CN101082808B - 镊子和抓取系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于抓取和装配钟表内的至少一个部件(14)的镊子(12)和抓取系统(10)，包括第一和第二分支(16，18)，它们在镊子(12)的第一端部(20)连接且在镊子(12)的第二端部形成抓取钳部(22)，以便能够通过手动操作镊子(12)利用钳部(22)抓取部件(14)，其特征在于，第一分支(16)包括至少一个静电抓取表面(24)，该静电抓取表面用于通过静电吸引抓取由导体或半导体材料制成的部件(14)。

Description

镊子和抓取系统
技术领域
本发明涉及镊子和用于抓取和装配钟表内部件的系统。
本发明更具体地涉及用于抓取和装配钟表内的至少一个部件的镊子，该镊子包含第一和第二分支，这些分支在镊子的第一端部连接且在镊子的第二端部形成抓取钳部，以通过手动操作镊子来实现通过钳部抓取部件的目的。
背景技术
在装配小尺寸的钟表部件例如显示器指针时，钟表匠们通常使用镊子，这使他们能更精确地操纵和定位这些部件以便在钟表内形成组件。这种镊子在例如美国专利No.3638516中公开和示出。
显而易见的是，对于某些类型的部件，镊子往往在部件上留下印痕。尤其是当部件由半导体材料例如硅制成的时候，非常脆弱的外表面由于镊子操纵时的刮擦留下印痕，这损坏了钟表最终的美学外观。镊子的操作甚至可能导致部件的破损。
尤其在瑞士专利No.667839中已经提出通过吸力抓取钟表部件。然而，这种方案不能解决脆弱部件上留下印痕或破损的问题。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种能容易和精确的操作且不改变被操作部件的表面的工具来克服这一问题。
因此，本发明提出上述类型的镊子，其特征在于，第一分支包括至少一个用于通过静电吸引抓取由导体或半导体材料制成的部件的静电抓取表面。
根据本发明的镊子具有特别容易被握在手中的优点，这是因为它们具有钟表匠日常使用的工具的形状。此外，它们可借助于钳部以传统方式使用，并且可借助于静电抓取表面以先进的方式使用，这使它们能够适应钟表匠的要求。
优选地，静电抓取表面布置在分支的外表面一侧，这通过使静电抓取表面容易接近从而方便了对部件的保持，同时允许使用者继续使用传统的钳部来抓取不太易碎的传统部件。
根据一个有利的实施例，静电抓取表面具有至少一个导向部分，该导向部分用于迫使部件占据静电抓取表面上的确定位置。该特征能够使部件在抓取表面上获得稳定的相对位置，从而便于装配操作。此外，因为该镊子用于将手表指针装配到心轴上，所以静电抓取表面包括至少一个当将指针定位在心轴上时用于心轴通过的孔，这有助于将指针安装在钟表内的指针驱动心轴上。
有利地，静电抓取表面的至少一个部分属于附加元件，其通过卡扣配合可拆除地固定在第一分支上。因此可根据待操作的部件来使用可互换的静电抓取表面。
根据本发明的其它特征，所述分支由导电材料制成且静电抓取表面由合成电绝缘材料制成，其硬度和表面外观设计成不会改变被抓取部件的表面外观。
第一分支包括由供电装置供给电流的电极和由电介质材料制成的覆盖电极的绝缘外皮，且绝缘外皮包括形成静电抓取表面的外表面。
该供电装置可由镊子承载或相对于镊子偏置。
优选地，控制静电抓取表面上产生的静电吸引力的强度的元件布置在镊子上，所述元件使吸引力能够适应被操作的部件，且使部件能够在需要时被释放。
本发明还提出一种静电抓取系统，该系统包含如前所述的镊子且包括相对于镊子偏置的元件，该元件控制静电抓取表面上产生的静电吸引力的强度。所述控制元件是一踏板，其根据施加到踏板上的压力改变静电吸引力的强度。
这些特征使根据本发明的抓取系统特别符合人机工程学，因为使用者可空出两只手来使用镊子操作部件和握住钟表，同时他的脚控制静电吸引力。
附图说明
通过阅读下文参考附图作出和作为非限制性示例给出的详细说明，本发明的其他特征和优点会更清楚，其中：
图1是示意性地示出一种抓取系统的侧视图，该系统包括根据本发明第一实施例的教导制造的镊子；
图2是用于通过静电抓取部件的图1的镊子的一个分支的一部分的轴向剖面图；
图3是示出图1的抓取系统的第二实施例的透视图，该系统包含被偏置并由踏板控制的供电装置；
图4是示出图3的镊子的抓取表面的一个有利实施例的透视图。
具体实施方式
在下面的说明中，相同或相似的元件使用相同的参考标记。
图1示出根据第一实施例的抓取系统10，该抓取系统包含用于抓取和装配钟表(未示出)特别是手表内的至少一个部件14的镊子12。
待抓取的部件14例如由显示器指针15构成，该指针必须被装配到钟表心轴上。当然，其它的部件14也可以由根据本发明的抓取系统10操纵，特别是心轴，轮，游丝等。
在下面的说明中，将以非限制性方式使用沿镊子12的总轴线A1的垂直轴向方向。
镊子12包含第一和第二分支16、18，它们在镊子的第一轴向端部20连接且在镊子的第二轴向端部形成抓取钳部22，以允许通过手动操纵镊子12利用钳部22抓取部件14。
分支16，18由导电材料制成且设置在确定的电位，例如接地。
依照本发明的教导，第一分支16包括至少一个用于通过静电吸引抓取由导体或半导体材料制成的部件14的静电抓取表面24，该部件14尤其是由基于硅的晶体材料制成的指针15。在被抓取以前，部件14放置在由导电材料制成的支承件(未示出)上，该支承件设置在对应于分支16，18的电位的确定电位，例如接地。
根据所示的实施例，静电抓取表面24由覆盖电极26的绝缘外皮30的外表面形成。电极26经由供电装置28供给电流。
绝缘外皮30由电介质材料制成且完全覆盖电极26。这里绝缘外皮30具有平行六面体形状。为了保证具有合理电压的足够的静电吸引力，绝缘外皮30在电极26和静电抓取表面24之间的厚度必须相对较小。
有利地，电极26和绝缘外皮30布置在第一分支16的外表面32上，从而静电抓取表面24在与轴线A1相对的一侧定向。绝缘外皮30由合成材料制成，其表面外观设置成允许部件14和抓取表面24之间的非侵入式接触，以便不会改变部件14的表面外观。
根据这里所示的实施例，供电装置28由镊子12的第一端部20承载且通过电线34与电极26电连接。供电装置28包括例如可再充电的电池和高压发电机(0.01-10kV)。
供电装置28包括控制元件36，该控制元件使镊子12的使用者能够人工控制(M)对电极26的供电，以便产生对部件14的静电吸引从而保持部件14压靠静电抓取表面24，如图1和2所示。
应当指出，由于部件14例如显示器指针15的重量较小，用于保持部件14压靠静电抓取表面24的静电吸引力的强度相对较低。因此，在部件14的某些装配操作期间，例如在将指针15装配到心轴上期间，如果通过机械力例如夹持力将指针保持在心轴上的恰当位置，则不必对供电装置18执行任何特定的控制策略以释放部件14。
控制元件36可由开关构成，并且优选地，当使用者停止为电极26供电时，执行电能控制策略—例如通过产生多个减幅的交替脉冲—以便释放部件14。
依照本发明的第一实施例的镊子12的操作在下文阐述。
当使用者—通常是钟表匠—操作和装配不是特别脆弱的部件14时，例如由黄铜制成的部件14，他使用传统的钳部22以抓取部件14并将部件14定位在钟表内，这仅仅通过用手指在镊子12的分支16，18上施加机械压力实现。
当使用者操作和装配必须特别小心地对待以避免损坏或刮擦的部件14例如硅指针15时，他利用开关36控制对电极26的供电，从而通过在静电抓取表面24上产生吸引力而使绝缘外皮30带有电荷，该吸引力使部件14能够被抓取而不需要在其上施加任何机械压力。然后使用者可在钟表内移动部件14以将其定位，然后通过再次操纵开关36来释放部件14。
应当指出，由于由导体或半导体材料制成的部件14放置在与分支16，18处于相同电位—这里是接地—的支承件上，所以部件14本身接地。当静电抓取表面24接近部件14时，对电极26的供电导致电极26和部件14之间具有电位差，这产生了电场和静电吸引力。电荷出现在静电抓取表面24上和部件14上。当静电力足够时，部件14将压靠静电抓取表面24。由于部件14内被移动的大部分电荷保留在部件14上，所以静电吸引力得以保持，这使部件14能够在被移动的同时保持压靠在静电抓取表面24上，直到通过操纵开关36而释放。
现在说明图3和4所示的第二实施例，并且特别涉及使第二实施例与第一实施例相区别的技术特征。
根据第二实施例，供电装置28相对于镊子12偏置，电连接线34从镊子12延伸到供电装置28。此外，控制元件36由踏板38构成，该踏板38使使用者能够根据他用脚施加在踏板38上的力改变静电抓取表面24上的静电吸引力的强度。
图3示出支承件39，部件14在被抓取之前放置于其上。如前所述，支承件39与镊子12的分支16，18设置在相同的电位，这里是接地。
在第二实施例中，静电抓取表面24具有至少一个导向部分40，42，用于迫使部件14占据静电抓取表面24上的确定的位置。
图4示出第一和第二导向部分40，42，它们布置在静电抓取表面24上以便形成用于虚线所示的指针15的互补腔室。
依照所示的示例，第一导向部分40在抓取表面24的整个宽度上延伸并且具有指针15的一个端部的形状，该端部位于指针15的旋转轴线一侧。这里第一导向部分40通过由两个相对边缘44，46限定的凹槽形成，该第一导向部分迫使指针15沿相对于轴线Al的横向方向定向，如图3所示。因此，指针15不仅通过静电吸引力被保持在静电抓取表面24上，而且还被保持在相对于静电抓取表面24的确定的位置，这有助于使用者将指针15定位在钟表内以便装配指针15。
依照所示的示例，第二导向部分42是具有半圆盘形状的腔室，但是它可以采取与待操作的部件14的形状相适应的任何其他形状。
依照第二实施例的一种改进，第一导向部分40包括与指针15的心轴孔相对的用于接纳心轴的轴向端部的孔口48，在该轴向端部上将安装指针15。因此，当使用者定位指针15以便将其安装在心轴上时，他可以在不直接贴靠心轴的端部的情况下利用镊子12对指针15施加压力。
这里导向部分40，42形成为中空形状，但是它们也可以制成肋部的形式，该肋部限定用于待操作的部件14的部分的互补腔室。
当然，导向部分40，42也可以布置在第一实施例的抓取表面24上。
有利地，静电抓取表面24的至少一个部分属于附加元件50，该附加元件可拆卸地固定在第一分支16上。依照所示出的示例性实施例，附加元件50由电介质材料制成的板组成，其卡扣配合在电介质材料制成的板52上。板52例如通过粘结固定在镊子12的第一分支16上，并且包括接纳电极26的腔室。附加元件50和板52一起形成封装电极26的绝缘外皮30。
附加元件50的优点是它便于更换静电抓取表面24，因此能够使用其突出部分40，42适于待抓取的部件14的静电抓取表面24。因此，如果希望操作硅制的轮，则仅需要将用于指针15的附加元件50更换为具有与待抓取的轮互补的部分40、42的附加元件50。
根据一种变型(未示出)，绝缘外皮30可完全以可拆卸的方式固定在镊子12上，必要时，这使镊子12能够在没有静电抓取表面24的情况下进行使用。
现在参考第二实施例对根据本发明的抓取系统的操作进行描述。
为了抓取硅制的指针15，使用者移动静电抓取表面24接近载有指针15的支承件，使指针15与第一导向部分40大致对准。同时，使用者踩压踏板38以便对电极26供电并且逐渐增大静电吸引力直到指针15压靠静电抓取表面24。由于吸引力并且由于第一导向部分40合适的形状，指针15以适当的方式将自身定位在第一导向部分40内，从而该指针的心轴孔面向孔口48。
然后使用者利用镊子12将指针15运送到指针在其中被装配的钟表内。然后使用者通过将指针15穿在心轴上直到心轴的自由端被容纳在静电抓取表面24的孔口48内，从而将指针15装配到相应的钟表心轴上。
当指针15被装配完成时，使用者抬起踏板38以消除静电吸引力并释放指针15，指针15通过其适配性在任何情况下均被保持在心轴上，这类似于钉入(driving in)。
本发明是参考仅在第一分支16上包括静电抓取表面24的镊子12进行说明的。当然，镊子12的第二分支18也可包括与前文所述类似的静电抓取表面24。该第二分支可包括与第一分支16的导向部分不同的导向部分40、42，这将增加使用同一镊子12通过静电吸引所能够抓取的部件的数目。

Claims (17)

1.用于抓取和装配钟表内的至少一个部件(14，15)的镊子(12)，包括第一分支(16)和第二分支(18)，该第一分支和第二分支在镊子(12)的第一端部(20)连接且在镊子(12)的第二端部形成抓取钳部(22)，以便能够通过手动操作镊子(12)由使用者用手指在镊子(12)的所述第一分支(16)和所述第二分支(18)上施加机械压力来利用所述抓取钳部(22)抓取所述至少一个部件(14，15)，其特征在于，第一分支(16)包括至少一个静电抓取表面(24)，该静电抓取表面用于通过静电吸引抓取所述至少一个部件(14，15)，所述至少一个部件(14，15)由半导体材料制成。
2.用于抓取和装配钟表内的至少一个部件(14，15)的镊子(12)，包括第一分支(16)和第二分支(18)，该第一分支和第二分支在镊子(12)的第一端部(20)连接且在镊子(12)的第二端部形成抓取钳部(22)，以便能够通过手动操作镊子(12)由使用者用手指在镊子(12)的所述第一分支(16)和所述第二分支(18)上施加机械压力来利用所述抓取钳部(22)抓取所述至少一个部件(14，15)，其特征在于，第一分支(16)包括至少一个静电抓取表面(24)，该静电抓取表面用于通过静电吸引抓取所述至少一个部件(14，15)，所述至少一个部件(14，15)由导电材料制成；并且，该静电抓取表面(24)由合成绝缘材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的镊子，其特征在于，静电抓取表面(24)布置在所述第一分支(16)的外表面一侧。
4.根据权利要求1或2所述的镊子(12)，其特征在于，静电抓取表面(24)具有至少一个导向部分(40，42)，该导向部分用于迫使所述至少一个部件(14，15)占据静电抓取表面(24)上的确定位置。
5.根据权利要求1或2所述的镊子(12)，其特征在于，该镊子用于将手表指针(15)装配到心轴上，该静电抓取表面(24)包括至少一个孔口(48)，当将指针(15)定位在心轴上时该孔口用于使心轴通过。
6.根据权利要求1或2所述的镊子(12)，其特征在于，静电抓取表面(24)的至少一个部分属于附加元件(50)，该附加元件可拆除地固定在第一分支(16)上。
7.根据权利要求6所述的镊子(12)，其特征在于，附加元件(50)通过卡扣配合固定在第一分支(16)上。
8.根据权利要求1或2所述的镊子(12)，其特征在于，所述第一分支(16)和所述第二分支(18)由导电材料制成。
9.根据权利要求1所述的镊子(12)，其特征在于，静电抓取表面(24)由电绝缘材料制成，以便不改变待抓取部件(14，15)的表面外观。
10.根据权利要求1或2所述的镊子(12)，其特征在于，第一分支(16)包括由供电装置(28)供给电流的电极(26)和由电介质材料制成的覆盖电极(26)的绝缘外皮(30)；并且，该绝缘外皮(30)包括形成所述静电抓取表面(24)的外表面。
11.根据权利要求10所述的镊子(12)，其特征在于，供电装置(28)由镊子(12)承载。
12.根据权利要求10所述的镊子(12)，其特征在于，电极(26)通过从所述镊子(12)延伸到所述供电装置(28)的电连接线(34)连接到该供电装置(28)上。
13.根据权利要求10所述的镊子(12)，其特征在于，控制在静电抓取表面(24)上产生的静电吸引力的强度的控制元件(36)布置在镊子(12)上。
14.根据权利要求1或2所述的镊子(12)，其特征在于，第二分支(18)也包括静电抓取表面(24)。
15.静电抓取系统(10)，其特征在于，该系统包括根据权利要求11或12所述的镊子(12)；并且所述供电装置(28)包括控制元件(36)，该控制元件控制在静电抓取表面(24)上产生的静电吸引力的强度。
16.根据权利要求15所述的静电抓取系统(10)，其特征在于，所述控制元件(36)是踏板(38)，该踏板(38)根据施加到踏板(38)上的压力改变静电吸引力。
17.根据权利要求15或16所述的静电抓取系统(10)，其特征在于，镊子(12)的第二分支(18)也包括静电抓取表面(24)。
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