CN101956752A - 无空气动力驱动的吸盘装置 - Google Patents

Abstract

一种无空气动力驱动的吸盘装置，包含一导杆、一接头、一吸盘、一弹簧以及一衬套。该导杆具有一杆部及一接合部。该接合部设有用于卡入该接头的一卡接口以及与该卡接口相连通的一接头容置孔。该杆部的自由端具有一抵止部。该吸盘为由硅胶制成的一实心体吸盘，装设于该接头的底部并突伸出该导杆的该接合部。该弹簧组设于该导杆的该杆部的外周面并抵接于该导杆的该接合部。该衬套相邻该弹簧组设于该导杆的该杆部的外周面并借助于该弹簧的弹力抵止于该杆部的该抵止部。本发明吸盘装置无需空气动力驱动即可实现对物件的吸附与搬运，从而可大幅降低设备成本的投入，减少电能消耗并消除噪音污染。

Description

无空气动力驱动的吸盘装置

技术领域

本发明涉及一种用于吸附物件的吸盘装置，特别是关于一种无需空气动力来进行驱动的吸盘装置。

背景技术

目前，产业上利用吸附动作来实现对物件的抓取和释放的吸盘装置主要采用两种结构：一种是利用负压来吸附物件的真空吸盘，另一种是利用电磁铁来吸附铁磁性物件的吸盘装置。其中，后者需要提供持续不断的电能以保持吸盘的磁性，因此能耗较高。此外，除了发热及电气安全问题之外，一旦发生停电或电路故障，被抓取的物件容易掉落，因此使用起来也并不安全。如果简单地利用永磁体对铁磁性物件进行吸附，由于较难控制磁性的有无，因此虽然很容易实现物件的抓取，但却较难控制被吸附物件的释放。另外，这种吸盘在使用范围上有较大限制，仅适用于吸附铁磁性物件。

真空吸盘的使用相对更为普遍，例如包括吸附在墙面上用以吊挂物品的吸盘或吸附在板面上用以搬运物件的吸盘等。其中，对于缺乏施力点的板料，例如陶瓷基板、玻璃面板、偏光板或芯片等，如以徒手搬运将会相当不便，但如利用真空吸盘吸附则可实现轻松、安全的搬运。

用于吸附、搬运物件的真空吸盘，又称真空吊具，通常带有密封唇边，其在与被吸物件接触后可形成一临时密封空间，通过抽走或者稀薄该密封空间内的空气，产生内外压力差而进行工作。真空吸盘一般由橡胶、塑料或金属材料制成，较为常见的是由NR、NBR、SI、FKM、PUR、NE、EPDM、SE等多种橡胶制造。

真空吸盘主要利用负压原理来吸附物件，其形成负压的方式主要有以下两种：一是应用真空泵排气。利用电磁控制阀使吸盘与真空泵相连，当真空泵抽气时，吸盘腔内的空气被抽出，从而形成负压而吸住物件。这种吸盘装置工作可靠，吸力大，但需配备真空泵及其控制系统，费用较高；二是气流负压式。这种方式的控制阀将来自气泵的压缩空气自一个喷嘴通入，形成高速射流，将吸盘中的空气带走而形成负压，使吸盘吸住物件；这种吸盘装置的使用相对较为方便，成本相对较低，但其缺点是要一直保持有高速射流才能形成负压，因而对气源的浪费较为严重，并且也需配备气泵及其控制系统。

如上所述，现有技术中的真空吸盘通常为一种气动组件，其需同时配备空气动力进行驱动才能实现其功能，因此对使用者而言会产生额外的空气动力设备的成本投入与电能消耗，从而大大增加了生产成本。同时，采用空气动力驱动会产生噪音污染，包括运行过程中用于产生空气动力的压缩机所产生的噪音，以及在控制吸盘吸取物件时用于产生临时负真空的密闭空间所需的气动控制阀产生的排气噪音等。

由此可见，上述现有的吸盘装置在其结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷之处，亟待加以进一步改进。为了解决现有技术存在的上述问题，相关业者莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被研发完成，而一般吸盘产品又没有合适的结构来解决上述问题。因此，如何设计出一种新颖、实用的吸盘装置，实属当前的重要研发课题之一，并成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于现有的吸盘装置存在的上述缺陷，本发明人基于多年从事此类产品设计制造的丰富实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期研发出一种创新的吸盘装置，以改进现有的吸盘装置，使其更具有实用性与经济性。经过不断的研究、设计，并经过反复试样，终于设计出一种新颖、实用的吸盘装置，其无需空气动力驱动即可实现对物件的吸附与搬运。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种新颖、实用的吸盘装置，其无需空气动力驱动即可实现对物件的吸附与搬运，从而可大幅降低设备成本的投入，减少电能消耗并消除噪音污染。

为实现上述目的，本发明提供一种无空气动力驱动的吸盘装置，包含一导杆、一接头、一吸盘、一弹簧以及一衬套。该导杆具有一杆部及一接合部。该接合部设有用于卡入该接头的一卡接口以及与该卡接口相连通的一接头容置孔。该杆部的自由端具有一抵止部。该吸盘为由硅胶制成的一实心体吸盘，装设于该接头的底部并突伸出该导杆的该接合部。该弹簧组设于该导杆的该杆部的外周面并抵接于该导杆的该接合部。该衬套相邻该弹簧组设于该导杆的该杆部的外周面并借助于该弹簧的弹力抵止于该杆部的该抵止部。

与现有技术相比，本发明的吸盘装置利用硅胶材料自身的孔隙率在与物件表面接触压缩时产生负压而将物件吸住，再借助于拨料方式将物件释放，可避免额外的空气动力设备的投入，从而可大幅降低设备成本，减少电能消耗并消除噪音污染。此外，本发明吸盘装置的硅胶吸盘易更换、可再生、易使用、无污染并且不伤被吸物件。因此，相比现有的橡胶、塑胶、金属等制成的真空气动吸盘而言，本发明无空气动力驱动的吸盘装置具有突出的特点与显著的进步性。

以下结合附图与较佳实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

本发明的上述及其它方面、特征及优点由以下详细描述与所附图示相结合可清楚得知，其中：

图1为本发明无空气动力驱动的吸盘装置的立体分解图。

图2为本发明无空气动力驱动的吸盘装置的立体组装图。

图3为本发明无空气动力驱动的吸盘装置的正视图。

图4为本发明无空气动力驱动的吸盘装置的侧视图。

具体实施方式

在下文中，本发明作为示例性的较佳实施例将参照附图进行描述。在示例性实施例及图示中显示的结构仅为本发明的较佳实施例，并不完全代表本发明的技术精神。在以下描述中，不同图示中的同一元件将以同一标号表示。另，在以下描述中所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“内”、“外”、“顶面”、“底面”等，仅是参考附加图示的方向用来说明，而非用来限制本发明。此外，在以下描述中，已知的相关功能与结构的详细解释可能被删除，以避免不必要地模糊本发明的主题。

有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合附图说明如下：

如图1所示，本发明无空气动力驱动的吸盘装置1的基本构件包含一导杆2、一接头3、一硅胶吸盘4、一弹簧5以及一衬套6。

导杆2为本发明吸盘装置1的主体结构，用于装配固定，其由金属材料如铸铁等制成。较佳地，该导杆2可由铝合金材料制成，以降低其重量。该导杆2由外径较小的一纵长杆部21及外径较大的一接合部22组成。该杆部21的自由端或末端构成了一抵止部，根据本发明的较佳实施例，其外周设有外螺纹23，用于与设有内螺纹71的一螺母7相螺接。如图3与图4所示，接合部22内设有相互贯通的一磁铁收容孔24及一接头容置孔25，用于分别容设磁铁8与接头3。一卡接口26进一步开设于该接合部22的外周面上并与接头容置孔25相连通，其形状与接头3的形状相配合，例如图中所示的T形，以使接头3可通过该卡接口26卡入接头容置孔25内。该T形卡接口26的开设使接合部22在邻近底面处形成了两肩台27。

接头3包含一第一组接部31、一第二组接部32及一第三组接部33。较佳地，第一、第二、第三组接部31、32、33的形状均为圆柱形并具有不同直径，其中位于中间的第二组接部32的直径最小，位于底部的第三组接部33的直径则最大。因此，当该接头3通过导杆2的卡接口26组设入导杆2后，如图2所示，其第一组接部31的底面抵接于导杆2的两肩台27上，第三组接部33的顶面则抵接于导杆2的接合部22的底面上。为进一步稳固组设接头3至导杆2上并方便接头3的快速更换，本发明的较佳实施例采用了磁铁8，使其容置于导杆2接合部22的磁铁收容孔24内，以吸附容设于与磁铁收容孔24贯通的接头容置孔25内的例如由铁制成的接头3。

与现有技术尤为不同的是，本发明吸盘装置1的吸盘4特别地由无机硅胶(Silicon dioxide)制成。该硅胶吸盘4通过粘接剂粘合于接头3的第三组接部33的底面上而与接头3构成了一整体结构，可与接头3一起快速更换。该硅胶吸盘4的功能类似于现有的由橡胶、塑胶、金属等材料制成的真空吸盘，但其原理完全不同，其是利用硅胶材料自身的孔隙率在与物件表面接触压缩时产生负压而将物件吸住来进行搬运，而不需额外的空气动力驱动。

已知，硅胶是一种高活性的吸附材料，具有开放的多孔结构，吸附性强，能吸附多种物质，具有吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、机械强度高等特点。硅胶根据其孔径的大小可分为大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶与细孔硅胶。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此，较佳地，本发明的吸盘4采用细孔硅胶制成。

如图所示，由于工作原理的不同，本发明的硅胶吸盘4为一实心体结构，并不具有现有气动真空吸盘通常具有的空心结构及密封唇边。该硅胶吸盘4的形状可根据实际运用情形设计成圆形、矩形等，通常用来吸取表面平整、重量较轻的物件如陶瓷片等，被吸的物件不受有无磁性的限制。不规则或不平整的物件也可利用该硅胶吸盘4吸取，但需依据被吸物件的重量及吸盘的大小而定。

衬套6为无给油衬套，以间隙配合的方式套设于导杆2的杆部21的外周面上，并位于弹簧5与螺母7之间，借助于弹簧5的弹力而抵接于螺母7的底面。该衬套6的外周面上设有外螺纹61，用于与一搬运设备的对应结构(未图示)相配合并接受外部的作用力。该衬套6在作动过程中具有缓冲作用，便于硅胶吸盘4的上下滑动。弹簧5为一螺旋弹簧，同样套设于导杆2的杆部21的外周面上，其两端分别顶抵于导杆2的接合部22上与衬套6上，用于提供弹力。

如上所述，本发明的硅胶吸盘4与接头3粘合成一体，可与接头3一起快速更换，实现快速换线的功能。硅胶在使用一段时间后因吸附了水蒸汽或其它有机物质，会使其吸附能力有所下降，可通过清洗、干燥、再生后重复使用。当硅胶吸附水份后，可通过热脱附方式将水份除去，包括电热炉加热、烟道余热加热及热风干燥等。硅胶吸附有机杂质后的再生方式则包括焙烧法、漂洗法、溶剂冲洗法等。再生后的硅胶，其水份一般控制在2％以下即可重新投入使用。因此，该硅胶吸盘4相比现有的橡胶真空吸盘等更为耐用、经济。

综上所述，与现有技术相比，本发明的吸盘装置具有如下优点：

一、无需空气动力驱动，大幅降低生产成本。本发明利用硅胶材料自身的孔隙率在与物件表面接触压缩时产生负压而将物件吸住，再借助于拨料方式将物件释放，可避免额外的空气动力设备的投入，从而大幅降低生产成本。

二、节省能源。由于不需额外投入空气动力设备，因此可降低搬运设备的电能消耗，同时也间接减少了环境污染。

三、消除噪音。现有真空吸盘均采用空气动力驱动，运行过程中除用于产生空气动力的压缩机所产生的噪音外，在控制吸盘吸取物件时用于产生临时负真空的密闭空间所需的气动控制阀也会产生排气噪音，而本发明由于不需空气动力进行驱动，因而可消除这些噪音。

四、易更换。本发明的硅胶吸盘与接头粘合成一体，可与接头一起快速更换，实现快速换线的功能，可大幅提升效率。

五、可再生、耐用、经济。本发明的硅胶吸盘可通过清洗、干燥、再生后重复使用，因此相比现有的橡胶真空吸盘等气动易损件更为耐用、经济。

六、易使用。本发明的硅胶吸盘只要与被吸附的物件之间能密封，不漏气，均能使用，而不受被吸物件的材料限制。

七、无污染。硅胶吸盘特别环保，不会污染环境，没有光、热，电磁等产生。

八、不伤被吸物件。本发明的吸盘由于是由硅胶材料制成，因此吸取或者放下物件不会对物件造成任何损伤。

上述仅为本发明技术精神的示例性实施例。本领域的一般技术人员很容易理解，在本发明的技术精神与范围内可对这些实施例作出各种等效或近似的结构变换，以实现本发明目的。例如，本发明导杆2顶部用于抵止衬套6的抵止部也可由外螺纹23与螺母7以外的其它常用结构构成；接头3与对应配合的导杆2的接合部22也可采用其它形状；接头3也可利用除磁铁8以外的结构稳固组装至导杆2上，如销钉。此外，硅胶吸盘4的底面也可视实际使用情形打若干个微孔，以利物件的吸附。因此，本发明所揭示的示例性实施例并不用于限制技术精神，而仅是用来描述，因而本发明并不限定于此。本发明的保护范围将由所附权利要求加以解释，并且在等效范围内的每一技术精神应被理解为包括在本发明的权利要求内。

Claims (11)

1.一种无空气动力驱动的吸盘装置包含一导杆、一接头、一吸盘、一弹簧以及一衬套，其特征在于：该导杆具有一杆部及一接合部，该接合部设有用于卡入该接头的一卡接口以及与该卡接口相连通的一接头容置孔，该杆部的自由端具有一抵止部；该吸盘为由硅胶制成的一实心体吸盘，装设于该接头的底部并突伸出该导杆的该接合部；该弹簧组设于该导杆的该杆部的外周面并抵接于该导杆的该接合部；该衬套相邻该弹簧组设于该导杆的该杆部的外周面并借助于该弹簧的弹力抵止于该杆部的该抵止部。

2.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该吸盘由无机细孔硅胶制成。

3.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该吸盘通过粘接剂粘合在该接头的底部。

4.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该吸盘的底面进一步设有若干个微孔。

5.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该吸盘的形状为圆形或矩形。

6.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该接头包含形状均为圆柱形并具有不同直径的一第一组接部、一第二组接部及一第三组接部，其中位于中间的第二组接部的直径最小，位于底部的第三组接部的直径最大。

7.如权利要求6所述的吸盘装置，其特征在于该导杆的该卡接口的形状对应于该接头的第一组接部与第二组接部而在该导杆的该接合部底部形成了两肩台，该接头的该第三组接部的顶面抵接于该导杆的该接合部的底面。

8.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于进一步包含一磁铁，该导杆的该接合部进一步设有与该接头容置孔相贯通用于容设该磁铁的一磁铁收容孔。

9.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该导杆的该杆部的该抵止部包含设于该杆部自由端的外螺纹及与所述外螺纹螺接的一螺母。

10.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该衬套为无给油衬套，具有外螺纹。

11.如权利要求1所述的吸盘装置，其特征在于该弹簧为螺旋弹簧。

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