JP2008528408A - 汎用把持装置および保持装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、あらゆる種類の物体の把持、保持、持上げおよび／または移動のためのアセンブリであって、変形可能でかつ物体に適合可能な表面（２）を有する少なくとも１つの容器（１）を備えており、容器内部には、温度、負圧、真空、過圧の影響下で固化可能な物質（３）を含み、さらに、温度および／または圧力の影響を及ぼすための少なくとも１つの装置を備えている、アセンブリに関する。また、本発明は、あらゆる種類の物体の把持、保持、持上げおよび／または移動のための方法であって、前記のような容器（１）を物体と接触させ、続いて、形状嵌合が達成されるまで温度変化および／または圧力変化に曝す、方法に関する。

Description

本発明は、あらゆる種類の物体の把持、保持、持上げおよび／または移動のためのアセンブリおよび方法に関する。

工業技術において、鉗子による形式のような掴み動作によってまたは真空を利用してのジョーおよび吸引部を介するクランプ機構によって機械的に作業する、多くの種類の機械式把持装置、拘束機構およびこれらに類するものが知られている。このような把持機構の欠点は、把持工具を、把持または保持される物体に適合させるために、その都度極めて特殊な形態を必要とすることである。把持装置によって個物を取り上げる方法であって、取り上げようとする物体の上に弾性膜を覆い被せ、この膜を負圧によって物体に押し付ける方法が知られている。このアセンブリの欠点は、覆い被せが簡単にできるような膜の使用を望む場合、それと同時に充分な強度が得られないことである（ドイツ連邦共和国特許第１９５０９０５１号）。

よって、以下に説明する発明の課題は、保持、把持、搬送、選別および／または加工される物体への適合（適合工程）を不要にし、かつ重い物体を取り上げ、工具を保持し、捩りおよび脱落の防止を保証できるような大きな強度を有するアセンブリを提供することである。このアセンブリは、物体に個々に適合できることが望ましい。

この課題は、本発明により、請求項１に記載のアセンブリによって解決される。

本発明により、変形可能な構造体を有する容器が、形状接続式に、把持、搬送または取付けされる物体の上に変形可能に被せられ、その後、負圧によって固化（硬化もしくは固定化）され、その後、変形可能な表面が、把持または保持される物体（７）を、形状適合により取り囲み、これにより、同じ装置によって極めて多様な形状の物体を固持できるようになる。

以下に、本発明を、図１〜５１を引用しながらより詳しく説明する。

変形可能な表面の下に含まれる物質の固化（硬化もしくは固定）は、特に、物質が粒状物であり、この粒状物の個々の粒子が負圧によってそれらの表面で係留され（引っ掛けられ）、これにより固められることによって達成される。

これにより得られる利点は、粒状物が、負圧なしでは緩い状態にありかつ移動することができ、それぞれの課題設定に応じて、これを微細にも非常に粗くもすることができるということである。

粒状物間の空間中には、気体または液体が存在してよく、この空間を、空圧式または液圧式に負圧により減少させて、粒状物を圧縮することができる。

それによって得られる利点は、工業技術において普及している簡単な方式で、負圧を生じさせるだけで、取り上げる物体の形状安定的な取囲みが保証され、その際さらに、正確な位置決めを保証する保持部の強度も得られることである。物体は、負圧を上昇させることによって再び解放される。

このように、変形可能な構造体もしくは保持部において、前記の固化によって、あらゆる種類の部材および物体を保持、位置決め、組付け、移動、加工および持上げを行うことができる。

これにより得られる利点は、ネジ、キャップ、ナット、電子部品のような小さい物体、さらに工具、石類、バラ物組立部品のようなより大きい物体を、収容、移動、回転、搬送および取付けすることができることである。

さらに、このような構造体の中に、物体を挿入させることもでき、これにより、この物体の保持、移動および持上げが行われる。

これにより得られる利点は、例えば、手動または適切な装置を用いて上記形式の把持部中に物体を置き、次に、その中で加工、移動および持上げを行うことができるということである。

さらに、強度を生じさせる粒状物は、把持される物体を膜が取囲んだ後で初めてチューブ、カテーテルまたは管を介して洗浄してよく、その後で初めて減圧によって固化を行ってよく、それによって剛性を高め、ならびに構造体の曲げを回避する、つまり、閉鎖、密閉、支持および固化を保証することができる。

これにより得られる利点は、把持される物体の取囲みが容易に行われ、固化、支持または補強が可能になることである。また医療分野での適用においても、可撓性の構造体をまず位置決めし、次に粒状物の洗浄およびそれに続く固化によって、補強、密閉または支持を得ることができる。

図１〜３に示すように、膜は、堅固な容器の中に固定され、この容器と共に、把持される物体上に覆い被せることができ、容器の中には粒状物（３）が存在し、粒状物（３）の個々の部分（個々の粒子）は、負圧（５）によってその表面で係留されることにより固化される。

これにより得られる利点は、粒状物において生じる固化時の変形傾向が、外方へ向かって得られるのではなく、物体のより固い取囲みをもたらし、膜を可能な限り小さく保持できることである。

粒状物は、任意の固い材料から非常に固い材料、例えば珪素結晶または砂からなっていてよい。この粒状物は中空の材料からなっていてもよい。同様に、粒状物は、アルミニウムのような比較的軽い材料からなっていてもよい。

これにより得られる利点は、特に硬質の材料の場合、固定担持される物体の機械的耐荷重性を大きくできることである。さらに、粒状物の重量は、中空の材料またはアルミニウムによって減少させることができる。

これに対応して、粒状物は、多孔性または軽量の材料からなる粒子からなっていてもよい。

これにより得られる利点は、特段に軽量の把持装置を構成できることである。

果実のような、特に繊細な材料を把持するために、粒状物は、弾性材料からなっていてよい。

これにより得られる利点は、把持される物体の表面が、その場合に損傷されないことである。

把持される部分の安定性を保証するために、容器は、弾性材料によって覆われている部分を除き、硬化材料を有し、中実の変形不能な壁部を有していてよい。

場合によっては、把持装置によって取り囲まれる物体において直ちに加工を実施するためまたはねじ込みのための回転機構を可能にするために、固化可能な材料中に、部分（粒子）が移動可能であるが固定されない構造体を入れることができる。

粒状物を容器中でさらに安定化させるために、粒状物を入れた容器内には、その壁部に、構造体、凹凸部、垂直または水平の補強材を設けることもできる。

弾性の物体を取り囲む部分は、ラテックスまたはゴムからなる膜（２）とすることができる。

弾性構造体の機械的な耐荷重性を改善するために、弾性表面（２）は、金属補強材、炭素繊維またはその他の引張強度のある材料によって補強することができる。

弾性構造体の可変形性が、上記のような補強によって低下しないようにするため、引張強度を有する材料を、巻き付けられた構成で、弾性構造体中に埋め込み、変形時に延伸することができる。

把持される物体と弾性構造体との間の接触部が、より大きな機械的な耐荷重性を有するようにするために、および膜もしくは弾性構造体の磨耗を低減するために、変形可能の表面（２）は、把持または拘束される物体と、変形可能な表面（２）の他の繊細な部分との直接的な接触を回避するような形状（プロファイル）を有していてよい。

粒状物を、特に移動可能（流動可能）にするために、容器内の粒状物を、挿入されたチューブ、管または容器壁内のチャネルを通して空気または液体で充分に洗浄し、それによって、緩い状態で、すなわち移動可能に保持することができる。

粒状物の粒子間に空気または液体は、容器壁内のチャネルまたはチューブまたは配管を介して取り込んでもよい。

把持装置は、回転可能な機械、穴あけ機および他の位置決め工具に取り付けられていてもよい。これにより、把持装置もしくは保持装置を用いて、ネジ止め工程を実施することができる。

本発明によれば、把持装置を用いてあらゆる種類の物体、例えば車両、木材、石類、機械類、袋中の物質類を取り上げ、移動させることができる。

把持機構は、例えば、選別機での使用に特に適している。その場合、把持装置の利点は、極めて様々な位置および形状の物体を取り上げ、移動し、配設できることである。

さらに、把持装置は、長い取っ手を利用して、物体を取り上げるための手動装置で使用することもできる。この場合、例えば、身をかがめずに床から物体を取り上げることが可能となる。負圧は、空圧式または液圧式に、ピストンまたはシリンダを介して、手動でまたは機械式の駆動装置で発生させることができる。

適合した相応の態様では、本発明によるアセンブリを、自動装着（実装）装置で使用することができる。これにより、多くの場合、使用される部材に関連する真空ピペット（Vakuum-Pipetten）の交換が少なくなる。

食料品または他の柔らかいもしくは壊れ易い物品の選別、選択にも、本発明によるアセンブリを使用することができる。

ロボット技術では、工具および他の保持装置を、取上げ、移動、交換および挿入取付けすることができる。

着座用家具、例えば自動車用シート、航空機用座席等も、微細粒状物が充填された弾性クッションを具備することができ、体型の検出後、クッション内を負圧にすることでこの体型に固定する。

ベッドに横臥する患者のために、本発明による原理を使用して、ベッドのマットレス内に、硬さを硬質と軟質との間での変えることができ、これにより、患者が支えられるもしくは身体に当てらる領域において連続して変化可能な構造体を挿入することができる。

これにより得られる利点は、より長く圧力負荷が続いた場合に生じ得る圧力箇所をなくすことである。そのために、弾性構造体をマットレス内で膨らませることもでき、これにより、柔らかい構造体が得られる。硬い領域および軟らかい領域を交互にかつ並べて収容してもよい。

さらに、粒状物の固化時の膜による押圧に加え、付加的な構造体（チューブ、チャンバ、弾性中空球体）の体積を過圧によって液圧式または空圧式に拡大して、物体（７）に押し付けることができる。

図６〜８によれば、粒状物は、変形可能なチューブ１（１５）内に存在していてよく、このチューブ１は、弾性帯または相応の構造体（１６）によって湾曲し、この湾曲は、チューブ１（１５）内に設けられた、過圧が供給されかつより小さい直径を有する別のチューブ２（１６）によって延伸する。チューブ１（１５）内で負圧が供給され粒状物の間隔が減少することによって、湾曲状態または延伸状態が固定または安定化される。

この場合、チューブ１（１５）および２（１６）に加えて、チューブ３（２２）を湾曲部の内側に湾曲状態で膨らませることができる。

これにより得られる利点は、延伸状態で固化できかつ湾曲状態でも固化できる指を模した把持装置が可能となることである。さらに、チューブ３（２２）によって指部の押圧力に影響を与えることもできる。

さらに、可動のまたは不動のスタンドにおいても、床の上に載せられる部分は、その中の粒状物が固化可能な弾性カバーを有する部分からなっていてよい。これによって得られる利点は、スタンドを床の形状に適合させて固化できることである。

さらに、この変形可能な部分を有する可動式スタンドは、床との直接的な接触を可能にし、歩行ロボットに使用できる。これにより得られる利点は、人間の足の部分のような部分で固くなり、必要に応じて再び変形させることができることである。

把持装置の膜（２）の（機能の）解放のために（図９〜１１）、構造体（２５）を膜（２）上にまたは膜を通して挿入することができ、この構造体は、保持、回転または搬送される物体（７）と接触するようにかつ粒状物（３）中に存在する。

これにより得られる利点は、膜（２）が、構造体（２５）に整合する機能のみ有していればよく、機械的荷重がかかると、構造体が、粒状物と保持される物体との間で固く係留または傾倒し、物体を保持する機能から膜が解放されることである。

ネジ止めおよび回転工程で、達成できる回転モーメント（トルク）を増大させるために、構造体は、縦長に、場合によっては斜め（２５）に膜中に取り付ける。

別の実施形態によれば、容器（１）内にチューブ（２４）が挿入され、このチューブには、膜（２）中へ物体（７）を取り込んだ後に気体または液体をポンプ給送し、これにより、構造体（２５）を備えている膜が、保持される物体に対してより固く押しつけられる。

これにより得られる利点は、円錐形の形状を有する物体が確実に保持され、または厚い膜を使用する場合には、膜がチューブを通して物体に固く押しつけられることである。

さらに、保持される物体（７）への押し付けが容積縮小によってなされる、円錐形（鐘形）に延びる構造体（３０）を膜内に有していてもよい（図１５および１６）。

中空のまたは極めて柔らかい表面を有する物体も、本発明により把持できるようにするため、膜内に埋め込まれた構造体（２５）を硬くまたは柔らかく設計することができる。

このアセンブリは、膜および粒状物を備えている容器を、保持装置（３８／３９）を介して内部から、空洞を有する物体（３４）に対して押しつけるのにも適しており、この場合、空洞内に保持装置（３８／３９）中に挿入でき、表面（４０）に適合させ、ならびにそこで係留させる（引っ掛ける）ことができる。

この方式によって得られる利点は、管、箱、飲料用ケースおよびその他の容器を、それらの表面に関係なく、固定、持上げ、回転および搬送できることである。

防火および救助の課題に対応する使用のためにも適する構成とするために、このアセンブリは耐火性に構成することもできる。

把持装置が傾倒した場合に、粒状物が容器から落下することを防止するために、図１２〜１６に、粒状物（３）上に、容器（１）内に粒状物を保持しかつ気体または液体透過性である膜または網（２８）を設けることを示す。

把持アームで工具を交換する必要なしに極めて様々な種類の物体を把持するおよび持上げることを可能にするため、ロボットアーム（４２）に様々な大きさおよび種類の複数の把持装置（４１／４３）を取り付けることができる。能動的な把持装置（４３／４４）は、その都度、作業位置へ旋回または回転させる（図１９および２０）。

膜の構造体の押圧を改善するために、粒状物の下側部分に、負圧（４６）下で拡張する弾性中空体（４５）を設けると有利である。

膜内の膜構造体の物体への押付けは、負圧で拡張する中空が膜内にあることによっても達成できる。

前記方法は、要求に応じて旋盤および材料加工において、材料および工具部品もしくは工具の保持または把持のためにも使用できる。

図２１および２２によれば、空気透過性のピストン（４５）を、粒状物（３）を安定化しかつ物体（７）を取囲む容器１内に押し入れることができる。

特に負圧によって物体（７）を取り囲む前に、膜（２）に内方への湾曲部を形成することができ、これにより、流入部（５）を介してのピストン（４５）の降下ならびに圧力上昇の際に、膜が物体（７）の周りを囲む。その後に初めて、真空を粒状物（３）中に発生させる。

これにより得られる利点は、膜（２）が、粒状物（３）と共に制御されて物体（７）の周りを囲むということである。

図２３および２４によれば、膜（４９）の表面に、側面では内方への膜の動きのみを、上方には外方への膜の動きのみを可能にする構造体（４８）を置くことができる。これによって得られる利点長所は、１つの形状を有する極めて抵抗力のある膜を使用できることである。

この場合、粒状物（３）上で、膜によって分離されたチャンバ（５０）が、過圧によって膜（４９）を物体（７）に向かって押しつけ、その後、粒状物（３）中に真空を生じさせることができる。これにより得られる利点は、粒状物が、過圧によって、変形可能な膜と共に物体に向かって押し付けられ、それにより、自動式に押圧を補強する手段が得られることである。空気の吸引は、容器（１／４９）の側方に設けられているチャネル（または流出部）（５）を介して行うことができる。

これにより得られる利点は、把持装置の下部領域での、物体に近い領域での早期の固化である。

図２５によれば、この保持装置および把持装置は、固化された粒状物を安定化するための、粒状物の中に突出する縦長の補強材（５３、５４）を具備していてよい。これにより得られる利点は、締め付けられた物体（７）のより高い引張強度である。この場合、垂直の補強材は、コンクリート中に埋め込まれた鉄筋補強体のように機能する。

この縦長の補強材（５２〜５４）は移動可能であってよく、ばね（５２）を介して物体（７）に対して押圧できる。物体が膜に抗して押圧されるとき、補強材は、ばね（５２）に抗して圧縮される。斜めにガイドされていることによって、補強材は、後に固化される粒状物中で、引張りにより固定されかつ不動になる。

図２６および２７によれば、粒状物は、スライド可能な容器（６０）内の、弾性でかつ空気透過性の覆い内に設けられており、この容器（６０）は、液圧式または空圧式の過圧によって出入部（５９）を介してスライドさせることができる。これにより得られる利点は、チャンバ（６０）を、液圧駆動によって、対置する把持装置へと内方へスライドさせることができ、これらのチャンバが共に物体（７）を取り囲むことである。

この場合、好ましくは、粒状物（３）が、弾性の空気透過性の覆い内にあり、過圧によって出入部（５８）を介して容器（６０）から物体（７）に向かって押し出される。これにより得られる利点は、チャンバ（６０）内の過圧を介して、押圧力の正確な配量（正確な押圧力の適用）を達成できることである。粒状物（３）は、出入部（５８）を介してのみ、過圧によって物体（７）の周りに押しつけられる。

図２８および２９によれば、従来の把持装置の形態を基にした把持アーム（６５）が、両側から物体（７）に向かって移動し、これにより、弾性膜（２）によって閉鎖された粒状物が物体（７）を囲んで押し付けられ、その後、粒状物中に真空を生じさせる。これにより得られる利点は、従来の把持装置が、粒状物で充填された弾性材料からなるパッドまたは袋を備えて、把持装置の把持アームに載置され、物体（７）を掴んだ後に出入部を通してこの装置の排気がなされ、袋またはパッドが物体に沿って凹形に型付けされた後には、この装置が、物体に大きい圧力負荷をかけずに、部分的または完全に物体を固く取り囲むことである。この方法により、ほぼ全ての物体を把持し、かつ高いモーメントで固定することができる。

図３０および３１によれば、粒状物（３）中で萎縮した（潰れた）空気充填が完全でないチューブ（６６）が示され、このチューブは、真空を生じさせた時に膨張する（６７）。これにより得られる利点は、空気の吸引によって生じる小さい容積変化が、完全に充填されていないチューブが拡張するだけで補償され、物体（７）に対する充分な対抗圧を保証することである。

図３２および３３によれば、パッド（６８）が粒状物（３）で充填され、このパッドを固化する真空を、弁を介してパッド中に生じさせる。これにより得られる利点は、可撓性のパッドが、支持、密閉、包装材等として空気の吸引後に物体を確実に安定化できることである。パッド（６８）は、固化および真空の発生前には、容易に変形させることができる。これにより、パッドを、固化前に、所望の形状にすることができる。パッドまたは袋（６８）の中に気体が存在していてよく、この気体は、粒状物（３）中の吸収体によって、時間経過につれ速くまたは遅く吸収され、これにより、真空を生じさせ、粒状物を固化する。この場合、真空ポンプが必要である。真空プロセスを始動させるためには、吸収体を外部から自由にするだけでよい。これは、外部からの機械作用によってもたらされてよく、この作用により、袋またはパッド中で吸収物質と気体との相互作用が形成される。好ましくは、気体として用いられるのは、適切な吸収体によって粒状物中で吸収される二酸化炭素である。これにより、粒状物が気体不含となり、固化される。

図３４〜３６によれば、粒状物が充填されている厚い弾性内壁を有する袋（６９）が、真空針または真空カニューレ（７０）による斜めの穿刺によって空になるまで吸引されて、固化され、その後、穿刺箇所（７１）がそれ自体により閉鎖される（７２）。そのために特別な弁、吸収体等は不要である。厚い弾性内壁は袋の一部分にかぶせられていてもよい。

図３７および３８によれば、閉鎖された気体で充填されかつ弾性膜を備えているバルーン（７３、７４）が粒状物上にあり、このバルーンは、物体（７）の圧入時に圧縮され、対抗圧を発生し、この対抗圧は、外部からの過圧の供給を介して得る必要はない。この方法により、容器（１）内の粒状物に対して常に存在する対抗圧によって、膜（２）が外方へ押し付けられ、これにより、物体（７）への押圧時にのみ膜が物体の形状に合うように凹まされる。粒状物における負圧による固化後には、対抗圧はわずかとなる。

図３９および４０によれば、フォークリフト（７６）に、粒状物を充填した容器または袋（８１）が固定されている把持装置（７９）が固定されている。フォークリフトは、把持装置を多軸に移動させることができる。

これにより、フォークリフトは、パレットの移動のみならず、個々の繊細な物体もパレットまたは棚等から取出すことができ、損傷なしにかつ物体が離れる（ぐらつく）危険なしに搬送することができる。図３９および４０に、把持装置がどのように内部から外部へ（テレビジョン受像機）（８０）を、または外部から内部へ（ここでは充填されたパッド）（８２）を掴み、次にどのように確実に搬送できるかが示されている（図４１および４２参照）。

そのために、保持装置（７７）の両方の通常のフォークは、下方へ折り畳むことができる。しかしこの場合、把持装置は、フォークリフトの上で傾倒させるか、または上方へ回転させることが望ましい。これにより、フォークリフトがパレットを搬送できるだけでなく、パレットを積降しまたは積荷し、もしくはエンジン、変速機、飲み物用ケース等を個別的に掴み、搬送することもできる。ほぼ何も手で触れる必要がない。特に、把持装置は、内方から外方（８２）へも外方から内方（８１）へも把持可能である。

図４３によれば、複数の把持装置（９２〜９４）を有する保持部（９１）を回転させ、その都度どのような把持装置の大きさ（９２〜９４）が適するかに応じて把持装置を選択することができる。把持装置パッド（９２〜９４）による内方から外方への把持装置の交換時に、把持アーム（９１）の運動方向が考慮されなければならない。これにより得られる利点は、把持アームを様々な大きさの物体に対して適合させることができ、よって、これが汎用工具となることである。

図４４および４５には、２つのジョー（９５〜９８）が、保持、搬送または固定される物体（７）の下方におよびそれに対して押し付けられ、パッドまたは袋（９６〜９８）の一部が、部分的に物体（７）に対しておよびその下方に押し付けられ、ジョーの閉鎖後に袋（９６〜９８）が真空によって固化されることが示している。

これにより得られる利点は、把持装置または真空によって固化されるパッドの当接によって、物体を固定しかつ滑落から確保して保持かつ搬送できることである。これにより、平坦な把持ジョーが物体の表面上で固く充分に保持しているか、その際に滑落が部分的に危険な影響を及ぼし得るかどうかを常に考慮する必要があった従来の把持装置の欠点が回避される。

図４６および４７によれば、膜（２）および粒状物（３）を通して、保持される物体を付加的に空気の吸引によって把持装置に固定するチューブ（９９）を導入することができる。これによる利点は、把持装置によって充分に取囲むことができない物体でも把持装置に滑落せずにとどまることである。形状接続（形状嵌合）が得られた状態が維持されるので、ナット、ねじ、工具等を用いて高い負荷（モーメント）を維持することができる。

最後に、粒状物（３）の固化の原理は、衝撃吸収体に使用することができ、この場合、減衰する保持装置（１０８）が空気室（１０９）中に気密に突出し、負荷時にこの空気室を圧縮し、その際に粒状物（３）の中に埋め込まれたチューブ（１１０）を圧縮し（１１２）、粒状物（３）中の真空の度合いによってこの圧縮を強くまたは弱く発生させ、それによって衝撃吸収体の減衰に影響を与える（図４８〜５１）。

これにより得られる利点は、簡単な方式によって減衰を硬くまたは柔らかく（強くまたは弱く）設定できることである。その上、粒状物は非常に良好な振動フィルタである。このアセンブリは、減衰される物体（自動車）の引張りおよび持上げ運動のヒステリシス曲線の最適化も可能にする。図４８では、衝突速度をｙ軸に示す。ｘ軸（１０３）に衝撃吸収体のピストンに発生する圧力を示す。この衝撃吸収体に作用する揚力の依存性（ここではバール（１０３）で表示）には、図５０の粒状物（３）における真空が影響を与え得る。高い真空にありかつ粒状物の固化が強い場合、振動エネルギーは、もはや砂（粒状物）の中へは伝えることができず、システムはより激しくかつ長く振動する（１０５）。弾性空間（１０９）が、緩く集合した砂の中の真ん中に位置している場合には、ほぼ全ての振動エネルギーが吸収される。チューブ（１１０／１１２）は、緩い砂中にある場合に、振動の維持に関する重要性を増す。このチューブの充填の度合いによって、衝撃吸収体は、常にチューブ内の圧力によって変化させることができる。

１つの実施例を、以下の図２および３で詳説する。

円錐形に成形されたシリンダ（１）を、下側で弾性膜（２）により閉鎖する。この膜の中には、ゴム状の厚いゴム形状体がストライプ状に埋め込まれている。シリンダ中には、凹凸のある表面を有するアルミニウムまたは金属球からなる粒状物（４）がある。このシリンダを、全方向に制御可能なアームを用いて煉瓦（７）の上に被せる。その後、シリンダ中に空圧式に負圧を生じさせ、煉瓦を拘束する。その後、シリンダは煉瓦と共に、遠隔制御による自由運動するアームを介して、設置すべき壁部上に置かれる。非常に異なる大きさの煉瓦も移動できるので、このアセンブリにより、建物の設置が容易になる。

別の実施例は、ナットをバラ物品として収容している容器からのナットの取出しである。把持装置は、正確な制御なしにナットをバラ物品から取り出し、振動台上に個々に置く。ナットが振動によって平らに置かれた後、把持装置は、簡単なセンサ制御によって精密にナットを掴み、これにより、ナットを、所望の箇所でねじに嵌め、ねじ上で回すことができる。センサ制御は、シリンダの周りにわたって３つのフォトトランジスタを取り付け、物体を振動台上で記録（検出）し、制御によって常にセンサが物体を検知する方向へ把持装置を移動することによって行うことができる。３つのセンサのいずれもが物体を検知しなくなったら、これは把持装置が物体の真上にあることを意味する。次いでシリンダを降下させ、物体、この場合はナットを、極めて精密な位置で取り上げる。

別の例を図４に示す。強固な内壁を有する把持装置（９）が、下方で、棒状の物体（８）上に被された１つの膜によってのみ閉鎖されている。把持装置は、クレーン（１１）に吊るされ、中空（９）中に負圧（１０）が作用される。これにより、物体（８）を固定し、搬送することができる。

別の実施例を図５に示す。この場合、ボトル（１４）の閉鎖部材（１３）は、回転可能な把持装置（１２）によって掴まえられ、このボトルに上に載せられ、回転によりしめられる。

別の実施例を以下に記載する。

図６および７で示されているような２つの把持装置を、これらの把持装置が湾曲状態で接触するように、自由運動するアームに固定する。チューブ２（１６）を膨らませた後、両方の把持装置を延伸させる。この把持装置を、ガラス試験管に被さるように案内した後、チューブ２（１６）内の加圧を減少させ、両方の把持装置を、把持装置が試薬ガラスに接触するまで湾曲させる。その後、チューブ１（１５）内に負圧が生じさせ、この負圧により、チューブ内の粒状物を固化し、把持装置を安定化する。試薬ガラスへの把持装置の充分な押付け圧力を保証するために、チューブ３（２２）に過圧を供給する。その後、ガラス試験管を自由に把持装置から移動、搬送および傾倒させることができる。このような把持装置構造体によって、極めて様々な厚みと長さの物体を掴みかつ移動させることができる。

別の実施例を以下に記載する。

歩行ロボットは、粒状物体で充填された弾性材料からなる「足」を有する。この粒状物体を含む弾性材料は、分割されていて、それぞれ互いに独立して固化させることができるまたは変形可能である。この方法により、面圧力、足形状の連続的な適合および「歩行」の個別の要求への適合を保証することが可能となる。

１つの実施例を、図３７で詳しく説明する。特に、自動実装装置に使用できる簡単な把持装置を構成するために、図３７に記載するように、円錐形に成形されたハウジング（１）を利用することができる。ハウジング内には、その上側部分（７３）に、物体（７）の圧入に応じて圧縮される閉鎖された気体充填バルーンがある。粒状物（３）を含む膜（２）によって物体（７）の取り囲んだ後、流出部（５）を介して真空を生じさせ、粒状物を固化する。

この方式により、任意形状のあらゆる電子小形部品を取り上げかつ配設することが可能となる。

さらに本発明は、あらゆる種類の物体の把持、保持、持上げおよび／または移動のための方法であって、温度、負圧、真空および／または過圧の影響下で固化可能な物質で充填された、変形可能かつ物体に適合可能な表面を有する少なくとも１つの容器を、物体と接触させ、続いて、形状嵌合が達成されるまで温度変化および圧力変化に曝す方法に関する。

本発明に係る方法は、特に、上記のようにかつ特許請求の範囲に記載されているような、本発明に係る把持アセンブリの特徴によって構成されている。

さらに本発明は、特に、あらゆる種類の物体の把持、持上げ、移動、位置決め、組付け、固定、選別および加工のための、本発明によるアセンブリの使用に関する。このアセンブリは、ロボットおよびフォークリフトに使用することができるが、さらにまた、可動式スタンド、可動式装置における部材および特に支持脚部（軸足）の安定化、固定および固化のために、例えばロボットの場合のようにその足もしくは足部を安定化または適合させる必要があるものに使用することもできる。特に、本発明に係るアセンブリは、ロボット等のような装置を「歩行可能」にするために使用できる。

本発明に係るアセンブリの好ましい応用分野は、前記方式でいわゆる把持リフトを構築変更できるフォークリフトであって、この場合、フォークは、把持装置に配設された本発明による把持アセンブリが物体を掴みかつ移動できるような把持装置に機能変更される。

さらに、海事分野でも宇宙航空でも多くの利用が考えられる。その利用は、海事分野においては、例えば水中構造体の安定化および物体（廃船部分、マンガン球塊等）の海底からの収集である。

Claims (52)

1. あらゆる種類の物体の把持、保持、持上げおよび／または移動のためのアセンブリであって、
   温度、負圧、真空、過圧の影響下で固化可能な物質（３）を内部に収容しており、変形可能かつ物体に適合可能な表面（２）を有する少なくとも１つの容器（１）と、
   温度および／または圧力の影響を及ぼすための少なくとも１つの装置とを特徴とする、アセンブリ。
2. あらゆる種類の物体の把持、保持、持上げおよび／または移動のための方法であって、
   温度、負圧、真空、過圧の影響下で固化可能な物質（３）を充填していて、変形可能かつ物体に適合可能な表面（２）を有する少なくとも１つの容器（１）を、物体と接触させ、続いて、形状嵌合が達成されるまで温度変化および／または圧力変化に曝すことを特徴とする、方法。
3. １つまたは複数の容器（１）中に、負圧（５）により固化される粒状物（３）が存在し、この場合、粒状物（３）の個々の部分が、その表面で係留するようになっている、請求項１に記載の方法およびアセンブリ。
4. 前記粒状物の隙間に、気体または液体が存在し、該気体または液体を、空圧式または液圧式に負圧（５）によって減少させることができる、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
5. 前記容器が、可撓性の膜を有する鐘状体、それぞれ可撓性の材料からなるチューブ、パッド、バルーン、カテーテル、管または導管路である、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
6. 堅固な容器（１）内で、表面（２）が、弾性カバーによって閉鎖され、前記容器内に粒状物（３）が存在し、該粒状物が、当該粒状物（３）の個々の部分が前記容器の表面に係留することによって、負圧（５）により固化される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
7. 前記粒状物が、合成の、鉱物または金属の固形物、多孔性材料または弾性材料である、請求項３に記載の方法およびアセンブリ。
8. 固化可能な材料中に、部分が移動可能で（１５）かつ固定されていない構造体を導入する、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
9. 前記粒状物が収容されている前記容器（１）内で、壁部に、構造体（６）、凹凸部または補強部を設ける、請求項１から８のいずれか１項または複数項に記載の方法およびアセンブリ。
10. 前記弾性表面（２）が、ラテックスまたはゴムからなる、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
11. 前記弾性表面（２）が、金属補強体、炭素繊維または他の引張強度を有する材料によって補強されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
12. 前記表面（２）が、該表面（２）と把持または拘束される物体との直接的な接触を回避する形状を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
13. 前記容器（１）内で、挿入されたチューブ、導管路または容器壁に設けたチャネルを通して空気または液体で充分に洗浄を行い、それによって、緩く、すなわちスライド可能に保たれる、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
14. それによってネジ締め工程を実施できる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
15. 前記負圧を、ピストンおよびシリンダを介して、手でまたは機械駆動装置により生じさせる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法およびアセンブリ。
16. １つまたは複数の容器（１）が付加的な構造体（チューブ、チャンバ、弾性中空球体）を有し、該構造体が、その体積を過圧によって拡張させ、表面（２）を物体（７）に押し付ける、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
17. 変形可能なチューブ１（１５）内に物質（３）が存在し、該チューブ１（１５）が、弾性帯（１７）または相応の構造体によって湾曲されており、該湾曲部が、前記チューブ１（１５）内にありかつ過圧により付勢されるより小さな直径の別のチューブ２（１６）によって延伸され、前記チューブ１（１５）において湾曲または延伸された状態が、固定もしくは安定化される、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
18. 前記チューブ１（１５）および前記チューブ２（１６）に加えて、チューブ３（２２）が湾曲部の内側に湾曲状態で存在する、請求項１７に記載の方法およびアセンブリ。
19. 保持、回転または搬送される物体（７）と接触してかつ同時に粒状物（３）中にも存在する構造体（２５）が、表面（２）上または表面中へと導入されている、上記請求項１から３７のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
20. 前記構造体（２５）が、表面（２）内で縦長でありかつ斜めに取り付けられており、これにより、保持すべき物体（７）のネジ止め時に該物体が安定化される、請求項１９に記載の方法およびアセンブリ。
21. 前記構造体（２５）が、表面（２）内または表面上で、容器（１）内に側面に取り付けられたチューブ（２４）によって、保持、回転または搬送される物体（７）に押し付けられ、前記チューブ（２４）内で気体または液体が圧縮される、請求項１９または２０に記載の方法およびアセンブリ。
22. 前記容器（１）が、保持装置（３８／３９）によって、内部から、保持、回転または搬送される物体（３４）に向かって押し付けられ、該物体の表面に適合する、請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
23. 前記容器（１）内で、粒状物（３）の上部に、該粒状物（３）を容器（１）内に保持しかつ気体または液体透過性である膜（２８）が設けられている、請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
24. ロボットアーム（４２）に、様々な大きさおよび種類の複数の把持装置（４１／４３）が固定されており、その都度に必要な把持装置（４３／４４）が、それぞれ作業位置へと旋回または回転する、請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
25. 前記粒状物中に、負圧で拡張する弾性の中空体（４５）が存在する、請求項１から２４のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
26. 前記表面（２）に、負圧で拡張する構造体が設けられている、請求項１から２５のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
27. １つまたは複数の容器（１）内で、前記粒状物（３）を安定化しかつ前記物体（７）との形状嵌合を助成する空気透過性のピストン（４５）が押し入れられている、請求項１から２６のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
28. 負圧によって物体（７）を取り囲む前に、前記表面（２）が、内方へ湾曲部を形成し、ピストン（４５）の降下時もしくは圧力の上昇時に流入部（５）を介して物体（７）の周りを囲み、その後初めて、前記粒状物（３）中に真空を生じさせる、請求項２７に記載の方法およびアセンブリ。
29. 表面（４９）が、側面では内方への可動性のみを、上方には外方への可動性のみを可能にする構造体（４８）を有する、請求項１から２８のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
30. 前記粒状物（３）上で、膜によって分離されたチャンバ（５０）が、過圧によって表面（４９）を物体（７）に押し付け、その後に初めて、前記粒状物（３）中に真空を生じさせる、請求項１から２９のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
31. 空気の吸引が、容器（１）内に側面に配置されているチャネル（または流出部）を介して行われる、請求項１から３０のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
32. 前記保持装置および把持装置（１）が、前記粒状物（３）中に突出している、固化された粒状物（３）を安定化する縦長の補強材（５３、５４）を具備している、請求項１から３１のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
33. 前記縦長の補強部（５２〜５４）が、スライド可能であり、ばね（５２）により物体（７）に向かって押し付けられる、請求項３２に記載の方法およびアセンブリ。
34. スライド可能な容器（６０）内の前記粒状物（３）が、弾性の空気透過性の覆い内に存在し、前記容器（６０）が、液圧式または空圧式に過圧によって出入部（５９）を介してスライドできる、請求項１から３３のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
35. 前記粒状物（３）が、弾性の空気透過性の覆い（１）内にあり、過圧によって出入部（５８）を介して容器（６０）から押し出される、請求項３４に記載の方法およびアセンブリ。
36. 前記粒状物（３）が、前記出入部（５８）を介してのみ、物体（７）の周りに押し付けられる、請求項３５に記載の方法およびアセンブリ。
37. 複数の容器（１）に把持アーム（６５）が設けられており、該把持アームが、表面（２）を有する前記容器（１）を物体（７）の方へ移動させる、請求項１から３６のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
38. 前記粒状物（３）中で萎縮した完全には空気が充填されていないチューブ（６６）が設けられており、該チューブが、真空の発生時に膨張する（６７）、請求項１から３７のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
39. パッド（６８）が粒状物（３）で充填されており、前記パッド中に弁を介して真空が生じ、この真空により、前記パッドが固化される、請求項１から３８のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
40. 前記パッド（６８）が、固化および真空の発生前に、容易に変形可能である、請求項３９に記載の方法およびアセンブリ。
41. 粒状物（３）上に、閉鎖され、気体で充填されかつ弾性膜を具備したバルーン（７３）またはこれに類するものが設けられており、該バルーンが、物体（７）の圧入時に圧縮され、対抗圧を発生し、これにより、対抗圧を、外部の供給を介して過圧によって得なくともよい、請求項１から４０の１項または複数項に記載の方法およびアセンブリ。
42. 前記表面（２）および前記粒状物（３）を通して、チューブ（９９）が導入され、該チューブが、保持される物体を、付加的に空気の吸引によって把持装置に固定する、請求項１から４１のいずれか１項に記載の方法およびアセンブリ。
43. 請求項１から４２のいずれか１項に記載の少なくとも１つの把持アセンブリを特徴とする、フォークリフト。
44. 前記把持アセンブリを有するフォークリフトの把持装置（７６）が、多軸に運動可能である、請求項４３に記載のフォークリフト。
45. 前記把持装置（７６）が、保持装置（７７）から下方へ折り畳むことができる、請求項４３または４４に記載のフォークリフト。
46. 前記把持装置（７６）が、内部から外部へ（８２）、また同様に外部から内部へ（８１）把持できる、請求項４３から４５のいずれか１項に記載のフォークリフト。
47. 複数の把持アセンブリ（１）を有する保持装置（９１）が設けられており、該保持装置（９１）が回転可能であり、これにより、その都度の所望の把持アセンブリを作業位置へと移動させることができる、請求項４３から４６のいずれか１項に記載のフォークリフト。
48. 請求項１から４２のいずれか１項に記載の少なくとも１つの把持アセンブリを有するロボット。
49. あらゆる種類の物体（７）の持上げ、移動、位置決め、組付け、固定、選別および／または加工のための請求項１から４２のいずれか１項に記載のアセンブリの使用。
50. あらゆる種類の物体、特に保持装置および軸足の支持および固定のための請求項１から４２のいずれか１項に記載のアセンブリの使用。
51. 座席およびマットレスを体形に適合させるための請求項１から４２のいずれか１項に記載のアセンブリの使用。
52. 特に衝撃吸収体中の振動を減衰するための請求項１から４２のいずれか１項に記載のアセンブリの使用。

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