[实用新型]模块化电粘附夹持系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化制造。更具体而言，本发明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。

背景技术

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，特别是在机器人技术领域中已取得长足发展。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拾取、抬起和/或放置物品的机器臂。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器臂末端而言，是一个主要缺点。此外，即使当伴随坚固物体使用时，机器臂、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。

发明内容

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、形状不规则的、布满灰尘的和/或易碎的物体进行拾取和放置或其他处理，并优选地几乎不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能够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，该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。

在电粘附夹持系统的一些实施方式中，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，电粘附膜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，该连接界面还包含至少一个与所述一个或多个电极相连接的接触垫。该接触垫可于膜上作为单独的区域形成图案，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。