CN115916485A - 用于真空歧管的被动阀 - Google Patents

Abstract

一种阀可在真空室和端口之间位于真空歧管中。该阀包括移动构件，该移动构件具有相对的第一端和第二端，并且可在关闭位置与打开位置之间移动。通道在第一端与第二端之间延伸通过移动构件。排放孔口在通道与移动构件的侧部之间延伸通过移动构件。在关闭位置中，移动构件的第一端与真空室接触。当在真空室中抽真空并且物体接合端口时，排放孔口允许气体至此，使得移动构件的第二端上的压力降低以克服偏压机构的力，并且引起移动构件被动地从关闭位置移动到打开位置。

Description

用于真空歧管的被动阀

技术领域

本公开在真空歧管阀的技术领域。更具体地，本公开针对用于真空歧管的真空端口的阀，其中阀受偏压关闭并且当物体接合真空端口时被动地打开。

背景技术

真空臂端工具可用在机器人臂上以用于许多功能，包括抓住和移动物体。例如，真空工具可具有与物体进行接触的一个或多个吸盘。可在吸盘中抽真空以对物体施加力。为了使真空工具对物体的力最大化，在其中抽真空的吸盘中的所有都必须与物体接触。即使不与物体接触的一个吸盘也可降低真空工具对物体的力的强度，到真空工具无法充分抓住物体以移动物体的程度。使用真空工具抓住不同形状的物体可为困难的。物体的不同形状可防止真空工具的所有吸盘接触物体。

有可能克服物体与真空工具上的真空吸盘中的一些之间缺乏接触的问题。例如，可将单独的真空源联接到吸盘中的每一个，使得吸盘中的一个与物体之间缺乏接触不会影响其它吸盘的操作。然而，具有用于单个真空工具的多个真空源可为昂贵的。在另一个示例中，吸盘中的每一个可联接到与用于每个吸盘的阀平行的单个真空源。在该示例中，阀可独立地控制（例如，通过控制器）以在对应的吸盘接触物体时打开每个阀。然而，具有阀和传感器的主动控制以检测每个吸盘与物体之间的接触可为复杂并且昂贵的。

发明内容

该概述提供成以简化形式引入观念的选择，其在以下在详细描述中进一步描述。此概述既不旨在识别所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的协助。

在第一实施例中，阀构造成在真空歧管中位于真空室与端口之间，并且当端口由物体接合时将真空室被动地联接到端口。该阀包括移动构件、通道、排放孔口和偏压机构。移动构件具有第一端和与第一端相对的第二端，并且移动构件可在关闭位置与打开位置之间移动。通道在第一端与第二端之间延伸通过移动构件。排放孔口在通道与移动构件的在移动构件处于关闭位置中时暴露于真空室的侧部之间延伸通过移动构件。偏压机构构造成将移动构件偏压到关闭位置。当移动构件处于关闭位置中时，移动构件的第一端与真空室接触以阻止气体在第一端处移动进入和离开通道。当移动构件处于打开位置中时，移动构件的第一端不与真空室接触。排放孔口允许气体经过，使得当在真空室中抽真空并且端口由物体接合时，移动构件的第二端上的压力降低以克服偏压机构的力，并且引起移动构件被动地从关闭位置移动到打开位置。

在第二实施例中，第一实施例的排放孔口的一个或多个尺寸基于当移动构件处于关闭位置中时允许经过排放孔口的气体的预定流速来选择。

在第三实施例中，前述实施例中任一个的通道沿与排放孔口沿其延伸的方向基本上垂直的方向延伸。

在第四实施例中，前述实施例中任一个的排放孔口包括移动构件的第一端中的凹口和移动构件中的通孔中的至少一个。

在第五实施例中，前述实施例中任一个的移动构件按形状为圆柱的并且通道为移动构件中的通孔。

在第六实施例中，第五实施例的移动构件的圆柱形状具有阶梯状直径轮廓，使得包括第一端的移动构件的第一部分具有第一直径，包括第二端的移动构件的第二部分具有第二直径，并且第一直径小于第二直径。

在第七实施例中，第六实施例的移动构件的第二部分包括与第二端相对的第三端，并且其中第三端暴露于周围环境。

在第八实施例中，第七实施例的第三端具有围绕移动构件的第一部分延伸的槽，并且其中槽经由参考通道连通地联接到周围环境。

在第九实施例中，第六至第八实施例中任一个的移动构件构造成位于真空歧管的包括第一开孔和第二开孔的一部分内，其中移动构件的第一部分位于第一开孔中，并且移动构件的第二部分位于第二开孔中，其中第一直径选择成限制气体在移动构件的第一部分与第一开孔之间通过，并且其中第二直径选择成限制气体在移动构件的第二部分与第二开孔之间通过。

在第十实施例中，前述实施例中任一个的偏压机构包括定位在端口与移动构件的第二端之间的压缩弹簧。

在第十一实施例中，前述实施例中任一个的通道的截面面积小于端口中的气体通路的截面面积。

在第十二实施例中，当接合构件联接到第十一实施例的端口并且接合构件具有气体通路时，通道的截面面积小于接合构件的气体通路的截面面积。

在第十三实施例中，当物体从前述实施例中任一个的端口脱离时，偏压机构构造成将移动构件从打开位置移动到关闭位置。

在第十四实施例中，真空歧管包括真空室、多个端口和多个阀。真空室构造成具有在其中抽的真空，使得真空室中的压力小于真空歧管外侧的周围大气中的压力。多个端口平行联接到真空室并且多个端口暴露于周围大气。多个阀，其中多个阀中的每一个是根据前述实施例中任一个的阀。多个阀中的每一个位于真空室与多个端口中的一个之间。多个阀构造成彼此独立地在打开位置与关闭位置之间移动。

在第十五实施例中，第十四实施例的多个阀的排放孔口的一个或多个尺寸基于多个阀的数目来选择。

在第十六实施例中，第十四至第十五实施例中任一个的真空歧管进一步包括多个吸盘，多个吸盘中的每一个联接到多个端口中的一个。

在第十七实施例中，第十六实施例的多个吸盘与多个端口一体地形成。

在第十八实施例中，第十七实施例的多个吸盘与多个端口分开地形成。

在第十九实施例中，对于多个阀中的每一个，第十四至第十八实施例中任一个的通道的截面面积小于多个端口中的对应端口中的气体通路的截面面积。

在第二十实施例中，第十四至第十九实施例中任一个的真空歧管联接到真空源，该真空源构造成在真空室中抽真空。

附图说明

当结合附图时参考以下详细描述，所公开的主题的前述方面和许多伴随优点将变得更容易认识到，因为它们变得更好理解，在附图中：

图1A、1B、1C和1D分别描绘了根据本文中公开的实施例的真空歧管的顶视图、侧部视图、底视图和侧部截面视图；

图1E描绘了根据本文中公开的实施例的当在真空歧管中抽真空时图1A至1D中所示的真空歧管的截面视图；

图2A和2B分别描绘了根据本文中公开的实施例的图1A至1D中所示的真空歧管中的阀的移动构件的实施例的透视图和侧部视图；

图3A和3B分别描绘了根据本文中公开的实施例的图1A至1D中所示的真空歧管中的阀中可用的移动构件的另一个实施例的透视图和侧部视图；

图4A至4H描绘了图1A至1D中所示的真空歧管的局部截面视图，并且图4A至4H中的每一个示出了根据本文中公开的实施例的阀118被动打开和关闭的方法的实施例中的示例；

图5A和图5B描绘了根据本文中公开的实施例的分别处于关闭位置和打开位置中的图2A和图2B中所示的移动构件的实施例的透视图以及图1A至图1D中所示的真空歧管的截面；

图6A和6B描绘了根据本文中公开的实施例的图1A至1D中所示的真空歧管以及接合端口中的一些但不是所有的物体的实施例；以及

图7A和图7B分别描绘了根据本文中公开的实施例的具有接合构件的图1A至图1D中所示的真空歧管的实施例的侧部视图和底视图。

具体实施方式

图1A、1B、1C和1D分别描绘了真空歧管100的顶视图、侧部视图、底视图和侧部截面视图。在所描绘的实施例中，真空歧管100包括本体102。在所描绘的实施例中，本体102包括联接到彼此的顶部构件104、中间构件106和下部构件108。在其它实施例中，本体102可由单个构件或由任何数目的构件形成。真空歧管100包括真空室110。在所描绘的实施例中，真空室110由本体102的顶部构件104和中间构件106界定。顶部构件104包括与真空室110流体连通的真空端口112。真空端口112构造成联接到能够在真空室110中抽真空的真空源。

真空歧管100包括数个端口114。在一些实施例中，端口114经过本体的下部构件108。在所描绘的实施例中，下部构件108包括从下表面延伸的突出部116和经过突出部116的端口114。在一些实施例中，突出部116由趋于顺应物体的柔顺材料（例如，橡胶）形成，使得当物体接触突出部116时物体很可能接合端口114。如图1C中可见，端口114的所描绘实施例包括三乘五的端口阵列。将认识到，在其它实施例中，端口114可具有任何数目和/或以任何其它方式布置（例如，以其它矩形阵列、以其它图案、以随机分类等）。无论端口114的布置如何，端口114的布置都将不会适合物体的所有可能形状。一些物体可具有允许物体接合端口114中的所有的形状。其它物体可具有允许物体接合端口114的子集的形状。

端口114平行联接到真空室110。如果没有阀位于端口114与真空室110之间，则真空室110中抽的真空将延伸到端口114中的每一个。在此情况下，如果物体要接合端口114，则真空将在端口114中的每一个处对物体施加力。然而，如果端口114中的一个未由物体接合，则通过未接合端口的空气泄漏将显著降低接合端口处的真空力。如果端口114中的多于一个未由物体接合，则通过未接合端口的空气的泄漏将以甚至更大的幅度降低接合端口处的真空力。

为了防止从未接合端口泄漏，真空歧管100可包括用于端口114中的每一个的阀。然而，如上所述，具有独立控制（例如，由控制器）的数个阀以在对应的吸盘接触物体时打开每个阀可为复杂并且昂贵的。此系统可能需要用于端口114中的每一个的传感器以确定每个端口是否接合，并且然后致动器基于端口是否接合来打开和关闭阀。在没有主动控制阀的情况下防止从未接合端口泄漏将是有利的。

在一些实施例中，真空歧管100包括作为被动阀的阀118。阀118中的一个定位在端口114中的一个与真空室110之间。阀118受偏压关闭，并且构造成响应于端口114中的对应一个由物体接合而被动地打开。以此方式，如果端口114中的一个没有由物体接合，则对应于该端口114的阀118保持关闭以防止通过端口114泄漏。阀118构造成彼此独立地在打开位置与关闭位置之间移动，使得对于接合的端口114，对应的阀118将打开，并且对于未接合的端口114，对应的阀118将关闭。

在一些实施例中，阀118中的每一个包括移动构件120。图2A和2B分别描绘了移动构件120的实施例的透视图和侧部视图。在所描绘的实施例中，移动构件120包括第一端122和第二端124。移动构件120进一步包括从第一端122到第二端124延伸通过移动构件120的通道126。在所描绘的实施例中，移动构件120按形状为圆柱的并且通道126是移动构件120中的通孔。

在图2A和2B中所示的特定实施例中，移动构件120的圆柱形状具有包括第一部分128和第二部分130的阶梯状直径轮廓。移动构件120的第一部分128包括第一端122并且具有第一直径。移动构件120的第二部分130包括第二端124并且具有第二直径。在所描绘的实施例中，第一部分128的第一直径小于第二部分130的第二直径。尽管图2A和2B中描绘的移动构件120和通道126的实施例具有特定的形状，但是将理解，移动构件120和/或通道126可具有其它形状并且仍然实现本文中所描述的功能。

在所描绘的实施例中，移动构件120的第二部分130包括与第二端124相对的第三端132。在一些实施例中，第三端132具有围绕移动构件120的第一部分128延伸的槽134。如以下更详细论述的，当移动构件120在真空歧管100中时，第三端132可暴露于周围环境（例如，经由参考通道），以在端口114接合时协助阀118的被动打开。在其中第三端132包括槽134的实施例中，槽134可允许第三端132的围绕第一部分128的部分暴露于周围环境。

移动构件120进一步包括在通道126与移动构件120的侧部之间延伸通过移动构件120的排放孔口136。如以下更详细描述的，当阀118（包括移动构件120）处于关闭位置中时，移动构件120的侧部上的排放孔口136的端部可暴露于真空歧管100的真空室110。排放孔口136允许气体从移动构件120的侧部经过进入通道126中，并且反之亦然。在所描绘的实施例中，通道126沿与排放孔口136沿其延伸的方向基本上垂直的方向延伸。例如，通道126基本上平行于移动构件120的轴线延伸，并且排放孔口136基本上垂直于移动构件120的轴线延伸。

在一些实施例中，排放孔口136的尺寸基于允许经过排放孔口136的气体量来选择。例如，在图2A和2B中描绘的实施例中，排放孔口136是第一端122中的凹口。凹口具有三角形截面，其具有高度138和宽度140，高度和宽度中的每一个可基于允许经过排放孔口136的气体量来选择。图3A和3B描绘了具有不同形式的排放孔口136'的移动构件120'的另一个实施例。在该实施例中，排放孔口136'是移动构件120的第一部分128中的通孔。排放孔口136'具有可基于允许经过排放孔口136'的气体量来选择的直径142。将清楚的是，排放孔口的其它实施例可具有其它形状、形式、尺寸等，同时仍然能够允许气体从移动构件120的侧部经过进入通道126中，并且反之亦然。

返回参考图1A至1D，真空歧管100中的每个阀118包括移动构件120。在所描绘的实施例中，移动构件120位于真空歧管的包括第一开孔144和第二开孔146的一部分内。移动构件120的第一部分128位于第一开孔144中，并且移动构件120的第二部分130位于第二开孔146中。在一些实施例中，第一部分128的第一直径选择成限制气体在移动构件120的第一部分128与第一开孔144之间通过。类似地，第二部分130的第二直径选择成限制气体在移动构件120的第二部分130与第二开孔146之间通过。

阀118进一步包括将移动构件120偏压到关闭位置的偏压机构148。在所描绘的实施例中，偏压机构148是定位在端口114与移动构件120的第二端124之间的压缩弹簧。在图1D中所示的实施例中，移动构件120所有都处于关闭位置中。在关闭位置中，移动构件120的第一端122与真空室110接触。在所描绘的实施例中，第一端122与形成真空室110的顶部部件104的一部分接触。与真空室110接触的移动构件的第一端122的定位阻止气体在第一端122处进入和离开通道126的移动。然而，如以下更详细论述的，排放孔口136仍然允许一些气体在真空室110与通道126之间通过。

在所描绘的实施例中，阀118中的每一个的移动构件120的第三端132与真空歧管100的本体102中的参考通道150流体连通。参考通道150暴露于真空歧管100外侧的周围环境。当在真空室110中抽真空时，周围环境中的压力大于真空室110中的压力。在所描绘的实施例中，对于阀118中的每一个，参考通道150平行地经过本体20的顶部构件104和中间构件106。在其它实施例中，单个参考通道可将两个或更多个移动构件120流体地联接到周围环境。

图1E描绘了当在真空室110中抽真空时真空歧管100的截面视图。在所描绘的实施例中，连接器152已联接到真空端口112，并且气体管线154联接到连接器152。在一些实施例中，连接器152具有外螺纹，其接合真空端口112的内螺纹并且形成基本上密封的连接。连接器152还具有接合气体管线154的内径以形成基本上密封的连接的脊。气体管线154的另一端可连接到真空源（未图示），真空源可通过气体管线154在真空室110中抽真空。

在图1E中，长-短-长虚线指示气体在真空歧管100中的可能通路。在移动构件120处于关闭位置中的情况下，移动构件120的第一端122阻止气体从通道126离开并且进入真空室110中的通过。然而，排放孔口136允许气体从通道126进入真空室110中的通过。因此，如图1E中可见，允许气体流动通过未接合端口114，通过移动构件120的通道126，通过移动构件120的排放孔口136，并且进入真空室110中。在一些实施例中，排放孔口136的截面面积相对小（例如，与通道126在第一端122处的截面面积相比），使得当移动构件120处于关闭位置中时，通过排放孔口136的气体流动相对低。以此方式，来自未接合的端口114的真空源上的负载相对低。

如图1E中可见，还允许气体从周围环境经由参考通道150经过到移动构件120的第三端132。在图1E中所示的示例处，因为端口114未接合，故端口114也暴露于周围环境。因此，来自周围环境的压力作用在第二端124上（经由端口114）和第三端132上（经由参考通道150）的力基本上相同，使得第二端124和第三端132上存在可忽略不计的压力差（即使有的话）。在此情况下，偏压机构148的力能够将移动构件偏压到关闭位置。

图4A至4H描绘了真空歧管100的局部截面视图，并且图4A至4H中的每一个示出了阀118被动打开和关闭的方法的实施例中的示例。在图4A中所示的示例处，阀118处于与图1E中所示相同的状态中。具体而言，在真空室110中抽真空，端口114未接合，并且移动构件120由偏压机构148偏压到关闭位置。如由长-短-长虚线所指示，允许气体流动通过端口114、通道126、排放孔口136，并且进入真空室110中。

图4B描绘了当物体156接合端口114时的示例。随着物体156接合端口114，就不再允许气体流动进入端口114中。然而，真空源仍在真空室110中抽真空。因为排放孔口136允许气体从通道126通过进入真空室110中，故将开始在通道126内侧和第二端124下方的区域中抽真空。因此，通道126和移动构件120的第二端124下方的区域中的压力将开始降低。参考通道150保持与周围环境连通，使得第三端132和/或槽134与周围环境连通。因此，随着第二端124上的压力开始降低，第三端132与第二端124之间的压差将开始增大。在所描绘的实施例中，参考通道150与槽134的一部分对准，并且槽134围绕整个移动构件120延伸，使得槽134的整体暴露于周围环境的压力，并且在槽134上的压力施加相对于移动构件120的轴线基本上对称的力。

在一些实施例中，偏压机构148的偏压力（例如，当偏压机构148是弹簧时的弹簧力）小于来自第三端132与第二端124之间的预期最大压差的力。因此，随着压差增大，压差最终将克服偏压机构148的偏压力。在一些实施例中，当通道126中的压力达到约-1.2psi（-8.3kPa）与约-6.9psi（-47.6kPa）之间范围内的表压时，移动构件120将开始移动。

图4C描绘了压差最初已经克服偏压机构148的偏压力并且移动构件120已经开始打开之后的示例。因为移动构件120已经开始打开，故第一端122不再与真空室110接触。这大大增加了气体从通道126流动进入真空室110中的能力，因为第一端122处的通道126的端部现在暴露于真空室110，并且排放孔口136不再是用于气体从通道126进入真空室110中的唯一通路。第三端132经由参考通道150与周围环境保持流体连通。气体从通道126和第二端124下方的区域这样流出进一步增加了第三端132与第二端124之间的压差。

图4D描绘了当移动构件120达到打开位置时的示例。在一些实施例中，当通道126中的压力达到约-2.0psi（-13.8kPa）与约-11.4psi（-78.6kPa）之间范围内的表压时，移动构件120将达到打开位置。在打开位置中，移动构件120的第一端122不与真空室110接触。在所描绘的实施例中，移动构件120的第二端124与真空歧管100的本体102的下部构件108接触。在一些实施例中，当移动构件120处于打开构造中时，通道126中的压力与真空室110中的压力基本上相同。只要物体156保持接合到端口114，移动构件120就将保持在打开位置中。

图4E描绘了在图4D中所示的示例之后某个时间的示例，其中物体156保持接合到端口114并且移动构件120保持在打开位置中。在物体156接合到端口114并且在通道126中抽真空的情况下，真空在物体156上施加力，使得可通过移动真空歧管100来提升、重新定位、转动或以其它方式移动物体156。将在端口114处继续在物体156上施加真空力，直到物体156从端口114脱离。

图4F描绘了在物体156已从端口114脱离之后的示例。在一些实施例中，可通过在物体156上施加将克服真空力的力来使物体156与端口114脱离。例如，在所描绘的实施例中，物体156可向下拉离端口114，使得物体156不再与端口114接触。在一些实施例中，物体156可通过关闭真空源和/或降低真空源的强度而从端口脱离。真空的失去或降低可允许物体156从端口114掉下或掉落。

一旦物体156不再接合端口114，则端口再次暴露于周围大气并且端口114和通道126中的压力增加。随着端口114和通道126中的压力增加，第三端132和第二端124之间的压差减小。随着压差减小，压差不再足以克服偏压机构148的偏压力。在图4F中所示的示例处，移动构件120处于从打开位置移动回到关闭位置的过程中。

图4G描绘了在移动构件120达到关闭位置中时的示例。此时，第一端122再次与真空室110接触，使得阻止气体从通道126移动进入真空室110中。然而，排放孔口136继续允许相对少的气体从通道126流动进入真空室110中。在其中物体156通过降低或消除真空而从端口114脱离的情况下，真空源可通过图4G中所示的示例保持关闭或降低。

图4H描绘了由排放孔口136允许的气体从通道126进入真空室110中的流动。在图4H中所示的示例处，真空源再次在真空室110中抽真空，与图4A中所示的示例中如何抽真空基本上类似。在图4H中所示的点处，端口114可再次由物体（例如，物体156或另一物体）接合，并且可重复图4A至4H中所示的过程。

图5A和图5B描绘了分别处于关闭位置和打开位置中的移动构件120的实施例的透视图和真空歧管100的截面。如图5A中可见，当端口114未接合并且移动构件120处于关闭位置中时，第一端122在关闭位置中与真空室110接触。当移动构件120处于关闭位置中时，排放孔口136还允许气体从通道126到真空室110的通过。如图5B中可见，当端口114由物体156接合并且移动构件120处于打开位置中时，第一端122在关闭位置中不与真空室110接触。允许气体通过第一端122离开通道126并且进入真空室110中。

如在所描绘的实施例中可见，排放孔口136的截面面积明显小于通道126在第一端处的截面面积。因此，当移动构件120处于关闭位置中时由排放孔口136允许的气体流动小于当移动构件120处于打开位置中时允许通过第一端122的气体流动。以此方式，当移动构件120处于关闭位置中时通过排放孔口136的气体流动限制了可从通道经过的气体量，使得经过排放孔口的气体不会显著影响真空室110中抽的真空。类似地，当移动构件120处于打开位置中时，允许通过第一端122的气体流动允许在真空室110中抽的真空的全部力在端口114处施加到物体156。在真空歧管包括多个端口114的情况下，通过打开和关闭的移动构件120的气体的流速允许物体接合端口114中的一个或多个但不是所有，并且由接合端口114上的真空力抓住。

图6A和6B描绘了真空歧管100和接合端口114中的一些但不是所有的物体156的实施例。图6A和6B描绘了真空歧管100的一部分，其包括三个端口114（以下称为左端口114、中间端口114和右端口114）以及三个阀（以下称为左阀118、中间阀118和右阀118）。在图6A中所示的示例处，歧管处于类似于图1E中所示位置的位置。具体而言，左端口、中间端口和右端口114所有未接合，并且左移动构件、中间移动构件和右移动构件120中的每一个都处于关闭位置中。真空源经由气体管线154在真空室110中抽真空。气体能够经过左端口、中间端口和右端口114中的每一个，通过左通道、中间通道和右通道126，通过左排放孔口、中间排放孔口和右排放孔口136，并且进入真空室110中。

在图6B中描绘的示例处，物体152已接合中间端口和右端口114。中间端口和右端口114的接合引起中间通道和右通道126中的压力降低到来自周围环境对第三端132的压力克服中间偏压机构和右偏压机构148的偏压力以将中间移动构件和右移动构件120从图6A中所示的关闭位置移动到图6B中所示的打开位置的程度。中间通道和右通道126中以及中间端口和右端口114处的压力已经降低，使得抓住力在中间端口和右端口114处施加到物体156。

在图6B中所示的示例处，物体156未接合左端口114。因为左端口114保持未接合，所以左移动构件120保持在关闭位置中。在左移动构件120处于关闭位置中的情况下，允许一些气体经过左端口114，通过左通道126，通过左排放孔口136，并且进入真空室110中。然而，左排放孔口136的截面面积已经选择成使得通过左排放孔口136的有限气体流动不会对真空室中的压力具有显著的负面影响。

在一些实施例中，排放孔口的一个或多个尺寸基于当移动构件处于关闭位置中时允许经过排放孔口的气体的预定流速来选择。在其中真空歧管包括多个阀的一些情况下，基于真空歧管中的阀的数目来选择阀的排放孔口的一个或多个尺寸。例如，阀的排放孔口的一个或多个尺寸可选择成使得如果真空歧管包括n个阀并且物体接合到端口中的仅一个，则尽管允许气体流动通过其余n-1个阀的排放孔口，在该一个端口处施加在物体上的力仍将高于最小力。

图7A和图7B分别描绘了具有接合构件158的真空歧管100的实施例的侧部视图和底视图。在所描绘的实施例中，接合构件158是吸盘。在其它实施例中，接合构件158可为构造成将物体与端口接合的任何其它类型的接合构件。所描绘的实施例包括在突出部116中的每一个上的接合构件158中的一个。在所描绘的实施例中，接合构件158中的每一个与多个端口114中的一个分开地形成并且联接到多个端口114中的一个。在其它实施例中，接合构件158可与多个端口114一体地形成（例如，与突出部116一体地形成）。在所描绘的实施例中，接合构件158中的每一个包括气体通路160，其允许气体从接合构件158的外侧流动并且进入接合构件158联接到的端口114中。

在一些实施例中，移动构件的通道的截面面积确定为使得当阀打开时，通道的截面面积是周围环境与真空室之间的最小通路。例如，在一些实施例中，通道的截面面积小于端口中的气体通路的截面面积。在其中端口包括具有气体通路的接合构件的另一个示例中，通道的截面面积小于接合构件的气体通路的截面面积。如果通道的截面面积是周围环境与真空室之间的最小通路，则通道的尺寸是当移动构件处于打开位置中时气体流动的限制因素。如果另一个构件（例如，端口或接合构件）具有更小的截面面积，则即使在端口不再由物体接合之后，该构件也将限制气体流动并且引起移动装置悬置在打开位置中。

本文中所描述的真空歧管的实施例可用在臂端工具上，如美国临时申请第62/972229号中公开的那些，该美国临时申请的内容通过引用以其整体由此并入。当使用臂端工具拾取和/或移动各种尺寸的物体时，使用本文中所描述的真空歧管可尤其有用。阀的被动打开和关闭允许最大的力施加到每个物体，而无需用户干预或操作来调整阀。

为了本公开的目的，诸如“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“前”、“后”等的用语应解释为描述性的，且不限制要求保护的主题的范围。此外，本文中的“包含”、“包括”或“具有”和其变型的使用意思是涵盖随后所列的项目和其等同物，以及附加项目。除非另有限制，否则本文中的用语“连接”、“联接”和“安装”和其变型广泛使用并涵盖直接和间接连接、联接和安装。除非另有说明，否则用语“基本上”、“大约”等用于表示目标值的5%内。

在前面的描述中已经描述了本公开的原理、代表性实施例和操作模式。然而，旨在受保护的本公开的方面不应解释为限于所公开的特定实施例。此外，本文描述的实施例将认为是说明性的而不是限制性的。将认识到，在不背离本公开的精神的情况下，由其他人可做出变型和改变，并且采用等同方案。因此，明确地旨在所有这样的变型、改变和等同方案都落入如所要求保护的本公开的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种阀，其构造成在真空室与端口之间位于真空歧管中并且当所述端口由物体接合时将所述真空室被动地联接到所述端口，所述阀包括：

移动构件，其具有第一端和与所述第一端相对的第二端，其中所述移动构件可在关闭位置与打开位置之间移动；

通道，其在所述第一端与所述第二端之间延伸通过所述移动构件；

排放孔口，其在所述通道与所述移动构件的在所述移动构件处于所述关闭位置中时暴露于所述真空室的侧部之间延伸通过所述移动构件；以及

偏压机构，其构造成将所述移动构件偏压到所述关闭位置；

其中当所述移动构件处于所述关闭位置中时，所述移动构件的第一端与所述真空室接触以阻止气体在所述第一端处移动进入和离开所述通道；

其中当所述移动构件处于所述打开位置中时，所述移动构件的第一端不与所述真空室接触；

其中所述排放孔口允许气体经过，使得当在所述真空室中抽真空并且所述端口由物体接合时，所述移动构件的第二端上的压力降低以克服所述偏压机构的力并且引起所述移动构件被动地从所述关闭位置移动到所述打开位置。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述排放孔口的一个或多个尺寸基于当所述移动构件处于所述关闭位置中时允许经过所述排放孔口的气体的预定流速来选择。

3.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述通道沿与所述排放孔口沿其延伸的方向基本上垂直的方向延伸。

4.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述排放孔口包括所述移动构件的第一端中的凹口和所述移动构件中的通孔中的至少一个。

5.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述移动构件按形状为圆柱的并且所述通道为所述移动构件中的通孔。

6.根据权利要求5所述的阀，其中，所述移动构件的圆柱形状具有阶梯状直径轮廓，使得包括所述第一端的所述移动构件的第一部分具有第一直径，包括所述第二端的所述移动构件的第二部分具有第二直径，并且所述第一直径小于所述第二直径。

7.根据权利要求6所述的阀，其中，所述移动构件的第二部分包括与所述第二端相对的第三端，并且其中所述第三端暴露于周围环境。

8.根据权利要求7所述的阀，其中，所述第三端具有围绕所述移动构件的第一部分延伸的槽，并且其中所述槽经由参考通道连通地联接到所述周围环境。

9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的阀，其中，所述移动构件构造成位于所述真空歧管的包括第一开孔和第二开孔的一部分内，其中所述移动构件的第一部分位于所述第一开孔中并且所述移动构件的第二部分位于所述第二开孔中，其中所述第一直径选择成限制气体在所述移动构件的第一部分与所述第一开孔之间通过，并且其中所述第二直径选择成限制气体在所述移动构件的第二部分与所述第二开孔之间通过。

10.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述偏压机构包括定位在所述端口与所述移动构件的第二端之间的压缩弹簧。

11.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述通道的截面面积小于所述端口中的气体通路的截面面积。

12.根据权利要求11所述的阀，其中，当接合构件联接到所述端口并且所述接合构件具有气体通路时，所述通道的截面面积小于所述接合构件的气体通路的截面面积。

13.根据权利要求1所述的阀，其中，当所述物体从所述端口脱离时，所述偏压机构构造成将所述移动构件从所述打开位置移动到所述关闭位置。

14.一种真空歧管，包括：

真空室，其构造成具有在其中抽的真空，使得所述真空室中的压力小于所述真空歧管外侧的周围大气中的压力，以及

多个端口，其平行联接到所述真空室，其中所述多个端口暴露于所述周围大气；

多个阀，所述多个阀中的每一个是根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中所述多个阀中的每一个位于所述真空室与所述多个端口中的一个之间；

其中所述多个阀构造成彼此独立地在所述打开位置与所述关闭位置之间移动。

15.根据权利要求14所述的真空歧管，其中，所述多个阀的排放孔口的一个或多个尺寸基于所述多个阀的数目来选择。

16.根据权利要求14至权利要求15中任一项所述的真空歧管，进一步包括：

多个吸盘，所述多个吸盘中的每一个联接到多个端口中的一个。

17.根据权利要求16所述的真空歧管，其中，所述多个吸盘与所述多个端口一体地形成。

18.根据权利要求16所述的真空歧管，其中，所述多个吸盘与所述多个端口分开地形成。

19.根据权利要求14至权利要求18中任一项所述的真空歧管，其中，对于所述多个阀中的每一个，所述通道的截面面积小于所述多个端口中对应端口中的气体通路的截面面积。

20.根据权利要求14至权利要求19中任一项所述的真空歧管，其中，所述真空歧管联接到真空源，所述真空源构造成在所述真空室中抽真空。

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