本发明涉及一种固定装置(1)，具有多个夹持装置(18)，其以下述方式相互可移动地被布置在载体结构(12)上，即，夹持装置(18)通过其移动可匹配自由形状面。在此，载体结构(12)包括多个相互运动连接的载体件(22)，在其上布置夹持装置(18)，其中，载体件(22)的多个被布置成行，且以下述方式连接成载体链(24)，即，载体链(24)通过载体件(22)的移动可相互形匹配。
1.一种固定装置(10)，具有多个夹持装置(18)，其以下述方式相互可移动地被布置在载体结构(12)上，即，夹持装置(18)通过其移动可匹配自由形状面，其中，载体结构(12)包括多个相互运动连接的载体件(22)，在其上布置夹持装置(18)，其中，多个载体件(22)被布置成行，且以下述方式连接成载体链(24)，即，载体链(24)通过载体件(22)的移动可相互形匹配，其特征在于，在每个载体件(22)上设置夹持装置(18)并且在每两个在载体链(24)中相邻的载体件(22)之间设置可形变或可改变设置的连接件(30)，通过该连接件，载体链(24)的载体件(22)相互移动地连接。
2.根据权利要求1所述的固定装置(10)，其特征在于，基于载体链(24)的载体件(22)，设置在横向于载体链(24)的方向上延伸的可形配合的肋臂(28)。
3.根据权利要求1或2所述的固定装置(10)，其特征在于，基于载体链(24)的载体件(22a)，多个其他载体件移动地相互成行地连接成肋链(26)，其中，肋链(26)沿着横向于载体链(24)的方向延伸。
4.根据权利要求2所述的固定装置(10)，其特征在于，肋链(26)具有弯曲执行器(36)，借助于该弯曲执行器，肋链(26)可弯曲成拱形。
5.根据权利要求4所述的固定装置(10)，其特征在于，弯曲执行器(36)具有至少一个可旋转驱动的转轴(38)，其至少在肋链(26)的两个相邻的载体件(22)之间这样地作用，即，通过旋转转轴(38)使载体件(22)可相互弯曲。
6.根据权利要求3所述的固定装置，其特征在于，基于载体链(24)的载体件(22a)，设置每两个延伸进入的肋链(28)。
7.根据权利要求3所述的固定装置，其特征在于，在每两个在肋链(26)中相邻的载体件(22)之间设置可形变的连接件(30a)，通过连接件，肋链(26)的相邻载体件(22)相互移动地连接。
8.根据权利要求6所述的固定装置(10)，其特征在于，连接件(30，30a)具有中间位置，从该位置可弹性形变，且被构建成其抵抗从中间位置的形变而施加反作用力。
9.根据权利要求6所述的固定装置(10)，其特征在于，这样地构建连接件(30，30a)，即，在载体链(24)中相邻的载体件(22)可相互弯曲。
10.根据权利要求9所述的固定装置(10)，其特征在于，连接件(30，30a)被构建成关节或折叶装置。
11.根据权利要求1或2所述的固定装置(10)，其特征在于，设置可驱动的执行器(32)，用于移动载体链(24)的至少两个载体件(22)。
12.根据权利要求1或2所述的固定装置(10)，其特征在于，夹持装置(18)被构建成相互独立地在其夹持力方面可改变。
13.根据权利要求1或2所述的固定装置(10)，其特征在于，设置传感器，用于测量作用在载体件(22)上的力，特别用于沿着载体链(24)的作用力，和/或用于沿着横向于载体链(24)的方向的作用力。
14.根据权利要求4所述的固定装置，其特征在于，基于载体链(24)的载体件(22a)，设置每两个延伸进入的肋链(28)。
15.根据权利要求5所述的固定装置，其特征在于，基于载体链(24)的载体件(22a)，设置每两个延伸进入的肋链(28)。
16.根据权利要求4所述的固定装置，其特征在于，在每两个在肋链(26)中相邻的载体件(22)之间设置可形变的连接件(30a)，通过连接件，肋链(26)的相邻载体件(22)相互移动地连接。
17.根据权利要求5所述的固定装置，其特征在于，在每两个在肋链(26)中相邻的载体件(22)之间设置可形变的连接件(30a)，通过连接件，肋链(26)的相邻载体件(22)相互移动地连接。
18.根据权利要求6所述的固定装置，其特征在于，在每两个在肋链(26)中相邻的载体件(22)之间设置可形变的连接件(30a)，通过连接件，肋链(26)的相邻载体件(22)相互移动地连接。
19.根据权利要求7所述的固定装置(10)，其特征在于，连接件(30，30a)具有中间位置，从该位置可弹性形变，且被构建成其抵抗从中间位置的形变而施加反作用力。
20.根据权利要求7所述的固定装置(10)，其特征在于，这样地构建连接件(30，30a)，即，在载体链(24)中相邻的载体件(22)可相互弯曲。
21.根据权利要求8所述的固定装置(10)，其特征在于，这样地构建连接件(30，30a)，即，在载体链(24)中相邻的载体件(22)可相互弯曲。
夹持或固定装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种固定装置。
背景技术
[0002] 固定装置包括多个相互可移动的夹持装置，其空间布置可整体匹配所期望 的自由形状面。
[0003] 这样的固定装置例如用于固定带有不平表面的工件，例如在加工时夹紧。 例如在文献DE10 2013201 765A1中已知一种夹紧装置。该夹紧装置包括多个相 对于基础支架分别轴向可移动的滑块，在其自由端部处分别布置夹持装置。通 过滑块的轴向移动，夹持装置在整体看可能近似所期望的依靠面的曲线。
[0004] 具有多个相互可移动的夹持装置的固定装置也可在操纵诸如纺织品、纤维 垫、薄膜或柔软金属片的柔性和/或面和/或垫状的工件时使用。因此例如在制造 纤维复合部件时，剪裁的层形材料件来自通常平的最终外形，且必须被转化成 通常三维拱形弯曲的目标形状。这必须在系列处理中精确、可重复且可靠地实 现。在此，制造具有分别独立驱动滑块的复杂构建的固定装置是受限制的、缓 慢的且昂贵的。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于，使得固定装置的夹持面以结构简单且运行可靠的方式 可匹配自由形状面。特别地，应可以通过固定装置将所固定的工件(例如平面 和/或柔性材料)受控地变成所期望的自由形状。
[0006] 该目的通过本发明的固定装置实现，其特别可用于夹持或夹紧具有复杂成 形的或可变形的表面的工件。固定装置包括多个夹持装置，用于固定倚靠在其 上的物体。夹持装置可相互移动地被布置在载体结构上(特别相对于基础支架 可在高度上移动)，使得夹持装置通过其移动可匹配自由形状面。只要通过多个 夹持装置近似所期望的倚靠面，则其空间曲线可通过夹持装置的移动而改变。
[0007] 载体结构包括多个优选直接相互移动连接的载体件，在其上布置夹持装置。在此，载体件中的多个被布置成行且连接成载体链，使得载体链通过载体件的移动可相互形匹配。载体链特别可匹配在所期望的自由形状面中延伸的曲线。
[0008] 特别地，载体链受控制地可弯曲成拱形的形状且再次舒展。因此可通过简 单的方式描述所期望的自由形状面，或通过夹持装置而近似。固定装置可柔性 地匹配不同的使用目的。特别地，可通过添加载体件延长载体链。为了形配合， 非强制性地要求每个载体件被主动驱动。因此例如可以满足的是，对于仅少量 选择的载体件设置用于移动载体件的驱动部。剩余的载体件由于运动连接而沿 着载体链持续被带动。
[0009] 就此而言，载体件以螺旋件的形式在螺旋柱中被连接至载体链。
[0010] 优选地，基于载体链的几个选择的或全部载体件，分别至少一个可形配合 的肋臂在横向于载体链的方向上延伸。该横向方向特别可基本上垂直于载体链。 在肋臂上特别布置至少一个夹持装置。根据一有利的设计方案，可在载体链的 每个载体件上设置两个肋臂，其基本上相反地横向地延伸离开载体链。
[0011] 为进一步改进，可在载体链与肋臂之间的过渡区域中设置阻尼件，特别如 下述方式，即，可抑制肋臂相对于载体链的摆动。由此可以可靠地固定且可靠 地形变。
[0012] 通过在横向方向上延伸的肋臂，由固定装置夹紧的倚靠面可沿着不同的方 向成形，或沿着独立的方向匹配，即，特别沿着载体链以及横向于其的方向。
[0013] 基本上，肋臂例如可由柔性载体构成，然而，特别可设想，肋臂模块化地 被构建成由运动地相互连接的载体件构成的链，这使得可以柔性形配合。此外， 可以通过下述方式柔性地扩充链式肋臂，即，添加额外的载体件。在该意义下， 特别基于载体链的几个选择的或全部载体件，多个其他的载体件可运动地相互 以行的形式连接成肋链，其中，肋链沿着横向于载体链的方向延伸(特别基本 垂直于载体链)。载体件在肋链中的连接优选如下，即，肋链通过载体件的移动 可相互形匹配。就此而言，肋链形成上述的肋臂。肋链优选与载体件基于其同 样运动连接。特别地，肋链所基于的载体件可以是肋链和载体链的部分。。
[0014] 肋臂或肋链就此而言以由载体件形成的螺旋柱(载体链)的螺旋肋的形式 在横向方向上延伸。
[0015] 在肋链中连接的载体件可与在载体链中连接的载体件相同地被构建。然而 也可设想，在肋链中连接的载体件与载体链中的载体件不同地被构建。
[0016] 优选地，肋臂或肋链具有弯曲执行器，借助于弯曲执行器，肋臂或肋链可 弯曲成拱形、特别也弯曲成弯曲的形状。优选地，弯曲执行器包括沿着肋臂或 肋链延伸的执行器段，使得肋臂或肋链可通过进入和退出执行器段而弯曲和舒 展。
[0017] 执行器段特别可具有至少一个转轴，其在至少两个沿着肋链相邻的载体件 之间这样地作用，即，通过转轴的旋转，分别相邻的载体件相互弯曲。对此可 在载体件上分别设置关联转轴(或其转轴螺旋)的啮合部，旋转啮合到其中。 在载体件上各啮合部与连接件(例如关节、折叶等)特别错开地布置，借助于 它们，临近的载体件可弯曲地连接。转轴特别可借助于合适的旋转驱动可主动 旋转(可旋转驱动)。
[0018] 通过转轴旋转实现的载体件相互的弯曲取决于转轴的斜率。对于另一设计 方案，用于不同肋臂或不同肋链的转轴的斜率可以是不同的。也可设想，在肋 臂内，在分别相邻的不同载体件之间的弯曲执行器分别包括不同构建的转轴， 其例如在斜率方面不同。由此可沿着肋臂的曲线实现不同拱形或不同弯曲的部 分。
[0019] 基于载体链的部分或全部载体件，优选地，设置两个在基本上相反方向上 延伸的肋链。就此而言，载体链例如可在从载体链延伸离开的肋链之间中间地 延伸。
[0020] 若设置多个例如从载体链的不同载体件延伸离开的肋链，则特别以下述方 式布置肋链，即，沿着载体链相邻的肋链分别在基本相同的方向上延伸。在此 特别设置，肋链基于其朝向是可转向或可形变的，从而匹配所期望的自由形状 面。
[0021] 针对另一设计方案，在每两个在载体链中相邻的载体件之间设置可形变的 或可改变设置的连接件，通过它们将载体链的相邻的载体件运动地相互连接。 相应地，可在每两个在肋链中相邻的载体件之间设置可形变的连接件，通过它 们将肋链的相邻的载体件运动地相互连接。
[0022] 连接件优选具有不受力的中间位置，连接件可从该位置弹性形变(即，在 偏离的设置中可改变)。
[0023] 特别这样地构建连接件，即，其抵抗来自中间位置的形变施加反作用力， 特别是弹性作用。由此连接件在从相邻的载体件偏斜时相互弹性地返回其中间 位置。由此可以实现，通过载体链的单个载体件的主动运动持续带动其余载体 件。
[0024] 连接件例如这样地构建，即，在载体链中相邻的载体件借助于连接件相互 可弯曲。就此而言，连接件可被构建成关节装置或折叶装置。额外地，可设置 弹簧件用于提供不受力的中间位置和用于提供所述反作用力。
[0025] 针对另一设计方案，固定装置包括可驱动的执行器，其被构建成用于相对 移动载体链的至少两个不同的载体件，特备用于相互弯曲。
[0026] 根据一可能设计方案，执行器夹持在关节点上，其被布置(设置)在载体 链的载体件上和/或在载体件之间的连接件上。执行器特别可被构架成使得载体 件通过执行器可相互偏斜。通过载体链的仅单个载体件的移动，相邻的载体件 分别被带动。因此也可通过相对少的执行器描述固定装置的连续可匹配的倚靠 面。不必强制地主动移动各载体件。
[0027] 执行器例如被构建成气动的或液压汽缸或被构建成电执行器。优选地，固 定装置包括基础支架，其中，执行器一方面被布置在基础支架上且另一方面被 布置在载体结构上，即在基础支架与载体机构之间作用。
[0028] 然而也可设想的是，用于移动载体链的载体件的执行器中的至少一个具有 可旋转驱动的转轴，如前面针对肋链所描述的。转轴在至少两个相邻的载体件 之间这样地作用，即，通过转轴的旋转，载体件可相互弯曲。也可设想的是， 在不同的载体件之间分别不同构建的转轴作用，例如具有不同的斜率。可相应 使用针对肋链描述的设计方案。
[0029] 借助于转轴的设计方案具有的优点是，载体链的形变通过用于转轴的仅一 个旋转驱动部(或仅通过少量旋转驱动部)实现。另一优点在于，相邻的载体 件的设置的位置通过转轴可相互锁定。这使得夹持装置作为整体以确定的设置 在空间中移动和旋转，而不会因为重力改变载体链和/或肋链的形状。
[0030] 夹持装置例如可被构建成真空夹持器、磁性夹持器或电附着夹持器。然而 也可设想多个不同的夹持原理的组合，例如吸附夹持器和附着夹持器。
[0031] 特别地，可在载体链的每个载体件上和/或在肋链的每个载体件上(若存在) 设置夹持装置，特别设置各一个夹持装置。特别地，该夹持装置这样地被定向， 即，各夹持装置的主动夹持面在载体链的或肋链的线性延伸的曲线情况下面对 同一方向。就此而言，单个夹持装置的夹持面近似固定装置的整个夹持面。特 别地，夹持装置整体这样地被布置，即，其平行地作用。
[0032] 优选地，夹持装置相互独立地在其夹持力方面被构建成可改变的和/或可激 活的和可解除的。对此，设置用于控制单个夹持装置的控制装置。控制装置例 如可通过总线系统与单个夹持装置通信。就此而言可能的是，固定装置的由夹 持装置整体提供的夹持面的所针对性选择的区域设置有大的或小的固定作用 力。当在例如平的最终设置中容纳的柔性材料通过移动单个载体件应被形变成 所期望的形状时，例如这可能是特别有利的。在此通常要求，确定的区域沿着 固定装置的整个构建的夹持面可滑动，从而可以实现整体构建的夹持面的弯曲。 这可通过对单个夹持装置的有针对性的激活和解除而被支持。
[0033] 针对另一设计方案，固定装置包括传感器，可用于测量作用在载体件上的 作用力。特别地，传感器这样地被构建，即，可测量沿着载体链作用的压力或 牵引力和/或沿着横向方向(例如沿着肋)作用的力。因此例如可确定，在固定 的材料形变时是否出现不期望的拉应力。传感器也可被构建成用于测量在夹持 的物体上使用的固定作用力。特别地可设想，载体链的和/或肋链的每个载体件 或所选择的载体件包括相应的传感器。
附图说明
[0034] 下文中根据附图进一步描述本发明。附图中：
[0035] 图1以透视图示出固定装置；
[0036] 图2示出根据图1的在不同设置下的固定装置的整体形成的夹持面的透视 图；
[0037] 图3示出固定装置的载体结构的截面细节图；
[0038] 图4示出根据图3的细节图，具有夹持面的视图；
[0039] 图5示出肋链的侧视图；
[0040] 图6示出载体链的侧视图；
[0041] 图7和图8示出针对夹持装置的可能设计方案。
具体实施方式
[0042] 在下文中以及在附图中，对于相同或相应的特征分别使用相同的参考标记。
[0043] 在图1和2中示出固定装置10，具有在所示示例中模块构建的载体结构12， 其由基础支架14承载。基础支架14例如具有连接部16，用于在操纵装置中布 置固定装置10，例如在机器人臂等上。
[0044] 在载体结构12上设置多个夹持装置18，其可相互移动。在图1和图2中为 了清晰而非详细地示出夹持装置18。此外，夹持装置被构建到相应的载体件中， 在下文中进一步地描述(参见图3-6)。在图7和图8中详细地示出夹持装置18。 通过夹持装置18的相互移动，可整体提供可空间匹配固定装置10的所期望的 自由形状面的夹持面20。
[0045] 图2示出固定装置10的整体构建的夹持面20的不同视图。通过单个夹持 装置18相互的移动可通过夹持面20近似不同拱形的和/或弯曲的自由形状面， 即，夹持面20可匹配不同的自由形状面。
[0046] 可形匹配的载体结构12包括多个模块化的载体件22，其中，在每一个载体 件22中布置夹持装置18(参见图3)。载体件22分别成行地链式相互连接，其 中，形成不同的链，其在图1和图2中利用虚线或箭头表示。一方面多个载体 件22连接成行成载体链23，其在所示示例中中间地延伸通过整体构成的夹持面 20。基于载体链24的载体件22，多个载体件22相互连接成肋链26。在所示的 示例中，分别两个肋链26从载体链24的每个载体件22在基本相反的方向上延 伸离开载体链24。肋链26构建肋臂，其在两侧从载体链24的载体件22基本垂 直于载体链24地延伸离开。
[0047] 图3和图4示出载体结构12的截面。在此，可以看到载体链24的部分， 其中，在所示的截面中每个肋臂28延伸离开载体链24的载体件22。
[0048] 载体链24的载体件22通过连接件30相互连接成行。连接件30这样地被 构建，即，其允许载体链24的分别相邻的载体件22相互弯曲。在此，连接件 30优选具有不受力的中间位置，其中，抵抗从该中间位置的弯曲使用反作用力。 可设想的是连接件30被构建成弹簧关节。简单的设计方案例如也在于，连接具 有弹性弹簧角的载体链24的分别两个相邻的载体件22(参见图6)。
[0049] 由于连接件30，在载体链24的单个载体件22主动运动时，分别相邻的载 体件22被弹性带动。因此，可实现载体链24的连续形变。如在图1中所示的， 对此少量的执行器可以是足够的。例如在图1中设置两个执行器32，其分别具 有在基础支架34与载体结构34之间作用的执行器活塞34。执行器活塞34中的 每个夹持在载体链24上的关联的关节点上。关节点例如在载体件22的所选择 的位置上。通过执行器活塞34的进入和退出，每个载体件受压离开基础支架14 或被拉动靠近。由于连接件30，相邻的载体件连续被带动。
[0050] 图5示出肋臂28的侧视图，其从载体链24的所选择的载体件22a开始。肋 臂28的载体件22在关节方面通过连接件30a相互连接。为了可受控地弯曲肋 臂28，设置弯曲执行器36，其具有沿着肋链26延伸的执行器段38。执行器段 38在所示的示例中由作用在载体件22上的转轴38构成，其错开关节连接件30a 在每两个相邻载体件22之间延伸，且啮合到在载体件上的相应啮合部中。通过 转轴旋入或旋出可因此受控地相互弯曲肋链26的每两个相邻的载体件22。在此， 转轴具有斜率(例如由转轴每圈的螺距限定)，其预定载体件的与转轴旋转关联 的弯曲。
[0051] 图6示出沿着载体链24的纵截面，其中，可以看到在所示示例中在载体件 22之间的被构建成弹簧角的连接件30。
[0052] 图7和图8在细节图中示出可示例性使用的夹持装置18，其可被插入载体 结构12的载体件22中。用于有效施加夹持力的单个夹持装置18的夹持面在布 置夹持装置18时在载体件22中这样地被定向，即，不同的夹持装置18的夹持 面40在固定装置10的整体构建的夹持面20中。在所示的示例中，夹持装置18 被构建成真空夹持器，其中，夹持面40具有吸附开口42，吸附流可吸入通过吸 附开口。为了给单个夹持装置18提供真空，其例如具有连接管44。不同的连接 管44可例如在固定装置10的夹持面20的背侧上与共同的真空提供系统连接。 为了单独激活和解除单个夹持装置18的夹持作用，夹持装置18可具有额外单 独可控制的阀，其优选集成在夹持装置18中。关联夹持装置的载体件22可具 有传感器，其例如被构建成用于在载体链24中或在每个肋链26中的相邻载体 件22之间测量。
