TWI625104B

TWI625104B - 用於物品的拾取以及放置之工具以及方法

Info

Publication number: TWI625104B
Application number: TW106115338A
Authority: TW
Inventors: 吳方明; 辛郁希; 楊家繼
Original assignee: 耐克創新有限合夥公司
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2018-06-01
Also published as: US11267135B2; EP3055107A1; TW201524401A; MX2016004576A; TWI623280B; US10850403B2; EP3453496B1; WO2015053925A1; KR102156682B1; EP3055107B1; EP3875232A1; KR102036911B1; CN104544766A; US10399235B2; US20220152842A1; EP3875232B1; KR20190121885A; KR20200035325A; CN204181081U; EP3453496A3

Abstract

可使用具有嚙合纖維之卡鉤的一工具頭來拾取以及放置具有纖維之一物品。該工具頭可包含至少一個卡鉤部分以及鄰近於該卡鉤部分之至少一個接觸表面。嚙合該等纖維之該等卡鉤可自該卡鉤部分伸出。該工具頭可在准許該等卡鉤嚙合該等纖維之至少一第一組態與不准許該等卡鉤嚙合該等纖維之一第二組態之間可致動。一物品可在一開始位置處藉由處於該第一組態中之一工具頭拾取，且藉由移動該工具頭且接著將該工具頭致動至該第二組態而放置於一放置位置處。

Description

用於物品的拾取以及放置之工具以及方法

本發明係關於一種用於拾取以及放置可彎物品之工具。更特定言之，本發明係關於一種使用卡鉤來嚙合一可彎物品之纖維以拾取以及放置該可彎物品，例如，用於建構一鞋面之拾取工具。

儘管自動化製造製程已使許多工業受益，但由可彎物品製成之柔軟產品之自動化製造已證明對自動化之挑戰。舉例而言，鞋之製造，且更特定言之，鞋面之製造已長期涉及大量手工勞動。因為鞋面經常大部分或整體上由貼附在一起以形成完整鞋面之多個可彎物品形成，所以甚至拾取鞋面之一部分且相對於其他組件適當地放置該部分的基本製造操作亦已成為對自動化之挑戰。

本發明大體而言係關於用以拾取以及放置可彎物品之自動化系統。更特定言之，本發明係關於使用一卡鉤及環圈扣件系統之至少卡鉤部分來拾取以及放置具有可藉由卡鉤嚙合之纖維的一或多個可彎物品的系統。使用根據本發明之系統及方法所拾取以及放置的可彎物品可特別包含柔軟產品（諸如，鞋面）之組件。

本發明的一實施例提供一種用於嚙合、移動及脫嚙經形成而具有複數個纖維之物品的拾取工具。拾取工具包含至少一個卡鉤部分、至少一個推動器以及致動器。至少一個卡鉤部分具有經組態以嚙合形成可彎物品之至少一部分之纖維的複數個卡鉤。卡鉤部分具有卡鉤接觸表面。至少一個推動器具有推動器接觸表面。致動器使至少一個推動器或至少一個卡鉤部分在第一組態與第二組態之間移動。第一組態准許卡鉤接觸表面延伸超過推動器接觸表面。第一組態經調適以允許至少一個卡鉤部分之卡鉤嚙合形成可彎物品之部分之纖維。第二組態准許推動器接觸表面延伸超過卡鉤接觸表面。第二組態經調適以防止至少一個卡鉤部分之卡鉤嚙合可彎物品之纖維。至少一個推動器與至少一個卡鉤部分僅在鉛直方向相對移動。

本發明的一實施例提供一種用於拾取以及放置可彎物品的拾取工具。拾取工具包含複數個細長卡鉤部分、至少一個推動器以及至少一個致動器。複數個細長卡鉤部分的每一個包括具有複數個卡鉤的卡鉤接觸表面。至少一個推動器具有推動器接觸表面。推動器接觸表面至少部分地限制複數個細長卡鉤部分。至少一個致動器耦接至複數個細長卡鉤部分。至少一個致動器經組態以使複數個細長卡鉤部分在第一組態與第二組態之間相對於推動器接觸表面移動。

在本發明的一實施例中，第一組態使複數個細長卡鉤部分的每一個的卡鉤接觸表面延伸至少至平行於推動器接觸表面的平面。第二組態使複數個細長卡鉤部分的每一個的卡鉤接觸表面縮回，使得推動器接觸表面延伸超出複數個細長卡鉤部分的每一個的卡鉤接觸表面。

在本發明的一實施例中，複數個細長卡鉤部分是不連續的且並列配置。

本發明的一實施例提供一種用於拾取、移動以及放置具有纖維之物品的方法。方法包含：將工具定位於開始位置處，其中工具具有具至少一個卡鉤部分及至少一個推動器之表面，且卡鉤部分包含嚙合由纖維形成之可彎物品之纖維的複數個半硬質卡鉤；藉由在複數個半硬質卡鉤中之至少一些經調適以嚙合可彎物品之纖維中之至少一些纖維的同時升高工具而自開始位置提昇可彎物品，其中至少一個卡鉤部分之卡鉤勾取可彎物品之纖維；在提昇之後，藉由在複數個半硬質卡鉤中之至少一些嚙合可彎物品之纖維中之至少一些纖維的同時移動工具而將可彎物品移動至放置位置；及藉由使至少一個推動器或至少一個卡鉤部分相對於彼此致動，以使得至少一個卡鉤部分之複數個卡鉤脫嚙至少一個卡鉤部分之卡鉤與可彎物品之纖維而將可彎物品放置於放置位置處，其中至少一個推動器與至少一個卡鉤部分僅在鉛直方向相對移動。

本發明提供用以拾取以及放置一或多個可彎物品之系統及/或方法。根據本發明所處理之一可彎物品可擁有複數個纖維。根據本發明之一可彎物品可完全由纖維組成（該等纖維經針織、經編織或以其他方式組合以形成可彎物品），或可與其他材料（諸如，薄片或薄膜）僅部分地由纖維而形成，從而形成可彎物品之部分、全部或大部分。用以用根據本發明之系統及/或方法嚙合可彎物品且使可彎物品移動的纖維可視需要而在放置之後的進一步處理中最終自可彎物品之全部或部分移除。

根據本發明之系統可包含至少一個卡鉤部分，其具有自卡鉤部分之表面伸出的複數個卡鉤。自該至少一個卡鉤部分伸出的該等卡鉤可包含一卡鉤及環圈扣件系統之卡鉤部分。該複數個卡鉤之大小、形狀、組態等可至少部分地基於在待處理之可彎物品中所發現的纖維之大小及配置來選擇。根據本發明之卡鉤可由多種材料（諸如，塑膠、尼龍、金屬材料、陶瓷等）形成。至少一個接觸表面或推動器可鄰近於該至少一個卡鉤部分中之一或多者。接觸表面/推動器可缺乏自卡鉤部分伸出的複數個卡鉤，且因此不嚙合可彎物品之纖維。卡鉤部分及接觸表面/推動器可設置於工具頭上。

接觸表面及卡鉤部分可相對於彼此定位，以便准許工具頭以至少兩個組態中之一者放置。在第一組態中，接觸表面可經定位，以使得卡鉤部分之複數個卡鉤可至少部分地嚙合可彎物品之纖維。在第二組態中，接觸表面可相對於卡鉤部分定位，以使得卡鉤部分之卡鉤不能夠嚙合可彎物品之纖維。在根據本發明之系統及/或方法中，工具頭可在第一位置處以第一組態放置以准許卡鉤中之至少一些至少部分地嚙合可彎物品中之纖維。在嚙合可彎物品與卡鉤中之至少一些之後，工具頭可隨藉由卡鉤部分之卡鉤嚙合的可彎物品移動且移動至第二位置。以此方式，根據本發明之系統及方法可用以，例如，嚙合可彎物品且自開始位置（諸如，供應區域）移除可彎物品，且以用於裝配成部分或完全形成之鞋面或其他柔軟產品的適當所要配置將彼等可彎物品放置於一放置位置（諸如，裝配台）處。

在根據本發明之系統及/或方法之一些實例中，在工具頭之卡鉤部分保持靜止之同時，接觸表面或推動器可藉由致動器移動。在根據本發明之系統及/或方法之其他實例中，卡鉤部分可藉由致動器而相對於接觸表面或推動器移動，其中推動器與卡鉤部分僅在鉛直方向相對移動。在根據本發明之系統及/或方法之另外其他實例中，致動器可使卡鉤部分及接觸表面/推動器兩者移動而以各種組態來放置工具頭。此外，供根據本發明之系統及/或方法使用之工具頭可能夠以兩個以上組態來放置。

根據本發明，卡鉤部分之數目、形狀、大小、配置及組態可改變。在一些實例中，卡鉤部分可具有對應於待使用根據本發明之系統及/或方法定位的可彎物品之大小及形狀的大小及形狀。在一些實例中，單一卡鉤部分可足以嚙合根據本發明之可彎物品中之纖維。在其他實例中，複數個卡鉤部分可用以嚙合根據本發明之可彎物品之纖維。舉例而言，複數個非鄰近卡鉤部分可設置於工具頭上，其中複數個非鄰近卡鉤部分具有足夠小的大小，以使得可預期複數個卡鉤部分中之多個卡鉤部分嚙合根據本發明待放置的任何給定可彎物品之纖維。舉例而言，根據本發明之系統及方法中所使用之工具頭可，例如，以顯著小於待處理之可彎物品之尺度提供以鄰近接觸表面缺乏卡鉤之棋盤方式配置的複數個卡鉤部分，其中每一卡鉤部分具有小於待處理之可彎物品之二分之一或四分之一的尺寸。

類似地，結合根據本發明之系統及方法所使用之接觸表面/推動器可具有不同大小、形狀、組態及配置。在一些實例中，可提供毗連一或多個卡鉤部分之單一接觸表面。在其他實例中，可提供毗連單一卡鉤部分之單一接觸表面。在另外其他實例中，複數個接觸表面可毗連單一或許多卡鉤部分。根據本發明，接觸表面/推動器可具有准許任何相關聯卡鉤部分中的足夠數目個卡鉤與可彎物品之纖維充分嚙合之大小及/或形狀。

根據本發明之系統及方法可提供在三個維度中定位以嚙合可彎物品、移動可彎物品且將可彎物品放置於不同位置處的工具頭。多種裝置（諸如，機器人手臂、x-y工作台、擺動臂及其類似者）可用以在三個維度中定位工具頭。此外，工具頭在包含實質上平行於由可彎物品界定之平面之平面的兩個維度中的定位可獨立於工具頭相對於垂直於彼平面之線的移動而執行。舉例而言，x-y工作台可用以將工具頭定位於水平平面中之所要位置處。同時，工具頭可獨立於其水平定位而相對於x-y工作台（或任何其他參考點，諸如固持或收納可彎物品之表面）移動至各種高度。

在一些實例中，根據本發明之系統及方法可以准許至少一個卡鉤部分中之至少一些卡鉤嚙合可彎物品之纖維的第一組態而將工具頭放置於第一高度及第一位置處。在嚙合可彎物品之纖維中之至少一些與工具頭之卡鉤部分的卡鉤中之至少一些之後，可彎物品可藉由工具頭提昇至第二高度。在第二高度處，工具頭可在放置位置上方的水平平面中移動已嚙合之可彎物品，且可接著在放置位置處將可彎物品降低至第三高度。在放置位置處，工具頭可經致動至第二位置以脫嚙卡鉤部分之卡鉤與可彎物品之纖維，藉此將可彎物品放置於放置位置處。此外，工具頭可為可旋轉的以准許可彎物品在保持之同時旋轉，以便將可彎物品以所要定向放置於放置位置處。使用根據本發明之系統及方法放置可彎物品所在的所要放置位置可相對於完全或部分組裝之產品（諸如，鞋面）之其他組件界定。

多種系統可用以界定及/或識別工具頭應嚙合及/或脫嚙可彎物品所在的位置。舉例而言，利用攝影機、雷射或其他類型之偵測器的視覺系統可用以識別待拾取之可彎物品及/或定位用以最終放置可彎物品之位置。替代地/另外，可為計算器件提供用以拾取及/或放置可彎物品之預定位置，以用於控制根據本發明之系統及/或方法之操作。任何類型之預定義位置系統、位置偵測系統或其他技術可用以根據本發明判定及/或界定用以拾取可彎物品之開始位置（及定向）及/或用以放置可彎物品之放置位置（及定向）。

可彎物品的至少部分地藉由自根據本發明之工具頭之卡鉤部分伸出之卡鉤嚙合的纖維可包含任何類型之纖維。舉例而言，天然或合成纖維可編織或針織成完全或部分地用以形成可彎物品之織物。天然纖維可為，例如，任何類型之棉、羊毛、麻等，而合成纖維可為任何類型之人造纖維，諸如任何類型之耐綸、聚酯、塑膠等。此外，纖維可由一或多種類型之材料的一或多個長絲形成。亦可使用纖維之非編織及非針織材料。此外，可將纖維添加至含其他非纖維之可彎物品以便准許可彎物品得以使用根據本發明之系統及方法來處理。可彎物品之纖維之組態、彼等纖維之大小、彼等纖維之密度、彼等纖維之可接近性、彼等纖維之強度以及其他性質可結合待設置於根據本發明之系統及/或方法中之工具頭之卡鉤部分上的卡鉤之大小、密度、量、強度及其他性質予以判定。

在一些實例中，可彎物品可包含諸如橡膠、塑膠、澆鑄聚胺基甲酸酯之材料，其中含纖維之材料（諸如，針織或編織織物）黏結至由橡膠、塑膠、澆鑄聚胺基甲酸酯等形成之物品。含纖維之材料可永久地或暫時地黏結至此橡膠、塑膠、澆鑄聚胺基甲酸酯等。在此狀況下，根據本發明之系統及/或方法可用以自模具或模板（form）移除鞋或其他製造產品之材料或組件以供進一步處理及/或組裝。

現參看圖1，說明根據本發明之例示性系統100。在圖1中所說明之實例中，機器人手臂總成110可包含定位工具頭130之可定位臂120。臂120可如箭頭125所指示地可旋轉至，例如，至少第二位置123。工具頭130可如箭頭135所指示地沿著臂120之長度沿著軌跡132進一步可移動。替代地，工具頭130可僅在單一方向上（諸如，沿著軌跡132）移動，或可替代可旋轉或除可旋轉之外而僅相對於一或多個軌跡成角度地沿著該一或多個軌跡移動。工具頭130亦可視情況可旋轉，從而准許工具頭130在臂120上旋轉。因此，臂120可定位於用以嚙合以及拾取可彎物品（未圖示）之第一台140上方，且接著，臂120可旋轉（125）及/或工具頭130可在嚙合可彎物品之同時沿著軌跡132移動以將可彎物品置放於第二台處，在第二台，可彎物品可在第二位置123處與臂120脫嚙。在一些實例中，第一台140可包含待配置於第二台150處之可彎物品的供應源，該第二台可包含堆疊或組裝台。然而，第一台140及第二台150可包含執行多種功能中之任一者的任何類型之台，諸如用於由橡膠、塑膠、澆鑄聚胺基甲酸酯等製成之零件的脫模台，其中含纖維之材料貼附至彼等零件。此外，根據本發明之系統及方法可涉及兩個以上台。舉例而言，第二台150可僅包含自第一台140獲得之可彎物品可放置所在的複數個台中之一者。諸如第二台150之複數個台可用以組裝複數個相同或不同產品，用以根據類型、大小、形狀來分類可彎物品，或用於其他目的。此外，單個以上台（諸如，第一台140）可提供可彎物品之源。又，單一台可為根據本發明之可彎物品之源及目的地兩者。

根據本發明之系統及方法可利用提供鄰近於至少一個接觸表面或推動器之至少一個卡鉤部分的工具頭。卡鉤部分可提供具有經選擇以嚙合待拾取以及定位之可彎物品的纖維之大小、形狀、組態及/或配置的複數個卡鉤。接觸表面/推動器可包含不具卡鉤之表面，該表面因此不嚙合可彎物品之纖維。工具頭或至少工具頭之卡鉤部分/接觸表面可在至少第一組態與第二組態之間致動。在第一組態中，卡鉤部分之卡鉤可能夠嚙合可彎物品之纖維。在第二組態中，接觸表面可相對於卡鉤部分定位以便防止自卡鉤部分伸出之卡鉤嚙合可彎物品之纖維。關於圖2以及圖3說明根據本發明可使用的不同類型之工具頭之實例。

現參看圖2，工具頭230可包含：卡鉤部分210，其具有自其表面伸出的複數個卡鉤211；及推動器220。在圖2中所示之實例中，工具頭230包含基本上環形形狀之單一卡鉤部分210，其鄰近於且圍繞圓形推動器220。作用為接觸待操縱之物品（例如，可彎物品）的卡鉤部分210或任何卡鉤部分係由卡鉤接觸表面組成，該卡鉤接觸表面為卡鉤部分的能夠嚙合物品之表面。類似地，作用為接觸待操縱之物品的推動器220或任何其他接觸表面係由接觸表面組成，該接觸表面為推動器的能夠脫嚙物品之表面。在圖2中所說明之實例中，推動器220可相對於卡鉤部分210移動以延伸超過卡鉤部分210之卡鉤，或可縮回至在卡鉤部分210之卡鉤211後的位置。推動器220可藉由液壓的、機械的、電磁的或根據任何其他原理操作之致動器來移動。

現參看圖3，說明根據本發明的供使用之工具頭330之另一實例。在圖3之實例中，工具頭330包含基本上圓形形狀之卡鉤部分310，其具有自該卡鉤部分之表面延伸的複數個卡鉤311。在此實例中，卡鉤部分310由基本上環形形狀之推動器320圍繞。在圖3之實例中，可類似於關於圖2所描述之致動器的致動器可使卡鉤部分310相對於推動器320移動，以准許自卡鉤部分310伸出之卡鉤311在第一組態中嚙合可彎物品之纖維，或在第二組態中不能夠嚙合可彎物品之纖維。

儘管圖2及圖3之實例說明使中心部分在第一組態與第二組態之間移動的工具頭，其中中心部分為圖2中之推動器220且中心部分為圖3中之卡鉤部分310，但替代中心部分或除中心部分外，亦可致動工具頭之外部部分。在一些實例中，卡鉤部分及接觸表面或推動器兩者可同時在不同方向上移動以便在第一組態與第二組態之間致動工具頭。此外，除第一組態及第二組態外的額外組態可用於根據本發明之系統及方法中。舉例而言，本發明之一些應用可基於可彎物品之纖維之性質及/或待嚙合之可彎物品之性質而改變准許嚙合可彎物品之纖維的卡鉤部分之卡鉤的量。藉由其他實例，本發明之一些應用可在相同或不同卡鉤部分中提供具有變化大小之卡鉤，以使得一些組態准許卡鉤中之一些（但非全部）嚙合可彎物品之纖維，藉此准許此工具頭以不同組態嚙合不同卡鉤部分與纖維。

在不脫離本發明之範疇之情況下可改變根據本發明之系統及/或方法中所使用之工具頭的一或多個卡鉤部分及/或接觸表面之形狀。舉例而言，卡鉤部分及/或接觸表面可結合待處理之可彎物品之大小、形狀及/或組態加以改變。此外，根據本發明之系統及/或方法中所使用之工具頭之卡鉤部分的大小、形狀及/或組態可基於根據本發明待處理之較大可彎物品的纖維之大小、形狀及/或組態（亦即，當纖維僅包含待處理之可彎物品之一部分時）加以改變。圖4至圖7說明根據本發明可用以匹配可彎物品或可彎物品之纖維之大小、形狀及/或組態的卡鉤部分之不同組態及形狀的幾個實例。舉例而言，圖4說明具有卡鉤411之三角形卡鉤部分410，及推動器420。藉由其他實例，圖5說明具有卡鉤511之六邊形卡鉤部分510，及推動器520。在又一實例中，圖6說明具有卡鉤611之星形卡鉤部分610，及推動器620。在又一實例中，圖7說明具有卡鉤711之圓形卡鉤部分710，及推動器720。圖4至圖7中所說明之各種推動器可採用不同於鄰近彼推動器之卡鉤部分之形狀的形狀。此外，任何形狀可用於卡鉤部分，特定言之，結合經不同塑形之可彎物品/可彎物品之纖維部分。如圖4至圖6中可見，對於非圓形卡鉤部分，工具頭之旋轉可影響來自卡鉤部分之卡鉤與可彎物品之纖維的嚙合。

根據本發明之系統及/或方法而使用之工具頭可使用一個以上卡鉤部分及/或一個以上接觸表面。舉例而言，圖8說明具有複數個接觸表面820之工具頭830，該複數個接觸表面鄰近於卡鉤部分810且由該卡鉤部分圍繞，該卡鉤部分具有自其表面伸出之複數個卡鉤811。在圖8之實例中，接觸表面820可相對於卡鉤部分810致動，或卡鉤部分810可相對於接觸表面820致動，或卡鉤部分810及接觸表面820皆可在第一組態與第二組態之間致動。

現參看圖9，說明可用於根據本發明之系統及方法的工具頭930之另一實例。工具頭930提供複數個卡鉤部分910，該複數個卡鉤部分具有自其表面伸出的複數個卡鉤911。接觸表面920可鄰近於且圍繞卡鉤部分910。在圖9之實例中，卡鉤部分910可相對於接觸表面920致動，或接觸表面920可相對於卡鉤部分910致動，或卡鉤部分及接觸表面910皆可同時在第一組態與第二組態之間致動。

現參看圖10，說明根據本發明之工具頭1030的又一實例。圖10之實例說明具有單一卡鉤部分1010及由卡鉤部分1010圍繞之複數個矩形接觸表面1020的工具頭1030，該卡鉤部分具有自其表面伸出的複數個卡鉤1011。在圖10之實例中，接觸表面1020可相對於卡鉤部分1010致動，卡鉤部分1010可相對於接觸表面1020致動，或接觸表面1020及卡鉤部分1010皆可同時在第一組態與第二組態之間致動。

現參看圖11，說明根據本發明之工具頭1130之另一實例。在圖11中所說明之實例中，複數個卡鉤部分1110可具有矩形形狀，該複數個卡鉤部分具有自其表面伸出的複數個卡鉤1111。單一接觸表面1120可圍繞卡鉤部分1110。在圖11之實例中，卡鉤部分1110可相對於接觸表面1120致動，接觸表面1120可相對於卡鉤部分1110致動，或卡鉤部分1110及接觸表面1120可同時在第一組態與第二組態之間致動。

進一步預期，儘管在圖11中經描繪為線性連續的，但卡鉤部分1110可改為在線性方向上不連續。舉例而言，單一卡鉤部分可由具有複數個卡鉤之若干離散部分組成。預期在例示性態樣中，任何大小、形狀及定向之離散部分可形成為卡鉤部分。

現參看圖12A至圖12D，說明工具頭在第一組態與第二組態之間的致動之實例。在圖12A中所說明之第一組態中，上面設置有複數個卡鉤1211之卡鉤部分1210延伸超過工具頭1230之接觸表面1220。因此，一旦將工具頭1230下降距離1250以使卡鉤部分1210之卡鉤1211與可彎物品1290之纖維接觸，卡鉤部分1210之卡鉤1211即可嚙合可彎物品1290之纖維；此可被稱為嚙合組態。預期卡鉤部分1210及接觸表面1220可組合地形成嚙合表面，而不管放置該兩者之組態如何（例如，嚙合組態或脫嚙組態）。

如圖12B中所示，工具頭1230已移動距離1250以准許卡鉤部分1210之卡鉤接觸可彎物品1290之纖維。如圖12B中所示，工具頭1230已移動以嚙合可彎物品1290，但工具頭尚未自第一組態致動，因此卡鉤部分1210之卡鉤1211可嚙合可彎物品1290之纖維。在圖12C中，工具頭1230已自第一組態部分地致動至第二組態。如參看圖12C可見，卡鉤部分1210已部分地縮回至工具頭1230中（或工具頭1230已移動到卡鉤部分1210上方），而接觸表面1220尚未移動。因此，如圖12C中所示，工具頭1230處於介於准許卡鉤部分1210之卡鉤1211嚙合可彎物品1290之纖維的第一組態與不准許卡鉤部分1210之卡鉤1211嚙合可彎物品1290之纖維的第二組態（亦即，脫嚙組態）中間的組態中。

工具頭1230之第二組態說明於圖12D中。如圖12D中所示，卡鉤部分1210已完全致動以使工具頭處於第二組態中，從而將卡鉤部分1210縮回至工具頭1230中，以使得接觸表面1220防止自卡鉤部分1210伸出之卡鉤1211嚙合可彎物品1290之纖維。圖12A及圖12B中所描繪之第一組態可實體上位於不同於圖12D中所說明之第二組態及圖12C中所說明之中間第三組態的位置處。舉例而言，圖12A及圖12B可描繪在開始位置處最初嚙合可彎物品1290的工具頭1230，而圖12C及圖12D可說明在可彎物品1290已移動至放置位置之後的可彎物品1290自工具頭1230之脫嚙。

現參看圖13A至圖13D，說明根據本發明之工具頭1330的致動之另一實例。如圖13A中所示，工具頭1330可處於第一組態（亦即，嚙合組態）中，以使得在工具頭1330朝著可彎物品1390移動距離1350之情況下，自卡鉤部分1310伸出之卡鉤1311可接觸且嚙合可彎物品1390之纖維。如圖13B中所示，在工具頭1330已移動距離1350之後，自卡鉤部分1310伸出之卡鉤1311可嚙合可彎物品1390之纖維，此係因為接觸表面1320在工具頭1330之第一組態中縮回卡鉤部分1310後方。

如圖13C中所示，接觸表面1320可自第一組態移動。圖13C說明中間或第三組態，其中接觸表面1320已致動成與卡鉤部分1310對準以接觸可彎物品1390。如圖13D之實例中所展示，在致動完成之後，工具頭1330可處於第二組態（亦即，脫嚙組態）中，其中接觸表面1320防止自卡鉤部分1310伸出之卡鉤1311嚙合可彎物品1390之纖維。在此實例中，可彎物品1390在其藉由自卡鉤部分1310伸出之卡鉤嚙合時可處於圖13A及圖13B中之開始位置中。可彎物品1390在工具頭1330經致動以脫嚙可彎物品1390與卡鉤部分1310時可移動至放置位置，如圖13C及圖13D中所示。

現參看圖14，說明根據本發明之系統1400之另一實例。類似於圖1中所說明之實例系統100，實例系統1400可提供具有可定位臂1420之機械系統1410。工具頭1430可如箭頭1432所指示地沿著臂1420可定位。工具頭1430亦可在臂1420上旋轉（1436）以處於所要旋轉對準中從而嚙合及/或脫嚙可彎物品。工具頭1430亦可如箭頭1434所指示地垂直移動。臂1420可自第一位置旋轉（1425）至第二位置1423。台1440可將可彎物品1490保持在開始位置處。工具頭1430可包含至少一個卡鉤部分及至少一個接觸表面，諸如（但不限於）本文中之實例中所說明的彼等卡鉤部分及接觸表面。工具頭1430可在准許自卡鉤部分伸出之至少一些卡鉤嚙合可彎物品1490中之纖維的第一組態與阻止來自卡鉤部分之卡鉤嚙合可彎物品1490之纖維的第二組態之間可致動。如圖14之實例中所示，臂1420可如箭頭1425所示地旋轉以准許工具頭1430定位於第一位置處，以嚙合處於開始位置處的可彎物品1490之纖維。此後臂1420可如所示地旋轉至位置1423處，且工具頭移動至放置位置1433以在第二台1450上之放置位置處脫嚙可彎物品1493。在圖14之實例中，開始位置具有第一高度1472，而放置位置具有不同於第一高度之第二高度1474。此外，在圖14之實例中，系統1400可將可彎物品1490自開始位置移動至處於高於第一高度1472及第二高度1474兩者之第三高度1476的放置位置。替代地，第二高度1474可大於第一高度1472，而非如本實例中所示（其中第一高度1472大於第二高度1474）。

現參看圖15，說明根據本發明之實例方法1500。在步驟1510中，可將工具頭定位於開始位置處。開始位置可具有待定位之可彎物品，其中可彎物品具有纖維或至少部分地由纖維形成。在步驟1510中定位之工具頭可具有具複數個卡鉤之至少一個卡鉤部分，該複數個卡鉤具有用以准許該等卡鉤嚙合可彎物品之纖維之大小、形狀、定向、組態及/或組成。在步驟1520中，可藉由工具頭上之卡鉤中之至少一些來嚙合可彎物品之纖維。舉例而言，步驟1520可使具有准許卡鉤部分之卡鉤嚙合可彎物品之纖維的第一組態之工具頭與在開始位置中之可彎物品接觸。

在步驟1530中，可使用工具頭自開始位置提昇可彎物品。在步驟1540中，可將可彎物品移動至另一位置。可藉由在工具頭之卡鉤部分的卡鉤中之至少一些嚙合可彎物品之至少一些纖維的同時移動工具頭來執行步驟1530及1540。在步驟1550中，可將可彎物品降低至放置位置。放置位置可相對於其他物品（可彎的抑或硬質的）來判定，可彎物品將與其他物品組裝。在步驟1560中，可致動工具頭表面以脫嚙卡鉤與可彎物品之纖維。步驟1560可使接觸表面超過卡鉤部分之卡鉤以脫嚙卡鉤與可彎物品之纖維。

方法1500可在開始位置處拾取用於組裝成柔軟產品（諸如，鞋面）之可彎物品。開始位置可為，例如，鞋面之組件之供應台或其他源。此後，方法1500可嚙合可彎物品、拾取可彎物品、將可彎物品移動至放置位置且脫嚙可彎物品。方法1500之結果可為將可彎物品鄰近於柔軟產品（諸如，鞋面）之另一組件放置以用於進一步組裝。

現參看圖16A至圖16C，說明可彎物品1690之纖維1691藉由工具頭1600之卡鉤部分1610之卡鉤1611的嚙合。在圖16A中，一對接觸表面1620及一卡鉤部分1610處於准許自卡鉤部分1610伸出之複數個卡鉤1611中之至少一些最終嚙合可彎物品1690之纖維1691的第一組態中。然而，在根據本發明之系統及方法中，可結合任何數目個接觸表面使用任何數目個卡鉤部分。可彎物品1690之纖維1691可包含可編織、針織、紡織或以其他方式形成為可彎物品1690之全部或部分的任何類型之天然或合成纖維。此外，可將纖維1691添加（永久地或暫時地）至由其他類型之纖維、薄膜、薄片材料等形成之可彎物品。在圖16B中，卡鉤1611已變得與可彎物品1690之纖維1691接觸以准許卡鉤1611中之至少一些至少部分地嚙合纖維1691。圖16B中所示的工具頭1600、卡鉤1611及可彎物品1690之配置可藉由降低工具頭1600（如上文之實例中所描述）或藉由升高保持可彎物品1690之台或其他表面以嚙合卡鉤1611與可彎物品1690之纖維1691或其某一組合來達成。圖16C展示致動至第二組態中之工具頭1600，第二組態防止卡鉤1611嚙合纖維1691，從而有效地脫嚙可彎物品1690與工具頭1600。圖16C中所說明的工具頭1600至第二組態之致動可藉由移動卡鉤部分1610、藉由移動接觸表面1620及/或藉由移動卡鉤部分1610及接觸表面1620兩者來達成。圖16C中所描繪之實例可處於不同於圖16A中所描繪之實例及/或圖16B中所描繪之實例的位置處。舉例而言，圖16A中所示之描繪可在開始位置處發生，而圖16B中所描繪之實例可在開始位置或當可彎物品1690在移動中時的中間點處，而圖16C中所描繪之實例可在放置位置處發生。

圖17說明根據本發明之態樣的拾取工具1700之例示性側剖面，該拾取工具具有一工具頭，其具有用於嚙合/脫嚙卡鉤部分及用於整體地移動工具頭之致動器。圖17中所描繪之工具頭本質上係例示性的。預期替代移動機構及替代結構將達成本文中所提供之態樣。舉例而言，描繪兩個嚙合致動器以用於藉由接觸表面來嚙合及脫嚙緊固之物品與卡鉤部分。然而，在替代態樣中可實施更多或更少嚙合致動器。此外，預期不同結構構件及組件可用以達成可移動工具頭之結果以及卡鉤部分與接觸表面之間的可移動關係。

拾取工具1700由工具頭部分以及工具移動及支撐結構部分組成。在此實例中，工具頭部分由頭框架1702、嚙合致動器1706、致動器支撐件1708、頭支撐件1712及連接構件1722組成，前述各者將在下文中加以更詳細論述。工具移動及支撐結構部分由頭致動器1714、頭致動器支撐件1716、框架構件1718及頭導引件1720組成，前述各者將在下文中加以更詳細論述。儘管特定組件被等同為工具頭部分以及工具移動及支撐結構部分，但應瞭解，可省略一些組件，且可包括額外組件以達成具有可脫嚙卡鉤部分之拾取工具。

返回工具頭部分，預期可利用本文中所提供之任何結構。舉例而言，在例示性態樣中，可實施圖10及圖11之工具頭。換言之，預期卡鉤部分可相對於接觸表面藉由嚙合致動器操縱及/或接觸表面可相對於卡鉤部分藉由嚙合致動器操縱，分別如圖11及圖10所描繪。

頭框架1702提供支撐以及用於使工具之嚙合表面部分（諸如，卡鉤部分）凹陷之體積。舉例而言，頭框架1702可為具有側部分以及頂部部分及底部部分之結構。如圖17中所描繪，底部部分形成可用於脫嚙緊固之物品與卡鉤部分的接觸表面1704，此係因為卡鉤部分凹陷於接觸表面與頭框架1702之頂表面之間。然而，如先前所指示，預期在替代態樣中，頭框架1702之底部部分可形成卡鉤部分。

維持嚙合致動器1706之致動器支撐件，諸如，在頂部部分處與頭框架耦接。嚙合致動器1706藉由致動器支撐件1708而與頭框架1702固定耦接。嚙合致動器1706以定位方式與工具頭之嚙合部分（諸如，在此實例中之卡鉤部分）耦接。定位耦接允許嚙合致動器1706相對於接觸表面1704升高以及降低卡鉤部分，以使得當嚙合致動器1706將卡鉤部分定位在接觸表面1704之下時與物品嚙合且緊固該物品。另外，預期嚙合致動器1706將卡鉤部分定位在接觸表面1704之上，如當前所描述地，以脫嚙所維持之物品與卡鉤部分。嚙合致動器1706可藉由先前所論述之任何手段（諸如，氣動壓力、液壓力、電流及其類似者）來驅動。在當前實例中，將具有複數個流體連接件1710之氣動致動器描繪為嚙合致動器1706；然而，替代性的機構係可被預期的。

工具頭部分藉由延伸於頭框架1702與頭支撐件1712之間的連接構件1722而以定位方式與工具移動及支撐結構部分耦接。頭支撐件與頭致動器1714耦接且與頭導引件1720耦接。隨著頭致動器1714延伸或收縮，頭支撐件1712相對於工具移動及支撐結構部分移動。為了輔助此移動期間之位置導引，頭導引件1720係藉由頭致動器支撐件1716可滑動地維持，以使得頭導引件1720滑動通過由頭致動器支撐件1716形成之通道。頭致動器1714之此移動使工具頭部分以上下運動移動從而緊接待藉由工具頭之卡鉤部分操縱之物品或表面定位頭工具。

頭致動器1714與頭致動器支撐件1716耦接。頭致動器支撐件1716以可調整方式與框架構件1718耦接。進一步預期，如本文中在上文於圖14中所提供，在例示性態樣中，框架構件1718或相當部分可與機器人（諸如，多軸機器人）耦接。如先前所提供，預期在例示性態樣中，可省略一或多個特徵或將一或多個特徵添加至拾取工具總成之一或多個部分。

儘管本發明已關於本文中之特定實例進行描述，但根據本發明可使用工具頭之各種組態。工具頭可提供用以嚙合具有重新組裝卡鉤部分之大小、形狀及/或組態之可彎物品之單一卡鉤部分，但複數個卡鉤部分可用以大體上嚙合可彎物品。舉例而言，複數個卡鉤部分可以陣列、分層次分佈圖案、不規則分佈圖案或以任何其他配置提供，以使得來自一個以上卡鉤部分之卡鉤可預計使用根據本發明之系統及/或方法來嚙合單一可彎物品。藉由嚙合可彎物品之纖維與多個卡鉤部分之卡鉤，可得到可彎物品之更緊固嚙合，且可彎物品可較好地放置於放置位置處而無可彎物品在移動期間側向地或垂直地移位。工具頭可以超出簡單地使可彎物品自第一開始位置移動至第二放置位置的多種方式操縱可彎物品。舉例而言，工具頭可在將可彎物品放置在放置位置處之前/同時旋轉可彎物品及/或更改可彎物品之傾斜角。

此外，多種系統可用以在開始位置處定位可彎物品以在開始位置處嚙合及/或定位脫嚙可彎物品所在的放置位置。任何種類之偵測系統（諸如，電腦視覺系統）可用以識別待嚙合之可彎物品及/或識別且定位柔軟產品之其他組件（在放置位置處相對於該等其他組件放置可彎物品）。替代地/另外，待拾取及/或放置之可彎物品的位置可以足夠精度預計，使得彼等位置對於根據本發明之系統及/或方法而言可為預定的。執行保持於電腦可讀記憶體中之電腦可讀程式碼之計算系統可用以控制根據本發明的系統之操縱及方法之效能。

100‧‧‧系統
110‧‧‧機器人手臂總成
120‧‧‧可定位臂
123‧‧‧第二位置
125‧‧‧箭頭
130‧‧‧工具頭
132‧‧‧軌跡
135‧‧‧箭頭
140‧‧‧第一台
150‧‧‧第二台
210‧‧‧卡鉤部分
211‧‧‧卡鉤
220‧‧‧推動器
230‧‧‧工具頭
310‧‧‧卡鉤部分
311‧‧‧卡鉤
320‧‧‧推動器
330‧‧‧工具頭
410‧‧‧三角形卡鉤部分
411‧‧‧卡鉤
420‧‧‧推動器
510‧‧‧六邊形卡鉤部分
511‧‧‧卡鉤
520‧‧‧推動器
610‧‧‧星形卡鉤部分
611‧‧‧卡鉤
620‧‧‧推動器
710‧‧‧圓形卡鉤部分
711‧‧‧卡鉤
720‧‧‧推動器
810‧‧‧卡鉤部分
811‧‧‧卡鉤
820‧‧‧接觸表面
830‧‧‧工具頭
910‧‧‧卡鉤部分
911‧‧‧卡鉤
920‧‧‧接觸表面
930‧‧‧工具頭
1010‧‧‧卡鉤部分
1011‧‧‧卡鉤
1020‧‧‧接觸表面
1030‧‧‧工具頭
1110‧‧‧卡鉤部分
1111‧‧‧卡鉤
1120‧‧‧接觸表面
1130‧‧‧工具頭
1210‧‧‧卡鉤部分
1211‧‧‧卡鉤
1220‧‧‧接觸表面
1230‧‧‧工具頭
1250‧‧‧距離
1290‧‧‧可彎物品
1310‧‧‧卡鉤部分
1311‧‧‧卡鉤
1320‧‧‧接觸表面
1330‧‧‧工具頭
1350‧‧‧距離
1390‧‧‧可彎物品
1400‧‧‧系統
1410‧‧‧機械系統
1420‧‧‧可定位臂
1423‧‧‧第二位置
1425‧‧‧旋轉
1430‧‧‧工具頭
1432‧‧‧箭頭
1433‧‧‧放置位置
1434‧‧‧箭頭
1436‧‧‧旋轉
1440‧‧‧台
1450‧‧‧第二台
1472‧‧‧第一高度
1474‧‧‧第二高度
1476‧‧‧第三高度
1490‧‧‧可彎物品
1493‧‧‧可彎物品
1500‧‧‧方法
1600‧‧‧工具頭
1610‧‧‧卡鉤部分
1611‧‧‧卡鉤
1620‧‧‧接觸表面
1690‧‧‧可彎物品
1691‧‧‧纖維
1700‧‧‧拾取工具
1702‧‧‧頭框架
1704‧‧‧接觸表面
1706‧‧‧嚙合致動器
1708‧‧‧致動器支撐件
1710‧‧‧流體連接件
1712‧‧‧頭支撐件
1714‧‧‧頭致動器
1716‧‧‧頭致動器支撐件
1718‧‧‧框架構件
1720‧‧‧頭導引件
1722‧‧‧連接構件

本發明將在下文參看所附圖式加以詳細描述，其中：圖1說明根據本發明的系統之實例；圖2說明根據本發明的工具頭之實例；圖3說明根據本發明的工具頭之另一實例；圖4至圖7說明可用於根據本發明的工具頭之各種形狀的實例；圖8至圖11說明可用於根據本發明的工具頭之卡鉤部分及接觸表面之實例的各種配置之實例；圖12A至圖12D說明根據本發明的致動中之工具頭之實例；圖13A至圖13D說明根據本發明的致動中之工具頭之另一實例；圖14說明根據本發明的系統之另一實例；圖15說明根據本發明的方法之實例；圖16A至圖16C說明根據本發明的可彎物品之纖維之嚙合及脫嚙的實例；且圖17說明根據本發明之態樣的具有工具頭之拾取工具之例示性側剖面，拾取工具具有用於嚙合/脫嚙卡鉤部分以及用於大體上移動工具頭之致動器。

Claims

一種用於嚙合、移動及脫嚙經形成而具有複數個纖維之一物品的拾取工具，該拾取工具包含：至少一個卡鉤部分，該至少一個卡鉤部分具有經組態以嚙合形成一可彎物品之至少一部分之纖維的複數個卡鉤，該卡鉤部分具有一卡鉤接觸表面；具有一推動器接觸表面之至少一個推動器；以及一致動器，其使該至少一個推動器或該至少一個卡鉤部分在一第一組態與一第二組態之間移動，（1）該第一組態准許該卡鉤接觸表面延伸超過該推動器接觸表面，該第一組態經調適以允許該至少一個卡鉤部分之卡鉤嚙合形成一可彎物品之一部分之該等纖維，且（2）該第二組態准許該推動器接觸表面延伸超過該卡鉤接觸表面，該第二組態經調適以防止該至少一個卡鉤部分之該等卡鉤嚙合該可彎物品之該等纖維，其中該至少一個推動器與該至少一個卡鉤部分僅在鉛直方向相對移動。
如申請專利範圍第1項所述的拾取工具，其中該至少一個推動器圍繞該至少一個卡鉤部分。
如申請專利範圍第1項所述的拾取工具，其中該至少一個卡鉤部分圍繞該至少一個推動器。
如申請專利範圍第1項所述的拾取工具，其中該至少一個卡鉤部分具有一形狀，該形狀實質上全等於該可彎物品之一部分之形狀的一形狀。
如申請專利範圍第1項所述的拾取工具，其進一步包含：一定位系統，其將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器移動至一開始位置以嚙合形成該可彎物品之該等纖維中之至少一些纖維且將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器移動至一放置位置以脫嚙形成該可彎物品之該等纖維；以及一控制系統，其使該定位系統將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器移動至該開始位置且移動至該放置位置，該控制系統進一步使該致動器將該至少一個推動器或該至少一個卡鉤部分移動至該第一組態以准許該至少一個卡鉤部分之該等卡鉤在該開始位置處嚙合形成該可彎物品之該等纖維中之至少一些纖維，且使該致動器將該至少一個推動器或該至少一個卡鉤部分移動至該第二組態以防止該至少一個卡鉤部分之該等卡鉤在該放置位置處嚙合形成該可彎物品之該等纖維。
如申請專利範圍第5項所述的拾取工具，其中該定位系統進一步導致：（1）在該開始位置處將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器移動至一第一高度，（2）在將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器移動至該放置位置之同時，將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器升高至一第二高度，以及（3）在該放置位置處將該至少一個卡鉤部分及該至少一個推動器降低至一第三高度。
如申請專利範圍第6項所述的拾取工具，其中該第一高度及該第三高度係不同的。
如申請專利範圍第6項所述的拾取工具，其中該至少一個卡鉤部分包含複數個相異卡鉤部分。
如申請專利範圍第8項所述的拾取工具，其中該至少一個推動器包含圍繞所有該複數個卡鉤部分之一單一推動器。
如申請專利範圍第8項所述的拾取工具，其中該至少一個推動器包含複數個推動器。
如申請專利範圍第6項所述的拾取工具，其中該至少一個推動器包含複數個相異推動器。
如申請專利範圍第5項所述的拾取工具，其中該致動器使該至少一個致動器相對於該至少一個卡鉤部分移動。
如申請專利範圍第5項所述的拾取工具，其中該致動器使該至少一個卡鉤部分相對於該至少一個推動器移動。
一種用於拾取以及放置可彎物品的拾取工具，該拾取工具包含：複數個細長卡鉤部分，該複數個細長卡鉤部分的每一個包括具有複數個卡鉤的一卡鉤接觸表面；具有一推動器接觸表面之至少一個推動器，該推動器接觸表面至少部分地限制該複數個細長卡鉤部分；以及耦接至該複數個細長卡鉤部分之至少一個致動器，該至少一個致動器經組態以使該複數個細長卡鉤部分在一第一組態與一第二組態之間相對於該推動器接觸表面移動。
如申請專利範圍第14項所述的拾取工具，其中，該第一組態使該複數個細長卡鉤部分的每一個的該卡鉤接觸表面延伸至少至平行於該推動器接觸表面的平面；以及該第二組態使該複數個細長卡鉤部分的每一個的該卡鉤接觸表面縮回，使得該推動器接觸表面延伸超出該複數個細長卡鉤部分的每一個的該卡鉤接觸表面。
如申請專利範圍第14項所述的拾取工具，其中該複數個細長卡鉤部分是不連續的且並列配置。
一種用於拾取、移動以及放置具有纖維之一物品的方法，該方法包含：將一工具定位於一開始位置處，該工具具有具至少一個卡鉤部分及至少一個推動器之一表面，該卡鉤部分包含嚙合由纖維形成之該可彎物品之該等纖維的複數個半硬質卡鉤；藉由在該複數個半硬質卡鉤中之至少一些經調適以嚙合該可彎物品之該等纖維中之至少一些纖維的同時升高該工具而自該開始位置提昇該可彎物品，其中該至少一個卡鉤部分之卡鉤勾取該可彎物品之該等纖維；在提昇之後，藉由在該複數個半硬質卡鉤中之至少一些嚙合該可彎物品之該等纖維中之至少一些纖維的同時移動該工具而將該可彎物品移動至一放置位置；及藉由使該至少一個推動器或該至少一個卡鉤部分相對於彼此致動，以使得該至少一個卡鉤部分之該複數個卡鉤脫嚙該至少一個卡鉤部分之該等卡鉤與該可彎物品之該等纖維而將該可彎物品放置於該放置位置處，其中該至少一個推動器與該至少一個卡鉤部分僅在鉛直方向相對移動。
如申請專利範圍第17項所述的用於拾取、移動以及放置由纖維形成之一可彎物品的方法，其中該至少一個卡鉤部分包含以對應於該可彎物品之一部分之大小及形狀的一大小及一形狀配置的複數個半硬質卡鉤。
如申請專利範圍第17項所述的用於拾取、移動以及放置由纖維形成之一可彎物品的方法，其中該至少一個卡鉤部分包含複數個相異卡鉤部分。
如申請專利範圍第17項所述的用於拾取、移動以及放置由纖維形成之一可彎物品的方法，其中該至少一個推動器包含複數個相異推動器表面。