[發明專利]用于操縱柔性元件的夾持裝置

有效

• 申請號: 201080071240.0
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN103501968A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: V·科拉多吉梅那茲;O·班洛奇維蘇里;R·馬薩卡薩拉薩爾特;弗朗西斯·埃斯登索羅埃斯蓋瑞伽·喬斯;喬斯·馬丁內斯·拉蒙;M·塞古拉莫雷諾;X·艾瑞斯托薩阿雷吉
• 申請（專利權）人: 泰克納利爾研究與創新基金會
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;B25J15/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉;雷紹寧

技術領域

本發明涵蓋于在工業機器人中用作末端執行器的裝置的技術領域中，并且尤其適用于從由多個柔性織物制成的預成型件中模制而成的材料或零件的制造。

背景技術

通常用于復合物制造的技術始于由若干織物層形成的預成型件，所述織物層包括強化纖維材料（碳化纖維、玻璃纖維等）。這些安置在成形模具上的織物或層通過涂在確定點處的粘合劑逐漸彼此粘合，隨后該模具閉合，而后，在確定的時間段內，通過施加熱和壓力將形成具有最終形狀的預成型件。

不同的織物層為具有二維幾何形狀的柔性織物，即，它們所具有的形狀和大小適用于將獲得的復合零件。在工業實踐中，二維織物層通常手動地安置在模具上，因為需要正確安置這些織物層，并且使它們逐漸彼此固定。

如果此過程是自動的，那么可以用操縱器來抓取不同的二維織物層或圖案，并且將這些織物層或圖案放置在成形模具上，但是在這種情況下，所述操縱器必須要讓這些織物層或圖案落到模具上，因此無法確保能較好地安置所述層，尤其當所述模具幾何形狀較復雜時。

如今已知一些通過真空吸盤或類似元件來抓取并且傳送柔性元件的操縱器，但是它們都具有以下問題：它們無法確保將織物較好地安置在模具中或者無法自動地在不同織物層之間涂覆粘合劑。因此，專利申請案US2010007065A1描述了一種含有框架的夾持裝置，在所述框架中包括一種經配置以抓取并維持至少一個碳纖維織物的裝置。此框架進一步含有用于將碳纖維織物披覆在模具上的另一裝置。另一方面，專利申請案US2008080962A1描述了用于傳送碳纖維織物或類似物等的柔軟物體的另一類似裝置，該裝置包括一個表面，通過該表面能抓取織物。所述表面由不同元件組成，根據要抓取的織物的形狀和尺寸，這些元件開始運行或不運行。盡管這些裝置能夠抓取不同形狀的碳纖維織物，并且將這些碳纖維織物安置在模具上，但是這僅可能在模具形狀比較簡單的情況下實現。固持元件不會相對于彼此作相對運動，因此織物將通過在模具上釋放固持元件而披覆到模具上，因此無法確保織物會很好地適應模具的形狀。同樣地，由塔西·科蒂（Tarsha?Kordi）先生等人（亞琛TWTH大學機械原理和機械動力學系（IGM），德國-http://www.igm.rwth-aachen.de/）所寫且標題為：“用于自動制造紡織品預成型件的多功能機器人末端執行器系統的發展（Development?of?a?Multifunctional?Robot?End-Effector?System?for?Automated?Manufacture?of?Textile?Preforms）”，在會議“高級智能機電學（Advanced?intelligent?mechatronics），2007IEEE/ASME”出版的文章（ISBN:978-1-4244-1263-1，第1至第6頁（2007年））中描述了一種包括支撐結構的夾持裝置，在所述支撐結構中具有鉸接式相應縮放儀型的側架和抽吸型、冷型或針狀夾持元件載體，這樣能夠抓取二維平面中的織物并將織物安置在三維模具上。一些夾持元件被組裝在可以相對于支撐結構樞轉的臂上，從而使紡織品預成型件在其末端彎曲，從而與紡織品預成型件的中心部分形成一個角度。同樣在這種情況下，織物適合于模具僅可能在簡單的三維形狀情況下實現。

發明內容

本發明的目標在于通過用于操縱柔性元件的夾持裝置來克服上述現有技術的缺點，所述夾持裝置可耦接到機器人臂上以作為末端執行器，并且包括主要支架和多個夾持元件，所述多個夾持元件通過相應的操作機構耦接在主要支架中，用于在不同點處夾持并操縱柔性元件，所述夾持裝置的特征在于，

它包括至少四個用于夾持柔性元件的夾持元件；

至少一個夾持元件是多位夾持元件，其通過至少一個位移系統相對于其他夾持元件在平行于所述平面的至少一個方向上可獨立地發生位移，所述平面由三個其他夾持元件構成，以及通過垂直操作機構在所述平面的垂直方向上可獨立地發生位移；

構成上述平面的三個夾持元件中的至少兩個元件通過組裝在主要支架中的雙向位移系統在所述平面內的任何方向上可獨立地發生位移；

夾持元件在其相應的位置是可自動調節的，使得所有夾持元件都布置在一個且相同的平面中，用于獲取平坦二維配置的柔性元件，并且獲取之后，所述夾持元件能夠移動，使得它們可以在柔性元件中產生三維形狀，而同時有，夾持元件的移動不會在柔性元件上生成拉力，其中例如，“復雜”三維形狀等，“復雜”形狀理解為三維表面，其包括至少一個凹面區域以及另一個凸面區域。