CN110194368A - 真空电动工具 - Google Patents

Abstract

一种真空电动工具，其连接至真空源，并且被布置成在物体接合位置，由于工具内的负压而接合并保持物体，以及当负压停止时弹性地返回至初始位置，该工具包括物体搬运和接合部件，该工具在第一端部具有固定地容纳在真空连接用具内的装配件以用于固定该工具，在该工具的第二端部中，该第二端部设置有至少部分柔性且可折叠的球形中空的内部几何结构并且为与中空的内部几何结构气密接触，在具有可折叠部分的中空的内部几何结构上设置并布置有物体搬运和接合器具，使得由于柔性且可折叠的球形的中空的内部几何结构内的负压，物体搬运和接合器具在物体接合位置接合并保持该物体，以及当在该中空的内部几何结构内的负压停止时弹性地返回至初始位置。

Description

真空电动工具

技术领域

本发明总体涉及真空电动工具。更准确地说，本发明涉及真空电动夹持器工具，所述工具可连接至真空源并且被布置为由于所述工具中的负压而在夹持位置保持物体，以及当负压停止时弹性地返回到初始位置。在附加方面，本发明涉及保持和接合物体的真空电动工具，所述工具具有附加的竖直提升器具。

背景技术

真空电动工具被供应来自真空源的负压，该真空源可以是与夹持器工具相邻布置的喷射器、或者是居中布置的喷射器或泵，该居中布置的喷射器或泵用于通常用于分拣或拾取物品和包装件的多个真空电动工具。诸如真空电动夹持器的真空电动工具连接至真空源，以便通过物体搬运和接合器具经由抽吸作用而产生与待由真空电动工具搬运的物体的接合。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种真空电动工具，所述真空电动工具可连接至真空源并且被布置成由于工具中的负压而在物体接合位置接合并保持物体，以及当负压停止时，弹性地返回至初始位置。真空电动工具包括物体搬运接合器具，其中所述工具在第一端部具有固定地容纳在真空连接用具内的装配件以用于固定所述工具。在所述工具的第二端部中，所述第二端部设置有至少部分柔性的且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构并且所述第二端部形成为与所述内部几何结构气密接触，在具有至少一个可折叠的部分的基本上球形且至少部分可折叠的中空的内部几何结构上，设置并布置有物体搬运和接合器具，使得由于已经至少部分地折叠的柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构内的负压，物体搬运和接合器具在物体接合位置利用沿相互相反的方向驱动的夹持部件而接合并保持物体，以及当柔性且可折叠的球形的中空的内部几何结构内的负压停止时，物体搬运和接合器具弹性地返回至初始位置。

柔性且可折叠的球形的中空的内部几何结构通常设置成利用设置在柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构内的止动元件而部分地折叠，但是在某些实施方式中，通常在没有任何止动元件的情况下完全折叠。

通常，在基本上球形的中空的内部几何结构的外侧上，在一端设置有固定的夹持部件，所述夹持部件为从纵向线可向内/向外枢转，并且被布置成由于使可折叠部分折叠的负压而接合并保持物体以及由于没有施加负压而释放物体。

真空电动夹持器工具利用沿相互相反的方向驱动的夹持部件而设置有物体搬运和接合器具，所述真空电动夹持器工具通常用于物品和包装件的分拣或拾取。

根据本发明的包括第一方面的特征的第二方面，还提供了一种竖直提升器具。

在用于搬运具有不平坦或倾斜表面的物体的真空电动夹持器工具中，竖直提升器具可以实施为柔性波纹管。所述柔性波纹管的柔性和压缩能力允许适应物体的形状或位置，从而可以在物体和连接至波纹管的夹持部件之间获得必要的倾角。波纹管的柔韧性有利于搬运易损坏的或可变形的表面和材料。

在优选的实施方式中，波纹管布置有用于物体搬运和接合器具的附件，所述物体搬运和接合器具具有从波纹管的自由端突出的夹持臂，夹持用具或夹紧用具布置在夹持臂的自由端。针对作用在被搬运的物体上的不同类型的动作，可以给所述夹持用具或夹紧用具提供不同的设计。

作为示例，可以提及一实施方式，其中当包括夹紧物体的外部或夹紧物体的内部的应用中每个夹持臂在其自由端支撑摩擦元件。在另一实施方式中，在包括抓住或保持物体的应用中夹持臂可以在其自由端支撑爪。

优选地，波纹管插入件由可浇铸的材料(诸如热塑性合成材料)制成并且整体模制。

针对方案的上述细节所阐述的实施方式可以以相互不同的组合使用，以使现有的工具适应于变化需求和用于待搬运的物体的不同类型的动作。

附图说明

下面将参考所附的示意性附图更详细地解释本发明的示例性实施方式。在附图中：

图1示出了根据图1中所示的实施方式的真空电动工具，所述真空电动工具包括物体搬运和接合器具以及波纹管，其中从外部示出了装配件和支撑件；

图2示出了根据一实施方式的真空电动工具，所述真空电动工具包括物体搬运和接合器具以及波纹管，其中，以沿竖直线的截面示出了装配件和支撑件，该截面示出了沿A-A线通过具有已安装的波纹管插入件的波纹管的截面；以及

图3示出了根据另一实施方式的没有波纹管的真空电动工具，其中物体搬运和接合器具直接安装在装配件的支撑件(称为“第一支撑件”)上。

具体实施方式

在图1和图2中，示出了总体由附图标记1指示的真空电动工具。

真空电动工具1被供应来自真空源的负压，该真空源可以是与真空电动工具1相邻布置的喷射器、或者是作用于多个真空电动工具的居中布置的喷射器或泵。真空电动工具通常用于分拣或拾取物体，诸如物品和包裹。

在此，将诸如真空电动夹持器的真空电动工具连接至真空源，以便经由物体搬运和接合器具通过抽吸作用而产生与待由真空电动工具进行搬运和接合的物体的接合。

图1和图2中的工具1在第一端部3中分别具有装配件4，装配件4固定地容纳在真空连接用具内用于固定工具1。

通常，通过用于固定工具1的装配件4承载图1和图2中的工具1。诸如真空源(未示出)的负压可以连接至装配件4，由此可以经由装配件4通过典型地基本上为盘形的第一支撑件9(在其中心部分具有通孔9a)以及布置成穿过通孔9a的第一管道12将负压引入工具1，工具1在第二端部5具有开口(在这里经由中间波纹管11)。真空源可以是放置在工具1外部的泵或喷射器，并且负压经由管(未示出)从该真空源引导至工具1。

第二端部5设置有基本上为球形的且至少部分可折叠的中空的内部几何结构7并且该第二端部5形成为与内部几何结构7气密接触，该几何结构7具有至少一个可折叠部分6，物体搬运和接合器具8被设置并布置在至少部分球形且可折叠的中空的内部几何结构7上，使得在物体接合位置处，由于具有已折叠的可折叠部分6的至少部分球形且可折叠的中空的内部几何结构7内的负压，物体搬运和接合器具8接合并保持物体，以及当具有至少部分可折叠的球形部分6的至少部分球形且可折叠的中空的内部几何结构7内的负压停止并且可折叠的球形部分6已恢复至其初始形状从而中空的内部几何结构7基本上为球形时，物体搬运和接合器具8弹性地返回至初始位置(粗线)。

物体搬运和接合器具8的一端被布置并固定在可折叠的球形部分6上，并且被布置成在物体接合位置，由于具有可折叠部分6的至少部分球形且可折叠的中空的内部几何结构7内的负压而在相对的端部接合并保持物体，以及当负压停止并且可折叠部分6返回至其初始位置时，物体搬运和接合器具8弹性地返回到初始位置。

通常，除了所描述的实施方式之外或作为所描述的实施方式的替选，物体搬运和接合器具8被设置并被布置成当中空的内部几何结构7内的负压停止时弹性地返回至初始位置，而正压被设置为使得可折叠部分6恢复其初始形状，从而内部几何结构7再次基本上为球形的。

装配件4的自由端4a可以形成有用于与中空的内部几何结构7气密接触(经由如图1和图2所示的中间波纹管11)的第一支撑件9，该内部几何结构7具有可折叠部分6。在具有可折叠部分6的至少部分可折叠的球形的中空的内部几何结构7上，物体搬运和接合器具8被设置为由于中空的内部几何结构7内的负压而在物体接合位置(虚线)接合并保持物体，以及当中空的内部几何结构7内的负压停止时，物体搬运和接合器具8弹性地返回至初始位置。

在引入中空的内部几何结构7的负压使得典型地基本上球形的可折叠的部分6折叠从而中空的内部几何结构7不再基本上是球形的(为了清楚起见，已经去除了被夹住的物体)之前，图2中通过实线示出了初始状态。

中空的内部几何结构7可以由橡胶化合物制成，该化合物包括磁性可检测的和抗微生物添加剂。这提供了防止部件和/或片段松散并且由此防止污染变得松散的物体以及防止细菌。

本文中，术语“抗微生物”包括术语“抗菌”。

现在仅参考图2，图2示出了根据实施例方式的真空电动工具1，该真空电动工具1包括物体搬运和接合器具8和波纹管11，其中以沿竖直纵向线的A-A截面示出了第一装配件4、用于安装波纹管11的第一支撑件9(波纹管11上可以安装有物体搬运和接合器具8)、波纹管11和部分的物体搬运和接合器具8。

现在参考图3，图3示出了根据另一实施方式的没有波纹管的真空电动工具1，其中物体搬运和接合器具8直接安装在装配件4的支撑件9(称为“第一支撑件”)上。

可替选地，物体搬运和接合器具8可以直接安装在第一支撑件9上(如图3所示)。

现在回到图1和图2。

示出了初始状态(无负压)，其中可折叠的球形部分6已经膨胀至其初始形状，使得中空的内部几何结构7基本上是球形的，并且在物体搬运和接合器具8的其余部分的位置，在中空的内部几何结构7内部存在常压(或甚至正压)。

在安装位置，诸如夹持器的物体搬运和接合器具8具有固定在外侧7a(见图2)上的细长的夹持部件20，该夹持部件20沿纵向方向A-A延伸并且沿工具1的相互相反的方向被驱动。在此，细长的夹持部件20为多个(以三个为示例)夹持臂20的形式。在各个臂20的自由端20a中，承载夹持用具21，该夹持用具21的形状可以根据适合于与被搬运的物体接合的类型而变化。在图1和图2中的实施例中，夹持用具21以板的形式实现，该板固定至夹持臂20的自由端20a并且具有滚花，该滚花用于当沿相互相反的方向驱动夹持臂20时增加摩擦和更好的夹持用于夹紧板21之间的物体。夹持器用具可以形成为夹紧用具或夹持用具，并且具有为该目的适应地成形的唇部、铲部或爪部。

当至少部分球形且可折叠的中空的内部几何结构7承受负压(通常为真空)时，至少部分球形且可折叠的中空的内部几何结构7将从初始位置(粗线)转移至折叠位置(虚线)。由于夹持臂固定在基本上球形且部分可折叠的中空的内部几何结构7的外侧7a上，夹持臂20将在夹持运动中夹持物体并且移动直到球形且可折叠的中空的内部几何结构7不再竖向地折叠(见虚线)。可以通过止动元件9、15来限制该运动，例如在没有波纹管11的实施方式中通过支撑件9来限制该运动，或在具有波纹管11的实施方式的情况下通过支撑件15来限制该运动。

可替选地，柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构7被设置成利用柔性且至少部分可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构7而部分折叠，该柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构7是由具有足够抵抗性的材料制成，从而在高于一定的负压时，不提供完全折叠。通过调节真空压力，可以调节夹持臂20夹持物体的夹紧力。这没有显示。

基本上球形的中空的内部几何结构7和夹持臂20可以由相同的材料(诸如橡胶)制成，并且可以具有或者不具有相同的材料厚度。

即使示出并描述了用于接合物体外部的夹持臂20，可以理解的是，夹持臂20可以可替选地布置为在彼此远离的运动中驱动夹持臂20用于接合中空物体的内部。

在其它可行的配合臂组合中，可以提到一实施方式(如附图所示)，其中三个夹持臂20布置成具有120°的相互角距离的三角形。三个夹持臂20可以定向成将其附接的夹持用具21从工具1的中心A-A向外转动或向内转动。

然而，各种类型的物品和包装件并不同样适合于利用物体搬运器具(诸如通常形成为“夹持臂”的夹持器)夹持。因此，从硬质包装件到软质包装件的改变可能需要夹持臂和/或设置于夹持臂20的夹持用具21必须由以下这样的夹持用具21代替：该夹持用具21执行除了仅仅夹持以外的另一形式的接合(例如捏夹、用夹钳夹、锁定等)。

根据包括第一方面的特征的第二方面和实施方式，提供了一种竖直提升器具。

在如图1和图2所示和参照图1和图2所描述的真空电动工具1中实现该方面，真空电动工具1包括可连接至真空源的波纹管，该波纹管被布置成由于波纹管中的负压而在其纵向方向上被压缩，并且当负压停止时弹性地恢复至初始长度，并且波纹管具有布置在用于器具的波纹管的自由端中的附件，从而提供竖直的移动，例如竖直提升物体。波纹管的压缩容量局部地受到限制，从而迫使处于负压的波纹管受到受控的线性或非线性压缩，通过该线性或非线性压缩，器具附件以及接合在物体接合器具内的物体(如果有的话)以竖直方向的行程运动(如图1中双头箭头所示)被驱动。

通过该解决方案，获得了真空电动工具以搬运同样不适合于利用夹持器具来竖直地提升的这种物体或包装件。

竖直提升器具(在此实施为具有其自己的真空源的波纹管11)被布置成在第一步骤中该工具被布置成夹持物体，以及在第二步骤中，夹持的物体被竖直提升。这通过以下方式实现，在第一步骤中基本上球形的中空的内部几何结构7(而不是波纹管11)承受真空压力，以及在第二步骤中波纹管11也承受真空压力，由此波纹管11被压缩并且因此沿着线A-A竖直地提升被夹持的物体。第二步骤中的真空压力通常不是由第一步骤中为球形的中空的内部几何结构7提供真空的相同的真空源提供。第二步骤不是自动提供的，并且波纹管11中的真空压力不会影响基本上球形的中空的内部几何结构7内的真空压力。

这通过以下方式实现，波纹管11包括端板15，真空通道12穿过该端板15。

在如图1和图2中所示和如参照图1和图2所描述的用于搬运具有不平坦或倾斜表面的物体的真空电动夹持器工具1中，竖直提升器具被实施为柔性波纹管11。柔性波纹管11的柔性和压缩能力也允许适应物体的形状或位置，从而在工具1和连接至波纹管11的物体之间可以获得必要的倾角(未示出)。波纹管11的柔性还有利于搬运具有敏感的或可变形的表面和材料的物体。

波纹管11例如通过传统的卡扣配合(无附图标记)或类似物气密安装至第一支撑件9。第二端部5为波纹管11的自由端，波纹管11具有安装的波纹管插入件14(在这里为用于向波纹管11供应负压的第二管道14)。该第二管道14可以设置有用于打开或关闭通向波纹管11的负压的阀部件14a(仅示意性地示出)。用于打开或关闭通向波纹管11的负压的该阀部件14a通常被布置成在第一物体夹持序列之后的第二物体提升序列中，打开第二管道14中的负压，其中负压仅施加至中空的内部几何结构7。

第二步骤中的真空压力通常不是由第一步骤中的向球形的中空的内部几何结构7提供真空的同一真空源提供的。第二步骤不是自动提供的，并且波纹管11中的真空压力不会影响在基本上球形的中空的内部几何结构7内的真空压力。供应至基本上球形的中空的内部几何结构7的真空来自第一管道12，第一管道12布置成穿过通孔9a以及穿过波纹管11但不穿透波纹管，并且终止于中空的内部几何结构7。第二管道14穿过第一支撑件9并且终止于波纹管11内部。

在优选的实施方式中，波纹管11设置有用于物体搬运和接合器具8的附件15，物体搬运和接合器具8具有从波纹管11的自由端5突出的夹持臂20，夹持用具或夹紧用具21布置在夹持臂20的自由端。所述夹持用具或夹紧用具可以针对作用在被搬运物体上的不同类型的动作提供不同的设计。

用于此目的的波纹管可以由橡胶或合成橡胶混合物制作而成，并且波纹管具有最常见的圆形的横截面，还可以具有多边形的横截面。通常，波纹管具有均匀的直径尺寸，该直径尺寸是通过彼此堆叠的多个板状环的外周构成的，如图2所示，其在纵向截面中形成齿形的或正弦形的轮廓。波纹管11由于其结构而可以是抗扭的，但在其它方面普遍地是柔性的。然而，一旦将负压引入波纹管11，波纹管通常承受基本上直线的轴向压缩，从而提供物体的竖直提升，当负压停止时，通过固有的弹簧力恢复其初始形状，该弹簧力旨在使波纹管11恢复其初始长度。

该解决方案可以通过利用具有圆形横截面的波纹管来实施，其中波纹管11的一些或所有的褶皱(未示出)在横截面的角间隔内相互固定以抵抗压缩。

该解决方案也可以通过利用具有多边形横截面的波纹管来实施，其中波纹管的一些或所有的褶皱在波纹管的至少一侧相互固定以抵抗压缩。

在两种情况下，波纹管的褶皱可以通过波纹管褶皱的填充物(未示出)在波纹管的外周的有限区域内相互固定以抵抗压缩，该填充物固定地锚固或集成地形成在波纹管中。

优选地，所述填充物附接至波纹管的内部，但是可替选地可以附接至波纹管的外部。

可替选地，波纹管的褶皱可以通过分立的插入件(未示出)在波纹管的外周的有限区域内相互固定以抵抗压缩，该插入件可引入波纹管中并且形成为可安装的且可拆卸的而不会损坏波纹管。插入件可以具有与波纹管内部互补的形状，并且在波纹管内部的安装位置填充波纹管的褶皱。优选地，插入件可旋转地固定安装在波纹管内。根据该解决方案，可以重新调节真空电动装置以用于替选的操作模式，而不需要从装置上拆卸波纹管。

在波纹管的自由端5中的器具附件15形成为用于器具8的防漏安装。例如，在波纹管11内器具8的附件可以包括器具8与紧密连接至波纹管11的端壁之间的卡扣连接。

除了最初描述的波纹管的结构之外，本领域技术人员不需要对波纹管的结构的进一步的解释就能理解本发明。

填充物的有利实施方式包括分立的插入件，该插入件能够被引入波纹管中并且可以在波纹管中无需额外措施即可安装和拆卸。

在适当的情况下，密封环(附图中未示出)可以附接在夹持器具8和夹具器具附件15之间。所述密封环具有周向凹槽，形成在波纹管的自由端的内部上的凸缘以气密的方式容纳在该周向凹槽内。在适当的情况下，固定地锚固或形成在夹持器具上的轴环(未示出)可以布置成抵靠波纹管的端部并且提供了夹持器具和波纹管之间的接合的增大的稳定性。

可以理解的是，本发明通过允许根据不同的需求来简单地调整现有装置而提供了灵活性。还应当理解的是，本发明可以对所说明的实施方式中所包括的元件的详细设计进行修改，而不偏离在所附权利要求中限定的本发明的基本方案和总体构思。

Claims (13)

1.一种真空电动工具(1)，所述真空电动工具(1)能够连接至真空源，并且被布置成在物体接合位置由于所述工具(1)内的负压而接合并保持物体，以及当所述负压停止时弹性地返回至初始位置，并且所述工具(1)包括物体搬运和接合部件(2)，其中所述工具(1)在第一端部(3)具有固定地容纳在真空连接用具内的装配件(4)以用于固定所述工具(1)，其特征在于，在所述工具(1)的第二端部(5)中，所述第二端部(5)设置有至少部分柔性且可折叠的球形中空的内部几何结构(7)并且所述第二端部(5)形成为与所述至少部分柔性且可折叠的球形中空的内部几何结构(7)气密接触，在具有至少一个可折叠部分(6)的所述至少部分柔性且可折叠的球形中空的内部几何结构(7)上设置并布置有物体搬运和接合器具(8)，使得由于已经至少部分地折叠的所述柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构(7)内的负压，所述物体搬运和接合器具(8)在所述物体接合位置利用沿相互相反的方向驱动的夹持部件(20)而接合并保持所述物体，以及当在所述至少部分柔性且可折叠的球形中空的内部几何结构(7)内的负压停止且所述内部几何结构(7)基本上是球形时所述物体搬运和接合器具(8)弹性地返回至所述初始位置。

2.根据权利要求1或2所述的真空电动工具(1)，其中，所述物体搬运和接合器具(8)被设置并布置成当所述中空的内部几何结构(7)内的负压停止并且提供正压时弹性地返回至所述初始位置。

3.根据权利要求1所述的真空电动工具(1)，其中，所述物体搬运和接合器具(8)包括固定在所述基本上球形的中空的内部几何结构(7)的外侧(7a)上的细长的夹持部件(20)，所述夹持部件(20)在一端(21)从纵向线(A-A)向内/向外能够枢转，并且所述夹持部件(20)被布置成由于使所述可折叠部分(6)折叠的负压而接合并保持所述物体，以及由于没有施加负压而释放所述物体。

4.根据权利要求3所述的真空电动工具(1)，其中，沿所述工具(1)的纵向方向(A-A)延伸的多个细长的夹持部件(20)为夹持臂并且设置有夹持用具(21)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的真空电动工具(1)，其中，所述柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构(7)被设置成利用设置在所述柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构(7)内的止动元件(9，15)而部分地折叠。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的真空电动工具(1)，其中，所述柔性且可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构(7)被设置成利用由具有足够的抵抗性的材料制成的所述柔性且至少部分可折叠的基本上球形的中空的内部几何结构(7)而部分地折叠，从而高于一定的负压不能提供完全折叠。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的真空电动工具(1)，包括气密安装在第一支撑件(9)上的波纹管(11)，并且所述第一支撑件(9)具有用于经由第二管道(14)向所述波纹管(11)供应负压的通道(9a)，其中所述波纹管(11)具有用于将所述物体搬运和接合器具(8)安装在所述波纹管(11)内的附件(15)，其中所述第二管道(14)设置有用于将通向所述波纹管(11)的负压打开或关闭的阀或阀部件(14a)。

8.根据权利要求7所述的真空电动工具(1)，其中，用于将通向所述波纹管(11)的负压打开或关闭的所述阀部件(14a)被布置成在第一物体夹持序列之后的第二物体提升序列中，打开所述第二管道(14)内的负压，其中所述负压仅施加至所述中空的内部几何结构(7)。

9.根据权利要求8所述的真空电动工具(1)，其中，所述附件(15)具有通孔(15a)，所述通孔(15a)用于经由第一管道(12)向所述物体搬运和接合器具(8)供应负压。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的真空电动工具(1)，其中，所述附件(15)在纵向截面(A-A)中具有连续的齿形外部或正弦形外部。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的真空电动工具(1)，其中，所述附件(15)具有与所述波纹管的圆形横截面的内部适配的部分圆形的截面的外部。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的真空电动工具(1)，其中，所述附件(26)具有与所述波纹管的多边形横截面的内部适配的平直截面的外部。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的真空电动工具(1)，其中，所述波纹管(11)具有通过铸造一体成形的波纹管插入件。