TWI721360B - 自動整平鞋帶的穿鞋帶方法及其系統 - Google Patents

自動整平鞋帶的穿鞋帶方法及其系統 Download PDF

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許千昱
張文堡
王耀鑫
徐偉信
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Abstract

一種自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，包含設置一鞋面的一承載單元、一機械手臂單元，及至少一勾爪單元。該機械手臂單元用於夾持一鞋帶的至少一端部，使該至少一端部依循一穿孔路徑行進，而通過該鞋面的數鞋帶孔。該勾爪單元包括一勾爪，在該鞋帶的該至少一端部依循該穿孔路徑行進時，該勾爪用於勾掛該鞋帶的一可撓部，且相對該鞋面在一起始位置與一終點位置間位移，在該起始位置時，該勾爪遠離該鞋面，在該勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該勾爪拉張鞋帶，在該終點位置時，該勾爪鄰近該鞋面且脫離該鞋帶。藉此，通過拉張該鞋帶的勾爪，使該鞋帶不會任意扭轉，進而提升穿置在該鞋面時的平整性，及美觀性。

Description

自動整平鞋帶的穿鞋帶方法及其系統
本發明是有關於一種穿鞋帶方法及其系統，特別是指一種自動整平鞋帶的穿鞋帶方法及其系統。
消費者在購買新鞋時，鞋子與鞋帶通常是分離的狀態，因此，為了省略消費者還要自行穿設鞋帶的不便，在目前鞋子的製程中，發展出一種自動化的穿鞋帶機，例如中國公告號第103876393號專利案，或中華民國專利號第I629947號專利案等。
惟，由於一般的鞋帶都具有撓性，且長度較長，因此，在自動穿鞋帶時，該鞋帶很容易朝任意方向扭轉，尤其是扁形的鞋帶，在扭轉後，扭轉部分的鞋帶寬度就會縮減，不但影響穿置在該鞋子時的平整性，容易產生異物感外，且在外觀上也較不美觀。
因此，本發明的目的，即在提供一種能夠提升平整性的自動整平鞋帶的穿鞋帶方法及其系統。
本發明之自動整平鞋帶的穿鞋帶方法，包含下列步驟：(a)設置一鞋面與一鞋帶，該鞋面包括數鞋帶孔，該鞋帶包括二端部，及連接該等端部的一可撓部；(b)通過一機械手臂單元夾持該鞋帶的該至少一端部依循一穿孔路徑行進，該穿孔路徑用於使該可撓部勾掛在至少一勾爪，及通過該鞋面對應的鞋帶孔；(c)在該鞋帶的該至少一端部依循該穿孔路徑行進同時，驅動該至少一勾爪相對該鞋面在一起始位置與一終點位置間位移，在該起始位置時，該至少一勾爪遠離該鞋面，在該至少一勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該至少一勾爪拉張鞋帶該可撓部，在該終點位置時，該至少一勾爪鄰近該鞋面且脫離該鞋帶；及(d)重複步驟(b)~步驟(c)，至該至少一端部通過該鞋面預定數目的鞋帶孔後，使該可撓部穿設在該鞋面。
本發明之自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，適用於將一鞋帶穿設於一鞋面，該鞋帶具有二端部，及連接該等端部的一可撓部，該鞋面具有供該鞋帶穿設的數鞋帶孔，該穿鞋帶系統包含：一承載單元、一機械手臂單元，及至少一勾爪單元。
該承載單元供設置該鞋面。
該機械手臂單元用於夾持該鞋帶的該至少一端部，使該 至少一端部依循一穿孔路徑行進，該穿孔路徑用於使該至少一端部通過該鞋面對應的鞋帶孔，至該至少一端部通過該鞋面預定數目的鞋帶孔後，使該可撓部穿設在該鞋面。
該至少一勾爪單元包括一勾爪，及驅動該勾爪沿一軸線方向移動的一位移驅動組，在該鞋帶的該至少一端部依循該穿孔路徑行進時，該勾爪用於勾掛該鞋帶的可撓部，且相對該鞋面在一起始位置與一終點位置間位移，在該起始位置時，該勾爪遠離該鞋面，在該勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該勾爪拉張鞋帶該可撓部，在該終點位置時，該勾爪鄰近該鞋面且脫離該鞋帶。
本發明之功效在於：通過拉張該鞋帶的勾爪，使該鞋帶不會任意扭轉，進而提升穿置在該鞋面時的平整性，及美觀性。
1:鞋帶
11:端部
12:可撓部
121:帶面
2:鞋面
21:鞋帶孔
3:承載單元
31:治具
32:夾持組
4:機械手臂單元
5:勾爪單元
51:勾爪
533:滑塊
534:齒輪
535:位移馬達
536:壓缸
537:活塞桿
54:翻轉驅動組
541:翻轉馬達
55:位移驅動組
551:筒座
552:第一磨擦輪
553:位移馬達
554:彈性元件
511:桿件
512:倒勾
513:小徑段
514:大徑段
515:筒件
516:彈性元件
52:脫勾驅動組
521:轉盤
522:脫勾馬達
53:位移驅動組
531:滑軌
532:齒條
56:翻轉驅動組
561:第二磨擦輪
562:翻轉馬達
6:中控單元
701~706:步驟流程
X:第一軸線
Y:第二軸線
Z:第三軸線
L1:中心線
L2:中心線
θ:角度
圖1是一張立體示意圖，說明本發明自動整平鞋帶的穿鞋帶系統的一實施例；圖2是該實施例的一張部份俯視圖；圖3是該實施例的一張部份前視圖；圖4是該實施例的一張控制方塊示意圖；圖5是該實施例的一張流程示意圖； 圖6是該實施例的一張部份俯視圖；圖7~圖11是該實施例的動作示意圖；圖12是該實施例中一勾爪單元之第二種變化例的一張局部立體圖；圖13是該實施例中該勾爪單元之第三種變化例的一張局部立體圖；圖14是該實施例中該勾爪單元之第四種變化例的一張局部立體圖；及圖15是該實施例中一勾爪的一張局部剖視圖。
參閱圖1、圖2、圖3與圖4，本發明自動整平鞋帶的穿鞋帶系統的一實施例，適用於將一鞋帶1穿設於一鞋面2。該鞋帶1包括二端部11，及連接該等端部11的一可撓部12。該可撓部12具有二扁平的帶面121。該鞋面2具有供該鞋帶1穿設的數鞋帶孔21。該穿鞋帶系統包含一承載單元3、一機械手臂單元4、沿一第一軸線X方向配置的二勾爪單元5，及一中控單元6。
該承載單元3包括供該鞋面2設置在一治具31，及沿一第二軸線Y方向排列成二排且位於該治具31兩側的數夾持組32。藉此，供該鞋帶1的每一端部11可脫離地定位在其中一對應的夾持組 32。該第二軸線Y垂直於該第一軸線X。
在本實施例中，該機械手臂單元4用於依序夾持該鞋帶1的該其中一端部11與該另一端部11，使該每一端部11脫離對應的夾持組32，並依循一穿孔路徑行進，至定位在另一對應的夾持組32。該穿孔路徑用於使該其中一端部11通過該鞋面2對應的鞋帶孔21。
值得說明的是，前述機械手臂單元4夾持該鞋帶1的每一端部11，通過該鞋面2預定數目之鞋帶孔21的技術，非本案申請的技術特徵，且已揭示在相關前案，如中華民國專利號第I629947號專利案、中華民國專利號第I611888號專利案、中華民國專利號第I629015號專利案，由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。
應當注意的是，該機械手臂單元4不限於一個，在本實施例的其它變化例中，也可以是二個，分別夾持對應之鞋帶1的端部11，而減少穿鞋帶1的時間。
該等勾爪單元5設置在該承載單元3，且沿該第一軸線X方向相間隔而位於該鞋面2的兩側。每一勾爪單元5包括一勾爪51、一脫勾驅動組52、一位移驅動組53，及一翻轉驅動組54。
該勾爪51具有沿一中心線L1延伸的一桿件511，及設置在該桿件511一端且開口朝向一側的一倒勾512。該中心線L1平行 於該第一軸線X，且該勾爪51沿該中心線L相對該鞋面2在一起始位置(如圖2、圖5)與一終點位置(如圖8)間位移，在該起始位置時，該勾爪51的倒勾512遠離該鞋面2，在該終點位置時，該勾爪51的倒勾512鄰近該鞋面2。
該脫勾驅動組52具有一轉盤521，及驅動該轉盤521轉動的一脫勾馬達522。該轉盤521以垂直於該中心線L1的另一中心線L2為中心轉動。該中心線L2平行於垂直於該第一軸線X與該第二軸線Y的一第三軸線Z。
該位移驅動組53安裝在該轉盤521上，並具有沿該第一軸線X方向延伸且相互平行的一滑軌531與一齒條532、可滑行的連接於該滑軌531且供該勾爪51安裝的一滑塊533、與該齒條532嚙合的一齒輪534，及安裝在該滑塊533上且用於驅動該齒輪534轉動的一位移馬達535。
該翻轉驅動組54安裝在該轉盤521上，並具有一翻轉馬達541。該翻轉馬達541安裝在該滑塊533且連接於該勾爪51之桿件511，並用於驅動該勾爪51的桿件511以該中心線L1為中心轉動一角度θ。在本實施例中，該角度θ介於85~95度。
應當注意的是，該等勾爪單元5不限於二個，在本實施例的其它變化例中，也可以一個，且配合所夾持之端部11的位置，依循一U形路徑，在該鞋面2二側間位移。
參閱圖3與圖4，該中控單元6電連接該機械手臂單元4與該等勾爪單元5的脫勾馬達522、該位移馬達535，及該翻轉馬達541，且規畫該機械手臂單元4該穿孔路徑，及控制該脫勾馬達522、該位移馬達535，及該翻轉馬達541動作。
參閱圖2、圖4與圖5，本發明自動整平鞋帶的穿鞋帶方法，步驟如下：
步驟701：使該鞋面2與該鞋帶1設置在該承載單元3上。
步驟702：參閱圖1、圖3、圖6與圖7，該中控單元6控制該機械手臂單元4夾持該鞋帶1的該其中一端部11依循規畫的穿孔路徑行進，使該可撓部12在行進過程中，繞經且勾掛在位於該起始位置且對應之勾爪51的倒勾512上。此時，該倒勾512朝該中心線L方向延伸，且抵靠在該可撓部12的該其中一帶面121上，使與該可撓部12接觸的帶面121同樣沿該中心線L方向延伸。
步驟703：在該鞋帶1的該其中一端部11依循該穿孔路徑行進同時，該中控單元6會先控制對應之勾爪單元5的該位移馬達535驅動該齒輪534轉動，使該齒輪534通過與該齒條532的嚙合關係，驅動該滑塊533帶動該勾爪51沿該第一軸線X方向依循該滑軌531移動，而相對該鞋面2由該起始位置朝該終點位置位移。
此時，由於該鞋帶1的該其中一端部11被該機械手臂單元4夾持而朝該鞋面2的鞋帶孔21方向移動，因此，該勾爪51的倒 勾512會相對於該可撓部12產生反向於該其中端部11行進方向的作用力，使該鞋帶1的可撓部12被拉張，而呈緊繃的拉張狀態。
步驟704：參閱圖1、圖3與圖9，在該勾爪51由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該中控單元6接著會控制該翻轉馬達541驅動該勾爪51的桿件511轉動該角度θ，使該倒勾512帶動該可撓部12的帶面121翻轉約90度，藉此，該其中一帶面121會面向該鞋面2。
步驟705：參閱圖1、圖3與圖10，在該勾爪51位移至該終點位置時，該中控單元6會控制該脫勾馬達522驅動該轉盤521轉動，使該轉盤521上的位移驅動組53、翻轉驅動組54反向於該中心線L1方向偏移，進而驅動該勾爪51的倒勾521反向於開口方向偏移，而脫離該鞋帶1。
參閱圖6~圖11，藉此，只需重複步驟702~步驟705，使該鞋帶1的每一端部11依循規畫的穿孔路徑行進，至該可撓部12交錯地通過該鞋面2預定數目的鞋帶孔21後，該可撓部12就能夠以其中一帶面121朝向該鞋面2的方式，平整地穿設在該鞋面2。
應當注意的是，每一勾爪單元5的位移驅動組53不限於以該位移馬達535配合該齒輪534與該齒條532驅動該勾爪51，也可以如圖12所示，以安裝在該轉盤521的一壓缸536驅動該勾爪51。在本實施例中，該壓缸536是一種汽壓缸，並具有連接於該滑 塊533且沿該中心線L1方向伸縮的一活塞桿537。藉此，該活塞桿537同樣能驅動該滑塊533依循該滑軌531移動，使該勾爪51在該起始位置與終點位置間位移。
在本實施例的第三種變化例中，每一勾爪單元5也可以如圖13所示，同樣包括該勾爪51、該脫勾驅動組52、該位移驅動組55，及該翻轉驅動組56。
該勾爪51的桿件511具有一小徑段513，及徑寬大於該小徑段513之徑寬的一大徑段514。
該位移驅動組55具有供該桿件511可位移地穿置的一筒座551、磨擦接觸於該桿件511之小徑段513的一第一磨擦輪552，及驅動該第一磨擦輪552轉動的一位移馬達553。
該翻轉驅動組56安裝在該筒座551上，並具有位於該桿件551一側且與該小徑段相513隔一間距的一第二磨擦輪561，及安裝在該筒座551且驅動該第二磨擦輪561轉動的一翻轉馬達562。
藉此，當該位移馬達553驅動該第一磨擦輪552轉動時，就可以藉由磨擦力，帶動該桿件511沿該中心線L1方向依循該筒座551移動，使勾爪51在該起始位置與終點位置間位移。
在該勾爪51由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該翻轉馬達562會驅動該第二磨擦輪561轉動，此時，由於該第二磨擦輪561不會與該桿件511的小徑段513接觸，因此，並不會對該 桿件511產生作用。當該勾爪51的大徑段514位移至相對該第二磨擦輪552時，該第二磨擦輪552會磨擦接觸於該桿件511的大徑段514，而驅動該桿件511以該中心線L1為中心轉動，使該倒勾512帶動該可撓部12的帶面121翻轉約90度，使該其中一帶面121面向該鞋面2。
應當注意的是，每一勾爪單元5的位移驅動組55不限於如圖13以該位移馬達553配合該第一磨擦輪552驅動該勾爪51，在本實施例的第四種變化例中，也可以如圖14所示，以抵靠在該桿件511之大徑段514與該筒座551間的一彈性元件554驅動該勾爪51拉張該鞋帶1。該彈性元件554恆產生使該勾爪51反向於該鞋面2方向位移的一偏壓力。藉此，由於該鞋帶1(如圖10)的該其中一端部11(如圖10)被該機械手臂單元4(如圖1)夾持而朝該鞋面2(如圖10)的鞋帶孔21(如圖10)方向移動，因此，繞經該勾爪51之倒勾512的可撓部12會克服該彈性元件554的偏壓力，而拉動該勾爪51由該起始位置位移至該終點位置，且通過前述偏壓力保持該鞋帶1呈緊繃的拉張狀態。
另外，該勾爪51的構造不限於如圖1~圖13所示，只具有該桿件511與該倒勾512，在本實施例的其它變化例中，也可以如圖15所示，還具有供該桿件511沿該中心線L1方向可位移地穿置的一筒件515，及抵靠在該筒件515與該桿件511間的一彈性元件 516。該彈性元件516恆產生使該勾爪512反向於該鞋面2(如圖10)方向位移的一偏壓力。藉此，在該勾爪51由該起始位置位移至該終點位置的過程中，通過前述偏壓力保持該鞋帶1呈穩定且緊繃的拉張狀態。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1:鞋帶
11:端部
12:可撓部
121:帶面
2:鞋面
21:鞋帶孔
3:承載單元
521:轉盤
53:位移驅動組
531:滑軌
532:齒條
533:滑塊
534:齒輪
535:位移馬達
31:治具
32:夾持組
5:勾爪單元
51:勾爪
511:桿件
512:倒勾
54:翻轉驅動組
541:翻轉馬達
X:第一軸線
Y:第二軸線
L1:中心線

Claims (13)

  1. 一種自動整平鞋帶的穿鞋帶方法，包含下列步驟：(a)設置一鞋面與一鞋帶，該鞋面包括數鞋帶孔，該鞋帶包括二端部，及連接該等端部的一可撓部；(b)通過一機械手臂單元夾持該鞋帶的該至少一端部依循一穿孔路徑行進，該穿孔路徑用於使該可撓部勾掛在至少一勾爪，及通過該鞋面對應的鞋帶孔；(c)在該鞋帶的該至少一端部依循該穿孔路徑行進同時，驅動該至少一勾爪相對該鞋面在一起始位置與一終點位置間位移，在該起始位置時，該至少一勾爪遠離該鞋面，在該至少一勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該至少一勾爪拉張鞋帶該可撓部，在該終點位置時，該至少一勾爪鄰近該鞋面且脫離該鞋帶；及重複步驟(b)~步驟(c)，至該鞋帶的每一端部通過該鞋面預定數目的鞋帶孔後，使該可撓部穿設在該鞋面。
  2. 如請求項1所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶方法，其中，該鞋帶的可撓部具有二帶面，步驟(c)的該至少一勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，還轉動一角度，使該其中一帶面面向該鞋面。
  3. 一種自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，適用於將一鞋帶穿設於一鞋面，該鞋帶具有二端部，及連接該等端部的一可撓部，該鞋面具有供該鞋帶穿設的數鞋帶孔，該穿鞋帶系統包含：一承載單元，供設置該鞋面； 一機械手臂單元，用於夾持該鞋帶的該至少一端部，使該至少一端部依循一穿孔路徑行進，該穿孔路徑用於使該至少一端部通過該鞋面對應的鞋帶孔，至該至少一端部通過該鞋面預定數目的鞋帶孔後，使該可撓部穿設在該鞋面；及至少一勾爪單元，包括一勾爪，及驅動該勾爪沿一第一軸線方向移動的一位移驅動組，在該鞋帶的該至少一端部依循該穿孔路徑行進時，該勾爪用於勾掛該鞋帶的可撓部，且相對該鞋面在一起始位置與一終點位置間位移，在該起始位置時，該勾爪遠離該鞋面，在該勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該勾爪拉張鞋帶該可撓部，在該終點位置時，該勾爪鄰近該鞋面且脫離該鞋帶。
  4. 如請求項3所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該位移驅動組具有沿該軸線方向延伸且相互平行的一滑軌與一齒條、可滑行的連接於該滑軌且供該勾爪安裝的一滑塊、與該齒條嚙合的一齒輪，及安裝在該滑塊上且用於驅動該齒輪轉動的一位移馬達，使該滑塊隨該齒輪轉動依循該滑軌位移。
  5. 如請求項3所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該位移驅動組具有沿該第一軸線方向延伸的一滑軌、可滑行的連接於該滑軌且供該勾爪安裝的一滑塊，及一壓缸，該壓缸具有連接於該滑塊且沿該第一軸線方向伸縮的一活塞桿，該活塞桿用於驅動該滑塊依循該滑軌位移。
  6. 如請求項3所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該 勾爪具有一筒件、沿該第一軸線方向可位移地穿置在該筒件的一桿件、設置在該桿件一端且用於拉張該鞋帶之可撓部的一倒勾，及抵靠在該筒件與該桿件間的一彈性元件，該彈性元件恆產生使該勾爪反向於該鞋面方向位移的一偏壓力。
  7. 如請求項4或5或6所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，該鞋帶的可撓部具有二帶面，其中，該勾爪具有沿一中心線延伸的一桿件，及設置在該桿件一端且用於拉張該鞋帶之可撓部的一倒勾，該中心線平行於該第一軸線，該至少一勾爪單元還包括一翻轉驅動組，該翻轉驅動組具有安裝在該滑塊的一翻轉馬達，在該勾爪由該起始位置朝該終點位置位移的過程中，該翻轉馬達用於驅動該桿件以該中心線為中心轉動一角度，使該倒勾帶動該其中一帶面面向該鞋面。
  8. 如請求項7所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該至少一勾爪單元還包括一脫勾驅動組，該脫勾驅動組具有承載該位移驅動組與該翻轉驅動組的一轉盤，及驅動該轉盤轉動的一脫勾馬達，轉盤以垂直相交於該中心線的另一中心線為中心轉動，使該勾爪的倒勾脫離該鞋帶的可撓部。
  9. 如請求項3所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該勾爪具有沿一中心線方向延伸的一桿件，及設置在該桿件一端且用於拉張該鞋帶之可撓部的一倒勾，該中心線平行於該第一軸線，該位移驅動組具有供該桿件可位移地穿置 的一筒座，及抵靠在該桿件與該筒座間的一彈性元件，該彈性元件恆產生使該勾爪反向於該鞋面方向位移的一偏壓力。
  10. 如請求項3所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該勾爪具有沿一中心線方向延伸的一桿件，及設置在該桿件一端且用於拉張該鞋帶之可撓部的一倒勾，該中心線平行於該第一軸線，該位移驅動組具有供該桿件可位移地穿置的一筒座、磨擦接觸於該桿件的一第一磨擦輪，及驅動該第一磨擦輪轉動的一位移馬達，該磨擦輪用於驅動該桿件位移。
  11. 如請求項9或10所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，該鞋帶的可撓部具有二帶面，其中，該至少一勾爪單元還包括一翻轉驅動組，且該桿件具有一小徑段，及徑寬大於該小徑段之徑寬的一大徑段，該翻轉驅動組具有位於該桿件一側且與該小徑段相隔一間距的一第二磨擦輪，及安裝在該筒座且驅動該第二磨擦輪轉動的一翻轉馬達，當該勾爪的大徑段位移至相對該第二磨擦輪時，該第二磨擦輪磨擦接觸於該桿件的大徑段，且驅動該桿件以該中心線為中心轉動一角度，使該倒勾帶動該其中一帶面面向該鞋面。
  12. 如請求項11所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，其中，該至少一勾爪單元還包括一脫勾驅動組，該脫勾驅動組具有承載該位移驅動組與該翻轉驅動組的一轉盤，及驅動該轉盤轉動的一脫勾馬達，轉盤以垂直於該中心線的另一中心線為中心轉動，使該勾爪的倒勾脫離該鞋帶的可撓部。
  13. 如請求項3所述的自動整平鞋帶的穿鞋帶系統，包含位於該鞋面二側的二勾爪單元。
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