一種吸盤的製作方法

2023-11-11 00:40:52

本實用新型涉及一種適用於軟包裝搬運操作的吸盤。

背景技術：

軟包裝是指在填充或取出內裝物後，容器形狀可以發生變化的包裝。用紙、鋁箔、纖維、塑料薄膜以及它們的複合物所製成的各種袋、盒、套、包等均為軟包裝。將牛奶、果汁、酒、洗衣液等液態物品通過軟包裝灌裝形成軟包產品。現有技術中軟包裝箱過程通過軟包裝箱系統完成，軟包裝箱系統包括軟包輸送線、包裝箱輸送線、抓取機器人。軟包輸送線和包裝箱輸送線都經過抓取機器人的正下方位置，抓取機器人上設有通過真空管路實現吸取功能的吸附裝置，吸附裝置上設有多個吸盤，吸盤都與真空管路連通。吸盤工作時其上的吸口都處於同一水平作業面上，吸附過程中由於接觸面少而導致吸附作用不佳。這是因為軟包的外形並非規整的長方體狀，而是一端厚、另一端薄的形狀，其最大的表面呈現出傾斜的狀態。明顯的，這樣排布的吸盤使用在帶有斜面的軟包上存在不適應的問題，吸附裝置只能吸附在軟包的局部位置，吸包效果不理想。

現有技術為解決吸盤只能吸附軟包的局部位置的問題，公開了一種提高有效吸附面積的技術方案。例如中國專利2013年12月4日公布的公開號為CN203319262U的專利中公開了一種軟包抓取機器人，其中公開的負壓吸附部件即吸附裝置的方案，是將吸盤的作業平面設置為傾斜於吸附裝置的運動方向，從而在作業過程中確保吸盤的作業面與軟包的斜面處於正對的位置關係，並在吸取過程中獲得最大的接觸面積，達到最佳的吸包效果。在該技術方案中，各個吸盤仍然為獨立個體，相互之間僅通過軟包建立工作關係，其安裝、作業都 具有顯著的個體因素，導致各個吸盤需要足夠的安裝空間、需要獨立的真空管路，作業過程中吸盤的個體狀態不統一還會進一步影響吸包效果。因此，整個吸附裝置的吸附面積仍受到局限，吸包效果欠佳。

從現有技術中解決技術問題的方案來看，都採用了現有的多個吸盤組裝在一起的設計思路。因此，無論吸盤如何組合，都會因為每個吸盤需要足夠的安裝空間、需要獨立的真空管路，出現吸盤與吸盤之間存在必要的間距、作業過程中仍然會出現各個吸盤的工作狀態不統一的情況。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是如何提高吸取具有斜面的軟包的吸盤的吸附面積的問題，提供一種可以實現理想的吸包效果的適用於軟包吸取作業的吸盤。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：該吸盤設有殼體、柔性連接件，所述殼體設有承載件和支撐件，所述承載件為平板結構、其中間位置設有通孔，所述支撐件設有連接端和安裝端，所述連接端所處平面傾斜於安裝端所處平面，所述支撐件內部設有隔板，所述隔板上設有均勻分布的氣孔，所述承載件密封固定在支撐件的連接端上，所述承載件與支撐件之間形成緩衝腔室，所述通孔、緩衝腔室、氣孔都連通，所述柔性連接件為環狀結構，所述柔性連接件固定安裝在隔板上且柔性連接件與安裝端都位於支撐件的同一側，所述柔性連接件與支撐件密封連接，所述柔性連接件的端面傾斜於連接端所處平面，所述柔性連接件的端面平行於隔板的表面。

吸盤只設有一個負壓產生區域，整體上吸盤的負壓產生區域是同步產生的，並且同步實施吸取作業。雖然該吸盤工作原理與單個尺寸小的吸盤具有相似之處，但是在技術方案的實施過程中很多因素並不是線性變化，尤其是負壓產生 周期會隨著負壓產生區域的大小發生非線性改變、而且負壓產生過程也會發生改變。當負壓產生區域較大時，空氣被抽出會呈現明顯的先後順序，尤其是靠近真空管路的埠的區域會最先產生負壓環境，緊接著向周邊漫延；當負壓環境未佔據整個負壓產生區域時，還會存在負壓產生區域的邊緣有外部空氣進入負壓產生區域的情況，該情況直至負壓環境漫延至周邊時才結束。這樣的趨勢會隨著負壓產生區域增大而越實用新型顯。若不能抑制以局部開始的負壓產生方式，那麼負壓產生區域的產生負壓的周期將不可控，而且會造成吸盤與軟包之間以衝擊方式劇烈接觸。為此，本實用新型的技術方案中設置了緩衝腔室，通過緩衝腔室先在氣體流動路徑上建立初步的負壓環境，再由該負壓環境引導位於隔板另一側即位於氣體流動路徑的起始端的負壓產生區域以整體方式產生負壓環境，避免前述的問題，從而獲得可控的負壓產生過程和柔和的吸附過程。承載件的通孔設置在中間位置極大的增進了以整體方式產生負壓環境的技術效果。

柔性連接件可以採用閉孔海綿橡膠、矽膠、乳膠。柔性連接件的作用在於能夠緊密貼合軟袋的表面，便於形成與外界隔絕的負壓產生區域。這使得柔性連接件必須具備柔性和密封的特徵。在本技術方案中優選閉孔海綿橡膠。柔性連接件的端面所處平面與柔性連接件的運動方向始終傾斜，這樣就能夠使吸盤與軟包結合時提供吻合軟包表面輪廓的接觸面，由此提供更大的吸附面積。

隔板不僅起到了形成緩衝腔室的作用，另外在吸取過程中起到限制軟包的作用。在吸取過程中，一旦軟包與柔性連接件結合，軟包會被往緩衝腔室所在位置運動，軟包會受到隔板阻擋而停留在遠離抽真空用的通孔；同時，隔板上分布在隔板邊緣且與柔性連接件相鄰的氣孔始終不會被軟包堵住，防止軟包與負壓環境隔絕的情況，因而在軟包上可以維持連續的負壓環境。

為了便於對接多種的真空管路，本申請的技術方案還提供了安裝座，所述安裝座上設有輸氣通道，所述安裝座固定在承載件的中間位置，所述輸氣通道與通孔連通。由此可以靈活的接入真空管道，提升吸盤的適用性。

安裝座通過螺栓固定安裝在承載件上，必要時可以拆卸安裝座，保留吸盤最大的匹配性；並在更換、維護方面提供便利。

作為本申請優選的安裝座的結構，所述安裝座設有凸緣部位和管狀部位，所述凸緣部位與承載件固定連接，所述管狀部位表面設有環形凹槽。該安裝座結構簡單、製造加工方便。

在本申請中隔板是支撐件的一部分即支撐件為一體式結構，採用這樣的結構可以大大簡化支撐件的生產工藝。氣孔分布面積佔了隔板的絕大多數面積，氣孔為圓孔，隔板上的氣孔排列呈矩陣。氣孔的分布特徵能夠幫助緩衝腔室引導位於隔板另一側即位於氣體流動路徑的起始端的負壓產生區域以整體方式產生負壓環境。

柔性連接件的安裝方式的優選方案為，在隔板一側的邊緣位置設有凹槽Ⅰ，所述柔性連接件嵌入在凹槽Ⅰ內並且柔性連接件與隔板密封連接，所述氣孔分布位置延伸至柔性連接件與隔板的連接部位。通過凹槽Ⅰ可實現快速的連接操作，還能保障安裝後的準確度；更為重要的是該結構可以進一步提升負壓產生區的密封性，規避部件之間連接不緊密導致的漏氣情況。

自然狀態下軟袋錶面呈曲面狀，為了保證柔性連接件的變形量能適應曲面狀的表面，減少阻礙柔性連接件發生變形的因素。支撐件在連接端設有兩個對稱分布的內凹成弧形的缺口，其中一個所述缺口到連接端的垂直距離大於另一個所述缺口到連接端的垂直距離，所述支撐件在缺口處的表面都位於同一個中心線平行於柔性連接件的端面的圓柱面上。

本實用新型採用上述技術方案：吸盤具有單體結構，避免了多個單體組合引起的弊端，實現了由一個吸盤向一個軟包提供足夠的吸附面積的目的，該吸盤的提供的吸附面積比現有技術中吸盤組裝在一起提供的吸附面積明顯要大，而且吸附過程柔和、吸附穩定，達到最佳的吸附效果好。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型一種吸盤的主視圖；

圖2為圖1的右視圖；

圖3為圖1的仰視圖；

圖4為圖3在A-A處的剖視圖；

圖5為本實用新型一種吸盤的立體圖。

具體實施方式

如圖1、2、3、4、5所示，吸盤包括殼體、柔性連接件1、安裝座。殼體由承載件2和支撐件8組成，兩者都為金屬部件切都為一體式結構。承載件2為扁平的平板結構，整體呈扁平的長方體狀，即其最大的表面為矩形。在承載件2的中間位置設有圓形的通孔。

支撐件8為框架結構，橫截面類似彎曲的I形，支撐件8的本體由側板3和隔板4組成，側板3和隔板4融為一體、兩者並不是組合在一起的。側板3圍繞隔板4分布，即隔板4位於側板3的中間，隔板4與側板3之間呈傾斜的位置關係。側板3表面連續分布著四個平面，相鄰平面呈垂直的位置關係。側板3的一端是用於連接承載件2的連接端、另一端是安裝端。側板3在連接端設有四個狹長的矩形平面，四個平面都位於同一個平面內；承載件2通過螺栓固定安裝在側板3的連接端，連接後通孔的延伸方向即為整個吸盤運動方向。 側板3在安裝端設有兩個狹長的矩形平面和兩個弧面，平面和弧面間隔分布，兩個平面處於對稱的位置關係，弧面為內凹的結構，因此在側板3的安裝端處形成了兩個缺口5；這兩個平面處於同一個平面內，但是該平面傾斜於連接端所處的平面；因弧面形成的缺口5分布在對稱位置上；受到安裝端的兩個平面傾斜於連接端的四個平面的影響，其中一個所述缺口5到連接端的垂直距離大於另一個所述缺口5到連接端的垂直距離，並且側板3在缺口5處的兩個弧形表面都位於同一個圓柱面上。

支撐件8內部的隔板4相對於連接端處於傾斜狀態、而相對於安裝端的兩個平面部位處於平行狀態，因此，隔板4到安裝端的兩個平面的垂直距離都相等。由於安裝端的缺口5處形成弧面所在圓柱面的中心線平行於安裝端的兩個平面，故兩個弧面上處於同一平行於中心線的直線上的部位到隔板4距離相等。隔板4在靠近其與側板3相交部位的區域設有凸起6，凸起6呈環狀分布並且整體還呈矩形，凸起6與側板3之間形成凹槽Ⅰ，凹槽Ⅰ呈環狀。隔板4上設有均勻分布的氣孔7，但這些氣孔7隻局限於凸起6的內側，氣孔7分布位置延伸至凸起6所在位置即柔性連接件1與隔板4的連接部位。為提升工作性能，隔板4上的氣孔7排列呈矩陣。承載件2與支撐件8結合後，承載件2與支撐件8之間形成緩衝腔室11，該緩衝腔室11位於支撐件8設有連接端的該側。

柔性連接件1為閉孔海綿橡膠，它的外部輪廓也呈扁平的長方體狀、其中間部位設有矩形中空區域，柔性連接件1整體上呈環狀且結構和尺寸都對應於凹槽Ⅰ的結構和尺寸。安裝時，在柔性連接件1的一個端面通過粘結劑固定安裝在凹槽Ⅰ的底部即隔板4上，形成柔性連接件1與隔板4密封連接。安裝後柔性連接件1的另一端面傾斜於連接端所處平面，同時柔性連接件1的另一端面還平行於隔板4的表面。柔性連接件1能夠最大幅度的順應外力作用而發生 彈性形變，與此同時，充分保證柔性連接件1具有不透氣的性能。

安裝座為管狀結構，它包括管狀部位9和凸緣部位10。凸緣部位10位於管狀部位9一端的外側，且兩者為一體式結構。安裝座在管狀部位9的表面設有沿著安裝座中心線間隔分布的環形凹槽，管狀部位9的中間設有輸氣通道。安裝座固定安裝在承載件2的中間位置，凸緣部位10與承載件2之間通過螺栓固定連接，連接後，輸氣通道連通承載件2的通孔、承載件2的通孔又連通緩衝腔室11、緩衝腔室11連通隔板4的氣孔7，氣孔7又與柔性連接件1內側所在區域連通。

使用時，根據需要可以拆裝安裝座，在有配備專業真空管道和接口的工況時可以不需要安裝座，在真空管道配置不足的工況中可以使用安裝座；另外，也可以根據裝載吸盤的載物裝置的結構來調整安裝座。本實施例以需要安裝座為例子，載物機構的連接部位被固定在安裝座上，因為安裝座與承載件2之間通過螺栓連接，可以將載物機構的連接部位固定在這些螺栓上。真空管道接入在安裝座上，當吸盤被搬運至軟包所在位置時，柔性連接件1的端面對應軟包的表面，同時真空管路抽取空氣；吸盤靠近軟包並由負壓環境建立連接。在此過程中吸盤會適當擠壓軟包，以便柔性連接件1變形而產生更加符合軟包表面輪廓的變形結構。柔性連接件1與軟包圍成的負壓環境會促使軟包吸入直至被隔板4擋住。此時，位於靠近凸起6的氣孔7還未被軟包擋住，從而維持負壓環境。