一种吸盘模组及应用该吸盘模组的固定装置的制作方法

本发明的吸盘及其应用方式可以在各领域中使用。本发明通过真空将各种物体固定或松脱于各种类型的表面，具体提供了浴室及厨房、室内室外生活区域、车辆车舱和车身等的各种附件的真空固定装置。

背景技术：

各种真空系统普遍应用在现有技术中，用于物体的固定，尤其是在浴室、厨房、室内室外生活区域、车辆车舱和车身中。上述的应用具有至少一个吸盘，吸盘系统可以有各种类型的驱动机构，该驱动机构用于在弹性吸盘体和吸附表面之间产生真空。所述驱动机构和吸盘系统部件通常构成了主产品（真空吸附的物体）的主体结构。

在现有技术中，驱动机构有多种类型。有些驱动机构通过杆臂上拉弹性吸盘体以产生真空部，有些驱动机构通过凸轮轮廓部件的偏心旋转运动上拉弹性吸盘体以产生真空部，有些驱动机构通过拧紧螺纹部件上拉弹性吸盘体以产生真空部，有些驱动机构则从吸盘中抽出空气以产生真空部。

在所有现有技术中，都是通过松释驱动机构以去除真空。

在所有现有技术中，偏好使用注塑成型方法用聚合材料来制作吸盘部件。

通常含有吸盘的产品主体具有由吸盘工作原理决定的特定形状。产品主体通常为类圆锥形。然而，这就必须对不同产品为每个吸盘设计特定的结构细节。在这种情况下，批量生产的制造成本也受到影响。

在现有技术中，吸盘系统中产生真空部的部件（吸垫）由具有良好弹性性能的材料制成，其被拉伸以形成真空部，该拉伸由把手（阀杆）促发。阀杆和吸垫部件在生产过程中结合在一起，阀杆通常用高强度材料制造而成。但是，真空固定时在恒定不变的负载下，阀杆和吸垫部件之间会发生分离而导致产品功能失效。

在有些现有的应用中，偏心驱动部件用于拉起阀杆和拉伸吸垫，在拉动偏心驱动部件时，高接触压力发生在相对狭窄的区域，而可能引发结构损坏。

在有些现有的应用中，螺纹式的驱动部件用于拉起阀杆和拉伸吸垫，使用螺纹式吸盘系统时，驱动部件必须旋转超过一圈，以在吸垫中产生真空部。这对于终端用户来说使用不便。

在有些现有的应用中，所使用的驱动机构作用于滑动导轨，用于拉起阀杆和拉伸吸垫，此种类型的驱动机构给产品的设计和成型带来了限制。

技术实现要素：

本发明的吸盘系统包括现有技术问题的解决办法。

本发明的最重要的特征之一是吸盘系统可以作为一个模块。它可用作任意主产品设计中的一个组件。它使主产品的模块化设计成为可能。

本发明的另一个最重要的特征是，吸盘可与不同类型的驱动机构结合，在主产品系统中作为一个组件。在主产品中吸盘可进行直接控制，另一方面，吸盘可通过适用于不同主产品设计要求的杆式驱动机构进行控制。

这些不同类型的驱动系统允许多种多样的主产品设计。可以集成多个吸盘模组到主产品结构中，并进行分别控制。在一个主产品系统中可以仅通过一个杆式驱动机构来控制多个吸盘模组。本发明还包括这些控制应用方式。

本发明的另一最重要的特征是，吸盘模组可以通过小于四分之一圈的旋转运动来控制。这种控制通过吸盘模组具有部分螺旋和部分平坦的导向面的部件来实现。

本发明的另一最重要的特征是，通过选择高耐久性的聚合材料来生产阀杆和吸垫，使它们之间建立分子水平的强键结合。

附图说明

吸盘模组及其部件附图：

图1：吸盘模组的分解透视图。

图2：吸盘模组直接控制模式的透视图。

图3：吸盘模组远距离控制模式的透视图。

图4：吸盘模组松释状态的俯视图。

图5：吸盘模组松释状态的剖视图。

图6：吸盘模组吸附状态的俯视图。

图7：吸盘模组吸附状态的剖视图。

图8：底座的顶部透视图。

图9：底座的底部透视图。

图10：底座的俯视图。

图11：底座的剖面图。

图12：上盖的顶部透视图。

图13：上盖的底部透视图。

图14：旋转盘的顶部透视图。

图15：旋转盘的底部透视图。

图16：旋转盘的俯视图。

图17：旋转盘的剖视图。

图18：拉杆盘的顶部透视图。

图19：拉杆盘的底部透视图。

图20：中央控制环的顶部透视图。

图21：中央控制环的底部透视图。

图22：远距离控制环的顶部透视图。

图23：远距离控制环的底部透视图。

图24：回退件的顶部透视图。

图25：回退件的底部透视图。

图26：中心塞的顶部透视图。

图27：中心塞的底部透视图。

图28：阀杆的顶部透视图。

图29：阀杆的底部透视图。

图30：阀杆的俯视图。

图31：阀杆的剖视图。

图32：吸垫和阀杆的透视图。

图33：吸垫和阀杆松释状态的剖视图。

图34：吸垫和阀杆吸附状态的剖视图。

吸盘模组应用方式附图：

图35：直接控制应用方式实例的透视图。

图36：直接控制应用方式实例的透视图。

图37：直接控制应用方式实例部件的分解透视图。

图38：直接控制应用方式实例的俯视图。

图39：直接控制应用方式实例的剖视图。

图40：远距离控制应用方式实例的底部透视图。

图41：远距离控制应用方式实例吸附状态的部分剖开的透视图。

图42：远距离控制应用方式实例松释状态的部分剖开的透视图。

图43：远距离控制应用方式实例松释状态示意图。

图44：远距离控制应用方式实例松释状态示意图。

图45：远距离控制应用方式实例松释状态示意图。

图46：远距离控制应用方式实例松释状态示意图。

吸盘模组附图标记说明：

1吸盘模组

2底座

2.1平底面

2.2底部的内部空间

2.3中部空间

2.4卡接块

2.5侧壁

2.6.卡合凸缘

2.7微调凹槽

2.8内表面

3旋转盘

3.1外表面

3.2.内部空间

3.3导轨面

3.3.1平面

3.3.2螺旋面

3.3.3平面

3.4回退件表面

3.5微调凹槽

3.6.控制环的锁定腔

3.7固定控制环位置的锁定腔

3.8底面

3.9顶面

3.10制动表面

3.11回退间隙

4中央控制环

4.1外表面

4.2连接延伸部

4.3锁齿

4.4固定位置的锁齿

4.5卡接凸耳

4.6底面

5远距离控制环

5.1外表面

5.2连接延伸部

5.3.锁齿

5.4.固定位置的锁齿

5.5连接孔

5.6.底面

6回退件

6.1外表面

6.2用于拉杆盘的定位导向槽

6.3回退件延伸部

6.5内底表面

6.6.内部空间

7拉杆盘

7.1外表面

7.2内部空间

7.3导向表面

7.3.1平面

7.3.2螺旋面

7.3.3平面

7.4导向凸块

7.5制动壁

7.6定位导向块

7.7顶面

7.8内表面

7.9内孔表面

7.10底部内表面

7.11底部限位面

8阀杆

8.1杆体

8.2凸耳

8.3卡合凸缘

8.4底部内腔

8.5顶部的内部空间

8.6.环形卡扣槽

9吸垫

9.1真空部

10中心塞

10.1圆筒腔体

10.2凸缘

10.3环形卡合接头

11上盖

11.1内部空间

11.2侧壁

11.3底面

11.4卡合腔

11.5导向肋

11.6导向肋

a.吸盘模组的松释位置

b.吸盘模组的真空吸附位置

f°.旋转角度

吸盘模组的应用方式附图标记说明：

A.应用方式：直接控制

A.1本体

A.1.1卡合腔

A.1.2通槽

A.1.3内部空间

A.2驱动机构

A.2.1卡接腔

A.3连接组件

B.应用方式：远距离控制

B.1本体

B.2驱动锁闩

B.3活动臂

C.应用方式：多个吸盘模组，远距离控制

C.1本体

C.2驱动锁闩

C.3活动臂

D.应用方式：多个吸盘模组，通过一个驱动锁闩远距离控制

D.1本体

D.2驱动锁闩

D.3活动臂

D.3.1活动臂延伸部

E.应用方式：两个吸盘模组，通过一个驱动锁闩远距离控制

E.1本体

E.2驱动锁闩

E.3活动臂

E.4活动臂

F.应用方式：两个吸盘模组，通过一个驱动锁闩远距离控制

F.1本体

F.2驱动锁闩

F.3活动臂

F.4活动臂

F.5可变长度活动臂。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1及图28至图34所示，在优选实施例中，吸盘模组包括底座2、上盖11及位于底座2和上盖11之间的部件，底座2优选为短圆锥状，上盖11优选为圆柱状。吸垫9提供吸盘模组1的真空部9.1，它由具有良好弹性的聚合材料制成。阀杆8由相对较硬的聚合材料制成，用于连接吸垫9和吸盘模组1的其他部件。阀杆8和吸垫9由具有在分子水平上建立强键结合的聚合材料制成，这样阀杆8和吸垫9之间就有强大的结合力。

首先生产阀杆8，阀杆8作为模具嵌件放入吸垫9的模具中，然后再进行吸垫9的注塑成型。在本发明的优选实施例中，TPE材料用于吸垫9，而PP材料用于阀杆8。在本发明的不同实施例中，软质PVC材料用于吸垫9，而硬质PVC材料用于阀杆8。

在阀杆8的圆柱杆体8.1底部具有周向分布的凸耳8.2，凸耳8.2为圆柱杆体8.1的延伸部。凸耳8.2厚度朝端部逐渐减小。为了能与吸垫9一起弯曲，每个凸耳均设有通槽。圆柱杆体8.1具有表面复杂的底部内腔8.4。凸耳8.2和底部内腔8.4增大的表面积在二次注塑过程中为吸垫9和阀杆8提供强大的结合力。

圆柱杆体8.1的顶部具有周向分布的八个卡合凸缘8.3。本发明的可选实施例中，优选至少两个卡合凸缘，卡合凸缘之间具有位于顶部的内部空间8.5，内部空间8.5与环形卡扣槽8.6用来确保卡接的牢固性。这一点在下面的相关部分进行描述。

在安装过程中，通过将中央控制环4或远距离控制环5安装到吸盘模组1，可实现吸盘模组的各种不同应用。根据应用方式选择的控制环4,5在特定位置与旋转盘3进行结合。如图14至17所示，旋转盘3优选具有圆筒腔体，其外表面3.1具有沿周向分布的腔3.6，这些腔3.6用来与控制环（4或5）进行连接。如图20至图23所示，控制环（4和5）具有圆筒腔体和位于内部的锁齿（4.3或5.3）。旋转盘3上至少一个腔3.7的形状与其他腔3.6不同，而控制环（4或5）上至少一个锁齿（4.4或5.4）的形状与其他锁齿（4.3或5.3）不同。因此，利用这种预设关系使得，当旋转盘3与控制环（4或5）连接时，只允许在某个位置进行。

与控制环（4或5）连接的旋转盘3位于底座2的中部空间2.3，结合图8至图11所示，旋转盘3的底面3.8与底座2的内表面2.8顶抵，旋转盘3的外表面3.1周向分布有微调凸块3.5,用于调节与底座2之间的配合间隙。控制环的外表面（4.1或5.1）可在底座侧壁2.5内自由旋转，控制环（4或5）的自由旋转运动受限于连接延伸部（4.2或5.2）与侧壁2.5外缘的抵触。

中央控制环4的外表面4.1具有两个相对的连接延伸部4.2。远距离控制环5的外表面5.1则具有一个连接延伸部5.2。控制环（4和5）的底面（4.6和5.6）离底座2具有一定的距离，没有接触或干涉。

如图18和19所示，拉杆盘7整体结构具有一圆筒腔体，圆筒状的内部空间7.2位于中心轴部分。内部空间7.2与外表面7.1之间形成四个导轨面7.3，导轨面7.3与旋转盘3的内部空间3.2形成的四个导轨面3.3相互配合。四段导轨面3.3首尾相接，每一段导轨面3.3均具有位于头部的平面3.3.1、位于尾部的平面3.3.3及连接平面3.3.1和平面3.3.3的螺旋面3.3.2，且导轨面3.3头部一端具有制动表面3.10，相邻的导轨面3.3首尾端面之间形成回退间隙3.11。

如图24和25所示，回退件6整体结构具有一圆筒腔体，阶梯圆筒状的内部空间6.6位于中心轴部分，回退件6外表面具有周向分布的定位导向槽6.2，定位导向槽6.2的位置使回退件6和拉杆盘7在特定位置进行连接。定位导向槽6.2的位置由旋转盘3和拉杆盘7的作用过程共同决定，回退件6外表面底部具有凸缘，凸缘上设有回退件延伸部6.3。

回退件6与拉杆盘7进行组合，组合后，回退件6的外表面6.1与拉杆盘7的底部内表面7.10紧密接触，回退件6的顶部表面6.4与拉杆盘7的限位面7.11顶抵。同时，回退件的定位导向槽6.2和拉杆盘7的定位导向块7.6卡合。

组装过程中，参考图1至图7所示，回退件延伸部6.3穿过旋转盘3的回退间隙3.11，准备与旋转盘3表面3.4进行顶抵。

吸垫9和阀杆8置于底座内部空间2.2。同时，阀杆8穿过回退件6、旋转盘3和拉杆盘7，阀杆8的卡合凸缘8.3卡入拉杆盘7内孔表面7.9的内表面7.8。

如图26和27所示，中心塞10整体结构具有一圆筒腔体，其圆筒腔体10.1顶部设有凸缘10.2，圆筒腔体10.1底部设有环形卡合接头10.3。

中心塞10与阀杆8固接，中心塞10可避免卡合凸缘8.3变形及自身的脱开。中心塞10还用于使吸盘模组的所有内部部件组合在一起，直到取下。位于中心塞10下部的环形卡合接头10.3与阀杆8的环形卡扣槽8.6固定。

如图12和图13所示，上盖11整体结构具有一圆筒腔体，其在底座侧壁2.5上与卡合凸缘2.6结合，其底面11.3两侧的延伸部上设有侧壁11.2，每一侧壁具有卡合腔11.4，上盖11与底座2卡接（2.6和11.4），其他部件不接触底面11.3。

吸盘模组的使用动作过程中，拉杆盘7在吸盘模组的中心轴上下移动，位于拉杆盘7外表面的导向凸块7.4放入顶部底座11内部的导向肋11.5限定的空间中。通过这种关系，可避免拉杆盘7的旋转运动。

吸盘模组的动作过程：

吸盘模组可根据不同的应用方式来选择各种驱动系统来进行控制。为了通过吸盘模组产生真空吸附或松脱，来自驱动系统的旋转运动直接传递到与旋转盘3连接的控制环（4或5）的控制延伸部（4.2或5.2）。

图4和5示出了吸盘模组的松释位置a。在该位置，吸垫9底端的真空部9.1并未形成，吸垫底部为平面。在该位置，吸盘模组不可能吸附在物体表面。如果先前状态为真空吸附，吸盘模组可以从吸附表面取下。

图6和7示出了吸盘模组的真空吸附位置b。当控制环（4或5）从位置a开始旋转到位置b。该旋转运动被直接传递给旋转盘3，旋转盘3的旋转运动使拉杆盘7发生直线运动。在位置a，平面3.3.3和平面7.3.3相互接触。换句话说，这是旋转盘3和拉杆盘7之间的最小距离。在旋转盘3的转动过程中，拉杆盘7的平面7.3.3和螺旋面7.3.2的融合曲面在旋转盘3的平面3.3.3和螺旋面3.3.2位移，并使拉杆盘3发生直线运动。同时，盘之间的距离逐渐增大。当旋转完成，到达位置b，拉杆盘的平面7.3.3和旋转盘的平面3.3.1相互接触。

在吸盘模组从松释位置a到真空吸附位置b过程中，拉杆盘7发生直线运动而离开旋转盘3，以拉动阀杆8部在吸垫9形成真空部9.1。这时，吸盘模组通过真空吸附力固定在吸附表面。

旋转运动由角度f°决定（图4，5，6，7）。在本发明的优选实施例中，此角度优选小于90度。换句话说，吸盘模组能够用小角度的旋转来完成功能实现。这样，对于终端用户可以很容易将产品从吸附表面固定或松脱。

在吸盘模组从真空吸附位置b到松释位置a过程中，两个盘的导向表面（3.3和7.3）相互接触和移动，而盘之间的距离逐渐减小。阀杆8随着拉杆盘7运动，吸垫9的真空部9.1逐渐变小。回退件6的回退件延伸部6.3与旋转盘3的回退件表面3.4接触，作为吸垫9松脱时的支撑。

当吸盘模组处于松释位置a，真空部9.1完全消失，吸垫9表面变得平整。在此位置，吸盘模组很容易从吸附表面松脱。

本文在图片中显示的吸盘模组是当进行顺时针旋转时产生真空吸附的。相应地，吸盘模组也可以通过逆时针旋转产生真空吸附。

吸盘模组的应用方式：

吸盘模组可以实现多种应用方式。本文中描述的应用方式概述了主产品和吸盘模组作为组件的基本关系。

直接控制的应用方式

图35，36，37，38，39示出了使用直接控制吸盘模组作为组件的应用方式实例。在此例中，主产品A为圆筒腔体。

吸盘组件1被嵌入主产品A中并进行直接控制。

在直接控制应用中，吸盘模组（图2）采用直接控制模式。为实现直接控制，中央控制环4与吸盘模组连接。

吸盘模组与本体A.1进行卡接。吸盘模组安装到本体的内部空间A.1.3。吸盘模组底座2的卡接块2.4与本体A.1的卡接槽进行卡接。微调凹槽2.7优选用于加强吸盘与本体A.1的结合强度。

驱动机构A.2具有卡接腔A.2.1，驱动机构与连接延伸部4.2和卡接凸耳4.5进行卡接。

当驱动机构被旋转，吸盘模组处于松释位置a或真空吸附位置b。

在本发明的优选实施例中，与本体A.1固接的连接组件A.3为用于与主产品A其他部件连接的连接件。

附图（图35，36，37，38，39）示出的应用方式为圆柱体的典型实施例。本体A.1、驱动机构A.2和连接组件A.3可以设计为圆柱、立方体、圆锥或锥体的外观。

远距离控制的应用方式：

图40，41，42，43，44，45和46示出了使用远距离控制吸盘模组作为组件的应用方式实例。在远距离控制应用中，吸盘模组（图3）采用远距离控制模式。为实现远距离控制，远距离控制环5与吸盘模组连接。

应用方式实例B

图40、41和42示出了该实施例，其中至少一个吸盘模组使用远距离控制。在此实施例中，通过独立的驱动机构对可能超过一个的吸盘模组进行控制。

应用实例B示出了吸盘模组与主产品相关部件的关系。本体B.1与吸盘模组进行卡接。本体上的驱动锁闩B.2与活动臂B.3进行铰接。活动臂B.3与远距离控制环的连接孔5.5铰接。

当驱动锁闩被拉起，吸盘模组处于松释状态（图42）；当驱动锁闩关上，吸盘模组处于真空吸附状态（图41）。如此，主产品容易安装和拆卸。

应用方式实例C

图43示出了多个吸盘模组通过不同的驱动机构进行驱动。吸盘模组1安装至本体C.1，吸盘模组通过驱动锁闩C.2和活动臂C.3进行控制。独立控制的吸盘模组可根据需要按不同形式和数量被放入本体。

应用方式实例D

图44示出了多个吸盘模组仅通过一驱动锁闩进行驱动。吸盘模组1安装至本体D.1，活动臂D.3受驱动锁闩D.2控制。活动臂延伸部D.3.1将运动传递给吸盘模组。受单独驱动锁闩D.2控制的吸盘模组可根据需要按不同形式和数量放入本体。

应用方式实例E

图45示出了两个吸盘模组仅通过一驱动锁闩进行驱动。此例中使用两个相互对称的吸盘模组。吸盘模组1安装至本体E.1，活动臂E.3受驱动锁闩E.2控制。活动臂E.4将运动传递给吸盘模组。受单独驱动锁闩E.2控制的吸盘模组组可根据需要按不同形式和数量放入本体。

应用方式实例F

图46示出了两个吸盘模组仅通过一驱动锁闩进行驱动。此例中使用两个对称的吸盘模组。吸盘模组1安装至本体F.1，活动臂F.3受驱动锁闩F.2控制。活动臂F.4和可变长度活动臂F.5将运动传递给吸盘模组。活动臂F.4和可变长度活动臂F.5在位于可变长度活动臂F.5中心的支点上进行旋转。受单独驱动锁闩F.2控制的吸盘模组组可根据需要按不同形式和数量放入本体。

实施本发明的不同方法：

吸盘模组的优选实施例中，卡扣接合方式用于部件的连接，卡扣接合方式同样也用于吸盘模组与不同应用方式中的本体进行结合。在本发明的不同实施例中，连接可以使用诸如螺栓和螺钉的紧固、超声焊接或者黏接的方法。

在本发明的优选实施例中，吸垫和阀杆组件的原材料可建立分子水平的强力结合。这是为了使这些组件间具有强结合力。在本发明的不同实施例中，使用在分子水平上不能结合的不同的聚合物原材料也是有可能的。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是依照本发明提出的技术思想，在此基础上所做的任何改进与等同替换，均落入本发明保护范围之内。