專利名稱：無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于吸附物件的吸盤裝置，特別是關(guān)于一種無需空氣動(dòng)力來進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置。
背景技術(shù)：
目前，產(chǎn)業(yè)上利用吸附動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)對(duì)物件的抓取和釋放的吸盤裝置主要采用兩種 結(jié)構(gòu)一種是利用負(fù)壓來吸附物件的真空吸盤，另一種是利用電磁鐵來吸附鐵磁性物件的 吸盤裝置。其中，后者需要提供持續(xù)不斷的電能以保持吸盤的磁性，因此能耗較高。此外， 除了發(fā)熱及電氣安全問題之外，一旦發(fā)生停電或電路故障，被抓取的物件容易掉落，因此使 用起來也并不安全。如果簡單地利用永磁體對(duì)鐵磁性物件進(jìn)行吸附，由于較難控制磁性的 有無，因此雖然很容易實(shí)現(xiàn)物件的抓取，但卻較難控制被吸附物件的釋放。另外，這種吸盤 在使用范圍上有較大限制，僅適用于吸附鐵磁性物件。真空吸盤的使用相對(duì)更為普遍，例如包括吸附在墻面上用以吊掛物品的吸盤或吸 附在板面上用以搬運(yùn)物件的吸盤等。其中，對(duì)于缺乏施力點(diǎn)的板料，例如陶瓷基板、玻璃面 板、偏光板或芯片等，如以徒手搬運(yùn)將會(huì)相當(dāng)不便，但如利用真空吸盤吸附則可實(shí)現(xiàn)輕松、 安全的搬運(yùn)。用于吸附、搬運(yùn)物件的真空吸盤，又稱真空吊具，通常帶有密封唇邊，其在與被吸 物件接觸后可形成一臨時(shí)密封空間，通過抽走或者稀薄該密封空間內(nèi)的空氣，產(chǎn)生內(nèi)外壓 力差而進(jìn)行工作。真空吸盤一般由橡膠、塑料或金屬材料制成，較為常見的是由NR、NBR、SI、 FKM、PUR、NE、EPDM、SE等多種橡膠制造。真空吸盤主要利用負(fù)壓原理來吸附物件，其形成負(fù)壓的方式主要有以下兩種一 是應(yīng)用真空泵排氣。利用電磁控制閥使吸盤與真空泵相連，當(dāng)真空泵抽氣時(shí)，吸盤腔內(nèi)的空 氣被抽出，從而形成負(fù)壓而吸住物件。這種吸盤裝置工作可靠，吸力大，但需配備真空泵及 其控制系統(tǒng)，費(fèi)用較高；二是氣流負(fù)壓式。這種方式的控制閥將來自氣泵的壓縮空氣自一個(gè) 噴嘴通入，形成高速射流，將吸盤中的空氣帶走而形成負(fù)壓，使吸盤吸住物件；這種吸盤裝 置的使用相對(duì)較為方便，成本相對(duì)較低，但其缺點(diǎn)是要一直保持有高速射流才能形成負(fù)壓， 因而對(duì)氣源的浪費(fèi)較為嚴(yán)重，并且也需配備氣泵及其控制系統(tǒng)。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的真空吸盤通常為一種氣動(dòng)組件，其需同時(shí)配備空氣動(dòng)力 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)其功能，因此對(duì)使用者而言會(huì)產(chǎn)生額外的空氣動(dòng)力設(shè)備的成本投入與電 能消耗，從而大大增加了生產(chǎn)成本。同時(shí)，采用空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪音污染，包括運(yùn)行過 程中用于產(chǎn)生空氣動(dòng)力的壓縮機(jī)所產(chǎn)生的噪音，以及在控制吸盤吸取物件時(shí)用于產(chǎn)生臨時(shí) 負(fù)真空的密閉空間所需的氣動(dòng)控制閥產(chǎn)生的排氣噪音等。由此可見，上述現(xiàn)有的吸盤裝置在其結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷之 處，亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，相關(guān)業(yè)者莫不費(fèi)盡心思來謀 求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被研發(fā)完成，而一般吸盤產(chǎn)品又沒有合適的 結(jié)構(gòu)來解決上述問題。因此，如何設(shè)計(jì)出一種新穎、實(shí)用的吸盤裝置，實(shí)屬當(dāng)前的重要研發(fā)課題之一，并成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于現(xiàn)有的吸盤裝置存在的上述缺陷，本發(fā)明人基于多年從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制 造的豐富實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期研發(fā)出一種創(chuàng) 新的吸盤裝置，以改進(jìn)現(xiàn)有的吸盤裝置，使其更具有實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè) 計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試樣，終于設(shè)計(jì)出一種新穎、實(shí)用的吸盤裝置，其無需空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)即可實(shí) 現(xiàn)對(duì)物件的吸附與搬運(yùn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種新穎、實(shí)用的吸盤裝置，其無需空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)即 可實(shí)現(xiàn)對(duì)物件的吸附與搬運(yùn)，從而可大幅降低設(shè)備成本的投入，減少電能消耗并消除噪音 污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置，包含一導(dǎo)桿、一接 頭、一吸盤、一彈簧以及一襯套。該導(dǎo)桿具有一桿部及一接合部。該接合部設(shè)有用于卡入該 接頭的一卡接口以及與該卡接口相連通的一接頭容置孔。該桿部的自由端具有一抵止部。 該吸盤為由硅膠制成的一實(shí)心體吸盤，裝設(shè)于該接頭的底部并突伸出該導(dǎo)桿的該接合部。 該彈簧組設(shè)于該導(dǎo)桿的該桿部的外周面并抵接于該導(dǎo)桿的該接合部。該襯套相鄰該彈簧組 設(shè)于該導(dǎo)桿的該桿部的外周面并借助于該彈簧的彈力抵止于該桿部的該抵止部。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的吸盤裝置利用硅膠材料自身的孔隙率在與物件表面接 觸壓縮時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓而將物件吸住，再借助于撥料方式將物件釋放，可避免額外的空氣動(dòng)力 設(shè)備的投入，從而可大幅降低設(shè)備成本，減少電能消耗并消除噪音污染。此外，本發(fā)明吸盤 裝置的硅膠吸盤易更換、可再生、易使用、無污染并且不傷被吸物件。因此，相比現(xiàn)有的橡 膠、塑膠、金屬等制成的真空氣動(dòng)吸盤而言，本發(fā)明無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置具有突出的 特點(diǎn)與顯著的進(jìn)步性。以下結(jié)合附圖與較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


本發(fā)明的上述及其它方面、特征及優(yōu)點(diǎn)由以下詳細(xì)描述與所附圖示相結(jié)合可清楚 得知，其中圖1為本發(fā)明無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置的立體分解圖。圖2為本發(fā)明無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置的立體組裝圖。圖3為本發(fā)明無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置的正視圖。圖4為本發(fā)明無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，本發(fā)明作為示例性的較佳實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行描述。在示例性實(shí)施 例及圖示中顯示的結(jié)構(gòu)僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不完全代表本發(fā)明的技術(shù)精神。在以 下描述中，不同圖示中的同一元件將以同一標(biāo)號(hào)表示。另，在以下描述中所提到的方向用 語，例如“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“頂面”、“底面”等，僅是參考附加圖示的方向用來說明，而 非用來限制本發(fā)明。此外，在以下描述中，已知的相關(guān)功能與結(jié)構(gòu)的詳細(xì)解釋可能被刪除，以避免不必要地模糊本發(fā)明的主題。有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就結(jié)合

如下如圖1所示，本發(fā)明無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置1的基本構(gòu)件包含一導(dǎo)桿2、一接 頭3、一硅膠吸盤4、一彈簧5以及一襯套6。導(dǎo)桿2為本發(fā)明吸盤裝置1的主體結(jié)構(gòu)，用于裝配固定，其由金屬材料如鑄鐵等制 成。較佳地，該導(dǎo)桿2可由鋁合金材料制成，以降低其重量。該導(dǎo)桿2由外徑較小的一縱長 桿部21及外徑較大的一接合部22組成。該桿部21的自由端或末端構(gòu)成了一抵止部，根據(jù) 本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其外周設(shè)有外螺紋23，用于與設(shè)有內(nèi)螺紋71的一螺母7相螺接。如 圖3與圖4所示，接合部22內(nèi)設(shè)有相互貫通的一磁鐵收容孔24及一接頭容置孔25，用于分 別容設(shè)磁鐵8與接頭3。一卡接口 26進(jìn)一步開設(shè)于該接合部22的外周面上并與接頭容置 孔25相連通，其形狀與接頭3的形狀相配合，例如圖中所示的T形，以使接頭3可通過該卡 接口 26卡入接頭容置孔25內(nèi)。該T形卡接口 26的開設(shè)使接合部22在鄰近底面處形成了 兩肩臺(tái)27。接頭3包含一第一組接部31、一第二組接部32及一第三組接部33。較佳地，第一、 第二、第三組接部31、32、33的形狀均為圓柱形并具有不同直徑，其中位于中間的第二組接 部32的直徑最小，位于底部的第三組接部33的直徑則最大。因此，當(dāng)該接頭3通過導(dǎo)桿2 的卡接口 26組設(shè)入導(dǎo)桿2后，如圖2所示，其第一組接部31的底面抵接于導(dǎo)桿2的兩肩臺(tái) 27上，第三組接部33的頂面則抵接于導(dǎo)桿2的接合部22的底面上。為進(jìn)一步穩(wěn)固組設(shè)接 頭3至導(dǎo)桿2上并方便接頭3的快速更換，本發(fā)明的較佳實(shí)施例采用了磁鐵8，使其容置于 導(dǎo)桿2接合部22的磁鐵收容孔24內(nèi)，以吸附容設(shè)于與磁鐵收容孔24貫通的接頭容置孔25 內(nèi)的例如由鐵制成的接頭3。與現(xiàn)有技術(shù)尤為不同的是，本發(fā)明吸盤裝置1的吸盤4特別地由無機(jī)硅膠 (Silicon dioxide)制成。該硅膠吸盤4通過粘接劑粘合于接頭3的第三組接部33的底面 上而與接頭3構(gòu)成了一整體結(jié)構(gòu)，可與接頭3 —起快速更換。該硅膠吸盤4的功能類似于 現(xiàn)有的由橡膠、塑膠、金屬等材料制成的真空吸盤，但其原理完全不同，其是利用硅膠材料 自身的孔隙率在與物件表面接觸壓縮時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓而將物件吸住來進(jìn)行搬運(yùn)，而不需額外的 空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。已知，硅膠是一種高活性的吸附材料，具有開放的多孔結(jié)構(gòu)，吸附性強(qiáng)，能吸附多 種物質(zhì)，具有吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。硅膠根據(jù)其孔徑 的大小可分為大孔硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠與細(xì)孔硅膠。由于孔隙結(jié)構(gòu)的不同，因此它們 的吸附性能各有特點(diǎn)。粗孔硅膠在相對(duì)濕度高的情況下有較高的吸附量，細(xì)孔硅膠則在相 對(duì)濕度較低的情況下吸咐量高于粗孔硅膠，而B型硅膠由于孔結(jié)構(gòu)介于粗、細(xì)孔之間，其吸 附量也介于粗、細(xì)孔之間。大孔硅膠一般用作催化劑載體、消光劑、牙膏磨料等。因此，較佳 地，本發(fā)明的吸盤4采用細(xì)孔硅膠制成。如圖所示，由于工作原理的不同，本發(fā)明的硅膠吸盤4為一實(shí)心體結(jié)構(gòu)，并不具有 現(xiàn)有氣動(dòng)真空吸盤通常具有的空心結(jié)構(gòu)及密封唇邊。該硅膠吸盤4的形狀可根據(jù)實(shí)際運(yùn)用 情形設(shè)計(jì)成圓形、矩形等，通常用來吸取表面平整、重量較輕的物件如陶瓷片等，被吸的物 件不受有無磁性的限制。不規(guī)則或不平整的物件也可利用該硅膠吸盤4吸取，但需依據(jù)被 吸物件的重量及吸盤的大小而定。
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襯套6為無給油襯套，以間隙配合的方式套設(shè)于導(dǎo)桿2的桿部21的外周面上，并 位于彈簧5與螺母7之間，借助于彈簧5的彈力而抵接于螺母7的底面。該襯套6的外周 面上設(shè)有外螺紋61，用于與一搬運(yùn)設(shè)備的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)(未圖示)相配合并接受外部的作用力。 該襯套6在作動(dòng)過程中具有緩沖作用，便于硅膠吸盤4的上下滑動(dòng)。彈簧5為一螺旋彈簧， 同樣套設(shè)于導(dǎo)桿2的桿部21的外周面上，其兩端分別頂?shù)钟趯?dǎo)桿2的接合部22上與襯套 6上，用于提供彈力。如上所述，本發(fā)明的硅膠吸盤4與接頭3粘合成一體，可與接頭3 —起快速更換， 實(shí)現(xiàn)快速換線的功能。硅膠在使用一段時(shí)間后因吸附了水蒸汽或其它有機(jī)物質(zhì)，會(huì)使其吸 附能力有所下降，可通過清洗、干燥、再生后重復(fù)使用。當(dāng)硅膠吸附水份后，可通過熱脫附方 式將水份除去，包括電熱爐加熱、煙道余熱加熱及熱風(fēng)干燥等。硅膠吸附有機(jī)雜質(zhì)后的再生 方式則包括焙燒法、漂洗法、溶劑沖洗法等。再生后的硅膠，其水份一般控制在2%以下即可 重新投入使用。因此，該硅膠吸盤4相比現(xiàn)有的橡膠真空吸盤等更為耐用、經(jīng)濟(jì)。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的吸盤裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)一、無需空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，大幅降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明利用硅膠材料自身的孔隙率在 與物件表面接觸壓縮時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓而將物件吸住，再借助于撥料方式將物件釋放，可避免額 外的空氣動(dòng)力設(shè)備的投入，從而大幅降低生產(chǎn)成本。二、節(jié)省能源。由于不需額外投入空氣動(dòng)力設(shè)備，因此可降低搬運(yùn)設(shè)備的電能消 耗，同時(shí)也間接減少了環(huán)境污染。三、消除噪音。現(xiàn)有真空吸盤均采用空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行過程中除用于產(chǎn)生空氣動(dòng) 力的壓縮機(jī)所產(chǎn)生的噪音外，在控制吸盤吸取物件時(shí)用于產(chǎn)生臨時(shí)負(fù)真空的密閉空間所需 的氣動(dòng)控制閥也會(huì)產(chǎn)生排氣噪音，而本發(fā)明由于不需空氣動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因而可消除這些噪音。四、易更換。本發(fā)明的硅膠吸盤與接頭粘合成一體，可與接頭一起快速更換，實(shí)現(xiàn) 快速換線的功能，可大幅提升效率。五、可再生、耐用、經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明的硅膠吸盤可通過清洗、干燥、再生后重復(fù)使用，因 此相比現(xiàn)有的橡膠真空吸盤等氣動(dòng)易損件更為耐用、經(jīng)濟(jì)。六、易使用。本發(fā)明的硅膠吸盤只要與被吸附的物件之間能密封，不漏氣，均能使 用，而不受被吸物件的材料限制。七、無污染。硅膠吸盤特別環(huán)保，不會(huì)污染環(huán)境，沒有光、熱，電磁等產(chǎn)生。八、不傷被吸物件。本發(fā)明的吸盤由于是由硅膠材料制成，因此吸取或者放下物件 不會(huì)對(duì)物件造成任何損傷。上述僅為本發(fā)明技術(shù)精神的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員很容易理解， 在本發(fā)明的技術(shù)精神與范圍內(nèi)可對(duì)這些實(shí)施例作出各種等效或近似的結(jié)構(gòu)變換，以實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明目的。例如，本發(fā)明導(dǎo)桿2頂部用于抵止襯套6的抵止部也可由外螺紋23與螺母7以 外的其它常用結(jié)構(gòu)構(gòu)成；接頭3與對(duì)應(yīng)配合的導(dǎo)桿2的接合部22也可采用其它形狀；接頭 3也可利用除磁鐵8以外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固組裝至導(dǎo)桿2上，如銷釘。此外，硅膠吸盤4的底面也 可視實(shí)際使用情形打若干個(gè)微孔，以利物件的吸附。因此，本發(fā)明所揭示的示例性實(shí)施例并 不用于限制技術(shù)精神，而僅是用來描述，因而本發(fā)明并不限定于此。本發(fā)明的保護(hù)范圍將由 所附權(quán)利要求加以解釋，并且在等效范圍內(nèi)的每一技術(shù)精神應(yīng)被理解為包括在本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
一種無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置包含一導(dǎo)桿、一接頭、一吸盤、一彈簧以及一襯套，其特征在于該導(dǎo)桿具有一桿部及一接合部，該接合部設(shè)有用于卡入該接頭的一卡接口以及與該卡接口相連通的一接頭容置孔，該桿部的自由端具有一抵止部；該吸盤為由硅膠制成的一實(shí)心體吸盤，裝設(shè)于該接頭的底部并突伸出該導(dǎo)桿的該接合部；該彈簧組設(shè)于該導(dǎo)桿的該桿部的外周面并抵接于該導(dǎo)桿的該接合部；該襯套相鄰該彈簧組設(shè)于該導(dǎo)桿的該桿部的外周面并借助于該彈簧的彈力抵止于該桿部的該抵止部。
2.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該吸盤由無機(jī)細(xì)孔硅膠制成。
3.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該吸盤通過粘接劑粘合在該接頭的底部。
4.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該吸盤的底面進(jìn)一步設(shè)有若干個(gè)微孔。
5.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該吸盤的形狀為圓形或矩形。
6.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該接頭包含形狀均為圓柱形并具有不同 直徑的一第一組接部、一第二組接部及一第三組接部，其中位于中間的第二組接部的直徑 最小，位于底部的第三組接部的直徑最大。
7.如權(quán)利要求6所述的吸盤裝置，其特征在于該導(dǎo)桿的該卡接口的形狀對(duì)應(yīng)于該接頭 的第一組接部與第二組接部而在該導(dǎo)桿的該接合部底部形成了兩肩臺(tái)，該接頭的該第三組 接部的頂面抵接于該導(dǎo)桿的該接合部的底面。
8.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于進(jìn)一步包含一磁鐵，該導(dǎo)桿的該接合部 進(jìn)一步設(shè)有與該接頭容置孔相貫通用于容設(shè)該磁鐵的一磁鐵收容孔。
9.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該導(dǎo)桿的該桿部的該抵止部包含設(shè)于該 桿部自由端的外螺紋及與所述外螺紋螺接的一螺母。
10.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該襯套為無給油襯套，具有外螺紋。
11.如權(quán)利要求1所述的吸盤裝置，其特征在于該彈簧為螺旋彈簧。
全文摘要
一種無空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的吸盤裝置，包含一導(dǎo)桿、一接頭、一吸盤、一彈簧以及一襯套。該導(dǎo)桿具有一桿部及一接合部。該接合部設(shè)有用于卡入該接頭的一卡接口以及與該卡接口相連通的一接頭容置孔。該桿部的自由端具有一抵止部。該吸盤為由硅膠制成的一實(shí)心體吸盤，裝設(shè)于該接頭的底部并突伸出該導(dǎo)桿的該接合部。該彈簧組設(shè)于該導(dǎo)桿的該桿部的外周面并抵接于該導(dǎo)桿的該接合部。該襯套相鄰該彈簧組設(shè)于該導(dǎo)桿的該桿部的外周面并借助于該彈簧的彈力抵止于該桿部的該抵止部。本發(fā)明吸盤裝置無需空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)物件的吸附與搬運(yùn)，從而可大幅降低設(shè)備成本的投入，減少電能消耗并消除噪音污染。
文檔編號(hào)F16B47/00GK101956752SQ201010111189
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者吳王祺 申請(qǐng)人:九豪精密陶瓷(昆山)有限公司