一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘的制作方法

本发明属于非接触自动搬运领域，特别是一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘。

背景技术：

非接触式真空吸盘可以分为伯努利式非接触真空吸盘与涡旋式非接触真空吸盘，由于涡旋式非接触真空吸盘比伯努利式真空吸盘具有耗气量小、吸取力大的优点，故而该种结构更被看好，在倡导环保节能的当今社会更具有工业应用价值。但是涡旋式非接触真空吸取过程中，由于旋转气流的存在，工件会出现旋转的情况，导致吸取过程的不稳定，使得工件可能与吸盘底部发生接触从而破坏了非接触吸取，严重时更会破坏非接触吸取时的动态平衡。

目前工业上对于工件会旋转的情况，香川利春教授提出了一种使用三对大小相同的非接触真空吸盘组成的末端执行机构，每对吸盘旋向相反，在对称安装的吸盘中通入旋向相反的气体，从而相互抵消工件受到的旋转力矩。但是对于吸取几何尺寸较小的工件，由于空间方面的限制，并不能成对使用、对称安装，这就导致了在吸取过程中工件会旋转的情况，极大地影响了非接触真空吸取的可靠性。因此需要一种体积较小、可以防止工件旋转的涡旋式非接触真空吸盘。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘，以实现解决非接触真空吸取过程中工件的旋转问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘，包括上端盖、下端盖；所述上端盖与下端盖固定连接；所述上端盖与下端盖之间设有环形空腔；所述下端盖上对称设有两个圆柱，所述圆柱内设有进气孔；所述进气孔为盲孔；所述进气孔上设有通气孔；所述通气孔为通孔，通气孔与环形空腔连通；所述上端盖与下端盖之间设有密封装置，以对环形空腔进行密封；所述下端盖底部对称设有两个环流腔，环流腔中心凸台作为环流体；两个环流腔分别与两个进气孔同轴；所述环流腔外圈均布四个切向喷嘴，且位于同一个环流腔上切向喷嘴旋向相同，两个环流腔的切向喷嘴旋向相反；所述切向喷嘴用于将环形空腔与环流腔相连通。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明采用左右对称的双涡旋式结构，左、右旋腔喷嘴旋向相反，尺寸相同，从而在通入相同压力、相同流量的压缩空气后，产生大小相等、旋向相反的旋流，抵消吸取过程中旋转气流对于工件的旋转作用，提高非接触真空吸取的稳定性。

(2)本发明采用腰圆式结构，在环形腔直径相同、两环形腔中心距离相等的情况下可以减小吸盘的尺寸大小。

(3)本发明在环形腔外侧设有阶梯倒角结构，可以减弱涡旋式非接触真空吸盘工作时工件的振荡；在环形腔内侧设有环流体结构，可以提高涡旋式非接触真空吸盘的吸取力。

附图说明

图1为本发明抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘的装配结构示意图。

图2、3为本发明抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘上端盖的俯视和仰视示意图。

图4、5为本发明抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘下端盖的俯视和仰视示意图。

图6是为本发明抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘工作时的旋流、受力示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图6；本发明的一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘，包括上端盖1、下端盖3；所述上端盖1与下端盖3之间通过螺钉4固定连接；所述上端盖1与下端盖3之间设有环形空腔6；所述下端盖3上对称设有两个圆柱3-1，所述圆柱3-1内设有进气孔2；所述进气孔2为螺纹盲孔；所述进气孔2上设有通气孔10；所述通气孔10为通孔，通气孔10与环形空腔6连通；所述上端盖1与下端盖3之间设有密封装置，以对环形空腔6进行密封；所述下端盖3底部对称设有两个环流腔7，环流腔7中心凸台作为环流体8；两个环流腔7分别与两个进气孔2同轴；所述环流腔7外圈均布四个切向喷嘴11，且位于同一个环流腔7上切向喷嘴11旋向相同，两个环流腔7的切向喷嘴11旋向相反；例如第一个环流腔7的切向喷嘴11为顺时针旋向时，第二个环流腔7的切向喷嘴11为逆时针旋向。所述切向喷嘴11用于将环形空腔6与环流腔7相连通。并列式双涡旋吸盘工作时，其示意图如图6所示(圈内箭头表示旋流方向，圈外箭头表示旋流产生的摩擦力方向)。由于每个涡旋的四个切向喷嘴都是中心对称的，旋流对工件产生的摩擦力可以等效为①～⑧所示，这样，摩擦力①与②互相平衡，③与④互相平衡，⑤、⑥与⑦、⑧互相平衡，从而两个旋流产生的摩擦力互相抵消，保证了非接触真空吸取过程的稳定性。

进一步的，所述环流腔7外侧设有第一倒角12，所述第一倒角12为两次的阶梯倒角；使得环流腔7外侧向下呈喇叭口结构，可以减弱涡旋式非接触真空吸盘工作时工件的振荡。

进一步的，所述环流体8外侧设有第二倒角9，使得环流体8呈v形结构，可以提高涡旋式非接触真空吸盘的吸取力。

作为一种实施方式，所述上端盖1与下端盖3上表面接触的位置对称设有两个环形槽5；两个环形槽5分别与两个进气孔2同轴；环形槽5内设有密封圈；所述下端盖3底部设有一圈法兰边3-2；所述上端盖1下端与法兰边3-2接触的位置设有一圈密封槽1-1，密封槽1-1内设有密封圈；密封槽1-1和两个环形槽5用于将环形空腔6的上下两端进行密封。

进一步的，所述上端盖1、下端盖3均呈腰圆形结构，在环形腔直径相同、两环形腔中心距离相等的情况下可以减小吸盘的尺寸大小。

本发明的并列式双涡旋非接触真空吸盘工作过程为：压缩空气从进气孔2进入，经横向通孔10进入环形空腔6，再通过切向喷嘴11射出，在环流腔内高速旋转，由于离心力的存在，环流腔中心的空气被甩到环流腔壁面与旋流一起高速旋转，从而在环流腔底部中心产生负压，此负压在与工件底面大气压力的共同作用下，将工件吸起，并且由于旋流从吸盘底部与工件上表面之间的间隙排出，对工件有一个空气阻尼力的存在，该阻尼力与工件重力方向都竖直向下，所以保证了吸取过程中的非接触性。而由于本发明的并列式双涡旋非接触真空吸盘结构，在吸取过程中产生两个旋向相反的旋流，在通入相同压力、相同流量的空气后，两个旋流大小、强度相等，方向相反，所以对工件产生两个大小相等、方向相反的摩擦力矩，两个摩擦力矩之间相互平衡，从而抑制了非接触真空吸取过程中工件的旋转，保证了吸取过程的稳定性。

技术特征：

1.一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘，其特征在于，包括上端盖(1)、下端盖(3)；所述上端盖(1)与下端盖(3)用螺钉(4)固定连接；所述上端盖(1)与下端盖(3)之间设有环形空腔(6)；所述下端盖(3)上对称设有两个圆柱(3-1)，所述圆柱(3-1)内设有进气孔(2)；所述进气孔(2)为盲孔；所述进气孔(2)上设有通气孔(10)；所述通气孔(10)为通孔，通气孔(10)与环形空腔(6)连通；所述上端盖(1)与下端盖(3)之间设有密封装置，以对环形空腔(6)进行密封；所述下端盖(3)底部对称设有两个环流腔(7)，环流腔(7)中心凸台作为环流体(8)；两个环流腔(7)分别与两个进气孔(2)同轴；所述环流腔(7)外圈均布四个切向喷嘴(11)，且位于同一个环流腔(7)上切向喷嘴(11)旋向相同，两个环流腔(7)的切向喷嘴(11)旋向相反；所述切向喷嘴(11)用于将环形空腔(6)与环流腔(7)相连通。

2.根据权利1所述的真空吸盘，其特征在于，所述环流腔(7)外侧设有第一倒角(12)，所述第一倒角(12)为两次的阶梯倒角；使得环流腔(7)外侧向下呈喇叭口结构。

3.根据权利1所述的真空吸盘，其特征在于，所述环流体(8)外侧设有第二倒角(9)，使得环流体(8)呈v形结构。

4.根据权利1所述的真空吸盘，其特征在于，所述上端盖(1)、下端盖(3)均呈腰圆形结构。

5.根据权利1所述的真空吸盘，其特征在于，所述上端盖(1)与下端盖(3)上表面接触的位置对称设有两个环形槽(5)；两个环形槽(5)分别与两个进气孔(2)同轴；环形槽(5)内设有密封圈；所述下端盖(3)底部设有一圈法兰边(3-2)；所述上端盖(1)下端与法兰边(3-2)接触的位置设有一圈密封槽(1-1)，密封槽(1-1)内设有密封圈；密封槽(1-1)和两个环形槽(5)用于将环形空腔(6)的上下两端进行密封。

技术总结
本发明公开了一种抑制工件旋转的并列式双涡旋非接触真空吸盘，包括上端盖、下端盖；所述上端盖与下端盖固定连接；所述上端盖与下端盖之间设有环形空腔；所述下端盖上对称设有两个圆柱，所述圆柱内设有进气孔；所述进气孔为螺纹盲孔；所述进气孔上设有通气孔；所述通气孔为通孔，通气孔与环形空腔连通；所述上端盖与下端盖之间设有密封装置，以对环形空腔进行密封；所述下端盖底部对称设有两个环流腔，环流腔中心凸台作为环流体；两个环流腔分别与两个进气孔同轴；所述环流腔外圈均布四个旋向相同切向喷嘴，且两个环流腔的切向喷嘴旋向相反；所述切向喷嘴用于将环形空腔与环流腔相连通。本发明可提高非接触真空吸取的稳定性。

技术研发人员：滕燕;谢玉飞;李小宁
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2019.08.20
技术公布日：2019.12.03