[发明专利]纺织结构元件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种纺织结构元件。

机械和气动的结构元件是已知的，其主要用于自动系统中，所述自动系统还使用机器人，例如，用于操纵物品。

线性运动的目的例如是将物品从位置A移到位置B或者握持物品或者确保物品在空间里稳定或者诸如此类的。为了实现这一目的，采用复杂的驱动、构造或控制，直接经由旋转、平移、枢轴连接或间接借助液压设备、链条传动或气动气缸来实现相应的运动。为此机械零件传统上广泛用于工程，它们常常趋于磨损并且还昂贵，且除此之外常常需要大量消耗在传感器和精度控制上。

还公知的是由金属、箔、混凝土等制成的用于空间结构的构造的结构元件，所述空间结构例如是房屋、工厂厂房、墙壁、隔壁等，这些空间结构共同特征是，通常包括对支撑设备或骨架支撑件的需求。这些空间结构中的一些在没有一些破坏的情况下不能被拆卸和/或甚至在拆卸之后不再可用。

本发明的目的在于提出纺织结构元件及其制造方法，其中，该纺织结构元件和方法避免了或至少大大减小了现有技术的已知缺点。

该目的首先由如权利要求1中所述的纺织结构元件实现，所述纺织结构元件即为以纺织伸展元件和纺织支撑元件为特征的纺织结构元件，所述伸展元件和所述支撑元件局部彼此连接，从而允许至少一个可充气的伸展元件和/或支撑元件至少部分地在空间上膨胀。根据本发明的结构元件的使用允许有利地通过气动或液压致动并且通过被容纳在空气膨胀中的结构元件而在没有使用用于构造元件或多个结构元件的附加支架的情况下构造空间结构以及附带地与气袋或空气室结构的加压结合来实现握持功能和线性运动的施加。

在本发明的一个有利实施方式中，纺织结构元件的特征在于能被缩短的一体式伸展元件和空间上可伸展的或恒定的一体式支撑元件。根据本发明，所述伸展元件在该装置中变短，因而导致牵引，而所述支撑元件例如在空间中沿一个方向延伸，并且导致沿另一方向的缩短。这些效应能用来提高由伸展元件和支撑元件形成的运动，因为这些元件设计成由于沿水平或竖直方向的压力而间歇地连接在一起，或者“成为三维”。另外，纺织结构元件的成形可能性可能改变，以提高它们的使用机会。本装置中根据本发明提出的“拱形纺织”也能被理解为“纺织肌肉”，其表示这样的致动器，这些致动器借助高度灵巧且缓和的手段实现与成本低廉结合的低磨损，从而几乎不需要感测控制。

本发明的另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于，所述纺织伸展元件和/或所述纺织支撑元件构造为编织成一体件的包括气袋或空气室的单个且多层的编织纺织片材（OPW=一体式编织技术）。

包括支撑元件和伸展元件的根据本发明的结构元件由例如可充气和不可充气的元件结合在一起。OPW制造阶段能有利地由缝合方法扩展，即，OPW结构元件与利用纺织片材的片段缝合的空气室的特定结合。对成形结合的纺织结构元件的响应由可充气的伸展元件或支撑元件的气动配设来控制。成形也可以通过相应地顺应可充气和不可充气的部件的结合来确定。

在本发明的有利变型中，还可想到包括呈非纺织元件的形式的支撑元件（诸如轻质轮廓、圆柱、管等）。

在本发明的另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有伸展元件的第一织物层、具有支撑元件的第二织物层以及具有伸展元件的第三织物层。该构造同时导致当该构造例如处于空闲状态时呈平坦的结构元件，例如取决于第一或第三层织物的致动，结构元件产生向上（凸起的）或向下（凹入的）的表面曲率。在这方面通过例如设计具有不可缩的、所谓的“无源的”伸展元件的第一织物层（其长于第三层织物的伸展元件）得到的示例性构造现在使得，在第三层织物的伸展元件被致动（即，充气）时无源伸展元件有可能被拉紧，从而具有如下效果，即，第一伸展元件确定纺织结构元件的最大弯曲程度。

在本发明的又另一实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有支撑元件的第四织物层，所述第四织物层有利地提高了结构元件的稳定性。

在本发明的再另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有不可充气伸展元件的第一织物层、具有不可充气支撑元件的第二织物层以及具有不可充气伸展元件的第三织物层。该变型有利地提供了纺织结构元件的预定端位置，从而在支撑元件充气到最大时达到恒定的拱形结构。

在本发明的又另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有第四，可充气支撑元件的织物层和具有第五，可充气伸展元件的织物层。该变型代表有利地提高上述的结构元件的稳定性的变型。