CN105905602A - 一种吸盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸盘，它设有壳体、柔性连接件，所述壳体设有承载件和支撑件，所述承载件为平板结构、其中间位置设有通孔，所述支撑件设有连接端和安装端，所述连接端所处平面倾斜于安装端所处平面，所述支撑件内部设有隔板，所述隔板上设有均匀分布的气孔，所述承载件密封固定在支撑件的连接端上，所述承载件与支撑件之间形成缓冲腔室，所述通孔、缓冲腔室、气孔都连通。吸盘具有单体结构，避免了多个单体组合引起的弊端，实现了由一个吸盘向一个软包提供足够的吸附面积的目的，该吸盘的提供的吸附面积比现有技术中吸盘组装在一起提供的吸附面积明显要大，而且吸附过程柔和、吸附稳定，达到最佳的吸附效果好。

Description

一种吸盘

技术领域

本发明涉及一种适用于软包装搬运操作的吸盘。

背景技术

软包装是指在填充或取出内装物后，容器形状可以发生变化的包装。用纸、铝箔、纤维、塑料薄膜以及它们的复合物所制成的各种袋、盒、套、包等均为软包装。将牛奶、果汁、酒、洗衣液等液态物品通过软包装灌装形成软包产品。现有技术中软包装箱过程通过软包装箱系统完成，软包装箱系统包括软包输送线、包装箱输送线、抓取机器人。软包输送线和包装箱输送线都经过抓取机器人的正下方位置，抓取机器人上设有通过真空管路实现吸取功能的吸附装置，吸附装置上设有多个吸盘，吸盘都与真空管路连通。吸盘工作时其上的吸口都处于同一水平作业面上，吸附过程中由于接触面少而导致吸附作用不佳。这是因为软包的外形并非规整的长方体状，而是一端厚、另一端薄的形状，其最大的表面呈现出倾斜的状态。明显的，这样排布的吸盘使用在带有斜面的软包上存在不适应的问题，吸附装置只能吸附在软包的局部位置，吸包效果不理想。

现有技术为解决吸盘只能吸附软包的局部位置的问题，公开了一种提高有效吸附面积的技术方案。例如中国专利2013年12月4日公布的公开号为CN203319262U的专利中公开了一种软包抓取机器人，其中公开的负压吸附部件即吸附装置的方案，是将吸盘的作业平面设置为倾斜于吸附装置的运动方向，从而在作业过程中确保吸盘的作业面与软包的斜面处于正对的位置关系，并在吸取过程中获得最大的接触面积，达到最佳的吸包效果。在该技术方案中，各个吸盘仍然为独立个体，相互之间仅通过软包建立工作关系，其安装、作业都具有显著的个体因素，导致各个吸盘需要足够的安装空间、需要独立的真空管路，作业过程中吸盘的个体状态不统一还会进一步影响吸包效果。因此，整个吸附装置的吸附面积仍受到局限，吸包效果欠佳。

从现有技术中解决技术问题的方案来看，都采用了现有的多个吸盘组装在一起的设计思路。因此，无论吸盘如何组合，都会因为每个吸盘需要足够的安装空间、需要独立的真空管路，出现吸盘与吸盘之间存在必要的间距、作业过程中仍然会出现各个吸盘的工作状态不统一的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高吸取具有斜面的软包的吸盘的吸附面积的问题，提供一种可以实现理想的吸包效果的适用于软包吸取作业的吸盘。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该吸盘设有壳体、柔性连接件，所述壳体设有承载件和支撑件，所述承载件为平板结构、其中间位置设有通孔，所述支撑件设有连接端和安装端，所述连接端所处平面倾斜于安装端所处平面，所述支撑件内部设有隔板，所述隔板上设有均匀分布的气孔，所述承载件密封固定在支撑件的连接端上，所述承载件与支撑件之间形成缓冲腔室，所述通孔、缓冲腔室、气孔都连通，所述柔性连接件为环状结构，所述柔性连接件固定安装在隔板上且柔性连接件与安装端都位于支撑件的同一侧，所述柔性连接件与支撑件密封连接，所述柔性连接件的端面倾斜于连接端所处平面，所述柔性连接件的端面平行于隔板的表面。

吸盘只设有一个负压产生区域，整体上吸盘的负压产生区域是同步产生的，并且同步实施吸取作业。虽然该吸盘工作原理与单个尺寸小的吸盘具有相似之处，但是在技术方案的实施过程中很多因素并不是线性变化，尤其是负压产生周期会随着负压产生区域的大小发生非线性改变、而且负压产生过程也会发生改变。当负压产生区域较大时，空气被抽出会呈现明显的先后顺序，尤其是靠近真空管路的端口的区域会最先产生负压环境，紧接着向周边漫延；当负压环境未占据整个负压产生区域时，还会存在负压产生区域的边缘有外部空气进入负压产生区域的情况，该情况直至负压环境漫延至周边时才结束。这样的趋势会随着负压产生区域增大而越发明显。若不能抑制以局部开始的负压产生方式，那么负压产生区域的产生负压的周期将不可控，而且会造成吸盘与软包之间以冲击方式剧烈接触。为此，本发明的技术方案中设置了缓冲腔室，通过缓冲腔室先在气体流动路径上建立初步的负压环境，再由该负压环境引导位于隔板另一侧即位于气体流动路径的起始端的负压产生区域以整体方式产生负压环境，避免前述的问题，从而获得可控的负压产生过程和柔和的吸附过程。承载件的通孔设置在中间位置极大的增进了以整体方式产生负压环境的技术效果。

柔性连接件可以采用闭孔海绵橡胶、硅胶、乳胶。柔性连接件的作用在于能够紧密贴合软袋的表面，便于形成与外界隔绝的负压产生区域。这使得柔性连接件必须具备柔性和密封的特征。在本技术方案中优选闭孔海绵橡胶。柔性连接件的端面所处平面与柔性连接件的运动方向始终倾斜，这样就能够使吸盘与软包结合时提供吻合软包表面轮廓的接触面，由此提供更大的吸附面积。

隔板不仅起到了形成缓冲腔室的作用，另外在吸取过程中起到限制软包的作用。在吸取过程中，一旦软包与柔性连接件结合，软包会被往缓冲腔室所在位置运动，软包会受到隔板阻挡而停留在远离抽真空用的通孔；同时，隔板上分布在隔板边缘且与柔性连接件相邻的气孔始终不会被软包堵住，防止软包与负压环境隔绝的情况，因而在软包上可以维持连续的负压环境。

为了便于对接多种的真空管路，本申请的技术方案还提供了安装座，所述安装座上设有输气通道，所述安装座固定在承载件的中间位置，所述输气通道与通孔连通。由此可以灵活的接入真空管道，提升吸盘的适用性。

安装座通过螺栓固定安装在承载件上，必要时可以拆卸安装座，保留吸盘最大的匹配性；并在更换、维护方面提供便利。

作为本申请优选的安装座的结构，所述安装座设有凸缘部位和管状部位，所述凸缘部位与承载件固定连接，所述管状部位表面设有环形凹槽。该安装座结构简单、制造加工方便。

在本申请中隔板是支撑件的一部分即支撑件为一体式结构，采用这样的结构可以大大简化支撑件的生产工艺。气孔分布面积占了隔板的绝大多数面积，气孔为圆孔，隔板上的气孔排列呈矩阵。气孔的分布特征能够帮助缓冲腔室引导位于隔板另一侧即位于气体流动路径的起始端的负压产生区域以整体方式产生负压环境。

柔性连接件的安装方式的优选方案为，在隔板一侧的边缘位置设有凹槽Ⅰ，所述柔性连接件嵌入在凹槽Ⅰ内并且柔性连接件与隔板密封连接，所述气孔分布位置延伸至柔性连接件与隔板的连接部位。通过凹槽Ⅰ可实现快速的连接操作，还能保障安装后的准确度；更为重要的是该结构可以进一步提升负压产生区的密封性，规避部件之间连接不紧密导致的漏气情况。

自然状态下软袋表面呈曲面状，为了保证柔性连接件的变形量能适应曲面状的表面，减少阻碍柔性连接件发生变形的因素。支撑件在连接端设有两个对称分布的内凹成弧形的缺口，其中一个所述缺口到连接端的垂直距离大于另一个所述缺口到连接端的垂直距离，所述支撑件在缺口处的表面都位于同一个中心线平行于柔性连接件的端面的圆柱面上。

本发明采用上述技术方案：吸盘具有单体结构，避免了多个单体组合引起的弊端，实现了由一个吸盘向一个软包提供足够的吸附面积的目的，该吸盘的提供的吸附面积比现有技术中吸盘组装在一起提供的吸附面积明显要大，而且吸附过程柔和、吸附稳定，达到最佳的吸附效果好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种吸盘的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的仰视图；

图4为图3在A-A处的剖视图；

图5为本发明一种吸盘的立体图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，吸盘包括壳体、柔性连接件1、安装座。壳体由承载件2和支撑件8组成，两者都为金属部件切都为一体式结构。承载件2为扁平的平板结构，整体呈扁平的长方体状，即其最大的表面为矩形。在承载件2的中间位置设有圆形的通孔。

支撑件8为框架结构，横截面类似弯曲的I形，支撑件8的本体由侧板3和隔板4组成，侧板3和隔板4融为一体、两者并不是组合在一起的。侧板3围绕隔板4分布，即隔板4位于侧板3的中间，隔板4与侧板3之间呈倾斜的位置关系。侧板3表面连续分布着四个平面，相邻平面呈垂直的位置关系。侧板3的一端是用于连接承载件2的连接端、另一端是安装端。侧板3在连接端设有四个狭长的矩形平面，四个平面都位于同一个平面内；承载件2通过螺栓固定安装在侧板3的连接端，连接后通孔的延伸方向即为整个吸盘运动方向。侧板3在安装端设有两个狭长的矩形平面和两个弧面，平面和弧面间隔分布，两个平面处于对称的位置关系，弧面为内凹的结构，因此在侧板3的安装端处形成了两个缺口5；这两个平面处于同一个平面内，但是该平面倾斜于连接端所处的平面；因弧面形成的缺口5分布在对称位置上；受到安装端的两个平面倾斜于连接端的四个平面的影响，其中一个所述缺口5到连接端的垂直距离大于另一个所述缺口5到连接端的垂直距离，并且侧板3在缺口5处的两个弧形表面都位于同一个圆柱面上。

支撑件8内部的隔板4相对于连接端处于倾斜状态、而相对于安装端的两个平面部位处于平行状态，因此，隔板4到安装端的两个平面的垂直距离都相等。由于安装端的缺口5处形成弧面所在圆柱面的中心线平行于安装端的两个平面，故两个弧面上处于同一平行于中心线的直线上的部位到隔板4距离相等。隔板4在靠近其与侧板3相交部位的区域设有凸起6，凸起6呈环状分布并且整体还呈矩形，凸起6与侧板3之间形成凹槽Ⅰ，凹槽Ⅰ呈环状。隔板4上设有均匀分布的气孔7，但这些气孔7只局限于凸起6的内侧，气孔7分布位置延伸至凸起6所在位置即柔性连接件1与隔板4的连接部位。为提升工作性能，隔板4上的气孔7排列呈矩阵。承载件2与支撑件8结合后，承载件2与支撑件8之间形成缓冲腔室11，该缓冲腔室11位于支撑件8设有连接端的该侧。

柔性连接件1为闭孔海绵橡胶，它的外部轮廓也呈扁平的长方体状、其中间部位设有矩形中空区域，柔性连接件1整体上呈环状且结构和尺寸都对应于凹槽Ⅰ的结构和尺寸。安装时，在柔性连接件1的一个端面通过粘结剂固定安装在凹槽Ⅰ的底部即隔板4上，形成柔性连接件1与隔板4密封连接。安装后柔性连接件1的另一端面倾斜于连接端所处平面，同时柔性连接件1的另一端面还平行于隔板4的表面。柔性连接件1能够最大幅度的顺应外力作用而发生弹性形变，与此同时，充分保证柔性连接件1具有不透气的性能。

安装座为管状结构，它包括管状部位9和凸缘部位10。凸缘部位10位于管状部位9一端的外侧，且两者为一体式结构。安装座在管状部位9的表面设有沿着安装座中心线间隔分布的环形凹槽，管状部位9的中间设有输气通道。安装座固定安装在承载件2的中间位置，凸缘部位10与承载件2之间通过螺栓固定连接，连接后，输气通道连通承载件2的通孔、承载件2的通孔又连通缓冲腔室11、缓冲腔室11连通隔板4的气孔7，气孔7又与柔性连接件1内侧所在区域连通。

使用时，根据需要可以拆装安装座，在有配备专业真空管道和接口的工况时可以不需要安装座，在真空管道配置不足的工况中可以使用安装座；另外，也可以根据装载吸盘的载物装置的结构来调整安装座。本实施例以需要安装座为例子，载物机构的连接部位被固定在安装座上，因为安装座与承载件2之间通过螺栓连接，可以将载物机构的连接部位固定在这些螺栓上。真空管道接入在安装座上，当吸盘被搬运至软包所在位置时，柔性连接件1的端面对应软包的表面，同时真空管路抽取空气；吸盘靠近软包并由负压环境建立连接。在此过程中吸盘会适当挤压软包，以便柔性连接件1变形而产生更加符合软包表面轮廓的变形结构。柔性连接件1与软包围成的负压环境会促使软包吸入直至被隔板4挡住。此时，位于靠近凸起6的气孔7还未被软包挡住，从而维持负压环境。

Claims (7)

1.一种吸盘，其特征在于：该吸盘设有壳体、柔性连接件(1)，所述壳体设有承载件(2)和支撑件(8)，所述承载件(2)为平板结构、其中间位置设有通孔，所述支撑件(8)设有连接端和安装端，所述连接端所处平面倾斜于安装端所处平面，所述支撑件(8)内部设有隔板(4)，所述隔板(4)上设有均匀分布的气孔(7)，所述承载件(2)密封固定在支撑件(8)的连接端上，所述承载件(2)与支撑件(8)之间形成缓冲腔室(11)，所述通孔、缓冲腔室(11)、气孔(7)都连通，所述柔性连接件(1)为环状结构，所述柔性连接件(1)固定安装在隔板(4)上且柔性连接件(1)与安装端都位于支撑件(8)的同一侧，所述柔性连接件(1)与支撑件(8)密封连接，所述柔性连接件(1)的端面倾斜于连接端所处平面，所述柔性连接件(1)的端面平行于隔板(4)的表面。

2.根据权利要求1所述吸盘，其特征在于：所述吸盘还设有安装座，所述安装座上设有输气通道，所述安装座固定在承载件(2)的中间位置，所述输气通道与通孔连通。

3.根据权利要求1所述吸盘，其特征在于：所述安装座通过螺栓固定安装在承载件(2)上。

4.根据权利要求2或3所述吸盘，其特征在于：所述安装座设有凸缘部位(10)和管状部位(9)，所述凸缘部位(10)与承载件(2)固定连接，所述管状部位(9)表面设有环形凹槽。

5.根据权利要求1所述吸盘，其特征在于：所述隔板(4)上的气孔(7)排列呈矩阵。

6.根据权利要求1所述吸盘，其特征在于：所述隔板(4)一侧的边缘位置设有凹槽Ⅰ，所述柔性连接件(1)嵌入在凹槽Ⅰ内并且柔性连接件(1)与隔板(4)密封连接，所述气孔(7)分布位置延伸至柔性连接件(1)与隔板(4)的连接部位。

7.根据权利要求1所述吸盘，其特征在于：所述支撑件(8)在连接端设有两个对称分布的内凹成弧形的缺口(5)，其中一个所述缺口(5)到连接端的垂直距离大于另一个所述缺口(5)到连接端的垂直距离，所述支撑件(8)在缺口(5)处的表面都位于同一个中心线平行于柔性连接件(1)的端面的圆柱面上。