TWI754315B

TWI754315B - 氣爪裝置及其系統和方法

Info

Publication number: TWI754315B
Application number: TW109122450A
Authority: TW
Inventors: 德米特里巴拉巴諾夫; 德韋恩史都華
Original assignee: 美商北面服飾公司
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-02-01
Also published as: CA3146121A1; KR102605888B1; WO2021003141A1; US20220356023A1; KR20220025066A; CN114174203A; EP3994084A1; JP2022538667A; JP7332727B2; TW202106191A

Abstract

一種裝置可包括：一彎曲表面；一流體出口，其經安置以使得一流體鄰近於該彎曲表面而移動；一感測器，其經組態以偵測附近於該彎曲表面安置之一材料；以及一夾具，其經組態以基於經由該感測器對鄰近於該彎曲表面安置之一材料的偵測而致動，其中該夾具更經組態以在啟動時將該材料緊固至該彎曲表面。

Description

氣爪裝置及其系統和方法

本發明大體上係關於材料處置裝置、系統及方法，且更具體言之，係關於用於自織物層片之堆疊中分離且移動最上層片之氣動抓持器裝置、系統及方法。

在服裝之製造中，通常在各種過程期間將織物佈置成複數個層或層片。例如，可以將織物以層或層片之堆疊形式安置在切割台上，且接著經由整個布層厚度上切割成所要圖案，以形成服裝片件之堆疊。接著，必須在縫合操作或組裝過程中將個別織物片件自堆疊分離且接合至衣服之其他組件。此類織物部分可包括諸如口袋、袖子或其他所需衣服組件之物品。自相同織物片件之堆疊機械分離單一織物層片具有挑戰性。例如，可能會出現困難，因為織物不夠硬，而相對柔軟且具可撓性。另外，層與邊緣之間的摩擦可導致層片黏在一起。因此，結合木板、紙或其他相對堅硬之製品令人滿意地操作之技術通常不能成功地用於結合織物層片使用。使一個織物層片自類似形狀之織物層片的堆疊分離機械化之一些嘗試包括：銷、鉗子、抽吸裝置、輥、鉤、倒鉤、鼓風、摩擦屈曲裝置等。

作為一實例，在頒予Carroll之美國專利第3,877,695號的專利中說明且描述利用鼓風之一種類型的織物層片分離裝置。其他裝置，諸如在頒予Gieson等人之美國專利第4,462,585號之美國專利中說明的其他裝置利用機械抓持裝置，其間接地並且機械地感測其鉗口之間的距離，以判定是否已經夾持了一或多個薄片。

然而，需要改良。

一種用於使至少一個層片自一材料層片堆疊脫離之方法可包括：緊固一材料層片堆疊；鄰近於該材料層片堆疊之一最上層片產生一氣動提昇；以及基於感測到該最上層片而啟動一夾具以將材料之該最上層片緊固至一彎曲表面。

一種用於使至少一個層片自一材料層片堆疊脫離之系統包括：一主體；一彎曲本體，其安裝至該主體，該彎曲本體更包括一彎曲表面；一流體入口，其安置於該主體之一第一側上以接收一流體；複數個流體出口，其經由一或多個通道連接至該流體入口，經組態以使得一流體鄰近於該彎曲表面而移動；一感測器，其經組態以偵測鄰近於該彎曲表面安置之一材料；以及一夾具，其經組態以基於經由該感測器對鄰近於該彎曲表面安置之一材料的偵測而致動，其中該夾具更經組態以在啟動時將該材料緊固至該彎曲表面。

100:裝置

102:主體

104:彎曲本體

106:彎曲表面

108:流體入口

110:流體出口

112:感測器

114:感測器孔口

116:感測器孔口

200:框架

202:夾具

300:層片

400:攪動器

500:方法

510:步驟

512:步驟

514:步驟

516:步驟

518:步驟

520:步驟

522:步驟

以下圖式大體作為實例而非限制展示在本揭示案中論述之各種實例。在該等圖式中：

第1圖展示本發明之一實例裝置。

第2圖展示本發明之一實例系統。

第3圖展示第2圖之實例系統，其夾持織物之層片。

第4A圖至第4C圖展示本發明之實例過程。

第5圖為本發明之實例方法之流程圖。

本文描述了用於材料處置之裝置、系統及方法。作為一實例，氣動抓持器裝置可經組態以自使一或多個層片自複數個可撓性或半剛性織物層片或層(例如，堆疊)脫離，同時維持堆疊之其餘部分的完整性。該系統及/或方法可自管理或製造過程之一或多個步驟擷取資訊，以實現本文中描述的步驟。本文中可參考織物或紡織物作為說明。然而，預期可應用較寬範圍之材料，且因此不應限於此類說明性術語。

作為另一實例，一種用於使一或多個層片自複數個層片或層脫離之方法可包括經由接觸機械地緊固一織物層片堆疊。一旦緊固，便藉由使得空氣圍繞彎曲(例如，圓柱形)本體流動而產生氣動提昇(例如，經由氣動抓持器裝置)，該本體鄰近於織物堆疊之最上層片安置。若一定時間後織物之邊緣未提昇，則可使用攪動器擾動織物堆疊。若邊緣仍未提昇，則可快速提昇氣動抓持器，以產生額外低壓力，以至少擾動織物之最上層片或層。當感測器偵測至層片之提昇邊緣時，可啟動夾具以將一或多個織物層片緊固至氣動抓持器裝置。可停止空氣流動。氣動抓持器裝置可與織物之緊固邊緣一起自提昇之邊緣向後拉向對置邊緣，從而導致自堆疊移除至少單一層片。

第1圖說明一實例裝置100(例如，氣動抓持器裝置)。裝置100可包括主體102。主體可經組態以可移動地附接至框架，諸如織物或材料處置框架，其經組態以接收材料層片或切割材料組件。

彎曲本體104可耦接至主體102或與其一起形成。在一些實施例中，彎曲本體104可包括大體圓柱形。彎曲本體104可包括彎曲表面106。可使用各種曲線(例如，對數曲線、拋物線等)。彎曲表面106可為平滑的(例如，不具有或具有極少凸塊、隆脊等)以便使湍流最小化。

流體入口108可耦接至主體102或與其整合。流體入口108可經組態以允許諸如空氣之流體朝向彎曲表面106流動。作為一實例，流體入口108可包括導管，其經組態以使流體通過主體102之一部分且朝向彎曲表面106。一或多個流體出口110可鄰近於或穿過主體102之一部分而安置。一或多個流體出口110可包括孔口。在一些實施例中，一或多個流體出口可為在安裝至主體102上或與其整合的板中鑽出或衝壓出或以其他方式在遠端與彎曲本體104耦接的孔口(例如，圓柱形開口)。此類圓柱形流體出口經組態以產生所引導流體之「鋪開」錐效應(而非集中錐)，藉此使得更多空氣作用於表面(例如，有效地沿著彎曲本體或表面之整個範圍產生一個長圓柱形出口)。或者，流體出口可組態為小圓形出口之陣列(例如，在當前兩個出口之間添加額外出口，從而有效地產生一行空氣出口)。該等出口可在彎曲表面外部(如在第1圖中所示的實施例中)或與彎曲表面整合，從而將空氣切向推出至彎曲表面。流體出口110之數目、密度及幾何參數可取決於空氣動力效應之所需強度、脫離點將處於的位置、流體入口108處的流體壓力、空氣流動速率等。

一或多個流體出口110可經組態以將流體流在流體退出流體出口110之點或線處實質上垂直地(或沿切線方向)引導至彎曲表面106，藉此起始圍繞彎曲表面之流體流動，以產生起始最上材料層片自堆疊之其餘部分分離所需的提昇。隨著空氣被吹送經過平滑的彎曲表面106，空氣之「邊界」層可緊接彎曲表面106沿循該表面之輪廓形成且附著至其。此類組態使得能夠自材料堆疊提昇單一層片，而不擾動堆疊之其餘部分。所形成的空氣之邊界層包括一些特性，其使得能夠提昇至少一個材料層片。作為一實例，空氣可大體平行於鄰近於彎曲表面106安置的材料(例如，織物)之表面移動，而非穿過其中(如真空抓持器之情況)。鄰近於彎曲表面106之空氣可緩慢移動或甚至固定。徑向遠離彎曲表面106移動，空氣速度大大增大，遠離表面某一小距離時達到最大值，且在遠離彎曲表面106較遠的某一距離處逐漸減小。有效地，所形成的空氣層可為經組態以環繞彎曲表面106之「快速移動空氣薄片」。在圓柱形的情況下，「脫離」點(例如，線)在圓柱形之前部(例如，自空氣衝擊圓柱形之處約120度)。在脫離點處，空氣薄片可自圓柱形脫離，且基本上切向地流動至圓柱形。包括具有圓柱形形狀的設計組態之替代設計組態可使得「空氣薄片」完全環繞該表面。在上述實施例中，提昇過程不取決於材料之孔隙度，且可與多孔及無孔材料一起使用。

一或多個流體出口110可與流體入口108流體連通。在一個實例實施例中，主體102之內部可包括複數個通道(例如，兩個或更多個)，其將流體入口108連接於例如主體102之第一側(例如，離彎曲本體104最遠之側)上，且將一或多個流體出口110連接於主體102之另一側(例如，最接近於彎曲本體104之側)上。在一些實施例中，單一流體入口通道可根據出口之數目(在此情況下為2)分裂。該等通道之形狀可實質上相同，使得流過每一通道之流體在該等通道之間實質上均勻地分裂。若該等通道包括不同形狀(例如，直徑等)，則流體可能分配不均勻，從而使得退出一些出口的流體比退出其他出口的流體多。諸如空氣之流體可在約80至100psi之壓力下在流體入口108與流體出口110之間通過。可使用其他壓力及流體。可藉由壓縮機或藉助於具有推進器或風扇機構(其在彎曲表面106外部或內部)之電動馬達產生流體流。

感測器112可經安置以感測鄰近於彎曲表面106之一或多個條件。如第1圖中所示，感測器112可鄰近於主體102安置，且可安裝至主體102。作為一實例，紅外線(IR)型感測器(例如，光感測器)可經組態以發出光束，且感測光束上之中斷(例如，在層片之邊緣覆蓋光束之窗口時)。可部分地取決於織物/材料而輕易地使用其他感測器。感測器112可經組態以不僅感測光束已中斷(因此層片之邊緣成功地提昇)，且亦感測是否存在已提昇的一或多個層片(例如，鄰近層片可能黏至頂部層片)。感測器112可在彎曲表面106外部或與其整合。一或多個感測器孔口114、116或窗口可形成於主體102及/或彎曲本體104中，以允許感測器112更好地鄰近於彎曲表面106進行感測。

第2圖說明耦接至框架200之裝置100。一或多個夾具202可鄰近於裝置100安置於框架200上(例如，安裝在裝置100之頂部部分上)。夾具202可經組態以啟動(例如，致動)，以將諸如織物片件或層片之已提昇材料層片緊固至彎曲本體104。夾具可為機械夾持機構(例如，兩指夾具或其他此類衝擊夾具)，其經組態以接合層片之提昇邊緣，且例如將其固持至彎曲本體104之一部分。在其他實施例中，夾具202可為非限定性/非機械的(例如，基於膠、基於空氣/抽吸、磁性等)。框架200可為可移動的，且可用以鄰近於織物片件或層片300之堆疊定位裝置100，如第3圖中所示。一旦感測器112感測到材料層片鄰近於彎曲表面106，即可啟動夾具202，如第3圖中所示。一旦感測器112感測到層片已藉由夾具202緊固至彎曲本體104，即可撤銷啟動氣流。

第4A圖至第4C圖說明用於使一或多個層片自複數個層片或層脫離之過程，其可包括經由接觸機械地緊固織物層片堆疊。一旦緊固，便藉由使得空氣圍繞彎曲(例如，圓柱形)本體流動而產生氣動提昇(例如，經由氣動抓持器裝置)，該本體鄰近於織物堆疊之最上層片而安置。若織物之邊緣在特定時間之後並未提昇，則可使用攪動器400來擾動織物堆疊。例如，攪動器400可用以在提昇織物之邊緣時輔助氣動提昇。攪動器400可用以藉由將不規則性(例如，波)引入至層片而間接地提昇邊緣。作為一實例，攪動器400可使層片或層片之一部分略微拉伸或可逆地變形，從而導致頂部層片自下方層片之機械分離，同時層片之表面之所引入不規則性(例如，波紋)加強氣動提昇。以此方式，攪動器可充當氣動提昇之前的促發器(primer)。即，若氣動提昇在特定持續時間(例如，2至3秒)之後不能緊固層片之邊緣，則可發送信號以啟動攪動器。氣流可在此過程期間起作用。攪動器400可接著將拉伸、波或其他此類不規則性引入至頂部層片，以使得層片之邊緣提昇。在一些實施例中，可執行此過程而無需操作者干預。

作為非限制性實例，攪動器400可包括經組態以在材料層片堆疊當中產生湍流的機械裝置。作為另一實例，攪動器400可包括類似於夾具202之機械裝置(例如，兩指夾具)。可使用其他組態。舉例而言，攪動器可包括連接至致動器(例如，馬達)之轉輪。在另一例子中，攪動器400可包括彎曲表面(例如，圓柱形)之一部分，其可經組態以旋轉且藉此與頂部層片機械地接合。在再一實施例中，氣動抓持器裝置100經組態以藉由將其按壓在層片堆疊上且略微向後拉動氣動抓持器裝置100而用作攪動器。

若邊緣仍未提昇，則氣動抓持器可快速提昇，以產生額外低壓力來至少擾動織物之最上層片或層。在感測器偵測到層片之提昇邊緣時，可啟動夾具以將一或多個織物層片緊固至氣動抓持器裝置。可停止空氣流動。氣動抓持器裝置100與織物之緊固邊緣一起可自提昇邊緣向後拉動至對置邊緣，從而導致自堆疊移除至少單一層片。

第5圖為如第4A圖至第4C圖中所說明的實例方法500之流程圖。在步驟510處，可緊固(例如，經由接觸)層片(例如，織物層片)之堆疊。在步驟512處，可產生氣動提昇。可例如藉由經由空氣源(例如，流體入口108)起始氣流來產生提昇。在步驟514處，氣動抓持器裝置(例如，裝置100)可提昇層片之邊緣。若氣流未作用於層片，則可啟動攪動器(例如，攪動器400)以將不規則性引入至最上層片中。若層片之邊緣尚未自堆疊脫離，則可快速提昇氣動抓持器裝置，且可重複步驟512及514。在步驟 516處，在已偵測到層片邊緣之提昇時，可啟動夾具(例如，夾具202)。在步驟518處，夾具可緊固層片。在步驟520處，可斷開氣流。在步驟522處，可將層片之邊緣自提昇邊緣剝離(例如，向後拉動)至對置邊緣，從而導致移除堆疊中之最上層片。

應理解，裝置、方法及系統不限於特定方法、特定組件或特定實施。亦應理解，本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的且不意欲為限制性的。

除非上下文另外清楚地指示，否則如本說明書及所附申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個指示物。範圍可在本文中表示為「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表述此類範圍時，另一個實施例包括自一個特定值及/或至另一個特定值。類似地，當藉由在前面使用「約」來以近似值表示值時，應理解特定值形成另一實施例。進一步應理解，範圍中之每一者的端點在相對於其他端點及獨立於其他端點時均為重要的。

「可選」或「視情況」意謂隨後所描述之事件或情形可發生或可不發生，且該描述包括其中該事件或情形發生之情況及其中該事件或情形不發生之情況。

貫穿本說明書之描述及申請專利範圍，詞「包括(comprise)」及該詞之變體(諸如，「包括(comprising)」及「包括(comprises)」)意謂「包括但不限於」，且並不意欲排除例如其他組件、整體或步驟。「例示性」意謂「實例」且不意欲傳達較佳或理想實例之指示。「諸如」不在限制性意義上使用但用於解釋性目的。

範圍可在本文中表達為自一個值(第一值)至另一值(第二值)。在表達此類範圍時，範圍在一些態樣中包括第一值及第二值中之一或兩者。類似地，當藉由使用前綴「約」將值表示為近似值時，應理解特定值形成另一態樣。進一步應理解，範圍中之每一者的端點在相對於其他端點及獨立於其他端點時均為重要的。亦應理解，本文揭示了多個值，且各值在本文中亦揭示為「約」特定值(除值本身之外)。舉例來說，若揭示值「10」，則亦揭示「約10」。亦應理解，亦揭示兩個特定單元之間的每個單元。舉例而言，若揭示10及15，則亦揭示11、12、13及14。

如本文中所使用，術語「約」及「處於或約」意謂相關的量或值可為指定值、大致為指定值，或與指定值約相同。通常應理解，如本文中所使用，除非另有指示或推斷，否則其為指示±10%變化之標稱值。該術語意欲傳達，類似值促成申請專利範圍中敍述之等效結果或效果。即，應理解，量、大小、調配物、參數及其他數量及特性並非且無需為準確的，而可視需要為近似的及/或更大或更小，從而反映容限、轉換因子、捨入、量測誤差及其類似者，以及熟習此項技術者已知的其他因素。通常，無論是否明確地陳述，量、大小、調配物、參數或其他數量或特性皆為「約」或「近似」的。應理解，在數量值之前使用術語「約」時，除非另外具體說明，否則該參數亦包括特定數量值本身。

描述可用以執行所描述之方法及系統之組件。在描述此等組件之組合、子集、互動、群組等時，應理解，雖然可能未明確地描述此等組件之每種個別及集體組合以及排列的特定參考，但對於所有方法及系統，每一者均特定地涵蓋且描述於本文中。此適用於本申請案之所有態樣，包括但不限於所描述方法中之操作。因此，若存在可執行之多種額外操作，則應理解，可用所描述方法之任何特定實施例或實施例之組合執行此等額外操作中的每一者。

上文之描述意欲為說明性的而非限制性的。舉例而言，上文所描述之實施例(或其一或多個態樣)可彼此結合而使用。諸如一般熟習此項技術者在審閱以上描述後可使用其他實施例。提供發明摘要從而允許讀者快速地確定技術揭示內容之本質。該發明摘要在具有以下理解之情況下提交：其將不用於解釋或限制申請專利範圍之範疇或意義。又，在以上實施方式中，可將各種特徵分組在一起以簡化本發明。不應將此解釋為預期未主張之揭示特徵對任何申請專利範圍而言均為必需的。相反地，本發明之標的物可在於比特定所揭示實施例的所有特徵少的特徵。因此，據此將以下申請專利範圍作為實例或實施例併入實施方式中，其中各請求項作為一個單獨實施例而獨立存在，且預期該等實施例可以各種組合或排列與彼此組合。

除非另外明確陳述，否則決不希望本文中所闡述之任何方法理解為必需依特定次序執行其步驟。因此，在方法請求項實際上未列次序及繼其之後之操作或在申請專利範圍或說明書中未另外具體陳述該等步驟限於特定次序的情況下，絕不希望在任何方面推斷次序。此適用於解譯之任何可能的非表達基礎，包括：關於步驟排列或操作流程之配置的邏輯事項；源自文法組織或標點符號之普通含義；及說明書中所描述之實施例的數目或類型。

熟習此項技術者將顯而易見，可在不偏離本發明之精神或範疇之情況下進行多個修改及變化。其他實施例將自本說明書之考量及本文中描述的實踐而對熟習此項技術者顯而易見。希望本說明書及實例圖僅僅被視為例示性的，真實範圍及精神係由以下技術方案連同此等技術方案所具有之等效物之完整範圍來指示。