可塑形设备制造技术

本发明专利技术公开了一种设备，所述设备可包括主体和第一部分。所述第一部分可联接到所述主体并且能够随所述主体移动。所述第一部分可包括硬化材料和层。所述硬化材料可定位在由包层限定的腔室中，所述包层是由不透气材料形成的。所述腔室内的压力能够在至少较低压力状态与较高压力状态之间变化。在所述较高压力状态下，所述材料是相对柔性的，而在所述较低压力状态下，所述材料可相对地不如在所述较高压力状态下柔性。所述层能够由所述硬化材料操纵。更具体地，当所述腔室内的所述压力处于所述较高压力状态时，所述层可具有第一状态。在所述第一状态下，所述层能够通过目标表面成形以呈现可基本上与所述目标表面匹配的期望形状。当所述腔室内的所述压力处于所述较低压力状态时，所述层可具有第二状态。在所述第二状态下，所述层可维持所述期望形状并且可远不如在所述第一状态下可成形。

Plastic molding equipment

The invention discloses an apparatus which may include a body and a part. The first part can be connected to the main body and can move with the main body. The first part may include hardening materials and layers. The hardening material can be positioned in a cavity defined by a cladding, which is formed by an impermeable material. The pressure in the chamber can vary between at least a lower pressure state and a higher pressure state. In the higher pressure state, the material is relatively flexible, while in the lower pressure state, the material may be relatively less flexible than in the higher pressure state. The layer can be manipulated by the hardening material. More specifically, when the pressure in the chamber is in the higher pressure state, the layer may have a first state. In the first state, the layer can be formed through the target surface to present a desired shape that can substantially match the target surface. When the pressure in the chamber is in the lower pressure state, the layer may have a second state. In the second state, the layer can maintain the desired shape and can be formed much less than in the first state.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可塑形设备
本文档整体涉及但不以限制的方式涉及可塑形设备和相关方法。更具体地并且非限制性地，本文档涉及被构造成形成为可基本上与目标表面匹配的期望形状的设备，并且然后该设备可保持期望形状以执行用于制造和其他目的的各种应用。
技术介绍
一些现有的可塑形设备在不透气包层中采用分立的粒子(即，块状介质)，该分立的粒子通常可相对于彼此自由运动，但当包层的内部压力降低到低于环境压力时，“堵塞”在一起并且抵抗相对运动。块状介质的这种堵塞已经被提议用于多种产品，从婴儿的医疗约束(美国专利4,885,811)到四肢复原(美国专利4,657,003)到手术期间稳定患者(美国专利6,308,353)到机器人端部执行器(美国专利公布2010/0054903)。块状介质堵塞的一个显著的缺点是填充有块状介质的设备需要有较大的体积。因此，块状介质本身不能很好地适用于所有应用。其他现有装置或系统在较薄形状因数中采用抗弯刚度变化。通过将材料片放在包层中并移除包层中的空气(例如，如在美国专利公布2012/0310126和Ou等人的“jamSheets：ThinInterfaceswithTunableStiffnessEnabledbyLayerJamming，”TEI′14Proceedingsofthe8thInternationalConferenceonTangible，EmbeddedandEmbodiedInteraction，pages65-72，AssociationforComputingMachinery(ACM)，Feb2014)(“堵塞片材：具有通过层的堵塞启用的可调谐刚度的薄接口”，《TEI′14第八届国际有形嵌入式及实体互动会议论文集》，第65至第72页，美国计算机协会(ACM)，2014年2月)，可实现具有可变抗弯刚度的相对薄的制品。这些制品在未堵塞状态下通过允许多个薄材料层相对于彼此滑动来实现低的抗弯刚度，但具有高的杨氏模量(或拉伸模量)。然而，由于这些单独的层即使在未堵塞状态下也各自具有高的总杨氏模量，并且它们在平面内的一个或多个轴线上基本上连续，因此它们在薄制品的该平面或主表面内不容易延展。由于单独的层缺乏这种延展性，因此这些层的贴合性也受到限制。因此，这些层只能通过生成皱纹、而不是通过平滑连续地呈现任意形状来呈现复杂形状。所有这些可塑形装置已用于将物体保持就位或用于具有可变程度的刚度。这些装置均未针对任何目的而用于复制表面的轮廓(2D)或复杂的几何形状(3D)。浇铸和模塑已经用于复制表面的形成，但这些技术是永久性的并且不容易从一个表面改变成另一个表面。概述本专利技术人已经认识到，除其他方面以外，多种应用还可受益于具有刚度的材料或装置，该刚度可从第一(柔性)状态变为第二(更为刚性)状态，在该第一状态下，材料可塑形成所需形状，在该第二状态下，可保持或固定为该所需形状。此类应用可包括例如砂磨、填充、修光和模塑。本专利技术人已经开发出可塑形装置，该装置整合了功能层、功能层的操纵装置以及应当允许功能层复制目标表面的形状的触发装置。然后，该装置应当使用该复制的形状来执行可用的功能(例如，砂磨、填充、修光、模塑等)。更具体地，本专利技术人已经开发出用于捕获目标表面的期望形状(例如，通过迫使设备的第一部分抵靠目标表面，其中第一部分处于可适形于目标表面的柔性状态下)并保持该期望形状以用于多种应用的装置和方法。通过重力、使用者的手或一些实施方案中另外的机构可以提供这种强迫力。如此，本公开整体涉及可使用可塑形层和其他可塑形结构的设备和相关方法。根据一个实施方案，设备可包括主体和第一部分。第一部分可联接到主体并且能够随该主体移动。第一部分可包括硬化材料和层。硬化材料可定位在由包层限定的腔室中，该包层是由不透气材料形成的。腔室内的压力能够在至少较低压力状态与较高压力状态之间变化。在较高压力状态下，材料是相对柔性的，而在较低压力状态下，材料可相对地不如在较高压力状态下柔性。层能够由硬化材料操纵。更具体地，当腔室内的压力处于较高压力状态时，层可具有第一状态。在第一状态下，层能够通过目标表面成形以呈现可基本上与目标表面匹配的期望形状。当腔室内的压力处于较低压力状态时，层可具有第二状态。在第二状态下，层可维持期望形状并且可远不如在第一状态下可成形。根据本公开的一些方面，硬化材料可包括相对薄的片材、纤维、薄片材条带、块状介质的分立颗粒等中的一种和/或它们的组合。层可包括包层、邻近直接或间接地与其连接的硬化材料的制品、第一部分的外部接合表面或用各种附加层或材料涂覆或以其他方式覆盖的中间层。此类层或材料可形成例如第一部分的外部接合表面。因此，在一个实施方案中，磨料层可设置在并且固定到该层上。在此类实施方案中，设备可用于用磨料层砂磨物体的表面。在层具有期望形状并且腔室处于较低压力状态时可进行砂磨。在另一个实施方案中，本专利技术公开了将设备用作复制块的方法。该方法可包括提供设备，该设备包括主体和联接到主体的第一部分。该方法还可包括将气体传送到或传送出第一部分内的腔室，使得腔室具有至少较低压力状态和较高压力状态。在较高压力状态下，设置在腔室内的硬化材料可以是相对柔性的，而在较低压力状态下，硬化材料可相对地不如在较高压力状态下柔性。在腔室处于较高压力状态情况下，可通过迫使层抵靠目标表面以呈现可基本上与目标表面匹配的期望形状来使层形成为期望形状。该方法可通过改变硬化材料的柔性来修改第一部分的层的柔性，以维持层的期望形状。本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。本概述不旨在提供本专利技术的排他或穷尽的说明。包含具体实施方式以提供关于本专利申请的更多信息。附图说明图1是根据本公开的一个实施方案的具有主体和可成形第一部分的本公开的设备的透视图。图1A是图1的设备的平面图。图1B是包括主体和第一部分的图1A的设备的横截面图。图2A至图2C示出了根据一个实施方案的第一部分的元件，示出了包括设置在不透气包层中的重叠片材的硬化材料。图2D和图2E示出了根据另一个实施方案的第一部分的元件，其中硬化材料包括设置在不透气包层中的纤维。图3是根据本公开的一个实施方案的包括包层和硬化材料的气动系统的示意图。图4是方法图，该方法使用设备复制形状，然后保持该复制的形状并将其用于本文所讨论的各种应用中的一种。图5是根据本公开的一个实施方案的片材构造的俯视平面图，其中片材被图案化以包括实心区域和空隙区域。图5A是图5的片材构造的放大图，该图示出了可沿大致彼此平行的轴线不间断地延伸的实心区域，以及可沿大致彼此平行的轴线延伸并且被大致取向成平行于实心区域的轴线延伸的空隙区域。图6是根据本公开的一个实施方案的本公开的设备的透视图，该设备具有主体和可成形的第一部分，其中通过将第一部分的一个或多个边缘与主体联接沿着至少一个轴线向该第一部分提供附加刚度。图6A是图6的设备的平面图，并且除主体和第一部分之外，该图还示出设备的第二部分。图7是根据本公开的一个实施方案的本公开的设备的透视图，该设备具有主体和可成形的第一部分，该主体和该第一部分以类似于图6和图6A的实施方案的方式构造，并且该设备另外包括填充有材料的第二部分。图7A是图7的设备的平面图。图8是根据本公开的一个实施方案的本公开的设备的透视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，所述设备包括：主体；和第一部分，所述第一部分联接到所述主体并且能够随所述主体移动，所述第一部分包括：硬化材料，所述硬化材料定位在由包层限定的腔室中，所述包层是由不透气材料形成的，其中所述腔室内的压力能够至少在较低压力状态与较高压力状态之间变化，在所述较高压力状态下，所述材料是相对柔性的，而在所述较低压力状态下，所述材料相对地不如在所述较高压力状态下柔性，和层，所述层能够由所述硬化材料操纵，当所述腔室内的压力处于所述较高压力状态时，所述层具有第一状态，在所述第一状态下，所述层能够通过目标表面成形以呈现基本上与所述目标表面匹配的期望形状，当所述腔室内的压力处于所述较低压力状态时，所述层具有第二状态，在所述第二状态下，所述层维持所述期望形状并且远不如在所述第一状态下可成形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.24 US 62/312,9111.一种设备，所述设备包括：主体；和第一部分，所述第一部分联接到所述主体并且能够随所述主体移动，所述第一部分包括：硬化材料，所述硬化材料定位在由包层限定的腔室中，所述包层是由不透气材料形成的，其中所述腔室内的压力能够至少在较低压力状态与较高压力状态之间变化，在所述较高压力状态下，所述材料是相对柔性的，而在所述较低压力状态下，所述材料相对地不如在所述较高压力状态下柔性，和层，所述层能够由所述硬化材料操纵，当所述腔室内的压力处于所述较高压力状态时，所述层具有第一状态，在所述第一状态下，所述层能够通过目标表面成形以呈现基本上与所述目标表面匹配的期望形状，当所述腔室内的压力处于所述较低压力状态时，所述层具有第二状态，在所述第二状态下，所述层维持所述期望形状并且远不如在所述第一状态下可成形。2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括磨料层，所述磨料层设置在所述层上并且固定到所述层。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述主体被构造为所述设备的柄部，并且能够由使用者的手抓握以在所述层处于所述第二状态的情况下沿物体的表面移动所述磨料层。4.根据权利要求2所述的设备，所述设备还包括装置，所述装置被可操作地构造成为所述第一部分的移动供能，其中所述装置被构造成抵靠所述目标表面至少振动所述磨料层。5.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括孔口，所述孔口被定位成使所述腔室与环境流体联接，并且其中所述较低压力状态包括其中空气已经由所述孔口从所述腔室被抽空的基本上真空的状态。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述硬化材料包括至少两个片材，所述至少两个片材以至少部分重叠的构造定位在所述腔室中，并且其中在所述较高压力状态下，所述至少两个片材能够相对于彼此相对地移动，并且在所述较低压力状态下，所述至少两个片材相对地不如在所述较高压力状态下能够相对于彼此移动。7.根据权利要求6所述的设备，其中每个片材包括主表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·R·科里根，马克·A·伊格兰，保罗·D·格雷厄姆，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US