KR101483406B1 - 비접촉 조작 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

비접촉 조작 장치 및 방법은 물체와 유체 분배부재 사이의 간격을 유지하는 동안에, 상기 조작 장치에 의해 상기 물체가 조작되도록 유도하기 위해 유체를 분배하여 베르누이 효과를 생성하도록 구성된 제1 유체포트를 포함하는 유체 분배부재를 포함할 수 있다. 상기 유체 분배부재는 상기 간격 유지를 돕기 위해 유체를 분배하도록 구성된 제2 유체포트를 더 포함할 수 있다. 상기 비접촉 조작 장치 및 방법은 상기 간격 유지를 돕기 위해 적어도 하나의 제2 유체포트를 통과하는 유체 흐름을 조절하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

Description

비접촉 조작 장치 및 방법{NON-CONTACT MANIPULATING DEVICES AND METHODS}
본 출원은 2008년 8월 28일자 미국 특허출원번호 12/200,710의 "비접촉 조작 장치 및 방법"의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 물체를 조작하는 장치 및 방법과 관련되며, 보다 특별하게는 다양한 물체를 조작하는 비접촉 장치 및 방법과 관련된다.
종래의 장치 및 방법은 실제적으로 물체에 접촉하지 않고 물체를 조작하는 것으로 알려져 있다, 예를 들면, 종래의 장치 및 방법은 물체와 접촉하지 않고 물체를 들어올리거나 잡기 위해, 잘 알려진 베르누이(Bernoulli) 원리를 종종 채용한다. 이러한 장치 및 방법은 물체를 상기 장치 쪽으로 끌어들이기 위해, 물체 표면을 횡단하는 공기의 흐름을 이용하는 것으로 알려져 있다. 동시에, 상기 공기 흐름으로부터 나오는 압력은 상기 물체와 상기 장치 사이에 완충을 제공한다.
본 발명은 다양한 물체를 조작하는 비접촉 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한 실시예에서, 비접촉 조작 장치는 제1 유체포트를 포함하는 유체 분배부재로 구성된다. 상기 제1 유체포트는 물체와 유체 분배부재 사이의 간격을 유지하는 동안, 상기 조작 장치에 의해 조작될 물체를 끌어들이기 위해 유체를 분배하여 베르누이 효과를 생성하도록 구성된다. 상기 유체 분배부재는 유체를 분배하여 상기 간격 유지를 도와 주는 제2 유체포트를 더 포함한다. 상기 비접촉 조작 장치는 상기 간격 유지를 돕기 위해 적어도 상기 제2 유체포트를 통과하는 유체 흐름을 조절하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 비접촉 조작 장치는 제1 굴곡표면을 포함하는 지지팔로 구성된다. 상기 비접촉 조작 장치는 상기 제1 굴곡표면에 연결되고, 상기 유체 분배부재를 상기 지지팔에 굴곡식으로 장착하는 제2 굴곡표면을 포함하는 유체 분배부재를 더 포함한다. 상기 유체 분배부재는 물체와 유체 분배부재 사이의 간격을 유지하는 동안, 상기 조작 장치에 의해 조작될 물체를 끌어들이기 위해 유체를 제공하여, 베르누이 효과를 생성하도록 구성된 유체포트를 포함한다. 상기 비접촉 조작 장치는 상기 지지팔에 대한 유체 분배부재의 굴절을 허용하기 위해 제2 굴곡표면에 대해 제1 굴곡표면을 바이어스하는 바이어싱 부재를 더 포함한다
또 다른 실시예에서, 비접촉 조작 장치에는 제1 유체채널 및 제2 유체채널을 포함하는 지지팔이 있다. 상기 비접촉 조작 장치는 상기 지지팔에 피봇식으로 연결된 유체 분배부재를 더 포함한다. 상기 유체 분배부재는 제1 유체채널과 통하고, 상기 물체와 상기 유체 분배부재 사이의 간격을 유지하는 동안, 상기 조작 장치에 의해 조작를 끌어들이기 위해 유체를 제공하여 베르누이 효과를 생성하도록 구성된 제1 유체포트를 포함한다. 상기 비접촉 조작 장치는 상기 지지팔에 대해 원하는 각도 위치에서 상기 유체 분배부재를 선택적으로 피봇식으로 잠그는 잠금장치를 더 포함한다. 여기서, 상기 제2 유체채널은 상기 잠금장치를 가동시킨다.
또 다른 실시예에서, 비접촉 조작 장치에는 유체 분배부재가 있다. 상기 유체 분배부재는 물체와 유체 분배부재 사이의 간격을 유지하는 동안, 상기 조작 장치에 의해 조작를 끌어들이기 위해 유체를 제공하여 베르누이 효과를 생성하도록 구성된 유체포트를 포함한다. 상기 유체 분배부재는 상기 유체포트에 대해 조절 가능하도록 장착된 캡을 포함하며, 상기 캡은 상기 유체포트에 의해 분배된 유체의 특성을 변화시키기 위해 상기 유체포트를 조절한다.
또 다른 실시예에서, 물체를 조작하는 방법은 제1 유체부재 및 제2 유체부재를 포함하는 유체 분배부재를 구비한 비접촉 조작 장치를 제공하는 단계로 구성된다. 상기 방법은 물체와 유체 분배부재 사이의 간격을 유지하는 동안, 상기 조작 장치에 의해 조작될 물체를 끌어들이기 위해 제1 유체포트를 통해 유체를 분배하여 베르누이 효과를 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 간격 유지 또는 변화를 돕기 위해 적어도 재2 유체포트를 통해 유체의 흐름을 변경하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 비접촉 조작 장치에 의해 다양한 물체를 용이하게 조작할 수 있다.
본 발명의 이와 같은 특성, 양상 및 효과들은 동반되는 도면을 참조하여 이하의 발명의 상세한 설명을 읽을 때 더욱 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 형태를 포함하는 비접촉 조작 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 비접촉 조작 장치의 정면 사시도이다.
도 3은 도 1의 비접촉 조작 장치의 측면 사시도이다.
도 4는 도 1의 비접촉 조작 장치의 후면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 비접촉 조작 장치의 5-5선에 따른 단면도로, 물체를 조작하는 예시적인 방법의 단계를 도시한다.
도 5e는 도 5a와 유사하지만 상기 장치의 캡이 상기 대응하는 유체포트를 통과하는 유체 흐름을 증가시키도록 조절되어 있는 점이 상이한 비접촉 조작 장치의 단면도이다.
도 6a 내지 도 6b는 도 4의 비접촉 조작 장치의 6-6선에 따른 단면도로, 지지팔에 대하여 유체 분배부재를 굴곡시키는 방법의 단계를 도시한다.
도 6c는 도 6b의 비접촉 조작 장치의 단면도로, 유체 분배부재가 지지팔에 대하여 잠겨있다.
도 7은 본 발명에 따른 예시적인 컨트롤러의 부분 개략도이다.
도 8은 예시적인 위치 결정부재를 포함하는 도 1의 비접촉 조작 장치의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 측면을 포함하는 비접촉 조작 장치의 부분적인 분해 단면도이다.
도 10은 도 9의 비접촉 조작 장치의 정면도이다.
도 11a는 도 10의 11A-11A선에 따른 비접촉 조작 장치의 단면도이다.
도 11b는 비접촉 조작 장치의 단면도로, 상기 유체 분배부재의 제2 굴곡표면으로부터 분리된 상기 지지팔의 제1 굴곡표면이 도 11a와 유사하다.
본 발명의 실시예가 도시된 도면을 참조하여 보다 총괄적으로 설명될 것이다. 가능한 한, 동일 또는 유사한 구성을 나타내기 위해 동일한 참조번호가 도면 전체를 통해 사용되었다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태를 포함할 수 있고, 여기에 개시된 실시예로 제한되어서는 안된다. 이러한 실시예들이 제공됨으로써, 이러한 개시들이 완전하게 되고, 당업자에게 발명의 범위를 전체적으로 전달할 수 있다.
비접촉 조작 장치 및 방법은 물질 시트와 같은 물체를 조작하기 위해 제공된다. 물질 시트는 리본, 띠 기판, 플레이트 또는 다른 것들이 될 수 있다. 한 예로, 물질 시트는 액정 디스플레이(LCD)에 사용되는 글래스와 같은 글래스를 포함할 수 있다. 예시적인 물체들은 제조된 글래스 시트 또는 퓨전 드로우에 의해 글래스 시트로 제조되는 물질로 구성될 수 있다.
여기의 비접촉 장치는 다양한 방식으로 물체를 조작하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 조작은 운반, 형성, 종료, 검사, 측정, 또는 다른 절차를 위해 물체를 들어올리는 것을 포함한다. 더 나아가, 조작은 물체를 특정 방향으로 이동시키거나 및/또는 원하는 형상을 형성하기 위해 바이어싱(biasing)하는 것을 포함한다. 예를 들어, 조작은 물체의 측면 이동을 바이어싱하는 것, 제작되는 동안 물체를 형성하는 것, 또는 다른 조작 기술을 포함한다. 한 실시예에서, 조작은 절단 또는 글래스 드로잉 작동의 다른 과정이 진행되는 동안 글래스 시트의 안정화를 포함한다.
도 1 내지 4는 본 발명의 실시예를 포함하는 비접촉 조작 장치(100)의 일례를 도시한다. 비접촉 조작 장치(100)는 물체를 유체 분배부재(120) 쪽으로 이끌기 위해 유체를 분배하도록 구성된 제1 유체포트(122)를 갖는 유체 분배부재(120)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이하 보다 충분히 설명한 것과 같이, 제1 유체포트(122)로부터 유출된 유체는 유체 분배부재(120) 쪽으로 물체를 이끌기 위해서 베르누이 효과를 생성할 수 있다. 물체가 유체 분배부재(120)의 표면에 충분히 가까워지면, 유체는 물체에 반발력을 가한다. 따라서, 유체 분배부재(120)는 물체(110)와 유체 분배부재(120) 사이의 간격을 유지하는 동안, 조작 장치(100)에 의해 조작될 물체(예를 들어 도 5a의 110 참조)를 이끌기 위해 유체를 분배하여 베르누이 효과를 생성하는 제1 유체포트(122)를 포함할 수 있다.
상기 유체 분배부재(120)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 비록 다른 형상이 다른 예들로 사용되더라도 유체 분배부재(120)는 대체적으로 원형의 주변부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유체 분배부재는 타원형 또는 곡선으로 이루어진 주변부를 포함할 수 있다. 더 나아가, 유체 분배부재는 삼각형, 직사각형 또는 다른 다각형의 주변부로 구성될 수 있다. 유체 분배부재의 크기는 응용에 따라 선택될 수 있다. 하나의 예에서, 크기는 제1 유체포트(122)로부터 분배된 유체에 의해 생성된 베르누이 효과에 기초하여 선택된다. 예를 들면, 유체의 속도 및 이에 대응하는 베르누이 효과는 유체가 제1 유체포트(122)로부터 방사적으로 멀어짐에 따라 감소한다. 따라서, 특정 관심 물체에 원하는 베르누이 효과를 생성하기 위해 충분한 반경을 제공하는 동안 유체 분배부재(120)의 반경은 유체 분배부재(120)의 크기를 최소화하도록 선택될 수 있다.
상기 유체 분배부재(120)의 외측 표면(130)은 베르누이 효과를 가능케 하기 위한 다양한 형상을 포함할 수 있다. 외측 표면은 비록 다른 예에서는 평면이 아닌 구성이 제공될지라도, 대체적으로 평면일 수 있다. 더 나아가, 외측 표면은 비록 다른 예에서는 표면이 연결되지 않거나, 불연속이더라도, 표면은 대체적으로 연속적이다. 도시된 예에서, 외측 표면(130)은 외측 주변부 랜딩 영역(130b)에 대하여 움푹 들어간 내측 영역(130a)을 갖는 대체적으로 연속적인 단차형 표면으로 구성된다. 선택적으로 형성된 전이 표면(130c; transition surface)은 내측 영역(130a)과 외측 주변부 랜딩 영역(130b) 사이에 제공되어 외측 표면(130)을 가로질러 흐르는 원하는 유체 통로 프로파일을 가능케 한다.
도시한 바와 같이, 유체 분배부재(120)의 외측 표면(130)에는 제1 유체포트(122)가 있다. 일 예로, 제1 유체포트(122)는 도시된 대칭축과 같이, 유체 분배부재(120)의 중심축(121)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 비록 다수의 유체포트가 본 발명의 다른 형태로 제공되더라도, 제1 유체포트(122)는 중심축(121)을 따라 배치된 단일 유체포트로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 유체포트는 유체 분배부재(120)의 중심축(121)에 배치된 유체포트 배열로 구성된다. 비록 본 발명의 형태가 비원형 구조로 실시될 지라도 상기 제1 유체포트(122)는 도시된 원형 구멍으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 유체포트는 타원형 또는 다른 곡선 구멍으로 구성될 수 있다. 더 나아가, 제1 유체포트는 별 모양, 삼각형, 직사각형 또는 다른 다각형으로 구성될 수 있다. 제1 유체포트(122)는 또한 노즐, 또는 다른 유체 분배 요소로 구성될 수 있다.
선택적으로, 제1 유체포트(122)는 구조에 형성되고, 배열되고, 제공되며, 그렇지 않으면 소용돌이 유체 흐름을 촉진시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 유체포트의 내부 윤곽(contours)은 유체가 제1 유체포트로부터 분배될 때 유체의 회전을 촉진시키기 위해 나선형 구조를 가질 수 있다. 더 나아가, 제1 유체포트는 제트와 같이, 유체가 유체포트를 벗어나면서 유체의 회전을 촉진시키도록 각이 있는 다수의 유체포트로 구성된다. 다른 예에서, 도시된 바와 같이, 제1 유체포트(122)는 제1 유체포트(122)의 개구에 방사상으로 배열된 다수의 립(rib) 또는 날개(124)로 구성된다. 도시된 바와 같이, 홈(grooves)은 상기 제1 유체포트(122)를 떠나는 유체의 회전을 가능케 하는 인접한 립(124) 사이에서 정의된다. 소용돌이 유체 흐름을 제공하는 것은 유체 분배부재(120) 쪽으로 물체의 이끌기(유도)를 향상시키는 데 있어서 효과적이다. 예를 들면, 소용돌이는 베르누이 효과에 의해 야기된 압력 차이를 향상시키는 소용돌이의 눈에서 저압 영역을 생성한다.
도시한 바와 같이, 유체 분배부재(120)는 선택적인 캡(126)을 포함할 수 있다. 캡(126)은 유체 분배부재(120)의 상응하는 꿰어진 부분 내에서 고정된 꿰어진 축(128)을 포함할 수 있다. 도 5a에 보이는 바와 같이, 상기 캡(126)은 플레이트(127)의 내측 표면(127a)이 립(124)에 연결되도록 장착될 수 있다. 립에 대항하여 내측 표면(127a)을 조이는 것은 소용돌이 효과를 최대화하기 위해 립(124)들 사이에 규정된 채널을 통해 모든 유체 흐름을 강제한다. 도 5e에 도시한 바와 같이, 캡(126)은 립(124)과 플레이트(127)의 내측 표면(127a) 사이의 간격(129)을 형성하기 위해서, 제1 유체포트(122)에 대해 조절 가능하도록 장착될 수 있다. 한 예에서, 간격(129)이 유지되는 동안, 플레이트가 심(shim)에 대항하여 죄이도록 하기 위해 다수의 심이 배치될 수 있다. 간격을 조절하는 것은 상기 제1 유체포트(122)에 의해 제공된 유체의 특성을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 간격(129)은 유체 유량을 증가시키도록, 유체 속도를 감소시키도록 및/또는 전체 소용돌이 효과를 감소시키도록 설계될 수 있다.
상기 유체 분배부재(120)의 예들은 물체를 유체 분배부재(120)로부터 멀어지도록 유체를 분배하도록 구성된 제2 유체포트(140)를 더 포함할 수 있다. 제2 유체포트는 다양한 구조로 구성될 수 있다. 한 예에서, 제2 유체포트는 다공성의 물질, 하나 이상의 구멍, 노즐 구조 또는 이와 유사한 것으로 구성될 수 있다. 도 1 내지 6에 도시한 바와 같이, 제2 유체포트(140)는 다수의 구멍(142)으로 구성된다. 도시한 바와 같이, 제2 유체포트(140)는 유체 분배부재(120)의 중심축(121)으로부터 방사상으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 도시한 바와 같이, 다수의 구멍(142)은 중심축(121) 주위에 연장된 유체 구멍의 고리 형태로 배열될 수 있다. 또한, 다수의 구멍(142)은 중심에서 방사상으로 배열되고, 비록 무작위적인 스포크 패턴(spoke pattern) 또는 미리 정해진 패턴의 구멍이 다른예에서 포함될 수 있다. 비록 도시한 바와 같이 제2 유체포트(140)는 외측 주변부 랜딩 영역(130b)에 배치되나, 다른 실시예에서는 다른 부분에 위치할 수 있다.
부드러운 초기 상호작용을 감안하여 물체에 완충영역을 제공하기 위해 제2 유체포트(140)를 제공하는 것이 바람직하다. 제2 유체포트(140)에 의해 제공된 완충영역은, 물체(110)가 초기에 유체 분배부재(120)로부터 평형 간격 거리 “d”(도 5d 참조)를 향해 이동함에 따라, 물체와 유체 분배부재(120) 사이의 의도하지 않은 접촉 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 돌출되어 있는 외측 주변부 랜딩 영역(130b)은, 제1 유체포트(122)에 의해서만 유입된 유체에 의해 생성된 공기 역학적 효과에 기인한 평형 간격 거리를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 유체포트(122) 및/또는 상기 제2 유체포트(140)를 통해 분배되는 유체는 유체 분배부재(120)와 물체(110) 사이의 바람직한 상호작용을 제공하기 위해 조절될 수 있다. 한 예에서, 제1 유체포트(122) 및/또는 제2 유체포트(140)에 의해 분배되는 하나 이상의 유체 성질은 물체(110)에 대한 유체 분배부재(120)의 움직임 명령 및/또는 감지된 움직임에 기초하여 컴퓨터에 의해 바뀔 수 있다. 예를 들면, 물체와 유체 분배부재 사이의 거리, 속도, 가속도 또는 다른 특성을 관찰하기 위해 센서가 제공된다. 추가적으로 또는 이에 대체하여, 상기 센서는 온도, 표면 특성(형상을 포함) 또는 이와 유사한 물체의 실제적인 특성을 관찰할 수 있다. 센서로부터 오는 피드백이 컴퓨터에 전송되어 제1 유체포트(122) 및/또는 제2 유체포트(140)에 의해 제공되는 하나 이상의 유체 성질을 바꿀 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터는 베르누이 효과를 증가 또는 감소시키기 위해 제1 유체포트(122)에 의해 분배된 유체를 바꿀 수 있다. 추가적으로 또는 이에 대체하여, 컴퓨터는 물체를 유체 분배부재(120)로부터 멀리 떨어지게 하려는 힘을 증가 또는 감소시키기 위해 제2 유체포트(140)에 의해 분배된 유체를 바꿀 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 하나의 예시적인 컨트롤러(150)의 부분 개략도를 도시한다. 상기 컨트롤러(150)는 접근해 오는 물체(110)를 감지하도록 배치된 근접 센서(152)를 포함할 수 있다. 센서(152)에는 신호를 컴퓨터(154)로 다시 보내도록 구성된 피드백 경로(152a)가 제공될 수 있다. 센서로부터 나온 피드백 신호에 기초하여, 컴퓨터는 제1 유체 압력선(L1) 및/또는 제2 유체 압력선(L2) 내에서 원하는 압력을 결정할 수 있다. 그러면 컴퓨터(154)는 압력 조절 장치(155)에 적절한 명령을 보낼 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터(154)는 제1 유체 압력선(L1) 내에서 압력을 조절하기 위해 제1 명령 경로(156a)를 따라 제1 유체펌프 또는 압력 조절기(156)에 명령을 보낼 수 있고, 및/또는 제2 유체 압력선(L2) 내에서 압력을 조절하기 위해 제2 명령 경로(158a)를 따라 제2 유체펌프(158)에 적절한 명령을 보낼 수 있다. 제1 압력 게이지(157)는 상기 제1 압력선(L1) 내의 유체 압력을 관찰할 수 있고, 피드백 경로(157a)를 경유하여 압력 피드백을 컴퓨터(154)에 제공할 수 있다. 유사하게, 제2 압력 게이지(159)는 제2 압력선(L2) 내의 유체 압력을 관찰할 수 있고, 피드백 경로(159a)를 경유하여 압력 피드백을 컴퓨터(154)에 제공할 수 있다. 제1 압력 게이지(157) 및/또는 제2 압력 게이지(159)로부터 나온 피드백에 기초하여, 컴퓨터는 상응하는 압력선 내에서 원하는 유체 압력을 달성하기 위해 조절 루프(control loop) 내의 제1 유체펌프(156) 및/또는 제2 유체펌프(158)를 수정한다. 제1 유체 압력선(L1) 및 제2 유체 압력선(L2)은 각각 제1 유체포트(122) 및 제2 유체포트(140)와 통하여 위치한다. 그에 따라, 컨트롤러(150)는 제1 유체포트(122) 및 제2 유체포트(140)에 의해 제공되는 유체를 바꾸기 위해, 압력선 내에서 압력의 변화를 가능케 한다. 대안적으로, 하나 이상의 유체펌프는 하나 이상의 압력 탱크를 가압하는 데 사용될 수 있고, 유체 압력선(L1 및 L2)은 컴퓨터(154)에 의해 조절되는 압력 조절기를 경유하여 하나 이상의 압력 탱크와 통한다.
또 다른 실시예에서, 상기 비접촉 조작 장치(100)는 유체 분배부재(120)를 지지하도록 구성된 지지팔(160)을 포함할 수 있다. 지지팔은 지지팔(160)을 유체 분배부재(120)와 함께 적절하게 위치하도록 구성된 매니폴드(미도시) 또는 다른 지지 메커니즘에 부착될 수 있다. 또 다른 예에서, 유체 분배부재(120)는 피봇식으로 지지팔(160)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 1 및 도 5a에 도시한 바와 같이, 지지팔(160)은 유체 분배부재(120)의 제2 굴곡표면(123)을 결합하도록 구성된 제1 굴곡표면(162)을 포함할 수 있다. 제1 굴곡표면(162) 및 제2 굴곡표면(123)은 지지팔(160)에 대해 유체 분배부재(120)를 전체 범위에서 회전 가능케 하기 위해 구형 소켓(spherical socket)으로 구성될 수 있다. 제1 굴곡표면 및/또는 제2 굴곡표면은 또한 회전 저항력을 감소시키기 위해 마찰이 적은 표면을 가질 수 있다. 구형 소켓은 유체 분배부재의 무게 중심 또는 그 근처에 위치함으로써 유체 분배부재(120)는 물체(110)에 대해 원하는 위치에서 자유롭게 회전할 것이다.
굴절식 연결(articulating connection)을 달성하기 위해, 유체 분배부재(120)는 볼트(164)를 제2 부분(120b)의 구멍(166)을 통해 제1 부분(120a)의 상응하는 나사산이 있는 구멍 안으로 삽입하여 함께 장착되는 제1 부분(120a) 및 제2 부분(120b)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 5c를 참조하면, 선택적인 바이어싱 부재(165)는 지지팔(160)의 끝 표면(163)과 제1 부분(120a)의 내측 표면(125) 사이에 제공될 수 있다. 바이어싱 부재(165)는 유체 분배부재(120)가 지지팔(160)에 대하여 회전하는 동안의 유체 누수를 방지하기 위해, 유체 분배부재(120)의 제2 부분(120b)의 제2 굴곡표면(123)에 대항하여 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)을 바이어스하도록 구성된다. 도시한 바와 같이, 바이어싱 부재(165)는 실리콘의 오링(O-ring) 또는 다른 물질로 구성될 수 있다. 바이어싱 부재의 물질은 특정 적용예에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 물질은 유동을 용이하게 하기 위해서 더욱 부드럽게 만들거나, 저항을 크게 하기 위해 더욱 단단하게 만들 수 있다. 또 다른 실시예에서, 바이어싱 부재는 고온의 적용예에 대해서 스테인리스 강으로 만들어진 웨이브 스프링 와셔(wave spring washer)로 구성될 수 있다.
또한 상기 선택적인 바이어싱 부재(165)는 유체 분배부재(120)를 유체 분배부재(120)와 지지팔(160) 사이에 미리 정해진 각도 방위(angular orientation)로 복원시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 바이어싱 부재(165)는 유체 분배부재(120)를 일정한 방향으로 향하도록 구성되므로, 외측표면(130)은 중심축(121)에 대체적으로 수직하다. 유체 분배부재(120)가 회전될 수 있기 때문에 외측표면(130)은 중심축(121)에 수직하지 않다. 그러나, 일단 풀리면, 바이어싱 부재(165)로부터의 힘은 유체 분배부재(120)를 재방향시키기 때문에 외측표면(130)이 다시 중심축(121)에 대체로 수직이 된다.
더 나아가, 유체 분배부재(120)의 제2 굴곡표면(123)은 유체 분배부재(120)가 바이어싱 부재(165)의 힘에 대항하여 지지팔(160)을 향해 이동할 때, 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 만일, 물체(110)가 유체 분배부재(120)를 향해 가속되면, 바이어싱 부재(165)는 압축되어, 유체 분배부재(120)가 지지팔(160)에 대해 이동하게 함으로써, 제2 굴곡표면(123)이 제1 굴곡표면(162)으로부터 분리되게 된다. 유체 분배부재(120)가 지지팔(160)에 대해 이동하게 하는 것은 물체(100)와 유체 분배부재(120)의 의도하지 않은 결합을 방지하는 것을 돕는다.
다른 예에서, 상기 바이어싱 부재(165) 없이 비접촉 조작 장치(100)를 제공하는 것도 가능하다. 그러한 예에서, 플레넘(173) 내의 유체 압력은 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)을 유체 분배부재(120)의 제2 굴곡표면(123)에 대항하여 바이어스하는 기능을 할 수 있다.
도 4 및 도 5a 내지 도 5e에 도시한 바와 같이, 하나의 예에서, 지지팔(160)은 제1 유체포트(122)와 통하는 적어도 하나의 제1 유체채널(170)을 포함할 수 있다. 제1 유체채널(170)은 제1 유체 압력선(L1)과 제1 유체채널(170) 사이에 유체를 소통시키기 위해 커플링(미도시)을 결합하도록 구성된 단부(171; end)를 가질 수 있다. 제1 유체채널(170)은 지지팔(160)과 유체 분배부재(120) 사이에서 규정된 플레넘(173; 도 5b)을 경유하여 제1 유체포트(122)와 통하는 또 다른 단부(172)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 예들은 적어도 부분적으로 지지팔(160)을 통해 연장된 제1 유체채널(170)을 경유하여 유체를 제1 유체포트(122)에 제공할 수 있다. 유체채널은 다양한 위치의 단일 또는 복수의 유체채널로 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 제1 유체채널(170)은 중심축(121)을 따라 배치된 단일 채널로 구성된다.
상기 지지팔(160)은 제1 유체채널(170)에 대체하여 또는 이에 추가하여 적어도 하나의 제2 채널을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제2 채널은 단일 또는 복수의 채널들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5a 내지 도 5e에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 제2 채널은 제2 유체포트(140)와 함께 유체 전달 내에 위치하도록 구성된 네 개의 채널(180a, 180b, 180c, 180d)로 구성될 수 있다. 도시한 바와 같이, 네 개의 채널(180a~d) 각각은 중심축(121) 주위로 동등하게 이격된 채널의 배열처럼 대체적으로 서로 동일하다. 비록 도시되지 않았으나, 채널은 서로 다른 형태로 구성되거나 및/또는 각각이 서로 다를 수 있다. 게다가, 채널은 중심축에 대해 동등하지 않게 분배될 수 있고, 또 다른 예에서는 심지어 중심축(121)을 따라 연장될 수 있다.
제2 유체채널(180a)에 대한 묘사는 도시된 동일한 제2 유체채널(180b~d)에 대해서도 역시 설명될 수 있다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 제2 유체채널(180a)은 제2 유체 압력선(L2)과 제2 유체채널(180a) 사이에 유체를 소통시키기 위해 커플링(미도시)을 결합하도록 구성된 단부(181a)를 포함할 수 있다. 따라서, 단일의 제2 압력선(L2)은 제2 유체채널(180a~d)의 각각을 동등하게 가압하도록 구성된다. 더 나아가 도 5b와 같이, 상기 제2 유체채널(180a)은 또한 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)을 통해 개방되어 있는 또 다른 단부(182a)를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 유체채널(180a)은 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)을 통해 연장되도록 구성될 수 있다. 더 나아가 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 유체 분배부재(120)는 제2 유체채널(180a)과 제2 유체포트(140) 뒤의 고리 챔버(186) 사이에 유체를 전달하는 유체채널(184)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 제2 유체채널(180a~d)은 상기 유체 분배부재(120)의 제2 굴곡표면(123)을 통해 대응하는 유체채널(184)과 유체 소통될 수 있다.
또한, 지지팔(160)은 제1 유체채널(170) 및 제2 유체채널(180a~d)에 추가하여 또는 대체의 적어도 하나의 제3 유체채널을 포함할 수 있다. 상기 제3 유체 채널은 예컨대 제2 유체포트(140)를 포함하지 않는 제2 유체채널이 고려될 수 있다.
적어도 하나의 제3 유체채널은 단일 또는 복수의 채널로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 4 및 도 6a 내지 도 6c에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 제3 유체채널은 잠금장치(195)와 함께 유체 전달에 위치하도록 구성된 네 개의 제3 유체채널(190a, 190b, 190c, 190d)로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 네 개의 채널(190a~d) 각각은 중심축(121)에 대해 동등한 거리에 위치한 채널의 배열처럼 대체적으로 서로 동일하다. 비록 도시되지 않았으나, 상기 채널은 서로 다른 형태로 구성되거나 및/또는 각각 서로 다를 수 있다. 게다가, 상기 채널은 중심축에 대하여 동등하지 않게 분배될 수 있고, 또 다른 예에서는 심지어 중심축(121)을 따라 연장될 수 있다.
제3 유체채널(190a)에 대한 묘사는 도시된 동일한 제3 유체채널(190b~d) 역시 설명할 수 있다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 제3 유체채널(190a)은 제3 유체 압력선(L3)과 제3 유체채널(190a) 사이에 유체를 소통시키기기 위해 커플링을 결합하도록 구성된 단부(191a)를 포함할 수 있다. 따라서, 단일의 제3 유체 압력선(L3)은 제3 유체채널(190a~d)의 각각을 동등하게 가압하도록 구성될 수 있다. 더 나아가 도 6a와 같이, 제3 유체채널(190a)은 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)을 통해 개방되어 있는 또 다른 단부(192a)를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 제3 유체채널(190a)은 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)을 통해 연장되도록 구성될 수 있다. 더 나아가 도 6a에 도시한 바와 같이, 유체 분배부재(120)는 또한 제3 유체채널(190a)과 잠금장치(195) 사이에 유체 전달을 제공하는 또 다른 유체채널(185)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 제3 유체채널(190a)은 유체 분배부재(120)의 제2 굴곡표면(123)을 통해 개방된 대응하는 유체채널(185)과 유체 소통될 수 있다. 게다가, 잠금장치(195)는 지지팔(160)에 대해 원하는 각도 위치에서 유체 분배부재를 선택적으로 잠그도록 구성된 다수의 결합핀으로 구성될 수 있다. 여기서, 제3 유체채널(190a~d)은 대응하는 결합핀을 작동시키도록 구성된다.
도 7로 돌아가, 상기 컨트롤러(150)는 잠금장치(195)를 결합하고 분리하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(150)는 전방 및 반대방향으로 유동하여 제3 압력선(L3) 내의 압력을 조절하는 제3 유체펌프(174)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 반대방향의 펌프(174)는 두 개의 평행한 구성, 즉 진공 발생기 및 일 방향 펌프 또는 압력 조절기가 될 수 있고 그들 사이에는 조절 가능한 스위치가 있다. 제3 압력 게이지(175)는 제3 유체 압력선(L3)의 유체 압력을 모니터할 수 있고, 피드백 경로(175a)를 경유하여 컴퓨터(175)로 압력 피드백을 제공할 수 있다. 제3 압력 게이지(175)로부터 나온 피드백에 기초하여, 컴퓨터는 원하는 유체 압력을 달성하기 위해 조절 루프에서 제3 유체펌프(174)를 변경한다. 도 6a 및 6b에 도시한 바와 같이, 상기 컨트롤러(156)는 제3 유체펌프(174)가 역으로 작동하여 제3 압력선(L3) 내에서 음압(negative pressure)을 제공하도록 한다. 도시한 바와 같이, 음압은 잠금장치(195)의 각각의 결합핀이 분리되고, 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)로부터 떨어지도록 한다. 그에 따라 지지팔(160)에 대해 유체 분배부재(120)의 자유 회전을 가능케 한다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(150)는 제3 유체펌프(174)가 앞쪽 방향으로 작동하여 제3 압력선(L3) 내에서 양압(positive pressure)을 제공하도록 한다. 도시한 바와 같이, 양압은 유체 분배부재(120)를 잠그기 위해, 지지팔(160)에 대해 원하는 각도 위치에서 잠금장치(195)의 결합핀이 지지팔(160)의 제1 굴곡표면(162)에 결합되도록 한다.
도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예들은 비접촉 조작 장치(100)에 원하는 기능을 제공하는 유체채널(170, 180a-d, 190a-d)를 포함한다 도시된 바와 같이, 상기 채널은 뜨거운 가스를 운반할 때 특히 문제가 되는 유체 분배부재(120)의 회전 운동을 방해하는 외부호스를 제거하기 위해 내부 채널이 될 수 있다. 사실, 제1 유체포트 및/또는 제2 유체포트로부터 방출된 상기 가스는 글래스 시트로 퓨전 드로우되는 가열 물질의 안정화와 같은 몇 가지 적용예에서는 가열될 수 있다.
물체(110)를 조작하는 방법은 도 5a 내지 5d를 참조하여 설명된다. 도 5a에 도시한 바와 같이, 센서(152)는 물체(110)를 감지하기 위해 제공된다. 제1 압력 게이지(157)에 보이는 것처럼, 제1 압력선(L1)은 제1 유체포트(122)에 존재하는 유체 흐름(112)을 최대화하기 위해 상대적으로 높은 압력으로 작동되고, 그렇게 함으로써 최대의 유효 베르누이 효과를 제공한다. 반대로, 제2 압력선(L2)은 제2 유체포트(140)에 존재하는 유체 흐름(114)을 최소화하기 위해 상대적으로 낮은 압력으로 작동되고, 그렇게 함으로써 유체 흐름(114)의 반발 움직임(repelling action)을 최소화한다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 센서(152)는 물체(110)가 유체 분배부재(120)의 외측 표면(130)으로부터 거리 “D” 내에 있을 때 감지할 수 있다. 이에 응하여, 도 7에 도시한 바와 같이, 신호는 피드백 경로(152a)를 따라 센서로부터 나온 피드백에 기초하여 반응하도록 프로그래밍된 컴퓨터(154)로 보내진다. 예를 들면, 컴퓨터는 이에 응하여 제1 유체펌프(156)가 제1 압력선(L1) 내의 압력을 상대적으로 낮은 압력으로 감소시키도록 하기 위해 제1 명령 경로(156a)를 따라 신호를 보낼 수 있다. 동시에, 컴퓨터는 제2 유체펌프(158)가 제2 압력선(L2) 내의 압력을 상대적으로 높은 압력으로 증가시키도록 하기 위해 제2 명령 경로(158a)를 따라 신호를 보낼 수 있다. 제1 압력 게이지(157)에 보이는 것처럼, 제1 압력선(L1)은 제1 유체포트(122)에 존재하는 유체 흐름(112)을 최소화하기 위해 상대적으로 낮은 압력으로 작동되고, 그렇게 함으로써 최소의 베르누이 효과를 제공한다. 반대로, 제2 압력선(L2)은 제2 유체포트(140)에 존재하는 유체 흐름(114)을 최대화하기 위해 상대적으로 높은 압력으로 작동되고, 그렇게 함으로써 유체 흐름(114)의 반발 움직임을 최대화한다. 그렇게 함으로써, 물체(110)는 베르누이 효과로부터 갑작스런 가속을 방지하기 위해 유체 분배부재(120)에 접근함에 따라 완충된다. 그렇지 않으면 물체(110)와 유체 분배부재(120) 사이에 접촉을 야기한다.
도 5c는 유체 분배부재에 접근하는 물체(100)를 도시한다. 센서(152)가 물체(110)의 접근을 감지함에 따라, 컨트롤러(150)는 제1 유체포트(122)에 의해 증가된 베르누이 효과를 제공하고 제2 유체포트(140)으로부터 감소된 반발력(repelling force)을 제공하기 위해 압력선에서 추가적인 조절을 제공한다. 마지막으로, 도 5d에 도시한 바와 같이, 물체(110)가 등간격 거리 “d”에 가까워짐에 따라, 베르누이 효과는 최대화될 수 있고, 반발 움직임은 최소화될 수 있다. 일단 상기 등거리 “d”가 달성되면, 제1 유체포트(122)로부터 나온 공기는 등거리 “d”를 제공하기 위해, 물체를 유체 분배(부재) 쪽으로 끌어들이는 베르누이 효과와 물체를 유체 분배부재로부터 멀어지게 밀어내는 공기 압력의 반발의 조합을 생성한다. 게다가, 유체가 물체의 등거리 “d”를 유체 분배부재로부터 더 멀어지도록 이동시키기 위해 제2 유체포트를 통해 더 제공될 수 있다. 대안적으로, 선(L1)이 상대적으로 높은 압력에서 유지되면서, 선(L2)은 반발력을 증가시키기 위해 상대적으로 높은 압력에서 작동될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 형태는 물체(110)가 유체 분배부재(120)에 접근함에 따라 제2 유체포트(140)로부터 반발력을 증가시킬 수 있다는 것이 인식된다. 이러한 방식으로 반발력을 증가시키는 것은 순수 인력(attraction force), 및 유체 분배부재(120)를 향하는 대응하는 가속도를 더 낮게 한다. 일단 물체(110)가 비접촉 조작 장치(100)에 평형하게 도달하면, 제2 유체포트(140)에 의해 제공된 상기 유체는 반발력을 줄이기 위해 다이얼 다운(dial down)되거나 비활성화된다. 베르누이 효과의 특성 때문에, 이는 큰 홀딩 강도(holding stiffness)를 생성하고, 이 홀딩강도는 물체에 대한 외부 힘의 방해를 저지한다. 이러한 방법의 다른 변형으로서, 반발력이 베르누이 효과의 인력을 초과하도록 제2 유체포트(140)을 통해 유체를 조절한 후 비접촉 조작 장치(100)를 물체(110)와 근접하게 이동시킨 다음 제2 유체포트(140)를 통해 분배되는 유체를 점진적으로 감소시키는 것을 포함한다. 일단 임계점에 도달하면, 베르누이 구간의 인력은 제2 유체포트의 반발력을 초과할 것이고 물체는 지지될 것이다. 제2 유체포트의 추가는 베르누이 구간의 동력이 최소한의 접촉 위험으로 감소되도록 한다. 이러한 방법 모두 접촉 위험을 최소화하는 방법으로 물체(110)를 방출시키기 위해 역(reverse)이 될 수 있다.
제2 유체포트는 원하는 공기 간격을 유지하기 위해 외력을 보상하는데 사용될 수도 있다. 필요하다면, 베르누이 구간이 반발(예를 들어 물체를 방출하는 것)을 최대화하기 위해 턴오프(turn off)될 수 있다. 더 나아가, 물체가 장치로부터 멀리 밀치는 것을 방지하기 위해, 조작 장치(100)의 움직임으로 물체(110)의 움직임이 더 많은 지지력을 필요로 할 때, 베르누이 효과를 향상시키기 위해 제1 유체포트를 통하는 유체가 증가하는 동안, 제2 유체포트를 통하는 유체는 물체의 반발을 최소화하기 위해서 감소될 수 있다.
도 8은 지지팔(160)에 대한 유체 분배부재(120)의 원하는 각도 위치를 선택적으로 유지하도록 구성된 위치부재(176)를 갖는 비접촉 조작 장치(100)를 도시한다. 도시한 바와 같이, 위치부재(176)는 전기적으로 또는 유체로 구동되는 조절 나사 또는 피스톤(179)과 같이 공지된 구성인 세 개의 액츄에이터(178)를 포함할 수 있다. 이들은 유체 분배부재에 결합되도록 배열되어 있다. 그리하여 상기 컨트롤러(150)는 적절한 구성요소와 함께 지지팔(160)에 대해 유체 분배부재(120)를 굴절(articulate)시키기 위해 액츄에이터(179)와 상호작용할 수 있다. 한 예에서, 상기 위치부재(176)는 결합 후에 물체를 일정한 방향으로 향하게 하기 위해 유체 분배부재(120)를 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 만일 비스듬히 들어올리면 그것은 비스듬히 움직이거나 적절한 위치에 재방향될 수 있다. 다른 예에서, 이것은 물체를 리-처킹(re-chucking)하지 않고 다단계 작동으로 다양한 방향으로 물체(110)를 처리 툴에 제공하는데 사용될 수 있다.
도 9 내지 11은 비접촉 조작 장치(200)의 또 다른 예를 도시한다. 도시한 바와 같이, 지지팔(260)은 제1 굴곡표면(262) 및 제1 유체채널(270)을 포함한다. 상기 장치(200)는 더 나아가 제2 유체포트(240)와 통하는 제2 유체채널(280)을 포함한다. 도시한 바와 같이, 비록 다른 구성이 다른 예에서 사용될지라도, 상기 제2 유체포트(240)는 다공성 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 모든 유체 분배부재(120,220)는 지지팔(260)에 대해 유체 분배부재(220)가 굴절하도록 하기 위해 원뿔 형상의 영역(예를 들어, 도 9의 224)을 더 포함한다. 도 11a에 도시한 바와 같이, 제1 베르누이 인서트(270) 및 어댑터 인서트(272; adapter insert)는 바이어싱 부재(265)를 압축하기 위해 움푹 패인 곳 내에 삽입될 수 있다. 상기 바이어싱 부재(265)는 제1 굴곡표면(262)을 제2 굴곡표면(223)에 대해 압축하도록 구성된다. 평형 나사(balancing screw; 225)는 지지팔과 유체 분배부재(220) 사이의 연결점에서 무게 중심 조절을 돕기 위해 제공될 수 있다.
게다가, 도 11b에 도시한 바와 같이, 굴곡표면을 분리하기 위하여 상기 바이어싱 부재(265)는 유체 분배부재(220)가 지지팔(260)에 대해 이동하는 것을 허용하기 위해 압축될 수 있다. 이렇게 분리하는 것은 물체와 유체 분배부재(220) 사이의 의도하지 않은 접촉을 방지하는 것을 돕는다.
상기 비접촉 조작 장치(200)는 지지팔(260)에 대한 유체 분배부재(220)의 각도 위치를 잠그도록 구성된 잠금장치(295)를 더 포함할 수 있다. 상기 잠금장치는 지지팔(260)에 장착된 하우징(297) 및 하우징 내에 조절이 가능하게 위치된 피스톤(296)을 포함할 수 있다. 상기 피스톤은 유체 구동이 하우징으로부터 연장되고 유체 분배부재와 연결되도록 하기 위해 설계된다. 일단 연결되면, 상기 유체 분배부재(220)는 잠긴다.
작동에 있어서, 유체는 원하는 베르누이 효과를 생성하기 위해 제1 유체포트(222)를 통해 분배될 수 있다. 유체는 또한 유체 분배부재(220)로부터 멀리 떨어지도록 물체를 반발시키기 위해 제2 유체포트(240)를 통해 제공될 수도 있다. 이에 따라, 힘의 균형은 원하는 평형 간격을 제공하기 위해 존재할 수 있다. 게다가, 상기 장치(100)처럼, 장치(200)는 물체가 유체 분배부재와 연결되는 가능성을 최소화하기 위해 컨트롤러에 의해 작동될 수 있다
도시한 바와 같이, 상기 비접촉 조작 장치(100, 200)는 단일의 유체 분배부재 및 지지팔로 구성된다. 다른 예에서, 둘 이상의 유체 분배부재 및 지지팔이 사용된다. 예를 들면, 매트릭스와 같은 유체 분배부재/지지팔의 배열이 사용될 수 있다. 그러한 예에서, 상기 배열은 동시에 움직이도록 설계되거나, 안팎으로 독립적으로 움직이도록 설계될 수 있고, 또는 다른 방식으로 물체(예를 들어, 시트)를 밀거나 및/또는 당길 수 있도록 설계된다. 예를 들면, 장치의 배열은 시트의 형성 과정에서 상기 시트를 강화시키도록 글래스에 세로 방향의 굽힘을 주기 위해서, 퓨전 드로우에 의해 나오는 글래스 시트를 밀고 당길 수 있도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 장치는 스코어(sore) 및 절단하는 동안 시트의 중심을 안정화시키고 리본으로부터 분리된 글래스 시트를 제거하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 스테인리스 강 또는 고온 어플리케이션에 견디기 위해 설계된 물질로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 상기 장치는 다양한 수지, 폴리머, 구성물 또는 어플리케이션에 따라 다른 물질로 형성될 수 있다. 게다가, 구성요소는 전체 또는 부분적으로 리소그라피 또는 직접 금속 레이저 신터링(direct metal laser sintering)과 같은 추가적인 과정을 통해 제조될 수 있다.
다양한 유체가 비접촉 조작 장치에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 유체는 액체 또는 가스로 구성된다. 한 예에서, 상기 유체는 공기로 구성되거나 또는 질소 또는 다른 기체 형태로 구성될 수 있다. 이러한 유체는 또한 조작 중에 물체를 오염시키지 않도록 다루어진다.
기술분야의 당업자에게 있어, 본 발명의 범위 및 요지를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 가능함은 자명하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 이와 등가물의 범위 내에서 제공된 본 발명의 수정 및 변형을 다루도록 의도되었다.
100 : 비접촉 조작 장치 110 : 물체
120 : 유체 분배부재 121 : 중심축
122 : 제1 유체포트 123 : 제2 굴곡표면
124 : 립 126 : 캡
127 : 플레이트 140 : 제2 유체포트
150 : 컨트롤러 156 : 제1 유체펌프
158 : 제2 유체펌프 160 : 지지팔
162 : 제1 굴곡표면 164 : 볼트
165 : 바이어싱 부재 170 : 제1 유체채널

Claims (12)

  1. 제1 유체포트 및 제2 유체포트를 포함하는 비접촉 조작 장치를 제공하는 단계;
    물체와 유체 분배 부재 사이의 간격을 유지하면서 조작 장치에 의해 조작될 물체를 끌어들이기 위해 제1 유체 흐름을 제1 유체포트를 통해 공급함으로써 베르누이 효과를 생성하는 단계;
    제2 유체 흐름을 제2 유체포트를 통해 공급함으로써 간격 유지를 돕는 단계;
    간격 유지를 돕기 위해 제1 유체 흐름과 제2 유체 흐름 중 하나 이상을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계;
    물체를 이동시키기 위해 비접촉 조작 장치를 가속하는 단계;
    비접촉 조작 장치의 가속을 감지하는 단계;
    감지된 가속에 반응하여 제2 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계를 포함하고,
    총 유체 흐름은 제1 유체 흐름 및 제2 유체 흐름을 포함하고,
    총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 간격 유지를 돕기 위해 가속시키는 동안 제2 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 것을 포함하는, 물체를 조작하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 제1 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 제2 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 제2 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 물체가 비접촉 조작 장치에 접근함에 따라, 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 제1 유체 흐름을 증가시키는 것을 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 물체가 비접촉 조작 장치에 접근함에 따라, 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 제2 유체 흐름을 감소시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 접근하는 물체가 비접촉 조작 장치로부터 제1 소정 간격에 도달할 때 제2 유체 흐름을 증가시키는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 물체가 접근함에 따라 제2 유체포트를 통해 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 접근하는 물체가 비접촉 조작 장치로부터 제1 소정 간격보다 작은 제2 소정 간격 내에 있을 때 상기 제2 유체포트를 통해 유체 흐름을 감소시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 접근하는 물체가 비접촉 조작 장치로부터 소정 간격에 도달할 때 제2 유체 흐름을 증가시키는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 물체가 비접촉 조작 장치에 접근함에 따라 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는 제2 유체 흐름을 증가시키는 것을 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 물체가 비접촉 조작 장치로부터 소정 간격에 도달할 때 제2 유체 흐름을 감소시키는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 물체가 비접촉 조작 장치에 도달함에 따라, 총 유체 흐름을 선택적으로 증가 및 감소시키는 단계는
    제2 유체 흐름을 증가시켜 제2 유체 흐름에 의해 물체에 가해진 반발력이 제1 유체 흐름의 베르누이 효과에 의해 물체에 가해진 인력(attraction force)을 초과하도록 하는 것; 및
    이어서 제2 유체 흐름에 의해 물체에 가해진 반발력이 제1 유체 흐름의 베르누이 효과에 의해 물체에 가해진 인력과 동일하게 될 때까지 제2 유체 흐름을 점진적으로 감소시키는 것을 포함하는 방법.
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