CN108851369B - 用于拾取及定位物品与移动物品的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于拾取及定位物品与移动物品的设备及方法，拾取及定位物品的设备包括能够对所述物品施加抽吸力的真空组合装置。所述设备还包括邻近所述真空组合装置定位的物品接合板。所述设备还具有邻近所述真空组合装置定位的阻挡构件。所述阻挡构件能够中断所述抽吸力。所述阻挡构件可定位在允许拾取所述物品的第一位置与中断所述抽吸力以帮助所述物品脱离的第二位置。

Description

用于拾取及定位物品与移动物品的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种用于拾取及放置物品与移动物品的设备及方法。更具体来说，本发明涉及一种使用真空力来拾取及放置物品(例如用于构造鞋帮)的拾取系统。

背景技术

尽管自动化制造工艺已经使许多行业受益，但由柔韧物品制成的软质商品的自动化制造已被证明是自动化的挑战。举例来说，制造鞋子，且更具体来说鞋帮，长期以来涉及大量的手工劳动。由于鞋帮常常大部分或完全由附连在一起以形成完整的鞋帮的多个柔韧物品形成，因此甚至拾取鞋帮的一部分及将所述部分相对于其他组件适当地放置的基本制造操作一直是自动化的挑战。

发明内容

本发明的各方面提供用于拾取及放置柔韧物品的自动化系统。更具体来说，本发明涉及使用抽吸力来拾取及放置一个或多个柔韧物品的系统。具体来说，使用根据本发明的设备、系统及方法拾取及放置的柔韧物品可包括软质商品(例如鞋帮)的组件。

各方面包括一种用于拾取及定位物品的设备，所述设备包括能够对所述物品施加抽吸力的真空组合装置。所述设备还包括邻近所述真空组合装置定位的物品接合板。所述接合板包括在其中形成的至少一个孔，使得所述抽吸力能够通过所述孔施加到所述物品。所述设备还具有邻近所述接合板定位的阻挡构件。所述阻挡构件能够中断流过所述接合板的所述孔的所述抽吸力。所述阻挡构件能够定位在允许拾取所述物品的第一位置及中断所述抽吸力以帮助所述物品从所述接合板脱离的第二位置。

根据本发明的实施例，一种用于拾取及定位物品的设备，包括：真空组合装置，能够对所述物品施加抽吸力；物品接合板，邻近所述真空组合装置定位且在所述物品接合板中形成有至少一个孔，以使得所述抽吸力能够通过所述孔施加到所述物品；以及阻挡构件，邻近所述接合板定位且能够中断流过所述接合板的所述孔的所述抽吸力，其中所述阻挡构件能够定位在允许拾取所述物品的第一位置与中断所述抽吸力以帮助所述物品从所述接合板脱离的第二位置。

在根据本发明的实施例的设备中，所述真空组合装置包括用于产生所述抽吸力的风扇。

在根据本发明的实施例的设备中，所述接合板是大体平面的。

在根据本发明的实施例的设备中，所述接合板模仿所述物品的形状。

在根据本发明的实施例的设备中，所述阻挡构件是邻近所述接合板能够滑动安装的板，且其中所述阻挡构件具有至少一个孔，所述至少一个孔在所述阻挡构件处于所述第一位置时与所述接合板的所述孔大体对准，而在所述阻挡构件处于所述第二位置时大体未对准。

在根据本发明的实施例的设备中，所述接合板界定多个拾取区域，且其中所述多个拾取区域中的每一拾取区域具有与所述每一拾取区域相关联的能够致动的阻挡构件，以使得所述多个拾取区域中的每一拾取区域能够被单独地激活。

在根据本发明的实施例的设备中，所述多个拾取区域中的每一拾取区域具有与所述每一拾取区域相关联的风扇以为至少特定区域提供抽吸力。

在根据本发明的实施例的设备中，还包括致动器，所述致动器连接到所述阻挡构件以使所述阻挡构件在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

在根据本发明的实施例的设备中，所述致动器是气压缸。

在根据本发明的实施例的设备中，还包括护罩，所述护罩将所述真空组合装置连接到所述接合板，其中所述护罩大体包裹所述接合板的与所述接合板的接触所述物品的表面相对的表面。

在根据本发明的实施例的设备中，所述护罩包括至少一个旁路孔，所述至少一个旁路孔用于允许空气在所述阻挡构件处于所述第二位置时流过所述真空组合装置。

在根据本发明的实施例的设备中，还包括能够致动的口盖，所述能够致动的口盖用于覆盖及露出所述旁路孔，且其中所述口盖在所述阻挡构件处于所述第一位置时关闭所述旁路孔，而在所述阻挡构件处于所述第二位置时打开所述旁路孔。

在根据本发明的实施例的设备中，还包括用于打开及关闭所述口盖的气压缸。

在根据本发明的实施例的设备中，还包括机械手臂，所述机械手臂耦合到所述真空组合装置且用于将所述物品从一个位置移动到另一个位置。

根据本发明的实施例，一种用于将物品从一个位置移动到另一个位置的设备，包括：机械臂，能够从一个位置移动到另一个位置；以及拾取头，耦合到所述机械臂且能够接合及脱离所述物品。所述拾取头包括：接合板，用于直接接触所述物品，其中所述接合板被分成多个独立致动的拾取区域，且其中所述多个独立致动的拾取区域中的每一拾取区域中形成有至少一个孔；真空机构，能够为所述拾取区域中的每一者提供抽吸力；以及多个独立致动的阻挡构件，其中所述多个独立致动的阻挡构件中的每一阻挡构件与所述拾取区域中的一个相关联，且其中所述多个独立致动的阻挡构件中的每一阻挡构件能够在允许所述抽吸力通过相应区域的打开位置与在所述相应区域处中断所述抽吸力的关闭位置之间被独立地致动。

在根据本发明的实施例的设备中，所述接合板是大体平面的，且其中所述阻挡构件是能够滑动地安装到所述接合板以便在所述打开位置与所述关闭位置之间滑动的板。

在根据本发明的实施例的设备中，所述真空机构包括多个风扇，且其中所述多个独立致动的拾取区域中的每一拾取区域具有与所述每一区域相关联的风扇。

在根据本发明的实施例的设备中，所述接合板模仿所述物品的形状。

在根据本发明的实施例的设备中，还包括护罩，所述护罩将所述真空机构连接到所述接合板，其中所述护罩大体包裹所述接合板的与所述接合板的接触所述物品的表面相对的表面，且其中所述护罩包括至少一个旁路孔，所述至少一个旁路孔用于允许空气在所述阻挡构件中的至少一个处于所述关闭位置时流过所述真空机构。

根据本发明的实施例，一种利用具有多个拾取区域及真空机构的拾取头拾取物品以从一个位置定位到另一个位置的方法，包括：选择性地对所述拾取区域中的一个或多个施加抽吸力以拾取所述物品；以及选择性地中断对所述拾取区域中的一个或多个的所述抽吸力以使所述物品从所述拾取头脱离，其中所述抽吸力的所述中断是由于阻挡构件，所述阻挡构件邻近接合板定位且能够中断流过所述接合板的孔的抽吸力。

提供本发明内容以启发而不是限制在下文中全面详细提供的方法及系统的范围。

附图说明

本文参照附图详细阐述本发明，在附图中：

图1描绘根据本发明的示例性方面的处于第一位置的示例性拾取系统的透视图。

图2描绘根据本发明的示例性方面的处于拾取物品的第二位置的图1的示例性拾取系统。

图3描绘根据本发明的示例性方面的处于使物品在各位置之间移动的第三位置的图1的示例性拾取系统。

图4描绘根据本发明的示例性方面的处于在最终位置处释放物品的第四位置的图1的示例性拾取系统。

图5描绘根据本发明的示例性方面的具有八个独立致动的区域的示例性拾取头(pick up head)的透视图。

图6描绘根据本发明的示例性方面的图5的示例性拾取头，其中各部分被拆散以露出构造的细节。

图7描绘根据本发明的示例性方面的图5的拾取头的仰视平面图。

图8描绘图5的拾取头的接合板的俯视平面图，其示出根据本发明的示例性方面的用于中断拾取头的抽吸力的阻挡机构。

图9描绘根据本发明的示例性方面的图8所示阻挡机构中的一者的透视图。

图10描绘根据本发明的示例性方面的图7所示区域10的放大图，其示出接合板的孔与阻挡机构的孔彼此对准，使得抽吸力可作用于物品。

图11描绘根据本发明的示例性方面的类似于图10的视图，但示出接合板的孔与阻挡机构的孔偏移以便阻挡抽吸力。

图12描绘根据本发明的示例性方面的具有两个独立致动的区域的示例性拾取头的透视图。

图13描绘根据本发明的示例性方面的沿图12的线13-13截取的横截面。

图14描绘根据本发明的示例性方面的图12的示例性拾取头的透视图，其中各部分被拆散以露出构造的细节。

图15描绘根据本发明的示例性方面的图12所示拾取头的旁路孔结构的透视图，其中旁路孔结构处于关闭位置。

图16描绘根据本发明的示例性方面的图15的旁路孔结构的透视图，其中旁路孔结构处于打开位置。

图17描绘根据本发明的示例性方面的将物品从一个位置移动到另一个位置的示例性方法。

附图标号说明

10、224a、224b：区域；

13-13：线；

100：拾取系统；

102：机械臂；

104：第一制造位置；

106：第二制造位置；

108：物品；

110、150：基座；

112：轴；

114：定位杆；

116：拾取头组合装置；

118、218：壳体；

120、138：上表面；

122a、122b、122c、122d、122e、122f、122g、122h：抽吸风扇；

124a、124b、124c、124d、124e、124f、124g、124h：拾取区域；

126a、126b、126c、126d、126e、126f、126g、126h：阻挡机构；

128：接合板；

130、136：孔；

132：下表面；

134：中断板；

140：滑动导轨；

142、152：螺栓/销；

144：狭槽；

146：侧边缘；

148、248、268：致动器；

148a、148b、148c、148d、148e、148f、148g、148h：致动器；

149：实体表面；

154：气缸；

156：可移动的活塞；

158：附接端部；

160：软管；

216：拾取头组合装置；

220：顶表面；

222a、222b：风扇；

226a、226b：阻挡机构；

228：接合板；

234：中断板；

240：滑轨；

262a、262b：旁路孔结构；

264：旁路孔；

266：安装件；

270：气压缸；

272：活塞；

274：口盖；

300、302、304、306：方框。

具体实施方式

本发明的方面提供用于拾取及放置一个或多个物品(例如一块材料或织物)的设备、系统和/或方法。过去曾经使用真空结构来对物品施加抽吸力，使得物品会接合结构并且可通过例如机械手臂从一个位置移动到另一个位置。然而，常常很难在“开(on)”位置与“关(off)”位置之间精确地转变抽吸力。这会导致物品的放置不精确。因此，需要精确地中断抽吸力以使得更精确地放置物品。现有拾取头的其他问题包括吸引力不足，尤其是在静电拾取头的情况下。更具体来说，静电拾取头使用静电来提供头与要拾取物品之间的附着。常常由于材料构造，静电附着力不够理想。具有静电能力及抽吸力能力的拾取头是有利的。当头具有抽吸力能力时，精确控制抽吸力的能力对于精确放置物品很重要。

在第一方面中，提供一种用于拾取及定位物品的设备，所述设备包括能够对所述物品施加抽吸力的真空组合装置。所述设备还包括物品接合板，所述物品接合板邻近所述真空组合装置定位且在所述物品接合板中形成有至少一个孔，使得所述抽吸力可通过所述孔施加到所述物品。阻挡构件邻近所述接合板定位且能够中断流过所述接合板的孔的抽吸力。此外，所述阻挡构件可定位在允许拾取所述物品的第一位置及中断所述抽吸力以帮助所述物品从所述接合板脱离的第二位置。

另一方面提供一种用于将物品从一个位置移动到另一个位置的设备，所述设备包括能够从一个位置移动到另一个位置的机械臂。所述设备包括耦合到所述机械臂的能够接合及脱离所述物品的拾取头。所述拾取头包括用于直接接触所述物品的接合板。所述接合板被分成多个独立致动的拾取区域。每一区域中形成有至少一个孔。所述拾取头还包括能够为所述拾取区域中的每一个提供抽吸力的真空机构。所述拾取头还包括多个独立致动的阻挡构件。每一阻挡构件与所述拾取区域中的一个相关联，且能够在允许所述抽吸力通过相应区域的打开位置与在所述相应区域处中断所述抽吸力的关闭位置之间被独立地致动。

提供用于利用具有多个拾取区域及真空机构的拾取头将物品从一个位置定位到另一个位置的方法。在示例性方法中，选择性地对所述拾取区域中的一个或多个施加抽吸力以拾取所述物品。此外，选择性地中断对所述拾取区域中的一个或多个的所述抽吸力以使所述物品从所述拾取头脱离。

根据本发明的方面的系统及方法可提供一种工具头，所述工具头可定位在三维空间中以接合物品，移动物品，并将物品放置在不同的位置处。可采用各种设备(例如机械手臂、x-y工作台、摆臂等)，以将工具头定位在三维空间中。此外，工具头在包括与由物品界定的平面实质上平行的平面的二维空间中的定位可独立于工具头相对于垂直于所述平面的线的移动来执行。例如，可使用x-y工作台将工具头定位在水平面中的期望位置处。同时，工具头可独立于其水平定位相对于x-y工作台(或任何其他参考点，例如保持或接收物品的表面)移动到各种高度。此外，工具头可以是可旋转的，以使物品在被保持的同时旋转，以便以期望的取向将物品放置在放置位置处。使用根据本发明的方面的系统及方法，放置物品的期望放置位置可相对于完整或部分组装的产品(例如鞋帮)的其他组件进行界定。

可使用各种系统来界定和/或识别工具头应接合和/或脱离物品的位置。举例来说，可使用利用照相机、激光器或其他类型的检测器的视觉系统来识别要拾取的物品和/或定位最终放置物品的位置。此外，可为计算装置提供拾取和/或放置物品的预定位置以控制根据本发明的方面的系统和/或方法的操作。根据本发明的方面，可使用任何类型的预定义位置系统、位置检测系统或其他技术来确定和/或界定拾取物品的起始位置(及取向)和/或放置物品的放置位置(及方向)。

参照图1，描绘根据本发明的方面的示例性拾取系统100。拾取系统100包括能够在第一制造位置104与第二制造位置106之间旋转的可旋转机械臂102。机械臂102可以是由计算机处理器控制或由手动操作员远程控制或以任何其他合适方式进行控制的机械手臂。第一制造位置104及第二制造位置106可以是制造工艺中的任何合适位置，例如鞋帮制造中的位置。拾取系统100可用于将物品108(例如鞋帮部分)从第一制造位置104移动到第二制造位置106，反之亦然。物品108可以是任何类型的材料，例如但不限于织物、橡胶、塑料、金属、复合材料或木头。物品108也可具有任何合适的形状，例如平面的、弯曲的或不规则的形状。几乎任何类型的材料都均可由拾取系统100拾取。

机械臂102包括基座110及可旋转地安装到基座110的轴112。轴112还包括可以上下方式移动的定位杆114。定位在定位杆114的端部处的是将在下文中更详细阐述的拾取头组合装置116。拾取头组合装置116用于对物品108施加抽吸力，以使得物品108与拾取头组合装置116接合以从第一制造位置104移动到第二制造位置106。更具体来说，参照图2，定位杆114在第一制造位置104处向下移动，使得拾取头组合装置116接合物品108。此时，通过拾取头组合装置116施加抽吸力，以使得物品108暂时附接到拾取头组合装置116。

如图3所描绘，具有拾取头组合装置116的机械臂102随后从第一制造位置104旋转到第二制造位置106。然后，如图4所描绘，定位杆114向下移动以将拾取头组合装置116定位在第二制造位置106上。然后，由拾取头组合装置116施加的抽吸力被切断或移除，从而使物品108从拾取头组合装置116脱离，以便保持在第二制造位置106处。以此种方式，物品108可在制造工艺期间被重新定位到不同的制造位置。

如上所述，可使用拾取系统100的一种合适的制造工艺是在鞋帮的制造中。鞋帮可由叠覆在彼此顶部上的多个部分构成。例如，不同类型的材料可用于鞋帮的脚趾(鞋头)、侧面和脚跟部分。这些特定不同的材料将常常需要精确放置及重叠，使得它们可稍后以任何合适的方式缝合或结合在一起。

参照图5到图12，现在将阐述拾取头组合装置116。具体参照图5，拾取头组合装置116包括可旋转地连接到定位杆114的壳体118。壳体118包括连接到定位杆114的上表面120。上表面120还包括安装到上表面120的多个抽吸风扇122a到122h。抽吸风扇122a到122h中的每一个能够提供抽吸/真空力以拾取物品108。此外，抽吸风扇122a到122h中的每一个与可独立致动的拾取区域124a到124h相关联，如在图7中最好地描绘。如将在下文中更充分地阐述，这些拾取区域124a到124h中的每一个可根据拾取系统100的需要被选择性地致动。例如，根据物品108，可能仅需要通过抽吸风扇122b及122f来致动拾取区域124b及124f中的抽吸力。作为另一实例，同样根据物品108的形状、大小及重量，可能仅需要通过抽吸风扇122a、122f、122c及122h来致动拾取区域124a、124f、124c及124h。因此，如在任何时候都显而易见，拾取区域124a到124h中的任何一个或全部可被选择性地致动以适应任何类型的物品108。

与抽吸风扇122a到122h的致动相关联的约束是，当风扇开启及关断以提供抽吸力时，随着风扇被断电以允许物品108从拾取头组合装置116脱离而存在风扇的滞后力。如将在下文中更充分地解释，为了解决与拾取区域124a到124h中的每一个相关联的此滞后抽吸力，如图6及图8所描绘，可利用多个抽吸的阻挡机构126a到126h来更精确地控制拾取区域124a到124ha到124h。

参照图6到图11，将阐述可独立控制的阻挡机构126a到126h的操作。拾取头组合装置116包括定位在壳体118的底部上的大体平面的接合板128。接合板128包括允许抽吸风扇122a到122h所产生的抽吸/真空力接合物品108的多个孔130。接合板128包括用于接合物品108的下表面132。接合板128被描绘为大体平面的，但可具有任何类型的形状，例如弯曲的、有角的或抛物线的。接合板128被成形为适应于物品108的形状及所得定位。基于涉及物品108的制造工艺，接合板128的形状及轮廓是无限制的。下表面132直接接合物品108。孔130允许抽吸风扇122a到122h所产生的抽吸力直接施加到物品108。

随着对单独致动的阻挡机构126a到126h的进一步讨论，每一阻挡机构126a到126h包括流的中断板134。每一中断板134包括多个孔136，所述多个孔136具有与如图10及图11所描绘接合板128中的孔130大体相同的形状及大小。参照图9，每一中断板134利用滑动导轨140可滑动地安装到接合板128的上表面138。更具体来说，每一阻挡机构126a到126h包括通过螺栓或销142安装到接合板128的上表面138的导轨140中的至少两个。此安装排列形式形成狭槽144，中断板134的侧边缘146被接纳到狭槽144中。以此种方式，中断板134可相对于上表面138滑动。

参照图10，示出孔130与孔136对准，以使得相应抽吸风扇122e所产生的抽吸力能够作用于物品108。图10示出接合板128的拾取区域124e的一部分。以虚线示出阻挡机构126e的相应中断板134。如可以看到，孔130与孔136对准以允许抽吸力流动。此构型是拾取区域124e及阻挡机构126e的“打开”或“允许流动(flow allowing)”位置。

图11描绘孔130与孔136未对准，使得抽吸风扇122e所产生的抽吸力被中断板134中断。再次以虚线示出相应中断板134。可以看到存在于孔136之间的中断板134的实体表面149会阻塞孔130。以此种方式，此构型是拾取区域124e及阻挡机构126e的“关闭”或“阻挡”位置。

参照图6、图8及图9，将阐述与阻挡机构126a到126h相关联的可独立控制的致动器148a到148h。致动器148被示出为气压缸，但可以是能够线性移动的任何其他类型的致动器，例如液压缸、螺线管或机械联动装置等。每一致动器148包括基座150，基座150通过销或螺栓152安装到接合板128的上表面138。致动器148还包括气缸154，在气缸154中设置有可移动的活塞156。每一活塞156包括附接端部158，附接端部158通过任何合适的结构(例如销、粘合剂或螺栓等)固定到中断板134。活塞156可在缩回位置与延伸位置之间移动。所述缩回位置对应于图10中描绘的拾取区域124a到124h及阻挡机构126a到126h的“打开”或“允许流动”位置。致动器148可通过任何合适的结构(例如弹簧、橡胶圈、偏转器板等)朝向其缩回位置偏置。如果致动器148被沿单个方向驱动，例如被朝向延伸位置驱动，则这是特别有帮助的。更具体来说，且举例来说，如果致动器148是气动致动器且具有单作用气缸154，则当气压通过例如空气供应软管160施加到气缸154时，活塞156将移动到其延伸位置。因为气缸154可以是单作用的，因此一旦气压不再被供应到气缸154，就需要偏置结构来使活塞156返回到其缩回位置。活塞156的延伸位置对应于图11所描绘的拾取区域124a到124h及阻挡机构126a到126h的“关闭”或“阻挡”位置。

因此，举例来说，如果没有气压施加到气缸154，则活塞156通过与气缸154相关联的偏置结构保持在其缩回位置。气缸154的这种未致动状态使接合板128的孔130与中断板134的孔136对准。这是阻挡机构126a到126h的“打开”位置，从而允许抽吸风扇122a到122h所产生的任何抽吸力通过如图10所示的对准的孔130、136施加到物品108。在图6、图8、图9及图10中，气缸154被描绘为处于其缩回位置，这对应于相应拾取区域124a到124h的“打开”位置。

如果气压通过软管160施加到气缸154，则活塞156延伸，以使得中断板134如图11所描绘(且如由图6、图8及图9中的箭头的方向所描绘)线性地滑动到孔130与孔136不再对准的位置中。因此，中断板134堵塞接合板128的孔130，且因此阻碍施加到物品108的抽吸力的流动。活塞156的此延伸位置对应于中断板134以及阻挡机构126a到126h因此而有“关闭”或“阻挡”位置。

如图显而易见，上述结构使得能够独立地激活拾取区域124a到124h中的任一个。与这些区域中的每一个相关联的阻挡机构126a到126h通常处于“打开”位置以使得抽吸力能够施加到物品108。因此，可激活抽吸风扇122a到122h的任意组合以提供与各个拾取区域124a到124h相关联的定制抽吸拾取力。当激活抽吸风扇122a到122h的适当组合时，物品108与接合板128接触。随着拾取头组合装置116被机械臂102从第一制造位置104移动到第二制造位置106，抽吸风扇122a到122h保持被激活。一旦拾取头组合装置116定位在第二制造位置106处的适当位置处，适当的对应阻挡机构126a到126h就被致动以中断与对应抽吸风扇122a到122h相关联的抽吸力。抽吸力的这种中断使得物品被精确地放置在第二制造位置106处。同时，阻挡机构126a到126h被致动，对应的抽吸风扇122a到122h也被去激活。如上所述，抽吸风扇122a到122h的去激活导致抽吸力的减小滞后。由于延迟的释放，这种类型的力的滞后减小可导致物品108的误放。此外，等待抽吸风扇122a到122h减速到足以使物品108脱离会导致低效率及延迟。阻挡机构126a到126h的使用会产生更精确及有效的定位。

参照图12至图14，描绘根据本发明的方面的示例性拾取头组合装置216。拾取头组合装置216可在拾取系统100中用来代替拾取头组合装置116。更具体来说，拾取头组合装置216可定位在定位杆114的端部上以代替拾取头组合装置116。拾取头组合装置216与拾取头组合装置116的不同之处在于头组合装置216仅具有两个可独立致动的区域224a及224b而不是八个拾取区域124a到124h。当用于图1的拾取系统100中时，头组合装置216以与拾取头组合装置116类似的方式操作，因为头组合装置216用于将物品108从第一制造位置104移动到第二制造位置106。

头组合装置216具有许多与拾取头组合装置116中的结构相同且以与拾取头组合装置116中的结构相同的方式操作的结构。更具体来说，头组合装置216包括壳体218，壳体218上安装有风扇222a及222b以将抽吸力供应到区域224a及224b。头组合装置216还包括接合板228以及以与阻挡机构126a到126h相同的方式操作的阻挡机构226a及226b。每一阻挡机构包括以与中断板134相同的方式操作的中断板234以及以与致动器148相同的方式操作的致动器248。每一中断板234使用滑轨240可滑移的安装于接合板228。

因此，头组合装置216的操作类似于拾取头组合装置116，因为为了移动物品108，通过激活对应风扇222a及222b以产生抽吸力来激活区域224a及224b中的一个或两个。阻挡机构226a及226b处于“打开”位置以允许抽吸力施加到物品108。当没有气压施加到阻挡机构226a及226b时存在此“打开”位置且阻挡机构226a及226b朝向此“打开”位置偏置。一旦头组合装置216处于适当的制造位置处且到了释放物品108时，阻挡机构226a及226b中的一个或两个就通过气压的施加而被致动。这使得阻挡机构226a及226b移动到其“关闭”或“中断”位置，从而实现物品108的释放。

参照图12、图15及图16，拾取头组合装置216包括在拾取头组合装置116中未描绘的两个旁路孔结构262a及262b。旁路孔结构262a及262b也可容易地结合到拾取头组合装置116中，这将通过下面的讨论很容易地显而易见。

旁路孔结构262a及262b的目的是在阻挡机构226a及226b处于其“关闭”或“流动中断”位置时使得空气能够供应到风扇222a及222b。当阻挡机构226a及226b处于其“关闭”位置时，旁路孔结构262a及262b通过打开壳体218的顶表面220中的旁路孔264来提供此功能，如图16所示。这使得空气能够通过旁路孔264被吸入壳体218中，以使得空气可流过风扇222a及222b，从而防止风扇222a及222b上的不必要的应力并且快速地减少引向区域224a及224b的抽吸力的量。

参照图15及图16，将阐述旁路孔结构262a及262b的操作。每一旁路孔结构262a及262b包括固定到壳体218的安装件266。安装件266具有安装到安装件266的致动器268。致动器268可以是具有活塞272的气压缸270。活塞272在施加气压时延伸。此外，活塞272可通过合适的结构(例如弹簧、橡胶圈或偏转板等)偏置到缩回位置。在活塞272的端部是用于打开和关闭旁路孔264的关闭口盖274。因此，当没有气压施加到气缸270时(如图15所描绘)，活塞272处于其缩回位置，且因此口盖274覆盖旁路孔264。当头组合装置216通过风扇222a及222b的激活以及通过接合板228因此而向上牵拉的抽吸力的使用来拾取物品108时，出现旁路孔结构262a及262b的此“关闭”位置。

一旦期望使物品108从头组合装置216脱离，阻挡机构226a及226b就被致动到其“关闭”位置，且同时旁路孔结构262a及262b被致动到其“打开”位置，以允许空气流过旁路孔264而进入壳体218。通过在阻挡机构226a及226b关闭时允许空气进入壳体218，抽吸力减小得更快且风扇222a及222b上的应力也减小。

参照图17，阐述一种利用具有多个拾取区域124a到124h及真空机构(例如，抽吸风扇122a到122h)的拾取头组合装置116以拾取物品从一个位置定位到另一个位置的方法。在方框300处，将拾取头组合装置定位在物品之上。在方框302处，选择性地对拾取区域中的一个或多个施加抽吸力以拾取物品。在方框304处，将拾取头组合装置移动到不同的位置。在方框306处，选择性地中断对拾取区域中的一个或多个的抽吸力以使物品脱离。

根据上文，将会看到，本发明非常适合于实现上文所列出的所有目的及目标，连同其他显而易见的且是结构所固有的优点。

应当理解，某些特征及子组合具有实用性且无需参照其他特征及子组合便可使用。这是通过权利要求所设想到的且处于权利要求的范围内。

尽管具体元件及步骤是相互结合讨论的，但应当理解，本文所提供的任何元件和/或步骤被设想为可与任何其他元件和/或步骤组合，而不管其是否明确提供，同时仍处于本文所提供的范围内。由于在不背离本公开的范围的条件下可对本公开作出许多可能的实施例，因此应当理解，本文所列出或附图所示出的所有内容应被解译说明性的而非具有限制性意义。

本文以及结合下文所列出的权利要求所使用的术语“条款中的任一项”或所述术语的类似变型旨在被解释成权利要求/条款的特征可以任何组合形式进行组合。举例来说，示例性条款4可指示条款1到条款3中的任一项所述的方法/设备，此旨在被解释成条款1的特征与条款4的特征可进行组合，条款2的元件与条款4的元件可进行组合，条款3的元件与条款4的元件可进行组合，条款1、条款2及条款4的元件可进行组合，条款2、条款3及条款4的元件可进行组合，条款1、条款2、条款3及条款4的元件可进行组合，和/或其他变型。此外，如上文所提供的实例中的一些所指示，术语“条款中的任一项”或所述术语的类似变型旨在包括“条款中的任一项”或所述术语的其他变型。

以下条款是本文所设想到的方面。

条款1.一种用于拾取及定位物品的设备，包括：

真空组合装置，能够对所述物品施加抽吸力；

物品接合板，邻近所述真空组合装置定位且在所述物品接合板中形成有至少一个孔，以使得所述抽吸力能够通过所述孔施加到所述物品；以及

阻挡构件，邻近所述接合板定位且能够中断流过所述接合板的所述孔的所述抽吸力，其中所述阻挡构件能够定位在允许拾取所述物品的第一位置与中断所述抽吸力以帮助所述物品从所述接合板脱离的第二位置。

条款2.根据条款1所述的设备，其中所述真空组合装置包括用于产生所述抽吸力的风扇。

条款3.根据条款1或条款2所述的设备，其中所述接合板是大体平面的。

条款4.根据条款1、2或3所述的设备，其中所述接合板模仿所述物品的形状。

条款5.根据条款1、2、3或4所述的设备，其中所述阻挡构件是邻近所述接合板能够滑动安装的板，且其中所述阻挡构件具有至少一个孔，所述至少一个孔在所述阻挡构件处于所述第一位置时与所述接合板的所述孔大体对准，而在所述阻挡构件处于所述第二位置时大体失准。

条款6.根据条款1、2、3、4或5所述的设备，其中所述接合板界定多个拾取区域，且其中每一拾取区域具有与所述每一拾取区域相关联的能够致动的阻挡构件，以使得每一区域能够被单独地激活。

条款7.根据条款6所述的设备，其中每一区域具有与所述每一区域相关联的风扇以为至少特定区域提供抽吸力。

条款8.根据条款1、2、3、4、5、6或7所述的设备，还包括致动器，所述致动器连接到所述阻挡构件以使所述阻挡构件在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

条款9.根据条款8所述的设备，其中所述致动器是气压缸。

条款10.根据条款1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的设备，还包括护罩，所述护罩将所述真空组合装置连接到所述接合板，其中所述护罩大体包裹所述接合板的与所述接合板的接触所述物品的表面相对的表面。

条款11.根据条款10所述的设备，其中所述护罩包括至少一个旁路孔，所述至少一个旁路孔用于允许空气在所述阻挡构件处于所述第二位置时流过所述真空组合装置。

条款12.根据条款11所述的设备，还包括能够致动的口盖，所述能够致动的口盖用于覆盖及露出所述旁路孔，且其中所述口盖在所述阻挡构件处于所述第一位置时关闭所述旁路孔，而在所述阻挡构件处于所述第二位置时打开所述旁路孔。

条款13.根据条款12所述的设备，还包括用于打开及关闭所述口盖的气压缸。

条款14.根据条款1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的设备，还包括机械手臂，所述机械手臂耦合到所述真空组合装置且用于将所述物品从一个位置移动到另一个位置。

条款15.一种用于将物品从一个位置移动到另一个位置的设备，包括：

机械臂，能够从一个位置移动到另一个位置；

拾取头，耦合到所述机械臂且能够接合及脱离所述物品，所述拾取头包括：

接合板，用于直接接触所述物品，其中所述接合板被分成多个独立致动的拾取区域，且其中每一区域中形成有至少一个孔；

真空机构，能够为所述拾取区域中的每一个提供抽吸力；

多个独立致动的阻挡构件，其中每一阻挡构件与所述拾取区域中的一个相关联，且其中每一阻挡构件能够在允许所述抽吸力通过相应区域的打开位置与在所述相应区域处中断所述抽吸力的关闭位置之间被独立地致动。

条款16.根据条款15所述的设备，其中所述接合板是大体平面的，且其中所述阻挡构件是能够滑动地安装到所述接合板以便在所述打开位置与所述关闭位置之间滑动的板。

条款17.根据条款15或16所述的设备，其中所述真空机构包括多个风扇，且其中每一区域具有与所述每一区域相关联的风扇。

条款18.根据条款15、16或17所述的设备，其中所述接合板模仿所述物品的形状。

条款19.根据条款15、16、17或18所述的设备，还包括护罩，所述护罩将所述真空机构连接到所述接合板，其中所述护罩大体包裹所述接合板的与所述接合板的接触所述物品的表面相对的表面，且其中所述护罩包括至少一个旁路孔，所述至少一个旁路孔用于允许空气在所述阻挡构件中的至少一个处于所述关闭位置时流过所述真空机构。

条款20.一种利用具有多个拾取区域及真空机构的拾取头拾取物品以从一个位置定位到另一个位置的方法，所述方法包括：

选择性地对所述拾取区域中的一个或多个施加抽吸力以拾取所述物品；以及

选择性地中断对所述拾取区域中的一个或多个的所述抽吸力以使所述物品从所述拾取头脱离，其中所述抽吸力的所述中断是由于阻挡构件，所述阻挡构件邻近接合板定位且能够中断流过所述接合板的孔的抽吸力。

Claims (19)

1.一种用于拾取及定位物品的设备，其特征在于，包括：

真空组合装置，能够对所述物品施加抽吸力；

物品接合板，邻近所述真空组合装置定位且在所述物品接合板中形成有第一多个孔，以使得所述抽吸力能够通过所述第一多个孔施加到所述物品；以及

阻挡构件，邻近所述物品接合板定位且能够中断流过所述物品接合板的所述第一多个孔的所述抽吸力，其中所述阻挡构件能够定位在允许拾取所述物品的第一位置与中断所述抽吸力以帮助所述物品从所述物品接合板脱离的第二位置，其中所述阻挡构件是邻近所述物品接合板能够滑动安装的板，并且其中所述阻挡构件具有第二多个孔，所述第二多个孔在所述阻挡构件处于所述第一位置时与所述物品接合板的所述第一多个孔大体对准，而在所述阻挡构件处于所述第二位置时与所述物品接合板的所述第一多个孔大体未对准。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述真空组合装置包括用于产生所述抽吸力的风扇。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物品接合板是大体平面的。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物品接合板模仿所述物品的形状。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物品接合板界定多个拾取区域，且其中所述多个拾取区域中的每一拾取区域具有与所述每一拾取区域相关联的能够致动的阻挡构件，以使得所述多个拾取区域中的每一拾取区域能够被单独地激活。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个拾取区域中的每一拾取区域具有与所述每一拾取区域相关联的风扇以为至少特定区域提供抽吸力。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括致动器，所述致动器连接到所述阻挡构件以使所述阻挡构件在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述致动器是气压缸。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括护罩，所述护罩将所述真空组合装置连接到所述物品接合板，其中所述护罩大体包裹所述物品接合板的与所述物品接合板的接触所述物品的表面相对的表面。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述护罩包括至少一个旁路孔，所述至少一个旁路孔用于允许空气在所述阻挡构件处于所述第二位置时流过所述真空组合装置。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，还包括能够致动的口盖，所述能够致动的口盖用于覆盖及露出所述旁路孔，且其中所述口盖在所述阻挡构件处于所述第一位置时关闭所述旁路孔，而在所述阻挡构件处于所述第二位置时打开所述旁路孔。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括用于打开及关闭所述口盖的气压缸。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括机械手臂，所述机械手臂耦合到所述真空组合装置且用于将所述物品从一个位置移动到另一个位置。

14.一种用于将物品从一个位置移动到另一个位置的设备，其特征在于，包括：

机械臂，能够从一个位置移动到另一个位置；以及

拾取头，耦合到所述机械臂且能够接合及脱离所述物品，所述拾取头包括：

接合板，用于直接接触所述物品，其中所述接合板被分成多个独立致动的拾取区域，且其中所述多个独立致动的拾取区域中的每一拾取区域中形成有第一多个孔；

真空机构，能够为所述拾取区域中的每一者提供抽吸力；以及

多个独立致动的阻挡构件，其中所述多个独立致动的阻挡构件中的每一阻挡构件与所述拾取区域中的一个相关联，且其中所述多个独立致动的阻挡构件中的每一阻挡构件能够在允许所述抽吸力通过相应区域的打开位置与在所述相应区域处中断所述抽吸力的关闭位置之间被独立地致动，其中所述阻挡构件是能够滑动地安装到所述接合板以便在所述打开位置与所述关闭位置之间滑动的板，其中每个阻挡构件具有第二多个孔，并且其中当处于所述打开位置时，所述第二多个孔与相关联的拾取区域的所述第一多个孔大体对准，而当处于所述关闭位置时，所述第二多个孔与所述相关联的拾取区域的所述第一多个孔大体未对准。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述接合板是大体平面的。

16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述真空机构包括多个风扇，且其中所述多个独立致动的拾取区域中的每一拾取区域具有与所述每一拾取区域相关联的风扇。

17.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述接合板模仿所述物品的形状。

18.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，还包括护罩，所述护罩将所述真空机构连接到所述接合板，其中所述护罩大体包裹所述接合板的与所述接合板的接触所述物品的表面相对的表面，且其中所述护罩包括至少一个旁路孔，所述至少一个旁路孔用于允许空气在所述阻挡构件中的至少一个处于所述关闭位置时流过所述真空机构。

19.一种利用具有多个拾取区域及真空机构的拾取头拾取物品以从一个位置定位到另一个位置的方法，其特征在于，所述方法包括：

选择性地对所述多个拾取区域中的一个或多个施加抽吸力以拾取所述物品；以及

选择性地中断对所述多个拾取区域中的一个或多个的所述抽吸力以使所述物品从所述拾取头脱离，其中所述抽吸力的所述中断是由于阻挡构件，所述阻挡构件邻近具有第一多个孔的接合板定位且能够中断流过所述接合板的所述第一多个孔的抽吸力，其中所述阻挡构件能够定位在允许拾取所述物品的第一位置与中断所述抽吸力以帮助所述物品脱离所述接合板的第二位置，其中所述阻挡构件是邻近所述接合板能够滑动安装的板，并且其中所述阻挡构件具有第二多个孔，当所述阻挡构件处于所述第一位置时，所述第二多个孔与所述接合板的所述第一多个孔大体对准，而当所述阻挡构件处于所述第二位置时，所述第二多个孔与所述接合板的所述第一多个孔大体未对准。

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