IT202000019570A1 - MAGNETIC COUPLING GRIPPING SYSTEM FOR ROBOTIC MANIPULATION - Google Patents
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Description
Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo: ?SISTEMA DI PRESA CON ACCOPPIAMENTO MAGNETICO PER LA MANIPOLAZIONE ROBOTICA?, Description of the industrial invention entitled: ?GRIPPING SYSTEM WITH MAGNETIC COUPLING FOR ROBOTIC MANIPULATION?,
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Ambito dell?invenzione Scope of the invention
[0001] La presente invenzione si riferisce a un metodo di manipolazione di articoli flessibili come vestiti o articoli contenuti in borse flessibili e simili. [0001] The present invention relates to a method of handling flexible articles such as clothes or articles contained in flexible bags and the like.
[0002] La presente invenzione riguarda anche un sistema di manipolatore e articoli flessibili per attuare tale metodo. [0002] The present invention also relates to a manipulator system and flexible articles for carrying out this method.
Problemi tecnici - Cenni alla tecnica anteriore Technical problems - Outline of the prior art
[0003] Gli articoli flessibili, che si deformano quando maneggiati, come abiti o parti di essi, possono essere manipolati da bracci robotici. In tali casi, il manipolatore richiede una struttura speciale in base alla natura e alla disposizione degli abiti, ad esempio piatti e accatastati l?uno sull?altro, come descritto in DE3617574. [0003] Flexible articles, which deform when handled, such as clothing or parts thereof, can be manipulated by robotic arms. In such cases, the manipulator requires a special structure depending on the nature and arrangement of the clothes, for example flat and stacked on top of each other, as described in DE3617574.
[0004] EP3495099B1 descrive una mano robotica in grado di eseguire un metodo di determinazione della presa, adatto per un oggetto bersaglio che si deforma quando viene afferrato. EP3495099B1 discloses a robotic hand capable of performing a grip determination method, suitable for a target object that deforms when gripped.
[0005] Tuttavia, raccogliere tali articoli deformabili per eseguire operazioni precise, ad esempio piegare una camicia, afferrare e maneggiare una borsa flessibile che contiene oggetti sciolti, ecc., pu? essere fondamentale. [0005] However, picking up such deformable items to perform precise operations, such as folding a shirt, grasping and handling a flexible bag that contains loose objects, etc., can be fundamental.
[0006] In effetti, anche usando una tale mano robotica o altre mani robotiche per uso generale come quelle descritte in US2013006423 o US2003018414, oggetti deformabili, come indumenti o borse flessibili, sono problematici da manipolare, a causa della loro difficile percezione e manipolazione. [0006] Indeed, even using such a robotic hand or other general purpose robotic hands such as those described in US2013006423 or US2003018414 , deformable objects, such as flexible clothing or bags, are problematic to manipulate, due to their difficult perception and handling.
[0007] Pertanto, per portare un indumento da una configurazione iniziale a una configurazione finale desiderata, ? necessario prendere in considerazione la sequenza dei movimenti intermedi, poich? ogni movimento intermedio determina una configurazione dell'indumento che influenza una configurazione successiva. [0007] Therefore, to bring a garment from an initial configuration to a desired final configuration, ? necessary to take into consideration the sequence of intermediate movements, since? each intermediate movement determines a configuration of the garment which influences a subsequent configuration.
[0008] Pertanto, i punti di presa iniziali da parte del manipolatore diventano rilevanti, poich? cambiamenti relativamente piccoli nella posizione dei punti di presa iniziali possono produrre un cambiamento significativo nella configurazione finale assunta dall'indumento manipolato. Inoltre, la presa di articoli flessibili come i vestiti pu? determinare grinze che impediscono o rendono pi? difficile eseguire le operazioni di piegatura. [0008] Therefore, the initial gripping points by the manipulator become relevant, since? relatively small changes in the position of the initial gripping points can produce a significant change in the final configuration assumed by the manipulated garment. Also, gripping flexible items such as clothing can be difficult. determine wrinkles that prevent or make it more? difficult to perform bending operations.
[0009] Da EP2789874A1 ? anche noto aggiungere inserti ferromagnetici ad articoli rigidi non magnetici, al fine di consentire una migliore manipolazione robotica, in particolare l'applicazione di pesi in piombo su ruote per il bilanciamento di pneumatici. [0009] From EP2789874A1 ? It is also known to add ferromagnetic inserts to rigid non-magnetic articles, in order to allow for better robotic manipulation, in particular the application of lead weights on wheels for balancing tyres.
[0010] CN109208307A descrive un trasportatore per abiti in cui gli abiti vengono trasportati, trascinati, separati e quindi posati per una successiva piegatura automatica. Gli indumenti vengono movimentati su appendiabiti a cui vengono aggiunti inserti ferromagnetici in modo tale che un manipolatore elettromagnetico possa trascinare gli indumenti trascinando gli appendiabiti su un percorso desiderato e, quando il manipolatore elettromagnetico ? alimentato, si genera una forza elettromagnetica per trascinare gli appendiabiti. Quando il dispositivo elettromagnetico per il trascinamento degli indumenti viene spento, la forza elettromagnetica sugli appendiabiti scompare e il trascinamento si arresta. [0010] CN109208307A discloses a clothes conveyor in which clothes are transported, dragged, separated and then laid down for subsequent automatic folding. The garments are moved on hangers to which ferromagnetic inserts are added such that an electromagnetic manipulator can drag the garments by dragging the hangers along a desired path and, when the electromagnetic manipulator ? powered, an electromagnetic force is generated to drag the hangers. When the electromagnetic garment dragging device is turned off, the electromagnetic force on the hangers disappears and the dragging stops.
Sintesi dell?invenzione Summary of the invention
[0011] Nella seguente descrizione la definizione di articoli flessibili comprende tutti gli articoli che si deformano sostanzialmente quando maneggiati, come ad esempio articoli di abbigliamento, borse flessibili, pelle, tessuti e loro componenti flessibili, ecc. [0011] In the following description, the definition of flexible articles includes all articles which deform substantially when handled, such as for example articles of clothing, flexible bags, leather, fabrics and their flexible components, etc.
[0012] Uno scopo dell'invenzione ? fornire un metodo per manipolare articoli flessibili che consentano la manipolazione automatica di articoli flessibili che non presenti gli svantaggi della tecnica nota. [0012] A purpose of the invention? to provide a method for handling flexible articles which allows automatic handling of flexible articles which does not have the disadvantages of the prior art.
[0013] Uno scopo particolare dell'invenzione ? fornire un metodo per manipolare articoli flessibili che aumenti l'efficacia e riduca la formazione di grinze in una fase iniziale di presa. [0013] A particular purpose of the invention? to provide a method for handling flexible articles which increases efficiency and reduces wrinkling in an initial gripping stage.
[0014] Uno scopo particolare dell'invenzione ? fornire un metodo per manipolare articoli flessibili che aumentino la prevedibilit? della configurazione successiva dell'articolo durante le fasi di manipolazione. [0014] A particular purpose of the invention? provide a method for manipulating flexible items that increase predictability? of the subsequent configuration of the article during the handling phases.
[0015] Uno scopo particolare dell'invenzione ? di proporre un metodo per manipolare articoli flessibili che la manipolazione automatica di tali articoli flessibili senza usare supporti o appendiabiti. [0015] A particular purpose of the invention? to propose a method for handling flexible articles which the automatic handling of such flexible articles without using stands or hangers.
[0016] Uno scopo particolare dell'invenzione ? fornire un metodo per manipolare articoli flessibili per piegare tali articoli. [0016] A particular purpose of the invention? to provide a method for manipulating flexible articles to bend such articles.
[0017] Uno scopo particolare dell'invenzione ? di fornire un metodo per manipolare articoli flessibili per aprire tali articoli da configurazione piegata. [0017] A particular purpose of the invention? to provide a method for manipulating flexible articles to open such articles from a folded configuration.
[0018] Uno scopo particolare dell'invenzione ? fornire un metodo per manipolare articoli flessibili per portarli da una configurazione casuale a una configurazione determinata. [0018] A particular purpose of the invention? providing a method for manipulating flexible articles from a random configuration to a determined configuration.
[0019] Uno scopo dell'invenzione ? quello di fornire un sistema di manipolatore e un articolo che hanno lo scopo di attuare tale metodo per manipolare tali articoli flessibili. [0019] A purpose of the invention? that of providing a manipulator system and an article which are intended to implement such a method for manipulating such flexible articles.
[0020] Questi e altri scopi vengono raggiunti da un metodo per manipolare un articolo flessibile comprendente le fasi di: [0020] These and other objects are achieved by a method for manipulating a flexible article comprising the steps of:
- predisporre un manipolatore avente una testa del manipolatore con un end-effector magnetico e un end-effector meccanico, in cui detto endeffector magnetico e detto end-effector meccanico sono disposti per eseguire rispettivi movimenti indipendenti l'uno rispetto all'altro; - providing a manipulator having a manipulator head with a magnetic end-effector and a mechanical end-effector, wherein said magnetic end-effector and said mechanical end-effector are arranged to perform respective independent movements with respect to each other;
- definire un punto di presa predeterminato sull'articolo flessibile e fissare in detto punto di presa almeno un elemento ferromagnetico configurato per fornire un punto di presa ferromagnetico per detto articolo flessibile da parte di detto end-effector magnetico; - defining a predetermined gripping point on the flexible item and securing at said gripping point at least one ferromagnetic element configured to provide a ferromagnetic gripping point for said flexible article by said magnetic end-effector;
- predisporre l'articolo flessibile in una configurazione iniziale; - setting up the flexible item in an initial configuration;
- spostare detta testa del manipolatore verso l'articolo flessibile fino a quando detto endeffector magnetico si avvicina a detto punto di presa ferromagnetico e afferrare magneticamente detto punto di presa ferromagnetico da detto end-effector magnetico; - moving said manipulator head toward the flexible article until said magnetic end-effector approaches said ferromagnetic gripping point and magnetically gripping said ferromagnetic gripping point by said magnetic end-effector;
- spostare detto end-effector meccanico in detta testa di manipolatore fino a quando detto endeffector meccanico afferra meccanicamente detto articolo flessibile attorno a detto punto di presa ferromagnetico; - moving said mechanical end-effector in said manipulator head until said mechanical end-effector mechanically grips said flexible article about said ferromagnetic gripping point;
- far eseguire a detto articolo flessibile movimenti di manipolazione da parte di detta testa del manipolatore. - causing said flexible article to perform manipulation movements by said manipulator head.
[0021] In questo modo, quando il punto di presa ferromagnetico viene sollevato dall?end-effector magnetico, la parte dell'articolo flessibile coinvolta nella presa ? pi? piccola di quella coinvolta dalla presa senza uno sfruttamento magnetico secondo tecnica nota. Ci? riduce la possibilit? di far scorrere gli end-effector sull'articolo e quindi di produrre grinze nell'articolo flessibile, oltre ad aumentare la precisione e la ripetibilit? della presa. [0021] In this way, when the ferromagnetic gripping point is lifted by the magnetic end-effector, the part of the flexible article involved in the gripping ? more smaller than that involved by the socket without magnetic exploitation according to the known technique. There? reduces the possibility to slide the end-effectors on the article and therefore to produce wrinkles in the flex article, in addition to increasing the accuracy and repeatability? of the socket.
[0022] In una possibile forma di realizzazione, detta fase di afferrare magneticamente detto articolo flessibile fornisce una fase di traslazione di detto end-effector magnetico rispetto a detto end-effector meccanico, in modo tale che detta fase di afferrare meccanicamente detto articolo flessibile attorno a detto il punto di presa ferromagnetico viene realizzato afferrando detto articolo flessibile direttamente dietro detto elemento ferromagnetico. [0022] In a possible embodiment, said step of magnetically gripping said flexible article provides a step of translation of said magnetic end-effector with respect to said mechanical end-effector, such that said step of mechanically gripping said flexible article around said ferromagnetic gripping point is accomplished by gripping said flexible article directly behind said ferromagnetic element.
[0023] In questo modo, il punto di presa magnetico ? un utile punto di riferimento solo per la presa magnetica, ma anche per consentire una presa stabile dall?end-effector meccanico, evitando le grinze e lo scorrimento indesiderato tra l'articolo flessibile e l?end-effector meccanico. [0023] In this way, the magnetic gripping point ? a useful point of reference only for the magnetic grip, but also to allow a stable grip from the mechanical end-effector, avoiding wrinkles and unwanted sliding between the flexible article and the mechanical end-effector.
[0024] In una possibile forma di realizzazione, detta fase di traslazione di detto end-effector magnetico rispetto a detto end-effector meccanico viene effettuata come movimento di opposizione mediante un sistema di link di opposizione. Tale movimento di opposizione permette di sollevare una porzione dell'articolo flessibile all'interno dell?end-effector meccanico, migliorando la presa dell'articolo flessibile da parte di quest'ultimo. [0024] In a possible embodiment, said translation phase of said magnetic end-effector with respect to said mechanical end-effector is performed as an opposition movement by means of an opposition link system. This opposition movement allows a portion of the flexible article to be lifted inside the mechanical end-effector, improving the gripping of the flexible article by the latter.
[0025] In una possibile forma di realizzazione, detto punto di presa ferromagnetico ? un elemento a piastra con una superficie compresa tra 1 e 10 cm<2>, preferibilmente tra 2 e 6 cm<2>. Una dimensione cos? piccola del punto di presa ferromagnetico ? vantaggiosa e sufficiente anche per articoli flessibili pi? pesanti, poich? l'attivazione magnetica ? utile per portare solo una parte dell'articolo flessibile da sollevare all'interno dell'end-effector meccanico. [0025] In a possible embodiment, said ferromagnetic gripping point ? a plate element with a surface between 1 and 10 cm<2>, preferably between 2 and 6 cm<2>. A dimension like this? small of the ferromagnetic gripping point ? advantageous and sufficient also for flexible articles pi? heavy, because magnetic activation ? useful for bringing only a part of the flexible item to be lifted inside the mechanical end-effector.
[0026] Vantaggiosamente, il punto di presa ferromagnetico pu? essere incorporato in una etichetta di detto articolo. In una diversa forma di realizzazione il punto di presa ferromagnetico ? un adesivo applicato a detto articolo flessibile. Vantaggiosamente, dopo detta fase di movimentazione viene fornita una fase di rilascio magnetico di detto punto di presa ferromagnetico da parte di detto end-effector magnetico in opposizione rispetto a detto end-effector meccanico al fine di staccare detto punto di presa ferromagnetico da detto articolo. [0026] Advantageously, the ferromagnetic gripping point can be incorporated in a label of said article. In a different embodiment, the ferromagnetic gripping point ? an adhesive applied to said flexible article. Advantageously, after said handling step, a magnetic release step of said ferromagnetic gripping point is provided by said magnetic end-effector in opposition to said mechanical end-effector in order to detach said ferromagnetic gripping point from said article.
[0027] In una possibile forma di realizzazione, dopo detta fase di afferrare meccanicamente detto articolo flessibile attorno a detto punto di presa ferromagnetico, ? prevista una fase di sbloccare magneticamente detto punto di presa ferromagnetico da parte di detto end-effector magnetico. [0027] In a possible embodiment, after said step of mechanically gripping said flexible article about said ferromagnetic gripping point, ? a step is provided for magnetically unlocking said ferromagnetic gripping point by said magnetic end-effector.
[0028] Tale forma di realizzazione ha l'effetto che il punto di presa ferromagnetico pu? essere dimensionato in modo sostanzialmente indipendente dal peso dell'articolo flessibile. ? inoltre possibile impedire un ulteriore riscaldamento dell'articolo flessibile e un notevole risparmio di energia. [0028] This embodiment has the effect that the ferromagnetic gripping point can be sized substantially independent of the weight of the flex item. ? It is also possible to prevent further heating of the flex item and save considerable energy.
[0029] In una possibile forma di realizzazione, detta testa del manipolatore ? una prima testa di manipolatore e ? prevista una seconda testa del manipolatore anche dotata di un end-effector magnetico e di un end-effector meccanico, in cui detto punto di presa sull'articolo flessibile ? un primo punto di presa ed ? previsto un secondo punto di presa predeterminato definito su detto articolo flessibile al quale ? fissato un secondo punto di presa ferromagnetico configurato per fornire un secondo punto di presa ferromagnetico esteso per detto articolo flessibile; e in cui sono previsti le ulteriori fasi di: [0029] In a possible embodiment, said manipulator head ? a first manipulator head and ? a second head of the manipulator also provided with a magnetic end-effector and a mechanical end-effector, in which said gripping point on the flexible article ? a first point of grip and ? foreseen a second predetermined gripping point defined on said flexible article at which ? secured a second ferromagnetic gripper configured to provide an extended second ferromagnetic gripper for said flexible article; and in which the further phases of:
- spostare dette prima e seconda testa del manipolatore fino a quando i rispettivi end-effector magnetici si avvicinano rispettivamente a detti primo e secondo punto di presa ferromagnetico esteso; - moving said first and second manipulator heads until the respective magnetic end-effectors respectively approach said first and second extended ferromagnetic gripping points;
- spostare detti end-effector meccanici di dette prima e seconda testa di manipolatore fino a quando detti end-effector meccanici afferrano meccanicamente detto articolo flessibile attorno a detti primo e secondo punto di presa ferromagnetico esteso, rispettivamente; - moving said mechanical end-effectors of said first and second manipulator heads until said mechanical end-effectors mechanically grip said flexible article about said first and second extended ferromagnetic gripping points, respectively;
- fare in modo che detto articolo flessibile esegua movimenti di manipolazione da parte di dette prima e seconda testa manipolatrice. - causing said flexible article to perform manipulation movements by said first and second manipulating heads.
[0030] In questo modo, afferrare l?articolo in due posizioni distinte porta ad una veloce ed efficace piegatura di un articolo flessibile, come un indumento, ad esempio una T-shirt, che, come noto, pu? essere piegato afferrandolo solo due punti, a partire da una configurazione piatta. [0030] In this way, gripping the article in two distinct positions leads to a quick and effective folding of a flexible article, such as a garment, for example a T-shirt, which, as known, can be folded by gripping it only two points, starting with a flat configuration.
[0031] In una possibile forma di realizzazione, prima di detta fase di afferrare magneticamente detto o ciascun punto di presa ferromagnetico da parte di detto o ciascun end-effector magnetico, detto manipolatore ? disposto per portare detta o ciascuna testa del manipolatore ad eseguire una fase di scansione magnetica per determinare la posizione di detto o di ciascun punto di presa ferromagnetico. [0031] In a possible embodiment, before said step of magnetically gripping said or each ferromagnetic gripping point by said or each magnetic end-effector, said manipulator ? arranged to cause said or each manipulator head to perform a magnetic scanning step to determine the position of said or each ferromagnetic gripping point.
[0032] Secondo un altro aspetto dell'invenzione, un sistema di un manipolatore e un articolo flessibile comprende: According to another aspect of the invention, a system of a manipulator and a flexible article comprises:
- un manipolatore comprendente una testa di manipolatore dotata di un end-effector magnetico e un end-effector meccanico, in cui detto endeffector magnetico ed end-effector meccanico sono disposti in modo da eseguire rispettivi movimenti indipendenti tra loro; - a manipulator comprising a manipulator head equipped with a magnetic end-effector and a mechanical end-effector, wherein said magnetic end-effector and mechanical end-effector are arranged so as to perform respective independent movements;
- un articolo flessibile in cui ? definito un punto di presa predeterminato in cui ? fissato almeno un elemento ferromagnetico configurato per fornire un punto di presa ferromagnetico per detto end-effector magnetico; - a flexible article in which ? defined a predetermined gripping point in which ? attached at least one ferromagnetic element configured to provide a ferromagnetic gripping point for said magnetic end-effector;
- in cui detta testa del manipolatore ? configurata per essere spostata e azionata fino a quando detto end-effector magnetico si avvicina a detto punto di presa ferromagnetico e afferra magneticamente detto punto di presa ferromagnetico; - in which said manipulator head ? configured to be moved and actuated until said magnetic end-effector approaches said ferromagnetic gripping point and magnetically grips said ferromagnetic gripping point;
- in cui detta testa del manipolatore ? configurata per funzionare fino a quando detto endeffector meccanico afferra meccanicamente detto articolo flessibile attorno a detto punto di presa ferromagnetico dopo che detto end-effector magnetico si ? avvicinato a detto punto di presa ferromagnetico e ha afferrato magneticamente detto punto di presa ferromagnetico; - in which said manipulator head ? configured to operate until said mechanical end-effector mechanically grips said flexible article about said ferromagnetic gripping point after said magnetic end-effector is released. approached said ferromagnetic gripping point and magnetically gripped said ferromagnetic gripping point;
- in cui detta testa del manipolatore ? anche configurata per far s? che detto articolo flessibile esegua movimenti di manipolazione da parte di detta testa del manipolatore. - in which said manipulator head ? also configured to make s? that said flexible article performs manipulating movements by said manipulator head.
[0033] In una possibile forma di realizzazione la testa del manipolatore ? configurata per fornire una traslazione di detto end-effector magnetico rispetto a detto endeffector meccanico, in modo tale che l'articolo flessibile possa essere afferrato dall'end-effector meccanico attorno al punto di presa ferromagnetico, e in particolare pu? essere afferrato dall?end effector meccanico direttamente dietro detto elemento ferromagnetico. [0033] In a possible embodiment, the head of the manipulator ? configured to provide a translation of said magnetic end-effector with respect to said mechanical end-effector, such that the flexible article can be gripped by the mechanical end-effector about the ferromagnetic gripping point, and in particular can be grabbed by the mechanical end effector directly behind said ferromagnetic element.
[0034] In una possibile forma di realizzazione, la testa del manipolatore ? configurata per fornire una traslazione di detto end-effector magnetico rispetto a detto end-effector meccanico un movimento di opposizione tra loro mediante link per un collegamento in opposizione. [0034] In a possible embodiment, the head of the manipulator ? configured to provide a translation of said magnetic end-effector relative to said mechanical end-effector an opposing movement to each other by links for an opposing link.
[0035] In una possibile forma di realizzazione, detto punto di presa ferromagnetico ? un elemento a piastra con una superficie compresa tra 1 e 10 cm<2>, preferibilmente tra 2 e 6 cm<2>. In alternativa, il ruolo della piastra metallica pu? essere svolto da una maglia magnetica incorporata nell'articolo deformabile o contenente l'articolo. Inoltre, ? possibile utilizzare un elemento a piastra paramagnetico o una rete, disposti in modo da fornire una forza di attrazione con l?end effector magnetico. [0035] In a possible embodiment, said ferromagnetic gripping point ? a plate element with a surface between 1 and 10 cm<2>, preferably between 2 and 6 cm<2>. Alternatively, the role of the metal plate can? be unwound by a magnetic link incorporated into the deformable article or containing the article. Moreover, ? A paramagnetic plate element or mesh can be used, arranged to provide an attractive force with the magnetic end effector.
[0036] In una possibile forma di realizzazione, detta testa del manipolatore ? una prima testa del manipolatore e una seconda testa del manipolatore ? anche dotata di un end-effector magnetico e di un end-effector meccanico, in cui detto punto di presa sull'articolo flessibile ? un primo punto di presa ed ? previsto un secondo punto di presa predeterminato definito su detto articolo flessibile in corrispondenza del quale ? fissato un secondo punto di presa ferromagnetico configurato per fornire un secondo punto di presa ferromagnetico esteso per detto articolo flessibile; e configurata per compiere le ulteriori fasi:: - spostare dette prima e seconda testa del manipolatore fino a quando i rispettivi end-effector magnetici si avvicinano rispettivamente a detti primo e secondo punto di presa ferromagnetico esteso; [0036] In a possible embodiment, said manipulator head ? a first manipulator head and a second manipulator head ? also equipped with a magnetic end-effector and a mechanical end-effector, in which said gripping point on the flexible article ? a first point of grip and ? provided a second predetermined gripping point defined on said flexible article at which ? secured a second ferromagnetic gripper configured to provide an extended second ferromagnetic gripper for said flexible article; and configured to perform the further steps: - moving said first and second manipulator heads until the respective magnetic end-effectors respectively approach said first and second extended ferromagnetic gripping points;
- spostare detti end-effector meccanici di dette prima e seconda testa di manipolatore fino a quando detti end-effector meccanici afferrano meccanicamente detto articolo flessibile attorno a detti primo e secondo punto di presa ferromagnetico esteso, rispettivamente; - moving said mechanical end-effectors of said first and second manipulator heads until said mechanical end-effectors mechanically grip said flexible article about said first and second extended ferromagnetic gripping points, respectively;
- fare in modo che detto articolo flessibile esegua movimenti di manipolazione da parte di dette prima e seconda testa manipolatrice. - causing said flexible article to perform manipulation movements by said first and second manipulating heads.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
[0037] L'invenzione verr? illustrata di seguito con la descrizione di sue forme di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui: [0037] Will the invention come illustrated below with the description of its embodiments, made by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la figura 1 mostra uno schema a blocchi di un sistema e di una fase iniziale di un metodo per manipolare un articolo flessibile secondo l'invenzione; figure 1 shows a block diagram of a system and of an initial phase of a method for handling a flexible article according to the invention;
- le figure 2-4 mostrano tre possibili fasi di un metodo per manipolare un articolo flessibile secondo l'invenzione; - figures 2-4 show three possible steps of a method for manipulating a flexible article according to the invention;
- le figure 5-7 mostrano tre possibili posizioni di un manipolatore secondo l'invenzione; - figures 5-7 show three possible positions of a manipulator according to the invention;
- le figure 8-9 mostrano una vista prospettica e una vista parziale di una testa di manipolazione secondo l'invenzione; figures 8-9 show a perspective view and a partial view of a manipulation head according to the invention;
- la figura 10 mostra una diversa forma di realizzazione del metodo per manipolare un articolo flessibile secondo l'invenzione; figure 10 shows a different embodiment of the method for handling a flexible article according to the invention;
- la figura 11 mostra un possibile oggetto flessibile piegato secondo l'invenzione. - figure 11 shows a possible flexible object folded according to the invention.
Descrizione delle forme realizzative preferite Description of the preferred embodiments
[0038] Con riferimento alle figure allegate, un metodo per manipolare un articolo flessibile 10 prevede la predisposizione di un manipolatore 20 avente una testa di manipolatore 21 con un end-effector magnetico 22 e un endeffector meccanico 23, in cui l'end-effector magnetico 22 e l'end-effector meccanico 23 sono disposti in modo da eseguire rispettivi movimenti indipendenti l'uno rispetto all'altro. Nello schema a blocchi di Fig. 1, l'endeffector magnetico 22 e l'end-effector meccanico 23 sono mostrati separati l'uno dall'altro, per esempio possono essere paralleli tra loro azionati indipendentemente. Tuttavia, come mostrato in alcuni dei seguenti esempi, possono essere integrati in un'unica struttura di testa 21 e azionati sia da attuatori differenti oppure da un attuatore comune. Ad esempio, l'end-effector magnetico pu? comprendere una testa elettromagnetica e l'end-effector meccanico pu? comprendere una coppia di ganasce. [0038] With reference to the accompanying figures, a method for manipulating a flexible article 10 involves the provision of a manipulator 20 having a manipulator head 21 with a magnetic end-effector 22 and a mechanical end-effector 23, wherein the end-effector magnetic end-effector 22 and the mechanical end-effector 23 are arranged to perform respective independent movements with respect to each other. In the block diagram of Fig. 1 , the magnetic end-effector 22 and the mechanical end-effector 23 are shown separated from each other, i.e. they can be parallel to each other operated independently. However, as shown in some of the following examples, they can be integrated into a single head structure 21 and operated either by different actuators or by a common actuator. For example, the magnetic end-effector can include an electromagnetic head and the mechanical end-effector can? include a pair of jaws.
[0039] Per quanto riguarda l'articolo 10, secondo l'invenzione, su esso ? selezionato un punto di presa 11 predeterminato, in corrispondenza del quale ? fissato almeno un elemento ferromagnetico 12, configurato per fornire un punto di presa ferromagnetico 11 per l'articolo flessibile 10 dall?end effector 22. Nell'esempio una T-shirt ? mostrata come articolo flessibile generico. Come chiarito sopra, qualsiasi articolo flessibile pu? essere manipolato con il metodo qui descritto e rivendicato di seguito. [0039] As regards the article 10, according to the invention, on it ? selected a predetermined gripping point 11, in correspondence of which ? secured at least one ferromagnetic element 12, configured to provide a ferromagnetic gripping point 11 for the flexible item 10 from the end effector 22. In the example, a T-shirt is attached. shown as a generic flex item. As clarified above, any flexible item can be manipulated by the method described herein and claimed below.
[0040] L'articolo flessibile 10 pu? essere predisposto in una configurazione di partenza, che pu? essere una qualsiasi configurazione di partenza. Ad esempio in una disposizione casuale per essere prelevati, o in una configurazione piatta per essere piegati o trattati, o in una configurazione piegata per essere dispiegati o impacchettati. [0040] Flexible article 10 can? be set up in a starting configuration, which can? be any starting configuration. For example in a random arrangement for picking up, or in a flat configuration for folding or processing, or in a folded configuration for unfolding or packing.
[0041] L'elemento ferromagnetico 12 pu? essere un elemento a piastra con una superficie compresa tra 1 e 10 cm<2>, preferibilmente tra 2 e 6 cm<2>. In alternativa, il ruolo della piastra metallica pu? essere svolto da una rete magnetica inserita nell'articolo deformabile o contenente l'articolo. Inoltre, ? possibile utilizzare un elemento a piastra paramagnetico o una rete, disposti in modo da determinare una forza di attrazione con l'end-effector magnetico. Inoltre, l'elemento 12 del punto di presa ferromagnetico 11 pu? essere incorporato in una etichetta dell'articolo. Inoltre, l'elemento 12 del punto di presa ferromagnetico 11 pu? essere incorporato in un adesivo applicato all'articolo flessibile 10. [0041] The ferromagnetic element 12 can? be a plate element with a surface between 1 and 10 cm<2>, preferably between 2 and 6 cm<2>. Alternatively, the role of the metal plate can? be unwound by a magnetic net inserted into the deformable article or containing the article. Moreover, ? It is possible to use a paramagnetic plate element or mesh, arranged to produce an attractive force with the magnetic end-effector. Furthermore, the element 12 of the ferromagnetic gripping point 11 can be incorporated into an article label. Furthermore, the element 12 of the ferromagnetic gripping point 11 can be incorporated into an adhesive applied to the flex item 10.
[0042] Come mostrato nella Figura 24, il metodo pu? essere eseguito da una testa 21 di manipolatore esemplificativa, anche se ? chiaro che pu? essere usata una qualsiasi testa di manipolatore diversa avente un end-effector magnetico 22 e un end-effector meccanico. [0042] As shown in Figure 24, the method can be performed by an exemplary manipulator head 21, even if ? clear that can? any different manipulator head having a magnetic end-effector 22 and a mechanical end-effector 22 can be used.
[0043] Come mostrato in Fig. 2, la testa del manipolatore 21 pu? essere spostata inizialmente verso l'articolo flessibile 10 fino a quando l'end-effector magnetico 22 si avvicina al punto di presa ferromagnetico 11 e afferra magneticamente il punto di presa ferromagnetico 11 per mezzo dell?end-effector magnetico 22. [0043] As shown in Fig. 2, the head of the manipulator 21 can be moved initially towards the flexible article 10 until the magnetic end-effector 22 approaches the ferromagnetic gripping point 11 and magnetically grips the ferromagnetic gripping point 11 by means of the magnetic end-effector 22.
[0044] La testa 21 del manipolatore, tramite il manipolatore 20, per esempio un manipolatore antropomorfo esemplificativo mostrato in Fig. 1, pu? muoversi secondo un percorso diretto 24 o da un percorso di scansione 24', come mostrato in Fig. 2. Il percorso di scansione 24' pu? essere seguito da un sensore sulla testa del manipolatore 21, non mostrato ma facilmente implementato da una persona esperta del ramo, che rilevi l'attrazione magnetica tra l'end-effector magnetico 22 e l'elemento ferromagnetico 11. The manipulator head 21, by means of the manipulator 20, for example an exemplary anthropomorphic manipulator shown in Fig. 1 , can move according to a direct path 24 or by a scan path 24', as shown in Fig. 2 . The scan path 24' can? be followed by a sensor on the head of the manipulator 21, not shown but easily implemented by a person skilled in the art, which detects the magnetic attraction between the magnetic end-effector 22 and the ferromagnetic element 11.
[0045] Dopo che l'end-effector magnetico 22 si ? avvicinato al punto di presa ferromagnetico 11 e ha afferrato magneticamente il punto di presa ferromagnetico 11 per mezzo dell'end-effector magnetico 22, l'end-effector meccanico 23 afferra meccanicamente l'articolo flessibile 10 attorno al punto di presa ferromagnetico 11, come mostrato in Fig.3. [0045] After the magnetic end-effector 22 is ? approached the ferromagnetic gripping point 11 and magnetically gripped the ferromagnetic gripping point 11 by means of the magnetic end-effector 22, the mechanical end-effector 23 mechanically grips the flexible article 10 around the ferromagnetic gripping point 11, such as shown in Fig.3.
[0046] In un modo non mostrato, quindi, l'articolo flessibile 10 viene movimentato secondo qualsiasi movimento di manipolazione dalla testa del manipolatore 21, ad esempio in movimenti di piegare, aprire, essere raccolto e trasportato o trattato, ecc. [0046] In a manner not shown, therefore, the flexible article 10 is moved according to any handling motion by the manipulator head 21, for example in motions of folding, unfolding, being picked up and transported or processed, etc.
[0047] Come mostrato in Fig. 4, infine, l'articolo flessibile 10 viene liberato e la testa 21 del manipolatore ? libera di eseguire ulteriori movimenti di manipolazione con altri articoli. Ci? pu? essere ottenuto sbloccando magneticamente il punto di presa ferromagnetico 11 dell?end-effector magnetico 22 e anche rilasciando l?endeffector meccanico 23. [0047] Finally, as shown in Fig. 4, the flexible article 10 is released and the head 21 of the manipulator ? free to perform further manipulation movements with other items. There? can? be obtained by magnetically unlocking the ferromagnetic gripping point 11 of the magnetic end-effector 22 and also releasing the mechanical end-effector 23.
[0048] Alla luce di quanto sopra, quando il punto di presa ferromagnetico 11 viene sollevato dall'end-effector magnetico 22, la parte dell'articolo flessibile 10 coinvolta nella presa ? pi? piccola di quella coinvolta nella presa senza uno sfruttamento magnetico di tecnica nota. Ci? riduce la possibilit? di scorrimento degli end-effector sull'articolo e il rischio di creare grinze nell'articolo flessibile 10, oltre ad aumentare la precisione e la ripetibilit? della presa. [0048] In view of the above, when the ferromagnetic gripping point 11 is lifted by the magnetic end-effector 22, the part of the flexible article 10 involved in the gripping ? more smaller than that involved in the socket without a magnetic exploitation of known art. There? reduces the possibility of sliding of the end-effectors on the article and the risk of creating wrinkles in the flexible article 10, in addition to increasing the accuracy and repeatability? of the socket.
[0049] La fase di sbloccare magneticamente il punto di presa ferromagnetico 11 da parte dell'end-effector magnetico 22 pu? essere eseguita prima della fase di rilascio dell'end-effector meccanico 23. Ci? ha l'effetto che il punto di presa ferromagnetico 11 pu? essere dimensionato in modo sostanzialmente indipendente dal peso dell'articolo flessibile 10. Inoltre pu? essere evitato il riscaldamento dell'estremit? magnetica 22 e dell'articolo flessibile 10 nonch? avere un rilevante risparmio di energia. [0049] The step of magnetically unlocking the ferromagnetic gripping point 11 by the magnetic end-effector 22 can be performed before the release phase of the mechanical end-effector 23. Ci? has the effect that the ferromagnetic gripping point 11 can? be sized substantially independent of the weight of the flexible item 10. It can also? be avoided the heating of the extremity? magnetic 22 and of the flexible article 10 as well as? have significant energy savings.
[0050] Come mostrato nelle Figg. 5-7 la fase di afferrare magneticamente l'articolo flessibile 10 pu? fornire una fase di traslazione dell'end-effector magnetico 22 rispetto all'end-effector meccanico 23, in modo tale che la fase di afferrare meccanicamente l?articolo flessibile 10 attorno al punto di presa ferromagnetico 11 viene realizzato afferrando l'articolo flessibile 10 direttamente dietro l'elemento ferromagnetico 12. [0050] As shown in Figs. 5-7 the step of magnetically gripping the flexible article 10 can? providing a translation step of the magnetic end-effector 22 with respect to the mechanical end-effector 23, such that the step of mechanically gripping the flexible article 10 around the ferromagnetic gripping point 11 is performed by gripping the flexible article 10 directly behind the ferromagnetic element 12.
[0051] Come mostrato nelle figure 8 e 9, la fase di traslazione dell'end-effector magnetico 22 rispetto all'end-effector meccanico 23 pu? essere eseguita come un movimento di opposizione mediante link di opposizione 25. [0051] As shown in Figures 8 and 9 , the translational phase of the magnetic end-effector 22 with respect to the mechanical end-effector 23 can be executed as an opposition move via opposition links 25.
[0052] In un modo non mostrato, pu? essere previsto una fase di trazione magnetica del punto di presa ferromagnetico 11 per mezzo dell'end-effector magnetico 22 in opposizione con l'end-effector meccanico 23, al fine di staccare il punto di presa ferromagnetico 11 dall'articolo flessibile. Questa operazione pu? essere eseguita ad esempio quando il punto di presa ferromagnetico 11 deve essere rimosso dall'articolo alla fine delle precedenti fasi di lavoro. [0052] In a way not shown, can? a phase of magnetic traction of the ferromagnetic gripping point 11 by means of the magnetic end-effector 22 in opposition to the mechanical end-effector 23 is provided, in order to detach the ferromagnetic gripping point 11 from the flexible article. This operation can be performed, for example, when the ferromagnetic gripping point 11 must be removed from the article at the end of the previous work phases.
[0053] Come mostrato in Fig. 10, la testa 21 del manipolatore ? una prima testa 21 del manipolatore e una seconda testa 21 del manipolatore ? inoltre dotata di un end-effector 22 magnetico e di un end-effector 23 meccanico, in cui il punto di presa 11 sull'articolo flessibile 10 ? un primo punto di presa 11 e un secondo punto di presa predeterminato 11 ? definito sull'articolo flessibile 10 in cui un secondo punto di presa ferromagnetico 11 ? fissato e configurato per fornire un secondo punto di presa ferromagnetico esteso 11 per l?articolo flessibile 10. [0053] As shown in Fig. 10, the head 21 of the manipulator ? a first manipulator head 21 and a second manipulator head 21 ? further equipped with a magnetic end-effector 22 and a mechanical end-effector 23, in which the gripping point 11 on the flexible article 10 is a first gripping point 11 and a second predetermined gripping point 11 ? defined on the flexible article 10 in which a second ferromagnetic gripping point 11 ? secured and configured to provide a second extended ferromagnetic gripping point 11 for the flex item 10.
[0054] In questo caso sono le ulteriori fasi (non mostrati, ma simili alle figure 24) di spostare la prima e la seconda testa 21 del manipolatore fino a quando i rispettivi end-effector magnetici 22 si avvicinano al primo e al secondo punto di presa ferromagnetico esteso 11, rispettivamente; spostare gli end-effector meccanici 23 della prima e della seconda testa manipolatrice 21 finch? gli end-effector meccanici 23 afferrano meccanicamente l'articolo flessibile 10 attorno al primo e al secondo punto di presa ferromagnetico esteso 11, rispettivamente; facendo s? che l'articolo flessibile 10 esegua movimenti di manipolazione da parte della prima e della seconda testa del manipolatore 21. [0054] In this case it is the further steps (not shown, but similar to figures 24) of moving the first and second heads 21 of the manipulator until the respective magnetic end-effectors 22 approach the first and second points of extended ferromagnetic socket 11, respectively; move the mechanical end-effectors 23 of the first and second manipulator heads 21 until? the mechanical end-effectors 23 mechanically grip the flexible article 10 about the first and second extended ferromagnetic gripping points 11, respectively; doing s? that the flexible article 10 performs manipulation movements by the first and second heads of the manipulator 21.
[0055] In questo modo, afferrare l'indumento in due posizioni appropriate porta a una piegatura rapida ed efficace dell'articolo flessibile 10, come un indumento, ad esempio una maglietta, che, come noto, pu? essere piegata afferrandolo in solo due punti, a partire da una configurazione piatta. L'articolo piegato finale ? mostrato in Fig.11. [0055] In this way, grasping the garment in two appropriate positions leads to a quick and effective folding of the flexible article 10, such as a garment, for example a shirt, which, as known, can be folded by gripping it at only two points, starting with a flat configuration. The final folded item? shown in Fig.11.
[0056] Prima della fase di afferrare magneticamente il o ciascun punto di presa ferromagnetico 11 da parte del o di ciascun end-effector magnetico 22, il manipolatore ? predisposto per portare la o ciascuna testa 21 del manipolatore a eseguire una fase di scansione magnetica per determinare la posizione del o ciascun punto di presa ferromagnetico. [0056] Before the phase of magnetically gripping the or each ferromagnetic gripping point 11 by the or each magnetic end-effector 22, the manipulator ? arranged to cause the or each head 21 of the manipulator to carry out a magnetic scanning phase to determine the position of the or each ferromagnetic gripping point.
[0057] Come mostrato nelle figure 1 e 8, il manipolatore 20 comprende una testa del manipolatore 21 dotata di un end-effector magnetico 22 e un end-effector meccanico 23, in cui l'end-effector magnetico 22 e l'end-effector meccanico 23 sono disposti per compiere i rispettivi movimenti indipendenti l'uno rispetto all'altro. [0057] As shown in Figs. 1 and 8 , the manipulator 20 comprises a manipulator head 21 equipped with a magnetic end-effector 22 and a mechanical end-effector 23, wherein the magnetic end-effector 22 and the mechanical effector 23 are arranged to perform their respective movements independent of each other.
La testa del manipolatore 21 ? configurata per essere mossa e azionata fino a quando l'end-effector magnetico 22 avvicina il punto di presa ferromagnetico 11 e afferra magneticamente il punto di presa ferromagnetico 11. The manipulator head 21 ? configured to be moved and operated until the magnetic end-effector 22 approaches the ferromagnetic gripping point 11 and magnetically grips the ferromagnetic gripping point 11.
[0058] Come mostrato nelle figure 5-7, la testa del manipolatore 21 ? configurata per essere azionata fino a quando l?end-effector meccanico 23 afferra meccanicamente l'articolo flessibile 10 attorno al punto di presa ferromagnetico 11 dopo che l'end-effector magnetico 22 si ? avvicinato al punto di presa ferromagnetico 11 e afferrato magneticamente il punto di presa ferromagnetico 11. Dopo il completamento della presa, anche la testa 21 del manipolatore ? configurata per far eseguire all'articolo flessibile 10 movimenti di manipolazione. [0058] As shown in figures 5-7, the head of the manipulator 21 is configured to be actuated until the mechanical end-effector 23 mechanically grips the flexible article 10 about the ferromagnetic gripping point 11 after the magnetic end-effector 22 is released. approached the ferromagnetic gripping point 11 and magnetically gripped the ferromagnetic gripping point 11. After the gripping is complete, the manipulator head 21 is also ? configured to make the flex item perform 10 manipulation moves.
[0059] La descrizione di cui sopra di forme realizzative dell?invenzione ? in grado di mostrare l?invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme realizzative specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme realizzative specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione. S?intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e, per questo, non limitativo. [0059] The above description of embodiments of the invention? able to show the invention from the conceptual point of view so that others, using the prior art, will be able to modify and/or adapt these specific embodiments in various applications without further research and without departing from the inventive concept and, therefore, it is intended that such adaptations and modifications will be considered equivalent to the specific embodiments. The means and materials for achieving the various functions described may be of various kinds without thereby departing from the scope of the invention. It is understood that the expressions or terminology used are for purely descriptive purposes and, therefore, not limiting.
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