CN203294224U - 一种基于双程形状记忆合金弹簧的自密封吸盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于双程形状记忆合金弹簧的自密封吸盘，属于吸附技术领域，包括吸盘，双程形状记忆合金弹簧，密封块，气缸，触点开关，导向弹簧，弹簧支架；利用双程形状记忆合金弹簧推拉密封块控制吸盘内腔气路的通断。本实用新型简单、实用，组成吸盘组各个吸盘吸附状态互不影响。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域的吸附装置，具体是一种基于双程形状记忆合金弹簧的自密封吸盘。
背景技术
基于真空泵或真空发生器的负压吸附型爬壁机器人多采用多吸盘组吸附装置，一个吸盘组只使用一个真空泵或真空发生器对吸盘组中多个吸盘进行抽气，为保证机器人稳定攀爬作业，该类机器人在设计吸盘时通常需要考虑以下几个方面：
(1)真空泵或真空发生器抽气，吸盘未接触壁面时，吸盘自密封。
(2)真空泵或真空发生器抽气，吸盘接触壁面时，吸盘能够打开自密封装置使其内腔形成负压腔，从而吸附在壁面上。
(3)吸盘稳定吸附在壁面后，真空泵或真空发生器停止工作时，处于稳定吸附状态的吸盘能够再次自密封，或者在吸盘发生泄漏时能够自密封，此条件是为了保证一个吸盘组中各个吸盘的泄漏状态不会相互影响。
经对现有技术的文献检索发现，目前关于负压吸盘的专利中还没有能够同时满足上述条件的吸盘出现，段军等在2012年的机床与液压上发表的《一种仿壁虎机器人吸盘组设计与抗倾覆能力分析》文中提出的自封闭式吸盘，该吸盘利用波纹型导管、弹簧及活塞式密封块的上下移动实现吸盘的自密封，其不足之处在于密封块的上下位置很难确定，因为吸盘发生泄漏引起的流速和密封块上下端面的气压差并不唯一，且在吸盘稳定吸附、真空发生器停止工作的情况下，若吸盘发生泄漏，活塞式密封块无法确保吸盘自密封。
双程形状记忆合金是一种智能材料，加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复到低温相形状，可用于产生吸盘密封块的开闭动作。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，设计一种基于双程形状记忆合金弹簧的自密封吸盘，利用形状记忆合金弹簧达到某一温度时发生相变原 理，综合解决上述问题。
本实用新型包括吸盘，双程形状记忆合金弹簧，密封块，气缸，触点开关，导向弹簧，弹簧支架，其特征在于：所述的吸盘上壁中央连接双程形状记忆合金弹簧上端，双程形状记忆合金弹簧下端连接密封块，初始状态密封块堵在通气孔上，所述的两个气缸上端连接吸盘上壁，活塞杆顶住内腔，内腔充空气，所述的触点开关底端连接导向弹簧，导向弹簧下端连接圆形触片，初始状态下圆形触片低于吸盘底面，所述的弹簧支架上端连接吸盘上壁，下端高于导向弹簧底端，触点开关初始状态落在弹簧支架上，所述的双程形状记忆合金弹簧、触点开关与外界电路连通，该自密封吸盘初始状态密封，接触壁面后触点开关接通，双程形状记忆合金弹簧达到相变温度伸长，吸盘内腔空气被抽走形成负压腔，气缸活塞杆在气压差作用下顶着触点开关两侧向下移动，电路断开，双程形状记忆合金弹簧降温收缩，吸盘再次密封，断开电流回路，可使整个吸盘组的吸盘全部密封，即使个别吸盘发生泄漏，不会影响其他吸盘的吸附状态。
本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过双程形状记忆合金弹簧推拉密封块控制吸盘内腔气路的通断，无需复杂的自密封机构，简单、实用；
(2)该吸盘组成的吸盘组吸附时，各个吸盘相互独立，单个泄漏情况不会影响其他吸盘；
(3)导向弹簧和气缸被动控制电路通断，简单高效。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，设计一种基于双程形状记忆合金弹簧的自密封吸盘。
如图1所示，本实施例包括吸盘1，双程形状记忆合金弹簧2，密封块3，气缸4，触点开关5，导向弹簧6，弹簧支架7。
本实施例中的吸盘1直径为60mm，高为30mm，中间支撑面采用导热性能良好的铝板，底部粘接硅胶密封圈以适应粗糙壁面，顶部开孔穿过导线， 并用密封胶密封，吸盘1上壁中央通过弹簧连接片粘接双程形状记忆合金弹簧2上端，双程形状记忆合金弹簧2下端粘接硅胶密封块3，初始状态密封块3顶住通气孔，所述的两个气缸4上端粘接吸盘1上壁，活塞杆顶着内腔，内腔预充空气，吸盘被抽真空时，气缸4活塞杆顶着触点开关5的两侧下移，所述的触点开关5底部粘接导向弹簧6，导向弹簧6下端连接圆形触片，初始状态下圆形触片略低于吸盘1底面，所述的圆柱形弹簧支架7上端粘接在吸盘1上壁，下端高于导向弹簧6底端，触点开关5初始状态落在圆柱形弹簧支架7上，弹簧支架7下端口高于导向弹簧6底端，所述的双程形状记忆合金弹簧2、触点开关5与外界电路连通，初始状态时密封块3顶住通气孔，吸盘接触壁面后，触片顶着导向弹簧6抬高触点开关5，触点开关5挤压吸盘1上壁，电路接通，双程形状记忆合金弹簧2加热达到相变温度伸长，密封块3下移，吸盘1内腔空气被迅速抽走形成负压腔，气缸4活塞杆顶着触点开关5两侧向下移动使电路断开，双程形状记忆合金弹簧2降温收缩，密封块3再次顶住通气孔，吸盘密封。为保证该吸盘不会因泄漏而再次打开，可控制电流回路断开，这样一个吸盘组上的所有吸盘均密封，个别吸盘的泄漏情况不会影响其他吸盘的吸附状态。
本实施例涉及的自密封吸盘能够同时满足背景技术中提及的三方面，利用该自密封吸盘组成的吸盘组能够稳定吸附，即使个别吸盘发生泄漏或者并未吸附在壁面，吸盘组仍能够稳定工作。
Claims (1)
1.一种基于双程形状记忆合金弹簧的自密封吸盘，本实用新型包括吸盘(1)，双程形状记忆合金弹簧(2)，密封块(3)，气缸(4)，触点开关(5)，导向弹簧(6)，弹簧支架(7)，其特征在于：吸盘(1)上壁中央连接双程形状记忆合金弹簧(2)上端，双程形状记忆合金弹簧(2)下端连接密封块(3)，初始状态密封块(3)堵在通气孔上，两个气缸(4)连接在吸盘(1)上壁，气缸(4)内腔预充空气，活塞杆顶着内腔，触点开关(5)底部连接导向弹簧(6)上端，导向弹簧(6)下端连接圆形触片，初始状态下圆形触片低于吸盘(1)底面，弹簧支架(7)上端连接在吸盘(1)上壁，下端高于导向弹簧(6)底端，触点开关(5)初始状态落在弹簧支架(7)上，双程形状记忆合金弹簧(2)、触点开关(5)与外界电路连通。
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