[发明专利]吸附器

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附器。

背景技术

在工业自动化生产线上，我们常常需要对一些表面粗糙不平整或是柔软材质的物体实施搬运操作，这样的操作在物体的装箱，排列，工件筛选等作业中尤其重要。如何抓起这样的物体是一个技术难题。目前常用的方式是采用爪形机械手，但是，爪形机械手的造价高昂，机械结构的故障率高，日常维护复杂，并且，无法适用于一些片状以及柔软的物体。采用真空吸盘是另一种常用的方式，真空吸盘与真空源（真空泵或是射流真空发生器）相连接，通过抽吸真空吸盘和物体之间的空气来产生真空和吸力，但是，真空吸盘所能吸附的对象只限于表面平整且光滑的物体；如果物体的表面粗糙或是不平整的话，吸盘和物体之间就会出现缝隙，从而导致空气流入吸盘内破坏真空，使真空吸盘失效。

现有的日本公开技术，公开号JP 2005-51260，参见图1、图2、图3和图4，该公开技术的吸盘包括有一个圆筒形腔体1，在该圆筒形腔体的圆形壁面处加工了两个切线喷嘴2，流体喷出后在腔体内形成旋转流动，旋转流动的离心力使圆形腔体内形成低于外周环境压力的低压分布，从而能够实现吸附下方的板状物体3。但是该技术存在着以下缺陷：

1）如图4所示，从喷嘴2进入圆筒腔体的流体将会从该吸盘的下方排出，因此，该吸盘在吸起下方物体的同时会和物体保持一定的间距，流体流入该缝隙并流经该缝隙排出，这导致了该吸盘和物体没有发生接触，因此，该吸盘无法给物体在横向上提供摩擦力。没有横向的摩擦力，物体就无法跟随吸盘在横向做移动。

2）当流体流经吸盘外缘底面和物体之间的缝隙流道时，在粘性的作用下会在缝隙流道中形成高于外周环境压力的高压分布，参见图5，该高压分布不仅会对下方的工件施加一个排斥力，而且还会使得圆筒腔体内的低压分布向高压方向移动，这些都导致了吸力的减弱。

3）在下方的物体表面比较粗糙或是凹凸不平整的情况，物体表面和吸盘外缘底面所组成的缝隙流道的流阻会增加，且流阻在圆周方向上是不规则，即有些地方的流阻大，有些地方的流阻小，于是，流体在流经这样的流道时发生紊乱，参见图6，这些因素会导致吸力急剧下降且吸附变得不稳定。根据我们的研究发现，吸盘的缝隙流道中的高压分布与腔体内的低压分布有一个连动的关系，也就是说，若缝隙流道的高压分布变得紊乱，腔体内的低压分布也会变得紊乱，从而导致吸力变得不稳定；另外，物体的表面变得粗糙会导致流体流经缝隙流道时的阻力增加，缝隙流道的高压分布就会增大，作用在物体上的排斥力就会增加，并且，增大的高压分布还会使得腔体内的低压分布向高压方向移动，最终结果就是导致吸力急剧减小。

4）当物体是柔软材质时，物体在腔体内的低压作用下发生变形从而导致中心部分陷入腔体内，这样的变形很有可能导致物体和吸盘发生局部接触，参见图7，发生局部接触的部位无法排出流体，从而导致了流体的排出在圆周方向上严重不对称，且流体排出时会发生混乱，这样的非对称排出和混乱会破坏圆筒腔体内的流体旋转的流动状态，其结果就是吸力的大幅下降。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种能吸附柔软的、表面粗糙不平整物体的吸附器。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是: 它包括有本体，所述本体内具有横截面为圆形的腔体，腔体具有一个封闭端面和一个开口端面，所述的开口端面形成吸附物体的端面，所述腔体的内壁上有连通所述腔体和外部的流体供给源的切向设置的喷嘴，所述本体其下方通过连接件设置有环状底板，所述环状底板与所述本体下端面之间留有间隙，该间隙形成排出流道，所述排出流道连通腔体内部与外周环境。

上述技术方案中，更具体的方案还可以是：所述本体上方设有顶板，该顶板通过所述连接件与所述环状底板连接，该连接件设置在所述本体两侧壁的通孔内，所述本体的内壁下端开设有测压孔，该测压孔与差压传感器连接，所述本体上端面安装有电机，该电机通过其驱动的螺杆与所述顶板连接；所述螺杆与所述顶板螺纹连接。

进一步的：所述连接件为连杆。

进一步的：所述环状底板的下端面附着有柔软垫片。

进一步的：所述柔软垫片为橡胶垫。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、由于环状底板与本体下端面之间形成一个平整且畅通的排出流道，腔体内的流体能够通过这一流道均匀地排出，因此，流体不会流入物体和环状底板之间，这使得环状底板的下端面和物体有一个充分的接触，因此能够在横向上产生足够的摩擦力确保物体在横向的搬运过程中不会发生滑动和脱落；