[go: up one dir, main page]

RU2842772C2 - Portable vacuum gripper - Google Patents

Portable vacuum gripper Download PDF

Info

Publication number
RU2842772C2
RU2842772C2 RU2023130132A RU2023130132A RU2842772C2 RU 2842772 C2 RU2842772 C2 RU 2842772C2 RU 2023130132 A RU2023130132 A RU 2023130132A RU 2023130132 A RU2023130132 A RU 2023130132A RU 2842772 C2 RU2842772 C2 RU 2842772C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum
seal
cavity
layer
vacuum gripper
Prior art date
Application number
RU2023130132A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2023130132A (en
Inventor
Нён Хоа НГУЕН
Original Assignee
Нён Хоа НГУЕН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нён Хоа НГУЕН filed Critical Нён Хоа НГУЕН
Publication of RU2023130132A publication Critical patent/RU2023130132A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2842772C2 publication Critical patent/RU2842772C2/en

Links

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to hoisting devices. Vacuum gripper for gripping object surface by vacuum suction can be carried or operated with lifting mechanism. To provide for the possibility of long-term vacuum creation, battery energy saving facilities are included, as well as manual recharging mechanism. Manually controlled vacuum pump is also included in the vacuum gripper as protection in case of failure of the battery-powered vacuum pump. Vacuum gripper includes an elastically deformable vacuum seal for gripping objects with irregular surfaces, as well as support rods or a group of pins configured to assist the vacuum seal in filling any gaps between the vacuum seal and the surface of the object.
EFFECT: device is improved to ensure a tighter grip of products.
19 cl, 98 dwg

Description

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 63/176,890, поданной 20 апреля 2021 г., озаглавленной Portable vacuum gripper, тех же авторов изобретения, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.This patent application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/176,890, filed April 20, 2021, entitled Portable vacuum gripper, by the same inventors, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of an invention

Присасывающие устройства, такие как вакуумные захваты, можно использовать, чтобы захватывать плоские объекты для подъема с помощью вакуума. Присасывающие устройства могут включать в себя вакуумные присоски, в которых для сцепления присасывающих устройств с плоскими объектами обеспечивают частичный вакуум, например давление воздуха ниже атмосферного давления. Вакуумные захваты, как правило, требуют уплотнения между поверхностью вакуумного захвата и контактирующей поверхностью на объекте.Suction devices such as vacuum grippers can be used to grasp flat objects for vacuum lifting. Suction devices may include vacuum cups, which use a partial vacuum, such as air pressure below atmospheric pressure, to force the suction device to adhere to the flat object. Vacuum grippers typically require a seal between the surface of the vacuum gripper and the contact surface on the object.

На Фиг. 1A-1B показаны примеры вакуумных захватов предшествующего уровня техники. На Фиг. 1A вакуумный захват 100 включает в себя вакуумное уплотнение 130, например гибкий материал, такой как каучук, который может контактировать с поверхностью объекта для обеспечения герметизации c поверхностью объекта. Вакуумный захват 100 дополнительно включает в себя ручку 110 для удерживания вакуумного захвата.Fig. 1A-1B show examples of prior art vacuum grippers. In Fig. 1A, the vacuum gripper 100 includes a vacuum seal 130, for example a flexible material such as rubber, which can contact the surface of the object to provide a seal with the surface of the object. The vacuum gripper 100 further includes a handle 110 for holding the vacuum gripper.

На Фиг. 1B показана другая конфигурация вакуумного захвата 100*, которая включает в себя два вакуумных уплотнения 130, соединенных ручкой 110. Вакуумный захват 100* также включает в себя ручные исполнительные механизмы для создания вакуума под вакуумными уплотнениями 130.Fig. 1B shows another configuration of the vacuum gripper 100*, which includes two vacuum seals 130 connected by a handle 110. The vacuum gripper 100* also includes manual actuators for creating a vacuum under the vacuum seals 130.

Краткое описание вариантов осуществленияBrief description of embodiments

В некоторых вариантах осуществления в настоящем изобретении описан вакуумный захват для захвата поверхности объекта с помощью вакуумного присасывания. Вакуумный захват представляет собой портативный вакуумный захват, например имеющий ручку для переноски человеком, с прикреплением к объекту или без него. С помощью ручки портативный вакуумный захват можно использовать для ручной переноски небольших объектов. Кроме того, портативный вакуумный захват имеет множество зацепных элементов, выполненных с возможностью соединения с тросами, имеющими зацепные концы. С помощью зацепных элементов портативный вакуумный захват можно использовать для подъема больших объектов.In some embodiments, the present invention describes a vacuum gripper for gripping the surface of an object using vacuum suction. The vacuum gripper is a portable vacuum gripper, for example, having a handle for carrying by a person, with or without attachment to the object. Using the handle, the portable vacuum gripper can be used for manual carrying of small objects. In addition, the portable vacuum gripper has a plurality of hooking elements configured to be connected to cables having hooking ends. Using the hooking elements, the portable vacuum gripper can be used to lift large objects.

Вакуумный захват выполнен с возможностью безопасной транспортировки объектов, обеспечивает длительное создание вакуума с помощью контроллера, регулирующего механизм удаления воздуха для экономии и максимального использования энергии батареи. Вакуумный захват дополнительно оснащен защитными компонентами для предотвращения потери вакуума при транспортировке объекта вакуумным захватом. Защитные компоненты включают в себя механизм подзарядки для подзарядки батареи на месте работы, например с помощью портативного блока питания или с помощью встроенного генератора мощности. Защитные компоненты включают в себя ручной вакуумный насос для создания необходимого вакуумного присасывания в случае неисправности вакуумного насоса с питанием от батареи.The vacuum gripper is designed to safely transport objects, provides long-term vacuum generation using a controller that regulates the air removal mechanism to save and maximize battery power. The vacuum gripper is additionally equipped with safety components to prevent vacuum loss during the transportation of an object by the vacuum gripper. The safety components include a recharging mechanism for recharging the battery on site, for example using a portable power supply or using a built-in power generator. The safety components include a hand-held vacuum pump to create the necessary vacuum suction in the event of a malfunction of the battery-powered vacuum pump.

Вакуумный захват оснащен упруго деформируемым вакуумным уплотнением для захвата объектов с неровными поверхностями, такими как шероховатые поверхности или поверхности со ступенями, канавками или выпуклостями. Деформируемое вакуумное уплотнение может быть сжимаемым и растягиваемым, чтобы соответствовать неровной поверхности объектов.The vacuum gripper is equipped with an elastically deformable vacuum seal to grip objects with uneven surfaces, such as rough surfaces or surfaces with steps, grooves or convexities. The deformable vacuum seal can be compressible and stretchable to fit the uneven surface of objects.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват включает в себя элемент-основание, выполненный с возможностью открытия верхних частей вакуумного уплотнения для облегчения соответствия вакуумного уплотнения поверхности объекта. Например, упорный стержень можно использовать для нажатия на верхние области вакуумного уплотнения в местах, в которых вакуумный уплотнитель образует зазоры с поверхностью объекта. При нажатии упорным стержнем на верхнюю сторону вакуумного уплотнения нижняя сторона вакуумного уплотнения может выступать для заполнения зазоров.In some embodiments, the vacuum gripper includes a base element configured to open the upper portions of the vacuum seal to facilitate the compliance of the vacuum seal with the surface of the object. For example, a stop rod can be used to press the upper regions of the vacuum seal in places where the vacuum seal forms gaps with the surface of the object. When the stop rod presses the upper side of the vacuum seal, the lower side of the vacuum seal can protrude to fill the gaps.

Вакуумное уплотнение выполнено с возможностью передачи материала, например, выступ на нижней стороне, когда нажимают на верхнюю сторону. Например, гибкий слой с более высокой твердостью может быть расположен на сжимаемом слое вакуумного уплотнения, что может улучшить передачу материала для заполнения зазора при нажатии. Альтернативно можно использовать многослойное сжимаемое уплотнение с верхней частью, имеющей более высокую твердость, чем нижняя часть.The vacuum seal is designed to transfer material, such as a projection on the lower side, when the upper side is pressed. For example, a flexible layer with a higher hardness can be located on the compressible layer of the vacuum seal, which can improve the transfer of material to fill the gap when pressed. Alternatively, a multi-layer compressible seal can be used with the upper part having a higher hardness than the lower part.

Вакуумный захват может иметь упорный стержень, выполненный с возможностью хранения в вакуумном захвате, который можно использовать для нажатия на вакуумное уплотнение для улучшения соответствия поверхности объекта.The vacuum gripper may have a stop rod configured to be stored in the vacuum gripper that can be used to press on the vacuum seal to improve conformity with the surface of the object.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват включает в себя группу подвижных штифтов, расположенных на вакуумном уплотнении на периферии вакуумного захвата. На штифты группы штифтов можно нажимать, чтобы толкать вакуумное уплотнение к поверхности объекта для заполнения зазоров между вакуумным уплотнением и поверхностью объекта.In some embodiments, the vacuum gripper includes a group of movable pins located on the vacuum seal at the periphery of the vacuum gripper. The pins of the group of pins can be pressed to push the vacuum seal toward the surface of the object to fill gaps between the vacuum seal and the surface of the object.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На Фиг. 1A-1B показаны примеры вакуумных захватов предшествующего уровня техники.Fig. 1A-1B show examples of prior art vacuum grippers.

На Фиг. 2A-2G показана конфигурация портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 2A-2G show a configuration of a portable vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 3 показан вид с пространственным разделением компонентов портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 3 is an exploded view of components of a portable vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 4A-4B показаны блок-схемы формирования портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 4A-4B show block diagrams of the formation of a portable vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 5A-5C показаны блок-схемы работы портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 5A-5C show block diagrams of the operation of a portable vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 6A-6B показана конфигурация подъема объекта с помощью вакуумного захвата соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 6A-6B show a configuration for lifting an object using a vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 7A-7B показаны блок-схемы работы вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 7A-7B show block diagrams of the operation of a vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 8A-8B показана конфигурация вакуумного уплотнения в портативном вакуумном захвате в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 8A-8B show a vacuum seal configuration in a portable vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 9A-9B показана конфигурация вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 9A-9B show a vacuum seal configuration according to some embodiments.

На Фиг. 10A-10B показана многослойная конфигурация вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 10A-10B show a multi-layer vacuum seal configuration according to some embodiments.

На Фиг. 11A-11B показано постепенно изменяющееся композитное вакуумное уплотнение в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 11A-11B illustrate a progressively variable composite vacuum seal according to some embodiments.

На Фиг. 12A-12B показано вакуумное уплотнение с гибким нижним слоем в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 12A-12B show a vacuum seal with a flexible bottom layer according to some embodiments.

На Фиг. 13A-13B показана конфигурация вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 13A-13B show a vacuum seal configuration according to some embodiments.

На Фиг. 14A-14B показано формирование вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 14A-14B illustrate the formation of a vacuum gripper in accordance with some embodiments.

На Фиг. 15A-15I показаны конфигурации вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 15A-15I show vacuum seal configurations according to some embodiments.

На Фиг. 16 показан процесс формирования вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 16 shows a process for forming a vacuum seal in accordance with some embodiments.

На Фиг. 17A-17D показаны блок-схемы формирования и работы вакуумного уплотнения в портативном вакуумном захвате в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 17A-17D are block diagrams of the formation and operation of a vacuum seal in a portable vacuum gripper according to some embodiments.

На Фиг. 18A-18C показаны конфигурации для локализованного нажатия на вакуумное уплотнение в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 18A-18C show configurations for localized pressing of a vacuum seal according to some embodiments.

На Фиг. 19A-19C показана конфигурация гибкой опоры для гибкого слоя в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 19A-19C show a configuration of a flexible support for a flexible layer according to some embodiments.

На Фиг. 20A-20B показаны формирование и работа гибкой опоры в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 20A-20B illustrate the formation and operation of a flexible support according to some embodiments.

На Фиг. 21A-21C показана конфигурация вакуумного захвата, имеющего отверстия основания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 21A-21C show a configuration of a vacuum gripper having base openings according to some embodiments.

На Фиг. 22 показана блок-схема формирования вакуумного захвата с отверстиями в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 22 shows a block diagram of the formation of a vacuum gripper with openings according to some embodiments.

На Фиг. 23 показан процесс работы вакуумного захвата с отверстиями в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 23 shows the operation of a vacuum gripper with holes in accordance with some embodiments.

На Фиг. 24A-24E показаны конфигурации соединения между элементом-основанием и гибким слоем в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 24A-24E show connection configurations between a base member and a flexible layer according to some embodiments.

На Фиг. 25 показан процесс формирования вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 25 shows a process for forming a vacuum gripper in accordance with some embodiments.

На Фиг. 26A-26H показаны конфигурации вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 26A-26H show vacuum seal configurations according to some embodiments.

На Фиг. 27A-27I показаны конфигурации вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 27A-27I show vacuum seal configurations according to some embodiments.

На Фиг. 28 показан процесс формирования вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 28 shows a process for forming a vacuum gripper in accordance with some embodiments.

На Фиг. 29A-29B показан портативный вакуумный захват, имеющий компоненты для деформации уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 29A-29B illustrate a portable vacuum gripper having components for deforming a seal according to some embodiments.

На Фиг. 30A-30D показаны конфигурации компонентов для деформации уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 30A-30D show configurations of components for deforming a seal according to some embodiments.

На Фиг. 31A-31B показаны конфигурации компонентов для деформации уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 31A-31B show configurations of components for deforming a seal according to some embodiments.

На Фиг. 32 показан процесс формирования вакуумного захвата, имеющего группу штифтов, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Fig. 32 shows a process for forming a vacuum gripper having a plurality of pins, in accordance with some embodiments.

На Фиг. 33A-33D показаны блок-схемы работы компонентов для деформации уплотнения в портативном вакуумном захвате в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.Figs. 33A-33D are block diagrams of the operation of components for deforming a seal in a portable vacuum gripper according to some embodiments.

Подробное описание вариантов осуществленияDetailed description of embodiments

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение описывает портативный вакуумный захват с использованием присасывания для подъема объектов. Портативный вакуумный захват может включать в себя корпус, имеющий полость для создания вакуума, например внутри полости давление воздуха ниже атмосферного давления. Вакуумный захват выполнен с возможностью захвата объекта на поверхности объекта с помощью созданного в полости вакуума. Корпус портативного вакуумного захвата может иметь компоненты, выполненные с возможностью обеспечения подъема, такие как ручка для ручного подъема, или один или более зацепных элементов для подъема объекта с помощью присоединенных тросов.In some embodiments, the present invention describes a portable vacuum gripper using suction for lifting objects. The portable vacuum gripper may include a housing having a cavity for creating a vacuum, for example, the air pressure inside the cavity is lower than atmospheric pressure. The vacuum gripper is configured to grip an object on the surface of the object using the vacuum created in the cavity. The housing of the portable vacuum gripper may have components configured to provide lifting, such as a handle for manual lifting, or one or more hook elements for lifting the object using attached cables.

Вакуумный захват имеет большую площадь поверхности для увеличения присасывания и полость небольшого объема для быстрого отклика, например быстрого уменьшения давления. Кроме того, вакуумный захват выполнен с возможностью соединения с неровными поверхностями за счет наличия вакуумного уплотнения, выполненного с возможностью лучшего соответствия неровным поверхностям. Кроме того, вакуумный захват оснащен средствами энергосбережения для длительного использования, например контроллер для регулирования вакуумного насоса для уменьшения расхода батареи, а также ручной подзарядкой или подзарядкой с помощью портативной батареи для продления действия вакуумного захвата, когда батарея разряжается.The vacuum gripper has a large surface area to increase suction and a small volume cavity for fast response, such as a quick pressure reduction. In addition, the vacuum gripper is designed to be able to connect with uneven surfaces due to the presence of a vacuum seal, which is designed to better match the uneven surfaces. In addition, the vacuum gripper is equipped with energy-saving means for long-term use, such as a controller for adjusting the vacuum pump to reduce battery consumption, as well as manual recharging or recharging with a portable battery to extend the operation of the vacuum gripper when the battery is discharged.

Портативный вакуумный захват может включать в себя уплотнение, проходящее по периферии полости для герметизации с поверхностью объекта. С помощью деформируемых материалов, таких как высокоэластичные деформируемые, например по меньшей мере в основном возвращающиеся к исходной форме после деформации, включая характеристики сжимаемости и растяжимости, для элемента - вакуумного уплотнения портативный вакуумный захват можно использовать на неровных поверхностях объектов, таких как негладкие поверхности, включая шероховатые поверхности, поверхности со ступенями или поверхности с канавками с сохранением при этом уровня вакуума.The portable vacuum gripper may include a seal extending along the periphery of the cavity for sealing with the surface of the object. Using deformable materials, such as highly elastic deformable, for example at least substantially returning to the original shape after deformation, including compressibility and extensibility characteristics, for the element - a vacuum seal, the portable vacuum gripper can be used on uneven surfaces of objects, such as non-smooth surfaces, including rough surfaces, surfaces with steps or surfaces with grooves while maintaining the vacuum level.

Портативный вакуумный захват может включать в себя систему создания вакуума, например механизм удаления воздуха, такой как вакуумный насос, использующий двигатель, приводимый в действие источником питания, таким как аккумуляторная батарея. Может быть включен контроллер для управления вакуумным насосом, например для автоматического поддержания уровня вакуума в полости. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью выключения или замедления вакуумного насоса, когда уровень вакуума достигает заданного уровня, например когда давление в полости уменьшается до заданного уровня давления. Контроллер может быть выполнен с возможностью включения или ускорения вакуумного насоса при падении уровня вакуума ниже заданного уровня, например давление в полости выше заданного уровня давления. Кроме того, может быть включен датчик давления для обеспечения визуального указания уровня вакуума, например давления в полости ниже атмосферного, указывающего уровень вакуума.A portable vacuum gripper may include a vacuum generation system, such as an air removal mechanism, such as a vacuum pump using a motor driven by a power source, such as a battery. A controller may be included for controlling the vacuum pump, such as for automatically maintaining a vacuum level in the cavity. For example, the controller may be configured to turn off or slow down the vacuum pump when the vacuum level reaches a predetermined level, such as when the pressure in the cavity decreases to a predetermined pressure level. The controller may be configured to turn on or speed up the vacuum pump when the vacuum level drops below a predetermined level, such as the pressure in the cavity is above a predetermined pressure level. In addition, a pressure sensor may be included to provide a visual indication of the vacuum level, such as the pressure in the cavity below atmospheric, indicating the vacuum level.

Используемый в настоящем документе термин «уровень вакуума» применяется для обозначения «уровня давления ниже атмосферного», и, таким образом, его можно использовать взаимозаменяемо с термином «уровень давления», поскольку вакуум представляет собой среду, в которой воздуха меньше по сравнению с атмосферой, и, таким образом, уровень вакуума представляет собой уровень давления, который ниже атмосферного давления. В частности, уровень вакуума представляет собой уровень давления ниже атмосферного давления, а уровень давления может быть уровнем давления ниже, аналогичным или выше атмосферного давления.As used herein, the term "vacuum level" is used to mean "a pressure level below atmospheric pressure" and thus can be used interchangeably with the term "pressure level" because a vacuum is a medium in which there is less air than the atmosphere, and thus a vacuum level is a pressure level that is lower than atmospheric pressure. In particular, a vacuum level is a pressure level below atmospheric pressure, and a pressure level can be a pressure level below, similar to, or higher than atmospheric pressure.

В некоторых вариантах осуществления портативный вакуумный захват может включать в себя ручную зарядную систему для зарядки аккумуляторной батареи. Например, ручная зарядная система может включать в себя двигатель, выполненный с возможностью генерирования напряжения при вращении вручную с помощью ручки. Ручная зарядная система может включать в себя портативную аккумуляторную батарею, которая может быть подключена к батарее вакуумного захвата для зарядки батареи. Ручная зарядная система может гарантировать, что портативный вакуумный захват будет иметь энергию для поддержания уровня вакуума, например когда вакуумный захват захватывает объект для его подъема. Таким образом, ручная зарядная система может продлить захватную способность вакуумного захвата путем подачи питания на батарею, чтобы по меньшей мере завершить работу захвата и подъема.In some embodiments, the portable vacuum gripper may include a manual charging system for charging a battery. For example, the manual charging system may include a motor configured to generate voltage when manually rotated using a handle. The manual charging system may include a portable battery that can be connected to the battery of the vacuum gripper to charge the battery. The manual charging system can ensure that the portable vacuum gripper has energy to maintain a vacuum level, such as when the vacuum gripper grips an object to lift it. In this way, the manual charging system can extend the gripping capacity of the vacuum gripper by supplying power to the battery to at least complete the gripping and lifting operation.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват может иметь аварийный сигнал батареи для предупреждения оператора о потенциальной проблеме с батареей, например о низком уровне энергии батареи. Аварийный сигнал может представлять собой звуковой сигнал, или мигающий свет, или световой индикатор.In some embodiments, the vacuum gripper may have a battery alarm to alert the operator to a potential battery problem, such as a low battery level. The alarm may be an audible signal, or a flashing light, or a light indicator.

В некоторых вариантах осуществления портативный вакуумный захват может включать в себя ручную насосную систему для перекачивания воздуха из полости, например, для поддержания уровня вакуума. Например, ручная насосная система может включать в себя конфигурацию поршень-цилиндр, в которой оператор может нажимать на поршень для перекачивания воздуха из полости. Ручная насосная система может гарантировать, что портативный вакуумный захват сможет поддерживать уровень вакуума, например за счет того, что оператор качает ручной насос, когда аккумуляторная батарея разряжается и когда уровень вакуума уменьшается, например, давление выше заданного уровня давления вследствие, например, постепенной протечки воздуха. Ручная насосная система может гарантировать, что портативный вакуумный захват сможет поддерживать уровень вакуума, например когда вакуумный захват захватывает объект для его подъема. Таким образом, ручная насосная система может продлить захватную способность вакуумного захвата путем ручного удаления воздуха из полости для поддержания уровня вакуума в полости, чтобы по меньшей мере завершить работу захвата и подъема. Ручная насосная система может представлять собой альтернативу или дополнение к ручной зарядной системе, которая может помогать вакуумному захвату при отсутствии портативной аккумуляторной батареи.In some embodiments, the portable vacuum gripper may include a manual pump system for pumping air from the cavity, for example, to maintain a vacuum level. For example, the manual pump system may include a piston-cylinder configuration in which an operator can press a piston to pump air from the cavity. The manual pump system can ensure that the portable vacuum gripper can maintain a vacuum level, for example by the operator pumping the manual pump when the battery is discharged and when the vacuum level decreases, for example, the pressure is above a predetermined pressure level due to, for example, a gradual air leak. The manual pump system can ensure that the portable vacuum gripper can maintain a vacuum level, for example when the vacuum gripper grips an object to lift it. In this way, the manual pump system can extend the gripping ability of the vacuum gripper by manually removing air from the cavity to maintain a vacuum level in the cavity to at least complete the gripping and lifting work. A hand pump system can be an alternative or supplement to a hand charging system that can assist the vacuum gripper in the absence of a portable battery.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват может иметь аварийный сигнал вакуума для предупреждения оператора о потенциальной проблеме с уровнем вакуума в полости, например о высоком уровне давления в полости. Высокий уровень давления для аварийного сигнала может быть ниже уровня давления для включения вакуумного насоса, что может обеспечить оператору достаточное время для решения проблемы. Аварийный сигнал вакуума может быть связан с аварийным сигналом батареи, например аварийный сигнал вакуума отключается при наличии достаточной энергии в батарее, поскольку вакуумный насос может восстановить уровень вакуума в полости. Аварийный сигнал вакуума может быть включен для предупреждения оператора только в случае отсутствия батареи.In some embodiments, the vacuum gripper may have a vacuum alarm to alert the operator of a potential problem with the vacuum level in the cavity, such as a high pressure level in the cavity. The high pressure level for the alarm may be lower than the pressure level for turning on the vacuum pump, which may provide the operator with sufficient time to resolve the problem. The vacuum alarm may be associated with a battery alarm, such as the vacuum alarm being turned off when there is sufficient energy in the battery, since the vacuum pump can restore the vacuum level in the cavity. The vacuum alarm may be turned on to alert the operator only in the event of a missing battery.

В некоторых вариантах осуществления портативный вакуумный захват может включать в себя компоненты, выполненные с возможностью избирательного нажатия на части вакуумного уплотнения. Например, при герметизации ступенчатой поверхности компоненты могут прилагать силу к области поверхности более низкой ступени и к окрестности ступени, чтобы гарантировать, что вакуумное уплотнение будет контактировать со ступенчатой поверхностью без зазоров или с минимальными зазорами, например для минимизации протечки воздуха. Компоненты могут включать в себя карман под давлением, расположенный вдоль длины вакуумного уплотнения, который может нажимать на области уплотнения, расположенных на поверхности областей более низкой ступени. Компоненты могут включать в себя группу штифтов, расположенных вдоль длины вакуумного уплотнения, чтобы оператор мог нажимать по выбору на отдельные штифты для образования полного уплотнения.In some embodiments, the portable vacuum gripper may include components configured to selectively press on portions of the vacuum seal. For example, when sealing a stepped surface, the components may apply force to a region of the surface of a lower step and to the vicinity of the step to ensure that the vacuum seal contacts the stepped surface without gaps or with minimal gaps, for example to minimize air leakage. The components may include a pressure pocket located along the length of the vacuum seal that can press on areas of the seal located on the surface of the areas of the lower step. The components may include a group of pins located along the length of the vacuum seal so that the operator can selectively press on individual pins to form a complete seal.

Общая конфигурация вакуумного захватаGeneral configuration of vacuum gripper

В некоторых вариантах осуществления портативный вакуумный захват может включать в себя корпус или элемент-основание для размещения вакуумного насоса с приводом от двигателя и с аккумуляторной батареей и ручного вакуумного насоса, а также ручки для удерживания захвата, средств для установки датчика давления и кнопки сброса вакуума. Портативный вакуумный захват может включать в себя уплотнение, проходящее по периферии корпуса, для герметизации вакуума между захватом и объектом.In some embodiments, the portable vacuum gripper may include a housing or base element for accommodating a motor-driven vacuum pump with a battery and a hand vacuum pump, as well as a handle for holding the gripper, means for installing a pressure sensor and a vacuum release button. The portable vacuum gripper may include a seal extending along the periphery of the housing for sealing the vacuum between the gripper and the object.

На Фиг. 2A-2G показана конфигурация портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 2A показан вид в перспективе портативного вакуумного захвата 200, вид сверху, показывающий корпус или основание 211 захвата, а также другие компоненты, такие как насос 220 с приводом от двигателя, ручной насос 221, ручка 210 захвата, в которой размещена аккумуляторная батарея, и кнопка 212 ручного сброса вакуума. Существуют другие компоненты, такие как переключатель 220A питания для включения или выключения насоса 220 с приводом от двигателя, зацепные элементы 226 для соединения с подъемными тросами и датчик 223 давления для контроля давления или уровня вакуума в полости. Датчик давления может обнаруживать правильные или неправильные операции вакуумного захвата, например с демонстрацией уровня вакуума в полости. Для уровня вакуума ниже индикаторной метки на датчике давления вакуумный захват обладает достаточным вакуумным присасыванием для удерживания и подъема объекта. Для уровня вакуума выше индикаторной метки вакуумный захват не имеет достаточного вакуумного присасывания. Необходимо выполнить осмотр вакуумного захвата, такой как проверка на правильность герметизации с поверхностью объекта, или на износ и разрыв элемента - вакуумного уплотнения.Fig. 2A-2G show a configuration of a portable vacuum gripper according to some embodiments. Fig. 2A shows a perspective view of a portable vacuum gripper 200, a top view showing a housing or base 211 of the gripper, as well as other components such as a motor-driven pump 220, a hand pump 221, a gripper handle 210 in which a battery is located, and a manual vacuum release button 212. There are other components such as a power switch 220A for turning on or off the motor-driven pump 220, hook elements 226 for connecting to lifting cables and a pressure sensor 223 for monitoring the pressure or vacuum level in the cavity. The pressure sensor can detect correct or incorrect operations of the vacuum gripper, for example by demonstrating the vacuum level in the cavity. For a vacuum level below the indicator mark on the pressure sensor, the vacuum gripper has sufficient vacuum suction to hold and lift the object. For vacuum levels above the indicator mark, the vacuum gripper does not have sufficient vacuum suction. It is necessary to perform an inspection of the vacuum gripper, such as checking for proper sealing with the surface of the object, or for wear and tear of the element - the vacuum seal.

На Фиг. 2B показан вид в перспективе портативного вакуумного захвата 200, вид снизу, на котором показано уплотнение 230, окружающее полость 215.Fig. 2B is a perspective view of the portable vacuum gripper 200, viewed from below, showing the seal 230 surrounding the cavity 215.

При работе портативный вакуумный захват можно расположить на поверхности подлежащего подъему объекта, при этом уплотнение 230 контактирует с поверхностью объекта. Вакуумный насос может быть приведен в действие, например с включением вакуумного насоса с приводом от двигателя или ручным прокачиванием ручного вакуумного насоса, для удаления воздуха из полости 215 с образованием вакуума в полости 215, например для создания уровня давления в полости, который меньше атмосферного давления внешней среды. Вакуумная полость может создавать силу присасывания для сцепления портативного вакуумного захвата с объектом. Виды по линиям AA и BB разреза рассматриваются в последующих разделах.In operation, the portable vacuum gripper can be positioned on the surface of the object to be lifted, with the seal 230 in contact with the surface of the object. The vacuum pump can be activated, such as by turning on a motor-driven vacuum pump or manually pumping a hand-held vacuum pump, to remove air from the cavity 215 to form a vacuum in the cavity 215, such as to create a pressure level in the cavity that is less than the atmospheric pressure of the external environment. The vacuum cavity can create a suction force to adhere the portable vacuum gripper to the object. Sectional views along lines AA and BB are discussed in the following sections.

В общем вакуумный захват 200 может включать в себя жесткий элемент-основание 211 и петлеобразный элемент - вакуумное уплотнение 230. Элемент-уплотнение 230 прикреплен к элементу-основанию по меньшей мере опосредованно. Элемент-уплотнение 230 является эластично деформируемым, например сжимаемым при нажатии и растягиваемым при обнаружении неровностей на поверхности объекта, для соответствия поверхности объекта. Уровень вакуума в полости может быть создан механизмом удаления воздуха, таким как вакуумный насос с приводом от двигателя, например насос, выполненный с возможностью удаления газа из полости.In general, the vacuum gripper 200 can include a rigid base element 211 and a loop-shaped element - a vacuum seal 230. The sealing element 230 is attached to the base element at least indirectly. The sealing element 230 is elastically deformable, for example, compressible when pressed and stretchable when irregularities are detected on the surface of the object, to match the surface of the object. The vacuum level in the cavity can be created by an air removal mechanism, such as a vacuum pump driven by a motor, for example a pump configured to remove gas from the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение 230 может окружать периферию элемента-основания 211. В некоторых вариантах осуществления элемент - вакуумное уплотнение может быть меньше, чем элемент-основание, таким образом, имеется выступающая часть элемента-основания, проходящая от элемента - вакуумного уплотнения.The vacuum seal element 230 may surround the periphery of the base element 211. In some embodiments, the vacuum seal element may be smaller than the base element, so that there is a protruding portion of the base element extending from the vacuum seal element.

На Фиг. 2C показано поперечное сечение в соответствии с разрезом A-A через середину портативного вакуумного захвата, а на Фиг. 2D показано поперечное сечение в соответствии с разрезом B-B через участок вблизи края портативного вакуумного захвата.Fig. 2C shows a cross-section according to section A-A through the middle of the portable vacuum gripper, and Fig. 2D shows a cross-section according to section B-B through a portion near the edge of the portable vacuum gripper.

Портативный вакуумный захват 200 может включать в себя корпус 211, который может включать в себя ручку 210 на части корпуса. Ручка 210 может быть выполнена с возможностью размещения насоса 220 с приводом от двигателя и ручного насоса 221 с двух сторон и размещения аккумуляторной батареи 222 в части ручки. Корпус 211 может быть выполнен с возможностью размещения кнопки 212 ручного сброса вакуума, датчика 223 давления и контроллера 224 для поддержания уровня вакуума в полости 215. Для ручной зарядки батареи может быть включена ручная зарядная система 213. Ручная зарядная система может включать в себя двигатель, имеющий ручку для вращения вала двигателя. Выход двигателя может быть соединен со схемой, которая соединена с аккумуляторной батареей 222, для генерирования подходящего напряжения для зарядки аккумуляторной батареи 222. Для зарядки батареи может быть обеспечен соединитель 222A зарядного устройства батареи, например, для зарядки с помощью портативного источника питания, такого как портативная аккумуляторная батарея.The portable vacuum gripper 200 may include a housing 211, which may include a handle 210 on a portion of the housing. The handle 210 may be configured to accommodate a motor-driven pump 220 and a hand pump 221 on both sides and to accommodate a battery 222 in a portion of the handle. The housing 211 may be configured to accommodate a manual vacuum release button 212, a pressure sensor 223 and a controller 224 for maintaining a vacuum level in the cavity 215. A manual charging system 213 may be included for manual charging of the battery. The manual charging system may include a motor having a handle for rotating the motor shaft. The motor output may be connected to a circuit that is connected to a battery 222 to generate a suitable voltage for charging the battery 222. A battery charger connector 222A may be provided for charging the battery, for example, for charging using a portable power source, such as a portable battery.

Вакуумное уплотнение 220 может быть соединено с нижней частью корпуса, например, с окружением периферии нижней поверхности портативного вакуумного захвата. В общем вакуумное уплотнение 220 может иметь петлеобразное уплотнение, такое как кольцо. При работе вакуумное уплотнение может быть расположено на поверхности объекта с образованием закрытой полости 215. Вакуумное уплотнение может быть выполнено из сжимаемого и растягиваемого материала, чтобы обеспечить сцепление портативного вакуумного захвата с объектами, имеющими неровную поверхность, такую как шероховатая поверхность, ступенчатая поверхность, рифленая поверхность или поверхность, имеющая трещины или канавки.The vacuum seal 220 can be connected to the lower part of the housing, for example, to the periphery of the lower surface of the portable vacuum gripper. In general, the vacuum seal 220 can have a loop-shaped seal, such as a ring. In operation, the vacuum seal can be located on the surface of the object to form a closed cavity 215. The vacuum seal can be made of a compressible and stretchable material to ensure the adhesion of the portable vacuum gripper to objects having an uneven surface, such as a rough surface, a stepped surface, a corrugated surface or a surface having cracks or grooves.

Портативный вакуумный захват может включать в себя уплотнительные стопоры или наполнитель 214, расположенный в полости в нижней части портативного вакуумного захвата. Уплотнительный стопор 214 может быть выполнен с возможностью остановки сжатия вакуумного уплотнения 220, например, за счет наличия несжимаемого материала или материала, менее сжимаемого, чем вакуумное уплотнение. Уплотнительный стопор также может быть выполнен в виде наполнителя для полости, например, для уменьшения объема полости без изменения площади поверхности контакта полости с поверхностью объекта. Уплотнительный стопор может быть выполнен с минимальной площадью поверхности, обращенной к поверхности объекта, например, с каналами вдоль области нижней поверхности. Таким образом, когда вакуумное уплотнение сжимается под действием силы вакуума, сжатие вакуумного уплотнения останавливается на уплотнительном стопоре 214.The portable vacuum gripper may include sealing stoppers or filler 214 located in the cavity in the lower part of the portable vacuum gripper. The sealing stopper 214 may be configured to stop the compression of the vacuum seal 220, for example, due to the presence of an incompressible material or a material less compressible than the vacuum seal. The sealing stopper may also be designed as a filler for the cavity, for example, to reduce the volume of the cavity without changing the surface area of contact of the cavity with the surface of the object. The sealing stopper may be designed with a minimum surface area facing the surface of the object, for example, with channels along the area of the lower surface. Thus, when the vacuum seal is compressed under the action of the vacuum force, the compression of the vacuum seal is stopped at the sealing stopper 214.

На Фиг. 2E показано поперечное сечение в середине портативного вакуумного захвата. На Фиг. 2F показано поперечное сечение через ручной насос. На Фиг. 2G показано поперечное сечение через насос с приводом от двигателя портативного вакуумного захвата.Fig. 2E shows a cross-section through the middle of the portable vacuum gripper. Fig. 2F shows a cross-section through the hand pump. Fig. 2G shows a cross-section through the motor-driven pump of the portable vacuum gripper.

Портативный вакуумный захват 200 может включать в себя корпус 211, который может включать в себя ручку 210, имеющую U-образную форму, для размещения насоса 220 с приводом от двигателя, ручного насоса 221 и аккумуляторной батареи 222. Вакуумное уплотнение 220 может быть соединено с нижней частью корпуса 211.The portable vacuum gripper 200 may include a housing 211, which may include a handle 210 having a U-shape for accommodating a motor-driven pump 220, a hand pump 221 and a battery 222. A vacuum seal 220 may be connected to the lower part of the housing 211.

Ручной вакуумный насос может быть выполнен с возможностью удаления воздуха в полости портативного вакуумного захвата. Насосное действие может включать в себя нажатие на кнопку 221A насоса, причем пружина 221B выполнена с возможностью возврата кнопки насоса в исходное положение. Таким образом, воздух в полости может быть удален путем многократного нажатия кнопки насоса с образованием вакуумной полости.The hand vacuum pump may be configured to remove air in the cavity of the portable vacuum gripper. The pumping action may include pressing the pump button 221A, wherein the spring 221B is configured to return the pump button to its original position. In this way, the air in the cavity may be removed by repeatedly pressing the pump button to form a vacuum cavity.

Насос 220 с приводом от двигателя может быть соединен с аккумуляторной батареей 222 через выключатель 220A питания, который можно использовать для ручного включения или выключения насоса с приводом от двигателя. Насосом с приводом для двигателя также можно управлять с помощью контроллера (не показан) для регулирования уровня вакуума в полости. Насос с приводом от двигателя может включать в себя двухпозиционный двигатель, например, двигатель может быть включен или выключен, или регулируемый двигатель, например, двигатель может иметь регулируемую скорость.The motor-driven pump 220 can be connected to the battery 222 via a power switch 220A, which can be used to manually turn the motor-driven pump on or off. The motor-driven pump can also be controlled by a controller (not shown) to regulate the vacuum level in the cavity. The motor-driven pump can include a two-position motor, for example, the motor can be on or off, or an adjustable motor, for example, the motor can have an adjustable speed.

Портативный вакуумный захват может включать в себя датчик давления для контроля уровня вакуума в полости, например уровня давления ниже атмосферного давления. Портативный вакуумный захват может включать в себя кнопку ручного сброса вакуума, которая может быть соединена с уплотнением, в выпускной трубопровод. При нажатии кнопки ручного сброса вакуума уплотнение открывается, чтобы воздух мог поступать в полость, при этом давление в полости повышается, например с уменьшением уровня вакуума. Когда кнопка ручного сброса вакуума высвобождается, пружина может отжимать кнопку назад для повторного зацепления уплотнения, чтобы остановить поток воздуха.The portable vacuum gripper may include a pressure sensor to monitor the vacuum level in the cavity, such as a pressure level below atmospheric pressure. The portable vacuum gripper may include a manual vacuum release button that may be connected to the seal, in an exhaust line. When the manual vacuum release button is pressed, the seal opens to allow air to enter the cavity, whereby the pressure in the cavity increases, such as with a decrease in the vacuum level. When the manual vacuum release button is released, a spring may push the button back to re-engage the seal to stop the flow of air.

Вид с пространственным разделением компонентовExploded View

На Фиг. 3 показан вид с пространственным разделением компонентов портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Портативный вакуумный захват 300 может включать в себя плиту 1 основания, которая, как показано, представляет собой прямоугольную плиту, имеющую закругленные углы. Нижняя сторона плиты 1 основания может быть полой, имеющей канавки для приема вакуумного уплотнения 21 и других уплотнений. Плита 1 основания может иметь усиливающие ребра. Верхняя сторона плиты 1 основания может иметь крепежные ребра для соединения с ручкой 2 и 3 и другими компонентами, такими как опорная плита 23. Плита 1 основания может быть изготовлена из легких материалов, таких как пластик или стекловолокно. Плита основания может быть соединена с ручкой и опорной плитой посредством винтов 19, 20 с уплотнительным кольцом 16. На плите основания может быть обеспечен датчик 15 вакуума.Fig. 3 shows an exploded view of the components of a portable vacuum gripper according to some embodiments. The portable vacuum gripper 300 may include a base plate 1, which, as shown, is a rectangular plate having rounded corners. The lower side of the base plate 1 may be hollow, having grooves for receiving a vacuum seal 21 and other seals. The base plate 1 may have reinforcing ribs. The upper side of the base plate 1 may have fastening ribs for connecting with the handle 2 and 3 and other components, such as the base plate 23. The base plate 1 may be made of lightweight materials, such as plastic or fiberglass. The base plate may be connected to the handle and the base plate by means of screws 19, 20 with a sealing ring 16. A vacuum sensor 15 may be provided on the base plate.

Портативный вакуумный захват 300 может включать в себя ручку, выполненную из 2 частей 3 и 4, имеющую U-образную форму, и они могут быть собраны вместе с использованием винтов 12. Внутри ручки обеспечена полая область для размещения аккумуляторной батареи, насоса 5 с приводом от двигателя, ручного насоса и платы 35 контроллера. Может быть предусмотрена дверца для доступа к аккумуляторной батарее. На ручке обеспечены кнопка 29 для сброса вакуума и кнопка 11 для удаления воздуха с помощью насоса 5 с приводом от двигателя. Ручка может быть соединена с плитой основания с помощью винтов 7. В кнопке 29 сброса вакуума могут быть обеспечены пружина 14, уплотнительное кольцо 13 и блокатор 30 воздуха. Опорная плита 23 может быть выполнена с возможностью крепления зацепных элементов 17 для работы с объектом, соединенным с портативным вакуумным захватом.The portable vacuum gripper 300 may include a handle made of 2 parts 3 and 4, having a U-shape, and they can be assembled together using screws 12. A hollow area is provided inside the handle for accommodating a battery, a pump 5 with a motor drive, a hand pump and a controller board 35. A door for access to the battery may be provided. A button 29 for releasing the vacuum and a button 11 for removing air using the pump 5 with a motor drive are provided on the handle. The handle can be connected to the base plate using screws 7. A spring 14, a sealing ring 13 and an air blocker 30 can be provided in the vacuum release button 29. The base plate 23 can be configured to fasten the hook elements 17 for working with an object connected to the portable vacuum gripper.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват включает в себя механизм удаления воздуха, выполненный с возможностью удаления воздуха (или газа) из полости между поверхностью объекта и вакуумным захватом, чтобы создать вакуум, который может соединить объект с вакуумным захватом. Механизм удаления воздуха может включать в себя воздушный насос, например двигатель, выполненный с возможностью перемещения воздуха из полости во внешнюю среду. Можно использовать другие устройства, такие как крыльчатка или вакуумный генератор сжатого воздуха с использованием сопла Вентури.In some embodiments, the vacuum gripper includes an air removal mechanism configured to remove air (or gas) from the cavity between the surface of the object and the vacuum gripper to create a vacuum that can connect the object to the vacuum gripper. The air removal mechanism may include an air pump, such as a motor, configured to move air from the cavity to the outside environment. Other devices may be used, such as an impeller or a compressed air vacuum generator using a Venturi nozzle.

Воздушный насос с приводом от двигателя может быть выполнен с возможностью работы регулируемым образом, например с постепенным уменьшением мощности или с перерывами, для экономии энергии, например для продления захватной способности вакуумного захвата, чтобы вакуумный захват не потерял свой захват при удерживании, подъеме или перемещении объекта. Например, датчик давления, связанный с контроллером, может быть включен для контроля давления, например уровня вакуума или давления вакуума, или скорости изменения давления в полости. The motor-driven air pump may be configured to operate in a controlled manner, such as gradually decreasing power or intermittently, to conserve energy, such as to extend the gripping ability of the vacuum gripper so that the vacuum gripper does not lose its grip when holding, lifting or moving an object. For example, a pressure sensor associated with the controller may be included to monitor pressure, such as the vacuum level or vacuum pressure, or the rate of change of pressure in the cavity.

В прерывистом или импульсном режиме, когда давление полости ниже первого заданного уровня рабочего давления или когда давление полости достигает устойчивого состояния, например, на что указывает низкая скорость изменения давления, например, скорость изменения ниже первого заданного уровня рабочей скорости изменения, насос с приводом от двигателя останавливается. Когда давление полости превышает второй заданный уровень рабочего давления или когда скорость изменения давления превышает второй заданный уровень рабочей скорости изменения, насос с приводом от двигателя снова начинает работать.In the intermittent or pulse mode, when the cavity pressure is below the first set working pressure level or when the cavity pressure reaches a steady state, for example, as indicated by a low pressure change rate, for example, the change rate is below the first set working change rate level, the motor-driven pump stops. When the cavity pressure exceeds the second set working pressure level or when the pressure change rate exceeds the second set working change rate level, the motor-driven pump starts working again.

В постепенном режиме работы мощность, подаваемая на насос с приводом от двигателя, может зависеть от контролируемого давления вакуума. Когда давление вакуума является высоким, например, низкий уровень вакуума, насос с приводом от двигателя может работать на полной мощности для быстрого уменьшения давления. Когда давление полости ниже первого заданного уровня рабочего давления или когда скорость изменения ниже первого заданного уровня рабочей скорости изменения, насос с приводом от двигателя может работать на минимальной мощности, например достаточной мощности для поддержания уровня вакуума или поддержания скорости изменения давления вакуума.In the step-by-step mode of operation, the power supplied to the motor-driven pump may depend on the controlled vacuum pressure. When the vacuum pressure is high, such as a low vacuum level, the motor-driven pump can operate at full power to quickly reduce the pressure. When the cavity pressure is below the first set working pressure level or when the rate of change is below the first set working rate of change level, the motor-driven pump can operate at minimum power, such as enough power to maintain the vacuum level or maintain the rate of change of the vacuum pressure.

В некоторых вариантах осуществления узел удаления воздуха включает в себя насос с приводом от двигателя, батарею для питания насоса с приводом от двигателя, датчик давления для обнаружения уровня давления в полости и контроллер, запрограммированный на управление насосом с приводом от двигателя на основании обнаруженного датчиком давления уровня давления. Контроллер программируют на экономию энергии, например снижение энергопотребления насоса с приводом от двигателя до минимального уровня.In some embodiments, the air removal unit includes a motor-driven pump, a battery for powering the motor-driven pump, a pressure sensor for detecting a pressure level in the cavity, and a controller programmed to control the motor-driven pump based on the pressure level detected by the pressure sensor. The controller is programmed to save energy, such as reducing the energy consumption of the motor-driven pump to a minimum level.

Вакуумный захват также может включать в себя кнопки переключения, например для включения или выключения вакуумного насоса. Кроме того, вакуумный захват может необязательно включать в себя кнопку сброса для подачи воздуха в полость, для сброса вакуума, чтобы снять объект с вакуумного захвата. Вакуумный захват также может необязательно включать в себя датчик давления для контроля давления вакуума и датчик батареи для контроля уровня заряда батареи.The vacuum gripper may also include a switch button, such as for turning on or off a vacuum pump. In addition, the vacuum gripper may optionally include a reset button for introducing air into the cavity to release the vacuum to remove the object from the vacuum gripper. The vacuum gripper may also optionally include a pressure sensor for monitoring the vacuum pressure and a battery sensor for monitoring the battery charge level.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват выполнен с возможностью обеспечения безотказного состояния силы вакуума, так что вакуумный захват может безопасно поднимать и доставлять объект без внезапной потери вакуума. Вакуумный захват может иметь механизм энергосбережения вакуумного насоса, управляемый контроллером на основании давления, измеряемого датчиком давления. Вакуумный насос может получать энергию от батареи для поддержания силы вакуумного присасывания на объекте.In some embodiments, the vacuum gripper is configured to provide a fail-safe vacuum force state, so that the vacuum gripper can safely lift and deliver an object without sudden loss of vacuum. The vacuum gripper may have a vacuum pump energy saving mechanism controlled by a controller based on the pressure measured by a pressure sensor. The vacuum pump may receive energy from a battery to maintain the vacuum suction force on the object.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват включает в себя аварийный сигнал, выполненный с возможностью предупреждения оператора о состоянии вакуумного захвата. Например, аварийный сигнал может представлять собой сигнал низкого заряда батареи, который может включать в себя звуковой сигнал, мигающий или постоянный световой сигнал для уведомления оператора о состоянии низкого заряда аккумулятора. Затем оператор может вручную зарядить батарею, чтобы гарантировать, что вакуумный захват может иметь достаточную силу вакуума для завершения текущей работы. Например, вакуумный захват можно использовать для удерживания панели для ее транспортировки в место назначения. Во время транспортировки сигнал низкого заряда батареи может генерировать аварийный сигнал, так что оператор может вручную заряжать батарею для вакуумного захвата, чтобы завершить транспортировку панели без потери вакуума.In some embodiments, the vacuum gripper includes an alarm configured to alert the operator of the vacuum gripper condition. For example, the alarm may be a low battery signal, which may include an audible signal, a flashing signal, or a constant light signal to notify the operator of the low battery condition. The operator can then manually charge the battery to ensure that the vacuum gripper can have sufficient vacuum force to complete the current work. For example, the vacuum gripper can be used to hold a panel for transporting it to a destination. During transport, the low battery signal can generate an alarm so that the operator can manually charge the battery for the vacuum gripper to complete the transport of the panel without losing vacuum.

Ручная подзарядка батареи может включать внешний банк мощности, например портативную батарею, выполненную с возможностью зарядки батареи вакуумного захвата. Оператор может подключить зарядное устройство в виде портативной батареи к батарее вакуумного захвата для ее зарядки. В альтернативном или дополнительном варианте осуществления ручная подзарядка батареи может включать ручной генератор, такой как имеющий кривошип двигатель, соединенный с батареей вакуумного захвата. Двигатель может вращаться путем вращения кривошип, чтобы генерировать напряжение для зарядки батареи. Сигнал низкого заряда батареи может представлять собой ранний аварийный сигнал, например настроенный на подачу звукового сигнала, когда остается еще достаточно энергии для работы насоса с приводом от двигателя в течение некоторого времени, например, в течение 10-20 минут, что может обеспечить достаточное время оператору для работы с ручной зарядной системой.The manual battery recharging may include an external power bank, such as a portable battery, configured to charge the vacuum gripper battery. The operator may connect a charger in the form of a portable battery to the vacuum gripper battery to charge it. In an alternative or additional embodiment, the manual battery recharging may include a hand generator, such as a crank motor, connected to the vacuum gripper battery. The motor may be rotated by rotating the crank to generate voltage for charging the battery. The low battery signal may be an early alarm, such as configured to sound an audible signal when there is still enough power left to operate the motor-driven pump for some time, such as 10-20 minutes, which may provide sufficient time for the operator to operate the manual charging system.

Аварийный сигнал может представлять собой сигнал низкого вакуума, например когда давление в полости выше заданного аварийного уровня давления. В общем аварийный сигнал генерируется, когда насос с приводом от двигателя не может уменьшить давление полости, например когда батарея, питающая насос, не имеет энергии или когда насос с приводом от двигателя неисправен.The alarm may be a low vacuum alarm, such as when the cavity pressure is above a preset alarm pressure level. In general, the alarm is generated when the motor-driven pump is unable to reduce the cavity pressure, such as when the battery powering the pump has no power or when the motor-driven pump is faulty.

Затем оператор может вручную исправить аварийную ошибку, чтобы гарантировать, что вакуумный захват сможет иметь достаточную силу вакуума для завершения текущей работы. Например, в случае низкого вакуума из-за низкого заряда батареи оператор может использовать ручную подзарядку батареи, например подключить портативное устройство для подзарядки батареи или вращать кривошип для генерирования мощности для подзарядки батареи. The operator can then manually correct the emergency error to ensure that the vacuum gripper can have enough vacuum power to complete the current job. For example, in the case of low vacuum due to low battery power, the operator can use manual battery charging, such as connecting a portable battery charger or rotating the crank to generate power to recharge the battery.

Вакуумный захват может включать в себя ручной вакуумный насос параллельно с насосом с приводом от двигателя. Таким образом, в случае отказа насоса в приводом от двигателя оператор может использовать ручной вакуумный насос для восстановления уровня вакуума. Оператор может многократно использовать ручной вакуумный насос для поддержания уровня вакуума в полости до тех пор, пока вакуумный захват не завершит текущую работу, например, чтобы завершить транспортировку панели, удерживаемой за счет вакуумного присасывания вакуумного захвата.The vacuum gripper may include a hand vacuum pump in parallel with the motor-driven pump. Thus, in the event of a failure of the motor-driven pump, the operator can use the hand vacuum pump to restore the vacuum level. The operator can repeatedly use the hand vacuum pump to maintain the vacuum level in the cavity until the vacuum gripper has completed the current work, for example, to complete the transport of a panel held by the vacuum suction of the vacuum gripper.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват представляет собой портативный вакуумный захват, например имеющий источник питания, такой как батарея для питания вакуумного насоса с приводом от двигателя. Насос с приводом от двигателя и батарея могут быть размещены в ручке, соединенной с элементом-основанием вакуумного захвата, с образованием компактной конструкции. В ручке также может быть размещен ручной насос или подзарядка батареи с приводом от двигателя. Например, ручка может включать в себя стержень для ручки, соединенный с двумя соединительными стержнями. Насос с приводом от двигателя и ручной насос могут быть расположены в соединительных стержнях с простым и коротким доступом к полости для удаления воздуха. Батарея питания насоса с приводом от двигателя может быть расположена в стержне для ручки. Контроллер и необязательная подзарядка батареи с приводом от двигателя также могут быть размещены в части стержня для ручки или в соединительных стержнях.In some embodiments, the vacuum gripper is a portable vacuum gripper, for example having a power source, such as a battery for powering a motor-driven vacuum pump. The motor-driven pump and the battery can be placed in a handle connected to the base element of the vacuum gripper, forming a compact structure. A hand pump or a recharger of a motor-driven battery can also be placed in the handle. For example, the handle can include a handle rod connected to two connecting rods. The motor-driven pump and the hand pump can be located in the connecting rods with simple and short access to the air removal cavity. The battery for powering the motor-driven pump can be located in the handle rod. The controller and an optional recharger of the motor-driven battery can also be placed in a part of the handle rod or in the connecting rods.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват может включать в себя наполнительный материал внутри полости, чтобы уменьшить объема полости для быстрого насосного действия. Наполнительный материал может быть соединен с нижней стороной элемента-основания. Наполнительный материал может также выполнять функцию уплотнительного стопора, например останавливающего уплотнительный материал от чрезмерного сжатия. Наполнительный материал может включать в себя жесткие материалы для обеспечения структурной целостности элемента-основания. Наполнительный материал также выполнен с возможностью не влиять на вакуумную область, например область контакта между элементом - вакуумным уплотнением и поверхностью объекта.In some embodiments, the vacuum gripper may include a filler material inside the cavity to reduce the volume of the cavity for a rapid pumping action. The filler material may be connected to the lower side of the base member. The filler material may also function as a sealing stopper, such as stopping the sealing material from being overly compressed. The filler material may include rigid materials to ensure the structural integrity of the base member. The filler material is also configured to not affect the vacuum region, such as the contact region between the vacuum seal element and the surface of the object.

В некоторых вариантах осуществления вакуумное уплотнение может быть изготовлено из гибкого материала, например кольцо мягкого эластомера, силикона, каучука, пеноматериала с закрытыми порами или сдавленных тонкостенных резиновых трубок. Материал вакуумного уплотнения может включать в себя ячеистый или гранулированный материал, такой как каучук и пластиковые материалы, покрытые тонким защитным слоем. Материал вакуумного уплотнения может быть выбран таким образом, что вакуумное уплотнение может быть упруго деформируемым, чтобы обеспечить соответствие нижней поверхности уплотнения поверхности объекта. Например, при прижатии к ступенчатой поверхности уплотнение может быть сжато в большей степени на области более высокой ступени. Кроме того, уплотнение может растягиваться на углу ступени, при этом уплотнение может обтекать контур ступени, чтобы плотно прилегать к ступенчатой поверхности.In some embodiments, the vacuum seal may be made of a flexible material, such as a ring of soft elastomer, silicone, rubber, closed-cell foam or compressed thin-walled rubber tubes. The vacuum seal material may include a cellular or granular material, such as rubber and plastic materials coated with a thin protective layer. The vacuum seal material may be selected in such a way that the vacuum seal may be elastically deformable to ensure that the lower surface of the seal complies with the surface of the object. For example, when pressed against a stepped surface, the seal may be compressed to a greater extent on the area of the higher step. In addition, the seal may stretch at the corner of the step, wherein the seal may flow around the contour of the step to fit tightly against the stepped surface.

В некоторых вариантах осуществления упруго деформируемый материал элемента - вакуумного уплотнения может включать в себя гибкие, сжимаемые и растягиваемые материалы, такие как силикон, каучук или силиконовые или каучуковые пеноматериалы с закрытыми порами. Деформируемые материалы являются достаточно гибкими для соответствия неровной поверхности, такой как имеющая ступени и канавки или шероховатая поверхность. Пеноматериалы с закрытыми порами могут быть очень сжимаемыми для соответствия неровностям поверхности. Кроме того, пеноматериал с закрытыми порами может иметь высокую упругость, например быть способным возвращаться или пружинить обратно в исходную форму при снятии сжимающей нагрузки.In some embodiments, the elastically deformable material of the vacuum seal element may include flexible, compressible and stretchable materials such as silicone, rubber or silicone or rubber closed-cell foams. The deformable materials are flexible enough to conform to an uneven surface, such as one with steps and grooves or a rough surface. Closed-cell foams may be very compressible to conform to surface irregularities. In addition, the closed-cell foam may have high resilience, such as being able to return or spring back to its original shape when the compressive load is removed.

В некоторых вариантах осуществления упруго деформируемый материал может включать в себя пневматический или гидравлический элемент, который включает в себя внешний слой из гибкого и растягиваемого материала, такого как силикон или каучук, и который имеет полость, заполненную текучей средой, такой как воздух. Давление в полости пневматического или гидравлического элемента может быть регулируемым, чтобы оптимизировать его для соответствия элементу - вакуумному уплотнению с негладкой поверхностью объекта.In some embodiments, the elastically deformable material may include a pneumatic or hydraulic element that includes an outer layer of a flexible and stretchable material, such as silicone or rubber, and that has a cavity filled with a fluid, such as air. The pressure in the cavity of the pneumatic or hydraulic element can be adjustable to optimize it to match the element - a vacuum seal with a non-smooth surface of the object.

Формирование вакуумного захватаFormation of a vacuum gripper

На Фиг. 4A-4B показаны блок-схемы формирования портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 4A операция 400 формирует вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с поверхностью элемента-основания с образованием полости при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости. Fig. 4A-4B show block diagrams of forming a portable vacuum gripper according to some embodiments. In Fig. 4A, operation 400 forms a vacuum gripper for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base member, a vacuum seal member in the form of a closed loop connected to the surface of the base member to form a cavity when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base member and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

На Фиг. 4B операция 420 формирует вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, элемент - вакуумное уплотнение с замкнутым контуром, соединенный с поверхностью элемента-основания с образованием полости при контакте с поверхностью объекта, вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости, батарею для питания энергией вакуумного насоса, механизм сброса для подачи воздуха в полость, ручное зарядное устройство для ручной подзарядки батареи, ручной насос для ручного удаления воздуха в полости, ручку, соединенную с элементом-основанием, датчик батареи для контроля уровня заряда батареи, датчик давления для контроля давления в полости, зацепные элементы, соединенные с элементом-основанием для подъема вакуумного захвата с объектом, и контроллер для регулирования вакуумного насоса для поддержания желаемого давления в полости и для оповещения о низких уровнях заряда батареи. Некоторые элементы могут быть необязательными.In Fig. 4B, operation 420 forms a vacuum gripper for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base member, a closed-loop vacuum seal member connected to the surface of the base member to form a cavity when in contact with the surface of the object, a vacuum pump connected to the base member and in fluid communication with the cavity to remove air in the cavity, a battery for supplying energy to the vacuum pump, a release mechanism for supplying air to the cavity, a manual charger for manually recharging the battery, a manual pump for manually removing air in the cavity, a handle connected to the base member, a battery sensor for monitoring the battery charge level, a pressure sensor for monitoring the pressure in the cavity, hook elements connected to the base member for lifting the vacuum gripper with the object, and a controller for regulating the vacuum pump to maintain a desired pressure in the cavity and to notify about low battery charge levels. Some elements may be optional.

В некоторых вариантах осуществления для захвата поверхности объекта может быть сформирован вакуумный захват. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание. Элемент-основание может представлять собой плиту, которая может служить в качестве корпуса для вакуумного захвата. Например, элемент - вакуумное уплотнение может быть соединен с одной стороной элемента-основания, такой как нижняя сторона, обращенная к объекту. Ручка, в которой размещен механизм удаления воздуха, может быть соединена с противоположной стороной элемента-основания, такой как верхняя сторона, обращенная к оператору. На элементе-основании могут быть установлены другие компоненты, такие как индикатор датчика давления, а также зацепные элементы для соединения вакуумного захвата с подъемным тросом.In some embodiments, a vacuum gripper may be formed to grip the surface of an object. The vacuum gripper includes a base element. The base element may be a plate that may serve as a housing for the vacuum gripper. For example, a vacuum seal element may be connected to one side of the base element, such as the lower side facing the object. A handle in which an air removal mechanism is located may be connected to the opposite side of the base element, such as the upper side facing the operator. Other components may be mounted on the base element, such as a pressure sensor indicator, as well as hook elements for connecting the vacuum gripper to a lifting cable.

Вакуумный захват включает в себя элемент - вакуумное уплотнение, соединенный непосредственно или опосредованно с элементом-основанием. Например, элемент - вакуумное уплотнение может быть соединен непосредственно с элементом-основанием, например с помощью адгезива. Элемент - вакуумное уплотнение может быть соединен опосредованно с элементом-основанием, например через гибкий слой, также с помощью адгезива. Элемент - вакуумное уплотнение выполнен с возможностью формирования вакуумной полости с элементом-основанием и поверхностью объекта. Элемент - вакуумное уплотнение может быть расположен по периферии элемента-основания для увеличения площади поверхности контакта с поверхностью объекта.The vacuum gripper includes a vacuum seal element connected directly or indirectly to the base element. For example, the vacuum seal element can be connected directly to the base element, for example, using an adhesive. The vacuum seal element can be connected indirectly to the base element, for example, through a flexible layer, also using an adhesive. The vacuum seal element is designed with the possibility of forming a vacuum cavity with the base element and the surface of the object. The vacuum seal element can be located along the periphery of the base element to increase the surface area of contact with the surface of the object.

Элемент - вакуумное уплотнение может включать в себя упруго деформируемый материал с характеристикой деформируемости, используемый для соответствия поверхностям неровных поверхностей объектов, таких как шероховатые поверхности или поверхности с канавками или ступенями. Деформируемый элемент-уплотнение может растягиваться и сжиматься для следования изменениями поверхности объекта таким образом, чтобы в полости мог быть создан соответствующий уровень вакуума.The vacuum sealing element may include an elastically deformable material with a deformability characteristic used to conform to the surfaces of uneven surfaces of objects, such as rough surfaces or surfaces with grooves or steps. The deformable sealing element may stretch and compress to follow changes in the surface of the object so that an appropriate vacuum level can be created in the cavity.

Вакуумный захват включает в себя механизм удаления воздуха, соединенный с верхней стороной элемента-основания и сообщающийся по текучей среде с полостью. Механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа, такого как воздух, из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом. Механизм удаления воздуха может включать в себя двигатель, выполненный с возможностью откачивания воздуха из полости, такой как воздушный насос с приводом от двигателя. Механизм удаления воздуха может включать в себя другую систему, выполненную с возможностью удаления воздуха из полости, такую как крыльчатка или конструкция Вентури с высоким расходом. Механизм удаления воздуха может быть размещен в ручке, например полая ручка может быть соединена с элементом-основанием, при этом механизм удаления воздуха расположен внутри полой части ручки.The vacuum gripper includes an air removal mechanism connected to the upper side of the base member and in fluid communication with the cavity. The air removal mechanism is configured to remove gas, such as air, from the cavity to create a suction force for connecting the surface of the object to the vacuum gripper. The air removal mechanism may include a motor configured to pump air from the cavity, such as an air pump driven by a motor. The air removal mechanism may include another system configured to remove air from the cavity, such as an impeller or a high-flow Venturi design. The air removal mechanism may be located in the handle, for example, a hollow handle may be connected to the base member, wherein the air removal mechanism is located inside the hollow part of the handle.

Вакуумный захват включает в себя источник питания, выполненный с возможностью питания механизма удаления воздуха. Источник питания может представлять собой батарею, такую как перезаряжаемая батарея. Источник питания может быть размещен в ручке, которая вмещает насос с приводом от двигателя. Например, ручка может иметь C-образную форму, со средней частью, параллельной элементу-основанию и соединенной с двумя стержнями, перпендикулярными элементу-основанию, на двух концах средней части. Средняя часть и два концевых стержня являются полыми для размещения механизма удаления воздуха, например, концевой стержень выполнен с возможностью размещения насоса с приводом от двигателя, а средняя часть выполнена с возможностью размещения батареи. Батарея может представлять собой перезаряжаемую батарею, при этом соединитель выполнен с возможностью приема зарядного устройства, такого как портативное зарядное устройство, для зарядки батареи на месте, например, без необходимости в розетке.The vacuum gripper includes a power source configured to power an air removal mechanism. The power source may be a battery, such as a rechargeable battery. The power source may be housed in a handle that accommodates a motor-driven pump. For example, the handle may be C-shaped, with a middle portion parallel to the base element and connected to two rods perpendicular to the base element at two ends of the middle portion. The middle portion and the two end rods are hollow to accommodate the air removal mechanism, for example, the end rod is configured to accommodate a motor-driven pump, and the middle portion is configured to accommodate a battery. The battery may be a rechargeable battery, wherein the connector is configured to receive a charger, such as a portable charger, to charge the battery on site, for example, without the need for a power outlet.

Вакуумный захват включает в себя контроллер, выполненный с возможностью регулирования механизма удаления воздуха. Регулирование мощности может быть выполнено с возможностью экономии энергии, например для продления создания вакуума в полости, так что вакуумный захват может удерживать и транспортировать груз в течение более длительного времени. При прерывистом регулировании мощности контроллер выполнен с возможностью выключения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости достигает заданного уровня давления или когда скорость уменьшения давления в полости достигает заданного уровня. Контроллер также выполнен с возможностью включения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости ниже заданного уровня давления. Альтернативно регулирование мощности может использовать двигатель с регулируемой мощностью для насоса с приводом от двигателя, например насос с приводом от двигателя может работать с различными уровнями мощности, такими как полная мощность для максимального удаления воздуха или более низкая мощность для снижения способности удаления воздуха. Контроллер может управлять работой регулируемого двигателя на основании давления полости, например в случае более высокой мощности, когда давление полости или скорость изменения давления являются высокими, и пониженной мощности при низком давлении полости или скорости изменения давления. Когда давление достигает устойчивого состояния, например когда скорость изменения давления является небольшой, контроллер может управлять работой двигателя на основании мощности, достаточной для компенсации потери давления, чтобы поддерживать правильный уровня вакуума в полости.The vacuum gripper includes a controller configured to regulate the air removal mechanism. The power regulation can be configured to save energy, for example to prolong the creation of a vacuum in the cavity, so that the vacuum gripper can hold and transport a load for a longer time. With intermittent power regulation, the controller is configured to turn off the air removal mechanism when the pressure level in the cavity reaches a predetermined pressure level or when the rate of pressure decrease in the cavity reaches a predetermined level. The controller is also configured to turn on the air removal mechanism when the pressure level in the cavity is below the predetermined pressure level. Alternatively, the power regulation can use a motor with adjustable power for a motor-driven pump, for example the motor-driven pump can operate at different power levels, such as full power for maximum air removal or lower power for reducing the air removal ability. The controller can control the operation of the adjustable motor based on the cavity pressure, for example in the case of higher power when the cavity pressure or the rate of pressure change are high, and reduced power when the cavity pressure or the rate of pressure change is low. When the pressure reaches a steady state, such as when the rate of pressure change is small, the controller can control the motor operation based on the power sufficient to compensate for the pressure loss in order to maintain the correct vacuum level in the cavity.

Вакуумный захват включает в себя аварийный сигнал, выполненный с возможностью предоставления аварийного сигнала, когда уровень мощности батареи ниже заданного значения для батареи или когда уровень давления в полости превышает заданное значение давления. Аварийный сигнал может предупреждать оператора о необходимости обслуживания вакуумного захвата, особенно при работе вакуумного захвата, например удерживании и подъеме или транспортировке объекта.The vacuum gripper includes an alarm signal configured to provide an alarm signal when the battery power level is below a predetermined value for the battery or when the pressure level in the cavity exceeds a predetermined pressure value. The alarm signal can warn the operator of the need for servicing the vacuum gripper, especially when operating the vacuum gripper, such as holding and lifting or transporting an object.

Вакуумный захват включает в себя ручной механизм, выполненный с возможностью поддержания работы вакуумного захвата, например для устранения причины аварийного сигнала, для сброса аварийного сигнала и поддержания работы вакуумного захвата. В случае аварийного сигнала низкого заряда батареи ручной механизм может включать в себя внешний портативный источник питания или встроенный генератор мощности для зарядки батареи. Например, ручной механизм может быть выполнен с возможностью зарядки источника питания от внешнего источника питания оператором, использующим портативный источник питания для подключения к батарее для ее зарядки. Ручной механизм может быть выполнен с возможностью ручной зарядки батареи оператором, использующим ручной зарядный механизм, такой как ручной генератор.The vacuum gripper includes a manual mechanism configured to maintain the operation of the vacuum gripper, such as to eliminate the cause of the alarm, to reset the alarm and to maintain the operation of the vacuum gripper. In the event of a low battery alarm, the manual mechanism may include an external portable power source or a built-in power generator for charging the battery. For example, the manual mechanism may be configured to charge the power source from an external power source by an operator using a portable power source to connect to the battery to charge it. The manual mechanism may be configured to manually charge the battery by an operator using a manual charging mechanism, such as a manual generator.

В случае аварийного сигнала низкого вакуума, например высокого давления в полости вакуумного захвата, ручной механизм может включать в себя встроенный ручной насос, выполненный с возможностью удаления газа из полости, для уменьшения уровня давления оператором, использующим ручной насос для откачивания воздуха из полости.In the event of a low vacuum alarm, such as high pressure in a vacuum gripper cavity, the manual mechanism may include an integrated hand pump configured to remove gas from the cavity to reduce the pressure level by an operator using the hand pump to evacuate air from the cavity.

Вакуумный захват также может включать в себя другие компоненты, такие как механизм сброса воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью, для сброса газа или воздуха из полости при его приведении в действие, зацепные элементы, соединенные с элементом-основанием и выполненные с возможностью соединения с подъемным механизмом для подъема объекта, и нижний гибкий слой, соединенный с нижней частью элемента - вакуумного уплотнения, например с поверхностью вакуумного уплотнения, обращенной к поверхности объекта, выполненный с возможностью продления срока службы элемента - вакуумного уплотнения за счет материала, который более стойкий к износу или более стойкий к истиранию, чем элемент - вакуумное уплотнение.The vacuum gripper may also include other components such as an air release mechanism connected to the base element and in fluid communication with the cavity for releasing gas or air from the cavity when it is activated, hook elements connected to the base element and configured to be connected to a lifting mechanism for lifting an object, and a lower flexible layer connected to the lower part of the vacuum seal element, such as the surface of the vacuum seal facing the surface of the object, configured to extend the service life of the vacuum seal element due to a material that is more wear-resistant or more abrasion-resistant than the vacuum seal element.

ОперацияOperation

На Фиг. 5A-5C показаны блок-схемы работы портативного вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При работе портативный вакуумный захват перемещают в положение в средней области подлежащего транспортировке объекта, такого как панель. Затем портативный вакуумный захват толкают таким образом, что вакуумное уплотнение сжимается на поверхности объекта. Насос с приводом от двигателя включают для создания вакуума в полости между портативным вакуумным захватом и поверхностью объекта. Насос с приводом от двигателя включен до тех пор, пока датчик давления не упадет до заданного уровня вакуума. Портативный вакуумный захват можно поднять, например путем удерживания за ручку или прикрепления к зацепным элементам на портативном вакуумном захвате.Fig. 5A-5C show flow charts of operation of a portable vacuum gripper according to some embodiments. In operation, the portable vacuum gripper is moved to a position in the middle region of an object to be transported, such as a panel. The portable vacuum gripper is then pushed so that a vacuum seal is compressed on the surface of the object. A motor-driven pump is turned on to create a vacuum in the cavity between the portable vacuum gripper and the surface of the object. The motor-driven pump is turned on until the pressure sensor drops to a predetermined vacuum level. The portable vacuum gripper can be lifted, for example by holding the handle or by attaching to the hook elements on the portable vacuum gripper.

После транспортировки объекта в требуемое местоположение можно нажать кнопку сброса вакуума, чтобы воздух мог входить в полость, например, со сбросом давления вакуума. Портативный вакуумный захват и объект могут быть разделены. В случае разрядки батареи для удаления воздуха можно использовать ручной вакуумный насос. Альтернативно для перезарядки батареи можно использовать ручную зарядную систему.After transporting the object to the desired location, the vacuum release button can be pressed to allow air to enter the cavity, such as releasing the vacuum pressure. The portable vacuum gripper and the object can be separated. In the event of a discharged battery, a hand vacuum pump can be used to remove air. Alternatively, a manual charging system can be used to recharge the battery.

На Фиг. 5A операция 500 включает двигатель для создания вакуумного уплотнения для портативного вакуумного захвата до достижения уровня вакуума. При операции 510 автоматически включается двигатель, когда давление ниже уровня вакуума. Двигатель может автоматически включаться и выключаться для поддержания уровня вакуума.In Fig. 5A, operation 500 includes a motor for creating a vacuum seal for the portable vacuum gripper until a vacuum level is reached. Operation 510 includes a motor that is automatically turned on when the pressure is below the vacuum level. The motor may be automatically turned on and off to maintain the vacuum level.

На Фиг. 5B операция 530 включает двигатель для создания вакуумного уплотнения для портативного вакуумного захвата. При операции 540 ручной насос качают вручную для создания вакуума или для поддержания вакуума при разрядке батареи.In Fig. 5B, operation 530 includes a motor for creating a vacuum seal for a portable vacuum gripper. In operation 540, a hand pump is manually pumped to create a vacuum or to maintain a vacuum when the battery is discharged.

На Фиг. 5C операция 560 включает двигатель для создания вакуумного уплотнения для портативного вакуумного захвата. При операции 570 вручную включают зарядную систему для зарядки батареи для двигателя при разрядке батареи.In Fig. 5C, operation 560 includes turning on a motor to create a vacuum seal for a portable vacuum gripper. In operation 570, a charging system is manually turned on to charge a battery for the motor when the battery is discharged.

Зацепные элементыHook elements

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват может включать в себя зацепные элементы для преобразования вакуумного захвата из захвата для ручной переноски в захват для перемещения подъемным механизмом. Вакуумный захват имеет ручку, выполненную с возможностью ручной переноски объекта, соединенного с помощью вакуума с вакуумным захватом. Вакуумный захват также имеет один или более зацепных элементов, которые выполнены с возможностью присоединения к тросам от подъемного механизма, например мостового крана, для обеспечения подъема и транспортировки объекта. Зацепные элементы могут иметь петлеобразную форму, например кольца или открытого крюка, для прикрепления к тросу, имеющему зацепной конец. Можно использовать другие конфигурации, такие как стержень, соединенный на обоих концах с вакуумным захватом, или штифт, имеющий сквозное отверстие.In some embodiments, the vacuum gripper may include hook elements for converting the vacuum gripper from a gripper for manual handling into a gripper for moving with a lifting mechanism. The vacuum gripper has a handle configured to manually carry an object connected with the vacuum gripper by means of a vacuum. The vacuum gripper also has one or more hook elements that are configured to be connected to cables from a lifting mechanism, such as an overhead crane, to ensure lifting and transporting the object. The hook elements may have a loop shape, such as a ring or an open hook, for attaching to a cable having a hook end. Other configurations may be used, such as a rod connected at both ends to the vacuum gripper, or a pin having a through hole.

На Фиг. 6A-6B показана конфигурация подъема объекта с помощью вакуумного захвата соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 6A вакуумный захват 600 расположен на объекте, таком как плоская панель 601. Насос приводом от двигателя включают, например путем нажатия кнопки 620A включения вакуума. При стабильном давлении вакуума вакуумный захват 602 прикреплен к панели 601. Вакуумный захват 600 имеет множество зацепных элементов 620 в виде плоских колец, расположенных вокруг вакуумного захвата.Fig. 6A-6B show a configuration for lifting an object using a vacuum gripper according to some embodiments. In Fig. 6A, a vacuum gripper 600 is located on an object, such as a flat panel 601. A motor-driven pump is turned on, for example, by pressing a vacuum on/off button 620A. When the vacuum pressure is stable, the vacuum gripper 602 is attached to the panel 601. The vacuum gripper 600 has a plurality of hooking elements 620 in the form of flat rings located around the vacuum gripper.

На Фиг. 6B тросы 628, имеющие зацепной конец, соединены с зацепными элементами 626. Другие концы тросов могут быть соединены с подъемным механизмом, который может прилагать подъемную силу 603 для подъема панели.In Fig. 6B, cables 628 having a hook end are connected to hook elements 626. The other ends of the cables can be connected to a lifting mechanism that can apply a lifting force 603 to lift the panel.

На Фиг. 7A-7B показаны блок-схемы работы вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 7A показан процесс механизированной транспортировки объекта, такого как панель, с использованием вакуумного захвата. При операции 700 помещают вакуумный захват на поверхность панели. При операции 710 включают вакуумный насос в вакуумном захвате для прикрепления вакуумного захвата к панели. При операции 720 проверяют сцепление между вакуумным захватом и панелью, когда датчик давления в вакуумном захвате указывает подходящий уровень давления. При операции 730 соединяют тросы, имеющие зацепные концы, с зацепными элементами вакуумного захвата. При операции 740 поднимают тросы для перемещения панели.Fig. 7A-7B show flow charts of operation of a vacuum gripper according to some embodiments. Fig. 7A shows a process for mechanically transporting an object, such as a panel, using a vacuum gripper. In operation 700, the vacuum gripper is placed on the surface of the panel. In operation 710, a vacuum pump in the vacuum gripper is turned on to attach the vacuum gripper to the panel. In operation 720, the engagement between the vacuum gripper and the panel is checked when the pressure sensor in the vacuum gripper indicates a suitable pressure level. In operation 730, cables having hook ends are connected to hook elements of the vacuum gripper. In operation 740, the cables are raised to move the panel.

На Фиг. 7B показан процесс высвобождения вакуумного захвата после завершения транспортировки. При операции 750 опускают тросы, соединенные с зацепными элементами вакуумного захвата, так что панель, соединенная с вакуумным захватом, опирается на опору. При операции 760 отключают вакуумный насос в вакуумном захвате. При операции 770 высвобождают панель из вакуумного захвата, пропуская воздух в вакуумное соединение между вакуумным захватом и панелью. При операции 780 отсоединяют тросы путем удаления зацепных концов из зацепных элементов вакуумного захвата.Fig. 7B shows the process of releasing the vacuum gripper after the completion of the transportation. In operation 750, the cables connected to the hooking elements of the vacuum gripper are lowered so that the panel connected to the vacuum gripper rests on the support. In operation 760, the vacuum pump in the vacuum gripper is turned off. In operation 770, the panel is released from the vacuum gripper by passing air into the vacuum connection between the vacuum gripper and the panel. In operation 780, the cables are disconnected by removing the hooking ends from the hooking elements of the vacuum gripper.

Упруго деформируемый элемент - вакуумное уплотнениеElastic deformable element - vacuum seal

В некоторых вариантах осуществления портативный вакуумный захват может включать в себя элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли для герметизации нижней поверхности портативного вакуумного захвата с поверхностью подлежащего транспортировке объекта. Вакуумное уплотнение может быть выполнено из одного материала или может быть выполнено в виде композитных материалов или слоев.In some embodiments, the portable vacuum gripper may include an element - a vacuum seal in the form of a closed loop for sealing the lower surface of the portable vacuum gripper with the surface of the object to be transported. The vacuum seal may be made of a single material or may be made in the form of composite materials or layers.

На Фиг. 8A-8B показана конфигурация вакуумного уплотнения в портативном вакуумном захвате в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 8A(a) показан вид в перспективе портативного вакуумного захвата 800, вид сверху, на котором показано вакуумное уплотнение 830 вместе с корпусом 811 захвата для размещения насоса 820 с приводом от двигателя, ручного насоса 821 и ручки 810. На Фиг. 8A(b) показан вид в перспективе вакуумного уплотнения 830 в виде замкнутой петли. Вакуумное уплотнение может иметь в поперечном сечении форму закругленного прямоугольника, имеющего ширину, достаточную для получения уплотнения, и имеющего толщину, достаточную для работы с неровными поверхностями объектов. Например, толщина уплотнения может быть больше неоднородного изменения неровной поверхности, например, больше глубины канавки на неровной поверхности или больше высоты ступени на неровной поверхности.Fig. 8A-8B show a configuration of a vacuum seal in a portable vacuum gripper according to some embodiments. Fig. 8A(a) shows a perspective view of a portable vacuum gripper 800, a top view, which shows a vacuum seal 830 together with a gripper body 811 for accommodating a motor-driven pump 820, a hand pump 821 and a handle 810. Fig. 8A(b) shows a perspective view of a vacuum seal 830 in the form of a closed loop. The vacuum seal can have a cross-sectional shape of a rounded rectangle having a width sufficient to obtain a seal and having a thickness sufficient to work with uneven surfaces of objects. For example, the thickness of the seal can be greater than a non-uniform change in an uneven surface, for example greater than the depth of a groove on an uneven surface or greater than the height of a step on an uneven surface.

В некоторых вариантах осуществления вакуумное уплотнение может быть выполнено из сжимаемого и растягиваемого материала. На Фиг. 8B(a) показан отклик вакуумного уплотнения 831 на силу 840A сжатия. Вакуумное уплотнение 831 сжимается под действием силы 840A сжатия. Коэффициент сжатия может составлять до 70%, например, возможно сжатие на величину менее 10%, менее 20%, менее 30%, менее 40%, менее 50%, менее 60% или менее 70% от исходной толщины.In some embodiments, the vacuum seal may be made of a compressible and stretchable material. Fig. 8B(a) shows the response of the vacuum seal 831 to the compression force 840A. The vacuum seal 831 is compressed under the action of the compression force 840A. The compression ratio may be up to 70%, for example, it is possible to compress by an amount less than 10%, less than 20%, less than 30%, less than 40%, less than 50%, less than 60% or less than 70% of the original thickness.

На Фиг. 8B(b) показан отклик вакуумного уплотнения 831 на силу 840B растяжения. Вакуумное уплотнение 831 растягивается под действием силы 840B растяжения. Коэффициент растяжения может составлять до 40%, например, возможно растяжение на добавочную величину менее 10%, менее 20%, менее 30% или менее 40% от исходной ширины.Fig. 8B(b) shows the response of the vacuum seal 831 to the tensile force 840B. The vacuum seal 831 is stretched under the action of the tensile force 840B. The stretch ratio can be up to 40%, for example, it is possible to stretch by an additional amount of less than 10%, less than 20%, less than 30%, or less than 40% of the original width.

Однослойный элемент - вакуумное уплотнениеSingle layer element - vacuum seal

На Фиг. 9A-9B показана конфигурация вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 9A вакуумное уплотнение 930 может иметь твердую конфигурацию, например иметь твердый материал 931. Вакуумное уплотнение может включать в себя гибкий, например сжимаемый и растягиваемый, материал 931, такой как каучук или эластомер. Благодаря сжимаемому и растягиваемому характеру гибкого материала 931 вакуумное уплотнение 931 может соответствовать рифленым или ступенчатым или неровным областям поверхности.Fig. 9A-9B show a configuration of a vacuum seal according to some embodiments. In Fig. 9A, the vacuum seal 930 may have a solid configuration, such as a solid material 931. The vacuum seal may include a flexible, such as compressible and stretchable, material 931, such as rubber or an elastomer. Due to the compressible and stretchable nature of the flexible material 931, the vacuum seal 931 can conform to ribbed or stepped or uneven surface areas.

На Фиг. 9B(a) портативный вакуумный захват 900 может быть помещен на ступенчатую поверхность объекта. Портативный вакуумный захват 900 может включать в себя вакуумное уплотнение 930, соединенное с корпусом 911 портативного вакуумного захвата 900. Портативный вакуумный захват 900 можно толкать вниз для создания герметизации между вакуумным уплотнением и ступенчатой поверхностью. Кроме того, для создания вакуума в полости под портативным вакуумным захватом может быть включен вакуумный насос с приводом от двигателя.In Fig. 9B(a), the portable vacuum gripper 900 can be placed on a stepped surface of an object. The portable vacuum gripper 900 can include a vacuum seal 930 connected to a body 911 of the portable vacuum gripper 900. The portable vacuum gripper 900 can be pushed downwards to create a seal between the vacuum seal and the stepped surface. In addition, a motor-driven vacuum pump can be included to create a vacuum in the cavity under the portable vacuum gripper.

На Фиг. 9B(b) вакуумное уплотнение можно сжимать по толщине уплотнения за счет создания вакуума в полости портативного вакуумного захвата. Направление сжатия перпендикулярно поверхности объекта, поэтому вакуумное уплотнение сжимается больше (931*) на более высокой ступени и сжимается меньше (931**) на более низкой ступени ступенчатой поверхности.In Fig. 9B(b), the vacuum seal can be compressed along the thickness of the seal by creating a vacuum in the cavity of the portable vacuum gripper. The direction of compression is perpendicular to the surface of the object, so the vacuum seal is compressed more (931*) at a higher stage and is compressed less (931**) at a lower stage of the stepped surface.

Кроме того, на углу ступени материал вакуумного уплотнения может растягиваться за счет боковой силы 955 для заполнения угла ступени таким образом, чтобы вакуумное уплотнение соответствовало ступенчатой поверхности для обеспечения хорошей герметизации со ступенчатой поверхностью. Таким образом, вакуумное уплотнение можно использовать для формирования согласованного уплотнения с неровными поверхностями объектов, такими как ступенчатые поверхности, поверхности с канавками или шероховатые поверхности.In addition, at the step corner, the vacuum seal material can be stretched by the lateral force 955 to fill the step corner so that the vacuum seal conforms to the step surface to ensure good sealing with the step surface. In this way, the vacuum seal can be used to form a consistent seal with uneven surfaces of objects, such as step surfaces, grooved surfaces or rough surfaces.

Из-за неравномерной поверхности, например ступени, может быть обеспечена большая сила 956A контакта с поверхностью объекта на более высокой части ступени, по сравнению со слабой силой 956B контакта с поверхностью объекта на более низкой части ступени. Разность сил может приводить к разному сцеплению с поверхностью объекта, при этом обеспечено более сильное сцепление на участке более высокой ступени и более слабое сцепление на участке более низкой ступени.Due to an uneven surface, such as a step, a greater contact force 956A with the surface of the object can be provided at a higher part of the step, compared to a weak contact force 956B with the surface of the object at a lower part of the step. The difference in forces can lead to different adhesion to the surface of the object, with a stronger adhesion provided at a section of a higher step and a weaker adhesion at a section of a lower step.

Многослойный дискретный элемент - вакуумное уплотнениеMultilayer discrete element - vacuum seal

Для уменьшения разницы сил можно использовать многослойный элемент - вакуумное уплотнение. Многослойный элемент-уплотнение может включать в себя различные слои, имеющие разные характеристики упругой деформации, такие как более высокая сжимаемость и более высокая растяжимость в нижних слоях по сравнению с верхними слоями.To reduce the difference in forces, a multilayer element - a vacuum seal - can be used. The multilayer seal element can include different layers that have different elastic deformation characteristics, such as higher compressibility and higher extensibility in the lower layers compared to the upper layers.

На Фиг. 10A-10B показана многослойная конфигурация вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Вакуумное уплотнение может представлять собой композитное уплотнение, например имеющее множество слоев 1031, 1035 и 1036 с различными характеристиками. На Фиг. 10A(a) слои могут иметь различные характеристики сжимаемости, например, могут сжиматься больше или меньше при одинаковой силе сжатия. Например, слои 1031, 1035 и 1036 могут иметь одинаковую толщину и подвергаться действию одинаковой силы сжатия. Слой 1031 может сжиматься больше всего, чтобы стать очень тонким слоем 1031*. Слой 1035 может сжиматься меньше, чтобы стать тонким слоем 1035*. Слой 1036 может сжиматься меньше всего, чтобы стать более толстым слоем 1036*.Fig. 10A-10B show a multilayer configuration of a vacuum seal according to some embodiments. The vacuum seal may be a composite seal, for example having a plurality of layers 1031, 1035 and 1036 with different characteristics. In Fig. 10A(a), the layers may have different compressibility characteristics, for example, they may compress more or less under the same compressive force. For example, layers 1031, 1035 and 1036 may have the same thickness and be subjected to the same compressive force. Layer 1031 may compress the most to become a very thin layer 1031*. Layer 1035 may compress less to become a thin layer 1035*. Layer 1036 may compress the least to become a thicker layer 1036*.

На Фиг. 10A(b) слои могут иметь разные характеристики растяжимости, например могут растягиваться больше или меньше при одинаковой силе растяжения. Например, слои 1031, 1035 и 1036 могут иметь одинаковую толщину и подвергаться действию одинаковой силы растяжения. Слой 1031 может растягиваться больше всего, чтобы стать очень длинным слоем 1031**. Слой 1035 может растягиваться меньше, чтобы стать длинным слоем 1035**. Слой 1036 может растягиваться меньше всего, чтобы стать более коротким слоем 1036**.In Fig. 10A(b), the layers may have different stretch characteristics, such as being able to stretch more or less under the same stretching force. For example, layers 1031, 1035, and 1036 may have the same thickness and be subjected to the same stretching force. Layer 1031 may stretch the most to become a very long layer 1031**. Layer 1035 may stretch less to become a long layer 1035**. Layer 1036 may stretch the least to become a shorter layer 1036**.

На Фиг. 10B(a) портативный вакуумный захват 1000 может включать в себя вакуумное уплотнение 1030, соединенное с корпусом 1011 портативного вакуумного захвата 1000. Вакуумное уплотнение 1030 может включать в себя множество слоев 1031, 1035 и 1036, каждый из которых имеет разные характеристики сжимаемости и растяжимости. Кроме того, более сжимаемый и растягиваемый слой 1031 может быть толще, чем менее сжимаемый и растягиваемый слой 1035 и 1036.In Fig. 10B(a), the portable vacuum gripper 1000 may include a vacuum seal 1030 connected to the body 1011 of the portable vacuum gripper 1000. The vacuum seal 1030 may include a plurality of layers 1031, 1035 and 1036, each of which has different compressibility and extensibility characteristics. In addition, the more compressible and extensible layer 1031 may be thicker than the less compressible and extensible layer 1035 and 1036.

Портативный вакуумный захват 1000 может быть помещен на ступенчатую поверхность объекта. Портативный вакуумный захват 1000 можно толкать вниз для создания герметизации между вакуумным уплотнением и ступенчатой поверхностью. Кроме того, для создания вакуума в полости под портативным вакуумным захватом может быть включен вакуумный насос с приводом от двигателя.The portable vacuum gripper 1000 can be placed on a stepped surface of an object. The portable vacuum gripper 1000 can be pushed downwards to create a seal between the vacuum seal and the stepped surface. In addition, a motor-driven vacuum pump can be turned on to create a vacuum in the cavity under the portable vacuum gripper.

На Фиг. 10B(b) вакуумное уплотнение можно сжимать по толщине уплотнения за счет создания вакуума в полости портативного вакуумного захвата. Направление сжатия перпендикулярно поверхности объекта, таким образом, вакуумное уплотнение сжимается больше 1031*/1035*/1036* на более высокой ступени, а также сжимается меньше 1031**/1035**/1036** на более низкой ступени ступенчатой поверхности. Более сжимаемые и растягиваемые слои 1031 и 1035 изгибаются сильнее по сравнению с менее сжимаемыми и растягиваемыми слоями 1035 и 1036 соответственно.In Fig. 10B(b), the vacuum seal can be compressed along the thickness of the seal by creating a vacuum in the cavity of the portable vacuum gripper. The direction of compression is perpendicular to the surface of the object, so that the vacuum seal is compressed more than 1031*/1035*/1036* at a higher stage, and is also compressed less than 1031**/1035**/1036** at a lower stage of the stepped surface. The more compressible and stretchable layers 1031 and 1035 bend more strongly compared to the less compressible and stretchable layers 1035 and 1036, respectively.

Кроме того, на углу ступени материал вакуумного уплотнения может растягиваться за счет боковой силы 1055 для заполнения угла ступени таким образом, чтобы вакуумное уплотнение соответствовало ступенчатой поверхности для обеспечения хорошей герметизации со ступенчатой поверхностью. Таким образом, вакуумное уплотнение можно использовать для формирования согласованного уплотнения с неровными поверхностями объектов, такими как ступенчатые поверхности, поверхности с канавками или шероховатые поверхности.In addition, at the step corner, the vacuum seal material can be stretched by the lateral force 1055 to fill the step corner so that the vacuum seal conforms to the step surface to ensure good sealing with the step surface. In this way, the vacuum seal can be used to form a consistent seal with uneven surfaces of objects, such as step surfaces, grooved surfaces or rough surfaces.

За счет многослойного уплотнения может быть обеспечена средняя большая сила 1056A* контакта с поверхностью объекта на более высокой части ступени, по сравнению со средней слабой силой 1056B* контакта с поверхностью объекта на более низкой части ступени. Для соответствующих значений толщины слоев в многослойном уплотнении разница сил может быть меньше по сравнению с однослойным уплотнением.Due to the multi-layer seal, an average high force of 1056A* contact with the surface of the object on the higher part of the step can be ensured, compared to an average low force of 1056B* contact with the surface of the object on the lower part of the step. For corresponding values of the layer thickness in a multi-layer seal, the difference in forces can be smaller compared to a single-layer seal.

Композитное уплотнение с постепенно изменяющимися характеристиками упругого деформированияComposite seal with gradually changing elastic deformation characteristics

Для дополнительного уменьшения разницы сил можно использовать элемент - вакуумное уплотнение, имеющий постепенно изменяющиеся характеристики упругого деформирования. Постепенно изменяющийся элемент-уплотнение может включать в себя композитный слой, имеющий непрерывно или постепенно изменяющиеся характеристики упругой деформируемости.To further reduce the difference in forces, an element - a vacuum seal with gradually changing elastic deformation characteristics can be used. The gradually changing seal element can include a composite layer with continuously or gradually changing elastic deformation characteristics.

На Фиг. 11A-11B показано постепенно изменяющееся композитное вакуумное уплотнение в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Вакуумное уплотнение может представлять собой постепенно изменяющееся композитное уплотнение, например имеющее постепенно изменяющиеся характеристики упругого деформирования. На Фиг. 11A композитный слой 1160 может иметь постепенно изменяющиеся характеристики сжимаемости. Композитный слой 1160 может сжиматься больше (1160A) под действием большой силы и может сжиматься меньше (1160B) под действием меньшей силы.Fig. 11A-11B show a gradually changing composite vacuum seal according to some embodiments. The vacuum seal may be a gradually changing composite seal, such as having gradually changing elastic deformation characteristics. In Fig. 11A, the composite layer 1160 may have gradually changing compressibility characteristics. The composite layer 1160 may compress more (1160A) under a large force and may compress less (1160B) under a smaller force.

На Фиг. 11B(a) портативный вакуумный захват 1100 может включать в себя вакуумное уплотнение 1130, соединенное с корпусом 1111 портативного вакуумного захвата 1100. Вакуумное уплотнение 1130 может включать в себя постепенно изменяющийся композитный слой 1160.In Fig. 11B(a), the portable vacuum gripper 1100 may include a vacuum seal 1130 connected to the body 1111 of the portable vacuum gripper 1100. The vacuum seal 1130 may include a gradually changing composite layer 1160.

Портативный вакуумный захват 1100 может быть помещен на ступенчатую поверхность объекта. Портативный вакуумный захват 1100 можно толкать вниз для создания герметизации между вакуумным уплотнением и ступенчатой поверхностью. Кроме того, для создания вакуума в полости под портативным вакуумным захватом может быть включен вакуумный насос с приводом от двигателя.The portable vacuum gripper 1100 can be placed on a stepped surface of an object. The portable vacuum gripper 1100 can be pushed down to create a seal between the vacuum seal and the stepped surface. In addition, a motor-driven vacuum pump can be turned on to create a vacuum in the cavity under the portable vacuum gripper.

На Фиг. 11B(b) вакуумное уплотнение можно сжимать по толщине уплотнения за счет создания вакуума в полости портативного вакуумного захвата.In Fig. 11B(b), the vacuum seal can be compressed across the thickness of the seal by creating a vacuum in the cavity of the portable vacuum gripper.

Кроме того, на углу ступени материал вакуумного уплотнения может растягиваться за счет боковой силы 1155 для заполнения угла ступени таким образом, чтобы вакуумное уплотнение соответствовало ступенчатой поверхности для обеспечения хорошей герметизации со ступенчатой поверхностью. За счет постепенно изменяющегося композитного уплотнения может быть обеспечена слегка большая сила 1156A** контакта с поверхностью объекта на более высокой части ступени, по сравнению со слегка слабой силой 1156B** контакта с поверхностью объекта на нижней части ступени, что может создавать аналогичное давление 1157B на поверхности объекта. Для соответствующего изменения характеристик упругой деформируемости разница сил может быть меньше по сравнению с однослойным уплотнением.In addition, at the corner of the step, the vacuum seal material can be stretched by the lateral force 1155 to fill the corner of the step so that the vacuum seal corresponds to the stepped surface to ensure good sealing with the stepped surface. Due to the gradually changing composite seal, a slightly greater contact force 1156A** with the surface of the object at the higher part of the step can be provided, compared with a slightly weak contact force 1156B** with the surface of the object at the lower part of the step, which can create a similar pressure 1157B on the surface of the object. For a corresponding change in the elastic deformability characteristics, the difference in forces can be smaller compared to a single-layer seal.

Гибкий слой в нижней частиFlexible layer at the bottom

В некоторых вариантах осуществления изобретения износостойкий слой может быть расположен под вакуумным уплотнением для защиты вакуумного уплотнения, в частности когда вакуумное уплотнение включает в себя пеноматериал. Износостойкий слой может быть тонким и гибким, например растягиваемым, чтобы следовать контуру поверхности объекта.In some embodiments of the invention, a wear-resistant layer may be located under the vacuum seal to protect the vacuum seal, particularly when the vacuum seal includes foam. The wear-resistant layer may be thin and flexible, such as stretchable, to follow the contour of the surface of the object.

На Фиг. 12A-12B показано вакуумное уплотнение с гибким нижним слоем в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Вакуумное уплотнение может представлять собой упруго деформируемое уплотнение 1231, такое как однослойное уплотнение, многослойное уплотнение или постепенно изменяющееся композитное уплотнение. На Фиг. 12A вакуумное уплотнение включает в себя сжимаемый слой 1231, соединенный с гибким слоем 1261. Сжимаемый слой 1231 может представлять собой упруго деформируемый слой, например сжимаемый и растягиваемый. Например, под действием силы сжатия сжимаемый слой 1231 может сжиматься в сжатый слой 1231*. Гибкий слой может быть тонким и гибким, например растягиваемым. Например, при встрече со ступенью гибкий слой 1261 может изгибаться в изогнутый слой 1261*, чтобы соответствовать ступенчатой поверхности объекта.Fig. 12A-12B show a vacuum seal with a flexible bottom layer according to some embodiments. The vacuum seal can be an elastically deformable seal 1231, such as a single-layer seal, a multi-layer seal, or a progressively changing composite seal. In Fig. 12A, the vacuum seal includes a compressible layer 1231 connected to a flexible layer 1261. The compressible layer 1231 can be an elastically deformable layer, such as compressible and stretchable. For example, under the action of a compressive force, the compressible layer 1231 can be compressed into a compressed layer 1231*. The flexible layer can be thin and flexible, such as stretchable. For example, when meeting a step, the flexible layer 1261 can bend into a curved layer 1261* to conform to the stepped surface of the object.

На Фиг. 12B(a) портативный вакуумный захват 1200 может включать в себя вакуумное уплотнение 1230, соединенное с корпусом 1211 портативного вакуумного захвата 1200. Вакуумное уплотнение 1230 может включать в себя сжимаемый слой 1231, соединенный с гибким слоем 1261.In Fig. 12B(a), the portable vacuum gripper 1200 may include a vacuum seal 1230 connected to the body 1211 of the portable vacuum gripper 1200. The vacuum seal 1230 may include a compressible layer 1231 connected to a flexible layer 1261.

Портативный вакуумный захват 1200 может быть помещен на ступенчатую поверхность объекта. Портативный вакуумный захват 1200 можно толкать вниз для создания герметизации между вакуумным уплотнением и ступенчатой поверхностью. Кроме того, для создания вакуума в полости под портативным вакуумным захватом может быть включен вакуумный насос с приводом от двигателя. На углу ступени материал вакуумного уплотнения может растягиваться за счет боковой силы 1255 для заполнения угла ступени таким образом, чтобы вакуумное уплотнение соответствовало ступенчатой поверхности для обеспечения хорошей герметизации со ступенчатой поверхностью.The portable vacuum gripper 1200 can be placed on the stepped surface of the object. The portable vacuum gripper 1200 can be pushed downwards to create a seal between the vacuum seal and the stepped surface. In addition, a motor-driven vacuum pump can be turned on to create a vacuum in the cavity under the portable vacuum gripper. At the corner of the step, the vacuum seal material can be stretched by the lateral force 1255 to fill the corner of the step so that the vacuum seal matches the stepped surface to ensure good sealing with the stepped surface.

На Фиг. 12B(b) вакуумное уплотнение можно сжимать по толщине уплотнения за счет создания вакуума в полости портативного вакуумного захвата. Гибкий слой может включать в себя более износостойкий материал, чем сжимаемый слой, что может продлить срок службы вакуумного захвата.In Fig. 12B(b), the vacuum seal can be compressed along the thickness of the seal by creating a vacuum in the cavity of the portable vacuum gripper. The flexible layer may include a more wear-resistant material than the compressible layer, which can extend the service life of the vacuum gripper.

Вакуумное уплотнение из каучуковой трубкиVacuum seal made of rubber tube

В некоторых вариантах осуществления вакуумное уплотнение может включать в себя пневматический или гидравлический элемент, такой как каучуковая трубка. Каучуковая трубка может быть сжимаемой и растягиваемой, а также иметь нижний гибкий слой каучука.In some embodiments, the vacuum seal may include a pneumatic or hydraulic element, such as a rubber tube. The rubber tube may be compressible and expandable, and may also have a lower flexible rubber layer.

На Фиг. 13A-13B показана конфигурация вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 13A вакуумное уплотнение 1330 может иметь конфигурацию в виде трубки, например, имеющую оболочку 1332A, окружающую внутренний газ 1332B. Вакуумное уплотнение может включать в себя гибкий, например сжимаемый и растягиваемый, материл 1332A оболочки, такой как каучук или эластомер. Вакуумное уплотнение может быть полым, например заполненным газом 1332B, таким как воздух. В дополнение к сжимаемому и растягиваемому характеру конфигурации вакуумного уплотнения в виде каучуковой трубки давление воздуха в области 1332B вакуумного уплотнения может быть выполнено с возможностью соответствия вакуумного уплотнения имеющим канавки или ступенчатым или неровным областям поверхности.Fig. 13A-13B show a configuration of a vacuum seal according to some embodiments. In Fig. 13A, the vacuum seal 1330 may have a configuration in the form of a tube, for example, having a shell 1332A surrounding an internal gas 1332B. The vacuum seal may include a flexible, for example, compressible and stretchable, shell material 1332A, such as rubber or an elastomer. The vacuum seal may be hollow, for example filled with a gas 1332B, such as air. In addition to the compressible and stretchable nature of the configuration of the vacuum seal in the form of a rubber tube, the air pressure in the region 1332B of the vacuum seal may be configured to match the vacuum seal with grooves or stepped or uneven surface areas.

На Фиг. 13B(a) портативный вакуумный захват 1300 может быть помещен на поверхность объекта. Поверхность может представлять собой неправильную поверхность, например имеющую ступенчатую конфигурацию. Ступенчатая поверхность может быть показана с преувеличенной ступенью, чтобы проиллюстрировать характер уплотнения портативного вакуумного захвата на ступенчатой поверхности. Портативный вакуумный захват 1300 может включать в себя вакуумное уплотнение 1330, соединенное с корпусом 1311 портативного вакуумного захвата 1300. В начале вакуумное уплотнение может касаться ступенчатой поверхности или может быть деформировано в некоторой степени под весом портативного вакуумного захвата.In Fig. 13B(a), the portable vacuum gripper 1300 can be placed on the surface of the object. The surface can be an irregular surface, for example having a stepped configuration. The stepped surface can be shown with an exaggerated step to illustrate the nature of the seal of the portable vacuum gripper on the stepped surface. The portable vacuum gripper 1300 can include a vacuum seal 1330 connected to the body 1311 of the portable vacuum gripper 1300. Initially, the vacuum seal can touch the stepped surface or can be deformed to some extent under the weight of the portable vacuum gripper.

Портативный вакуумный захват 1300 можно толкать вниз для создания герметизации между вакуумным уплотнением и ступенчатой поверхностью. Кроме того, для создания вакуума в полости под портативным вакуумным захватом может быть включен вакуумный насос с приводом от двигателя.The portable vacuum gripper 1300 can be pushed downwards to create a seal between the vacuum seal and the stepped surface. In addition, a motor-driven vacuum pump can be turned on to create a vacuum in the cavity under the portable vacuum gripper.

На Фиг. 13B(b) вакуумное уплотнение можно сжимать по толщине уплотнения за счет создания вакуума в полости портативного вакуумного захвата. Направление сжатия перпендикулярно поверхности объекта, поэтому вакуумное уплотнение сжимается больше (1332*) на более высокой ступени и сжимается меньше (1332**) на более низкой ступени ступенчатой поверхности.In Fig. 13B(b), the vacuum seal can be compressed along the thickness of the seal by creating a vacuum in the cavity of the portable vacuum gripper. The direction of compression is perpendicular to the surface of the object, so the vacuum seal is compressed more (1332*) at a higher stage and is compressed less (1332**) at a lower stage of the stepped surface.

Кроме того, на углу ступени материал вакуумного уплотнения может растягиваться для заполнения угла ступени таким образом, что вакуумное уплотнение соответствует ступенчатой поверхности для обеспечения хорошей герметизации со ступенчатой поверхностью. Таким образом, вакуумное уплотнение из каучуковой трубки можно использовать для формирования согласованного уплотнения с неровными поверхностями объектов, такими как ступенчатые поверхности, поверхности с канавками или шероховатые поверхности.In addition, at the step corner, the vacuum seal material can be stretched to fill the step corner so that the vacuum seal conforms to the step surface to ensure good sealing with the step surface. In this way, the rubber tube vacuum seal can be used to form a consistent seal with uneven surfaces of objects such as step surfaces, grooved surfaces or rough surfaces.

На Фиг. 14A-14B показано формирование вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 14A операция 1400 формирует вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с поверхностью элемента-основания с образованием герметичной полости при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 14A-14B show the formation of a vacuum gripper according to some embodiments. In Fig. 14A, operation 1400 forms a vacuum gripper for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base member, a vacuum seal member in the form of a closed loop connected to the surface of the base member to form a sealed cavity when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base member and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал, имеющий постепенно изменяющуюся характеристику сжимаемости или множество слоев с разными характеристиками сжимаемости. Постепенно изменяющаяся характеристика сжимаемости или множество слоев с разными характеристиками сжимаемости выполнены с возможностью балансировки сил контакта на элементе - вакуумном уплотнении с изменением высоты поверхности объекта. Элемент - вакуумное уплотнение необязательно содержит гибкий слой, присоединенный на поверхности, противоположной поверхности элемента-основания. Гибкий слой включает в себя более стойкий к истиранию материал, чем сжимаемый материал элемента - вакуумного уплотнения.The vacuum seal element comprises a compressible material having a gradually changing compressibility characteristic or a plurality of layers with different compressibility characteristics. The gradually changing compressibility characteristic or a plurality of layers with different compressibility characteristics are designed with the possibility of balancing the contact forces on the vacuum seal element with a change in the height of the object surface. The vacuum seal element optionally comprises a flexible layer attached to the surface opposite to the surface of the base element. The flexible layer includes a material that is more resistant to abrasion than the compressible material of the vacuum seal element.

Альтернативно элемент - вакуумное уплотнение включает в себя пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, образующий заполненную текучей средой полость. Пневматический или гидравлический элемент имеет давление заполненной текучей средой полости, оптимизированное для герметизации элемента - вакуумного уплотнения на поверхности объекта с изменяющейся высотой. Вакуумный захват необязательно включает в себя насосный механизм для регулирования давления заполненной текучей средой полости.Alternatively, the vacuum sealing element includes a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer defining a fluid-filled cavity. The pneumatic or hydraulic element has a fluid-filled cavity pressure optimized for sealing the vacuum sealing element on the surface of an object with a varying height. The vacuum gripper optionally includes a pump mechanism for regulating the fluid-filled cavity pressure.

На Фиг. 14B при операции 1420 создают вакуум в полости вакуумного захвата после соединения вакуумного захвата с поверхностью панели. При операции 1430 нажимают на вакуумный захват на участках неровной поверхности панели для получения требуемого уровня вакуума.In Fig. 14B, in operation 1420, a vacuum is created in the cavity of the vacuum gripper after the vacuum gripper is connected to the surface of the panel. In operation 1430, the vacuum gripper is pressed on the areas of the uneven surface of the panel to obtain the desired vacuum level.

Различные конфигурацииVarious configurations

На Фиг. 15A-15I показаны конфигурации вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Гибкий тонкий слой 1534 может быть расположен под вакуумным уплотнением или между множеством вакуумных уплотнений, например, на уплотнении 1532A/1532B в виде каучуковой трубки, уплотнении 1531 из твердого материала, уплотнении 1531-1535-1536 из многослойного материала или уплотнении, которое имеет любую комбинацию слоев из каучуковой трубки, твердого материала, многослойного материала или постепенно изменяющегося материала.Fig. 15A-15I show vacuum seal configurations according to some embodiments. Flexible thin layer 1534 can be located under the vacuum seal or between a plurality of vacuum seals, for example, on the seal 1532A/1532B in the form of a rubber tube, a seal 1531 made of a solid material, a seal 1531-1535-1536 made of a multilayer material, or a seal that has any combination of layers of a rubber tube, a solid material, a multilayer material, or a gradually changing material.

Например, на Фиг. 15A показан гибкий тонкий слой 1561, расположенный под уплотнением в виде каучуковой трубки, имеющий воздух 1532B под давлением внутри каучуковой стенки 1532A. На Фиг. 15B показан гибкий тонкий слой 1561, расположенный под уплотнением, имеющим слои 1536, 1535 и 1531, каждый из которых имеет разный сжимаемый и растягиваемый материал. На Фиг. 15C показан гибкий тонкий слой 1561, расположенный под уплотнением, имеющим слой 1531. На Фиг. 15D показан гибкий тонкий слой 1561A, расположенный между уплотнением, имеющим слои 1535/1531, и уплотнением 1532A/1532B в виде каучуковой трубки. На Фиг. 15E показан гибкий тонкий слой 1561A, расположенный между уплотнением, имеющим слой 1531, и уплотнением 1532A/1532B в виде каучуковой трубки. На Фиг. 15F показан гибкий тонкий слой 1561A, расположенный между уплотнением, имеющим каучуковую трубку 1532A1, и уплотнением 1532A в виде каучуковой трубки. На Фиг. 15G показан гибкий тонкий слой 1561A, расположенный между уплотнением, имеющим каучуковую трубку 1532A, и уплотнением, имеющим слои 1535/1531, вместе с другим гибким тонким слоем 1561 под уплотнением, имеющим слои 1535/1531. На Фиг. 15H показан гибкий тонкий слой 1561, расположенный под уплотнением, имеющим каучуковую трубку 1532A, и уплотнением, имеющим слои 1535/1531. На Фиг. 15I показан гибкий тонкий слой 1561A, расположенный между двумя уплотнениями, имеющими каучуковые трубки 1532A1 и 1532A, вместе с другим гибким тонким слоем 1561 под уплотнением, имеющим каучуковую трубку 1532A. For example, Fig. 15A shows a flexible thin layer 1561 located under a rubber tube seal that has air 1532B under pressure within the rubber wall 1532A. Fig. 15B shows a flexible thin layer 1561 located under a seal that has layers 1536, 1535 and 1531, each of which has a different compressible and stretchable material. Fig. 15C shows a flexible thin layer 1561 located under a seal that has layer 1531. Fig. 15D shows a flexible thin layer 1561A located between a seal that has layers 1535/1531 and a rubber tube seal 1532A/1532B. Fig. 15E shows a flexible thin layer 1561A located between the seal having layer 1531 and the seal 1532A/1532B in the form of a rubber tube. In Fig. 15F shows a flexible thin layer 1561A located between the seal having rubber tube 1532A1 and the seal 1532A in the form of a rubber tube. In Fig. 15G shows a flexible thin layer 1561A located between the seal having rubber tube 1532A and the seal having layers 1535/1531, together with another flexible thin layer 1561 under the seal having layers 1535/1531. In Fig. 15H shows a flexible thin layer 1561 located under a seal having a rubber tube 1532A and a seal having layers 1535/1531. Fig. 15I shows a flexible thin layer 1561A located between two seals having rubber tubes 1532A1 and 1532A, together with another flexible thin layer 1561 under a seal having a rubber tube 1532A.

На Фиг. 16 показан процесс формирования вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При операции 1600 формируют вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с поверхностью элемента-основания с образованием герметичной полости при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 16 shows a process for forming a vacuum seal according to some embodiments. In operation 1600, a vacuum gripper is formed for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base element, a vacuum seal element in the form of a closed loop, connected to the surface of the base element to form a sealed cavity when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base element and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал с постепенно изменяющейся характеристикой сжимаемости. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал, имеющий множество слоев с разными характеристиками сжимаемости. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемую конструкцию, имеющую пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, окружающий заполненную текучей средой полость. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал на гибком слое. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал, имеющий комбинацию двух или более слоев с постепенно изменяющейся характеристикой сжимаемости, множество слоев с разными характеристиками сжимаемости, пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, образующий заполненную текучей средой полость, или гибкий слой.The vacuum seal element comprises a compressible material with a gradually changing compressibility characteristic. The vacuum seal element comprises a compressible material having a plurality of layers with different compressibility characteristics. The vacuum seal element comprises a compressible structure having a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer surrounding a cavity filled with a fluid medium. The vacuum seal element comprises a compressible material on a flexible layer. The vacuum seal element comprises a compressible material having a combination of two or more layers with a gradually changing compressibility characteristic, a plurality of layers with different compressibility characteristics, a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer forming a cavity filled with a fluid medium, or a flexible layer.

Слои элемента - вакуумного уплотнения оптимизированы для герметизации элемента - вакуумного уплотнения на поверхности объекта с изменяющейся высотой.The layers of the vacuum seal element are optimized for sealing the vacuum seal element on the surface of an object with varying height.

На Фиг. 17A-17D показаны блок-схемы формирования и работы вакуумного уплотнения в портативном вакуумном захвате в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Вакуумные уплотнения выполнены с возможностью соответствия неровным поверхностям, таким как ступенчатые поверхности, поверхности с канавками или шероховатые поверхности.Fig. 17A-17D show block diagrams of the formation and operation of a vacuum seal in a portable vacuum gripper according to some embodiments. The vacuum seals are configured to conform to uneven surfaces, such as stepped surfaces, grooved surfaces, or rough surfaces.

На Фиг. 17A операция 1700 формирует уплотнение для устройства вакуумного захвата. Уплотнение может быть выполнено с возможностью сжатия и растяжения. В некоторых вариантах осуществления уплотнение может включать в себя воздушный карман, такой как воздушная трубка. Уплотнение может включать в себя один слой сжимаемого и растягиваемого материала. Уплотнение может включать в себя множество слоев сжимаемых и растягиваемых материалов разной толщины. Уплотнение может включать в себя комбинацию одной или более воздушных трубок и одного или более слоев сжимаемых и растягиваемых материалов разной толщины.In Fig. 17A, operation 1700 forms a seal for a vacuum gripper. The seal may be configured to compress and stretch. In some embodiments, the seal may include an air pocket, such as an air tube. The seal may include one layer of compressible and stretchable material. The seal may include multiple layers of compressible and stretchable materials of different thicknesses. The seal may include a combination of one or more air tubes and one or more layers of compressible and stretchable materials of different thicknesses.

На Фиг. 17B при операции 1720 уплотнение присасывающего устройства прижимают к неровной поверхности, причем уплотнение сжимается больше на более высоких областях поверхности и растягивается на более низких областях поверхности таким образом, что нижняя поверхность уплотнения соответствует неровной поверхности.In Fig. 17B, in operation 1720, the seal of the suction device is pressed against the uneven surface, wherein the seal is compressed more at higher areas of the surface and stretched at lower areas of the surface such that the lower surface of the seal corresponds to the uneven surface.

На Фиг. 17C при операции 1740 многослойное уплотнение присасывающего устройства прижимают к неровной поверхности, причем нижние слои уплотнения сжимаются и растягиваются больше верхних слоев таким образом, что нижняя поверхность уплотнения соответствует неровной поверхности.In Fig. 17C, in operation 1740, the multilayer seal of the suction device is pressed against the uneven surface, wherein the lower layers of the seal are compressed and stretched more than the upper layers such that the lower surface of the seal corresponds to the uneven surface.

На Фиг. 17D при операции 1760 гибкий слой уплотнения присасывающего устройства прижимают к неровной поверхности, причем гибкий слой выполнен с возможностью плавного соответствия неровной поверхности.In Fig. 17D, in operation 1760, the flexible sealing layer of the suction device is pressed against the uneven surface, wherein the flexible layer is configured to smoothly conform to the uneven surface.

Локализованное нажатие на вакуумное уплотнение для лучшего соответствияLocalized vacuum seal pressure for better fit

В некоторых вариантах осуществления гибкий слой может быть расположен поверх элемента - вакуумного уплотнения, например между элементом-основанием и элементом - вакуумным уплотнением. Гибкий слой может быть выполнен с возможностью обеспечения формирования вакуумного уплотнения в соответствии с неровностями поверхности объекта. Например, при нажатии на гибкий слой вакуумное уплотнение может выступать на противоположной стороне для заполнения любого зазора с поверхностью объекта. Таким образом, гибкий слой может быть выполнен с возможностью деформации с менее локализованным профилем, чем упруго деформируемый материал при точечном вдавливании. Альтернативно или дополнительно гибкий слой может быть выполнен с возможностью выступать в большей степени на противоположной поверхности, чем упруго деформируемый материал при точечном вдавливании. Например, гибкий слой может иметь более высокую твердость, чем упруго деформируемый материал вакуумного уплотнения.In some embodiments, the flexible layer can be located over the vacuum seal element, for example between the base element and the vacuum seal element. The flexible layer can be configured to ensure that the vacuum seal is formed in accordance with the irregularities of the object surface. For example, when pressing the flexible layer, the vacuum seal can protrude on the opposite side to fill any gap with the object surface. Thus, the flexible layer can be configured to deform with a less localized profile than the elastically deformable material during point pressing. Alternatively or additionally, the flexible layer can be configured to protrude to a greater extent on the opposite surface than the elastically deformable material during point pressing. For example, the flexible layer can have a higher hardness than the elastically deformable material of the vacuum seal.

На Фиг. 18A-18C показаны конфигурации для локализованного нажатия на вакуумное уплотнение в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 18A вакуумное уплотнение 1830 может иметь гибкий слой 1834 на сжимаемом слое 1831. Вакуумное уплотнение 1830 может быть соединено с элементом-основанием 1811. При приложении силы сжатия на вакуумный захват сжимаемый слой 1831 может сжиматься 1831*, а гибкий слой 1834 может изгибаться 1834* на неровной области поверхности.Fig. 18A-18C show configurations for localized pressing on a vacuum seal according to some embodiments. In Fig. 18A, a vacuum seal 1830 may have a flexible layer 1834 on a compressible layer 1831. The vacuum seal 1830 may be connected to a base member 1811. When a compression force is applied to the vacuum gripper, the compressible layer 1831 may be compressed 1831*, and the flexible layer 1834 may bend 1834* on an uneven surface area.

На Фиг. 18B(a)-18B(c) показан процесс улучшения соответствия вакуумного уплотнения ступенчатой поверхности объекта. На Фиг. 18B(a) вакуумный захват, имеющий вакуумное уплотнение, которое включает в себя гибкий слой 1834 на деформируемом слое 1831, помещен на поверхность объекта, которая содержит ступень 1862. При размещении на объекте вакуумное уплотнение может опираться на более высокую часть ступени с зазором относительно нижней части. Силу 1840 прилагают к вакуумному захвату, она передается к вакуумному уплотнению. Вакуумное уплотнение может деформироваться для соответствия поверхности объекта. На расстоянии от ступени вакуумный уплотнитель контактирует с поверхностью объекта. В непосредственной близости от ступени может быть зазор 1865 между вакуумным уплотнением и нижним углом ступени, в частности если ступень имеет резкую переходную часть.In Fig. 18B(a)-18B(c) the process of improving the conformity of the vacuum seal with the stepped surface of the object is shown. In Fig. 18B(a) the vacuum gripper having the vacuum seal which includes the flexible layer 1834 on the deformable layer 1831 is placed on the surface of the object which contains the step 1862. When placed on the object the vacuum seal can rest on the higher part of the step with a gap relative to the lower part. The force 1840 is applied to the vacuum gripper, it is transmitted to the vacuum seal. The vacuum seal can be deformed to conform to the surface of the object. At a distance from the step the vacuum seal contacts the surface of the object. In the immediate vicinity of the step there can be a gap 1865 between the vacuum seal and the lower corner of the step, in particular if the step has a sharp transition part.

На Фиг. 18B(b) упорный стержень 1864 используют для нажатия на гибкий слой в месте расположения зазора 1865, например с использованием силы 1864* на упорном стержне. Деформируемый слой 1831 может быть мягким и легко деформироваться для соответствия неровностям поверхности объекта. Без гибкого слоя 1834 при нажатии на верхнюю сторону мягкого деформируемого слоя 1831 может образовываться локальный зазор в области нажатия, но с минимальным влиянием на противоположной нижней стороне деформируемого слоя 1831. Гибкий слой 1834 изготовлен из более твердого материала, чем деформируемый слой 1831, таким образом, нажатие на гибкий слой может образовывать больший зазор, что может привести к перемещению деформируемого слоя 1831 на поверхности нижней стороны для заполнения зазора 1865.In Fig. 18B(b), the stop bar 1864 is used to press on the flexible layer at the location of the gap 1865, for example using the force 1864* on the stop bar. The deformable layer 1831 can be soft and easily deformed to match the unevenness of the surface of the object. Without the flexible layer 1834, when pressing on the upper side of the soft deformable layer 1831, a local gap can be formed in the area of pressing, but with a minimal effect on the opposite lower side of the deformable layer 1831. The flexible layer 1834 is made of a harder material than the deformable layer 1831, so that pressing on the flexible layer can form a larger gap, which can lead to the movement of the deformable layer 1831 on the surface of the lower side to fill the gap 1865.

В некоторых вариантах осуществления гибкий слой выбирают, например, по толщине слоя, твердости слоя или гибкости слоя, таким образом, чтобы деформируемый слой мог соответствовать неровностям поверхности объекта, например для заполнения зазора 1865 на ступенчатой поверхности. Например, гибкий слой и деформируемый слой выбирают таким образом, чтобы сила 1864* от упорного стержня 1864 могла воздействовать на гибкий слой и заставлять деформируемый слой выступать на противоположной поверхности. Гибкий слой может быть выполнен с возможностью деформации с менее локализованным профилем, чем деформируемый слой при точечном вдавливании. Альтернативно или дополнительно гибкий слой может быть выполнен с возможностью формирования по меньшей мере выступающей части на противоположной поверхности деформируемого слоя при точечном вдавливании. Упорный стержень можно нажимать под углом от вертикального направления, например в направлении, указывающем на зазор.In some embodiments, the flexible layer is selected, for example, by the layer thickness, the layer hardness or the layer flexibility, so that the deformable layer can conform to the irregularities of the object surface, for example to fill the gap 1865 on the stepped surface. For example, the flexible layer and the deformable layer are selected so that the force 1864* from the stop rod 1864 can act on the flexible layer and cause the deformable layer to protrude on the opposite surface. The flexible layer can be configured to deform with a less localized profile than the deformable layer during point pressing. Alternatively or additionally, the flexible layer can be configured to form at least a protruding portion on the opposite surface of the deformable layer during point pressing. The stop rod can be pressed at an angle from the vertical direction, for example in a direction pointing to the gap.

В результате нажатие на упорный стержень 1864 в области зазора может способствовать уменьшению размера зазора 1865 для обеспечения достаточной силы вакуумного присасывания между вакуумным захватом и объектом (Фиг. 18B(c)).As a result, pressing on the stop rod 1864 in the gap region can help to reduce the size of the gap 1865 to ensure sufficient vacuum suction force between the vacuum gripper and the object (Fig. 18B(c)).

На Фиг. 18C(a)-18C(c) показан процесс улучшения соответствия вакуумного уплотнения поверхности с канавками объекта. На Фиг. 18C(a) вакуумный захват помещают на поверхность объекта, которая содержит канавку 1863. При размещении на объекте вакуумное уплотнение может опираться на плоскую часть поверхности, с зазором с канавкой. Силу 1840 прилагают к вакуумному захвату, она передается к вакуумному уплотнению. Вакуумное уплотнение может деформироваться для соответствия поверхности объекта. Для неглубокой канавки с постепенной переходной частью вакуумное уплотнение может соответствовать поверхности канавки. Для глубокой канавки или канавки с резкой переходной частью возможен зазор 1865 между вакуумным уплотнением и нижней частью канавки, особенно на нижних углах канавки.In Fig. 18C(a)-18C(c) the process of improving the conformity of the vacuum seal of the surface with the grooves of the object is shown. In Fig. 18C(a) the vacuum gripper is placed on the surface of the object, which contains the groove 1863. When placed on the object, the vacuum seal can rest on the flat part of the surface, with a gap with the groove. The force 1840 is applied to the vacuum gripper, it is transmitted to the vacuum seal. The vacuum seal can be deformed to conform to the surface of the object. For a shallow groove with a gradual transition part, the vacuum seal can conform to the surface of the groove. For a deep groove or a groove with an abrupt transition part, a gap 1865 is possible between the vacuum seal and the bottom of the groove, especially at the lower corners of the groove.

На Фиг. 18C(b) упорный стержень 1864 используют для нажатия на гибкий слой в местах расположения зазора 1865, например с использованием силы 1864* на упорном стержне. Сила 1864* нажатия может формировать вмятину большего размера, что может привести к перемещению деформируемого слоя 1831 на поверхности нижней стороны для заполнения зазора 1865. Упорный стержень можно нажимать в направлении прямо к зазору.In Fig. 18C(b), the stop bar 1864 is used to press on the flexible layer at the locations of the gap 1865, for example using the force 1864* on the stop bar. The pressing force 1864* can form a larger indentation, which can lead to the movement of the deformable layer 1831 on the surface of the lower side to fill the gap 1865. The stop bar can be pressed in a direction directly towards the gap.

В результате нажатие на упорный стержень 1864 в области зазора может способствовать уменьшению размера зазора 1865 для обеспечения достаточной силы вакуумного присасывания между вакуумным захватом и объектом (Фиг. 18C(c)).As a result, pressing on the stop rod 1864 in the gap region can help to reduce the size of the gap 1865 to ensure sufficient vacuum suction force between the vacuum gripper and the object (Fig. 18C(c)).

Опора для верхнего гибкого слояSupport for the upper flexible layer

В некоторых вариантах осуществления гибкий слой может быть выполнен с возможностью покрытия только периферии вакуумного захвата, например, он может проходить вдоль элемента - вакуумного уплотнения вакуумного захвата. Альтернативно гибкий слой может также покрывать всю поверхность полости, например покрывать нижнюю сторону элемента-основания. Гибкий слой может иметь гибкую опору на средней части гибкого слоя, например для обеспечения жесткости и также гибкости вакуумного захвата при соединении с неровной поверхностью объекта.In some embodiments, the flexible layer can be designed to cover only the periphery of the vacuum gripper, for example, it can extend along the vacuum seal element of the vacuum gripper. Alternatively, the flexible layer can also cover the entire surface of the cavity, for example, cover the lower side of the base element. The flexible layer can have a flexible support on the middle part of the flexible layer, for example to ensure rigidity and also flexibility of the vacuum gripper when connecting to an uneven surface of an object.

На Фиг. 19A-19C показана конфигурация гибкой опоры для гибкого слоя в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 19A вакуумное уплотнение 1930 может иметь гибкий слой 1934 на сжимаемом слое 1931. Вакуумное уплотнение 1930 может быть соединено с элементом-основанием 1911 по периферии элемента-основания. Гибкий слой также может покрывать элемент-основание, например находиться поверх периферийного вакуумного уплотнения, а также в средней части элемента-основания. Таким образом, полость может быть образована между вакуумным уплотнением с гибким слоем и поверхностью объекта.Fig. 19A-19C show a configuration of a flexible support for a flexible layer according to some embodiments. In Fig. 19A, a vacuum seal 1930 may have a flexible layer 1934 on a compressible layer 1931. The vacuum seal 1930 may be connected to a base member 1911 along the periphery of the base member. The flexible layer may also cover the base member, for example, be located on top of the peripheral vacuum seal, as well as in the middle part of the base member. Thus, a cavity may be formed between the vacuum seal with the flexible layer and the surface of the object.

Гибкий слой 1934 может включать в себя гибкую опору 1967, расположенную внутри области, окруженной сжимаемым слоем 1931. Гибкая опора 1967 выполнена с возможностью быть достаточно жесткой для обеспечения прочности вакуумного захвата и достаточно гибкой для обеспечения изгибания сжимаемого слоя при встрече с неровной поверхностью объекта.The flexible layer 1934 may include a flexible support 1967 located within the region surrounded by the compressible layer 1931. The flexible support 1967 is configured to be sufficiently rigid to provide vacuum grip strength and sufficiently flexible to provide bending of the compressible layer when encountering an uneven surface of the object.

На Фиг. 19B показан вид в поперечном сечении гибкой опоры по сжимаемому слою вместе с окружающими компонентами. Гибкий слой и сжимаемый слой могут изгибаться при встрече со ступенчатой поверхностью объекта. Под действием упорного стержня 1964 нижняя поверхность сжимаемого слоя 1931 прижимается вниз до контакта со ступенчатой поверхностью.Fig. 19B shows a cross-sectional view of the flexible support along the compressible layer together with the surrounding components. The flexible layer and the compressible layer can bend when meeting the stepped surface of the object. Under the action of the stop rod 1964, the lower surface of the compressible layer 1931 is pressed downward until it contacts the stepped surface.

На Фиг. 19C показан вид в поперечном сечении гибкой опоры по части гибкой опоры вместе с окружающими компонентами. Гибкая опора является достаточно гибкой, чтобы обеспечить изгибание сжимаемого слоя 1931 и гибкого слоя 1934 в соответствии со ступенчатой поверхностью объекта. Под действием упорного стержня 1964 нижняя поверхность сжимаемого слоя 1931 прижимается вниз до контакта со ступенчатой поверхностью.Fig. 19C shows a cross-sectional view of the flexible support in part of the flexible support together with the surrounding components. The flexible support is flexible enough to allow the compressible layer 1931 and the flexible layer 1934 to bend in accordance with the stepped surface of the object. Under the action of the stop rod 1964, the lower surface of the compressible layer 1931 is pressed downward until it contacts the stepped surface.

Формирование и работа гибкой опорыFormation and operation of flexible support

На Фиг. 20A-20B показаны формирование и работа гибкой опоры в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 20A операция 2000 формирует вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с поверхностью элемента-основания с образованием герметичной полости при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 20A-20B show the formation and operation of a flexible support according to some embodiments. In Fig. 20A, operation 2000 forms a vacuum gripper for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base member, a vacuum seal member in the form of a closed loop connected to the surface of the base member to form a sealed cavity when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base member and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение включает в себя сжимаемый материал, многослойный сжимаемый материал, композитный постепенно изменяющийся сжимаемый материал или сжимаемую конструкцию, имеющую пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, окружающий заполненную текучей средой полость. Вакуумный захват дополнительно включает в себя гибкий слой, расположенный между элементом-основанием и элементом - вакуумным уплотнением. Гибкий слой выполнен с возможностью деформации на одной и той же поверхности с менее локализованным профилем, чем сжимаемый материал под точечным вдавливанием. Гибкий слой выполнен с возможностью деформации на противоположной поверхности в большей степени, чем сжимаемый материал под точечным вдавливанием, так как имеет более высокую твердость. Гибкий слой включает в себя гибкую опору в области внутри элемента - вакуумного уплотнения в виде замкнутой петли. Вакуумный захват необязательно включает в себя упорный стержень для нажатия на гибкий слой, чтобы сжимаемый слой мог соответствовать неровностям поверхности объекта.The vacuum seal element includes a compressible material, a multilayer compressible material, a composite gradually changing compressible material or a compressible structure having a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer surrounding a cavity filled with a fluid. The vacuum gripper additionally includes a flexible layer located between the base element and the vacuum seal element. The flexible layer is configured to deform on the same surface with a less localized profile than the compressible material under point indentation. The flexible layer is configured to deform on the opposite surface to a greater extent than the compressible material under point indentation, since it has a higher hardness. The flexible layer includes a flexible support in the region inside the vacuum seal element in the form of a closed loop. The vacuum gripper optionally includes a stop rod for pressing on the flexible layer so that the compressible layer can conform to the surface irregularities of the object.

На Фиг. 20B при операции 2020 создают вакуум в полости вакуумного захвата после соединения вакуумного захвата с поверхностью панели. При операции 2030 нажимают по выбору на отдельные области элемента - вакуумного уплотнения вакуумного захвата для соответствия элементу - вакуумному уплотнению на участках неровной поверхности панели.In Fig. 20B, in operation 2020, a vacuum is created in the cavity of the vacuum gripper after the vacuum gripper is connected to the surface of the panel. In operation 2030, individual areas of the vacuum sealing element of the vacuum gripper are pressed, as desired, to match the vacuum sealing element in areas of the uneven surface of the panel.

Вакуумный захват с отверстиями в элементе-основанииVacuum gripper with holes in the base element

В некоторых вариантах осуществления в настоящее изобретение описывает вакуумный захват, имеющий отверстия в элементе-основании, например в корпусе вакуумного захвата, для открытия вакуумного уплотнения. На периферии элемента-основания может быть обеспечено одно отверстие. Альтернативно может быть обеспечено множество отверстий, разделенных соединительными ребрами, между внешней периферией и средней частью элемента-основания.In some embodiments, the present invention describes a vacuum gripper having openings in a base member, such as in a vacuum gripper body, for opening a vacuum seal. One opening may be provided at the periphery of the base member. Alternatively, a plurality of openings separated by connecting ribs may be provided between the outer periphery and the middle portion of the base member.

В некоторых вариантах осуществления для захвата поверхности объекта может быть сформирован вакуумный захват. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, имеющий отверстия по периферии. Элемент-основание может представлять собой плиту, которая может служить в качестве корпуса для вакуумного захвата. Ручка может быть соединена с элементом-основанием, например на верхней стороне, обращенной к оператору.In some embodiments, a vacuum gripper may be formed to grip the surface of an object. The vacuum gripper includes a base element having openings along the periphery. The base element may be a plate that may serve as a housing for the vacuum gripper. The handle may be connected to the base element, for example, on the upper side facing the operator.

Вакуумный захват включает в себя гибкий слой, имеющий гибкую часть и сжимаемую часть. Гибкая часть расположена по периферии с возможностью доступа к ней через отверстия в элементе-основании. Сжимаемая часть служит опорой и сформирована в середине гибкой части. Сжимаемая часть соединена с элементом-основанием.The vacuum gripper includes a flexible layer having a flexible part and a compressible part. The flexible part is located along the periphery with the possibility of access to it through openings in the base element. The compressible part serves as a support and is formed in the middle of the flexible part. The compressible part is connected to the base element.

Сжимаемая часть содержит более сжимаемый материал, чем гибкая часть. Сжимаемая часть расположена за пределами периферии элемента - вакуумного уплотнения или расположена во внутренней части элемента-основания.The compressible part contains a more compressible material than the flexible part. The compressible part is located outside the periphery of the vacuum seal element or is located in the interior of the base element.

В некоторых вариантах осуществления гибкий слой выполнен с возможностью деформации с менее локализованным профилем, чем упруго деформируемый материал при точечном вдавливании. Альтернативно или дополнительно гибкий слой выполнен с возможностью выступать в большей степени на противоположной поверхности, чем упруго деформируемый материал при точечном вдавливании. Альтернативно или дополнительно гибкий слой имеет более высокую твердость, чем упруго деформируемый материал.In some embodiments, the flexible layer is configured to deform with a less localized profile than the elastically deformable material under point indentation. Alternatively or additionally, the flexible layer is configured to project to a greater extent on the opposite surface than the elastically deformable material under point indentation. Alternatively or additionally, the flexible layer has a higher hardness than the elastically deformable material.

Вакуумный захват включает в себя элемент - вакуумное уплотнение, соединенный с гибким слоем. Элемент - вакуумное уплотнение может включать в себя упруго деформируемый материал с характеристикой деформируемости, используемый для соответствия поверхностям неровных поверхностей объектов, таких как шероховатые поверхности или поверхности с канавками или ступенями. Деформируемый элемент-уплотнение может растягиваться и сжиматься для следования изменениями поверхности объекта таким образом, чтобы в полости мог быть создан соответствующий уровень вакуума.The vacuum gripper includes a vacuum seal element connected to a flexible layer. The vacuum seal element may include an elastically deformable material with a deformability characteristic used to conform to the surfaces of uneven surfaces of objects, such as rough surfaces or surfaces with grooves or steps. The deformable seal element may stretch and compress to follow changes in the surface of the object so that an appropriate vacuum level can be created in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение и гибкий слой выполнены с возможностью формирования полости с поверхностью объекта, контактирующей с вакуумным захватом. Отверстия в элементе-основании выполнены с возможностью обеспечения нажатия на гибкий слой в направлении к элементу - вакуумному уплотнению, чтобы способствовать соответствию элемента - вакуумного уплотнения неровностям поверхности объекта.The element - vacuum seal and the flexible layer are designed with the possibility of forming a cavity with the surface of the object, contacting the vacuum gripper. The openings in the base element are designed with the possibility of ensuring pressing on the flexible layer in the direction of the element - vacuum seal, in order to facilitate the conformity of the element - vacuum seal to the unevenness of the surface of the object.

Элемент - вакуумное уплотнение может быть соединен с гибким слоем по периферии. Альтернативно элемент - вакуумное уплотнение соединен с гибким слоем на внутренней части внутри периферии элемента - вакуумного уплотнения, причем толщина внутренней части меньше толщины периферийной части.The vacuum seal element may be connected to the flexible layer on the periphery. Alternatively, the vacuum seal element is connected to the flexible layer on the inner part inside the periphery of the vacuum seal element, wherein the thickness of the inner part is less than the thickness of the peripheral part.

В некоторых вариантах осуществления упруго деформируемый материал включает в себя множество разных упруго деформируемых материалов, причем множество разных упруго деформируемых материалов расположено в виде отдельных слоев (дискретно) или образует композитный слой, имеющий непрерывно изменяющиеся уровни упругой деформации. Множество разных упруго деформируемых материалов выполнены с возможностью балансировки сил контакта на элементе - вакуумном уплотнении при встрече с поверхностью объекта, которая имеет неровность поверхности.In some embodiments, the elastically deformable material includes a plurality of different elastically deformable materials, wherein the plurality of different elastically deformable materials are arranged in separate layers (discretely) or form a composite layer having continuously changing levels of elastic deformation. The plurality of different elastically deformable materials are designed with the possibility of balancing the contact forces on the element - the vacuum seal when meeting the surface of the object, which has a surface unevenness.

В некоторых вариантах осуществления упруго деформируемый материал включает в себя пневматический или гидравлический элемент, содержащий гибкий и растягиваемый слой, образующий заполненную текучей средой полость, причем заполненная текучей средой полость имеет давление, оптимизированное для герметизации элемента - вакуумного уплотнения на поверхности объекта, когда поверхность объекта является негладкой.In some embodiments, the elastically deformable material includes a pneumatic or hydraulic element comprising a flexible and stretchable layer forming a fluid-filled cavity, wherein the fluid-filled cavity has a pressure optimized for sealing the element - a vacuum seal on the surface of the object, when the surface of the object is not smooth.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват дополнительно имеет упорный стержень, выполненный с возможностью разъемного соединения с элементом-основанием. Размер упорного стержня меньше, чем размер отверстий, используемых для нажатия на гибкий слой через отверстие.In some embodiments, the vacuum gripper additionally has a stop rod configured to be detachably connected to the base element. The size of the stop rod is smaller than the size of the holes used to press the flexible layer through the hole.

Вакуумный захват включает в себя механизм удаления воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью. Механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом. Механизм удаления воздуха может включать в себя двигатель, выполненный с возможностью откачивания воздуха из полости, такой как воздушный насос с приводом от двигателя. Механизм удаления воздуха может включать в себя другую систему, выполненную с возможностью удаления воздуха из полости, такую как крыльчатка или конструкция Вентури с высоким расходом. Механизм удаления воздуха может быть размещен в ручке, например полая ручка может быть соединена с элементом-основанием, при этом механизм удаления воздуха расположен внутри полой части ручки.The vacuum gripper includes an air removal mechanism connected to the base element and in fluid communication with the cavity. The air removal mechanism is configured to remove gas from the cavity to create a suction force for connecting the surface of the object to the vacuum gripper. The air removal mechanism may include a motor configured to pump air from the cavity, such as an air pump driven by a motor. The air removal mechanism may include another system configured to remove air from the cavity, such as an impeller or a high-flow Venturi design. The air removal mechanism may be located in the handle, for example, a hollow handle may be connected to the base element, wherein the air removal mechanism is located inside the hollow part of the handle.

Вакуумный захват может включать в себя второй гибкий слой, соединенный с элементом - вакуумным уплотнением, причем гибкий слой содержит материал, который более стойкий к износу или более стойкий к истиранию, чем материал элемента - вакуумного уплотнения.The vacuum gripper may include a second flexible layer connected to the vacuum seal element, wherein the flexible layer comprises a material that is more wear-resistant or more abrasion-resistant than the material of the vacuum seal element.

Вакуумный захват может включать в себя зацепные элементы, соединенные с элементом-основанием, причем зацепные элементы выполнены с возможностью соединения с подъемным механизмом.The vacuum gripper may include hooking elements connected to the base element, wherein the hooking elements are designed with the possibility of connecting to a lifting mechanism.

Вакуумный захват может включать в себя ручной механизм удаления воздуха, соединенный со второй поверхностью элемента-основания и сообщающийся по текучей среде с полостью, причем ручной механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом. Ручной механизм удаления воздуха выполнен с возможностью управления человеком.The vacuum gripper may include a manual air removal mechanism connected to the second surface of the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, wherein the manual air removal mechanism is configured to remove gas from the cavity to create a suction force for connecting the surface of the object to the vacuum gripper. The manual air removal mechanism is configured to be controlled by a person.

Вакуумный захват может включать в себя датчик давления, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью, причем датчик давления выполнен с возможностью обеспечения указания давления или уровня вакуума в полости.The vacuum gripper may include a pressure sensor connected to the base element and in fluid communication with the cavity, wherein the pressure sensor is configured to provide an indication of the pressure or vacuum level in the cavity.

Вакуумный захват может включать в себя механизм сброса воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью, причем механизм сброса воздуха выполнен с возможностью сброса газа из полости.The vacuum gripper may include an air release mechanism connected to the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, wherein the air release mechanism is configured to release gas from the cavity.

Вакуумный захват может включать в себя источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на механизм удаления воздуха, причем источник питания размещен в ручке, соединенной со второй поверхностью элемента-основания. Источник питания может представлять собой батарею, такую как перезаряжаемая батарея. Источник питания может быть размещен в ручке, которая вмещает насос с приводом от двигателя. Например, ручка может иметь C-образную форму, со средней частью, параллельной элементу-основанию и соединенной с двумя стержнями, перпендикулярными элементу-основанию, на двух концах средней части. Средняя часть и два концевых стержня являются полыми для размещения механизма удаления воздуха, например, концевой стержень выполнен с возможностью размещения насоса с приводом от двигателя, а средняя часть выполнена с возможностью размещения батареи. Батарея может представлять собой перезаряжаемую батарею, при этом соединитель выполнен с возможностью приема зарядного устройства, такого как портативное зарядное устройство, для зарядки батареи на месте, например, без необходимости в розетке.The vacuum gripper may include a power source configured to supply power to the air removal mechanism, wherein the power source is housed in a handle connected to the second surface of the base member. The power source may be a battery, such as a rechargeable battery. The power source may be housed in a handle that accommodates a motor-driven pump. For example, the handle may be C-shaped, with a middle portion parallel to the base member and connected to two rods perpendicular to the base member, at two ends of the middle portion. The middle portion and the two end rods are hollow to accommodate the air removal mechanism, for example, the end rod is configured to accommodate a motor-driven pump, and the middle portion is configured to accommodate a battery. The battery may be a rechargeable battery, wherein the connector is configured to receive a charger, such as a portable charger, to charge the battery on site, for example, without the need for a power outlet.

Вакуумный захват может включать в себя зарядный механизм, выполненный с возможностью зарядки источника питания, причем зарядный механизм выполнен с возможностью зарядки источника питания от внешнего источника питания или вручную человеком.The vacuum gripper may include a charging mechanism configured to charge the power source, wherein the charging mechanism is configured to charge the power source from an external power source or manually by a person.

Вакуумный захват может включать в себя аварийный сигнал вакуума, при этом аварийный сигнал выполнен с возможностью подачи сигнала аварийного сигнала, когда уровень давления в полости превышает заданное значение.The vacuum gripper may include a vacuum alarm, wherein the alarm is configured to generate an alarm signal when the pressure level in the cavity exceeds a predetermined value.

Вакуумный захват может включать в себя ручной механизм, выполненный с возможностью поддержания работы вакуумного захвата, причем ручной механизм выполнен с возможностью удаления газа из полости человеком для уменьшения уровня давления, когда аварийный сигнал, показывающий уровень давления, превышает заданное значение.The vacuum gripper may include a manual mechanism configured to maintain operation of the vacuum gripper, wherein the manual mechanism is configured to remove gas from the cavity by a person to reduce the pressure level when an alarm signal indicating the pressure level exceeds a predetermined value.

Вакуумный захват может включать в себя аварийный сигнал батареи, соединенный с источником питания, причем аварийный сигнал батареи выполнен с возможностью подачи аварийного сигнала для уведомления человека, когда уровень мощности батареи ниже заданного значения.The vacuum gripper may include a battery alarm connected to a power source, wherein the battery alarm is configured to generate an alarm to notify a person when the battery power level is below a predetermined value.

Вакуумный захват включает в себя аварийный сигнал, выполненный с возможностью предоставления аварийного сигнала, когда уровень мощности батареи ниже заданного значения для батареи или когда уровень давления в полости превышает заданное значение давления. Аварийный сигнал может предупреждать оператора о необходимости обслуживания вакуумного захвата, особенно при работе вакуумного захвата, например удерживании и подъеме или транспортировке объекта.The vacuum gripper includes an alarm signal configured to provide an alarm signal when the battery power level is below a predetermined value for the battery or when the pressure level in the cavity exceeds a predetermined pressure value. The alarm signal can warn the operator of the need for servicing the vacuum gripper, especially when operating the vacuum gripper, such as holding and lifting or transporting an object.

Вакуумный захват включает в себя ручной механизм, выполненный с возможностью поддержания работы вакуумного захвата, например для устранения причины аварийного сигнала, для сброса аварийного сигнала и поддержания работы вакуумного захвата. В случае аварийного сигнала низкого заряда батареи ручной механизм может включать в себя внешний портативный источник питания или встроенный генератор мощности для зарядки батареи. Например, ручной механизм может быть выполнен с возможностью зарядки источника питания от внешнего источника питания оператором, использующим портативный источник питания для подключения к батарее для ее зарядки. Ручной механизм может быть выполнен с возможностью ручной зарядки батареи оператором, использующим ручной зарядный механизм, такой как ручной генератор.The vacuum gripper includes a manual mechanism configured to maintain the operation of the vacuum gripper, such as to eliminate the cause of the alarm, to reset the alarm and to maintain the operation of the vacuum gripper. In the event of a low battery alarm, the manual mechanism may include an external portable power source or a built-in power generator for charging the battery. For example, the manual mechanism may be configured to charge the power source from an external power source by an operator using a portable power source to connect to the battery to charge it. The manual mechanism may be configured to manually charge the battery by an operator using a manual charging mechanism, such as a manual generator.

В случае аварийного сигнала низкого вакуума, например высокого давления в полости вакуумного захвата, ручной механизм может включать в себя встроенный ручной насос, выполненный с возможностью удаления газа из полости, для уменьшения уровня давления оператором, использующим ручной насос для откачивания воздуха из полости.In the event of a low vacuum alarm, such as high pressure in a vacuum gripper cavity, the manual mechanism may include an integrated hand pump configured to remove gas from the cavity to reduce the pressure level by an operator using the hand pump to evacuate air from the cavity.

Вакуумный захват включает в себя контроллер, выполненный с возможностью регулирования механизма удаления воздуха. Регулирование мощности может быть выполнено с возможностью экономии энергии, например для продления создания вакуума в полости, так что вакуумный захват может удерживать и транспортировать груз в течение более длительного времени. При прерывистом регулировании мощности контроллер выполнен с возможностью выключения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости достигает заданного уровня давления или когда скорость уменьшения давления в полости достигает заданного уровня. Контроллер также выполнен с возможностью включения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости ниже заданного уровня давления. Альтернативно регулирование мощности может использовать двигатель с регулируемой мощностью для насоса с приводом от двигателя, например насос с приводом от двигателя может работать с различными уровнями мощности, такими как полная мощность для максимального удаления воздуха или более низкая мощность для снижения способности удаления воздуха. Контроллер может управлять работой регулируемого двигателя на основании давления полости, например в случае более высокой мощности, когда давление полости или скорость изменения давления являются высокими, и пониженной мощности при низком давлении полости или скорости изменения давления. Когда давление достигает устойчивого состояния, например когда скорость изменения давления является небольшой, контроллер может управлять работой двигателя на основании мощности, достаточной для компенсации потери давления, чтобы поддерживать правильный уровня вакуума в полости.The vacuum gripper includes a controller configured to regulate the air removal mechanism. The power regulation can be configured to save energy, for example to prolong the creation of a vacuum in the cavity, so that the vacuum gripper can hold and transport a load for a longer time. With intermittent power regulation, the controller is configured to turn off the air removal mechanism when the pressure level in the cavity reaches a predetermined pressure level or when the rate of pressure decrease in the cavity reaches a predetermined level. The controller is also configured to turn on the air removal mechanism when the pressure level in the cavity is below the predetermined pressure level. Alternatively, the power regulation can use a motor with adjustable power for a motor-driven pump, for example the motor-driven pump can operate at different power levels, such as full power for maximum air removal or lower power for reducing the air removal ability. The controller can control the operation of the adjustable motor based on the cavity pressure, for example in the case of higher power when the cavity pressure or the rate of pressure change are high, and reduced power when the cavity pressure or the rate of pressure change is low. When the pressure reaches a steady state, such as when the rate of pressure change is small, the controller can control the motor operation based on the power sufficient to compensate for the pressure loss in order to maintain the correct vacuum level in the cavity.

На Фиг. 21A-21C показана конфигурация вакуумного захвата, имеющего отверстия основания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 21A показан вид в перспективе портативного вакуумного захвата 2100, вид сверху, показывающий корпус или элемент-основание 2111 захвата, имеющий отверстия 2168, расположенные по периферии элемента-основания. Отверстия 2168 могут быть расположены на расстоянии от краев элемента-основания и выполнены с возможностью открытия гибкого слоя 2134 на сжимаемом слое 2131 вакуумного уплотнения. Датчик 2123 давления может быть установлен на элементе-основании для контроля давления или уровня вакуума в захватной полости вакуумного захвата. Вакуумный захват имеет ручку 2110, расположенную в средней части элемента-основания. Ручка выполнена с возможностью размещения множества компонентов вакуумного захвата, таких как насос 2120 с приводом от двигателя, ручной насос, аккумуляторная батарея, кнопка ручного сброса вакуума, переключатель 2120A для включения или выключения насоса с приводом от двигателя, зацепные элементы для соединения с подъемными тросами и контроллер для регулирования насоса с приводом от двигателя для экономии энергии. Ручка может иметь углубление для хранения упорного стержня 2164, что можно использовать для нажатия на гибкий слой через отверстия для уменьшения потенциальных зазоров между вакуумным уплотнением и поверхностью объекта.Fig. 21A-21C show a configuration of a vacuum gripper having base openings according to some embodiments. Fig. 21A shows a perspective view of a portable vacuum gripper 2100, a top view, showing a body or base element 2111 of the gripper having openings 2168 located along the periphery of the base element. The openings 2168 can be located at a distance from the edges of the base element and are configured to open a flexible layer 2134 on a compressible layer 2131 of a vacuum seal. A pressure sensor 2123 can be mounted on the base element to monitor the pressure or vacuum level in the gripping cavity of the vacuum gripper. The vacuum gripper has a handle 2110 located in the middle part of the base element. The handle is configured to accommodate multiple components of the vacuum gripper, such as a motor-driven pump 2120, a hand pump, a battery, a manual vacuum release button, a switch 2120A for turning the motor-driven pump on or off, hooking elements for connecting to lifting cables and a controller for adjusting the motor-driven pump to save energy. The handle may have a recess for storing a stop rod 2164, which can be used to press the flexible layer through openings to reduce potential gaps between the vacuum seal and the surface of the object.

На Фиг. 21B(a)-21B(c) показан вид в поперечном сечении по сжимаемому слою, иллюстрирующий процесс улучшения соответствия вакуумного уплотнения ступенчатой поверхности объекта. На Фиг. 21C(a)-21C(c) показан вид в поперечном сечении по сжимаемому слою, иллюстрирующий процесс улучшения соответствия вакуумного уплотнения ступенчатой поверхности объекта. Элемент-основание может оставаться жестким, а гибкий слой и сжимаемый слой могут изгибаться при встрече со ступенчатой поверхностью объекта. Под действием упорного стержня 2164 нижняя поверхность сжимаемого слоя 2131 прижимается вниз до контакта со ступенчатой поверхностью.In Fig. 21B(a)-21B(c) a cross-sectional view of the compressible layer is shown, illustrating the process of improving the compliance of the vacuum seal with the stepped surface of the object. In Fig. 21C(a)-21C(c) a cross-sectional view of the compressible layer is shown, illustrating the process of improving the compliance of the vacuum seal with the stepped surface of the object. The base member may remain rigid, and the flexible layer and the compressible layer may bend when meeting the stepped surface of the object. Under the action of the stop rod 2164, the lower surface of the compressible layer 2131 is pressed downward until it contacts the stepped surface.

На Фиг. 21B(a) и Фиг. 21C(a) вакуумный захват, имеющий вакуумное уплотнение, которое включает в себя гибкий слой 2134 на деформируемом слое 2131, помещен на поверхность объекта, которая содержит ступень 2162. При размещении на объекте вакуумное уплотнение может опираться на более высокую часть ступени с зазором относительно нижней части.In Fig. 21B(a) and Fig. 21C(a), a vacuum gripper having a vacuum seal that includes a flexible layer 2134 on a deformable layer 2131 is placed on the surface of an object that contains a step 2162. When placed on the object, the vacuum seal can rest on a higher portion of the step with a gap relative to the lower portion.

На Фиг. 21B(b) и Фиг. 21C(b) на вакуумный захват нажимают для формирования контакта с поверхностью объекта. Вакуумное уплотнение может деформироваться для соответствия поверхности объекта. На расстоянии от ступени вакуумный уплотнитель контактирует с поверхностью объекта. В непосредственной близости от ступени может быть зазор 2165 между вакуумным уплотнением и нижним углом ступени.In Fig. 21B(b) and Fig. 21C(b), the vacuum gripper is pressed to form contact with the surface of the object. The vacuum seal may be deformed to conform to the surface of the object. At a distance from the step, the vacuum seal contacts the surface of the object. In the immediate vicinity of the step, there may be a gap 2165 between the vacuum seal and the lower corner of the step.

Упорный стержень 2164 используют для нажатия на гибкий слой через отверстие из множества отверстий в месте расположения зазора 2165, например с приложением силы 2164* к упорному стержню. Деформируемый слой 2131 перемещается на поверхности нижней стороны для заполнения зазора 2165.The thrust rod 2164 is used to press the flexible layer through the opening of the plurality of openings at the location of the gap 2165, for example by applying a force 2164* to the thrust rod. The deformable layer 2131 moves on the surface of the lower side to fill the gap 2165.

В результате, нажатие на упорный стержень 2164 в области зазора может способствовать уменьшению размера зазора 2165 для обеспечения достаточной силы вакуумного присасывания между вакуумным захватом и объектом (Фиг. 21B(c) и Фиг. 21C(c)).As a result, pressing the stop rod 2164 in the gap region can help to reduce the size of the gap 2165 to ensure sufficient vacuum suction force between the vacuum gripper and the object (Fig. 21B(c) and Fig. 21C(c)).

На Фиг. 22 показана блок-схема формирования вакуумного захвата с отверстиями в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При операции 2200 формируют вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, гибкий слой, по меньшей мере частично соединенный с поверхностью элемента-основания, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, по меньшей мере частично соединенный с гибким слоем, причем элемент - вакуумное уплотнение выполнен с возможностью формирования герметичной полости с по меньшей мере одним из элемента-основания или гибкого слоя при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 22 shows a block diagram of forming a vacuum gripper with openings according to some embodiments. In operation 2200, a vacuum gripper is formed for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base element, a flexible layer at least partially connected to the surface of the base element, a vacuum seal element in the form of a closed loop at least partially connected to the flexible layer, wherein the vacuum seal element is configured to form a sealed cavity with at least one of the base element or the flexible layer when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base element and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение включает в себя сжимаемый материал, многослойный сжимаемый материал, композитный постепенно изменяющийся сжимаемый материал или сжимаемую конструкцию, имеющую пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, окружающий заполненную текучей средой полость.The vacuum sealing element includes a compressible material, a multilayer compressible material, a composite progressively changing compressible material, or a compressible structure having a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer surrounding a fluid-filled cavity.

Гибкий слой является менее сжимаемым, чем сжимаемый элемент - вакуумное уплотнение. Гибкий слой выполнен с возможностью деформации на одной и той же поверхности с менее локализованным профилем, чем сжимаемый материал под точечным вдавливанием. Гибкий слой выполнен с возможностью деформации на противоположной поверхности в большей степени, чем сжимаемый материал под точечным вдавливанием, так как имеет более высокую твердость. Гибкий слой включает в себя опору в области внутри или снаружи элемента - вакуумного уплотнения в виде замкнутой петли. Опора содержит гибкий материал или сжимаемый материал.The flexible layer is less compressible than the compressible element - the vacuum seal. The flexible layer is designed to be deformed on the same surface with a less localized profile than the compressible material under point pressing. The flexible layer is designed to be deformed on the opposite surface to a greater extent than the compressible material under point pressing, since it has a higher hardness. The flexible layer includes a support in the area inside or outside the element - the vacuum seal in the form of a closed loop. The support contains a flexible material or a compressible material.

Элемент-основание содержит отверстия по периферии в местах расположения элемента - вакуумного уплотнения для упорного стержня для нажатия на гибкий слой или на элемент - вакуумное уплотнение, чтобы сжимаемый слой мог соответствовать неровностям поверхности объекта.The base element contains openings along the periphery at the locations of the vacuum seal element for the thrust rod for pressing on the flexible layer or on the vacuum seal element so that the compressible layer can conform to the unevenness of the surface of the object.

На Фиг. 23 показан процесс работы вакуумного захвата с отверстиями в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При операции 2300 соединяют вакуумный захват с поверхностью панели. При операции 2310 включают двигатель для создания вакуума в полости вакуумного захвата. При операции 2320 нажимают на вакуумный захват, чтобы элемент - вакуумное уплотнение мог соответствовать неровностям поверхности панели. При операции 2330 нажимают по выбору на отдельные области элемента - вакуумного уплотнения вакуумного захвата с использованием упорного стержня для дополнительного согласования элемента - вакуумного уплотнения с неровностями поверхности. При операции 2340 продолжают нажимать на вакуумный захват и на вакуумное уплотнение до достижения уровня вакуума или уровня давления. При операции 2350 автоматически отключается двигатель при достижении уровня вакуума или уровня давления. При операции 2360 автоматически включается двигатель, когда вакуум в полости падает ниже уровня вакуума или уровня давления. При операции 2370 автоматически включается зарядная система для зарядки батареи вакуумного захвата, когда уровень батареи ниже заданного уровня заряда аккумулятора.Fig. 23 shows the process of operation of a vacuum gripper with openings according to some embodiments. In operation 2300, the vacuum gripper is connected to the surface of the panel. In operation 2310, the motor is turned on to create a vacuum in the cavity of the vacuum gripper. In operation 2320, the vacuum gripper is pressed so that the vacuum sealing element can conform to the irregularities of the surface of the panel. In operation 2330, individual areas of the vacuum sealing element of the vacuum gripper are pressed optionally using a stop rod to further conform the vacuum sealing element to the irregularities of the surface. In operation 2340, the vacuum gripper and the vacuum seal are continued to be pressed until a vacuum level or a pressure level is reached. In operation 2350, the motor is automatically turned off when the vacuum level or the pressure level is reached. In operation 2360, the motor is automatically turned on when the vacuum in the cavity drops below the vacuum level or the pressure level. Operation 2370 automatically turns on the charging system to charge the vacuum gripper battery when the battery level is below the set battery charge level.

Конфигурации вакуумных захватов с отверстиями Vacuum gripper configurations with holes

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват может иметь уплотнение гибкий слой / сжимаемый слой, соединенное с жестким элементом-основанием. Элемент-основание может быть жестким для поддержки ручки и других компонентов. Уплотнение гибкий слой / сжимаемый слой может быть гибким и сжимаемым, чтобы соответствовать неровностям поверхности объекта. Соединение гибкого слоя с элементом-основанием может включать в себя другой деформируемый слой для возможности перемещения гибкого слоя, в то время как элемент-основание остается жестким.In some embodiments, the vacuum gripper may have a flexible layer/compressible layer seal connected to a rigid base member. The base member may be rigid to support the handle and other components. The flexible layer/compressible layer seal may be flexible and compressible to conform to the surface irregularities of the object. The connection of the flexible layer to the base member may include another deformable layer to allow the flexible layer to move while the base member remains rigid.

На Фиг. 24A-24E показаны конфигурации соединения между элементом-основанием и гибким слоем в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 24A сжимаемый слой 2431 вакуумного уплотнения имеет форму замкнутой петли, которая проходит по периферии элемента-основания 2411. Гибкий слой 2434 соединен со сжимаемым слоем 2431 по периферии. Гибкий слой 2434 имеет гибкую опору 2467 выше и ниже гибкого слоя, причем гибкая опора расположена в области внутри периферии. Верхняя часть гибкой опоры, например часть гибкой опоры над гибким слоем, соединена с элементом-основанием 2411. Гибкая опора может включать в себя упруго деформируемый материал, например сжимаемый и растягиваемый. Характеристика деформируемости гибкой опоры может обеспечивать изгибание вакуумного уплотнения для соответствия неровностям поверхности объекта при сохранении элемента-основания жестким.Fig. 24A-24E show the connection configurations between the base member and the flexible layer according to some embodiments. In Fig. 24A, the compressible layer 2431 of the vacuum seal has the shape of a closed loop that extends along the periphery of the base member 2411. The flexible layer 2434 is connected to the compressible layer 2431 along the periphery. The flexible layer 2434 has a flexible support 2467 above and below the flexible layer, and the flexible support is located in the region inside the periphery. An upper part of the flexible support, for example a part of the flexible support above the flexible layer, is connected to the base member 2411. The flexible support can include an elastically deformable material, for example compressible and stretchable. The flexible support's deformability characteristic can allow the vacuum seal to bend to conform to the surface irregularities of an object while maintaining the base member rigid.

На Фиг. 24B сжимаемый слой 2431 вакуумного уплотнения имеет форму замкнутой петли, которая проходит по периферии элемента-основания 2411. Гибкий слой 2434 соединен со сжимаемым слоем 2431 по периферии. Гибкий слой 2434 имеет гибкую опору 2467 над гибким слоем, причем гибкая опора расположена на большинстве областей, например на областях по периферии и на областях внутри периферии. Верхняя часть гибкой опоры, например часть гибкой опоры над гибким слоем, соединена с элементом-основанием 2411. Отверстия элемента-основания также открывают гибкую опору, так что упорный стержень может нажимать на гибкую опору, чтобы нажимать на гибкий слой для воздействия на сжимаемый слой. In Fig. 24B, the compressible layer 2431 of the vacuum seal has the shape of a closed loop that extends along the periphery of the base element 2411. The flexible layer 2434 is connected to the compressible layer 2431 along the periphery. The flexible layer 2434 has a flexible support 2467 above the flexible layer, and the flexible support is located in most areas, for example, in areas along the periphery and in areas inside the periphery. The upper part of the flexible support, for example, the part of the flexible support above the flexible layer, is connected to the base element 2411. The openings of the base element also open the flexible support, so that the thrust rod can press on the flexible support to press on the flexible layer to act on the compressible layer.

На Фиг. 24C сжимаемый слой 2431 вакуумного уплотнения имеет форму замкнутой петли, которая проходит по периферии элемента-основания 2411. Гибкий слой 2434 соединен со сжимаемым слоем 2431 по периферии. Гибкий слой 2434 имеет гибкую опору 2467 выше и ниже гибкого слоя, причем гибкая опора расположена в области внутри периферии. Верхняя часть гибкой опоры, например часть гибкой опоры над гибким слоем, включает в себя гидравлический или пневматический элемент, имеющий наружный слой из силикона или каучука 2467A, содержащий полость, заполненную текучей средой, такой как воздух 2467B. Давление в полости пневматического или гидравлического элемента может быть регулируемым, чтобы его оптимизировать для согласования элемента-основания с элементом - вакуумным уплотнением.In Fig. 24C, the compressible layer 2431 of the vacuum seal has the shape of a closed loop that extends along the periphery of the base element 2411. The flexible layer 2434 is connected to the compressible layer 2431 along the periphery. The flexible layer 2434 has a flexible support 2467 above and below the flexible layer, wherein the flexible support is located in the region inside the periphery. The upper part of the flexible support, for example the part of the flexible support above the flexible layer, includes a hydraulic or pneumatic element that has an outer layer of silicone or rubber 2467A containing a cavity filled with a fluid medium, such as air 2467B. The pressure in the cavity of the pneumatic or hydraulic element can be adjustable in order to optimize it for matching the base element with the vacuum seal element.

На Фиг. 24D сжимаемый слой 2431 вакуумного уплотнения имеет форму замкнутой петли, которая проходит по периферии элемента-основания 2411, а также более тонкий слой в области внутри периферийной части. Гибкий слой 2434 соединен со сжимаемым слоем 2431 по периферии, а также на внутренней части. Гибкий слой 2434 имеет гибкую опору 2467 над гибким слоем, причем гибкая опора расположена в области внутри периферии, а также снаружи периферии. Верхняя часть гибкой опоры соединена с элементом-основанием 2411, например в областях снаружи и внутри периферии элемента-основания.In Fig. 24D, the compressible layer 2431 of the vacuum seal has the form of a closed loop, which extends along the periphery of the base element 2411, as well as a thinner layer in the region inside the peripheral part. The flexible layer 2434 is connected to the compressible layer 2431 along the periphery, as well as on the inside. The flexible layer 2434 has a flexible support 2467 above the flexible layer, wherein the flexible support is located in the region inside the periphery, as well as outside the periphery. The upper part of the flexible support is connected to the base element 2411, for example in the regions outside and inside the periphery of the base element.

На Фиг. 24E сжимаемый слой 2431 вакуумного уплотнения имеет форму замкнутой петли, которая проходит по периферии элемента-основания 2411. Гибкий слой 2434 соединен со сжимаемым слоем 2431 по периферии. Гибкий слой 2434 имеет гибкую опору 2467 выше и ниже гибкого слоя, причем гибкая опора расположена в области внутри периферии, а также снаружи периферии. Верхняя часть гибкой опоры соединена с элементом-основанием 2411, например в областях снаружи и внутри периферии элемента-основания. Верхняя часть опоры имеет отверстие по периферии элемента-основания для открытия гибкого слоя.In Fig. 24E, the compressible layer 2431 of the vacuum seal has the form of a closed loop that extends along the periphery of the base element 2411. The flexible layer 2434 is connected to the compressible layer 2431 along the periphery. The flexible layer 2434 has a flexible support 2467 above and below the flexible layer, wherein the flexible support is located in the region inside the periphery, as well as outside the periphery. The upper part of the flexible support is connected to the base element 2411, for example, in the regions outside and inside the periphery of the base element. The upper part of the support has an opening along the periphery of the base element for opening the flexible layer.

На Фиг. 25 показан процесс формирования вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При операции 2500 формируют вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, гибкий слой, имеющий сжимаемую часть, соединенный с поверхностью элемента-основания, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с гибким слоем, причем элемент - вакуумное уплотнение выполнен с возможностью формирования герметичной полости с по меньшей мере одним из элемента-основания или гибкого слоя при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 25 shows the process of forming a vacuum gripper according to some embodiments. In operation 2500, a vacuum gripper is formed for gripping the surface of an object. The vacuum gripper includes a base element, a flexible layer having a compressible portion connected to the surface of the base element, a vacuum seal element in the form of a closed loop connected to the flexible layer, wherein the vacuum seal element is configured to form a sealed cavity with at least one of the base element or the flexible layer when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base element and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение включает в себя сжимаемый материал, многослойный сжимаемый материал, композитный постепенно изменяющийся сжимаемый материал или сжимаемую конструкцию, имеющую пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, окружающий заполненную текучей средой полость.The vacuum sealing element includes a compressible material, a multilayer compressible material, a composite progressively changing compressible material, or a compressible structure having a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer surrounding a fluid-filled cavity.

Элемент-основание включает в себя по меньшей мере отверстие на периферии элемента - вакуумного уплотнения для упорного стержня для нажатия на гибкий слой или на элемент - вакуумное уплотнение, чтобы сжимаемый слой мог соответствовать неровностям поверхности объекта.The base element includes at least an opening on the periphery of the vacuum seal element for a thrust rod for pressing on the flexible layer or on the vacuum seal element so that the compressible layer can conform to the unevenness of the surface of the object.

Сжимаемая часть гибкого слоя находится в средней части гибкого слоя внутри периферии элемента - вакуумного уплотнения. Сжимаемая часть гибкого слоя необязательно находится в части гибкого слоя за пределами периферии элемента - вакуумного уплотнения. Элемент - вакуумное уплотнение необязательно содержит гибкую часть внутри периферии элемента - вакуумного уплотнения, причем толщина гибкой части меньше толщины периферийной части.The compressible portion of the flexible layer is located in the middle portion of the flexible layer inside the periphery of the vacuum seal element. The compressible portion of the flexible layer is not necessarily located in the portion of the flexible layer outside the periphery of the vacuum seal element. The vacuum seal element does not necessarily contain a flexible portion inside the periphery of the vacuum seal element, wherein the thickness of the flexible portion is less than the thickness of the peripheral portion.

Характеристики деформируемости вакуумного уплотнения с локальным нажатиемDeformability characteristics of vacuum seal with local pressing

В некоторых вариантах осуществления элемент - вакуумное уплотнение выполнено с возможностью формирования плотного прилегания к неровной поверхности объекта с использованием упорного стержня в локализованных областях вакуумного уплотнения. Например, обращенное к острому и глубокому углу поверхности объекта вакуумное уплотнение может по-прежнему оставлять зазор даже при большой силе нажатия на вакуумный захват, поскольку большая сила нажатия является общей, а наибольшая часть силы нажатия распределяется по другим областям контакта. Локальная сила, такая как сила, обеспечиваемая упорным стержнем, нажимающим на область вакуумного уплотнения в месте расположения зазора, может толкать вакуумный уплотнитель в зазор для уменьшения размера зазора и формирования соответствующей силы присасывания между захватом и объектом.In some embodiments, the vacuum seal element is configured to form a tight fit to an uneven surface of an object using a thrust rod in localized areas of the vacuum seal. For example, a vacuum seal facing a sharp and deep corner of the surface of an object can still leave a gap even with a large pressing force on the vacuum gripper, since a large pressing force is general, and the largest part of the pressing force is distributed over other contact areas. A local force, such as the force provided by the thrust rod pressing on the vacuum seal area at the location of the gap, can push the vacuum seal into the gap to reduce the size of the gap and form an appropriate suction force between the gripper and the object.

В некоторых вариантах осуществления вакуумное уплотнение выполнено с возможностью передачи материала с верхней поверхности на нижнюю поверхность вакуумного уплотнения таким образом, что нажатие на верхнюю поверхность может привести к деформации нижней поверхности, например таким образом, что она выступает для заполнения зазора. Таким образом, в дополнение к имеющему высокую сжимаемость материалу, чтобы соответствовать изменению поверхности объекта, вакуумное уплотнение также включает в себя материал большой твердости для обеспечения перемещения нижнего слоя при нажатии на верхний слой. Таким образом, вакуумное уплотнение может включать в себя композитный материал, такой как имеющий высокую сжимаемость на нижней стороне и меньшую сжимаемость или более высокую твердость на верхней стороне.In some embodiments, the vacuum seal is configured to transfer material from the upper surface to the lower surface of the vacuum seal in such a way that pressing on the upper surface can cause the lower surface to deform, for example in such a way that it protrudes to fill the gap. Thus, in addition to a material having high compressibility to match the change in the surface of the object, the vacuum seal also includes a material of high hardness to ensure the movement of the lower layer when pressing on the upper layer. Thus, the vacuum seal can include a composite material, such as having high compressibility on the lower side and lower compressibility or higher hardness on the upper side.

На Фиг. 26A-26H показаны конфигурации вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 26A мягкое сжимаемое уплотнение 2631 может быть деформировано при нажатии на него на неровной поверхности, такой как поверхность с выпуклостью. Нижняя сторона уплотнения может образовать углубление 2671A, соответствующее выпуклости поверхности. На противоположной стороне уплотнения, например на верхней стороне, могут быть минимальные изменения. Аналогично мягкое сжимаемое уплотнение можно деформировать для формирования впадины 2670B, имеющей глубину 2671B, при нажатии на верхнюю поверхность, например с помощью упорного стержня. В данном случае также могут быть минимальные изменения на противоположной стороне уплотнения, например на нижней стороне.Fig. 26A-26H show configurations of a vacuum seal according to some embodiments. In Fig. 26A, a soft compressible seal 2631 can be deformed when pressed on an uneven surface, such as a surface with a convexity. The lower side of the seal can form a recess 2671A corresponding to the convexity of the surface. On the opposite side of the seal, for example, on the upper side, there can be minimal changes. Similarly, a soft compressible seal can be deformed to form a depression 2670B having a depth of 2671B, when pressed on the upper surface, for example, with a stop rod. In this case, there can also be minimal changes on the opposite side of the seal, for example, on the lower side.

Напротив, для более твердого материала, такого как гибкий слой 2634, как верхняя, так и нижняя стороны гибкого слоя деформируются с аналогичными формами при нажатии с помощью упорного стержня, например с образованием впадины 2670B.In contrast, for a harder material such as flexible layer 2634, both the upper and lower sides of the flexible layer are deformed into similar shapes when pressed by the stop rod, such as to form depression 2670B.

На Фиг. 26B показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего гибкий слой 2634, расположенный на сжимаемом слое 2631. Твердость и толщина каждого слоя могут быть оптимизированы для обеспечения соответствия поверхности объекта, при этом нижняя часть уплотнения может выступать при нажатии на верхнюю часть. К гибкому слою может быть приложена сила 2664* с помощью упорного стержня. Сила может привести к образованию впадины 2670B* на гибком слое с глубиной 2671B*. Сжимаемый слой деформируется на нижней стороне впадиной 2670B* и глубиной 2671B* с образованием выступа 2670C и высоты 2671C. Гибкий слой и сжимаемый слой выбирают таким образом, чтобы обеспечить выступ 2670C и высоту 2671C, подходящие для заполнения зазоров, вызванных неровностями поверхности объекта.Fig. 26B shows a configuration of a composite seal having a flexible layer 2634 located on a compressible layer 2631. The hardness and thickness of each layer can be optimized to ensure compliance with the surface of the object, and the lower part of the seal can protrude when pressing on the upper part. A force 2664* can be applied to the flexible layer using a stop rod. The force can lead to the formation of a depression 2670B* on the flexible layer with a depth of 2671B*. The compressible layer is deformed on the lower side by the depression 2670B* and the depth 2671B* to form a protrusion 2670C and a height 2671C. The flexible layer and the compressible layer are selected so as to provide a protrusion 2670C and a height 2671C suitable for filling gaps caused by irregularities in the surface of the object.

На Фиг. 26C показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего менее сжимаемый слой 2634A, расположенный на более сжимаемом слое 2631B. Твердость и толщина каждого слоя могут быть оптимизированы для обеспечения соответствия поверхности объекта, при этом нижняя часть уплотнения может выступать при нажатии на верхнюю часть. Например, более сжимаемый слой 2631B может представлять собой мягкий сжимаемый, например с высокой сжимаемостью, в то время как менее сжимаемый слой 2631A может представлять собой твердый сжимаемый, например со средней сжимаемостью.Fig. 26C shows a configuration of a composite seal having a less compressible layer 2634A located on a more compressible layer 2631B. The hardness and thickness of each layer can be optimized to ensure compliance with the surface of the object, and the lower part of the seal can protrude when pressing on the upper part. For example, the more compressible layer 2631B can be a soft compressible, such as with high compressibility, while the less compressible layer 2631A can be a hard compressible, such as with medium compressibility.

На Фиг. 26D показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего гибкий слой, расположенный на менее сжимаемом слое 2634A, расположенном на более сжимаемом слое 2631B. Твердость и толщина каждого слоя могут быть оптимизированы для обеспечения соответствия поверхности объекта, при этом нижняя часть уплотнения может выступать при нажатии на верхнюю часть.Fig. 26D shows a configuration of a composite seal having a flexible layer located on a less compressible layer 2634A located on a more compressible layer 2631B. The hardness and thickness of each layer can be optimized to ensure compliance with the surface of the object, and the lower part of the seal can protrude when pressing on the upper part.

На Фиг. 26E показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего материал 2672 с постепенно изменяющейся сжимаемостью. Кривая твердости и толщины композитного уплотнения может быть оптимизирована для соответствия поверхности объекта, при этом нижняя часть уплотнения может выступать при нажатии на верхнюю часть.Fig. 26E shows a configuration of a composite seal having a material 2672 with a gradually changing compressibility. The hardness and thickness curve of the composite seal can be optimized to match the surface of the object, and the lower part of the seal can protrude when pressing on the upper part.

На Фиг. 26F показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего гибкий слой, расположенный на материале 2672 с постепенно изменяющейся сжимаемостью. Твердость и толщина каждого слоя могут быть оптимизированы для обеспечения соответствия поверхности объекта, при этом нижняя часть уплотнения может выступать при нажатии на верхнюю часть.Fig. 26F shows a configuration of a composite seal having a flexible layer disposed on a material 2672 with gradually changing compressibility. The hardness and thickness of each layer can be optimized to ensure compliance with the surface of the object, and the lower part of the seal can protrude when pressing on the upper part.

На Фиг. 26G показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего гидравлическую или пневматическую трубку, такую как трубка из каучука 2632A, заполненная текучей средой, такой как воздух 2632B. Каучуковый слой может функционировать в качестве твердого гибкого слоя, в то время как воздух может функционировать как мягкий сжимаемый слой. Давление воздуха может быть оптимизировано для соответствия поверхности объекта, чтобы нижняя часть уплотнения могла выступать при нажатии на верхнюю часть.Fig. 26G shows a configuration of a composite seal having a hydraulic or pneumatic tube, such as a rubber tube 2632A, filled with a fluid, such as air 2632B. The rubber layer can function as a hard flexible layer, while the air can function as a soft compressible layer. The air pressure can be optimized to match the surface of the object so that the lower part of the seal can protrude when pressing on the upper part.

На Фиг. 26H показана конфигурация композитного уплотнения, имеющего гибкий слой, расположенный на гидравлической или пневматической трубке, заполненной текучей средой. Альтернативно гидравлическая или пневматическая трубка может иметь сверху более толстый слой, который может функционировать как гибкий слой.Fig. 26H shows a configuration of a composite seal having a flexible layer located on a hydraulic or pneumatic tube filled with a fluid. Alternatively, the hydraulic or pneumatic tube may have a thicker layer on top that may function as a flexible layer.

На Фиг. 27A-27I показаны конфигурации вакуумного уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 27A показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении в виде каучуковой трубки, имеющее воздух 2732B под давлением внутри каучуковой стенки 2732A, причем уплотнение в виде каучуковой трубки расположено на нижнем гибком слое 2761. На Фиг. 27B показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, содержащем слои 2736, 2735 и 2731, каждый из которых имеет разный сжимаемый и растягиваемый материал, причем уплотнение расположено на нижнем гибком слое 2761. На Фиг. 27C показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, имеющем слой 2731, с уплотнением, расположенным на нижнем гибком слое 2761. На Фиг. 27D показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, содержащем слои 2735/2731, на уплотнении 2732A/2732B в виде каучуковой трубки. На Фиг. 27E показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, имеющем слой 2731 на уплотнении 2732A/2732B в виде каучуковой трубки. На Фиг. 27F показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, имеющем каучуковую трубку 2732A1, на уплотнении 2732A в виде каучуковой трубки. На Фиг. 27G показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, имеющем каучуковую трубку 2732A, которая расположена на уплотнении, содержащем слои 2735/2731. На Фиг. 27H показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на уплотнении, имеющем каучуковую трубку 2732A, которая расположена на другом гибком слое 2734A, который расположен на уплотнении, содержащем слои 2735/2731. На Фиг. 27I показан гибкий тонкий слой 2734, расположенный на двух уплотнениях, имеющих каучуковые трубки 2732A1 и 2732A, с другим гибким тонким слоем 2734A между двумя каучуковыми трубками.Fig. 27A-27I show vacuum seal configurations according to some embodiments. Fig. 27A shows a flexible thin layer 2734 located on a rubber tube seal having air 2732B under pressure within a rubber wall 2732A, wherein the rubber tube seal is located on a lower flexible layer 2761. Fig. 27B shows a flexible thin layer 2734 located on a seal comprising layers 2736, 2735 and 2731, each of which has a different compressible and stretchable material, wherein the seal is located on the lower flexible layer 2761. Fig. 27C shows a flexible thin layer 2734 located on a seal having a layer 2731, with the seal located on the lower flexible layer 2761. Fig. 27D shows a flexible thin layer 2734 located on a seal containing layers 2735/2731 on a seal 2732A/2732B in the form of a rubber tube. In Fig. 27E shows a flexible thin layer 2734 located on a seal having layer 2731 on a seal 2732A/2732B in the form of a rubber tube. In Fig. 27F shows a flexible thin layer 2734 located on a seal having rubber tube 2732A1 on a seal 2732A in the form of a rubber tube. In Fig. 27G shows a flexible thin layer 2734 located on a seal having rubber tube 2732A, which is located on a seal containing layers 2735/2731. In Fig. 27H shows a flexible thin layer 2734 located on a seal having a rubber tube 2732A, which is located on another flexible layer 2734A, which is located on a seal containing layers 2735/2731. Fig. 27I shows a flexible thin layer 2734 located on two seals having rubber tubes 2732A1 and 2732A, with another flexible thin layer 2734A between the two rubber tubes.

На Фиг. 28 показан процесс формирования вакуумного захвата в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При операции 2800 формируют вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, гибкий слой, имеющий сжимаемую часть, соединенный с поверхностью элемента-основания, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с гибким слоем, причем элемент - вакуумное уплотнение выполнен с возможностью формирования герметичной полости с по меньшей мере одним из элемента-основания или гибкого слоя при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 28 shows a process for forming a vacuum gripper according to some embodiments. In operation 2800, a vacuum gripper is formed for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base element, a flexible layer having a compressible portion connected to the surface of the base element, a vacuum seal element in the form of a closed loop connected to the flexible layer, wherein the vacuum seal element is configured to form a sealed cavity with at least one of the base element or the flexible layer when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base element and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал с постепенно изменяющейся характеристикой сжимаемости. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал, имеющий множество слоев с разными характеристиками сжимаемости. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемую конструкцию, имеющую пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, окружающий заполненную текучей средой полость. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал на гибком слое. Элемент - вакуумное уплотнение содержит сжимаемый материал, имеющий комбинацию двух или более слоев с постепенно изменяющейся характеристикой сжимаемости, множество слоев с разными характеристиками сжимаемости, пневматический или гидравлический элемент, имеющий второй гибкий слой, образующий заполненную текучей средой полость, или третий гибкий слой.The vacuum seal element comprises a compressible material with a gradually changing compressibility characteristic. The vacuum seal element comprises a compressible material having a plurality of layers with different compressibility characteristics. The vacuum seal element comprises a compressible structure having a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer surrounding a cavity filled with a fluid medium. The vacuum seal element comprises a compressible material on a flexible layer. The vacuum seal element comprises a compressible material having a combination of two or more layers with a gradually changing compressibility characteristic, a plurality of layers with different compressibility characteristics, a pneumatic or hydraulic element having a second flexible layer forming a cavity filled with a fluid medium, or a third flexible layer.

Слои элемента - вакуумного уплотнения оптимизированы для герметизации элемента - вакуумного уплотнения на поверхности объекта с изменяющейся высотой.The layers of the vacuum seal element are optimized for sealing the vacuum seal element on the surface of an object with varying height.

Гибкий слой является менее сжимаемым, чем сжимаемый элемент - вакуумное уплотнение. Гибкий слой выполнен с возможностью деформации на одной и той же поверхности с менее локализованным профилем, чем сжимаемый материал под точечным вдавливанием. Гибкий слой выполнен с возможностью деформации на противоположной поверхности в большей степени, чем сжимаемый материал под точечным вдавливанием, так как имеет более высокую твердость.The flexible layer is less compressible than the compressible element - the vacuum seal. The flexible layer is designed to be deformed on the same surface with a less localized profile than the compressible material under point pressing. The flexible layer is designed to be deformed on the opposite surface to a greater extent than the compressible material under point pressing, since it has a higher hardness.

Вакуумный захват с группой штифтовVacuum gripper with pin group

В некоторых вариантах осуществления портативный вакуумный захват может включать в себя компоненты для избирательного деформирования вакуумного уплотнения в соответствии с нижележащей поверхностью. Например, компоненты могут включать в себя штифты, расположенные по периферии портативного вакуумного захвата на вакуумном уплотнении. При нажатии на штифты в соответствии с профилем герметизируемой поверхности вакуумное уплотнение может быть надлежащим образом деформировано для формирования герметизации с поверхностью объекта.In some embodiments, the portable vacuum gripper may include components for selectively deforming the vacuum seal in accordance with the underlying surface. For example, the components may include pins located along the periphery of the portable vacuum gripper on the vacuum seal. When the pins are pressed in accordance with the profile of the surface to be sealed, the vacuum seal may be appropriately deformed to form a seal with the surface of the object.

Например, портативный вакуумный захват можно использовать для подъема объекта, имеющего поверхность с канавками. Портативный вакуумный захват может быть помещен на поверхность с канавками, а штифты на областях канавок можно нажимать вниз, чтобы толкать вакуумное уплотнение к канавкам, для обеспечения лучшей герметизации поверхности с канавками.For example, a portable vacuum gripper can be used to lift an object that has a grooved surface. The portable vacuum gripper can be placed on the grooved surface, and the pins on the grooved areas can be pressed down to push the vacuum seal against the grooves, to provide a better seal on the grooved surface.

В некоторых вариантах осуществления вакуумный захват включает в себя элемент-основание, группу упорных стержней, соединенных с периферией элемента-основания, гибкий слой, содержащий гибкую часть и сжимаемую часть, причем гибкая часть расположена по периферии с обеспечением возможности доступа через отверстия, а сжимаемая часть соединена с элементом-основанием, элемент - вакуумное уплотнение, соединенный с гибким слоем, причем элемент - вакуумное уплотнение содержит упруго деформируемый материал.In some embodiments, the vacuum gripper includes a base element, a group of stop rods connected to the periphery of the base element, a flexible layer containing a flexible part and a compressible part, wherein the flexible part is located along the periphery to provide access through openings, and the compressible part is connected to the base element, a vacuum seal element connected to the flexible layer, wherein the vacuum seal element contains an elastically deformable material.

Упорные стержни выполнены с возможностью перемещения к элементу - вакуумному уплотнению путем скольжения, путем вращения, путем ввинчивания или путем нажатия. Упорные стержни выполнены с возможностью нажатия на гибкий слой в направлении к элементу - вакуумному уплотнению, чтобы способствовать согласованию элемента - вакуумного уплотнения с неровностями поверхности объекта.The thrust rods are made with the possibility of moving toward the element - vacuum seal by sliding, by rotation, by screwing or by pressing. The thrust rods are made with the possibility of pressing on the flexible layer in the direction of the element - vacuum seal, in order to facilitate the matching of the element - vacuum seal with the unevenness of the surface of the object.

Вакуумный захват также включает в себя механизм удаления воздуха, соединенный со второй поверхностью элемента-основания и сообщающийся по текучей среде с полостью, причем механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом.The vacuum gripper also includes an air removal mechanism connected to the second surface of the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, wherein the air removal mechanism is configured to remove gas from the cavity to create a suction force for connecting the surface of the object to the vacuum gripper.

Вакуумный захват также может включать в себя другие компоненты, такие как ручка, соединенная со второй поверхностью элемента-основания, источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на механизм удаления воздуха, контроллер, выполненный с возможностью регулирования механизма удаления воздуха, аварийный сигнал и ручной механизм, выполненный с возможностью поддержания работы вакуумного захвата, с зарядным механизмом, выполненным с возможностью зарядки источника питания от внешнего источника питания или вручную человеком, когда аварийный сигнал, показывающий уровень мощности, ниже первого заданного значения, или удаления газа из полости человеком для уменьшения уровня давления, когда аварийный сигнал, показывающий уровень давления, превышает второе заданное значение.The vacuum gripper may also include other components such as a handle connected to the second surface of the base element, a power source configured to supply power to the air removal mechanism, a controller configured to regulate the air removal mechanism, an alarm signal and a manual mechanism configured to maintain the operation of the vacuum gripper, with a charging mechanism configured to charge the power source from an external power source or manually by a person when the alarm signal indicating the power level is below the first predetermined value, or to remove gas from the cavity by a person to reduce the pressure level when the alarm signal indicating the pressure level exceeds the second predetermined value.

На Фиг. 29A-29B показан портативный вакуумный захват, имеющий компоненты для деформации уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 29A портативный вакуумный захват 2900 может включать в себя корпус 2911*, который может включать в себя элемент-основание 2911 и ручку 2910. Ручка 2910 может быть выполнена с возможностью размещения насоса 2920 с приводом от двигателя, ручного насоса 2921, аккумуляторной батареи, расположенной в ручке, кнопки 2925 питания для включения насоса с приводом от двигателя и кнопки 2912 ручного сброса вакуума. Элемент-основание 2911 может быть выполнен с возможностью размещения датчика 2923 давления (или датчика вакуума), который может определять уровень давления или уровень вакуума в полости портативного вакуумного захвата. Зацепные элементы 2926 могут быть сформированы на элементе-основании для прикрепления к крюкам для подъема.Fig. 29A-29B show a portable vacuum gripper having components for deforming a seal according to some embodiments. In Fig. 29A, a portable vacuum gripper 2900 may include a housing 2911*, which may include a base member 2911 and a handle 2910. The handle 2910 may be configured to accommodate a motor-driven pump 2920, a hand pump 2921, a battery located in the handle, a power button 2925 for turning on the motor-driven pump and a manual vacuum release button 2912. The base member 2911 may be configured to accommodate a pressure sensor 2923 (or a vacuum sensor), which can determine a pressure level or a vacuum level in a cavity of the portable vacuum gripper. Hook elements 2926 may be formed on the base member for attaching to hooks for lifting.

Портативный вакуумный захват 2900 может быть выполнен с возможностью иметь множество компонентов для деформации уплотнения, например подвижные штифты 2942, расположенные на верхней поверхности вакуумного уплотнения. Штифты 2942 могут перемещаться вниз, например когда оператор нажимает на штифты. Перемещение штифтов может привести к деформации вакуумного уплотнения, например к его отжиманию вниз. Таким образом, штифты, соответствующие канавке или ступени на поверхности, можно нажимать вниз, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения в форме нижележащей поверхности, чтобы обеспечить лучшую герметизацию.The portable vacuum gripper 2900 can be configured to have a plurality of components for deforming the seal, such as movable pins 2942 located on the upper surface of the vacuum seal. The pins 2942 can move downward, such as when the operator presses on the pins. The movement of the pins can cause the vacuum seal to be deformed, such as by pushing it downward. In this way, the pins corresponding to a groove or step on the surface can be pressed downward, which can help deform the vacuum seal in the shape of the underlying surface to provide a better seal.

На Фиг. 29B(a) портативный вакуумный захват 2900 может включать в себя вакуумное уплотнение 2931, расположенное под гибким слоем 2934. Портативный вакуумный захват 2900 может включать в себя группу штифтов, расположенных вдоль длины вакуумного уплотнения 2931. На Фиг. 29B(b) портативный вакуумный захват 2900 может быть помещен на неровную поверхность, например на ступенчатую поверхность. Вакуумное уплотнение 2931 может деформироваться в некоторой степени для герметизации ступенчатой поверхности. Кроме того, штифты 2942A группы 2942 штифтов могут нажимать вниз, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения и может обеспечивать лучшую герметизацию ступенчатой поверхности.In Fig. 29B(a), the portable vacuum gripper 2900 may include a vacuum seal 2931 located under the flexible layer 2934. The portable vacuum gripper 2900 may include a group of pins located along the length of the vacuum seal 2931. In Fig. 29B(b), the portable vacuum gripper 2900 may be placed on an uneven surface, such as a stepped surface. The vacuum seal 2931 may deform to some extent to seal the stepped surface. In addition, the pins 2942A of the group 2942 of pins may press downwards, which may contribute to the deformation of the vacuum seal and may provide better sealing of the stepped surface.

На Фиг. 30A-30D показаны конфигурации компонентов для деформации уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 30A карман 3041 под давлением внутри корпуса 3011 может быть расположен на гибком слое 3034, который расположен на вакуумном уплотнении 3031. Карман 3041 под давлением может быть выполнен с возможностью приема потока газа для регулирования давления внутри кармана под давлением. Сила, прилагаемая карманом под давлением, может быть равномерной вдоль длины вакуумного уплотнения на плоской поверхности. На ступенчатой поверхности усилие может проталкивать вакуумный уплотнитель дальше на областях более низких ступеней, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения.Fig. 30A-30D show configurations of components for deforming a seal according to some embodiments. In Fig. 30A, a pressure pocket 3041 inside a housing 3011 can be located on a flexible layer 3034, which is located on a vacuum seal 3031. The pressure pocket 3041 can be configured to receive a gas flow to regulate the pressure inside the pressure pocket. The force exerted by the pressure pocket can be uniform along the length of the vacuum seal on a flat surface. On a stepped surface, the force can push the vacuum seal further in areas of lower steps, which can contribute to the deformation of the vacuum seal.

На Фиг. 30B множество штифтов 3042 могут быть расположены на опоре 3043, которая проходит вдоль длины вакуумного уплотнения. Штифты могут быть равномерно распределены вдоль длины вакуумного уплотнения. Штифты 3042 можно нажимать вниз относительно опоры 3043. На ступенчатой поверхности штифты, соответствующие областям более низких ступеней, можно нажимать вниз, это может толкать вакуумный уплотнитель далее вниз на областях более низких ступеней, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения.In Fig. 30B, a plurality of pins 3042 can be arranged on a support 3043 that extends along the length of the vacuum seal. The pins can be evenly distributed along the length of the vacuum seal. The pins 3042 can be pressed downwardly relative to the support 3043. On a stepped surface, the pins corresponding to the areas of the lower steps can be pressed downwardly, this can push the vacuum seal further downwards in the areas of the lower steps, which can contribute to the deformation of the vacuum seal.

На Фиг. 30C множество штифтов 3044 может быть расположено на опоре, которая проходит вдоль длины вакуумного уплотнения. Штифты 3044 могут быть выполнены с возможностью перемещения вдоль опоры, например, штифты могут перемещаться вдоль опоры для расположения в требуемом месте, например в месте расположения канавки или области более низкой ступени. Количество штифтов может быть меньше равномерного распределения штифтов, поскольку штифты могут быть перемещены для соответствия ступенчатым областям. Например, количество штифтов может составлять менее 20, менее 15 или менее 10 штифтов.In Fig. 30C, a plurality of pins 3044 can be arranged on a support that extends along the length of the vacuum seal. The pins 3044 can be configured to move along the support, for example, the pins can move along the support to be located at a desired location, such as at a location of a groove or a lower step region. The number of pins can be less than a uniform distribution of pins, since the pins can be moved to correspond to stepped areas. For example, the number of pins can be less than 20, less than 15, or less than 10 pins.

На ступенчатой поверхности штифт может скользить вдоль опоры для расположения в областях более низких ступеней. Скользящий штифт затем можно нажимать вниз, это может толкать вниз вакуумное уплотнение на областях более низких ступеней, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения.On the stepped surface, the pin can slide along the support to be positioned in the lower step areas. The sliding pin can then be pressed downwards, this can push down the vacuum seal in the lower step areas, which can contribute to the deformation of the vacuum seal.

На Фиг. 30D множество штифтов 3045 может быть расположено на опоре, которая проходит вдоль длины вакуумного уплотнения. Штифты 3045 могут быть выполнены с возможностью перемещения вдоль опоры, например, штифты могут перемещаться вдоль опоры для расположения в требуемом месте, например в месте расположения канавки или области более низкой ступени. Штифты 3045 также могут быть выполнены с возможностью вращения вокруг оси, чтобы штифты можно было располагать в любом направлении, например в направлении, которое может толкать вакуумное уплотнение к углу ступени. Скользящие и вращающиеся штифты могут быть расположены таким образом, чтобы толкать на углу ступени, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения на углу ступени для лучшей герметизации.In Fig. 30D, a plurality of pins 3045 can be arranged on a support that extends along the length of the vacuum seal. The pins 3045 can be configured to move along the support, for example, the pins can move along the support to be positioned at a desired location, such as at a location of a groove or an area of a lower step. The pins 3045 can also be configured to rotate around an axis so that the pins can be positioned in any direction, such as in a direction that can push the vacuum seal toward the corner of the step. The sliding and rotating pins can be arranged so as to push at the corner of the step, which can help deform the vacuum seal at the corner of the step for better sealing.

На Фиг. 31A-31B показаны конфигурации компонентов для деформации уплотнения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 31A карман 3141 под давлением внутри корпуса 3111 может быть расположен на гибком слое 3134, который расположен на вакуумном уплотнении 3131. Карман 3141 под давлением может быть выполнен с возможностью приема потока газа для регулирования давления внутри кармана под давлением. Сила, прилагаемая карманом под давлением, может быть равномерной вдоль длины вакуумного уплотнения на плоской поверхности. На ступенчатой поверхности усилие может проталкивать вакуумный уплотнитель дальше на областях более низких ступеней, что может способствовать деформации вакуумного уплотнения.Fig. 31A-31B show configurations of components for deforming a seal according to some embodiments. In Fig. 31A, a pressure pocket 3141 inside a housing 3111 can be located on a flexible layer 3134, which is located on a vacuum seal 3131. The pressure pocket 3141 can be configured to receive a gas flow to regulate the pressure inside the pressure pocket. The force exerted by the pressure pocket can be uniform along the length of the vacuum seal on a flat surface. On a stepped surface, the force can push the vacuum seal further in areas of lower steps, which can contribute to the deformation of the vacuum seal.

На Фиг. 31B штифты можно ввинчивать 3146 на опоре, таким образом, при вращении штифтов они могут нажимать вниз на вакуумное уплотнение. На Фиг. 31C штифты можно нажимать вниз 3147 на опоре. Штифты и опора могут быть выполнены с возможностью удержания штифтов в нажатом положении, например путем обеспечения шероховатых штифтов и опоры с высоким коэффициентом трения, например с покрытием из каучукового материала 3148. Таким образом, при нажатии на штифты они могут оставаться внизу.In Fig. 31B, the pins can be screwed 3146 onto the support, so that when the pins are rotated, they can press down on the vacuum seal. In Fig. 31C, the pins can be pressed down 3147 onto the support. The pins and the support can be designed to hold the pins in the pressed position, for example by providing rough pins and a support with a high coefficient of friction, for example with a coating of rubber material 3148. Thus, when the pins are pressed, they can remain down.

Опора может иметь обеспечивающую высвобождение конфигурацию, например путем разделения опоры на две части, при этом штифты остаются свободными для перемещения вверх, например под действием пружины. Таким образом, обеспечивающая высвобождение конфигурация может высвобождать все штифты одновременно, а действие нажатия вниз может выполняться с отдельными штифтами.The support may have a release configuration, such as by dividing the support into two parts, while the pins remain free to move upward, such as under the action of a spring. In this way, the release configuration may release all the pins simultaneously, and the downward pressing action may be performed on individual pins.

На Фиг. 32 показан процесс формирования вакуумного захвата, имеющего группу штифтов, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. При операции 3200 формируют вакуумный захват для захвата поверхности объекта. Вакуумный захват включает в себя элемент-основание, гибкий слой, имеющий сжимаемую часть, соединенный с поверхностью элемента-основания, элемент - вакуумное уплотнение в виде замкнутой петли, соединенный с гибким слоем, причем элемент - вакуумное уплотнение выполнен с возможностью формирования герметичной полости с по меньшей мере одним из элемента-основания или гибкого слоя при контакте с поверхностью объекта, и вакуумный насос, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью для удаления воздуха в полости.Fig. 32 shows a process for forming a vacuum gripper having a group of pins, according to some embodiments. In operation 3200, a vacuum gripper is formed for gripping a surface of an object. The vacuum gripper includes a base element, a flexible layer having a compressible portion connected to the surface of the base element, a vacuum seal element in the form of a closed loop connected to the flexible layer, wherein the vacuum seal element is configured to form a sealed cavity with at least one of the base element or the flexible layer when in contact with the surface of the object, and a vacuum pump connected to the base element and in fluid communication with the cavity for removing air in the cavity.

Элемент - вакуумное уплотнение включает в себя сжимаемый материал, имеющий постепенное изменение характеристики сжимаемости, сжимаемый материал, имеющий множество слоев с разными характеристиками сжимаемости, сжимаемую конструкцию, имеющую пневматический или гидравлический элемент, имеющий гибкий слой, окружающий заполненную текучей средой полость, сжимаемый материал на гибком слое или любую их комбинацию. Слои элемента - вакуумного уплотнения оптимизированы для герметизации элемента - вакуумного уплотнения на поверхности объекта с изменяющейся высотой. Гибкий слой выполнен с возможностью улучшения соответствия элемента - вакуумного уплотнения поверхности объекта при нажатии на него.The vacuum sealing element includes a compressible material having a gradual change in compressibility characteristics, a compressible material having a plurality of layers with different compressibility characteristics, a compressible structure having a pneumatic or hydraulic element having a flexible layer surrounding a cavity filled with a fluid medium, a compressible material on a flexible layer or any combination thereof. The layers of the vacuum sealing element are optimized for sealing the vacuum sealing element on the surface of an object with a changing height. The flexible layer is designed with the possibility of improving the compliance of the vacuum sealing element with the surface of the object when pressed thereon.

Вакуумный захват включает в себя подвижные штифты, расположенные по периферии в местах расположения элемента - вакуумного уплотнения для нажатия на гибкий слой или на элемент - вакуумное уплотнение, чтобы сжимаемый слой мог соответствовать неровностям поверхности объекта. Подвижные штифты выполнены с возможностью перемещения к элементу - вакуумному уплотнению путем скольжения, путем вращения, путем ввинчивания или путем нажатия.The vacuum gripper includes movable pins located along the periphery at the locations of the element - vacuum seal for pressing on the flexible layer or on the element - vacuum seal, so that the compressed layer can correspond to the unevenness of the surface of the object. The movable pins are designed with the ability to move towards the element - vacuum seal by sliding, by rotation, by screwing or by pressing.

На Фиг. 33A-33D показаны блок-схемы работы компонентов для деформации уплотнения в портативном вакуумном захвате в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Уплотнительные элементы могут способствовать избирательной деформации вакуумного уплотнения на неровных поверхностях, таких как ступенчатые поверхности, поверхности с канавками или шероховатые поверхности.Fig. 33A-33D show block diagrams of the operation of components for deforming a seal in a portable vacuum gripper according to some embodiments. The sealing elements can facilitate selective deformation of the vacuum seal on uneven surfaces, such as stepped surfaces, grooved surfaces, or rough surfaces.

На Фиг. 33A операция 3300 повышает давление в деформируемом воздушном кармане, расположенном вдоль длины уплотнения, для соответствия уплотнения неровной поверхности. На Фиг. 33B операция 3320 перемещает, по направлению к неровной поверхности, отдельные штифты в группе штифтов, расположенных вдоль длины уплотнения, для соответствия уплотнения неровной поверхности.In Fig. 33A, operation 3300 increases the pressure in the deformable air pocket located along the length of the seal to match the seal to the uneven surface. In Fig. 33B, operation 3320 moves, toward the uneven surface, individual pins in a group of pins located along the length of the seal to match the seal to the uneven surface.

На Фиг. 33C операция 3340 заставляет отдельные штифты в группе штифтов, расположенных вдоль длины уплотнения, скользить или вращаться для соответствия уплотнения неровной поверхности. На Фиг. 33D при операции 3360 ввинчивают или нажимают на отдельные штифты в группе штифтов, расположенных вдоль длины уплотнения, для соответствия уплотнения неровной поверхности.In Fig. 33C, operation 3340 causes individual pins in a group of pins located along the length of the seal to slide or rotate to conform the seal to an uneven surface. In Fig. 33D, operation 3360 screws or presses individual pins in a group of pins located along the length of the seal to conform the seal to an uneven surface.

Claims (70)

1. Вакуумный захват для захвата объекта, содержащий1. A vacuum gripper for gripping an object, containing элемент-основание,base element, причем элемент-основание содержит одно или более отверстий по периферии элемента-основания;wherein the base element comprises one or more openings along the periphery of the base element; элемент – вакуумное уплотнение, соединенный с элементом-основанием,element - vacuum seal connected to the base element, причем элемент – вакуумное уплотнение выполнен с возможностью окружать полость, при этом нижняя сторона полости представляет собой поверхность объекта, контактирующую с элементом – вакуумным уплотнением,wherein the element - vacuum seal is designed with the ability to surround the cavity, wherein the lower side of the cavity is the surface of the object in contact with the element - vacuum seal, при этом элемент – вакуумное уплотнение содержит первую часть, расположенную на второй части,wherein the element – vacuum seal comprises a first part located on the second part, причем первая часть элемента – вакуумного уплотнения расположена рядом с периферией, причем одно или более отверстий выполнены с возможностью открытия одного или более участков первой части,wherein the first part of the element - the vacuum seal is located near the periphery, wherein one or more openings are made with the possibility of opening one or more sections of the first part, при этом первая часть содержит гибкий и растягиваемый материал,wherein the first part contains a flexible and stretchable material, причем вторая часть содержит сжимаемый и деформируемый материал,wherein the second part contains compressible and deformable material, при этом выполняется одно из следующих двух условий: in this case, one of the following two conditions is met: первая часть имеет более высокую твердость, чем вторая часть, или the first part has a higher hardness than the second part, or первая часть является менее сжимаемой и менее деформируемой, чем вторая часть,the first part is less compressible and less deformable than the second part, причем первая и вторая части выполнены с возможностью уменьшения элементом – вакуумным уплотнением размера зазора со ступенью на поверхности объекта после того, как на первую часть нажимают через отверстие из числа одного или более отверстий;wherein the first and second parts are designed with the possibility of reducing the size of the gap with a step on the surface of the object by means of an element - a vacuum seal - after the first part is pressed through an opening from among one or more openings; механизм удаления воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью,an air removal mechanism connected to the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, причем механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом; иwherein the air removal mechanism is configured to remove gas from the cavity to create a suction force for connecting the surface of the object to the vacuum gripper; and причем первая часть выполнена с возможностью деформации с менее локализованным профилем, чем вторая часть при точечном вдавливании.wherein the first part is designed with the possibility of deformation with a less localized profile than the second part during point indentation. 2. Вакуумный захват по п. 1, в котором первая часть элемента – вакуумного уплотнения проходит во внутренние области периферии, причем внутренние области соединены с элементом-основанием.2. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the first part of the vacuum seal element extends into the inner regions of the periphery, wherein the inner regions are connected to the base element. 3. Вакуумный захват по п. 1, в котором толщину слоя, твердость слоя, гибкость слоя, растяжимость слоя, сжимаемость слоя или деформируемость слоя выбирают таким образом, чтобы элемент – вакуумное уплотнение больше соответствовал неровностям поверхности объекта.3. A vacuum gripper according to item 1, wherein the layer thickness, layer hardness, layer flexibility, layer extensibility, layer compressibility or layer deformability are selected in such a way that the vacuum sealing element better corresponds to the unevenness of the surface of the object. 4. Вакуумный захват по п. 1, в котором первая часть имеет более высокую твердость, чем вторая часть, или первая часть является менее сжимаемой и менее деформируемой, чем вторая часть.4. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the first part has a higher hardness than the second part, or the first part is less compressible and less deformable than the second part. 5. Вакуумный захват по п. 1, в котором вторая часть содержит множество разных упруго сжимаемых и деформируемых материалов, причем множество разных материалов расположены в отдельных слоях.5. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the second part comprises a plurality of different elastically compressible and deformable materials, wherein the plurality of different materials are located in separate layers. 6. Вакуумный захват по п. 1, в котором вторая часть содержит множество разных упруго сжимаемых и деформируемых материалов в композитном слое, имеющем непрерывно изменяющиеся уровни упруго сжимаемые и деформации.6. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the second part comprises a plurality of different elastically compressible and deformable materials in a composite layer having continuously changing levels of elastically compressible and deformable materials. 7. Вакуумный захват по п. 1, в котором вторая часть содержит пневматический или гидравлический элемент, содержащий гибкий и растягиваемый слой, образующий заполненную текучей средой полость, причем заполненная текучей средой полость имеет давление, оптимизированное для герметизации элемента – вакуумного уплотнения со ступенью на поверхности объекта.7. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the second part comprises a pneumatic or hydraulic element comprising a flexible and stretchable layer forming a fluid-filled cavity, wherein the fluid-filled cavity has a pressure optimized for sealing the element - a vacuum seal with a step on the surface of the object. 8. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий нижний слой, соединенный с элементом – вакуумным уплотнением на внешней стороне элемента – вакуумного уплотнения, причем нижний слой содержит гибкий материал, который более стойкий к износу или более стойкий к истиранию, чем материал первой части элемента – вакуумного уплотнения.8. A vacuum gripper according to claim 1, further comprising a lower layer connected to the vacuum seal element on the outer side of the vacuum seal element, wherein the lower layer comprises a flexible material that is more wear-resistant or more abrasion-resistant than the material of the first part of the vacuum seal element. 9. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий аварийный сигнал, причем аварийный сигнал выполнен с возможностью подачи аварийного сигнала, когда уровень давления в полости превышает заданное значение; ручной механизм, выполненный с возможностью поддержания работы механизма удаления воздуха, причем ручной механизм выполнен с возможностью ручного удаления газа из полости человеком.9. A vacuum gripper according to claim 1, further comprising an emergency signal, wherein the emergency signal is configured to generate an emergency signal when the pressure level in the cavity exceeds a predetermined value; a manual mechanism configured to maintain the operation of the air removal mechanism, wherein the manual mechanism is configured to manually remove gas from the cavity by a person. 10. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий батарею, выполненную с возможностью подачи питания на механизм удаления воздуха, причем батарея размещена в ручке, соединенной с элементом-основанием; аварийный сигнал батареи, соединенный с батареей, причем аварийный сигнал батареи выполнен с возможностью подачи аварийного сигнала для уведомления человека, когда уровень мощности батареи ниже заданного значения; зарядный механизм, выполненный с возможностью зарядки источника питания, причем зарядный механизм выполнен с возможностью зарядки источника питания от внешнего источника питания или вручную человеком.10. The vacuum gripper of claim 1, further comprising a battery configured to supply power to the air removal mechanism, wherein the battery is housed in a handle connected to the base member; a battery alarm connected to the battery, wherein the battery alarm is configured to supply an alarm signal to notify a person when the battery power level is below a predetermined value; a charging mechanism configured to charge the power source, wherein the charging mechanism is configured to charge the power source from an external power source or manually by a person. 11. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий контроллер, выполненный с возможностью регулирования механизма удаления воздуха, причем контроллер выполнен с возможностью выключения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости достигает заданного уровня давления или когда скорость уменьшения давления в полости достигает заданного уровня, при этом контроллер выполнен с возможностью включения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости ниже заданного уровня давления.11. A vacuum gripper according to claim 1, further comprising a controller configured to regulate an air removal mechanism, wherein the controller is configured to turn off the air removal mechanism when the pressure level in the cavity reaches a predetermined pressure level or when the rate of pressure reduction in the cavity reaches a predetermined level, wherein the controller is configured to turn on the air removal mechanism when the pressure level in the cavity is below the predetermined pressure level. 12. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий упорный стержень, причем упорный стержень выполнен с возможностью разъемного соединения с корпусом вакуумного захвата, при этом размер упорного стержня меньше размера отверстия, чтобы упорный стержень можно было нажимать под углом от вертикального направления к ступени.12. The vacuum gripper according to claim 1, further comprising a thrust rod, wherein the thrust rod is designed with the possibility of a detachable connection to the body of the vacuum gripper, wherein the size of the thrust rod is smaller than the size of the opening so that the thrust rod can be pressed at an angle from the vertical direction to the step. 13. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий группу упорных стержней, соединенных с периферией элемента-основания и выровненных с одним или более отверстиями; причем упорные стержни выполнены с возможностью перемещения к элементу – вакуумному уплотнению путем скольжения, путем вращения, путем ввинчивания или путем нажатия, при этом упорные стержни выполнены с возможностью нажатия на первую часть в направлении ко второй части.13. A vacuum gripper according to claim 1, further comprising a group of thrust rods connected to the periphery of the base element and aligned with one or more openings; wherein the thrust rods are configured to move toward the vacuum seal element by sliding, by rotation, by screwing, or by pressing, wherein the thrust rods are configured to press the first part in the direction toward the second part. 14. Вакуумный захват по п. 1, в котором элемент – вакуумное уплотнение содержит внутреннюю часть внутри периферии, причем толщина внутренней части меньше, чем толщина периферийной части, при этом внутренняя часть соединена с элементом-основанием.14. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the vacuum seal element comprises an internal part within the periphery, wherein the thickness of the internal part is less than the thickness of the peripheral part, and wherein the internal part is connected to the base element. 15. Вакуумный захват по п. 1, в котором элемент – вакуумное уплотнение выполнен с возможностью иметь вторую часть, выступающую в ступень, когда нажимают на первую часть.15. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the element - a vacuum seal - is designed with the possibility of having a second part protruding into the step when the first part is pressed. 16. Вакуумный захват по п. 1, в котором вторая часть содержит множество разных упруго сжимаемых и деформируемых материалов, причем множество разных материалов выполнены с возможностью балансировки сил контакта на элементе – вакуумном уплотнении при встрече с поверхностью объекта, которая имеет неровность поверхности.16. A vacuum gripper according to claim 1, wherein the second part contains a plurality of different elastically compressible and deformable materials, wherein the plurality of different materials are designed with the possibility of balancing the contact forces on the element - the vacuum seal when meeting the surface of an object that has an uneven surface. 17. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий зацепные элементы, соединенные с элементом-основанием, причем зацепные элементы выполнены с возможностью соединения с подъемным механизмом.17. A vacuum gripper according to claim 1, additionally comprising hooking elements connected to the base element, wherein the hooking elements are designed with the possibility of connection to a lifting mechanism. 18. Вакуумный захват по п. 1, дополнительно содержащий18. The vacuum gripper according to claim 1, additionally comprising ручной механизм удаления воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью,a manual air removal mechanism connected to the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, причем ручной механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом,wherein the manual air removal mechanism is configured to remove gas from the cavity to create a suction force for connecting the surface of the object to the vacuum gripper, при этом ручной механизм удаления воздуха выполнен с возможностью управления человеком; in this case, the manual air removal mechanism is designed to be controlled by a person; датчик давления, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью,a pressure sensor connected to the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, причем датчик давления выполнен с возможностью обеспечения указания уровня давления или уровня вакуума в полости; wherein the pressure sensor is configured to provide an indication of the pressure level or vacuum level in the cavity; механизм сброса воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью,an air release mechanism connected to the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, причем механизм сброса воздуха выполнен с возможностью сброса газа из полости.wherein the air release mechanism is designed with the possibility of releasing gas from the cavity. 19. Вакуумный захват для захвата объекта, содержащий19. A vacuum gripper for gripping an object, comprising элемент-основание,base element, причем элемент-основание содержит одно или более отверстий по периферии элемента-основания;wherein the base element comprises one or more openings along the periphery of the base element; элемент – вакуумное уплотнение, соединенный с элементом-основанием,element - vacuum seal connected to the base element, причем элемент – вакуумное уплотнение выполнен с возможностью окружать полость, при этом нижняя сторона полости представляет собой поверхность объекта, контактирующую с элементом – вакуумным уплотнением,wherein the element - vacuum seal is designed with the ability to surround the cavity, wherein the lower side of the cavity is the surface of the object in contact with the element - vacuum seal, при этом элемент – вакуумное уплотнение содержит первую часть, расположенную на второй части,wherein the element – vacuum seal comprises a first part located on a second part, причем первая часть элемента – вакуумного уплотнения расположена рядом с периферией, причем одно или более отверстий выполнены с возможностью открытия одного или более участков первой части,wherein the first part of the element - the vacuum seal is located near the periphery, wherein one or more openings are made with the possibility of opening one or more sections of the first part, при этом первая часть элемента – вакуумного уплотнения проходит во внутренние области периферии, причем внутренние области соединены с элементом-основанием,wherein the first part of the element – the vacuum seal – extends into the inner regions of the periphery, and the inner regions are connected to the base element, причем первая часть содержит гибкий и растягиваемый материал,wherein the first part contains a flexible and stretchable material, при этом вторая часть содержит сжимаемый и деформируемый материал,the second part contains compressible and deformable material, причем выполняется одно из следующих двух условий: первая часть имеет более высокую твердость, чем вторая часть, или первая часть является менее сжимаемой и менее деформируемой, чем вторая часть,where one of the following two conditions is met: the first part has a higher hardness than the second part, or the first part is less compressible and less deformable than the second part, при этом первая и вторая части выполнены с возможностью уменьшения элементом – вакуумным уплотнением размера зазора со ступенью на поверхности объекта после того, как на первую часть нажимают через отверстие из числа одного или более отверстий,wherein the first and second parts are designed with the possibility of reducing the size of the gap with a step on the surface of the object by means of an element - a vacuum seal after the first part is pressed through an opening from among one or more openings, причем толщину слоя, твердость слоя, гибкость слоя, растяжимость слоя, сжимаемость слоя или деформируемость слоя выбирают таким образом, чтобы элемент – вакуумное уплотнение больше соответствовал неровностям поверхности объекта;wherein the layer thickness, layer hardness, layer flexibility, layer extensibility, layer compressibility or layer deformability are selected in such a way that the element – vacuum seal – better corresponds to the unevenness of the surface of the object; механизм удаления воздуха, соединенный с элементом-основанием и сообщающийся по текучей среде с полостью,an air removal mechanism connected to the base element and communicating via a fluid medium with the cavity, причем механизм удаления воздуха выполнен с возможностью удаления газа из полости для создания силы присасывания для соединения поверхности объекта с вакуумным захватом;wherein the air removal mechanism is configured to remove gas from the cavity to create a suction force to connect the surface of the object to the vacuum gripper; аварийный сигнал давления,pressure alarm, при этом аварийный сигнал давления выполнен с возможностью подачи первого аварийного сигнала, когда уровень давления в полости превышает заданное значение;wherein the pressure alarm signal is configured to generate a first alarm signal when the pressure level in the cavity exceeds a specified value; ручной механизм, выполненный с возможностью поддержания работы механизма удаления воздуха,a manual mechanism designed to maintain the operation of the air removal mechanism, причем ручной механизм выполнен с возможностью ручного удаления газа из полости человеком;moreover, the manual mechanism is designed with the possibility of manual removal of gas from the cavity by a person; батарею, выполненную с возможностью подачи питания на механизм удаления воздуха,a battery configured to supply power to the air removal mechanism, причем батарея размещена в ручке, соединенной с элементом-основанием;wherein the battery is located in the handle connected to the base element; аварийный сигнал батареи, соединенный с батареей,battery alarm connected to the battery, причем аварийный сигнал батареи выполнен с возможностью подачи второго аварийного сигнала, когда уровень мощности батареи ниже заданного значения;wherein the battery alarm is configured to generate a second alarm when the battery power level is below a predetermined value; контроллер, выполненный с возможностью регулирования механизма удаления воздуха,a controller capable of regulating the air removal mechanism, причем контроллер выполнен с возможностью выключения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости достигает заданного уровня давления или когда скорость уменьшения давления в полости достигает заданного уровня,wherein the controller is configured to switch off the air removal mechanism when the pressure level in the cavity reaches a predetermined pressure level or when the rate of pressure reduction in the cavity reaches a predetermined level, при этом контроллер выполнен с возможностью включения механизма удаления воздуха, когда уровень давления в полости ниже заданного уровня давления;wherein the controller is configured to enable the air removal mechanism to be activated when the pressure level in the cavity is below a specified pressure level; упорный стержень,thrust rod, причем упорный стержень выполнен с возможностью разъемного соединения с корпусом вакуумного захвата,wherein the thrust rod is designed with the possibility of a detachable connection with the body of the vacuum gripper, при этом размер упорного стержня меньше размера отверстия, чтобы упорный стержень можно было нажимать под углом от вертикального направления к ступени; иwherein the size of the stop rod is smaller than the size of the hole so that the stop rod can be pressed at an angle from the vertical direction to the step; and причем первая часть выполнена с возможностью деформации с менее локализованным профилем, чем вторая часть при точечном вдавливании.wherein the first part is designed with the possibility of deformation with a less localized profile than the second part during point indentation.
RU2023130132A 2021-04-20 2022-04-20 Portable vacuum gripper RU2842772C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/176,890 2021-04-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2023130132A RU2023130132A (en) 2024-02-05
RU2842772C2 true RU2842772C2 (en) 2025-07-01

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184858A (en) * 1991-09-17 1993-02-09 Toyo Sangyo Co., Ltd. Sucker for plate glass
JPH05123990A (en) * 1991-11-05 1993-05-21 Hiroshi Akashi Vacuum-suction conveyor device
JPH05132281A (en) * 1991-07-05 1993-05-28 Hitachi Juki Seizo:Kk Sucking pad and manufacture thereof
RU2035376C1 (en) * 1993-03-31 1995-05-20 Обнинский институт атомной энергетики Vacuum gripper
JPH07179286A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Hitachi Juki Seizo:Kk Paper bag sucking hanging tool and its manufacture
US20190375604A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-12 Tkt Corporation Electric vacuum suction lifter
WO2020172993A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 深圳市艾比森光电股份有限公司 Front maintenance tool for display screen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05132281A (en) * 1991-07-05 1993-05-28 Hitachi Juki Seizo:Kk Sucking pad and manufacture thereof
US5184858A (en) * 1991-09-17 1993-02-09 Toyo Sangyo Co., Ltd. Sucker for plate glass
JPH05123990A (en) * 1991-11-05 1993-05-21 Hiroshi Akashi Vacuum-suction conveyor device
RU2035376C1 (en) * 1993-03-31 1995-05-20 Обнинский институт атомной энергетики Vacuum gripper
JPH07179286A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Hitachi Juki Seizo:Kk Paper bag sucking hanging tool and its manufacture
US20190375604A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-12 Tkt Corporation Electric vacuum suction lifter
WO2020172993A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 深圳市艾比森光电股份有限公司 Front maintenance tool for display screen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220331993A1 (en) Portable vacuum gripper
US11731291B2 (en) Extended-frame portable vacuum gripper
EP3166755B1 (en) Method of operating a hydrodynamic compression tool and hydrodynamic compression tool
EP0729549B1 (en) Hydraulic power unit
US7056295B2 (en) Automated chest compression apparatus
RU2842772C2 (en) Portable vacuum gripper
CN108799070A (en) Air compressor
KR20150112099A (en) Mobile robot to detect and repair damage of hull
EP0533793A1 (en) RESUME DEVICE.
JP5196220B2 (en) Pumping device
EP4091778A1 (en) Vacuum cup for a robotic system, robotic system comprising the vacuum cup, and method for providing a tight hold of the vacuum cup on uneven surfaces
WO2017156581A1 (en) Hand grab
CA2949417A1 (en) Cord management system for a portable air compressor
CN120308822B (en) Hoisting machine for transferring large glass lining reaction kettle
CN109841761A (en) Panel carrying device and abutted equipment
JP2016084118A (en) Travel wheel of wall surface suction travel device
CN117000560A (en) Curing equipment and control method
JP4292264B2 (en) Discharger
CN205764822U (en) Diaphragm gas meter lock-screw self-feeding assembly line
CN213018804U (en) Pump head subassembly and use lubricating arrangement of this pump head subassembly
CN113612159A (en) Circuit walking device
CN210973696U (en) Portable multifunctional lifter
KR20200011760A (en) Grease coating apparatus
US20210298540A1 (en) Cleansing Device
RU2023130132A (en) PORTABLE VACUUM GRIPPER