鑷子和抓取系統的製作方法
2023-05-01 14:06:01
專利名稱：鑷子和抓取系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及鑷子和用於抓取和裝配鐘錶內部件的系統。
本發明更具體地涉及用於抓取和裝配鐘錶內的至少一個部件的鑷子，該鑷子包含第一和第二分支，這些分支在鑷子的第一端部連接且在鑷子的第二端部形成抓取鉗部，以通過手動操作鑷子來實現通過鉗部抓取部件的目的。
背景技術：
在裝配小尺寸的鐘表部件例如顯示器指針時，鐘錶匠們通常使用鑷子，這使他們能更精確地操縱和定位這些部件以便在鐘錶內形成組件。這種鑷子在例如美國專利No.3638516中公開和示出。
顯而易見的是，對於某些類型的部件，鑷子往往在部件上留下印痕。尤其是當部件由半導體材料例如矽製成的時候，非常脆弱的外表面由於鑷子操縱時的刮擦留下印痕，這損壞了鐘錶最終的美學外觀。鑷子的操作甚至可能導致部件的破損。
尤其在瑞士專利No.667839中已經提出通過吸力抓取鐘錶部件。然而，這種方案不能解決脆弱部件上留下印痕或破損的問題。
發明內容
本發明的目的是通過提出一種能容易和精確的操作且不改變被操作部件的表面的工具來克服這一問題。
因此，本發明提出上述類型的鑷子，其特徵在於，第一分支包括至少一個用於通過靜電吸引抓取由導體或半導體材料製成的部件的靜電抓取表面。
根據本發明的鑷子具有特別容易被握在手中的優點，這是因為它們具有鐘錶匠日常使用的工具的形狀。此外，它們可藉助於鉗部以傳統方式使用，並且可藉助於靜電抓取表面以先進的方式使用，這使它們能夠適應鐘表匠的要求。
優選地，靜電抓取表面布置在分支的外表面一側，這通過使靜電抓取表面容易接近從而方便了對部件的保持，同時允許使用者繼續使用傳統的鉗部來抓取不太易碎的傳統部件。
根據一個有利的實施例，靜電抓取表面具有至少一個導向部分，該導向部分用於迫使部件佔據靜電抓取表面上的確定位置。該特徵能夠使部件在抓取表面上獲得穩定的相對位置，從而便於裝配操作。此外，因為該鑷子用於將手錶指針裝配到心軸上，所以靜電抓取表面包括至少一個當將指針定位在心軸上時用於心軸通過的孔，這有助於將指針安裝在鐘錶內的指針驅動心軸上。
有利地，靜電抓取表面的至少一個部分屬於附加元件，其通過卡扣配合可拆除地固定在第一分支上。因此可根據待操作的部件來使用可互換的靜電抓取表面。
根據本發明的其它特徵，所述分支由導電材料製成且靜電抓取表面由合成電絕緣材料製成，其硬度和表面外觀設計成不會改變被抓取部件的表面外觀。
第一分支包括由供電裝置供給電流的電極和由電介質材料製成的覆蓋電極的絕緣外皮，且絕緣外皮包括形成靜電抓取表面的外表面。
該供電裝置可由鑷子承載或相對於鑷子偏置。
優選地，控制靜電抓取表面上產生的靜電吸引力的強度的元件布置在鑷子上，所述元件使吸引力能夠適應被操作的部件，且使部件能夠在需要時被釋放。
本發明還提出一種靜電抓取系統，該系統包含如前所述的鑷子且包括相對於鑷子偏置的元件，該元件控制靜電抓取表面上產生的靜電吸引力的強度。所述控制元件是一踏板，其根據施加到踏板上的壓力改變靜電吸引力的強度。
這些特徵使根據本發明的抓取系統特別符合人機工程學，因為使用者可空出兩隻手來使用鑷子操作部件和握住鐘錶，同時他的腳控制靜電吸引力。
通過閱讀下文參考附圖作出和作為非限制性示例給出的詳細說明，本發明的其他特徵和優點會更清楚，其中圖1是示意性地示出一種抓取系統的側視圖，該系統包括根據本發明第一實施例的教導製造的鑷子；圖2是用於通過靜電抓取部件的圖1的鑷子的一個分支的一部分的軸向剖面圖；圖3是示出圖1的抓取系統的第二實施例的透視圖，該系統包含被偏置並由踏板控制的供電裝置；圖4是示出圖3的鑷子的抓取表面的一個有利實施例的透視圖。
具體實施例方式
在下面的說明中，相同或相似的元件使用相同的參考標記。
圖1示出根據第一實施例的抓取系統10，該抓取系統包含用於抓取和裝配鐘錶(未示出)特別是手錶內的至少一個部件14的鑷子12。
待抓取的部件14例如由顯示器指針15構成，該指針必須被裝配到鐘錶心軸上。當然，其它的部件14也可以由根據本發明的抓取系統10操縱，特別是心軸，輪，遊絲等。
在下面的說明中，將以非限制性方式使用沿鑷子12的總軸線A1的垂直軸向方向。
鑷子12包含第一和第二分支16、18，它們在鑷子的第一軸向端部20連接且在鑷子的第二軸向端部形成抓取鉗部22，以允許通過手動操縱鑷子12利用鉗部22抓取部件14。
分支16，18由導電材料製成且設置在確定的電位，例如接地。
依照本發明的教導，第一分支16包括至少一個用於通過靜電吸引抓取由導體或半導體材料製成的部件14的靜電抓取表面24，該部件14尤其是由基於矽的晶體材料製成的指針15。在被抓取以前，部件14放置在由導電材料製成的支承件(未示出)上，該支承件設置在對應於分支16，18的電位的確定電位，例如接地。
根據所示的實施例，靜電抓取表面24由覆蓋電極26的絕緣外皮30的外表面形成。電極26經由供電裝置28供給電流。
絕緣外皮30由電介質材料製成且完全覆蓋電極26。這裡絕緣外皮30具有平行六面體形狀。為了保證具有合理電壓的足夠的靜電吸引力，絕緣外皮30在電極26和靜電抓取表面24之間的厚度必須相對較小。
有利地，電極26和絕緣外皮30布置在第一分支16的外表面32上，從而靜電抓取表面24在與軸線A1相對的一側定向。絕緣外皮30由合成材料製成，其表面外觀設置成允許部件14和抓取表面24之間的非侵入式接觸，以便不會改變部件14的表面外觀。
根據這裡所示的實施例，供電裝置28由鑷子12的第一端部20承載且通過電線34與電極26電連接。供電裝置28包括例如可再充電的電池和高壓發電機(0.01-10kV)。
供電裝置28包括控制元件36，該控制元件使鑷子12的使用者能夠人工控制(M)對電極26的供電，以便產生對部件14的靜電吸引從而保持部件14壓靠靜電抓取表面24，如圖1和2所示。
應當指出，由於部件14例如顯示器指針15的重量較小，用於保持部件14壓靠靜電抓取表面24的靜電吸引力的強度相對較低。因此，在部件14的某些裝配操作期間，例如在將指針15裝配到心軸上期間，如果通過機械力例如夾持力將指針保持在心軸上的恰當位置，則不必對供電裝置18執行任何特定的控制策略以釋放部件14。
控制元件36可由開關構成，並且優選地，當使用者停止為電極26供電時，執行電能控制策略-例如通過產生多個減幅的交替脈衝-以便釋放部件14。
依照本發明的第一實施例的鑷子12的操作在下文闡述。
當使用者-通常是鐘錶匠-操作和裝配不是特別脆弱的部件14時，例如由黃銅製成的部件14，他使用傳統的鉗部22以抓取部件14並將部件14定位在鐘錶內，這僅僅通過用手指在鑷子12的分支16，18上施加機械壓力實現。
當使用者操作和裝配必須特別小心地對待以避免損壞或刮擦的部件14例如矽指針15時，他利用開關36控制對電極26的供電，從而通過在靜電抓取表面24上產生吸引力而使絕緣外皮30帶有電荷，該吸引力使部件14能夠被抓取而不需要在其上施加任何機械壓力。然後使用者可在鐘錶內移動部件14以將其定位，然後通過再次操縱開關36來釋放部件14。
應當指出，由於由導體或半導體材料製成的部件14放置在與分支16，18處於相同電位-這裡是接地-的支承件上，所以部件14本身接地。當靜電抓取表面24接近部件14時，對電極26的供電導致電極26和部件14之間具有電位差，這產生了電場和靜電吸引力。電荷出現在靜電抓取表面24上和部件14上。當靜電力足夠時，部件14將壓靠靜電抓取表面24。由於部件14內被移動的大部分電荷保留在部件14上，所以靜電吸引力得以保持，這使部件14能夠在被移動的同時保持壓靠在靜電抓取表面24上，直到通過操縱開關36而釋放。
現在說明圖3和4所示的第二實施例，並且特別涉及使第二實施例與第一實施例相區別的技術特徵。
根據第二實施例，供電裝置28相對於鑷子12偏置，電連接線34從鑷子12延伸到供電裝置28。此外，控制元件36由踏板38構成，該踏板38使使用者能夠根據他用腳施加在踏板38上的力改變靜電抓取表面24上的靜電吸引力的強度。
圖3示出支承件39，部件14在被抓取之前放置於其上。如前所述，支承件39與鑷子12的分支16，18設置在相同的電位，這裡是接地。
在第二實施例中，靜電抓取表面24具有至少一個導向部分40，42，用於迫使部件14佔據靜電抓取表面24上的確定的位置。
圖4示出第一和第二導向部分40，42，它們布置在靜電抓取表面24上以便形成用於虛線所示的指針15的互補腔室。
依照所示的示例，第一導向部分40在抓取表面24的整個寬度上延伸並且具有指針15的一個端部的形狀，該端部位於指針15的旋轉軸線一側。這裡第一導向部分40通過由兩個相對邊緣44，46限定的凹槽形成，該第一導向部分迫使指針15沿相對於軸線Al的橫向方向定向，如圖3所示。因此，指針15不僅通過靜電吸引力被保持在靜電抓取表面24上，而且還被保持在相對於靜電抓取表面24的確定的位置，這有助於使用者將指針15定位在鐘錶內以便裝配指針15。
依照所示的示例，第二導向部分42是具有半圓盤形狀的腔室，但是它可以採取與待操作的部件14的形狀相適應的任何其他形狀。
依照第二實施例的一種改進，第一導向部分40包括與指針15的心軸孔相對的用於接納心軸的軸向端部的孔口48，在該軸向端部上將安裝指針15。因此，當使用者定位指針15以便將其安裝在心軸上時，他可以在不直接貼靠心軸的端部的情況下利用鑷子12對指針15施加壓力。
這裡導向部分40，42形成為中空形狀，但是它們也可以製成肋部的形式，該肋部限定用於待操作的部件14的部分的互補腔室。
當然，導向部分40，42也可以布置在第一實施例的抓取表面24上。
有利地，靜電抓取表面24的至少一個部分屬於附加元件50，該附加元件可拆卸地固定在第一分支16上。依照所示出的示例性實施例，附加元件50由電介質材料製成的板組成，其卡扣配合在電介質材料製成的板52上。板52例如通過粘結固定在鑷子12的第一分支16上，並且包括接納電極26的腔室。附加元件50和板52一起形成封裝電極26的絕緣外皮30。
附加元件50的優點是它便於更換靜電抓取表面24，因此能夠使用其突出部分40，42適於待抓取的部件14的靜電抓取表面24。因此，如果希望操作矽制的輪，則僅需要將用於指針15的附加元件50更換為具有與待抓取的輪互補的部分40、42的附加元件50。
根據一種變型(未示出)，絕緣外皮30可完全以可拆卸的方式固定在鑷子12上，必要時，這使鑷子12能夠在沒有靜電抓取表面24的情況下進行使用。
現在參考第二實施例對根據本發明的抓取系統的操作進行描述。
為了抓取矽制的指針15，使用者移動靜電抓取表面24接近載有指針15的支承件，使指針15與第一導向部分40大致對準。同時，使用者踩壓踏板38以便對電極26供電並且逐漸增大靜電吸引力直到指針15壓靠靜電抓取表面24。由於吸引力並且由於第一導向部分40合適的形狀，指針15以適當的方式將自身定位在第一導向部分40內，從而該指針的心軸孔面向孔口48。
然後使用者利用鑷子12將指針15運送到指針在其中被裝配的鐘表內。然後使用者通過將指針15穿在心軸上直到心軸的自由端被容納在靜電抓取表面24的孔口48內，從而將指針15裝配到相應的鐘表心軸上。
當指針15被裝配完成時，使用者抬起踏板38以消除靜電吸引力並釋放指針15，指針15通過其適配性在任何情況下均被保持在心軸上，這類似於釘入(driving in)。
本發明是參考僅在第一分支16上包括靜電抓取表面24的鑷子12進行說明的。當然，鑷子12的第二分支18也可包括與前文所述類似的靜電抓取表面24。該第二分支可包括與第一分支16的導向部分不同的導向部分40、42，這將增加使用同一鑷子12通過靜電吸引所能夠抓取的部件的數目。
權利要求
1.用於抓取和裝配鐘錶內的至少一個部件(14，15)的鑷子(12)，包括第一分支(16)和第二分支(18)，該第一分支和第二分支在鑷子(12)的第一端部(20)連接且在鑷子(12)的第二端部形成抓取鉗部(22)，以便能夠通過手動操作鑷子(12)由使用者用手指在鑷子(12)的分支(16，18)上施加機械壓力來利用鉗部(22)抓取部件(14，15)，其特徵在於，第一分支(16)包括至少一個靜電抓取表面(24)，該靜電抓取表面用於通過靜電吸引抓取由半導體材料製成的部件(14，15)。
2.用於抓取和裝配鐘錶內的至少一個部件(14，15)的鑷子(12)，包括第一分支(16)和第二分支(18)，該第一分支和第二分支在鑷子(12)的第一端部(20)連接且在鑷子(12)的第二端部形成抓取鉗部(22)，以便能夠通過手動操作鑷子(12)由使用者用手指在鑷子(12)的分支(16，18)上施加機械壓力來利用鉗部(22)抓取部件(14，15)，其特徵在於，第一分支(16)包括至少一個靜電抓取表面(24)，該靜電抓取表面用於通過靜電吸引抓取由導電材料製成的部件(14，15)；並且，該靜電抓取表面(24)由合成絕緣材料製成。
3.根據權利要求1或2所述的鑷子，其特徵在於，靜電抓取表面(24)布置在所述分支(16)的外表面一側。
4.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，靜電抓取表面(24)具有至少一個導向部分(40，42)，該導向部分用於迫使部件(14，15)佔據靜電抓取表面(24)上的確定位置。
5.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，該鑷子用於將手錶指針(15)裝配到心軸上，該靜電抓取表面(24)包括至少一個孔口(48)，當將指針(15)定位在心軸上時該孔口用於使心軸通過。
6.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，靜電抓取表面(24)的至少一個部分屬於附加元件(50)，該附加元件可拆除地固定在第一分支(16)上。
7.根據權利要求6所述的鑷子(12)，其特徵在於，附加元件(50)通過卡扣配合固定在第一分支(16)上。
8.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，所述分支(16，18)由導電材料製成。
9.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，靜電抓取表面(24)由電絕緣材料製成，以便不改變待抓取部件(14，15)的表面外觀。
10.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，第一分支(16)包括由供電裝置(28)供給電流的電極(26)和由電介質材料製成的覆蓋電極(26)的絕緣外皮(30)；並且，該絕緣外皮(30)包括形成所述靜電抓取表面(24)的外表面。
11.根據權利要求10所述的鑷子(12)，其特徵在於，供電裝置(28)由鑷子(12)承載。
12.根據權利要求10所述的鑷子(12)，其特徵在於，電極(26)連接到相對於鑷子(12)偏置的供電裝置(28)上。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，控制在靜電抓取表面(24)上產生的靜電吸引力的強度的元件(36)布置在鑷子(12)上。
14.根據上述權利要求中任一項所述的鑷子(12)，其特徵在於，第二分支(18)也包括靜電抓取表面(24)。
15.靜電抓取系統(10)，其特徵在於，該系統包括根據權利要求10至12中任一項所述的鑷子(12)；並且該系統包括相對於鑷子(12)偏置的元件(36)，該元件控制在靜電抓取表面(24)上產生的靜電吸引力的強度。
16.根據權利要求15所述的靜電抓取系統(10)，其特徵在於，所述控制元件(36)是踏板(38)，該踏板(38)根據施加到踏板(38)上的壓力改變靜電吸引力。
17.根據權利要求15或16所述的靜電抓取系統(10)，其特徵在於，鑷子(12)的第二分支(18)也包括靜電抓取表面(24)。
全文摘要
本發明涉及用於抓取和裝配鐘錶內的至少一個部件(14)的鑷子(12)和抓取系統(10)，包括第一和第二分支(16，18)，它們在鑷子(12)的第一端部(20)連接且在鑷子(12)的第二端部形成抓取鉗部(22)，以便能夠通過手動操作鑷子(12)利用鉗部(22)抓取部件(14)，其特徵在於，第一分支(16)包括至少一個靜電抓取表面(24)，該靜電抓取表面用於通過靜電吸引抓取由導體或半導體材料製成的部件(14)。
文檔編號G04D1/02GK101082808SQ20071013886
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月11日 優先權日2006年5月12日
發明者F·布隆德奧, M·洛倫齊尼 申請人:Eta瑞士鐘錶製造股份有限公司