模块化电粘附夹持系统技术方案

自动化制造通常需要可靠的工具来在制造过程中获取或移动物品。一种电粘附夹持器利用电粘附表面来从过程中的一个步骤到另一步骤获取和移动物品。电粘附表面可包括电极，所述电极配置用于在对电极施加电压时引起与附近物体的静电吸引。本文所描述的系统还采用耦合至电粘附夹持表面的承重框架。这些电粘附系统的组件在构造上可配置成模块化的，以便简化构造和维护。一些组件可以是一次性的，或者与其他组件相比需要更频繁的维修。模块化装配件和组件构造简化了维护，并且减少了总体操作成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月20日提交的美国临时申请61/919,602的权益，该申请通过引用而并入。
本专利技术涉及自动化制造。更具体而言，本专利技术涉及以自动化方式拾取基板或子装配件组件——例如，形成整个装配件或其一部分的部件，以及提供用于在制造过程中获取或移动所述物品的模块化系统。专利技术背景除非在本文中另有说明，否则本节中所描述的材料并非是对于本申请中权利要求的现有技术，并且不因包含于本节之中而被承认是现有技术。多年以来，大规模产品生产导致了许多创新。在各种材料和物品的工业处理中，特别是在机器人
中已取得长足发展。例如，现在使用各种类型的机器人和其他自动化系统以便在许多制造及其他材料处理过程期间“拾取和放置”物品。此类机器人和其他系统可包括例如作为指定过程的一部分而夹持、抬起和/或放置物品的机械臂。当然，还能够以此类机器人或其他自动化系统的方式来实现其他操纵和材料处理技术。尽管多年以来在该领域中有许多进展，但是关于能够以这样的方式处理何种物品而言仍存在局限。常规机器人夹持器通常使用吸力或者大法向力与利用机械促动进行的精密控制的结合来夹持物体。此类技术有若干个缺点。例如，对吸力的使用往往需要光滑、洁净、干燥并且总体上平坦的表面，这限制了可夹持的物体的类型和条件。吸力往往还需要大量的功率来用于泵，并且容易在真空或低压密封上的任何位置出现泄漏，由此造成的吸力丧失潜在地是灾难性的。对机械促动的使用经常需要针对物体的大法向力或“挤压”力，并且往往还限制机械地夹持易碎或易损物体的能力。产生较大的力还增加机械促动的成本。机械泵和具有大挤压力的常规机械促动还经常需要很大的重量，这对于一些应用——诸如必须支撑附加质量的机械臂末端而言，是一个主要缺点。此外，即使当伴随坚固物体使用时，机械臂、机械爪等仍可能在物体本身的表面上留下损伤痕迹。用于处理物品和材料的替代技术也有缺点。例如，化学粘合剂可能留下残余物，并且往往会吸引造成有效性降低的灰尘和其他碎屑。一旦施加这样的化学粘合剂夹持或附着，由于在此类情况下的夹持相互作用和力通常是不可逆的，因此化学粘合剂可能还需要大量的附加力来撤消或克服对物体的夹持或附着。
技术实现思路
尽管许多用于以自动化方式处理材料的系统和技术在过去总体上运作良好，但一直期望提供替代的和改进的物品处理方式。尤其是，期望这样的新式自动化系统和技术：其允许对大的、不规则形状的、布满灰尘的和/或易碎的物体进行拾取和放置或其他处理，并优选地很少使用或不使用针对物体的吸力、化学粘合剂或大机械法向力。本文提供了在制造中所使用的、用于在制造过程中获取或移动物品的电粘附夹持系统，该系统具有：框架；筒匣；电粘附膜，其具有位于或靠近电粘附夹持表面的一个或多个电极；以及电源，其中所述系统能够以模块化方式构建而成以便简化构造和维护。一些组件可以是一次性的，或者与其他组件相比需要更频繁的维修。模块化装配件和模块化组件构造简化并加快维护，并且减少了总体操作成本。本文提供了一种电粘附夹持系统，该系统包含：框架，其具有上表面和下表面；筒匣，其具有上表面和下表面，其中上表面能够可拆卸地连接至所述框架的下表面；电粘附膜，其具有位于或靠近夹持表面的一个或多个电极，并且所述电粘附膜的背衬面至少部分地覆盖并可连接至所述筒匣的下表面，或者可选地在所述框架的上表面的一部分上延伸；以及电源，其耦合至所述框架的上表面，配置用于对电粘附膜的一个或多个电极施加电压，其中所述电粘附膜的所述连接界面的至少一部分与所述电源直接接触。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，框架还包含侧壁，所述侧壁包含内部面和外部面，从而在所述框架内创造出下表面与所述侧面的内部面之间的腔室。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，筒匣至少部分地安装在框架的腔室内并与之相符合。在一些实施方式中，电粘附夹持系统还包含分散在筒匣的下表面与电粘附膜的背衬面之间的可变形或可适形层。在一些实施方式中，电粘附夹持系统、框架是承重的。在其他实施方式中，框架是金属的。在其他实施方式中，框架可以是磁性的。在其他实施方式中，框架可以是非金属的或非导电性的。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，包含位于或靠近所述表面的一个或多个电极并具有连接界面的电粘附膜还包含至少一个与所述一个或多个电极相连接的接触垫。该接触垫可构图于该膜上作为单独的区域，或者可包括附着于膜的单独的机械特征或电特征，这些特征包含：导电区域或图案；弹簧针(pogo pin)；片簧；碳刷；弹簧接触件；金属接触钮；接线器；线束；稀土磁体；铁氧体磁体；铝镍钴磁体；或铁磁接触件。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，电源还包含至少一个接触点，用于连接至电粘附膜的连接界面的至少一个接触垫和向其传递功率以及向电极传递电压。接触点可包含：弹簧针；片簧；碳刷；弹簧接触件；金属接触钮；接线器；线束；稀土磁体；铁氧体磁体；铝镍钴磁体；或铁磁接触件。在其他实施方式中，一个或多个接触点和/或一个或多个接触垫包含电绝缘体。在其他实施方式中，电粘附膜的整个连接界面可与框架绝缘。在本文所描述的电粘附夹持系统的任一实施方式中，电源可从框架分离。更进一步地，本文所描述的电粘附夹持系统的任何实施方式包含至少一个附着机构，用于保持各个组件的毗邻表面至少部分地彼此处于紧密接触。各个毗邻表面可包括：电源与框架；电源与电粘附膜连接界面；框架与筒匣；筒匣与可变形层；筒匣与电粘附膜；可变形层与电粘附膜；电粘附膜与框架；或连接界面与框架。在本文所描述的任一实施方式或毗邻表面中，附着机构可包括：化学粘合剂；机械紧固件；热紧固件(例如：焊接、点焊或点熔位置)；干式粘附；维可牢(Velcro)；吸力/真空粘附；磁性附着件、电磁附着或带(例如，单面或双面)。根据给定的情况所期望或需要的模块化程度，附着机构可创造永久的、临时的或者甚至是可移除的附着形式。本文提供了一种电粘附夹持系统，该系统包含：框架，其具有上表面和下表面；筒匣，其具有上表面和下表面，能够可拆卸地连接至框架的下表面；电粘附膜，其具有位于或靠近夹持表面的一个或多个电极，并且所述电粘附膜的背衬面至少部分地覆盖并可拆卸地连接至所述筒匣的下表面，并且包含第一连接界面；以及电源，其包含第二连接界面，配置用于通过该第二连接界面来对电粘附膜的所述一个或多个电极施加电压。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，框架还包含侧壁，所述侧壁包含内部面和外部面，从而在所述框架内创造出下表面与所述侧面的内部面之间的腔室。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，筒匣至少部分地安装在框架的腔室内并与之相符合。在一些实施方式中，电粘附夹持系统、框架是承重的。在其他实施方式中，框架是金属的。在其他实施方式中，框架可以是磁性的。在其他实施方式中，框架可以是非金属的或非导电性的。在一些实施方式中，电粘附夹持系统还包含分散在筒匣的上表面与所述电粘附膜的背衬面之间的可变形或可适形层。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，筒匣与所述电粘附膜组合为可分离式筒匣子装配件。在其他实施方式中，筒匣、所述可变形或可适形层以及所述电粘附膜相组合为另一类型的可分离式筒匣子装配件。在电粘附夹持系统的一些实施方式中，电源可从框架分离。在其他实施方式中，电源完全远离框架并从框架脱离：例如，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电粘附夹持系统，其包括：框架，其具有上表面和下表面；筒匣，其具有上表面和下表面，其中所述上表面能够可拆卸地连接至所述框架的所述下表面；电粘附膜，其具有位于或靠近夹持表面的一个或多个电极，至少部分地覆盖并可连接至所述筒匣的下表面的背衬面，并且包含电压连接器界面，所述电压连接器界面包含自所述电极的电迹线；以及电源，其配置用于对所述电粘附膜的所述一个或多个电极施加电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 US 61/919,6021.一种电粘附夹持系统，其包括：框架，其具有上表面和下表面；筒匣，其具有上表面和下表面，其中所述上表面能够可拆卸地连接至所述框架的所述下表面；电粘附膜，其具有位于或靠近夹持表面的一个或多个电极，至少部分地覆盖并可连接至所述筒匣的下表面的背衬面，并且包含电压连接器界面，所述电压连接器界面包含自所述电极的电迹线；以及电源，其配置用于对所述电粘附膜的所述一个或多个电极施加电压。2.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，还包含耦合至所述框架的电压连接器，所述电压连接器配置用于在所述电源与能够可拆卸连接的电粘附膜电压连接器界面之间提供电连接插座。3.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，其中所述电源可从所述框架分离。4.根据权利要求3所述的电粘附夹持系统，其中所述电源在所述框架板外远程安装在坞站中。5.根据权利要求1-4中任一项所述的电粘附夹持系统，其中所述电源配置成利用缆线和线缆连接而耦合至所述电压连接器。6.根据权利要求4所述的电粘附夹持系统，其中远程安装的板外电源配置用于减少所述电粘附夹持系统的所述框架的整体重量或尺寸。7.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，还包含导电膜，所述导电膜分散在所述电源与所述框架的上表面之间，与电压连接器接合并且配置用于在所述电源与所述电粘附膜之间提供电接口。8.根据权利要求7所述的电粘附夹持系统，其中所述导电膜还包含印刷电路板配置。9.根据权利要求7所述的电粘附夹持系统，其中所述导电膜可从所述电源和所述框架的上表面分离。10.根据权利要求7所述的电粘附夹持系统，其中所述导电膜包含两个或更多个接触点，用于从所述电源接收施加的电压。11.根据权利要求7-10中任一项所述的电粘附夹持系统，其中所述电源还包含两个或更多个接触点，用于对所述导电膜施加所述电压。12.根据权利要求10或11所述的电粘附夹持系统，其中接触点包含：弹簧针；片簧；碳刷；弹簧接触件；金属接触钮；接线器；线束；稀土磁体；铁氧体磁体；铝镍钴磁体；或铁磁接触件。13.根据权利要求1-12中任一项所述的电粘附夹持系统，还包含LED面板。14.根据权利要求13所述的电粘附夹持系统，其中所述LED面板配置用于放置在所述框架与所述筒匣之间。15.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，其中所述筒匣配置成具有安装突起，所述安装突起包含用于将所述筒匣附着至所述框架的附着特征。16.根据权利要求15所述的电粘附夹持系统，其中所述附着特征包含：螺纹；机械紧固件；卡口连接；磁性接口；快速断开特征；以及可拆卸紧固机构。17.根据权利要求14所述的电粘附夹持系统，其中所述安装突起是至少部分透明的。18.根据权利要求14所述的电粘附夹持系统，其中所述安装突起是至少部分半透明的。19.根据权利要求16或17所述的电粘附夹持系统，其中来自所述LED面板的光穿过所述安装突起以对所述筒匣下方的物体进行照明。20.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，其中所述筒匣包含多层构造，其中所述层是利用材料永久地或可拆卸地联结在一起的，所述材料包含：胶；环氧树脂；双面胶带；磁性附着件；以及机械附着装置。21.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，其中所述筒匣层和组件包含：电粘附膜；聚乙烯薄板；聚氨酯泡沫；玻璃板；防碎玻璃；塑料板；塑料膜；塑料薄板；金属板；聚对苯二甲酸乙二醇酯膜；双面胶；硅树脂；环氧树脂；喷雾粘合剂；以及机械附着特征。22.根据权利要求1所述的电粘附夹持系统，其中所述筒匣层和组件包含：电粘附膜；聚乙烯泡沫；玻璃板；防碎玻璃；丙烯酸；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜；聚氨酯薄板；环氧树脂；双面胶；以及机械附着特征。23.根据权利要求7所述的电粘附夹持系统，其中所述导电膜与所述框架电绝缘。24.根据权利要求2所述的电粘附夹持系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈沙·普拉拉德，埃里克·罗伯特·温格，博比·尼尔·罗伊，苏珊·吉姆，帕特里克·A·伯尔内斯，
申请(专利权)人：格拉比特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US