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非接触操作装置及其方法

阅读：145发布：2023-03-05

专利汇可以提供非接触操作装置及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种非接触操作装置及其方法。该非接触操作装置及其方法可包括流体分配元件，该流体分配元件包括第一流体端口，该第一流体端口配置成分配流体并产生伯努利效应以吸引待由操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙。所述流体分配元件还可包括第二流体端口，该第二流体端口配置成分配流体以助于保持所述间隙。非接触操作装置及其方法还包括控制器，该控制器配置成控制流过至少所述第二流体端口的流体流以助于保持所述间隙。，下面是非接触操作装置及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种非接触操作装置，包括：
流体分配元件，所述流体分配元件包括第一流体端口和第二流体端口，所述第一流体端口配置成分配流体并产生伯努利效应以吸引待由所述操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙，所述第二流体端口配置成分配流体以帮助保持所述间隙；以及
控制器，所述控制器配置成控制流过至少所述第二流体端口的流体流以助于保持所述间隙。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一流体端口沿着所述流体分配元件的中心轴设置。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二流体端口径向离开所述流体分配元件的中心轴设置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二流体端口包括围绕所述中心轴延伸的流体端口环。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二流体端口包括围绕所述中心轴延伸的多孔材料环。
6.一种非接触操作装置，包括：
支承臂，所述支承臂包括第一接合表面；
流体分配元件，所述流体分配元件包括与所述第一接合表面配合的第二接合表面，并且使得所述流体分配元件接合地装配到所述支承臂，所述流体分配元件包括流体端口，所述流体端口配置成通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由所述操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙；以及
偏置元件，所述偏置元件将所述第一接合表面偏置成抵靠所述第二接合表面，以允许所述流体分配元件相对于所述支承臂的接合。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述偏置元件使所述流体分配元件回到所述流体分配元件和所述支承臂之间的预定角度方向。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述流体分配元件抵抗所述偏置元件的力而朝向所述支承臂移动时，所述第二接合表面与所述第一接合表面脱离。
9.一种非接触操作装置，包括：
支承臂，所述支承臂具有第一流体通道和第二流体通道；
流体分配元件，所述流体分配元件枢转地连接到所述支承臂，并包括与所述第一流体通道连通的第一流体端口，并且所述第一流体端口配置成通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由所述操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙；
以及
锁定装置，所述锁定装置可选择地将所述流体分配元件相对于所述支承臂枢转地锁定在预想的角度位置，其中，所述第二流体通道向所述锁定装置提供动力。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述支承臂包括第一接合表面，所述流体分配元件包括配置成与所述第一接合表面枢转地配合的第二接合表面。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一流体通道穿过所述支承臂的所述第一接合表面延伸。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二流体通道穿过所示支承臂的所述第一接合表面延伸。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流体分配元件包括配置成分配流体以帮助保持所述间隙的第二流体端口。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述支承臂包括第三流体通道，所述第三流体通道与所述流体分配元件的所述第二流体端口连通。
15.一种非接触操作装置，包括：
流体分配元件，所述流体分配元件包括流体端口，所述流体端口配置成通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由所述操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙，所述流体分配元件包括盖子，所述盖子相对于所述流体端口可调整地安装，其中所述盖子相对于所述流体端口调整以改变由所述流体端口分配的流体的特性。
16.一种操作物品的方法，包括以下步骤：
提供非接触操作装置，所述操作装置包括流体分配元件，所述流体分配元件包括第一流体端口和第二流体端口；
通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由所述操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙；
改变通过至少所述第二流体端口的流体流以助于保持或改变所述间隙。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：减少穿过所述第一流体端口的流体流以助于保持所述间隙。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：增加穿过所述第二流体端口的流体流以助于保持所述间隙。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：当所述物品接近所述非接触操作装置时，改变穿过所述第二流体端口的流体流。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，当所述物品接近所述非接触操作装置时改变穿过所述第二流体端口的流体流的步骤包括以下步骤：当正接近的物品与所述非接触操作装置位于第一预定距离之内时，增加穿过所述第二流体端口的流体流。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，当所述物品接近时改变穿过所述第二流体端口的流体流的步骤还包括以下步骤：当正接近的物品与所述非接触操作装置位于比所述第一预定距离小的第二预定距离之内时，减少穿过所述第二流体端口的流体流。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：当所述物品接近所述非接触操作装置时，改变穿过所述第一流体端口的流体流。
23.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：加速所述非接触操作装置以移动所述物品，同时同步调整穿过所述第一流体端口的流体流以助于保持所述间隙。
24.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：加速所述非接触操作装置以移动所述物品，同时同步调整穿过所述第二流体端口的流体流以助于保持所述间隙。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：减速所述非接触操作装置以停止移动所述物品并使得所述物品位于想要的位置，同时同步调整穿过所述第二流体端口的流体流以助于保持所述间隙。

说明书全文

非接触操作装置及其方法

[0001] 优先权

[0002] 本申请声明享有美国专利申请号为12/200,710、申请日为2008年8月28日、发明名称为“非接触操作装置及其方法”的优先权。

技术领域

[0003] 本申请通常涉及一种操作物品的装置和方法，特别地，涉及一种非接触操作不同物品的装置和方法。

背景技术

[0004] 用于操作物品而非实质上接触该物品的常规装置和方法是熟知的。例如，经常运用众所周知的伯努利原理而提升和抓住物品而不接触该物品的这种常规装置和方法。为人所知地，这种装置和方法使用一种穿过物品表面而引起该物品朝向该装置的气流。与此同时，来自同一气流的压力提供了一种抵抗物品和装置之间相接触的缓冲。

发明内容

[0005] 其中一个例子中，非接触操作装置包括流体分配元件，该流体分配元件包括第一流体端口。所述第一流体端口配置成分配流体并产生伯努利效应以吸引待由操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙。所述流体分配元件还包括第二流体端口，该第二流体端口配置成分配流体以帮助保持所述间隙。非接触操作装置还包括控制器，该控制器配置成控制流过至少所述第二流体端口的流体流以帮助保持所述间隙。

[0006] 另一个例子中，非接触操作装置包括支承臂，该支承臂包括第一接合表面。所述非接触装置还包括具有与所述第一接合表面配合的第二接合表面的流体分配元件，并且使得所述流体分配元件接合地装配到所述支承臂上。所述流体分配元件包括流体端口，所述流体端口配置成产生伯努利效应以吸引待由操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙。所述非接触操作装置还包括偏置元件，其将所述第一接合表面偏置成抵靠所述第二接合表面，以允许所述流体分配元件相对于所述支承臂的接合。

[0007] 又一个例子中，非接触操作装置包括支承臂，该支承臂具有第一流体通道和第二流体通道。所述非接触操作装置还包括流体分配元件，其枢转地连接到所述支承臂上。所述流通分配元件包括与所述第一流体通道连通的第一流体端口，并且第一流体端口配置成通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙。所述非接触操作装置还包括锁定装置，该锁定装置可选择地将所述流体分配元件相对于所述支承臂枢转地锁定在预想的角度位置，其中所述第二流体通道向所述锁定装置提供动力。

[0008] 另一个例子中，非接触操作装置包括流体分配元件。所述流体分配元件包括流体端口，所述流体端口配置成通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙。所述流体分配元件包括盖子，该盖子相对于所述流体端口可调整地安装，其中所述盖子相对于所述流体端口调整以改变由所述流体端口分配的流体的特性。

[0009] 另一个例子中，一种操作物品的方法包括提供非接触操作装置的步骤，该操作装置包括流体分配元件，该流体分配元件包括第一流体端口和第二流体端口。该方法还包括通过分配流体产生伯努利效应以吸引待由操作装置操作的物品，同时在所述物品和所述流体分配元件之间保持间隙的步骤。所述方法还包括改变通过至少所述第二流体端口的流体流以帮助保持或改变所述间隙的步骤。附图说明

[0010] 当本发明的具体实施例接合相对应的附图阅读时，上述和其他一些特征、本发明的内容和优势将更好地理解，其中

[0011] 附图1是本发明非接触操作装置的分解透视图；

[0012] 附图2是附图1中非接触操作装置的前视透视图；

[0013] 附图3是附图1中非接触操作装置的后视透视图；

[0014] 附图4是附图1中非接触操作装置的后视图；

[0015] 附图5A-5D是沿着附图4中直线5-5的非接触操作装置的剖面图，描述了一个实施例中操作物品方法的步骤；

[0016] 附图5E是类似于附图5A的非接触操作装置的剖面图，除了具有一个用于调整增加通过对应流体端口的流体流的盖子；

[0017] 附图6A-6B是沿着附图4中直线6-6的非接触操作装置的剖面图，描述了一个实施例中连接流体分配元件到相应支承臂方法的步骤；

[0018] 附图6C是附图6B的非接触操作装置的剖面图，保持流体分配元件相对于支承臂锁定；

[0019] 附图7是本发明示例性控制器部分的示意图；

[0020] 附图8是附图1非接触操作装置的侧视图，包括示例性的定位元件；

[0021] 附图9是本发明非接触操作装置另一实施例的局部分解剖面图；

[0022] 附图10是附图9的非接触操作装置的前视图；

[0023] 附图11A是附图10的非接触操作装置沿直线11A-11A的剖面图；

[0024] 附图11B是类似于附图11A的非接触操作装置的剖面图，显示出支承臂的第一接合表面从流体分配元件的第二接合表面的脱离。

具体实施方式

[0025] 本发明现将结合对应实施例的附图进行更加详细地说明。当可能时，全部附图的相同的附图标记用于表示相同或相似的部件。然而，本发明可能有多种不同形式，而这些不能作为对在此提出的实施例的限制。提供的这些具体的实施例以使公开地更彻底和完全，并且相对于本领域普通技术人员来说，充分地传达本发明的范围。

[0026] 非接触操作装置和方法，用于操作例如板材的物品。板材可包括带状物、带子、基材、板或其他物品。一个实施例中，板材可包括玻璃，例如是设计成用于液晶显示屏(LCD)的玻璃。示例的物品可包括已制成的玻璃板或例如熔融拉制成玻璃板的材料。

[0027] 此处的非接触装置可用于以不同的方式操作物品。例如，操作包括拾起物品用于传输、成型、精加工、检查、测量或其他程序。在进一步的实施例中，操作包括偏置物品使其在特定的方向移动和/或形成预想的形状。例如，操作可包括偏置材料的横向移动、制造时的物品定型或其他的操作技术。一个实施例中，操作包括切削或玻璃拉制操作的其他程序期间的玻璃板的稳定。

[0028] 附图1-4说明本发明各示例方面的非接触操作装置100的一个实施例。非接触操作装置100可包括具有第一流体端口122的流体分配元件120，该第一流体端口122配置成分配流体以引起物品朝向流体分配元件120。例如，如下更加详细描述的那样，从第一流体端口122发出的流体可产生伯努利效应，以引起物品朝向流体分配元件120。当物品充分接近流体分配元件120的表面时，流体产生作用于物品上的排斥力。因此，流体分配元件120可包括第一流体端口122，该第一流体端口配置成分配流体和产生伯努利效应以引起物品(参见附图5A中的附图标记110)由操作装置100操作，同时在所述物品110和所述流体分配元件120之间保持间隙。

[0029] 流体分配元件120可包括不同的形状和尺寸。如图所示，流体分配元件120可包括大体上环形的周界，然而，在其他实施例中也可使用其他形状。例如，流体分配元件可包括椭圆或其他曲线周界。在进一步的实施例中，流体分配元件可包括三角形、矩形或其他多边形周界。流体分配元件的尺寸可根据实际应用进行选择。一个实施例中，尺寸选择依据从第一流体端口122分配的流体所产生的伯努利效应。例如，当流体径向远离第一流体端口122时，流体的速度和对应的伯努利效应减小。因此，当提供足够的半径从而为特定的物品提供预想的伯努利效应大小时，流体分配元件120的半径可选择为最小化流体分配元件120的尺寸。

[0030] 流体分配元件120的外表面130可包括不同的形状以利于伯努利效应。外表面可大体上平面，然而，在其他实施例中也可配置成非平面。进一步地，外表面可大体上连续，然而，在其他实施例中也可不连接或不连续。在所示实施例中，外表面130包括大体上连续的阶梯表面，阶梯表面具有内部区域130A，该内部区域130A相对于外部平台区域130B凹进。任意形状的过渡表面130C可位于内部区域130A和外部平台区域130B之间，以形成预想的穿过外表面130的流体轨迹轮廓。

[0031] 如图所示，流体分配元件120的外表面130可具有第一流体端口122。一个实施例中，第一流体端口122可沿着中心轴121配置，例如流体分配元件120所示的对称轴。例如，如图所示，第一流体端口122可包括沿着中心轴121配置的单一流体端口，然而，根据本发明的更多方面，也可配置多个流体端口。例如，第一流体端口可包括围绕流体分配元件120的中心轴121配置的一系列流体端口。第一流体端口122可包括所示的圆形孔，然而，在本发明的其他方面也可包括非圆形孔。例如，第一流体端口可包括椭圆形孔或其他曲线孔。更进一步，第一流体端口可包括星型、三角形、矩形或其他多边形形状。第一流体端口
122还可以包括喷嘴、或其他流体分配元件。

[0032] 可选地，第一流体端口122可被造型、排列、构建或配置成能够促进涡旋流体流动。例如，第一流体端口的内部轮廓具有一个螺旋结构，当流体从第一流体端口分配时，以促进流体的旋转。另一实施例中，第一流体端口包括多个流体端口，例如喷嘴，成角度地配置成当从流体端口流出时促进流体的旋转。另一实施例中，如图所示，第一流体端口122包括多个肋或叶片124，其径向排列在第一流体端口122的开口周围。如图所示，相邻的肋124之间具有凹槽，能够方便从第一流体端口122流出的流体的旋转。提供涡旋流体流动对于增强朝向流体分配元件120的物品的引力是有利的。例如，涡旋可在其涡眼处产生低压，能够增强由于伯努利效应造成的压力差异。

[0033] 如进一步所示，流体分配元件120包括可选的盖子126。盖子126包括螺纹杆128，螺纹杆128固定在流体分配元件120的对应螺纹部内。如附图5A所示，盖子126安装成板127的内表面127A与肋124相配合。朝向肋而紧固内表面127，迫使所有的流体都流过肋
124之间的通道，以此最大化涡旋效应。如附图5E所示，盖子126相对于第一流体端口122可调节地安装，以允许在肋124和板127的内表面127A之间形成间隙129。一个实施例中，可设置多个垫片，以允许板127夹紧垫片的同时保持间隙129。调节间隙可改变由第一流体端口122分配的流体的特性。例如，如图所示，间隙129可设计成增加流体流量、减小流速和/或减少整体涡旋效应。

[0034] 示例的流体分配元件120还包括第二流体端口140，其配置成分配流体以排斥物品远离流体分配元件120。第二流体端口包括多种结构。一个实施例中，第二流体端口包括多孔材料，一个或多个孔，喷嘴结构，或类似结构。如附图1-6所示，第二流体端口140包括多个孔142。如图所示，第二流体端口140从流体分配元件120的中心轴121径向配置。例如，如图所示，多个孔142围绕着中心轴121延伸排列成流体孔环。多个孔142也可径向排列在轮毂和轮辐模式，然而，任意或预定模式的孔可以合并到其他实施例中。进一步地，第二流体端口140配置在外部平台区域130B上，然而，其他实施例中，第二流体端口140可位于其他位置。

[0035] 提供第二流体端口140可提供一个缓冲区域，用于与物品进行柔性的初始交互。当物品110从流体分配元件120朝向平衡间隙距离“d”(参见附图5D)进行初始移动时，由第二流体端口140提供的缓冲区域可减小物品和流体分配元件120之间无意接触的可能性。由于只是由第一流体端口122引出的流体而产生的空气动力效应，提供突出的外部平台区域130B也可增加平衡间隙距离。

[0036] 可以想象到，穿过第一流体端口122和/或第二流体端口140而分配的流体可被调节，以在流体分配元件120和物品110之间产生预想的相互作用。一个实施例中，由第一流体端口122和/或第二流体端口140分配的流体的一个或多个特性，能够基于流体分配元件120相对于物品110的移动命令和/或感应运动而由计算机改变。例如，使用传感器用以监测物品和流体分配元件之间的距离、速度、加速度或其他特征。另外，或可替换地，传感器可监测物品的当前特征，例如温度、表面特征(包括形状)或其他。来自传感器的反馈被传递到计算机，用于改变由第一流体端口122和/或第二流体端口140分配的流体的一个或多个特征。例如，计算机可改变由第一流体端口122分配的流体，用于增加或减少伯努利效应。另外，或可替换地，计算机可改变由第二流体端口140分配的流体，用于增加或减少趋向排斥物品远离流体分配元件120的力。

[0037] 附图7示出了本发明示例的控制器150的组成部分的原理图。控制器150包括近程传感器152，用于感应接近的物品110。传感器152提供一个反馈路径152A，其配置成发送信号到计算机154。根据从传感器反馈的信号，计算机可确定第一流体压力线L1和/或第二流体压力线L2内想要的压力。计算机154随后向压力控制仪器155发送适当的命令。例如，计算机154沿着第一命令路径156A发送命令到第一流体泵或压力调压器156以控制第一流体压力线L1之中的压力，和/或沿着第二命令路径158A发送命令到第二流体泵158以控制第二流体压力线L2之中的压力。第一压力表157可监测第一流体压力线L1之中的流体压力，并通过反馈路径157A向计算机154提供压力反馈。同样，第二压力表159可监测第二流体压力线L2之中的流体压力，并通过反馈路径159A向计算机154提供压力反馈。
根据来自第一压力表157和/或第二压力表159的反馈，计算机可在一个控制回路中改变第一流体泵156和/或第二流体泵158，以在对应的压力线之中获得想要的流体压力。第一流体压力线L1和第二流体压力线L2定位成分别与第一流体端口122和第二流体端口140连通。因此，为了改变由第一流体端口122和第二流体端口140分配的流体，控制器150能够很方便地改变压力线之中的压力。可替换地，一个或多个流体泵用于对一个或多个压力罐施加压力，并且流体压力线L1和L2能通过由计算机154控制的压力调节器与一个或多个压力罐相连通。

[0038] 另一实施例中，非接触操作装置100包括支承臂160，其配置成支承流体分配元件120。支承臂可连接到歧管(未示出)或其他支承机构，用于将支承臂160和流体分配元件
120合适定位在一起。进一步的实施例中，流体分配元件120可枢转连接到支承臂160上。
例如，如附图1和5A所示，支承臂160可包括与流体分配元件120的第二接合表面123配合的第一接合表面162。第一接合表面162和第二接合表面123可包括球铰套，以方便流体分配元件120相对于支承臂160在任何范围内枢转。第一接合表面和/或第二接合表面还具有较低的摩擦表面，以减少枢转阻力。球铰套可位于或接近于流体分配元件的重心，以使流体分配元件120能够相对于物品110自由地旋转到想要地位置。

[0039] 为了获得接合连接，流体分配元件120包括第一部120A和第二部120B，第一部和第二部通过将螺栓164插入位于第二部120B的孔166然后进入第一部120A中对应的螺纹孔的方式连接在一起。参照附图1和5C，可选的偏置元件165安装在支承臂160的端面163和第一部120A的内表面125之间。偏置元件165配置成偏置支承臂160的第一接合表面162抵抗流体分配元件120的第二部120B的第二接合表面123以避免流体的泄漏，同时允许流体分配元件120相对于支承臂160枢转。如图所示，偏置元件165包括硅或其他材料的O型环。偏置元件的材料根据特定的应用选定。例如，材料可更柔软以易于运动，或更坚硬以更多阻力。另一实施例中，偏置元件包括应用于高温的、不锈钢制成的波纹形弹簧垫圈。

[0040] 可选的偏置元件165也可以配置成使得流体分配元件120回到其与支承臂160之间预定的角度方向。例如，如附图5C所示，偏置元件165配置成对流体分配元件120进行定向，以使外表面130与中心轴121大体垂直。流体分配元件120可被枢转，以使外表面130与中心轴121不相垂直。然而，一旦释放，来自偏置元件165的压力可对流体分配元件120重新定向，以使外部表面130再次与中心轴121大体垂直。

[0041] 更进一步地，当抵抗偏置元件160的力朝向支承臂160移动流体分配元件120时，流体分配元件120的第二接合表面123配置成脱离支承臂160的第一接合表面162。例如，如果物品110加速朝向流体分配元件120，偏置元件165可被压缩，允许流体分配元件120相对于支承臂160移动，以使第二接合表面123与第一接合表面162脱离。允许流体分配元件120相对于支承臂160移动能够避免物品110与流体分配元件120之间的无意配合。

[0042] 其他实施例中，非接触操作装置100也可能不包括偏置元件165。这些实施例中，稳压室173之中的流体压力将支承臂160的第一接合表面162偏置成抵靠流体分配元件120的第二接合表面123。

[0043] 如附图4和5A-5E所示，一个实施例中，支承臂160包括至少一个与第一流体端口122相连的第一流体通道170。第一流体通道170具有端部171，配置成与联轴器(未示出)配合，以在第一流体压力线L1和第一流体通道170之间提供流体连通。第一流体通道170包括另一端部172，该端部通过设置在支承臂160和流体分配元件120之间的稳压室
173(参见附图5B)与第一流体端口122连通。因此，本发明的一些实施例中能够通过至少部分穿过支承臂160延伸的第一流体通道170向第一流体端口122提供流体。流体通道可包括单一通道或位于不同位置的多通道。所示实施例中，第一流体通道170包括沿着中心轴121配置的单一通道。

[0044] 支承臂160另外可包括至少一个第二通道，或替换第一流体通道。至少一个第二通道可包括单一或多通道。例如，如附图4和5A-5E所示，至少一个第二通道包括四个通道180A、180B、180C和180D，配置成与第二流体端口140流体连通。如图所示，四个通道180A-D的每一个彼此大体上相同，且均匀围绕中心轴121排列。虽然未示出，但通道可包括不同的结构和/或彼此不相同。更多地，通道不是均匀围绕中心轴分布，且在一些实施例中甚至沿着中心轴121延伸。

[0045] 现将描述第二流体通道180A，应当理解到，该描述同样适用于相同的第二流体通道180B-D。如附图5B所示，第二流体通道180A可包括配置成与联轴器(未示出)配合的端部181A，其使第二流体压力线L2与第二流体通道180A之间流体连通。这样，单个第二压力线L2能够配置成向第二流体通道180A-D施加相同的压力。如附图5B所示，第二流体通道180A还包括另一端部182A，其穿过支承臂160的第一接合表面162呈开启。因此，第二流体通道180A配置成穿过支承臂160的第一接合表面162延伸。如附图5B所示，流体分配元件120还包括流体通道184，其使第二流体通道180A与第二流体端口140后面的环腔186之间流体连通。如图所示，第二流体通道180A-D的每一个都设置成穿过流体分配元件
120的第二接合表面123与相对应的流体通道184流体连通。

[0046] 支承臂160还可另外包括至少一个第三通道，或替换第一流体通道170和第二流体通道180A-D。第三流体通道可被认为是一些实施例中的不包括第二流体端口140的第二流体通道。

[0047] 至少一个第三流体通道包括单一或多个通道。例如，如附图4和6A-6C所示，至少一个第三通道包括四个第三流体通道190A、190B、190C和190D，其配置成与锁定装置195流体连通。如图所示，四个第三通道190A-D的每一个彼此大体上相同，且均匀围绕中心轴121排列。虽然未示出，但通道可包括不同的结构和/或彼此不相同。更多地，通道可不是均匀围绕中心轴121分布，在其它实施例中甚至可沿着中心轴121延伸。

[0048] 现将描述第三流体通道190A，应当理解到，该描述同样适用于相同的第三流体通道190B-D。如附图6A所示，第三流体通道190A可包括配置成与联轴器配合的端部191A，其使第三流体压力线L3与第三流体通道190A之间流体连通。这样，单个第三压力线L3能够配置成向第三流体通道190A-D施加相同的压力。如附图6A所示，第三流体通道190A还包括另一端部192A，其穿过支承臂160的第一接合表面162呈开启。因此，第三流体通道190A配置成穿过支承臂160的第一接合表面162延伸。如附图6A所示，流体分配元件120还包括另一流体通道185，其使第三流体通道190A与锁定装置195之间流体连通。如图所示，第三流体通道190A-D的每一个都设置成穿过流体分配元件120的第二接合表面123与相对应的流体通道185流体连通。更多地，锁定装置195包括多个配合销，其配置成相对于支承臂160可选择地锁定流体分配元件120在期望的角度位置，其中第三流体通道190A-D配置成开启相应的配合销。

[0049] 重新回到附图7，控制器150还可配置成配合和脱离锁定装置195。例如，控制器150包括第三流体泵174，其可以正方向和反方向运转以调节第三压力线L3之中的压力。可替换地，双向泵174可为并行的双元件，真空发生器和单向泵或压力调节器，控制开关位于两者之间。第三压力表175可监测第三流体压力线L3之中的压力，并且通过反馈途径175A向计算机154提供压力反馈。基于来自第三压力表175的反馈，计算机能够在一个控制回路内改变第三流体泵174以获得想要的流体压力。如附图6A和6B所示，控制器150可导致第三流体泵174反向操作以在第三压力线L3之中提供负压力。如图所示，负压力造成锁定装置195的每一个配合销从支承臂160的第一接合表面162脱离和离开，从而，允许流体分配元件120相对于支承臂160自由枢转。如附图6C所示，控制器150还能造成第三流体泵174正向操作以在第三压力线L3之中提供正压力。如图所示，正压力造成锁定装置195的每一个配合销与支承臂160的第一接合表面162配合，从而，将流体分配元件120相对于支承臂160锁定在期望的角度位置。

[0050] 如附图4-6所示，应当意识到，为了达到想要的功能，本发明的实施例中，非接触操作装置100可包括流体通道170、180A-D、190A-D。如图所示，通道可以为内部通道，以消除限制流体分配元件120的枢转运动的外部软管，流体分配元件120在传输热气时这种外部软管可能尤其成问题。事实上，由第一流体端口和/或第二流体端口释放的气体将根据特定的应用进行加热，例如为了熔融拉制成玻璃板的加热材料的稳定性。

[0051] 操作物品110的方法将结合附图5A-5D进行描述。传感器152用于感应物品110。如第一压力表157所示，第一压力线L1在相对高的压力下操作，以使得从第一流体端口122流出的流体蒸汽达到最大化，由此达到伯努利效应的最大化可能。另一方面，第二压力线L2在相对低的压力下操作，以使得从第二流体端口140流出的流体蒸汽114达到最小化，由此最小化流体蒸汽114的排斥行为。

[0052] 如附图5B所示，当物品110与流体分配元件120的外表面130的距离在“D”之内时，传感器152能够探测。作为回应，如附图7所示，信号能够沿着反馈路径152A反馈到计算机，计算机则被编程为基于来自传感器的反馈作出响应。例如，作为回应，计算机沿着第一命令路径156A发送信号，导致第一流体泵156将第一压力线L1之中的压力减小到相对低的压力。与此同时，计算机沿着第二命令路径158A发送信号，导致第二流体泵158将第二压力线L2之中的压力增大到相对高的压力。如附图5B所示的第一压力表157，第一压力线L1在相对低的压力下操作，以使得从第一流体端口122流出的流体蒸汽112达到最小化，由此达到伯努利效应的最小化可能。另一方面，第二压力线L2在相对高的压力下操作，以使得从第二流体端口140流出的流体蒸汽114达到最大化，由此最大化流体蒸汽114的排斥行为。当物品110接近流体分配元件120时，物品110由此被缓冲，借此避免来自伯努利效应的突然加速，而该突然加速可能造成物品110和流体分配元件120之间的接触。

[0053] 附图5C示出物品110正接近流体分配元件。当传感器152确定物品正在接近时，控制器150导致压力线的进一步调节，以增加由第一流体端口122产生的伯努利效应和减少来自第二流体端口140的排斥力。最终，如附图5D所示，当物品110到达平衡间隙距离“d”时，伯努利效应最大化而排斥行为最小化。一旦获得平衡间隙距离“d”，来自第一流体端口122的空气产生伯努利效应和排斥空气压力的组合，其中伯努利效应造成物品朝向流体分配被吸引，而排斥空气压力推动物品远离流体分配元件，从而获得平衡间隙距离“d”。此外，更多的流体穿过第二流体端口而被分配，以改变平衡间隙距离“d”使得物品远离流体分配元件。可替换地，线L2可运行在相对高的压力下以增加排斥力，同时保持线L1位于相对高的压力。

[0054] 因此，应当意识到，当物品110接近流体分配元件120时，本发明可以增加来自第二流体端口140的排斥力。以这种方式增加排斥力可降低净吸引力，同时，降低物品110朝向流体分配元件120的对应加速度。一旦物品110到达与非接触操作装置100的平衡，由第二流体端口140分配的流体下降或无效以减少排斥力。由于伯努利效应的性质，将产生更大的支撑刚度，通过由外力引起的更少物品的干扰而体现。本方法的不同变形能够使得调整穿过第二流体端口140的流体，由此排斥力超越伯努利效应产生的吸引力，然后移动非接触操作装置100更接近物品110并逐渐地减少穿过第二流体端口140而分配的流体。一旦到达临界点，伯努利部分的吸引力将超越第二流体端口的排斥力，同时物品将被固定。
第二流体端口的增加允许伯努利部分的能量减少，同时伴随着接触风险的最低。这些方法可颠倒以用最小接触风险的方式释放物品110。

[0055] 第二流体端口也可用于补偿外力以保持想要的空气间隙。如果必要，伯努利部分可关闭以最大化排斥力(例如释放物品)。在其他实施例中，当通过移动操作装置100而造成的物品110的移动需要更大的保持力以避免物品从装置被拉出时，穿过第二流体端口的流体可被减少以最小化物品的排斥而穿过第一流体端口的流体可被增加以增强伯努利效应。

[0056] 附图8示出了具有定位元件176的非接触操作装置100，定位元件176选择性地配置成使得流体分配元件120相对支承臂160保持在想要的角度位置。如图所示，定位元件176包括三个任意已知结构的致动器178，例如电子或流体致动的调节螺纹或活塞179，排列成与流体分配元件相配合。应当意识到，具有合适的元件，控制器150与致动器179互相影响，以使得流体分配元件120相对于支承臂160接合。一个实施例中，配合后，定位元件176可移动流体分配元件120以定向物品110。例如，如果获得斜交，可移动该斜交或重新定向获得合适的位置。另一实施例中，也可使得物品110在多步骤操作时相对于加工工具处于多个方向而不用重新夹紧物品。

[0057] 附图9-11示出另一个非接触操作装置200。如图所示，支承臂260包括第一接合表面262和第一流体通道270。装置200还包括流体分配元件220，其包括与第二流体端口240连通的第二流体通道280。如图所示，第二流体端口240可包括多孔材料，然而，在其他实施例中也可以是其他结构。本发明的所有流体分配元件120，220可进一步包括锥形区域(例如附图9中的附图标记224)，以允许流体分配元件220相对于支承臂260的接合。如附图11A所示，第一伯努利嵌入物270和适配器嵌入物272可嵌入到凹槽中以压缩偏置元件265。偏置元件265配置成压缩第一接合表面262以抵靠第二接合表面223。也可提供平衡螺母225帮助调节重心，例如，在支承臂和流体分配元件220之间的接头处。

[0058] 更多地，如附图11B所示，偏置元件265可被压缩以允许流体分配元件220相对于支承臂260移动以脱离接合表面。上述脱离有助于避免物品和流体分配元件220之间的无意接触。

[0059] 非接触操作装置200还包括锁定装置295，其配置成将流体分配元件220相对于支承臂260锁定在角度位置。锁定装置包括外壳297和活塞296，外壳297安装在支承臂260上，而活塞296可调节地位于外壳中。活塞设计成用于流体从外壳延伸并配合流体分配元件220。一旦配合，流体分配元件220就处于锁定位置。

[0060] 操作时，流体可穿过第一流体端口222被分配以产生想要的伯努利效应。流体也可穿过第二流体端口240被分配以排斥物品远离流体分配元件220。因此，力平衡的存在提供了想要的平衡间隙。此外，由于具有装置100，装置200可由控制器操作以使物品与流体分配元件配合的可能性最小化。

[0061] 如图所示，非接触操作装置100、200包括单一的流体分配元件和支承臂。更多的实施例中，两个或多个流体分配元件和支承臂可以被使用。例如，阵列的，例如矩阵形式的，流体分配元件/支承臂被使用。在一些实施例中，阵列设计成同步移动或设计成独立移入和移出，且可以不同的方式在物品(例如板)上进行推和/或拉。例如，装置的阵列设计成在熔融拉制成的玻璃板上进行进行推和拉，以使在成型、切除和其他操作期间，影响玻璃中的纵向弓部以使板变硬。设备还可在划线和压碎期间使用，以稳定板的中部并使得玻璃板从玻璃带中脱离。

[0062] 本发明的装置由不锈钢或其他材料制成以适应高温应用。其他实施例中，根据应用，装置由其他材料例如各种树脂、聚合物、复合材料或其他材料制成。更多地，所有或部分元件，可通过附加工艺例如立体光刻或直接金属激光烧结来制成。

[0063] 不同种类的流体可应用于非接触操作装置。例如，流体可包括液体或气体。一个实施例中，流体包括空气或包括氮气或其他气体形式。这些流体还可被处理以免在操作时污染物品。

[0064] 应当意识到，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明实质的情况下，本发明可有多种替换和变型。因此，本发明试图覆盖其提供的多种替换和变型，且处于所附权利要求和等效替换的范围中。

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