CN111561510A - 基于液体密封的真空吸盘及其吸附方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于液体密封的真空吸盘及其吸附方法，属于真空吸盘技术领域。包括吸盘本体，吸盘本体的吸附面设有至少两层密封环，相邻密封环之间具有缝隙；吸盘本体内设有储液腔，并设有将储液腔连通至相邻密封环之间缝隙的通道。通过设置多层密封环，吸附使，在相邻密封环之间通入液体，利用液体的流动性和粘性使其充满原本不能由密封环完全覆盖的微小缝隙，极大地提高了吸盘的密封性。可大大提高吸附能力和吸附稳定性，较少了耗能。且吸盘整体安装方便，占用体积小。
Description
技术领域
本发明涉及真空吸盘技术领域，具体地说，涉及一种基于液体密封的真空吸盘及其吸附方法。
背景技术
真空吸盘在工业生产制造领域中有着非常广泛的应用，在人类生产制造活动中起到了不可替代的作用。能够吸附于不同材料表面的特性使得其成为工业机器人应用较多的末端执行器，并被应用于生产流水线上搬运移动零件、物品或食物的操作。同时也被应用于爬壁机器人中用来攀爬一些人无法安全抵达的壁面来执行探测、清洗等任务。
公布号为CN108584666A的中国专利文献公开了一种工业自动化设备用真空吸盘，公告号为CN207454515U的中国专利文献公开了一种真空吸盘，公告号为CN203254429U的中国专利文献公开了一种真空吸盘结构，公告号为CN201896027U的中国专利文献公开了一种真空吸盘。
上述现有的真空吸盘密封性能有限，无法顺利吸附于粗糙表面上。传统吸盘依赖于外部的橡胶圈实现真空密封，从而使得负压能够维持在吸盘内部。然而，粗糙表面由于其上不均匀分布的颗粒状凹凸以及一些裂纹等，使得密封圈无法完全贴合表面，从而在吸盘内部和大气之间产生气路通道，从而产生真空泄露，导致吸盘和表面的脱离。目前一些解决方式往往是增加密封圈或者是增强真空泵的功率，然而依旧无法解决问题，与此同时还导致了吸盘体积和能耗增大，噪声显著的问题，且安装使用较为繁琐复杂，移动不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于液体密封的真空吸盘及其吸附方法，解决吸盘在如一些砂砾状或是裂纹等粗糙表面的吸附力不足的问题。
为了实现上述目的，第一方面，本发明的基于液体密封的真空吸盘，包括吸盘本体，所述吸盘本体的吸附面设有至少两层密封环，相邻密封环之间具有缝隙；所述吸盘本体内设有储液腔，并设有将所述储液腔连通至相邻密封环之间缝隙的通道。
上述技术方案中，通过设置多层密封环，吸附使，在相邻密封环之间通入液体，利用液体的流动性和粘性使其充满原本不能由密封环完全覆盖的微小缝隙，极大地提高了吸盘的密封性。可大大提高吸附能力和吸附稳定性，较少了耗能。且吸盘整体安装方便，占用体积小。
可选地，在一个实施例中，所述的储液腔为以所述吸盘本体的轴线为中心轴的环状腔体。
可选地，在一个实施例中，所述的通道为设置在所述环状腔体底部的孔洞阵列，每个相邻密封环之间的缝隙对应设置一圈孔洞阵列。
可选地，在一个实施例中，所述的吸盘本体的吸附面设有两层密封环，两层密封环之间的缝隙为环状，所述通道为连通所述储液腔和所述环状缝隙的一圈孔洞阵列。
可选地，在一个实施例中，所述的吸盘本体内具有真空室，并设有连通所述真空室的快速接头螺纹孔。
可选地，在一个实施例中，所述的吸盘本体上设有连通所述储液腔的液体外接管口。
可选地，在一个实施例中，所述的密封环采用高弹性和高形变能力的软胶材料制成。相比于传统的密封材料，如橡胶等，可以更贴合吸附表面。
可选地，在一个实施例中，所述的吸盘本体通过3D打印方式制造。
第二方面，本发明的基于液体密封的真空吸盘的吸附方法，包括以下步骤：
(1)吸盘本体连接至真空泵，将储液腔连接外部液体管道；
(2)将吸盘本体的吸附面按压至待吸附表面，使各层密封环充分贴合待吸附表面，此时启动真空泵使吸盘本体内形成负压环境；若此时吸盘本体能够稳定吸附，则完成吸附。
(3)若此时吸盘本体未能稳定吸附，则通过外部液体管道将液体通入储液腔，并通过通道流至相邻密封层之间的缝隙，使液体充满缝隙，完成吸附。
当待吸附面为粗糙壁面时，所采用的液体为粘性液体。优选为明胶。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
本发明的真空吸盘由于高度的密封性，使得其内部的负压环境较为稳定，因此相比于传统产品所需要的气源相对较小，能耗较少，且使用便利；整体安装方便，体积小，使用时不会出现噪声大的现象；同时具有自我清洁功能，不会由于被吸附表面的灰尘等杂质影响到自身的吸附能力；能够根据具体的吸附需求，挑选合适的材料和液体，并选择合适的吸附方式，因此具备较高的灵活性和适应性。
附图说明
图1为本发明实施例的真空吸盘的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的真空吸盘的俯视图；
图3为本发明实施例的真空吸盘的主视图；
图4为图3中A-A剖面图；
图5为本发明实施例的孔洞阵列的排布示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例
参见图1至图5，本实施例的基于液体密封的真空吸盘包括吸盘本体100，吸盘本体100的吸附面设有内密封环101和外密封环102，吸盘本体100内设有储液腔103和真空室104，吸盘本体100的顶部设有连通真空室104的快速接头螺纹孔105和连通储液腔103的液体外接管口106。
储液腔103为环状腔体，内密封环101和外密封环102之间形成环状的缝隙，在该缝隙与储液腔103之间设有一圈孔洞阵列107，用于将储液腔103内的液体流入缝隙内，提高吸附力。
本实施例的吸盘本体100由3D打印方式制造，内密封环101和外密封环102由软胶材料制成，极富弹性，具有非常好的抗拉伸和撕裂强度。吸盘本体100和内密封环101、外密封环102通过胶结连接。
在对待吸附表面进行吸附的过程如下：
(1)吸盘本体100通过快速接头螺纹孔105同配合直径的快速接头相互连接，将抽气管插入到快速接头上，同时将液体管道和液体外接管口106连接。
(2)将吸盘本体100的吸附面按压至待吸附表面，使内密封环101、外密封环102充分贴合待吸附表面，此时启动外部的真空泵在真空室104中形成负压环境。如果此时吸盘本体100能够稳定吸附，则完成吸附。
(3)如果此时吸盘本体100未能稳定吸附，则外部液体从液体管道通过液体外接管口106进入到储液腔103中。该液体根据吸附表面决定，一般地，针对粗糙壁面可采用可降解无危害的粘性液体，如明胶等。进入到储液腔103中的液体通过孔洞阵列107均匀到达内密封环101和外密封环102之间的缝隙，充满该缝隙，并根据自身的特性渗透到表面的凹凸处和裂纹处完成填充，多余液体残留在储液腔103中。此时产生了3层密封，即由外密封环102产生的外部软胶密封，由液体产生的中间液体密封和由内密封圈101产生的内部软胶密封，使得吸盘密封性大大增强，真空室104中仍处于负压环境，由此产生在粗糙表面的稳定吸附力，完成吸附过程。
(4)由于液体的流动性会使得其充满由于外密封环102和内密封环101所不能完全覆盖的地方，同时液体能够清洁吸盘底部，防止由于表面灰尘等杂质导致的密封环性能下降的问题。粘性液体能够被所使用的软胶材料的密封环所吸收，使其再次产生自粘性，能够不借助负压而吸附在光滑表面，如玻璃等。
Claims (10)
1.一种基于液体密封的真空吸盘，包括吸盘本体，其特征在于，所述吸盘本体的吸附面设有至少两层密封环，相邻密封环之间具有缝隙；所述吸盘本体内设有储液腔，并设有将所述储液腔连通至相邻密封环之间缝隙的通道。
2.根据权利要求1所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的储液腔为以所述吸盘本体的轴线为中心轴的环状腔体。
3.根据权利要求2所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的通道为设置在所述环状腔体底部的孔洞阵列，每个相邻密封环之间的缝隙对应设置一圈孔洞阵列。
4.根据权利要求1所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的吸盘本体的吸附面设有两层密封环，两层密封环之间的缝隙为环状，所述通道为连通所述储液腔和所述环状缝隙的一圈孔洞阵列。
5.根据权利要求1-4任一所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的吸盘本体内具有真空室，并设有连通所述真空室的快速接头螺纹孔。
6.根据权利要求1-4中任一所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的吸盘本体上设有连通所述储液腔的液体外接管口。
7.根据权利要求1-4中任一所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的密封环采用高弹性和高形变能力的软胶材料制成。
8.根据权利要求1-4中任一所述的基于液体密封的真空吸盘，其特征在于，所述的吸盘本体通过3D打印方式制造。
9.一种用于权利要求1-8中任一所述的基于液体密封的真空吸盘的吸附方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)吸盘本体连接至真空泵，将储液腔连接外部液体管道；
(2)将吸盘本体的吸附面按压至待吸附表面，使各层密封环充分贴合待吸附表面，此时启动真空泵使吸盘本体内形成负压环境；若此时吸盘本体能够稳定吸附，则完成吸附。
(3)若此时吸盘本体未能稳定吸附，则通过外部液体管道将液体通入储液腔，并通过通道流至相邻密封层之间的缝隙，使液体充满缝隙，完成吸附。
10.根据权利要求9所述的吸附方法，其特征在于，当待吸附面为粗糙壁面时，所采用的液体为粘性液体。
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| GR01 | Patent grant | ||
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