[发明专利]一种多用途真空吸取器吸口装置及优化设计方法

说明书

本发明公开了一种多用途真空吸取器吸口装置及优化设计方法，涉及真空吸取器技术领域，解决了现有真空吸取器功能单一、可靠性较低的问题，其技术方案要点是：包括吸取器体和拟形密封圈，吸取器体同轴设置有直径依次增大的锥形吸口、平面吸口、球面吸口；吸取器体为硬质体，拟形密封圈为软质体，拟形密封圈与吸取器体套接。本发明拓宽了真空吸取器吸取外球面型物件的吸口直径范围，提高了真空吸取器的有效吸取重量，扩大了真空吸取器的使用范围，减轻了真空吸取器自身的重量，体现了轻量化设计要求。

技术领域

本发明涉及真空吸取器技术领域，更具体地说，它涉及一种多用途真空吸取器吸口装置及优化设计方法。

背景技术

真空吸取的原理是利用真空系统与大气压力差形成的力实现物件抓取和移动，这种利用压力差固定或移动物体的方法在日常生活中有许多应用，真空吸取器广泛应用于建筑、造纸、印刷、玻璃工业、机器人等行业。

目前，已有相关文献公开了一种基于可摆动吸盘的多用途真空吸取器，如图1所示，构建了由吸盘、角度调整器组成的可摆动吸盘，通过其角度调整器实现不同球面型物件的吸取，该结构采用的是多吸盘组合作用实现多用途的目的，这种结构所产生的吸取力与吸盘数量、吸口尺寸有关，吸盘数量越多、吸口尺寸越大，吸取力越大。然而该结构的有效吸取截面利用率有限，导致该结构所能提供的物件吸取重量范围在一定程度受限；该结构采用多个软吸盘组合，使用过程吸盘变形大；吸盘摆动角度范围仅为±15°且调整精度难以同步保证；并且吸盘数量越多，可靠性较低。

因此，如何研究设计一种多用途真空吸取器吸口装置及优化设计方法是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种多用途真空吸取器吸口装置及优化设计方法，可应用于外球面、内球面、平面和曲面等型面产品的吸取、吊装、搬运、装夹固定等操作。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种多用途真空吸取器吸口装置，包括吸取器体和拟形密封圈，吸取器体同轴设置有直径依次增大的锥形吸口、平面吸口、球面吸口；吸取器体为硬质体，拟形密封圈为软质体，拟形密封圈与吸取器体套接。

进一步的，所述锥形吸口、球面吸口位于平面吸口的同侧。

进一步的，所述吸取器体内壁设置有与拟形密封圈内侧边缘接触的内压环，吸取器体外壁设置有与拟形密封圈外侧边缘接触的外压环，内压环、外压环均通过固定螺钉与吸取器体连接。

进一步的，所述拟形密封圈内设置有多组内腔件，每组内腔件由受压气腔、真空腔、缓冲气囊以及至少一个变形气腔组成；缓冲气囊设置在真空腔内，且缓冲气囊的端口外边缘与真空腔的端口密封连接；受压气腔、缓冲气囊、变形气腔相互连通设置；受压气腔位于变形气腔朝向拟形密封圈外侧的一侧，缓冲气囊、真空腔位于变形气腔朝向拟形密封圈内侧的一侧。

进一步的，所述真空腔内壁设有硬质保护层。

进一步的，所述变形气腔的端口设有防倒吸的倒吸嘴。

进一步的，所述拟形密封圈的厚度为2-5cm。

进一步的，所述吸取器体为轴向受力1000N条件下刚度不小于50N/μm、材料密度不大于2.75g/cm³硬质材料制备而成。

进一步的，所述拟形密封圈为硫化橡胶或丁晴橡胶通过模具一体成型制备而成。

第二方面，提供了一种实现如第一方面中任意一项所述的一种多用途真空吸取器吸口装置的优化设计方法，包括以下步骤：

S101：根据被吸取物体的重量G及安全系数取值n确定吸口半径R，得到多个吸口半径，其中，最大半径为R_max，最小半径为R_min；