CN204382766U - 吸取装置和机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸取装置和一种机器人。吸取装置用于使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离，吸取装置包括固定连接的分离装置及吸附装置，其中分离装置包括驱动器(1)和刮片(2)，吸附装置包括真空发生器(3)和真空吸盘(4)；驱动器和刮片连接，用于驱动刮片运动；刮片设置在靠近吸附面一侧，用于当刮片接触到散热垫的侧缘时，能够推动散热垫沿着吸附面的方向产生滑动，从而减小散热垫和衬垫层的粘合力；真空发生器和真空吸盘连接，用于利用真空吸力吸附散热垫，从而使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离。本实用新型提供了一种稳定可靠的散热垫抓取和组装的自动化方案，大大提高了装配效率。

Description

吸取装置和机器人

技术领域

本实用新型涉及一种吸取装置，尤其涉及一种将散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离的吸取装置，还涉及包括该吸取装置的机器人。

背景技术

电子产品中，芯片发热的问题日益严重。由于散热器有利于帮助将芯片热量导出，从而得到了广泛的应用。目前较常见的设置是，将散热硅胶或散热垫设置在芯片表面和散热器底部之间，用于将热量从芯片表面传导至散热器底部。其中，散热垫是一种软性垫片，其上下表面具有粘性以便更好的贴合在芯片表面和散热器底部，从而更好地形成传热通道。与散热硅胶相比，散热垫的组装更容易控制质量。所以在智能手机、平板电脑等智能设备上，散热垫在组装中得到了广泛的应用。

目前散热垫的供料一般采取板料方式，将散热垫放置在塑料膜或者塑料板上(供料衬垫)，一般有多行和多列。散热垫是由整块材料经冲压剪裁而成。散热垫一面接触发热表面(芯片上表面)，另一面接触散热表面(散热器或散热片)，并将热量从发热端传导到散热端。散热垫与发热表面和散热表面必须保证严密贴合无气泡。因此，散热垫上下表面都具有粘性。同时散热垫为软性材料，其厚度应大于散热表面和发热表面间隙。正是由于散热垫的软性材料和双面粘性以及轻质，使得自动化难度很大。

到目前为止，对于散热垫的组装，全部依赖于人工，还没有稳定可靠的自动化解决方案。吸盘抓取是一种考虑采取的方式。例如，图1示出了的一种利用吸盘作为吸取机构的原理图，该机构主要由吸盘14、剥离刃15以及动力机构组成。含有散热垫和衬垫的料卷11展开绕过剥离刃15，在展开过程中散热垫被吸盘14吸附，最终形成衬垫卷16(由动力驱动收回)。料卷在剥离刃15上形成展开的衬垫12和展开的散热垫13，吸盘14在合适的位置吸附散热垫13。虽然该方案从原理上可以实现散热垫的吸取，但在实际操作中存在吸附不稳定的问题，如图2所示：

一、由于散热垫13前伸部分因自重自然下垂，容易导致吸盘14未能完全吸合；

二、由于散热垫13后部与衬垫12和相邻散热垫13的粘性力较大，导致吸盘14带动散热垫13上升过程中，容易发生漏气，不能实现可靠抓取。

由此可见，单纯的吸盘抓取难以克服散热垫与其衬垫之间的黏着力，抓取可靠性低。单纯提高真空吸力并不能很好地解决这一问题，同时过高的真空吸力又会破坏散热垫。在将散热垫安装到位时，也存在可靠地将散热垫与真空吸盘分离的问题。

因此，对于这种几何尺寸小、质量轻、双面带粘性的软性散热垫，如何使用自动化方式实现可靠抓取、准确摆放和可靠分离，是本领域亟待解决的难题。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型的发明目的在于提供一种吸取装置，用于解决柔性散热垫自动化组装的难题。

本实用新型技术方案提供了一种吸取装置，用于使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离，所述吸取装置包括固定连接的分离装置及吸附装置，其中所述分离装置包括驱动器和刮片，所述吸附装置包括真空发生器和真空吸盘；所述驱动器和所述刮片连接，用于驱动所述刮片运动；所述刮片设置在靠近所述吸附面一侧，用于当所述刮片接触到所述散热垫的侧缘时，能够推动所述散热垫沿着所述吸附面的方向产生滑动，从而减小所述散热垫和所述衬垫层的粘合力；所述真空发生器和所述真空吸盘连接，用于利用真空吸力吸附所述散热垫，从而使所述散热垫从其黏贴的所述衬垫层表面分离。

优选地，所述刮片为伸缩式刮片，所述驱动器用于驱动所述伸缩式刮片在垂直于所述真空吸盘吸附面的方向往复运动。

优选地，所述驱动器为单动气缸。

优选地，所述单动气缸为带弹性的单动气缸。

优选地，所述刮片为旋转式刮片，所述驱动器用于驱动所述旋转式刮片沿与所述真空吸盘吸附面相切的方向旋转。

优选地，所述真空吸盘带有保持架。

优选地，所述吸取装置还具有定位机构。

优选地，所述定位机构包括传感器。

优选地，各散热垫之间间隔一距离。

优选地，所述吸附装置还包括第二驱动器和推杆，所述推杆由所述第二驱动器驱动，用于在将所述散热垫移动到位后，推动释放所述散热垫，从而更利于实现所述散热垫和所述真空吸盘的分离。

优选地，所述第二驱动器为带弹性的单动气缸。

优选地，所述真空发生器为带反吹的真空发生器，用于在将所述散热垫移动到位后反吹，从而更利于释放所述散热垫。

本实用新型技术方案还提供了一种机器人，包括前述的吸取装置，所述吸取装置固定安装于所述机器人的末端，用于当所述真空吸盘吸附所述散热垫后，所述机器人能够带动所述吸取装置移动远离所述衬垫层，从而使所述散热垫从其黏贴的所述衬垫层表面分离。

由此，本实用新型提供的吸取装置和机器人，克服了现有技术的缺点，提供了一种稳定可靠的散热垫抓取和组装的自动化方案，可靠性高，大大提高了装配效率，其具有以下优点：

一、减少不必要的现场作业和维护：由于本实用新型提供的技术方案无需提高真空吸力，就可实现可靠地拾取散热垫，同时伸缩式刮片可以避免与芯片或电路板发生碰撞，从而可以减少不必要的现场作业和维护；

二、提高自动化水平：本实用新型的技术方案克服了目前组装散热垫全部依赖于人工的现状，可以明显提高自动化水平。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

为了更好地描述本实用新型的实施例，绘制了以下附图。应当理解的是，附图仅是以示例的方式示出了本实用新型的优选实施例，而不应将附图解释为对本实用新型的限制，其中：

图1为一种现有的吸取机构的原理图；

图2为图1的吸取机构在吸附过程中面临问题的示意图；

图3为本实用新型提供的一较佳实施例的吸取装置的结构示意图；

图4为本实用新型提供的另一较佳实施例的吸取装置的结构示意图；

图5为本实用新型提供的再一较佳实施例的吸取装置的结构示意图；

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E和图6F分别为本实用新型提供的较佳实施例的吸取装置的各操作步骤示意图。

附图标记对照表：

1-驱动器；                2-刮片；                 3-真空发生器；

4-吸盘；                  5-气缸；                 6-推杆；

11-料卷；                 12-衬垫；                13-散热垫；

14-吸盘；                 15-剥离刃；              16-衬垫卷。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行具体描述。应当理解的是：在下文的描述中，“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等术语仅用于表示参照附图所指示的方向；而“第一”、“第二”、“第三”等术语用于描述多个组成部分，但是这些组成部分之间不存在先后顺序，这些术语仅仅是为了将一个组成部分与另一组成部分区分。

本实用新型提供的吸取装置用于抓取和放置双面带粘性的柔性导热垫或类似零件。本吸取装置的设计方案使得以上功能可以无需人工操作实现，提高了相关电子产品的装配效率。

图3示出了本实用新型提供的一较佳实施例的吸取装置的结构。如图3所示，该吸取装置包括固定连接的分离装置及吸附装置，用于使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离，为便于分离，各散热垫之间优选间隔一距离，分离装置和吸附装置之间的距离取决于各散热垫之间的间隔距离。散热垫之间无间隔距离并不影响本实用新型的实施。

分离装置包括驱动器1和伸缩式刮片2。驱动器1和伸缩式刮片2连接，驱动器1驱动伸缩式刮片2，使其在垂直于真空吸盘4吸附面的方向往复运动。伸缩式刮片2设置在靠近吸附面的一侧，当伸缩式刮片2接触到散热垫的侧缘时，可以推动散热垫沿着吸附面的方向产生滑动，从而减小散热垫和衬垫层的粘合力。

吸附装置包括真空发生器3和真空吸盘4。真空发生器3和真空吸盘4连接，可以利用真空吸力吸附散热垫，从而使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离，并在将散热垫移动到位后可以关闭真空发生器3，释放散热垫。

本实用新型的吸取装置在结构设计上创新地采用了可伸缩刮片2，刮片2在吸取装置拾取柔性散热垫的起始阶段，先推动柔性散热垫产生滑动以减小粘合力，帮助完成可靠拾取。当散热垫放置前，刮片会收起，以避免可能的与芯片或电路板碰撞。伸缩式刮片还可以适应不同厚度的散热垫。

本实用新型的吸取装置可以固定安装在机器人的末端，当伸缩式刮片2接触到散热垫的侧缘时，机器人驱动吸取装置沿着吸附面的方向移动，从而使伸缩式刮片2推动散热垫沿着吸附面的方向产生滑动。当真空吸盘4吸附散热垫后，机器人带动吸取装置向远离衬垫层的方向移动，从而使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离。

如图3所示，在一较佳实施例中，驱动器优选为一单动气缸，具体可以选用一带弹性的单动气缸，从而可以更好地避免刮片2可能与芯片或电路板发生碰撞。

图4示出了本实用新型提供的另一较佳实施例的吸取装置的结构。作为图3的可替代方式，刮片2也可以为一旋转式刮片，旋转式刮片2被驱动器1驱动，可以沿与真空吸盘4吸附面相切的方向旋转。旋转式刮片2设置在靠近吸附面的一侧，当旋转式刮片2接触到散热垫的侧缘时，其被驱动沿着与吸附面相切的方向旋转，可以推动散热垫沿着吸附面的方向产生滑动，从而减小散热垫和衬垫层的粘合力。除刮片2的设置外，该实施例的其他设置方式与实施例一相同，在此不再赘述。

在一较佳实施例中，为了完成吸取装置初始的定位操作，其还可以具有一定位机构，例如包括一传感器，从而可以在抓取时准确定位散热垫，也能准确将散热垫放置到位。

在一较佳实施例中，真空吸盘4可以带有保持架，在抓取柔性散热垫过程中，保持架可以保持散热垫形状不被真空吸盘4破坏。

由于散热垫双面带胶，为了在放置到位后，关闭真空发生器3后更容易地释放散热垫，可以进一步采用以下两种优选实施方式帮助散热垫和真空吸盘4实现分离。

方式一如图3、4所示，真空发生器3带反吹功能，可以在真空和吹气模式转换。吹气模式用于帮助散热垫和吸盘的可靠分离，即可以在将散热垫移动到位后反吹，从而更利于释放所述散热垫。

方式二如图5所示，吸附装置还可以包括第二驱动器5和推杆6，推杆6由第二驱动器5驱动，在将散热垫移动到位后，推动下压散热垫，从而更利于实现散热垫和真空吸盘4的分离。第二驱动器5例如可以选用带弹性的单动气缸。

以下参考图6A-6F及伸缩式刮片为例，实现本实用新型的吸取装置的吸取操作。

一、靠近步骤。

如图6A所示，吸取装置可以固定安装在机器人的末端，吸取装置被移动到待抓取的散热垫侧上方，伸缩式刮片2伸出，在刮片2与散热垫侧缘保持一定间隙。

二、定位步骤。

如图6B所示，刮片2的弹性伸缩装置保持刮片2与衬垫层的接触，吸盘4移动到被抓取的散热垫上方并保持一定间隙。

三、滑动及吸附步骤。

如图6C所示，沿刮取方向移动吸取装置，则刮片2推动散热垫产生滑动，从而减小散热垫和垫纸层之间的粘合力。沿刮取方向的移动距离和散热垫的尺寸相关。在滑动开始后，打开真空发生器3拾取散热垫。

四、拾取步骤。

如图6D所示，缩回刮片2，将吸取装置及吸附于真空吸盘4上的散热垫一同向上移动，完成可靠拾取。

五、组装步骤。

如图6E所示，吸取装置将散热垫移到组装位上方，并将散热垫下压到芯片表面。

六、分离步骤。

如图6F所示，关闭真空发生器3，向上移动吸取装置实现吸盘4和散热垫的分离。可以进一步利用反吹气或推杆6帮助散热垫和吸盘4实现分离。

如果采用图4所示的旋转式刮片进行操作，则步骤三相应调整为旋转刮片使散热垫产生滑动，其余步骤不变。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，尽管为说明本实用新型的目的公开了本实用新型的较佳实施例和附图，但是熟悉本领域技术的人员，在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，可作各种替换、变化和润饰。因此在本实用新型原理的基础上，做出的若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种吸取装置，用于使散热垫从其黏贴的衬垫层表面分离，其特征在于，所述吸取装置包括固定连接的分离装置及吸附装置，其中

所述分离装置包括驱动器(1)和刮片(2)，所述吸附装置包括真空发生器(3)和真空吸盘(4)；

所述驱动器(1)和所述刮片(2)连接，用于驱动所述刮片(2)运动；

所述刮片(2)设置在靠近所述吸附面一侧，用于当所述刮片(2)接触到所述散热垫的侧缘时，能够推动所述散热垫沿着所述吸附面的方向产生滑动，从而减小所述散热垫和所述衬垫层的粘合力；

所述真空发生器(3)和所述真空吸盘(4)连接，用于利用真空吸力吸附所述散热垫，从而使所述散热垫从其黏贴的所述衬垫层表面分离。

2.根据权利要求1所述的吸取装置，其特征在于，所述刮片(2)为伸缩式刮片，所述驱动器(1)用于驱动所述伸缩式刮片(2)在垂直于所述真空吸盘(4)吸附面的方向往复运动。

3.根据权利要求2所述的吸取装置，其特征在于，所述驱动器(1)为单动气缸。

4.根据权利要求3所述的吸取装置，其特征在于，所述单动气缸为带弹性的单动气缸。

5.根据权利要求1所述的吸取装置，其特征在于，所述刮片(2)为旋转式刮片，所述驱动器(1)用于驱动所述旋转式刮片(2)沿与所述真空吸盘(4)吸附面相切的方向旋转。

6.根据权利要求1所述的吸取装置，其特征在于，所述真空吸盘(4)带有保持架。

7.根据权利要求1所述的吸取装置，其特征在于，所述吸取装置还具有定位机构。

8.根据权利要求7所述的吸取装置，其特征在于，所述定位机构包括传感器。

9.根据权利要求1～8之一所述的所述的吸取装置，其特征在于，各散热垫之间间隔一距离。

10.根据权利要求1～8之一所述的所述的吸取装置，其特征在于，所述吸附装置还包括第二驱动器(5)和推杆(6)，所述推杆(6)由所述第二驱动器(5)驱动，用于在将所述散热垫移动到位后，推动释放所述散热垫，从而更利于实现所述散热垫和所述真空吸盘(4)的分离。

11.根据权利要求10所述的吸取装置，其特征在于，所述第二驱动器(5)为带弹性的单动气缸。

12.根据权利要求1～8之一所述的吸取装置，其特征在于，所述真空发生器(3)为带反吹的真空发生器，用于在将所述散热垫移动到位后反吹，从而更利于释放所述散热垫。

13.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1～12之一所述的吸取装置，所述吸取装置固定安装于所述机器人的末端，用于当所述真空吸盘(4)吸附所述散热垫后，所述机器人能够带动所述吸取装置移动远离所述衬垫层，从而使所述散热垫从其黏贴的所述衬垫层表面分离。