向下力分配到背襯332的相對(duì)較 大區(qū)域上。
[0083] 圖3E是具有可獨(dú)立尋址的子部372-378的電粘附平臺(tái)抓取器370的俯視圖。平 臺(tái)抓取器370的抓取面分為不同的非重疊區(qū)域或子部。各子部包括被構(gòu)造成用相反極性電 壓充電以在裝載于平臺(tái)370上的對(duì)象中誘發(fā)電粘附響應(yīng)的一組電極。為了便于對(duì)圖3E中 相反極性電極的描述和說(shuō)明，被構(gòu)造成從電壓源接收正電壓的電極（例如，正極性電極）由 填充的圖案示出。被構(gòu)造成從電壓源接收對(duì)應(yīng)的負(fù)電壓的電極（例如，負(fù)極性電極）沒有 填充的圖案，以使交替極性電極的圖案更明顯。如圖3E所示，各子部可以包括交替的相反 極性電極。各子部中的交替極性電極可以任選行交錯(cuò)排列，但是可以使用各種電極幾何形 狀。
[0084] 各子部372-378可以具有一對(duì)單獨(dú)的端子以使子部中的各電極連接到電壓源。至 各子部特定組端子的連接可以被單獨(dú)控制，以允許各子部被單獨(dú)控制。例如，可以打開平臺(tái) 370的左側(cè)所示的兩個(gè)子部（例如，子部372, 376)，而其余子部374, 378可以關(guān)閉。此外， 控制器和/或電壓源可以施加不同的極化電壓到不同的子部。例如，子部372可以接收6kV 電壓，而子部374可以接收2kV電壓。此外，打開哪個(gè)子部（如果有的話）和/或施加電壓 的大小可以至少部分地基于傳感器數(shù)據(jù)（例如，來(lái)自項(xiàng)目傳感器312)動(dòng)態(tài)地確定。例如， 電壓可以選擇性地施加到裝載有由重量測(cè)量、不透明度測(cè)量、表面電容、基于熱敏電阻的滑 動(dòng)傳感器等所示的項(xiàng)目的那些子部。進(jìn)一步地，可以基于裝載在平臺(tái)370上的對(duì)象類型的 指示，部分地確定施加到各子部上的電壓大小。例如，一個(gè)電壓可以用于具有紙板外觀的對(duì) 象，而另一個(gè)電壓用于收縮膜包裹的對(duì)象。
[0085] 通過(guò)單獨(dú)尋址電粘附平臺(tái)370的不同子部的不同極化電壓，平臺(tái)370可以比非尋 址的平臺(tái)以相對(duì)更大的能量利用效率被操作。在一些例子中，可獨(dú)立尋址的平臺(tái)370只施 加電壓到裝載有項(xiàng)目的平臺(tái)370的那些區(qū)域，從而相對(duì)于未加電的子部節(jié)省了能量。
[0086] 圖4示出包括電粘附平臺(tái)410的示例性運(yùn)貨車400的側(cè)視圖。運(yùn)貨車400包括 位于輪子422,424上的底盤420。電粘附平臺(tái)410可以類似于結(jié)合圖3所述的電粘附平臺(tái) 300。平臺(tái)410可以包括被構(gòu)造成被極化以誘發(fā)與裝載于其上的項(xiàng)目的電粘附吸引的電極 配置。平臺(tái)410還可以包括適于安裝到底盤420上的背襯和/或支撐結(jié)構(gòu)。
[0087] 平臺(tái)410可以裝載有項(xiàng)目401 (例如，將要輸送的盒子、托盤或其他對(duì)象）。然后， 電粘附平臺(tái)410可以激活電粘附以將項(xiàng)目401固定在平臺(tái)410上（例如，通過(guò)向集成在平 臺(tái)410的抓取面中的電極施加電壓）。在激活電粘附的同時(shí)，運(yùn)貨車400可以從一個(gè)地方移 動(dòng)到另一個(gè)地方。例如，運(yùn)貨車400可以通過(guò)輪子422,424的移動(dòng)沿著平行于平臺(tái)410的 平面的方向加速。項(xiàng)目401由于電粘附吸引（也由于摩擦）仍然位于平臺(tái)410上。因此， 平臺(tái)410可以在運(yùn)貨車400的移動(dòng)過(guò)程中操作以電粘附地固定項(xiàng)目401而不需要護(hù)軌或束 縛。因此，運(yùn)貨車400可以以較高的速度和/或加速度運(yùn)行而不使項(xiàng)目401從平臺(tái)400滑 脫。此外，與用束縛等機(jī)械地固定項(xiàng)目相反，可以通過(guò)簡(jiǎn)單地激活電粘附平臺(tái)410將項(xiàng)目 401裝載在運(yùn)貨車400上并固定以非?？焖俚剡\(yùn)輸。此外，運(yùn)貨車400可以以更高的安全性 和更高的效率運(yùn)行，因?yàn)轫?xiàng)目401在激活電粘附平臺(tái)410的同時(shí)抵抗從平臺(tái)410的滑脫和 /或掉落或其他移動(dòng)。
[0088] 底盤420可以任選地包括可延伸部，如可以是液壓傳動(dòng)的剪式千斤頂和伸縮部件 等。例如，底盤420可以包含在移動(dòng)式升降機(jī)（例如，托盤裝貨機(jī)和叉式升降機(jī)等）中。電 粘附平臺(tái)410可以位于（或集成在）這種升降機(jī)的一個(gè)或多個(gè)升降臂上。
[0089] 圖5示出具有共同提起置于其上的項(xiàng)目501的多個(gè)升降臂510a_e的示例性分段 的電粘附平臺(tái)500。各電粘附升降臂510可以類似于結(jié)合圖3所述的電粘附平臺(tái)300。多 個(gè)升降臂510a_e的每個(gè)都可以具有電極圖案以在位于各升降臂510a_e的上表面上的項(xiàng)目 501中誘發(fā)電粘附響應(yīng)。各升降臂510a-e可以通過(guò)關(guān)聯(lián)的電壓源可獨(dú)立地尋址，或者一個(gè) 或多個(gè)升降臂510a_e可以被共同尋址。各升降臂510a_e可以連接到支撐結(jié)構(gòu)上，如被構(gòu)造 成操縱裝載于升降臂510a_e上的項(xiàng)目501的移動(dòng)式升降機(jī)或其他控制臂或支撐結(jié)構(gòu)。在 項(xiàng)目501沿著平行于升降臂510a-e的平面的方向（例如，如箭頭520-526所示的方向）加 速的過(guò)程中，升降臂510a-e和盒子501的下表面之間的電粘附吸引將盒子501固定在升降 臂510a_e上適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｒ虼?，電粘附升降?10a_e可以在移動(dòng)升降臂510a_e以操縱盒 子501的位置和/或方向的同時(shí)迫使盒子501抵抗在控制臂510a-e上的滑動(dòng)。
[0090] 升降臂510a-e可以用在處理倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中的諸如紙板箱子和托盤等包裹的移動(dòng)機(jī) 器人中。在這個(gè)例子中，多個(gè)升降臂510a_e可以插入倉(cāng)庫(kù)貨架的對(duì)應(yīng)通道中。因此，可以 將相鄰升降臂510a_e之間的尺寸和/或間距選定為容納特定的貨架結(jié)構(gòu)。
[0091] 3b)示例性電粘附輸送帶
[0092] 圖6A示出電粘附輸送機(jī)系統(tǒng)600的側(cè)視圖。輸送機(jī)系統(tǒng)600包括在材料的連續(xù) 環(huán)路中包繞兩個(gè)滑輪602,604的輸送帶610和軌道606。滑輪602,604可以轉(zhuǎn)動(dòng)以使輸送 帶610沿著軌道606移動(dòng)。例如，滑輪602,604可以連接到使滑輪602,604中的一個(gè)或兩 個(gè)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以使滑輪602,604在所需的方向上和/或以所需的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。滑 輪602,604與輸送帶610的內(nèi)表面614接合，從而迫使輸送帶610沿著軌道606移動(dòng)。為 了促進(jìn)內(nèi)表面614與滑輪602,604之間的摩擦相互作用，可以選擇輸送帶長(zhǎng)度和/或滑輪 位置，使得輸送帶610拉緊滑輪，因此可以減少輸送帶610與滑輪602,604之間的滑動(dòng)。當(dāng) 在移動(dòng)中時(shí)，輸送帶610的外表面612可以用來(lái)沿著由輸送帶610限定的路徑輸送擱置于 其上的項(xiàng)目。如圖6A所示，將要輸送的項(xiàng)目601擱置在輸送帶610的外表面612上。項(xiàng)目 601可以是例如在倉(cāng)庫(kù)和/或包裹處理設(shè)施中遇見的那些盒子、包裹、小包和容器等。例如， 軌道606可以包括自由滾動(dòng)的空轉(zhuǎn)輥，以使得輸送帶610以相對(duì)較小阻力沿著軌道606移 動(dòng)。此外或可選擇地，沿著軌道606可以包括從動(dòng)輥以用于迫使輸送帶610沿著軌道606 移動(dòng)。
[0093] 當(dāng)由滑輪602,604驅(qū)動(dòng)輸送帶610時(shí)，輸送帶610的外表面612沿著軌道606平 移，從而沿著由輸送帶610限定的路徑輸送項(xiàng)目601。沒有滑動(dòng)，因此滑輪602,604的轉(zhuǎn)動(dòng) 可以用來(lái)輸送在輸送帶610的外表面612上的對(duì)象601。然而，輸送機(jī)系統(tǒng)600輸送項(xiàng)目 601的操作通常被項(xiàng)目601和輸送帶610的外表面612之間的摩擦力限制。特別地，在其中 輸送帶610用來(lái)使項(xiàng)目601加速的情況下（例如，繞著角部轉(zhuǎn)動(dòng)、沿著斜面移動(dòng)以及加速和 /或減速等），在輸送帶610和項(xiàng)目601之間缺少充足的摩擦吸引的情況下，項(xiàng)目601從輸 送帶610滑脫。因此，本公開的一些實(shí)施方案提供了使用電粘附固定在輸送帶610上被輸 送的項(xiàng)目（例如，盒子601)。
[0094] 因此，輸送帶610可以包括設(shè)置在輸送帶610上或其內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電極，以誘發(fā) 輸送帶610和由輸送帶610輸送的項(xiàng)目之間的電粘附吸引。圖6B示出電極620，624露出 的電粘附輸送帶610的俯視圖。電極620,624可以分別埋設(shè)在形成外和內(nèi)表面612,614的 絕緣外層和內(nèi)層（圖6C-6E中的632,634)之間。例如，外層可以由具有合適的抗張強(qiáng)度的 聚合物材料和/或其他柔性材料形成，以在張力下繞著滑輪602，604循環(huán)。例如，外層可以 包括與在其上放置的項(xiàng)目601經(jīng)由摩擦力接合的橡膠化的表面。此外，內(nèi)層和外層可以保 護(hù)電極620,624不被機(jī)械破壞（例如，刺穿和撕裂等），并且也防止電極620,624經(jīng)由電極 620,624與放置在輸送帶610上的任意導(dǎo)電材料之間的直接接觸而放電。
[0095] 因此，輸送帶610的電絕緣內(nèi)層和外層（在圖6C-6E示出的層）可以結(jié)合起來(lái)以 基本上封裝電極620,624。然而，為了向電極施加極化電壓，然后在項(xiàng)目601中誘發(fā)電粘附 響應(yīng)，需要在電極620,624與合適的電壓源之間的電連接。因此，本公開的一些實(shí)施方案提 供了與輸送帶610的內(nèi)表面614上的端子連接的滾動(dòng)高壓接觸點(diǎn)618。沿著內(nèi)表面614的 端子通過(guò)穿過(guò)內(nèi)部絕緣保護(hù)層的導(dǎo)孔與電極620,624連接。滾動(dòng)電接觸點(diǎn)618可以作為具 有導(dǎo)電外壁的滾動(dòng)圓筒或輪子實(shí)現(xiàn)。滾動(dòng)接觸618的外壁從高電壓源接收電壓（例如，通 過(guò)軸、滑動(dòng)環(huán)和/或滑動(dòng)接觸輸送以為滾動(dòng)接觸618的外緣充電）。此外或可選擇地，供給 到滾動(dòng)接觸618的導(dǎo)電外壁的高電壓可以在滾動(dòng)圓筒本身的內(nèi)部產(chǎn)生。例如，圓筒可以收 容從通過(guò)軸、滑動(dòng)環(huán)和/或滑動(dòng)接觸輸送的低電壓產(chǎn)生合適的高電壓輸出的電壓轉(zhuǎn)換電子 器件（例如，變壓器和二極管等）。
[0096] 滾動(dòng)接觸618可以在沿著軌道606的固定位置的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，滾動(dòng)接觸618 可以類似于用來(lái)促進(jìn)輸送帶610沿著軌道606運(yùn)輸?shù)目辙D(zhuǎn)輥，除了接觸輸送帶的內(nèi)表面614 的滾動(dòng)接觸618的外緣可以被充電至一定電壓。隨著輸送帶610移過(guò)滾動(dòng)接觸618,滾動(dòng)接 觸618連接到沿著輸送帶610的內(nèi)表面614的新位置。如上所述，內(nèi)表面614包括定位成 隨著輸送帶610移動(dòng)而接觸滾動(dòng)接觸618的端子配置。一旦與端子接觸，給定的一個(gè)滾動(dòng) 接觸618就通過(guò)導(dǎo)孔（圖6C-6E中的640)向與該端子連接的電極620施加電壓。換句話 說(shuō)，沿著內(nèi)表面614(和對(duì)應(yīng)導(dǎo)孔）的端子將電壓從滾動(dòng)接觸618連接到輸送帶610中的 電極620,624。該端子（和對(duì)應(yīng)導(dǎo)孔）可以沿著輸送帶610的長(zhǎng)度間歇地分隔開，使得鄰近 的端子隨著輸送帶610沿著軌道606移動(dòng)連續(xù)接觸給定的滾動(dòng)接觸618。
[0097] 控制器616可以控制施加到滾動(dòng)接觸618上的電壓（例如，通過(guò)控制高壓電源，類 似于簾式抓取系統(tǒng)500中的控制器510)。因此，控制器616可以連接到滾動(dòng)接觸618或可 以控制（例如，調(diào)節(jié)）高電壓源和滾動(dòng)接觸618之間的電連接。值得注意的是，由控制器 510控制的電壓源通?？梢允潜粯?gòu)造成輸出足以向滾動(dòng)接觸618施加極化電壓的AC或DC 電壓或電流的電源。此外，輸送到滾動(dòng)接觸618的AC或DC電壓或電流可以通過(guò)滾動(dòng)接觸 618內(nèi)的電子器件轉(zhuǎn)換成適于電粘附的合適的高電壓。此外，控制器616可以包括被構(gòu)造成 執(zhí)行本文所述的各種處理的硬件和/或軟件實(shí)施模塊的組合，還可以控制輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) (例如，滑輪602,604用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在一些例子中，控制器616可以操作以 同時(shí)控制輸送帶610的移動(dòng)（例如，通過(guò)使滑輪602,604轉(zhuǎn)動(dòng)）以及輸送的項(xiàng)目601和輸 送帶610之間的電粘附力（例如，通過(guò)向滾動(dòng)接觸618施加電壓）。
[0098] 如圖6B所示，輸送帶600內(nèi)的電極圖案可以包括第一電極620和第二電極624。 例如，第一電極620可被構(gòu)造成充電成相對(duì)于第二電極624的正電壓。僅為了方便說(shuō)明和 解釋的目的，第一電極這里稱作正電極，并用陰影線表示，以使第一電極容易與未填充陰影 線的第二電極區(qū)分，第二電極這里稱作負(fù)電極。再次參照?qǐng)D6B，第一電極620可以包括沿著 輸送帶610的長(zhǎng)度延伸并且可以基本上平行于輸送帶610的一側(cè)的縱向側(cè)軌621。第二電 極624可以包括沿著輸送帶610的長(zhǎng)度延伸并且可以基本上平行于輸送帶610的另一側(cè)的 縱向側(cè)軌625。
[0099] 電極620，624還可以包括可以從各側(cè)軌621，625延伸的交錯(cuò)排列的交替電極622， 626的配置。交錯(cuò)排列的電極使得相反極性電極以交替的方式彼此鄰近。交錯(cuò)排列的電極 622,626可以在輸送帶內(nèi)至少部分地橫過(guò)各側(cè)軌621，625(例如，跨過(guò)輸送帶的寬度，而非 長(zhǎng)度）延伸。因此，輸送帶610的中央部可以包括交替電極622,626,并且相對(duì)的側(cè)邊緣附 近的區(qū)域可以包括兩個(gè)側(cè)軌621，625。因此，側(cè)邊緣附近的兩個(gè)區(qū)域形成與相反極性電壓 中的給定一個(gè)（而不是兩個(gè)）相關(guān)聯(lián)的輸送帶610的基本上連續(xù)的條帶。
[0100] 在一些實(shí)施方案中，給定的若干個(gè)滾動(dòng)接觸618可以與用來(lái)使電極620,624極化 的相反極性電壓中的給定一個(gè)相關(guān)聯(lián)。因此，滾動(dòng)接觸618可以定位為與包括各側(cè)軌621， 625的輸送帶610的區(qū)域重疊。例如，兩個(gè)滾動(dòng)接觸618a，618b可以用正電壓充電并且沿著 軌道606位于正電極620用的側(cè)軌621下面的位置。類似地，兩個(gè)滾動(dòng)接觸618c，618d可 以用負(fù)電壓充電并且沿著軌道606位于在負(fù)電極624用的側(cè)軌625下面的位置。導(dǎo)孔可以 通過(guò)輸送帶610的內(nèi)側(cè)保護(hù)層從側(cè)軌621，625延伸到沿著輸送帶610的內(nèi)表面614的對(duì)應(yīng) 端子。隨著輸送帶610沿著滾動(dòng)接觸618滾動(dòng)，端子接觸滾動(dòng)接觸618以通過(guò)導(dǎo)孔向正/ 負(fù)電極620,624施加正/負(fù)電壓。
[0101] 當(dāng)向輸送帶610內(nèi)的端子620,624施加極化電壓時(shí)，項(xiàng)目601誘發(fā)將項(xiàng)目601吸 引到輸送帶610的電粘附響應(yīng)。從而，增大將項(xiàng)目601保持到輸送帶610上的力（例如，誘 發(fā)的電粘附力補(bǔ)充輸送帶610的外表面612和項(xiàng)目601的外表面之間的摩擦相互作用）。 項(xiàng)目601和輸送帶610之間增大的保持力允許輸送機(jī)系統(tǒng)600以增大的速度和/或加速度 運(yùn)轉(zhuǎn)，而不使項(xiàng)目601從外表面614滑脫。
[0102] 圖6C示出設(shè)置有沿著輸送帶610的長(zhǎng)度不連續(xù)地連接的電極的電粘附輸送帶的 側(cè)剖視圖。電極620位于形成外表面612的外層632和形成內(nèi)表面614的內(nèi)層634之間。一 系列導(dǎo)孔640a-e將電極620電連接到內(nèi)表面614,從而將電極620連接到滾動(dòng)接觸618 (例 如，通過(guò)導(dǎo)孔640c)。隨著輸送帶610沿著軌道606移動(dòng)，另一個(gè)導(dǎo)孔接觸滾動(dòng)接觸（例如， 導(dǎo)孔640b或640d，取決于輸送帶運(yùn)動(dòng)的方向）。
[0103] 在與滾動(dòng)接觸的各連接之間，電極經(jīng)由電極圖案中的內(nèi)部電容基本上維持電壓。 在一些例子中，鄰近的導(dǎo)孔640a_e之間的分隔距離可以基于以下因素選擇，包括輸送帶速 度、滾動(dòng)接觸618之間的間隔、切斷輸送帶然后制作接縫以產(chǎn)生任意的總輸送帶長(zhǎng)度的能 力以及電極圖案的電容，使得間歇接觸點(diǎn)之間的極化電壓的變化量在目標(biāo)范圍內(nèi)。在操作 過(guò)程中，極化電壓由于在電極620與任意的滾動(dòng)接觸618斷開時(shí)（在滾動(dòng)接觸618處于導(dǎo) 孔640之間時(shí)）的放電和在電極620連接到至少一個(gè)滾動(dòng)接觸618時(shí)的充電之間的交替而 變化。此外，可以調(diào)節(jié)（例如，增大）與各導(dǎo)孔640相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電端子沿著內(nèi)表面614的表 面面積，以允許電極620和滾動(dòng)接觸618之間的較長(zhǎng)的持續(xù)期間和/或更高頻率的連接。
[0104] -旦組裝，輸送帶610可以形成為橫跨滑輪602,604的材料的一個(gè)連續(xù)環(huán)路。然 而，在制造過(guò)程中，輸送帶610首先可以組裝成為具有在內(nèi)層和外層632,634之間埋入的電 極620,624的層壓板。在其他的實(shí)施方案中，層壓板可以包括不同于輸送帶外層632的在 電極頂部上的自身的絕緣層。在其他實(shí)施方案中，電極可以通過(guò)諸如絲網(wǎng)印刷、噴涂、層壓 或蝕刻等各種涂布或沉積處理直接沉積在輸送帶內(nèi)部材料634上，而不必有單獨(dú)層。然后， 輸送帶連接在一起形成環(huán)路。然而，連接過(guò)程可能不允許形成連接在一起的兩端部之間的 電連接。因此，輸送帶610的端部可以由不包括導(dǎo)電電極620的部分638a，638b開始和終 止。例如，可選的填充材料可以嵌入部分638a，638b中。然后，輸送帶610的各端部可以連 接在一起（例如，通過(guò)縫合、熔融和粘結(jié)等）。接頭周圍的區(qū)域由于電極620的中斷而是非 電粘附的，盡管這種中斷可以局限于相對(duì)于輸送帶610總長(zhǎng)度的短長(zhǎng)度。因此，所產(chǎn)生的電 極620可以沿著輸送帶610的長(zhǎng)度不連續(xù)地連接。
[0105] 圖6D示出設(shè)置有沿著輸送帶610的長(zhǎng)度連續(xù)地連接的電極620的電粘附輸送帶 的側(cè)剖視圖。用來(lái)組裝輸送帶610的層壓板由一直到輸送帶610的邊緣的埋入電極構(gòu)成。 在輸送帶610的組裝過(guò)程中，兩個(gè)端部652,654機(jī)械地連接在一起，并且電極的兩個(gè)露出端 部也電連接在一起。例如，電極620的露出端部可以通過(guò)焊接、熔融和/或退火處理連接在 一起，和/或可以使用電導(dǎo)電材料，如焊料或?qū)щ娔z粘劑或凝膠等。一旦組裝所產(chǎn)生的輸送 帶610,那么電極620就可以沿著輸送帶610的整個(gè)長(zhǎng)度連續(xù)地電連接。
[0106] 圖6E示出設(shè)置有分段的可獨(dú)立尋址的電極的電粘附輸送帶610'的側(cè)剖視圖。不 是一個(gè)連續(xù)條帶，埋在外層和內(nèi)層632,634之間的電極具有僅跨越輸送帶610的總長(zhǎng)度的 子部的長(zhǎng)度。如圖6E所示，可尋址的輸送帶610'可以包括第一節(jié)段670、第二節(jié)段672、第 三節(jié)段674和第四節(jié)段676。各節(jié)段670-676可以包括不與鄰近節(jié)段中的電極連接的不同 電極（例如，電極660,662)。在各子部中的不同電極與至少一個(gè)導(dǎo)孔640連接，以將各電極 連接到最近的滾動(dòng)連接件618。因此，特定的子部670-676僅具有在特定的子部經(jīng)過(guò)滾動(dòng)連 接件618時(shí)施加的電壓（即，僅打開），然后使特定子部中的電極極化。鄰近的子部可以通 過(guò)非導(dǎo)電區(qū)域彼此分開，以使鄰近子部中的電極彼此電絕緣，例如，在第二子部672的電極 662的任一側(cè)上的非導(dǎo)電區(qū)域664,666。
[0107] 因此，這種配置可以用來(lái)允許可尋址的輸送帶610'的特定子部在子部?jī)?nèi)的項(xiàng)目 上顯示出電粘附效應(yīng)，而在沿著輸送帶610'的長(zhǎng)度的不同區(qū)域處的其他子部不顯示電粘 附吸引。此外，可以基于特定子部670-676在軌道606上的位置打開/關(guān)閉（或調(diào)節(jié)）電粘 附效應(yīng)。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)從仍然處于沿著軌道606的固定位置的滾動(dòng)連接件618施加電壓來(lái) 激活各子部670-676的電粘附吸引。例如，電壓可以施加到軌道606的一部分上的滾動(dòng)連接 件，而沒有電壓可以施加到軌道606的另一部分上的滾動(dòng)連接件。因此，基于與由供給電壓 充電的滾動(dòng)連接件618接觸的給定子部的導(dǎo)孔640,打開輸送帶610'的給定子部。一旦子 部不再處于充電的滾動(dòng)連接件618的范圍內(nèi)，那么給定的子部就可以放電，并停止電粘附。 進(jìn)一步地，沿著路徑618可以包括放電連接件，以允許給定的子部更迅速地放電（即，使電 極圖案的內(nèi)部電容上的電壓放電）。
[0108] 然后，由到達(dá)特定滾動(dòng)連接件的各子部重復(fù)充電（和相關(guān)聯(lián)的電粘附吸引）、然后 放電（和相關(guān)聯(lián)的電粘附斷開）的順序操作。然后在連續(xù)操作中，組合效應(yīng)是，輸送帶610' 沿著軌道606的具有充電的滾動(dòng)連接件618的區(qū)域顯示電粘附吸引，沿著軌道606的沒有 這種連接件（或具有放電的連接件）的區(qū)域不顯示電粘附吸引。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)由各個(gè)滾 動(dòng)連接件施加的電壓，可以調(diào)節(jié)沿著軌道606的各個(gè)位置處的電粘附吸引的大小。進(jìn)一步 地，可以動(dòng)態(tài)地實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)在各個(gè)位置處的電壓（和相關(guān)聯(lián)的電粘附效應(yīng)），以使軌道顯示所 需量的位置依賴性電粘附。例如，控制器616可以基于各種因素來(lái)調(diào)節(jié)由各滾動(dòng)連接件618 供給的電壓，以施加額外的電粘附吸引（例如，確保特定項(xiàng)目不脫離輸送帶610'）和/或施 加減小的電粘附吸引（例如，允許特定項(xiàng)目從輸送帶610'滑脫）。
[0109] IV.通過(guò)電粘附的分離
[0110] 本公開的一些實(shí)施方案可應(yīng)用于項(xiàng)目處理和加工。例如，一組小包/包裹可以裝 載到自動(dòng)化處理系統(tǒng)中以根據(jù)各種因素來(lái)分揀。在一些例子中，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)基于由貼 在包裹上的標(biāo)簽所示的識(shí)別信息對(duì)小包/包裹分揀。例如，在行李和/或小包處理服務(wù)用 的分揀/按路線發(fā)送系統(tǒng)中可以采用這種自動(dòng)化系統(tǒng)。在這些和其他應(yīng)用中，有用的是沿 著輸送帶（或其他輸送平臺(tái)表面）分配項(xiàng)目，使得各個(gè)項(xiàng)目位于輸送帶的未占據(jù)區(qū)域。換 句話說(shuō)，通常希望項(xiàng)目被分配成使得沒有項(xiàng)目堆疊在其他項(xiàng)目上面。堆疊的項(xiàng)目可能對(duì)被 構(gòu)造成基于識(shí)別信息分揀各項(xiàng)目的分揀/按路徑發(fā)送系統(tǒng)產(chǎn)生問(wèn)題。例如，在低堆疊位置 中的項(xiàng)目可能不被自動(dòng)化處理系統(tǒng)察覺。在一些例子中，可能看不見位于其他項(xiàng)目下面的 項(xiàng)目上的識(shí)別信息（如貼附的標(biāo)簽和RFID標(biāo)簽等）。為了準(zhǔn)確處理在這種分揀/按路徑發(fā) 送系統(tǒng)中的各個(gè)項(xiàng)目，優(yōu)選將要處理的各個(gè)項(xiàng)目位于輸送帶（或其他輸送平臺(tái)表面）的未 占據(jù)部分中。
[0111] 圖7A-7B示出用于實(shí)現(xiàn)分布在電粘附平臺(tái)700上的項(xiàng)目701，702的分離的系統(tǒng)。 電粘附平臺(tái)700可以類似于結(jié)合圖3所述的電粘附平臺(tái)300。圖7A示出傾斜以將堆疊的項(xiàng) 目分配在一個(gè)層中的示例性電粘附平臺(tái)700。圖7B示出在將項(xiàng)目分配到一個(gè)層中之后的 圖7A所示的傾斜的電粘附平臺(tái)。如圖7A所示，電粘附平臺(tái)700以其電粘附抓取面710相 對(duì)于水平面傾斜Θ角取向。因此，傾斜的平臺(tái)710具有相對(duì)于相對(duì)側(cè)上的低側(cè)邊緣714升 高的高側(cè)邊緣712。
[0112] 在項(xiàng)目701上堆疊有項(xiàng)目702。當(dāng)激活電粘附時(shí)，下面堆疊的項(xiàng)目701電粘附地固 定到傾斜的平臺(tái)701上，而在項(xiàng)目701上堆疊的上面項(xiàng)目702沒有電粘附地固定，因此其如 方向箭頭720所示，從下面項(xiàng)目701滑脫。如圖7B所示，滑動(dòng)將上面項(xiàng)目702重新分配到 傾斜的平臺(tái)700的未占據(jù)部分。此外或可選擇地，通過(guò)使項(xiàng)目701，702繞著半徑移動(dòng)誘發(fā) 的振動(dòng)和/或離心力可以用作誘發(fā)上面項(xiàng)目702從下面項(xiàng)目701滑脫的方法，代替傾斜和 /或取向變化（或除了它們之外）。
[0113] V.示例性分揀系統(tǒng)
[0114] 假定能夠通過(guò)選擇性地施加電壓至電粘附平臺(tái)的電粘附電極來(lái)選擇性地粘附到 裝載在平臺(tái)上的項(xiàng)目，則可以使用一個(gè)或多個(gè)電粘附平臺(tái)抓取器形成分揀系統(tǒng)，從而分揀 一組混合的包裹。例如，可以使用關(guān)于包裹的識(shí)別信息來(lái)識(shí)別/表征分揀設(shè)施中的包裹。于 是，可以將包裹電粘附地固定到電粘附平臺(tái)上并朝著識(shí)別的包裹的指定投遞位置輸送。然 后，可以在平臺(tái)接近投遞位置時(shí)通過(guò)使電粘附失活來(lái)釋放包裹。一旦釋放，包裹就跟隨朝向 投遞位置的慣性路徑（例如，在控制的滑動(dòng)中），從而投遞包裹。因此，選擇性地粘附平臺(tái)可 以用來(lái)通過(guò)在平臺(tái)減速和轉(zhuǎn)動(dòng)等使得包裹沿著慣性路徑繼續(xù)向前時(shí)釋放包裹來(lái)投遞位于 其上的包裹。選擇性地粘附平臺(tái)還可以用來(lái)通過(guò)傾斜平臺(tái)使得包裹抵抗重力固定到平臺(tái)上 來(lái)釋放包裹至所需位置。釋放包裹允許包裹沿著重力限定的路徑從傾斜的平臺(tái)滑動(dòng)并進(jìn)入 所需的投遞位置。
[0115] 通常，結(jié)合圖1-7的本文公開的電粘附平臺(tái)抓取器和/或輸送帶的任意一個(gè)都可 以用來(lái)將項(xiàng)目輸送至投遞位置，然后釋放項(xiàng)目，使得項(xiàng)目從抓取平臺(tái)滑動(dòng)到投遞位置。類似 于上面結(jié)合圖6A-6E討論的那些，本文所示的示例性分揀系統(tǒng)包括使用可尋址的電粘附輸 送帶的系統(tǒng)。然而，本文提供的例子是為了說(shuō)明和舉例的目的，并且不限于此。特別需要指 出的是，電粘附抓取器的可選實(shí)施方案可以用來(lái)基于其他因素中的項(xiàng)目-識(shí)別信息來(lái)分揀 項(xiàng)目。
[0116] 圖8A是使用具有可獨(dú)立尋址的子部的傾斜電粘附輸送帶810的示例性電粘附分 揀系統(tǒng)800的端視圖。圖8B是圖8A所示的示例性材料選擇性分揀系統(tǒng)800的俯視圖。系 統(tǒng)800包括在斜率橫向于輸送方向的軌道上取向的電粘附輸送機(jī)810。S卩，坡度沿著輸送帶 810的寬度，而不是長(zhǎng)度，因此基本上垂直于輸送帶810的運(yùn)動(dòng)方向。輸送帶810上的包裹 801通過(guò)電粘附力粘附到外抓取面816上，從而防止項(xiàng)目從輸送帶810側(cè)向滑落。輸送帶 具有高側(cè)邊緣812和相對(duì)的低側(cè)邊緣814,并且通常迫使（通過(guò)重力）項(xiàng)目從高側(cè)邊緣812 到低側(cè)邊緣814滑動(dòng)、跌落、滾動(dòng)或以其他方式移過(guò)輸送帶810。輸送帶810可以包括可獨(dú) 立尋址的子部830、832和834,其可以基本上獨(dú)立地操作以粘附（或不粘附）位于各子部?jī)?nèi) 的項(xiàng)目。因此，各子部830-834可以包括用于施加不同電壓至沿著輸送帶810內(nèi)側(cè)的端子 的各滾動(dòng)連接件，使得輸送帶810的各可獨(dú)立尋址的部分顯示出由各子部830-834內(nèi)的滾 動(dòng)連接件限定的電粘附行為。
[0117] 一組包裹801-803電粘附地固定到輸送帶810上，并且如方向箭頭851，852所示， 通過(guò)子部830-834輸送。各子部830-834與特定的投遞位置840-844相關(guān)聯(lián)。在從其中一 個(gè)子部釋放項(xiàng)目時(shí)（通過(guò)關(guān)閉向該子部施加的電壓），項(xiàng)目滑過(guò)低側(cè)邊緣814而從輸送帶 810滑下并進(jìn)入與子部相關(guān)聯(lián)的投遞位置。例如，在子部830中釋放的包裹經(jīng)過(guò)受控制的 滑動(dòng)落在投遞位置840中。類似地，在子部832中釋放的包裹落在投遞位置842中，在子部 834中釋放的包裹落在投遞位置844中。圖8B示出包裹802從子部832釋放并從傾斜的輸 送帶810滑下以進(jìn)入投遞位置842中。子部832用斜陰影線示出，以表示關(guān)閉子部832中 的電粘附（例如，在子部832內(nèi)的輸送帶810下方的滾動(dòng)接觸不接收向輸送帶810內(nèi)的電 極施加的電壓）。
[0118] 控制器（未示出）確定將特定包裹引導(dǎo)到投遞位置840-844中的哪個(gè)，并且在通 過(guò)子部輸送特定包裹的同時(shí)控制輸送帶810關(guān)閉與所需投遞位置相關(guān)聯(lián)的子部中的電粘 附。因此，控制器可以起到如下作用：識(shí)別（或表征）包裹801-803,將一個(gè)投遞位置與識(shí) 別的包裹相關(guān)聯(lián)，以及操作電粘附輸送帶810以釋放識(shí)別的包裹到投遞位置?？梢曰趯?duì) 經(jīng)由項(xiàng)目識(shí)別系統(tǒng)820檢測(cè)的項(xiàng)目-識(shí)別數(shù)據(jù)824的分析來(lái)識(shí)別特定包裹。項(xiàng)目-識(shí)別系 統(tǒng)820可以從可以是條形碼和RFID標(biāo)簽等的識(shí)別特征801a接收輻射822。因此，輻射822 可以是RFID簽名、特征圖案的光指示和/或在包裹801上出現(xiàn)的字符等。僅為了說(shuō)明的目 的，包裹801-803用在其上表面出現(xiàn)的條形碼圖案（例如，條形碼標(biāo)簽801a)示出。然而， 值得注意的是，項(xiàng)目識(shí)別系統(tǒng)820可以包括被構(gòu)造成根據(jù)各種因素（不限于粘附在這種標(biāo) 簽上的識(shí)別標(biāo)簽）來(lái)表征包裹801-803 (和/或其他項(xiàng)目）的各種輻射傳感器。例如，圖像 識(shí)別系統(tǒng)可以用來(lái)基于特定包裹的形狀、反射率、字符和/或圖像識(shí)別等來(lái)表征和/或識(shí)別 包裹。
[0119] 圖8C是使用具有可獨(dú)立尋址的子部870-874的轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)862的另一個(gè)示例性 分揀系統(tǒng)860的俯視圖。轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)862如箭頭892所示進(jìn)行平面轉(zhuǎn)動(dòng)。在輸送機(jī)862 轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)與轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)862的電粘附吸引防止位于其上的包裹徑向向外滑動(dòng)（例 如，由于離心慣性）。
[0120] 然而，可獨(dú)立尋址的區(qū)域提供順序減小的電粘附力，以使得輸送機(jī)862上的包裹 可預(yù)測(cè)和可控制地從轉(zhuǎn)動(dòng)表面朝向各收集區(qū)880-884滑動(dòng)。如箭頭891所示，一組包裹 804-807裝載到轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)862的電粘附面上。然后，轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)862通過(guò)可獨(dú)立尋址的子 部870-874引導(dǎo)包裹804-807?？刂破鞑僮饕宰R(shí)別/表征包裹并確定各包裹804-807的投 遞位置。然后，控制器選擇性地控制各子部870-874的電粘附以釋放包裹，使得它們滑過(guò)輸 送機(jī)862的外部徑向邊緣864以到達(dá)所需投遞位置880-884。圖8C示出包裹807從子部 874釋放并從轉(zhuǎn)動(dòng)輸送帶862滑下進(jìn)入投遞位置884中。類似于圖8B中的規(guī)定，用斜陰影 線示出子部874以表示關(guān)閉這個(gè)部分中的電粘附。
[0121] 類似于上面結(jié)合圖8A-8B中的系統(tǒng)800所述的識(shí)別系統(tǒng)830,系統(tǒng)860可以根據(jù)識(shí) 別/表征裝載在轉(zhuǎn)動(dòng)輸送機(jī)862上的各項(xiàng)目/包裹的項(xiàng)目-識(shí)別數(shù)據(jù)來(lái)操作。
[0122] VI.示例性操作
[0123] 圖9A是使用電粘附平臺(tái)移動(dòng)項(xiàng)目的示例性過(guò)程900的流程圖。過(guò)程900可以通 過(guò)任意的上面結(jié)合圖8A-8C所述的示例性系統(tǒng)和/或任意的上面結(jié)合圖3-6所述的電粘附 平臺(tái)和/或輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。將項(xiàng)目裝載在電粘附抓取平臺(tái)上（902)。例如，可以將一個(gè)或多 個(gè)包裹、物品、項(xiàng)目、小包和行李等放置或分配在電粘附抓取面上。向抓取器電極施加電壓 以使電粘附平臺(tái)粘附到裝載于其上的項(xiàng)目（904)。在物品被電粘附地固定的同時(shí)，平臺(tái)可以 加速，從而將裝載的物品從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方（906)。在移動(dòng)過(guò)程中，在項(xiàng)目仍然 電粘附地固定在適當(dāng)位置的同時(shí)，可以通過(guò)移動(dòng)式升降機(jī)和滾動(dòng)運(yùn)貨車等操縱電粘附平臺(tái) 以加速。例如，可以操作電粘附輸送帶以在基本上平行于輸送帶的輸送面的方向上移動(dòng)輸 送面。一旦裝載的項(xiàng)目到達(dá)所需的目的地（例如，投遞位置或卸載用的區(qū)域），那么可以減 小電粘附以從平臺(tái)釋放裝載的物品（908)。例如，被施加以使模塊904中的電極極化的電 壓可以減小或甚至關(guān)閉，使得平臺(tái)和裝載于其上的物品之間誘發(fā)的電粘附吸引減小（或關(guān) 閉）。結(jié)果，物品從電粘附平臺(tái)釋放下來(lái)，并且可以將其卸載或經(jīng)歷受控制的滑動(dòng)以與電粘 附平臺(tái)分離。
[0124] 圖9B是分配電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)分離的示例性過(guò)程910的流程圖。過(guò)程 910可以通過(guò)任意的上面結(jié)合圖8A-8C所述的示例性系統(tǒng)和/或任意的上面結(jié)合圖3-7所 述的電粘附平臺(tái)和/或輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。將項(xiàng)目分配在電粘附平臺(tái)上（912)。例如，可以將一 組小包和行李項(xiàng)目等裝載到分揀/處理設(shè)施的電粘附平臺(tái)（例如，電粘附輸送機(jī)）上。通 常，分配在模塊912中的平臺(tái)上的一些項(xiàng)目可以堆疊在其他項(xiàng)目上。向電粘附平臺(tái)中的電 極施加電壓以激活電粘附平臺(tái)和與平臺(tái)接觸的項(xiàng)目之間的電粘附吸引（914)。從而，與電粘 附平臺(tái)接觸的項(xiàng)目經(jīng)由電粘附吸引固定到平臺(tái)上。在模塊914中，堆疊在其他項(xiàng)目上面的 項(xiàng)目可以不與電粘附平臺(tái)直接接觸，因此該項(xiàng)目可以不固定到平臺(tái)上。然后，平臺(tái)可以傾斜 和/或加速以使未固定的、堆疊的項(xiàng)目重新分配（例如，經(jīng)由固定項(xiàng)目的滑動(dòng)）到電粘附平 臺(tái)的未占據(jù)區(qū)域（916)。在一些例子中，除了傾斜和/或加速平臺(tái)之外（或代替它們），還 可以通過(guò)振動(dòng)平臺(tái)來(lái)促進(jìn)重新分配。經(jīng)過(guò)重新分配模塊916中的項(xiàng)目時(shí)，可以將仍然保持 在電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目分配在一個(gè)層中。因此，過(guò)程910可以用來(lái)分配小包分揀/處理應(yīng) 用中將要分離的項(xiàng)目。
[0125] 圖9C是使用可選擇性尋址的電粘附輸送機(jī)來(lái)分揀項(xiàng)目的示例性過(guò)程920的流程 圖。過(guò)程910可以通過(guò)任意的上面結(jié)合圖8A-8C所述的示例性系統(tǒng)和/或任意的上面結(jié) 合圖3-6所述的電粘附平臺(tái)和/或輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。確定電粘附平臺(tái)上的物品的投遞位置 (922)。例如，可以使用由項(xiàng)目識(shí)別系統(tǒng)（例如，圖8中的項(xiàng)目識(shí)別系統(tǒng)820)獲得的項(xiàng)目-識(shí) 別信息來(lái)識(shí)別/表征物品。然后，可以基于識(shí)別信息（例如，基于輸送指令和查找表中的信 息等）選擇投遞位置。然后，平臺(tái)可以用來(lái)將物品輸送到確定的投遞位置，并且隨著物品接 近所需的投遞位置，可以減小電粘附以使物品經(jīng)歷受控制的滑動(dòng)進(jìn)入投遞位置（924)。一旦 減小電粘附力，則物品可以通過(guò)沿著通過(guò)由項(xiàng)目穿過(guò)的一個(gè)或多個(gè)慣性路徑確定的路徑和 /或至少部分地由重力限定的路徑滑動(dòng)而離開平臺(tái)。
[0126] 圖10示出根據(jù)示例實(shí)施方案構(gòu)造的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在示例性實(shí)施方案中，示例 性系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)輸入裝置/接口、一 個(gè)或多個(gè)輸出裝置/接口以及當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得系統(tǒng)執(zhí)行上述各種功能、 任務(wù)和能力等的機(jī)器可讀指令。
[0127] 如上所述，在一些實(shí)施方案中，可以由在機(jī)器可讀格式的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存 儲(chǔ)介質(zhì)或其他非臨時(shí)性介質(zhì)或制品上編碼的計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)施所公開的技術(shù)。圖10是 示例性計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的概念性局部視圖的示意圖，其包括用于在計(jì)算裝置上執(zhí)行根據(jù)本 文至少一些實(shí)施方案配置的計(jì)算機(jī)過(guò)程（包括結(jié)合圖9所示和所述的過(guò)程）的計(jì)算機(jī)程 序。
[0128] 在一個(gè)實(shí)施方案中，使用信號(hào)承載介質(zhì)1002提供示例性計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品1000。信 號(hào)承載介質(zhì)1002可以包括一個(gè)或多個(gè)編程指令1004,當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)其可 以提供上面結(jié)合圖1-9所述的功能或功能的一部分。在一些例子中，信號(hào)承載介質(zhì)1002可 以包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1006,例如但不限于硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤（⑶)、數(shù)字視頻光 盤（DVD)、數(shù)字磁帶和存儲(chǔ)器等。在一些實(shí)施中，信號(hào)承載介質(zhì)1002可以是計(jì)算機(jī)可記錄介 質(zhì)1008,例如但不限于存儲(chǔ)器、讀/寫（R/W)⑶和R/WDVD等。在一些實(shí)施中，信號(hào)承載介質(zhì) 1002可以是通信介質(zhì)1010,例如但不限于數(shù)字和/或模擬通信介質(zhì)（例如，光纜、波導(dǎo)、有 線通信鏈路和無(wú)線通信鏈路等）。因此，例如，可以由無(wú)線形式的通信介質(zhì)1010傳遞信號(hào)承 載介質(zhì)1002。
[0129] 一個(gè)或多個(gè)編程指令1004可以是例如計(jì)算機(jī)可執(zhí)行和/或邏輯實(shí)現(xiàn)的指令。在 一些例子中，計(jì)算裝置被構(gòu)造成響應(yīng)于由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1006、計(jì)算機(jī)可記錄 介質(zhì)1008和/或通信介質(zhì)1010傳遞到計(jì)算裝置的編程指令1004而提供各種操作、功能或 作用。
[0130] 非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1006還可以分布在彼此可以是遠(yuǎn)程設(shè)置的多個(gè)數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)元件中。執(zhí)行一些或所有的存儲(chǔ)指令的計(jì)算裝置可以是微細(xì)加工控制器或其他計(jì)算平 臺(tái)?？蛇x擇地，執(zhí)行一些或所有的存儲(chǔ)指令的計(jì)算裝置可以是遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（例如，服務(wù) 器）。
[0131] 雖然本文公開了各個(gè)方面和實(shí)施方案，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他方面 和實(shí)施方案也將是顯而易見的。本文公開的各個(gè)方面和實(shí)施方案的目的是為了說(shuō)明而不 是為了限制由以下權(quán)利要求書所示出的真正范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 電粘附平臺(tái)，包括一個(gè)或多個(gè)電極； 電源，被構(gòu)造成電連接至所述電粘附平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)電極； 控制器，被構(gòu)造成：（i)控制所述電源將電壓施加到所述電粘附平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè) 電極上，從而使所述電粘附平臺(tái)粘附到設(shè)于所述電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目上，使得所述項(xiàng)目抵 抗相對(duì)于所述電粘附平臺(tái)的移動(dòng)，和（ii)控制所述電源以減小施加到所述一個(gè)或多個(gè)電 極上的電壓，使得所述項(xiàng)目相對(duì)于所述電粘附平臺(tái)移動(dòng)， 所述電粘附平臺(tái)包括輸送帶，其中所述一個(gè)或多個(gè)電極包括在所述輸送帶中的集成電 極，并且所述電源被構(gòu)造成通過(guò)一個(gè)或多個(gè)滾動(dòng)接觸點(diǎn)電連接至所述集成電極，以及 所述電粘附平臺(tái)是所述輸送帶的多個(gè)可獨(dú)立尋址的區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域，其中所述可獨(dú) 立尋址的區(qū)域中的給定區(qū)域包括與相鄰區(qū)域中的電極電隔離的一個(gè)或多個(gè)電極，使得所述 可獨(dú)立尋址的區(qū)域中的給定區(qū)域被經(jīng)由所述滾動(dòng)接觸點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)最新近接觸的接 觸點(diǎn)施加的電壓所極化。
2. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述電粘附平臺(tái)包括響應(yīng)于施 加的電壓被吸引到所述項(xiàng)目的外表面上的順應(yīng)性電粘附抓取面。
3. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，施加的電壓足以使所述項(xiàng)目在 所述電粘附平臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)追蹤所述電粘附平臺(tái)的路徑。
4. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 傳感器，被構(gòu)造成檢測(cè)設(shè)于所述電粘附平臺(tái)上的項(xiàng)目，和 所述控制器還被構(gòu)造成從所述傳感器接收數(shù)據(jù)并基于接收的數(shù)據(jù)控制所述電源，從而 響應(yīng)于用來(lái)指示所述項(xiàng)目設(shè)于所述電粘附平臺(tái)上的傳感器施加電壓。
5. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述電粘附平臺(tái)還包括： 可變形層，它連接在包括所述一個(gè)或多個(gè)電極的電粘附面和所述電粘附平臺(tái)的升降結(jié) 構(gòu)之間，其中所述可變形層被構(gòu)造成使所述電粘附面至少部分地符合設(shè)于所述電粘附平臺(tái) 上的項(xiàng)目的外表面。
6. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成接收指 示以從所述電粘附平臺(tái)釋放所述項(xiàng)目，并且響應(yīng)于接收的指示減小施加到所述一個(gè)或多個(gè) 電極上的電壓。
7. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述電粘附平臺(tái)被構(gòu)造成包含 在移動(dòng)式升降裝置的升降臂中。
8. 如權(quán)利要求1所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成在所述 電粘附平臺(tái)接近與設(shè)于所述平臺(tái)上的特定項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的投遞區(qū)的同時(shí)，減小施加到所述一 個(gè)或多個(gè)電極上的電壓，使得所述特定項(xiàng)目從所述平臺(tái)的表面移動(dòng)到所述投遞區(qū)。
9. 如權(quán)利要求8所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 掃描儀，被構(gòu)造成基于由所述特定項(xiàng)目反射或透過(guò)的識(shí)別輻射來(lái)識(shí)別所述特定項(xiàng)目， 和 所述控制器還被構(gòu)造成從所述掃描儀接收數(shù)據(jù)并基于接收的數(shù)據(jù)確定與所述特定項(xiàng) 目相關(guān)聯(lián)的投遞區(qū)。
10. -種電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 電粘附輸送帶，它包括（i)外表面，（ii)內(nèi)表面，（iii)配置在所述內(nèi)表面和外表面之 間的一個(gè)或多個(gè)電極，和（iv)沿著所述內(nèi)表面定位且電連接至所述一個(gè)或多個(gè)電極中的 對(duì)應(yīng)電極的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子； 電源，被構(gòu)造成經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子電連接至所述電粘附輸送帶中的一個(gè) 或多個(gè)電極； 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，被構(gòu)造成使所述電粘附輸送帶循環(huán)移動(dòng)，使得所述電粘附輸送帶的外表面 沿著預(yù)定軌道移動(dòng)；和 控制器，被構(gòu)造成控制所述電源將電壓施加到所述電粘附輸送帶中的一個(gè)或多個(gè)電極 上，從而使所述電粘附輸送帶粘附到設(shè)于所述外表面上的項(xiàng)目上，使得所述項(xiàng)目抵抗相對(duì) 于所述外表面的移動(dòng)，以及 所述電粘附輸送帶包括多個(gè)可獨(dú)立尋址的區(qū)域，并且給定區(qū)域包括配置在所述電粘附 輸送帶的內(nèi)表面和外表面之間的與相鄰區(qū)域中的電極電隔離的一個(gè)或多個(gè)電極。
11. 如權(quán)利要求10所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，還包括電連接至所述電源并 沿著所述預(yù)定軌道定位以接觸沿著所述電粘附輸送帶的內(nèi)表面的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子的 滾動(dòng)接觸點(diǎn)。
12. 如權(quán)利要求10所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，還包括電連接至所述電源并 沿著所述預(yù)定軌道定位以接觸沿著所述電粘附輸送帶的內(nèi)表面的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子的 滾動(dòng)接觸點(diǎn)，和 所述控制器還被構(gòu)造成控制所述電源將特定電壓施加到在所述預(yù)定軌道上的特定位 置處的滾動(dòng)接觸點(diǎn)，使得通過(guò)所述軌道上的特定位置的可獨(dú)立尋址的區(qū)域的后續(xù)區(qū)域根據(jù) 所述特定電壓被充電。
13. 如權(quán)利要求10所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成控制 所述電源以減小施加到所述一個(gè)或多個(gè)電極上的電壓，使得所述項(xiàng)目相對(duì)于所述電粘附輸 送帶的外表面移動(dòng)。
14. 如權(quán)利要求13所述的電粘附抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成在特 定項(xiàng)目接近投遞區(qū)的同時(shí)，控制所述電源以減小用于在所述電粘附輸送帶上粘附所述特定 項(xiàng)目的施加到所述一個(gè)或多個(gè)電極上的電壓，使得所述特定項(xiàng)目從所述電粘附輸送帶的外 表面移動(dòng)到所述投遞區(qū)。
【文檔編號(hào)】H02N13/00GK203911809SQ201390000083
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】哈沙·普拉赫拉德, 羅納德·E·佩爾瑞納, 布萊恩·K·姆科伊, 托馬斯·P·洛 申請(qǐng)人:Sri國(guó)際公司