CN110054073B - 一种凸起式真空吸盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凸起式真空吸盘，立管内壁设置有凸起的上挡圈和下挡圈，气孔盖内嵌于上挡圈和下挡圈之间；椎管顶部与立管外壁连接，椎管与立管连通，并且立管位于椎管以外部分设置为正棱柱状；环形板固定连接在椎管底部；肋板连接在椎管内壁与环形板顶面之间；导气管中部设置有正棱柱凸台，正棱柱凸台底部设置有密封凸台；位于正棱柱凸台以下的导气管伸入气孔盖开设的中心孔内，并与气孔盖连接，密封凸台位于上挡圈的中心孔内；弹性膜固定在粘接板底部，粘接板顶部与环形板底部固定连接；弹性膜为向外凸起的球面膜。本发明的吸盘膜采用凸起式设计，克服了电磁式吸盘只能吸附铁磁材料的缺点，极大提高了真空吸盘在水下的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及真空吸盘技术领域，更具体的说是涉及一种凸起式真空吸盘。
背景技术
近年来，海洋资源的开发和利用成为许多国家和地区发展的一个重点，应用于海底的工程器械也成为科学研究的一个重点，在海洋资源开发利用、海底探测、水下工程、水下救助乃至水下生产等领域都需要有力的工具来进行探索和开发。而吸盘作为常用的抓取工具有着不可替代的优点，在水下各种工程中也是将是必不可少的工具。而现在适用于水下的吸盘大多都是电磁式的吸盘，虽然电磁式具有夹紧迅速、操作简便、不损伤工件、不会变形等优点，但却只能吸附铁磁材料的工件，不能可靠吸附非磁性材料(如铜、铝等)的工件；而现有的真空吸盘则大都不能用于水下的吸附。
因此，如何提供一种在水下可靠吸附非磁性材料的凸起式真空吸盘是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对水下和油液环境中传统真空吸盘的不适用性和电磁吸盘的局限性，根据水蛭后吸盘的吸附原理提供了一种凸起式真空吸盘，能够很好地应用于液体环境中。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种凸起式真空吸盘，包括导气管、吸盘支架和吸盘膜，其中所述导气管安装在所述吸盘支架顶部，所述吸盘膜安装在所述吸盘支架底部；
所述吸盘支架包括支架壳体和内嵌于所述支架壳体内的气孔盖；所述支架壳体由立管、椎管、肋板和环形板组成，其中所述立管内壁设置有凸起的上挡圈和下挡圈，所述气孔盖内嵌于所述上挡圈和所述下挡圈之间，并且所述气孔盖与所述立管内壁贴合；所述椎管顶部与所述立管外壁连接，所述椎管与所述立管连通，并且所述立管位于所述椎管以外部分设置为正棱柱状；所述环形板固定连接在所述椎管底部，并与所述椎管轴线垂直；所述肋板连接在所述椎管内壁与所述环形板顶面之间；
所述导气管中部设置有正棱柱凸台，所述正棱柱凸台底部设置有密封凸台；位于所述正棱柱凸台以下的所述导气管伸入所述气孔盖开设的中心孔内，并与所述气孔盖连接，所述密封凸台位于所述上挡圈的中心孔内；
所述吸盘膜由粘接板和弹性膜组成，所述弹性膜固定在所述粘接板底部，所述粘接板顶部与所述环形板底部固定连接；所述弹性膜为向外凸起的球面膜。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述密封凸台与所述气孔盖之间设置有垫片。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述气孔盖为环状，并且所述气孔盖内壁设置有气孔盖内螺纹，所述密封凸台以下的所述导气管上设置有与所述气孔盖内螺纹匹配的导气管下外螺纹，所述气孔盖与所述导气管通过所述气孔盖内螺纹和所述导气管下外螺纹连接，并将所述垫片压紧在所述气孔盖上。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述弹性膜的球面半径r为240-260mm，最大圆弧角β为14-18°，其球面凸起高度h为3-6mm，凸起处与平面的连接点处切线与平面的夹角α为5-10°。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述粘接板的底部设有倾角，其倾角大小为2α。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述立管、所述椎管、所述环形板为一体式结构，所述粘接板和所述弹性膜为一体式结构。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述导气管、所述吸盘支架和所述吸盘膜形成仅所述导气管预留开口的半封闭结构。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述正棱柱凸台以上的所述导气管设置导气管上外螺纹。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述密封凸台为圆环形凸台。
优选的，在上述一种凸起式真空吸盘中，所述导气管和所述气孔盖采用铝合金材质制作而成；所述支架外壳采用ABS塑料制作而成；所述吸盘膜和所述垫片采用丁腈橡胶制作而成。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种凸起式真空吸盘，本发明的吸盘膜采用凸起式设计，采用凸起式吸盘膜的方式来贴合吸附产品表面，隔绝了真空发生设备与液体接触的可能性，很好的避免了真空设备进水导致的设备损坏，并且克服了电磁式吸盘只能吸附铁磁材料的缺点，极大提高了真空吸盘在水下的实用性。
本发明的设计理念来源于水蛭后吸盘，工作时通过吸盘膜的凸起压平的过程将吸盘与吸附物体表面之间的液体挤出，压平的吸盘膜与产品表面的全贴合形成密封，对吸盘进行抽气，支架外壳内形成真空，吸引吸盘膜脱离产品表面产生真空，以此产生吸附力。
本发明不同于现有工业吸盘的设计方法，具有设计简单、应用范围广泛、成本费用较低、能够循环使用等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为导气管的立体结构示意图。
图4为吸盘支架的剖视图。
图5为吸盘膜的立体结构剖视图。
图6为吸盘膜的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种凸起式真空吸盘，本发明不同于现有工业吸盘的设计方法，具有设计简单、应用范围广泛、成本费用较低、能够循环使用等特点。
实施例1
结合附图1-6，本发明公开了一种凸起式真空吸盘，包括导气管1、吸盘支架2和吸盘膜3，其中导气管1安装在吸盘支架2顶部，吸盘膜3安装在吸盘支架2底部；
吸盘支架2包括支架壳体21和内嵌于支架壳体21内的气孔盖22；支架壳体21由立管211、椎管212、肋板213和环形板214组成，其中立管211内壁设置有凸起的上挡圈215和下挡圈216，气孔盖22内嵌于上挡圈215和下挡圈216之间，并且气孔盖22与立管211内壁贴合；椎管212顶部与立管211外壁连接，椎管212与立管211连通，并且立管211位于椎管212以外部分设置为正棱柱状；环形板214固定连接在椎管212底部，并与椎管212轴线垂直；肋板213连接在椎管212内壁与环形板214顶面之间；
导气管1中部设置有正棱柱凸台11，正棱柱凸台11底部设置有密封凸台12；位于正棱柱凸台11以下的导气管1伸入气孔盖22开设的中心孔内，并与气孔盖22连接，密封凸台12位于上挡圈215的中心孔内；
吸盘膜3由粘接板31和弹性膜32组成，弹性膜32固定在粘接板31底部，粘接板31顶部与环形板214底部固定连接；弹性膜32为向外凸起的球面膜。
为了进一步优化上述技术方案，密封凸台12与气孔盖22之间设置有垫片4。
为了进一步优化上述技术方案，气孔盖22为环状，并且气孔盖22内壁设置有气孔盖内螺纹，密封凸台12以下的导气管1上设置有与气孔盖内螺纹匹配的导气管下外螺纹，气孔盖22与导气管1通过气孔盖内螺纹和导气管下外螺纹连接，并将垫片4压紧在气孔盖22上。
为了进一步优化上述技术方案，弹性膜32的球面半径r为240-260mm，最大圆弧角β为14-18°，其球面凸起高度h为3-6mm，凸起处与平面的连接点处切线与平面的夹角α为5-10°。
为了进一步优化上述技术方案，粘接板31的底部设有倾角，其倾角大小为2α。
为了进一步优化上述技术方案，立管211、椎管212、环形板214为一体式结构，粘接板31和弹性膜32为一体式结构。
为了进一步优化上述技术方案，导气管1、吸盘支架2和吸盘膜3形成仅导气管1预留开口的半封闭结构。
为了进一步优化上述技术方案，正棱柱凸台11以上的导气管1设置导气管上外螺纹。
为了进一步优化上述技术方案，密封凸台12为圆环形凸台。
为了进一步优化上述技术方案，导气管1和气孔盖22采用铝合金材质制作而成；支架外壳采用ABS塑料制作而成；吸盘膜3和垫片4采用丁腈橡胶制作而成。
为了进一步优化上述技术方案，肋板213设置有六块，均匀分布在椎管212内壁与环形板214顶面之间。
为了进一步优化上述技术方案，正棱柱凸台11为正六棱柱凸台，能够通过扳手进行扭动，便于导气管1与吸盘支架2通过螺纹稳固连接。
工作原理：
第一步：将通过导气管1上部的导气管上外螺纹连到外部抽真空设备的抽气管上。
第二步：将吸盘膜3放置到需要吸附产品表面，由于通过外力不断施加压力在吸盘支架2上，弹性膜32从凸起最高处开始接触产品表面，逐渐整个弹性膜32与产品表面完全贴合。
第三步：启动外部设备抽气，使吸盘支架2内产生一定程度的真空负压，该真空负压促使弹性膜32从膜中心处开始脱离贴合的产品表面，弹性膜32与产品表面之间形成一定的真空负压，完成吸附。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种凸起式真空吸盘，其特征在于，包括导气管、吸盘支架和吸盘膜，其中所述导气管安装在所述吸盘支架顶部，所述吸盘膜安装在所述吸盘支架底部；
所述吸盘支架包括支架壳体和内嵌于所述支架壳体内的气孔盖；所述支架壳体由立管、椎管、肋板和环形板组成，其中所述立管内壁设置有凸起的上挡圈和下挡圈，所述气孔盖内嵌于所述上挡圈和所述下挡圈之间，并且所述气孔盖与所述立管内壁贴合；所述椎管顶部与所述立管外壁连接，所述椎管与所述立管连通，并且所述立管位于所述椎管以外部分设置为正棱柱状；所述环形板固定连接在所述椎管底部，并与所述椎管轴线垂直；所述肋板连接在所述椎管内壁与所述环形板顶面之间；
所述导气管中部设置有正棱柱凸台，所述正棱柱凸台底部设置有密封凸台；位于所述正棱柱凸台以下的所述导气管伸入所述气孔盖开设的中心孔内，并与所述气孔盖连接，所述密封凸台位于所述上挡圈的中心孔内；
所述吸盘膜由粘接板和弹性膜组成，所述弹性膜固定在所述粘接板底部，所述粘接板顶部与所述环形板底部固定连接；所述弹性膜为向外凸起的球面膜。
2.根据权利要求1所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述密封凸台与所述气孔盖之间设置有垫片。
3.根据权利要求2所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述气孔盖为环状，并且所述气孔盖内壁设置有气孔盖内螺纹，所述密封凸台以下的所述导气管上设置有与所述气孔盖内螺纹匹配的导气管下外螺纹，所述气孔盖与所述导气管通过所述气孔盖内螺纹和所述导气管下外螺纹连接，并将所述垫片压紧在所述气孔盖上。
4.根据权利要求1所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述弹性膜的球面半径r为240-260mm，最大圆弧角β为14-18°，其球面凸起高度h为3-6mm，凸起处与平面的连接点处切线与平面的夹角α为5-10°。
5.根据权利要求4所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述粘接板的底部设有倾角，其倾角大小为2α。
6.根据权利要求1所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述立管、所述椎管、所述环形板为一体式结构，所述粘接板和所述弹性膜为一体式结构。
7.根据权利要求1所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述导气管、所述吸盘支架和所述吸盘膜形成仅所述导气管预留开口的半封闭结构。
8.根据权利要求1所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述正棱柱凸台以上的所述导气管设置导气管上外螺纹。
9.根据权利要求1所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述密封凸台为圆环形凸台。
10.根据权利要求2所述的一种凸起式真空吸盘，其特征在于，所述导气管和所述气孔盖采用铝合金材质制作而成；支架壳体采用ABS塑料制作而成；所述吸盘膜和所述垫片采用丁腈橡胶制作而成。
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