CN102470997A

CN102470997A - 可角位移的真空夹具装置

Info

Publication number: CN102470997A
Application number: CN2010800297253A
Authority: CN
Inventors: 赵镐英
Original assignee: KOREA PRESSURE SYSTEM CO Ltd
Current assignee: KOREA PRESSURE SYSTEM CO Ltd; Korea Pneumatic System Co Ltd
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-05-23
Also published as: DE112010002799T5; KR100926534B1; WO2011002202A3; WO2011002202A2

Abstract

本发明涉及一种利用压缩空气操作的真空夹具装置。本发明能使真空吸盘在恒定的方向旋转，并且能使真空吸盘的旋转角度可调，从而能够安全、方便的使用。根据本发明的真空夹具装置包括：主体，其中心与球节连接，并且向下延伸的弹簧的一端与主体的一侧连接；以及可旋转地连接到球节的球部件的真空吸盘，从主体向下突出，其中弹簧的延伸端连接到真空吸盘的一侧。优选地，该真空夹具装置包括用于严格限制水平旋转的构件，以及用于调整垂直转动的位移角的构件。

Description

可角位移的真空夹具装置

技术领域

本发明通常涉及一种在真空传送系统中使用的真空夹具装置，更特别地，涉及一种真空夹具装置，其构造为使用球节以不同角度转动真空吸盘，从而有效地响应以不同角度倾斜的目标材料的表面。

背景技术

真空传送系统利用由压缩空气操作的真空泵在真空垫或真空吸盘中产生负压，并利用负压夹紧目标材料，将目标材料传送到期望的位置。这里，真空吸盘是可以在其中产生真空/负压的物体，且可以利用真空/负压附着到目标材料的表面并可以将目标材料传送到期望的位置，因此，术语“真空吸盘”并不限于杯状物体。

在真空传送系统中使用的夹具装置典型地包括连接到真空泵的吸入口的固定主体和安装到该主体的一端的真空吸盘。当压缩空气通过真空泵时，在真空吸盘内的空气被引入真空泵，并且和压缩空气一起排出到外面，以便在真空吸盘里产生负压。

在常规的夹具装置中，真空吸盘直线地安装到主体的末端，以便真空垫的附着面总与主体的轴线垂直。因此，对于真空吸盘来说，很难迅速响应不与主体的轴线垂直的目标材料的倾斜面。

为试图解决问题，提出了一种结构，其中球节置于主体和真空吸盘之间。在这种结构中，真空吸盘安装到球节的一端，并且把球节安装到主体上，球节的球部件被插入到主体中。因此，主体和真空吸盘之间的耦合关系不局限于垂直关系，而是主体和真空吸盘可以以不同方向的不同角度彼此相对转动。

换句话说，由于球节，真空吸盘在360度内能以不同的角度相对于主体自由地旋转。因此，使用球节的真空吸盘能有效地响应并且附着到不与主体的轴线垂直的目标材料的倾斜面上。在上述状态，真空吸盘相对于主体不是直线，而是在预定方向以预定角度相对于主体弯曲。

虽然使用上述的球节实现了真空吸盘的自由转动，当目标材料被提高以便在真空吸盘附着到材料的表面上之后移动该材料时，真空吸盘可能通过目标材料的重量在随机方向以随机角度旋转并且因此，安全地或者精确地使用保持在一些预定角度的真空吸盘来移动目标材料是几乎不可能的。此外，当目标材料被移动时，快速和过量的转动力可能被加到目标材料的重量上并且因此，目标材料可能从真空吸盘移除。

为试图解决问题，本发明的发明人提出了韩国专利号889638中的真空垫装置，其中一种结构用于限制球节的旋转，并且在真空吸盘已经旋转并附着到目标材料上之后，使用夹持构件，比如活塞来保持球节的球部件，从而限制安装到该球节的真空吸盘的旋转。因此，当使用该装置移动目标材料时，真空垫装置可以限制真空吸盘的旋转。

然而，为了精确的应用、精确的安装或者精确的目标材料的加载，精确限定真空吸盘的旋转可能是不合需要的。此外，当具有倾斜面的目标材料在重复的传送工作期间被夹紧，移动和装载时，可能有必要在相同的方向以相同的角度反复并且机械地旋转真空吸盘。然而，上述专利不能适应这样的需求。由于上述需求而引起的问题通常已经在常规的使用球节的真空垫结构里出现。

发明内容

技术问题

因此，发明人牢记在常规的真空夹具装置中使用球节发生的上述问题而作出本发明，并且意在提供一种真空夹具装置，其中真空吸盘可以朝一个方向旋转并且，因此，反复并且机械地执行真空吸盘的倾斜和旋转可以，从而当用于执行传送目标材料的重复工作时是有效的。

此外，本发明用于提供一种真空夹具装置，其当真空吸盘旋转时，可以部分地吸收由目标材料的重量引起的过度的力，从而安全地传送目标材料。本发明还用于提供一种真空夹具装置，其可以容易地控制真空吸盘的倾斜角度以及旋转角度，以便能迅速响应多种工作环境。

技术方案

在一方面，本发明的真空夹具装置包括：

主体，其具有轴向通孔，其中通孔的底部连接到具有轴向连接孔的球节的一端，且向下延伸的弹簧的一端连接到主体的一侧；以及

真空吸盘包括：锁定单元，其可旋转地安装到从主体向下突出的球节的球部件上，并且其中锁定单元的一侧连接到弹簧的另一端，以及垫，该垫安装到锁定单元并具有与球节的连接孔的下端连通的内部空间。

该真空夹具装置可以包括用于限制真空吸盘水平旋转的构件，该构件设置在主体和真空吸盘中，以及用于控制真空吸盘的主体垂直转动的构件。

限制真空吸盘的水平旋转的构件可以包括：在主体的底部提供的有角的外周表面；以及在锁定单元的上表面和与有角的外周表面接触的一侧面形成的矩形的凹槽。控制垂直转动的构件可以包括：垂直移动单元，其在主体的一侧垂直地移动，且因此压缩或者释放真空吸盘的一侧。

有益效果

如上所述，本发明的真空吸盘使用球节连接到主体，以便真空吸盘可以旋转；然而，在装置的一侧，真空吸盘使用弹簧连接到主体上，以便真空吸盘的旋转方向局限于一个方向。此外，当设置有限制水平旋转的构件，真空吸盘的本体的旋转方向被严格限制。即，真空吸盘可以像钟摆一样旋转，从而只执行角位移。即，真空吸盘的角位移可以机械地并且反复地通过真空吸盘的旋转执行。

此外，根据本发明，当真空吸盘旋转时，目标材料的重量可以通过弹簧的操作而部分抵消，因此，防止真空吸盘的主体的突然旋转是可能的，从而安全地移动目标材料。

此外，当设置有控制垂直转动的构件时，主体和真空吸盘的倾斜角度和旋转角度可以控制，因此，装置能迅速响应多种工作环境。

附图说明

图1是根据本发明的真空夹具装置的透视图；

图2是图1的剖视图；以及

图3和图4是阐明图2中示出的真空夹具装置的操作的图。

<在附图中的重要元件的描述>

10：主体 11：通孔

12：球节 12b：球部件

13：连通孔 14：弹簧

16：垂直移动单元

17：外周表面

20：真空吸盘 21：锁定单元

24：垫 25：内部空间

26：隔离圈 27：凹槽。

具体实施方式

已经在上述描述里提及的本发明的操作和效果，或者那些没有提及的，将结合附图更清楚地从本发明的实施方式的以下描述中获悉。图1是根据本发明的真空夹具装置的透视图。图2是图1的剖视图。图3和图4是阐明图2中显示的真空夹具装置的操作的图。

如图1和图2中所示，根据本发明的真空夹具装置包括固定的主体10 和可旋转地连接到主体10的真空吸盘20，这样真空吸盘可以相对主体在一个方向内像钟摆（pendulum weight）一样旋转。

主体10是空心体，其在中央轴方向从上端到下端有通孔11。在真空传送系统里，主体10可以例如连接到机器手上。主体10的外表面配有一个凸缘，其向外突出且容易并稳定地将元件保持在主体上。

主体10 包括连接到通孔11的下端的球节12。球节12 包括插入锁定部件12a，其向上插入到主体10的通孔11的下端，以及当插入锁定部12a插入并锁定在主体10中时，从主体的下端向下突出的球部件12b。此处，插入锁定部件和球部件集成为一个单独的结构。此外，球节12具有与通孔11连通的轴向的连通孔13。

根据本发明的真空夹具装置用于限制真空吸盘20的水平旋转但允许随着真空吸盘20的角位移垂直旋转。因此，球节12的球部件12b可以形成除了球形以外的结构。

弹簧14的第一端在主体的一侧连接到主体10。这里，弹簧14的长度可以根据真空吸盘的期望的角度θ确定，并且弹簧14 可以使用旨在用于操作拉伸负荷的拉簧或者旨在用于操作压缩负荷的压缩弹簧。在本实施方式中，在主体10上提供有用于连接弹簧14的臂15。然而，应当理解，除了臂15之外，可以设计不同的用于连接弹簧的结构。

真空吸盘20 包括锁定单元21，其可旋转地连接于球节12的球部件12b，球节12从主体10的下端向下突出，以及安装到锁定单元21上的垫24，并且在其中限定内部空间25，内部空间25与球节12的连通孔13的下端连通。

以下详细描述，锁定单元21包括上锁定部件22 和下锁定部件23。上锁定部件22具有内表面22a，内表面22a具有适合与球部件12b的上表面接触的形状，并且下锁定部件23具有适合与球部件12b的下表面接触的内表面23a。此外，上和下锁定部件22和23彼此使用锁定螺栓装配，从而形成锁定单元21。上述锁定单元21以真空吸盘20可以旋转的方式安装到球部件12b上。

如上所述，在根据实施方式的锁定单元21中，上锁定部件22 和下锁定部件23彼此组合，其方式是球节12的球部件12b可旋转地放置在上和下锁定部件中。上述锁定单元的组合可以被认为是用于保持球部件12b的最佳设计；然而，本发明不局限于上述组合，而可以是不同地设计。

垫24由具有高的接触力的柔性材料制成，比如橡胶或者硅树脂，环状凸缘24a形成于垫的上端。从垫24的上端向内延伸的环状凸缘24a置于上锁定部件22和下锁定部件23之间，从而垫24可以被锁定到锁定单元21。这里，在垫中限定的内部空间25与球节12的连通孔13的下端连通。

附图标记28 表示隔离圈。一个或更多弹簧在上锁定部件22和下锁定部件23之间安装，其方式是隔离圈和垫24的凸缘24a的上或下表面接触，从而控制垫24的高度。附图标记29 表示防滑垫，其与目标材料的表面接触，并且在传送材料时，防止目标材料滑落。

在其第一端连接到主体10并且向下延伸的弹簧14的第二端，连接到真空吸盘20的一侧，特别地，到锁定单元21的一侧。附图标记26 表示臂，其从锁定单元21延伸，并且保持弹簧14的第二端。由于弹簧14，有效地限制真空吸盘20的水平旋转是可能的；然而，真空吸盘可能发生轻微的水平运动，从而为了严格限制真空吸盘的水平旋转有必要提供附加构件。

为了完成上述目标，在本发明的真空夹具装置中提供了限制水平旋转的构件。在附图中显示的实施方式中，通过在主体10的底部提供的带角的外周表面17和矩形的凹槽27 形成限制水平旋转的构件，凹槽27在锁定单元21的上表面形成且其较长的侧面和外周表面17接触。换句话说，外周表面17与凹槽27表面接触，从而真空吸盘20不能在水平方向旋转。

此外，如上所述，真空吸盘20的最初设定角度θ可以根据装置中使用的弹簧的种类和长度而改变。然而，可能需要部分地控制真空吸盘的角度，因此，为控制垂直转动有必要提供附加构件。

为实现上述目标，本发明的真空夹具装置设置有用于控制垂直转动的构件。在该实施方案中，用于控制垂直转动的构件通过垂直移动单元16形成，垂直移动单元16在主体10的一侧垂直地移动，从而压缩或者释放真空吸盘20的一侧。

以下详细描述，用于控制垂直转动的构件通过具有纵向开口的垂直移动单元16和引导螺栓18形成，引导螺栓18通过纵向开口并紧固在主体10上，从而可移动地保持垂直移动单元16。如图3所示，当垂直移动单元16在一种状态下向下移动时，其中真空吸盘20以图1中所示的角度θ倾斜，垂直移动单元16压缩真空吸盘20，并且强制旋转真空吸盘，从而使真空吸盘20进入另一位置，其中真空吸盘以另一角度倾斜或者是平衡的。

如图4所示，在本发明的真空夹具装置中，真空吸盘20 最初以预定角度θ’倾斜。真空吸盘最初的设定角度通过设置在装置一侧的弹簧14 形成，因此，真空夹具装置可以迅速并且精确地响应角度θ’以及其它类似于角度θ’的角度，并且能反复夹紧，传送且装载目标材料。

当然，预置的预定角度θ’可以根据装置中使用的弹簧14的种类和长度而改变。此外，由于通过部件17和27形成的水平旋转限制构件，真空吸盘20不能在水平方向旋转，但可以专门在伴随着角位移的方向旋转。

在真空吸盘20夹紧目标材料的状态下，真空吸盘20可以基于球部件12b以θ’~ θ”的角度垂直旋转。在上述状态中，目标材料的重量在真空吸盘的旋转期间部分地被弹簧14吸收，从而可以防止真空吸盘迅速地旋转。这里，角度θ’和θ”可以通过垂直移动单元16控制，垂直移动单元16设置用于控制真空吸盘20的垂直旋转。

这里，主体10的通孔11，球节12的连通孔13 和真空吸盘20的内部空间25相互连通，并且连通关系可以不考虑真空吸盘20的旋转而保持。

因此，当真空泵的吸入口连接到主体10的通孔11且压缩空气从真空泵排出时，真空吸盘20内的空气引入真空泵，并且和来自真空泵的压缩空气一起排出。因此，在真空吸盘20内产生负压，并且负压能用来使真空吸盘附着到目标材料上。

Claims

1.一种真空夹具装置，包含：

主体，其具有轴向通孔，其中通孔的底部连接到具有轴向连接孔的球节的一端，且向下延伸的弹簧的一端连接到主体的一侧；以及真空吸盘包括：锁定单元，其可旋转地安装到从主体向下突出的球节的球部件上，并且其中锁定单元的一侧连接到弹簧的另一端，和垫，该垫安装到锁定单元且具有与球节的连接孔的下端连通的内部空间。

2.如权利要求1所述的真空夹具装置，其特征在于，进一步包含用于限制真空吸盘水平旋转的构件，该构件设置在主体和真空吸盘中。

3.如权利要求2所述的真空夹具装置，其特征在于，所述用于限制真空吸盘的水平旋转的构件包含：在主体的底部提供的有角的外周表面；以及在锁定单元的上表面和与有角的外周表面接触的侧面形成的矩形的凹槽。

4.如权利要求1所述的真空夹具装置，进一步包含：用于控制真空吸盘的主体垂直转动的构件，该构件设置在主体的一侧。

5.如权利要求4所述的真空夹具装置，其特征在于，所述用于控制垂直转动的构件包含：垂直移动单元，其在主体的一侧垂直地移动，且因此压缩或者释放真空吸盘的一侧。

6.如权利要求5所述的真空夹具装置，其特征在于，所述用于控制垂直转动的构件包含：具有纵向开口的垂直移动单元；以及通过纵向开口并保持垂直移动单元的引导螺栓。

7.如权利要求1所述的真空夹具装置，其特征在于，所述锁定单元包含：上锁定部件，其具有适合与球部件的上表面接触的内表面；以及下锁定部件，其具有适合与球部件的下表面接触的内表面，其中上锁定部件和下锁定部件彼此组合，从而形成锁定单元，其以真空吸盘可以旋转的方式安装到球部件上。

8.如权利要求7所述的真空夹具装置，其特征在于，所述垫具有环状凸缘，该环状凸缘形成于所述垫的上端并从所述垫的上端向内延伸，且置于上锁定部件和下锁定部件之间，从而所述垫可以锁定到锁定单元。

9.如权利要求8所述的真空夹具装置，其特征在于，所述真空吸盘具有一个或更多个弹簧，其安装在上锁定部件和下锁定部件之间，其方式是隔离圈与所述垫的所述环状凸缘的上或下表面接触，从而控制所述垫的高度。