BG3076U1 - Компактен безконтактен пневматичен хващач - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася до компактен безконтактен пневматичен хващач, състоящ се от блок за пневматично захранване (1) и корпус (2) с дюзи (3), като корпусът може да е монолитен или да е съставен, състоящ се от основа (11) и капак (12), или като модулна система, включваща основа (13), в която са монтирани вложки (14) и капак (12). Предимствата на предложеното решение в сравнение с подобни системи са: компактност - максимална дебелина от 3 mm, специално оформени дюзи, разположени радиално спрямо общ център и насочени към работна повърхнина, варианти на конструкцията, съобразени с технологии на изработването, гарантиращи значително повишена надеждност и по-ниска себестойност, дължащи се на използването на технологични детайли, лесно реализиране на различни варианти спрямо размера и теглото на манипулираните обекти.

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до безконтактен пневматичен хващач, характеризиращ се в сравнение с подобни системи с компактност, по-ниска себестойност, при запазена функционалност и надеждност, основана на използвания модулен принцип. Модулната конструкция позволява лесно реализиране на различни варианти спрямо размера и теглото на манипулираните обекти.

Предшестващо състояние на техниката

Устройствата за манипулиране на тънки плоски обекти са контактни или безконтактни. Контактните използват различни средства за реализиране на сила на придържане и повдигане на манипулирания обект, включително и при използване на пневматика (вакуумни хващачи). Съществен недостатък е контакта с манипулирания обект, който в някои случаи може да бъде недопустим. Известени са няколко конструкции на безконтактен пневматичен хващач, основани на принципа на Бернули, описани в US 7100954 В2, US 4566726 A, US 7168911 B1,US 7293811 В2 hUS 2013/0108409 Al. Те разглеждат конструкции на хващач, ползващ ефекта на Бернули за задържане, манипулиране и транспортиране наултра тънки обекти, като се използват водещи ръбове за подпомагане позиционирането им, или фрикционни подложки, които пречат на движението на манипулирания обект. Такива конструкции се състоят от няколко компоненти, оформящи канали и отвори за подвеждане на въздушната струя, така че да се образуват зони с подналягане (ефект на Бернули). Съществуващите конструктивни решения не са модулно изградени и не позволяват лесна промяна на броя на отворите.

Основен недостатък на тези системи е относително големият габарит по дебелина, което не позволява манипулиране на плътно подредени обекти. Друг недостатък на тези решения е сложната и скъпа конструкция поради използване на няколко компонента с относително комплексна геометрия. Освен високата себестойност на изделието, това не позволява лесно конфигуриране на система с различен набор отвори и размери.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се създаде безконтактен пневматичен хващач, имащ минимална дебелина, позволяваща манипулиране на обекти в ниски затворени пространства. Конструкцията на безконтактния пневматичен хващач е компактна и позволява опериране на ултра-тънки обекти при намалено околно пространство за по-лесно маневриране при манипулацията им.

Безконтактният пневматичен хващач работи при използване на принципа на Бернули, като се подава газ под налягане в посока, успоредна на близката повърхнина на манипулирания обект, като направляването на газ се реализира чрез подходящо оформени дюзи. Дюзите на хващача се използват за намаляване височината на канала, в който протича газа под налягане, и насочването му към работната зона. Създава се подналягане, поради високата скорост на флуида, като то притегля обекта към хващача. Силата на притегляне се балансира от теглото на манипулирания обект, без да се осъществява контакт между него и хващача.

Задачата на полезния модел се решава, като се създава безконтактен пневматичен хващач, работещ при използване на принципа на Бернули, който се състои от блок за пневматично захранване и корпус с дюзи, които са разположени радиално спрямо общ център и са насочени към работна повърхнина на корпуса. Дюзите са захранени с газ под налягане от блока за пневматично захранване, като са свързани с него през захранващи канали, разположени в корпуса. Дюзите имат дефлекторни повърхнини за направляване на поток от газ в работна зона, която е затворена между работната повърхнина на корпуса и повърхнина на манипулиран обект, като дефлекторните повърхнини са приспособени така, че газът при излизането си през секторно оформени прорези в работната повърхнина да създава равномерен ламинарен високоскоростен поток, водещ до хомогенно подналягане в работната зона, вследствие на принципа на Бернули. Съгласно полезния модел:

a. съотношението на височина на дюзата hl към височина на канала h2 - hl :h2 е в интервала от 1:15 до 1:5;

b. съотношението на промяна на площта на напречното сечение на дюзата А1 и на напречното сечение на канала А2 - А1 :А2 е в интервала от 1:8 до 1:4;

5453 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 01.2/31.01.2019

с. безконтактният пневматичен хващач има максимална обща дебелина в областта на захващане на манипулирания обект не по-голяма от 3 mm.

За предпочитане дюзите са не по-малко от 3 и не повече от 20 на брой.

Безконтактният пневматичен хващач е възможно да бъде изпълнен в три варианта - с монолитен корпус, съставен корпус и модулна конструкция - с използване на вложки, като така значително се повишава надеждността и се поевтинява изделието, поради използване на унифициран компонент, позволяващ лесно реконфигуриране, технологични други два компонента, позволяващи изработка от материали, които подобряват общите параметри на изделието.

Във варианта на изпълнение с монолитен корпус, дюзите са интегрирани в корпуса на хващача. Монолитната конструкция на корпуса на безконтактния пневматичен хващач се изпълнява чрез адитивни технологии, като гарантира висока степен на уплътняване на каналите, подвеждащи газа под налягане към работната зона, както и висока коравина на хващача.

Вторият вариант на изпълнение разделя монолитната конструкция на корпуса на два компонента, което позволява производството му чрез технологии, използващи отнемане на материал. В този вариант корпусът е изпълнен като съставна конструкция, съставена от основа, в която са оформени дюзите и захранващите канали, и капак с работната повърхнина, в който са оформени прорезите.

Третият вариант използва модулна система за безконтактен пневматичен хващач, включваща корпус, изпълнен като модулна конструкция, при която в основа със захранващи канали са монтирани вложки, в които са оформени дефлекторните повърхнини на дюзите, а в капак с работната повърхнина са оформени прорезите. Вложката е унифицирана и има относително сложна технологична геометрия и малки размери, което позволява да бъде изработена с необходимата точност, без увеличение на производствените разходи. Тази концепция позволява големите корпусни компоненти да бъдат с относително проста геометрия, чиято точност на изработка няма съществено отношение към функционалните параметри на изделието.

Предложеното решение използва три основни компонента - две плочи и набор от вложки - което значително намалява себестойността му, като дава възможност за лесно конфигуриране на различни като брой и разположение дюзи. Възможни решения са в диапазона от три до двадесет броя радиално разположени, на един и същ или различен диаметрален размер дюзи. Примерно решение е 10 дюзи, разположени на един общ диаметрален размер (фиг. 1).

Предимство на предложеното решение е, че опростената геометрия на корпусните компоненти намалява изискванията към механичната им обработка и позволява изпълнението им от по-широка гама материали. Концепцията позволява използване на композитни материали, което води до увеличаване на стабилността на конструкцията и намалява грешката при манипулиране и позициониране на безконтактно обработвания обект.

Пояснение на приложените фигури

По-подробно полезният модел е пояснен с примерни изпълнения на безконтактен пневматичен хващач, дадени като неограничаващи обхвата на полезния модел примери, с препратка към приложените фигури, където:

на фигура 1 е представена схемата на монолитен безконтактен пневматичен хващач;

на фигура 2 е представена конструкцията от фиг. 1 в разпаднат вид;

фигура 3 представя вариант на изпълнение на хващача, при което конструкцията на корпуса е разделена на два компонента;

фигура 4 представя вариант на изпълнение на безконтактния пневматичен хващач, включващ корпус, капак и вложки;

на фигура 5 е представена конструкцията от фиг. 4 в разпаднат вид.

Пример за изпълнение на полезния модел

Безконтактният пневматичен хващач (фиг. 1), съгласно полезния модел, работи при използване на принципа на Бернули и се състои от блок за пневматично захранване 1 и корпус 2.

Корпусът 2 включва захранващи канали 4, които са захранени пневматично от блок за пневматично захранване 1, отвеждащи подадения газ под налягане към дюзи 3, които са разположени радиално спрямо общ център и са насочени към работна повърхнина 6 на корпуса 2. Броят на дюзите е не по-малко от три и не повече от двадесет. Дюзите 3 имат дефлекторни повърхнини 5 за направляване на поток от газ в работна зона 8, затворена между работната повърхнина 6 на корпуса 2 и повърхнина на манипулиран

5454 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 01.2/31.01.2019 обект 7, като дефлекгорните повърхнини 5 са приспособени така, че газът при излизането си през секторно оформени прорези 10 в работната повърхнина 6 да създава равномерен ламинарен високоскоростен поток, водещ до хомогенно подналягане в работната зона 8, вследствие на принципа на Бернули. Създаденото подналягане в зоната, води до възникване на подемна сила, която притиска манипулирания обект към корпуса 2. При намаляване на разстоянието между челото на корпуса 2 и манипулирания обект (вследствие на възникналата подемна сила), намалява и подналягането, при което манипулирания обект се връща в изходна позиция, и така се реализира „самоцентроване“ на обекта.

Съгласно полезния модел съотношението на височина на дюзата hl към височина на канала h2 - hl :h2 е в интервала от 1:15 до 1:5. Освен това съотношението на промяна на площта на напречното сечение на дюзата А1 и на напречното сечение на канала А2 - А1 :А2 е в интервала от 1:8 до 1:4.

Максималната обща дебелина на безконтактния пневматичен хващач в областта на захващане на манипулирания обект е не по-голяма от 3 шш.

В един вариант на изпълнение корпусът 2 на хващача е монолитен, като дюзите 3 са интегрирани в него (фиг. 1 и 2), и е изграден чрез добавяне на материал.

Друг конструктивен вариант на изпълнение на безконтактния пневматичен хващач (фиг. 3) се състои от блок за пневматично захранване 1, и съставен корпус, включващ основа 11, в която са оформени дюзите 3 и захранващите канали 4, и капак 12 с работната повърхнина 6, в който са оформени прорезите 10. Съставната конструкция на корпусен елемент, реализирана от основа 11 и капак 12, позволява технологично изпълнение чрез отнемане на материал.

Съгласно друг конструктивен вариант на изпълнение на компактния безконтактен пневматичен хващач (фиг. 4), модулният корпус има основа 13 със захранващи канали 4, в която са монтирани вложки 14, в които са оформени дефлекгорните повърхнини 5 на дюзите 3. Конструкцията се затваря от капак 12, с работната повърхнина 6, върху която са оформени прорезите 10. Вложките 14 са монтирани в отвори или други оформени прорези в основата 13, по начин, гарантиращ ориентираното им разполагане спрямо захранващите канали 4, например с площадки, след което са залепени или споени към основата 13.

Claims (5)

Претенции

1. Безконтактен пневматичен хващач, работещ при използване на принципа на Бернули, състоящ се от блок за пневматично захранване (1) и корпус (2) с дюзи (3), които са разположени радиално спрямо общ център и са насочени към работна повърхнина (6) на корпуса (2), които дюзи (3) за подаване на газ под налягане са свързани с блока за пневматично захранване (1) през захранващи канали (4), разположени в корпуса (2), като дюзите (3) имат дефлекторни повърхнини (5) за направляване на поток от газ в работна зона (8), затворена между работната повърхнина (6) на корпуса (2) и повърхнина на манипулиран обект (7), като дефлекгорните повърхнини (5) са приспособени така, че газът при излизането си през секторно оформени прорези (10) в работната повърхнина (6) за създаване равномерен ламинарен високоскоростен поток, за хомогенно подналягане в работната зона (8), на принципа на Бернули, характеризиращ се с това, че:

a. има съотношение на височина на дюзата hl към височина на канала h2 - hl :h2 в интервала от 1:15 до 1:5;

b. има съотношение на промяна на площта на напречното сечение на дюзата А1 и на напречното сечение на канала А2 - А1 :А2 в интервала от 1:8 до 1:4;

c. безконтактният пневматичен хващач има максимална обща дебелина в областта на захващане на манипулирания обект не по-голяма от 3 шш.

2. Компактен безконтактен пневматичен хващач съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че дюзите (3) са не по-малко от три и не повече от двадесет на брой.

3. Компактен безконтактен пневматичен хващач съгласно претенции 1 или 2, характеризиращ се с това, че дюзите (3) са интегрирани в корпуса (2) на хващача.

4. Компактен безконтактен пневматичен хващач съгласно претенции 1,2 или 3, характеризиращ се с това, че корпусът (2) е изпълнен като съставна конструкция, съставена от основа (11), в която са оформени дюзите (3) и захранващите канали (4), и капак (12) с работната повърхнина (6), в който са оформени прорезите (10).

5. Компактен безконтактен пневматичен хващач съгласно претенции 1 или 2, характеризиращ се с това, че корпусът (2) е изпълнен като модулна конструкция, при която в основа (13) със захранващи

5455 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 01.2/31.01.2019 канали (4) са монтирани вложки (14), в които са оформени дефлекторните повърхнини (5) на дюзите (3), а в капак (12) с работната повърхнина (6) са оформени прорезите (10).