RU2826201C1 - Система для захвата элементов - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к системе для захвата элементов. Система захвата элементов содержит автоматизированный манипулятор (5), снабженный инструментом на одном из его концов для захвата указанных элементов (3), и рабочую поверхность (4), на которой размещены указанные элементы (3), причем указанный инструмент содержит по меньшей мере одну захватную часть (1) и система захвата также содержит элемент (2) для фиксации и выталкивания, который извлекает из по меньшей мере одной захватной части (1) элемент (3), который был захвачен, при этом указанный элемент (2) для фиксации и выталкивания является неподвижным, а указанный автоматизированный манипулятор (5) является способным к перемещению относительно указанного элемента (2) для фиксации и выталкивания. Техническим результатом является создание системы для захвата элементов, которая облегчает захват, т.е. взятие, закрепление, транспортировку и оставление элементов. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к системе для захвата элементов.

Предпосылки изобретения

Сегодня известны щетки, образующие опорную поверхность, которая может быть неподвижной, способной к перемещению или в виде бесконечной конвейерной ленты, при этом соответствующим образом закрепленной на наборе механических элементов.

Указанные поверхности используются в разных областях промышленности для транспортировки и/или перемещения элементов, требующих подъема, которые трудно перемещать при контакте с обычной плоской поверхностью или которые не могут находиться в контакте с жесткой или непрерывной поверхностью.

Более того, известны роботизированные системы, использующие разные инструменты для обеспечения возможности выполнения разных задач. Указанные роботизированные системы чрезвычайно универсальны, и различные задачи могут быть выполнены за счет специализации указанных инструментов.

Существуют определенные элементы или продукты, в отношении которых идеальным способом их захвата является гравитационный, т.е. захватываемый и поддерживаемый в нижней части. Среди таких элементов ламинарные элементы, такие как одежда, ткани и пластмассы, гибкие компоненты и кабели, объекты очень неправильной формы, объекты с влажными поверхностями, растительные продукты с тонкими листьями, городские отходы, использованные банки из-под напитков, упаковки Tetra Brik и т.д.

Эти элементы обычно размещаются на плоской поверхности, так что их трудно надлежащим образом захватить, не повредив опорную поверхность или сам элемент.

Существуют также элементы, которые для оптимального захвата из-за их характеристик, неправильной формы, загрязнения поверхности и т.д. должны быть полностью проколоты (с помощью захватной части), что позволяет осуществлять отдельные или многократные захват и выгрузку. Это может быть хлам или мусор, или даже гибкие ламинарные элементы, такие как одежда и ткани.

Описание изобретения

Поэтому очевидна необходимость в системе для захвата элементов, которая облегчает захват, т.е. взятие, закрепление, транспортировку и оставление элементов.

Упомянутые недостатки устраняются с помощью системы для захвата элементов по изобретению, имеющей и другие преимущества, которые будут описаны ниже.

Система для захвата элементов в соответствии с настоящим изобретением содержит:

- автоматизированный манипулятор, снабженный по меньшей мере одним инструментом на одном из его концов для захвата указанных элементов, и

- рабочую поверхность, на которой размещены указанные элементы,

при этом указанный инструмент содержит по меньшей мере одну захватную часть, и при этом система также содержит элемент для фиксации и выталкивания, который фиксирует элемент, подлежащий захвату, на начальном участке перед захватом по меньшей мере одной захватной частью; и удаляет из по меньшей мере одной захватной части элемент, который был захвачен на конечном участке.

Предпочтительно указанный инструмент также содержит головку, на которой закреплена указанная по меньшей мере одна захватная часть.

Кроме того, указанный элемент для фиксации и выталкивания предпочтительно содержит по меньшей мере одно отверстие или канавку для прохождения указанной по меньшей мере одной захватной части.

Согласно двум альтернативным вариантам осуществления указанный элемент для фиксации и выталкивания является способным к перемещению относительно указанной головки, или указанный элемент для фиксации и выталкивания является неподвижным, а указанный автоматизированный манипулятор является способным к перемещению относительно указанного элемента для фиксации и выталкивания.

Согласно альтернативному варианту осуществления указанная пластина для фиксации и выталкивания содержит целый ряд гибких щетин, которые входят в контакт с элементом, подлежащим захвату, перед захватом, чтобы гарантировать, что он зафиксирован во время захвата.

Предпочтительно указанная рабочая поверхность содержит множество гибких щетин, на которых размещены указанные элементы.

Хотя захватная часть может иметь любую подходящую форму или конфигурацию, указанная по меньшей мере одна захватная часть предпочтительно выполнена в форме иглы или лезвия, при этом она может содержать удерживающие элементы, такие как крючок, гарпун или пилообразная форма, или эластичные элементы.

Предпочтительно, чтобы конец указанной по меньшей мере одной захватной части для перфорирования указанного элемента был скошен.

Кроме того, указанная по меньшей мере одна захватная часть может вращаться относительно указанной головки.

Краткое описание графических материалов

Чтобы лучше понять предыдущее описание, прилагается набор графических материалов, на которых схематически и только в качестве неограничивающего примера изображены практические варианты осуществления.

На фиг. 1 представлен вид спереди в вертикальном разрезе нескольких вариантов осуществления захватной части для использования с системой захвата согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2-5 представлены перспективные виды процесса захвата ламинарного элемента с помощью системы захвата в соответствии с настоящим изобретением согласно первому варианту осуществления;

на фиг. 6 представлен перспективный вид системы захвата согласно настоящему изобретению согласно второму варианту осуществления;

на фиг. 7 представлен вид спереди в вертикальном разрезе варианта осуществления двух захватных частей, собранных в головке, со скошенными концами;

на фиг. 8 представлен вид спереди в вертикальном разрезе захватных частей системы захвата согласно настоящему изобретению, которая используется для захвата бутылки; и

на фиг. 9 представлены виды процесса захвата объемного элемента с помощью системы захвата в соответствии с настоящим изобретением согласно второму варианту осуществления.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной автоматической и модульной системе захвата для захвата элементов 3, таких как предметы или материалы, посредством по меньшей мере одной захватной части 1, которая позволяет удерживать элементы, перфорированные указанной захватной частью 1, и затем выталкивать их.

Система захвата согласно настоящему изобретению содержит одну или несколько захватных частей 1, которые могут иметь изменяющиеся профили и конструктивные исполнения.

Например, захватная часть 1 может быть в форме иглы, лезвия, гарпуна и т.д. и может иметь наклон по отношению к элементу 3, подлежащему захвату.

Система захвата в соответствии с настоящим изобретением также содержит независимый или общий элемент 2 для фиксации и выталкивания на этих захватных частях 1, которые имеют двойное назначение: фиксировать элементы, подлежащие захвату, перед захватом и выталкивать их из захватных частей 1 путем скольжения.

Этот элемент 2 для фиксации и выталкивания перемещается в продольном направлении вдоль захватной части 1, даже за его конец, с которого элемент 3 захватывается для его идеального выталкивания.

Эти захватные части 1 и элемент 2 для фиксации и выталкивания спроектированы и распределены на основе доминирующей геометрии элементов 3, подлежащих захвату, которые состоят из самых разных геометрий и объемов, начиная от пластиковых бутылок, картонных, пластиковых или алюминиевых контейнеров, растительных элементов различных форм и текстур, тонких слоев из пластиковой или бумажной пленки, отдельных или нескольких слоев тканей или аналогичных гибких слоистых материалов, расположенных в плоской форме на поверхности основы и т.д.

На фиг. 1 показаны разные конструктивные параметры захватных частей 1 в соответствии с разными потребностями применения.

Предпочтительно элементы 3, подлежащие захвату, размещаются на рабочей поверхности 4, образованной гибкими щетинами разного расположения, разных конструктивных исполнений, длины, плотности и материалов, которые действуют как плавающая поверхностная опора для элементов и материалов, подлежащих захвату. Иногда эта рабочая поверхность 4 также используется в качестве транспортирующей поверхности, и именно на нее укладывается захватываемый элемент 3.

Примеры этих рабочих поверхностей описаны в документах ЕР 2656987 А1 и ЕР 3106411 А1, принадлежащих тому же изобретателю, что и настоящая заявка.

Преимущество конструктивного исполнения этой рабочей поверхности 4 состоит в том, что она обеспечивает глубокое проникновение захватных частей 1, прокалывающих элементы 3, которые должны быть захвачены в ее нижней части, т.е. в части, которая находится в контакте с поверхностью щетин, позволяя осуществлять фиксацию этих элементов 3, подлежащих захвату, простым способом по отношению к захватной части 1 или захватным частям, которые расположены в подходящем положении в соответствии с характером, размерами и расположением на рабочей поверхности 4, чтобы это проникновение было эффективным, даже в отдельных листах пленок, тканей и ламинарных материалов.

Следовательно, требуются конкретное конструктивное исполнение, подходящее расположение и проектирование этих захватных частей 1, оптимальное крепление разных элементов из элементов 3, подлежащих захвату, перед перфорированием, и быстрая и удобная система выталкивания, образованная указанным элементом 2 для фиксации и выталкивания.

Рабочая поверхность 4 с гибкими щетинами предотвращает необходимость втягивания захватных частей 1, и их глубина регулируется таким образом, чтобы предотвратить столкновение захватных частей с указанной неподвижной или способной к перемещению рабочей поверхностью 4, которая поддерживает элементы 3, подлежащие захвату, и не повреждает эту рабочую поверхность 4 или захватные части 1.

Это особенно важно для ламинарных и гибких элементов, которые невозможно захватить путем перфорирования с помощью других систем, что, в свою очередь, позволяет захватывать разные слои материала.

Предпочтительно захватные части 1 расположены на способном к перемещению конце автоматизированного манипулятора 5 или робота, который может быть антропоморфного, декартового, дельта-типа или типа SCARA, или любого другого типа автомата, который допускает перемещение и поддерживает подходящую нагрузку в соответствии с целевым материалом.

Указанный автоматизированный манипулятор 5 имеет подходящее распределение захватных частей 1 в соответствии с уровнем разделения, твердостью и геометрическим распределением элементов 3, подлежащих захвату.

Захватные части 1, в свою очередь, могут иметь разную геометрию, чтобы предотвратить вращение и нежелательное перемещение элементов 3, подлежащих захвату, после того, как они были проколоты захватными частями 1, таким образом, что если захватная часть 1 является как отдельной, так и находится в группе, осуществляется управление положением элемента 3, который был захвачен, что обеспечивает очень быстрое перемещение автоматизированного манипулятора 5 и управляемое размещение во время выталкивания элемента 3, подлежащего захвату.

По этой причине элементы системы захвата в соответствии с настоящим изобретением являются взаимозаменяемыми на основании элемента 3, подлежащего захвату, который система выберет и использует соответствующим образом.

Примеры системы взаимозаменяемости инструментов описаны в документах ЕР 19382374, принадлежащих тому же изобретателю, что и настоящая заявка.

Система захвата согласно настоящему изобретению также содержит головку 6, в которой закреплены захватные части 1, а элемент 2 для фиксации и выталкивания может перемещаться относительно головки 6, например, с помощью электропривода, пневматического привода или других механических комбинаций, что позволяет отсоединять элемент, который был захвачен в точке доставки посредством перемещения элемента 2 для фиксации и выталкивания относительно головки 6.

Во время захвата элемент 2 для фиксации и выталкивания расположен во внешней области кончика захватных частей 1, вступая в контакт с элементом 3, подлежащим захвату, до захватных частей 1.

Поэтому этот элемент 2 для фиксации и выталкивания действует как фиксация для элементов 3, подлежащих захвату. Такая фиксация обеспечивает быстрый и надежный ввод захватной части 1, поскольку элемент, подлежащий захвату, не перемещается во время проникновения, что позволяет точно вставлять захватную часть 1.

Следует отметить, что система захвата согласно настоящему изобретению может также работать без этой предварительной фиксации, выполняемой элементом 2 для фиксации и выталкивания, в случаях, когда элементы 3, подлежащие захвату, очень устойчивы или являются плоскими, и проникновение захватной части 1 требует небольших усилий.

Этот элемент 2 для фиксации и выталкивания выполнен таким образом, что захватные части 1 проходят через него, поскольку в его конструкции предусмотрены отверстия, предназначенные для этой цели.

Во время проникновения этот элемент 2 для фиксации и выталкивания втягивается в продольном направлении над захватными частями 1, которые могут полностью входить в элементы 3, подлежащие захвату, без усилий, и элемент 2 для фиксации и выталкивания может быть расположен в задней части элементов 3, которые были захвачены и перфорированы, часто находясь в контакте с этими элементами, и отстоять в противоположном направлении от кончиков захватных частей 1.

Этот элемент 2 для фиксации и выталкивания перемещается в обратном направлении, т.е. в направлении проникающих кончиков захватных частей 1, когда элементы 3, подлежащие захвату, должны быть отсоединены от захватных частей 1, при этом элементы 3 скользят по захватным частям так, чтобы их можно было освободить. Это продольное перемещение может осуществляться пневматически, с помощью двигателей или посредством фактического перемещения автоматизированного манипулятора 5.

На фиг. 6 показана другая возможная конфигурация системы захвата в соответствии с настоящим изобретением, которая заключается в использовании только головки 6, в которой захватные части 1 зафиксированы в автоматизированном манипуляторе 5. То есть в этом варианте осуществления элемент 2 для фиксации и выталкивания не предусмотрен в способной к перемещению части системы, и используется только неподвижный выталкивающий элемент 2, закрепленный в точке доставки, причем указанный неподвижный выталкивающий элемент 2 содержит одну или более канавок для захватных частей 1, где они могут свободно помещаться и скользить.

Этот единственный неподвижный выталкивающий элемент 2 имеет канавки, позволяющие перпендикулярно вводить захватные части, и при размещении между головкой 6 и элементом 3, подлежащим захвату, позволяет отсоединять элемент посредством перемещения автоматизированного манипулятора 5 в направлении, противоположном направлению захвата, используя единственный выталкивающий элемент в точке доставки в качестве удержания элементов 3, подлежащих захвату.

Эта система очень проста и полезна для некоторых типов элементов, подлежащих захвату, таких как стабильные геометрические неподвижные элементы, в которых природа материала не допускает перемещения, когда кончик захватной части 1 находится в контакте с ним, для проникновения в него, так что это напряжение не влияет на него и позволяет его проколоть.

На фиг. 9 показана другая возможная конфигурация элемента 2 для фиксации и выталкивания, который содержит целый ряд гибких щетин, закрепляющих элемент 3, подлежащий захвату, перед перфорированием.

Более того, в головке 6, где расположены захватные части 1, последние предпочтительно расположены таким образом, что их заостренные концы специально расположены друг напротив друга, тем самым создавая горизонтальное перемещение наружу относительно плоскости элемента 3, подлежащего захвату, во время захвата, что создает фиксирующее напряжение на элементе 3, предотвращая его соскальзывание и отсоединение само по себе нежелательным образом.

Это возможно потому, что заостренные концы выгодно разделены на участки по диагонали, т.е. так, что заостренный конец проходит по касательной к точке дуги участка захватной части 1, следовательно, не концентричен с осью захватной части, как можно видеть на фиг. 7.

Захватные части 1 могут иметь различную геометрию и размеры: круглые, квадратные, прямоугольные и т.д., подходящие для элементов 3, подлежащих захвату, и чтобы предотвратить вращение перфорирующих элементов, когда имеется только одна захватная часть 1.

Кончики этих захватных частей 1 могут быть взаимозаменяемыми и изготовлены из более твердых материалов, так что, когда кромка становится тупой и ее проникающая способность снижается, нет необходимости менять всю захватную часть 1, что приводит к снижению затрат на техническое обслуживание.

В случаях элементов, подлежащих захвату, которые имеют определенную жесткость и особенности, касающиеся их физического поведения, также предполагается использовать захватные части 1 с концентрическим острым концом, предотвращающим ранее описанное горизонтальное перемещение, и с пазами, гарпунами, накаткой, дробеструйной обработкой, с промежуточными участками, выполненными из материалов, которые проявляют удерживающую способность, таких как силикон или другая текстура, в части за областью проникающего кончика в соответствии с материалом, обеспечивающих захват, чтобы предотвратить нежелательное падение элемента 3, подлежащего захвату.

Необходимость использования вышеупомянутой рабочей поверхности 4 на основе щетины в этом случае еще более очевидна, поскольку она не ослаблена захватываемыми элементами.

Система захвата согласно настоящему изобретению также эффективна для захвата и размещения клейких этикеток на элементах, подлежащих захвату, посредством использования системы захвата с захватными частями в нескольких применениях переработки городских и промышленных отходов, упаковки, логистики и промышленной переработки.

Несмотря на то, что были сделаны ссылки на конкретные варианты осуществления изобретения, для специалиста в данной области техники очевидно, что описанная система захвата допускает ряд изменений и модификаций и что все упомянутые детали могут быть заменены другими технически эквивалентными деталями, без отступления от объема правовой охраны, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Claims (12)

1. Система захвата элементов, содержащая:

автоматизированный манипулятор (5), снабженный инструментом на одном из его концов для захвата указанных элементов (3), и

рабочую поверхность (4), на которой размещены указанные элементы (3),

отличающаяся тем, что указанный инструмент содержит по меньшей мере одну захватную часть (1) и что система захвата также содержит элемент (2) для фиксации и выталкивания, который извлекает из по меньшей мере одной захватной части (1) элемент (3), который был захвачен,

при этом указанный элемент (2) для фиксации и выталкивания является неподвижным, а указанный автоматизированный манипулятор (5) является способным к перемещению относительно указанного элемента (2) для фиксации и выталкивания.

2. Система захвата элементов по п.1, отличающаяся тем, что указанный инструмент также содержит головку (6), на которой зафиксирована указанная по меньшей мере одна захватная часть (1).

3. Система захвата элементов по п.1, отличающаяся тем, что указанный элемент (2) для фиксации и выталкивания содержит по меньшей мере одно отверстие или канавку для прохождения указанной по меньшей мере одной захватной части (1).

4. Система захвата элементов по п.1, отличающаяся тем, что указанный элемент (2) для фиксации и выталкивания содержит множество гибких щетин.

5. Система захвата элементов по п.1, отличающаяся тем, что указанная рабочая поверхность (4) содержит множество гибких щетин, на которых размещены указанные элементы (3).

6. Система захвата элементов по п.1, отличающаяся тем, что указанная по меньшей мере одна захватная часть (1) имеет форму иглы или гарпуна.

7. Система захвата элементов по п.1, отличающаяся тем, что конец указанной по меньшей мере одной захватной части (1) для перфорирования указанного элемента скошен.

8. Система захвата элементов по п.2, отличающаяся тем, что указанная по меньшей мере одна захватная часть (1) вращается относительно указанной головки (6).