CN1828073A - 正交吸盘 - Google Patents
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Abstract
本发明正交吸盘涉及挂具,尤其是带有吸盘的吸附式挂具;它包括一个表面光滑的吸盘;在吸盘内侧依次设置拉杆、内衬、复位弹簧、滑块螺母,用压边圈紧固;压边圈的尾部设置锁紧螺母和锁扣;吸盘的外表面为平面结构;吸盘的外圆边设置有齿形圈;吸盘的齿形圈内设置有向内凸起的裙边;压边圈的边缘设置内凸筋;本发明吸附力强,吸附牢固,垂直挂重力大,吸附时间长,使用方便。
Description
技术领域:
本发明涉及挂具,尤其是带有吸盘的吸附式挂具。
背景技术:
现有吸盘形状都是喇叭形。吸附时用力按以排除空气,且难以达到高度真空。吸附力小,垂直挂重力更小。另一重要缺点就是吸附时间短。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种使用方便,吸附牢固,垂直挂重力大,且能长久吸附不掉的实用吸盘。能吸附在光滑平整不透气的各种材料表面。如玻璃,瓷砖,大理石,抛光金属表面等。给吸盘配上挂钩,挂架等挂具,就可成为实用方便的居家用品。不用在光滑漂亮的墙面上打孔就可安装,不损坏墙面的正交吸盘。
它包括一个表面光滑的吸盘;在吸盘内侧依次设置拉杆、内衬、复位弹簧、滑块螺母,用压边圈紧固;压边圈的尾部设置锁紧螺母和锁扣。
吸盘的外表面为平面结构。
吸盘的外圆边设置有齿形圈。
吸盘的齿形圈内设置有向内凸起的裙边。
压边圈的边缘设置内凸筋。
本发明其优点是:吸附力强,吸附牢固,垂直挂重力大,吸附时间长,使用方便。
附图说明:
附图1是本发明型实施例1的立体装配图;
附图2是本发明实施例1的主视图;
附图3是本发明实施例1图2的A-A向剖面图;
附图4是本发明实施例1图3的局部放大图;
附图5是本发明实施例1的立体图;
附图6是本发明实施例2的立体装配图;
附图7是本发明实施例2的主视图;
附图8是本发明实施例2图7的A-A向剖面图;
附图9是本发明实施例2图8的局部放大图;
附图10是本发明实施例2的立体图;
附图11是本发明实施例3的立体装配图;
附图12是本发明实施例3的主视图;
附图13是本发明实施例3图12的A-A向剖面图;
附图14是本发明实施例3图13的局部放大图;
附图15是本发明实施例3的立体图;
附图16是本发明挂具受力图A;
附图17是本发明吸盘受力图B。
具体实施方式:
吸盘(1)的吸附面是一个表面光滑的平面,因此能把空气排挤干净。其内面有一个裙边(8),见图4局部视图B区放大。内套住内衬(3),外卡住压边圈(4),使三者结合在一起,互相依托。背面边缘有齿形圈(9)其作用相当于弹簧,起调节压紧作用,同时也起到吸受微量加工误差。齿形圈(9)的形状,尺寸,数量可根据材料性能改变。吸盘(1)是核心零件,是产生吸力关键。当拉杆(2)被拉起,吸盘(1)与墙面生成空穴,在大气压力作用下吸盘(1)产生吸力。此时被拉杆(2)拉起的吸盘(1)还产生一个吸盘(1)本身材料被拉伸后弹性变形的拉力,此力是正交吸盘结构内力,但对我们帮助很大。通过构件传递拉力:一部分传递给内衬(3),使内衬(3)紧紧地被扣在吸盘(1)上,并牢牢固定住。另一部分拉力传递给压边圈(4),使压边圈(4)压紧齿形圈(9),以产生较大摩擦力。裙边(8)口部向外有一条外凸筋,其作用是装配后与压边圈(4)内凸筋(10)扣住,结成整体。
内衬(3)内壁呈弧状向内凸,其作用是提高吸盘气密性。当吸盘(1)被拉杆(2)拉起后即吸附时。吸盘(1)内面与内衬(3)内面紧紧贴住,防止吸盘(1)透气,吸气。保证吸盘(1)空穴长时间处于真空状态。吸盘吸气是由于吸盘承受过大重力时,吸盘上部边缘被拉开一缝,外面空气迅速进入,使空穴真空迅速消失,造成吸盘掉下失效。本发明通过改变受力点和受力方向来提高防止吸气能力。吸盘透气失效是一较缓慢过程,形成机理也难观察到。我举一例来说明。如一装有油的桶,时间放长了,外面就会有一层油渗透出来,这是因为油桶也是由分子材料构成,分子之间也有间隙,因此油也会很慢渗透出来。而吸盘比油桶状况更糟,吸盘空穴是负大气压,外边是大气压,吸盘吸附时材料被拉伸,既分子被拉长,分子之间间隙被拉大。因此空气更易渗透进去,是空穴中的负压慢慢消失,直至掉下。使用内衬就是用密度更高材料与吸盘贴紧,阻止空气渗透。同时也起到保护吸盘(1)工作状态,使其不过早地失效变形。内衬(3)还是承载外挂重力构件。由于内衬(3)只有一条边压住吸盘(1),密封性好了,但内衬(3)产生的摩擦力小。
压边圈(4)主要功能是固定内衬(3),传递力给内衬(3),同时压紧吸盘(1)齿形圈(9)以产生足够摩擦力。当挂较大挂具时,压边圈(4)两侧孔可给挂具一个辅助力,保持吸盘(1)受正交力,尽量保持吸盘(1)受力合理。压边圈(4)靠底边有多段内凸筋(10)其作用是卡住吸盘(1)的裙边(8),使装配后成一整体。压边圈(4)也是第一道防吸气的防线。
锁扣(5)是外力施加的作用件,通过滑块螺母(6)把外力转换,传递给拉杆(2),拉起吸盘(1),使吸盘(1)吸住。锁扣(5)设计的目的是使用方便,重复使用都可达到同样拉力,也保护吸盘(1)免受过大拉力而损坏。锁扣(5)也是个外观件,可改变其造形,使吸盘外观更生动丰富多彩。
复位弹簧(7)目的是为了保证吸盘(1)复位,再次使用时能把空气排挤干净,确保吸力。如材料能达到自恢复的性能,可省去。
根据不同使用场合,也可把锁扣(5)和滑块螺母(6)合并成一个锁紧螺母(11)。也省去复位弹簧(7)。这样结构更紧凑简单。
受力分析:
在目前对自吸附式吸盘暂无统一衡量标准的情况下。我们采用下例参数作标准值:
1.吸力:大气压强(kg/cm2)*空穴投影面积(cm2)。即Q值。
2.额定载荷:能坚持72小时吸附不移动不掉的最大挂重力。即G值。
3.耐力值:额定载荷(kg)/吸盘面积(cm2)。既N耐力值。此值显示吸盘的总体能力,是吸盘的吸力和摩擦力综合值。
吸盘用途主要是挂东西的。由于受力不合理使其挂重能力下降。本设计通过结构上改进,改变吸盘受力点和方向,使其能力大幅提高。
具体分析如下:
正交吸盘挂上为其设计挂具时,其受力可分解为:
水平方向:吸力,墙面反作用力,挂具作用力
垂直方向:挂具重力,吸盘与墙面间摩擦力。
由于正交吸盘自身重量较轻,在下面分析时,就忽略不计。并看作为一个整体。挂具受力分析如下:
∑MO=MT1+MT2-MG=0
∑Fx=0,T1-T2=0
∑Fy=0,G’-G=0
见附图16,图中符号表示为:
G:挂具重力。
T1:墙面对挂具反作用力。
T2:吸盘给挂具水平拉力。
G’:吸盘在垂直方向给挂具向上拉力。
0点:挂具力矩中心点。
正交吸盘受力:
∑MC=MQ-MF-MT2’-MG=0
∑Fx=0,T+T2’-Q=0
∑Fy=0,F-G=0
由受力分析得:最大挂重力,也是最大摩擦力,即额定载荷。
见附图17,图中符号表示为:
Q:吸盘吸力。
T:墙面对吸盘的反作用力。
T2’:挂具对吸盘的水平推力。
G:挂具重力。
F:吸盘与墙面的摩擦力。
C:吸盘力矩中心点。
A:真空空穴
正交吸盘受力特点是吸盘承载外力后,垂直方向力为重力,而使其在水平方向上力与吸力保持在同一条水平线上,使吸盘在承受较大外力范围内不产生失效变形。使吸盘能保持更长吸附时间。
根据吸盘实验测试得出:一般的吸盘吸力是垂直挂重力的2-3倍。利用一些此力,使吸盘水平方向上力平衡。尽量避免平吸盘失效变形。
一般的吸盘挂钩装在拉杆头上,按装方便,但由此点是吸盘最易变形点来承受外挂重力,很易使吸盘变形吸气,透气。这是影响吸盘载荷下吸附时间的重要原因。本吸盘挂位点设计靠墙面,使外挂重力对吸盘力矩中心点C点产生力矩尽量小,这对吸盘水平方向上作用力也就小,减小变形。再者承受外挂重力的内衬是紧紧套在吸盘的裙边内,使裙边受力,由裙边把重力分布开去。
实施例1:(见图1-图5)
把锁扣(5)放入压边圈(4)尾部的滑槽内,从压边圈(4)内按上滑块螺母(6),要把滑块螺母(6)两端通过压边圈(4)直槽***锁扣(5)滑槽中。此三件连接起来。再扣上复位弹簧(7)。另把内衬(3)套在吸盘(1)的裙边(8)内,把内衬(3)挂件柄从压边圈(4)方孔中伸出,并把拉杆(2)的螺丝穿过复位弹簧(7),套上滑块螺母(6)的螺孔内,然后把吸盘(1)的裙边(8)塞进压边圈(4)再用力把吸盘(1)压入压边圈(4)。此时在裙边(8)的作用下吸盘(1),内衬(3),压边圈(4)扣在一起。最后拧紧拉杆(2)螺丝,即装配完毕可以使用了。本结构适用于大尺寸吸盘,具有较好的正交分解作用,可减少因失效变形而使吸附时间短的现象产生。使用方便。重复使用时吸力稳定,用于挂大型挂具。
实施例2:(见图6-图10)
用于尺寸较小场合。吸盘(1),内衬(3),与实施例1结构一致。压边圈(4)与吸盘(1)结合处结构一致,压边圈(4)尾部改变形状。锁紧方法直接用锁紧螺母(11)锁紧,去掉复位弹簧(7),滑块螺母(6),锁扣(5)。组合时,先把内衬(3)套在吸盘(1)的裙边(8)内,把内衬(3)挂件柄从压边圈(4)方孔中由内朝外伸出,把吸盘(1)裙边(8)塞进压边圈(4),然后用力把吸盘(1)压入压边圈(4),此时吸盘(1),内衬(3),压边圈(4)套在一起了。如你选好吸附的地方,把吸盘(1)贴上,再按上锁紧螺母(11)旋紧,吸盘(1)就吸住了。
实施例3:(见图11-图15)
吸盘(1)和拉杆(2)组合成的吸盘(1)组合件套上压边圈(4),按上内衬(3),拧上锁紧螺母(11)即可使用。
此结构简易,按装使用方便。也保持正交吸盘的特点。吸盘(1)的结构与前吸盘(1)一样,内衬(3)形状少作改变,保持原有功能还兼负起传递力给压边圈(4)的重任。同样也保持较大摩擦力。适用于挂较轻负荷。但也比普通吸盘的挂重大。而其在垂直吸附面方向上拉力没变。因此这吸盘(1)的另一用途是作为大型挂具的辅助吸盘,当挂具被挂住后,挂具还会晃动。此时,在挂具适当位置加上一个或几个此吸盘(1),能使其牢牢贴在墙面上不得晃动。
操作步骤:
1)擦干净墙面和吸盘(1)平面。
2)用二手指把吸盘(1)按在墙面上并要把位置放正。
3)用另一手推上锁扣(5)(实施例1),或旋紧锁紧螺母(11)(实施例2、3)。
4)当吸住后,用力拉一下吸盘(1),试一下是否吸住。如不动就可放心使用。如会掉下,就检查一下墙面是否有裂缝或有漏气处,吸盘(1)有无破损。再重复上述操作。
工作过程:
当在外力作用下,推上锁扣(5),锁扣(5)在压边圈(4)滑槽中转动,转动推动滑块螺母(6)沿压边圈(4)直槽向上运动,拉杆(2)被拉起(实施例1);或当锁紧螺母(11)旋紧时,拉杆(2)被拉起(实施例2,实施例3),拉杆(2)再拉起吸盘(1),使其与墙面间形成真空空穴。在大气压力作用下,产生吸力,使吸盘(1)吸住。即可使用。当配挂上不同的挂具,就可成为理想日用品。
Claims (5)
1、一种正交吸盘,它包括一个表面光滑的吸盘,其特征在于:在吸盘内侧依次设置拉杆、内衬、复位弹簧、滑块螺母,用压边圈紧固;压边圈的尾部设置锁紧螺母和锁扣。
2、如权利要求1所述的正交吸盘,其特征在于:吸盘的外表面为平面结构。
3、如权利要求1所述的正交吸盘,其特征在于:吸盘的外圆边设置有齿形圈。
4、如权利要求1或3所述的正交吸盘,其特征在于:吸盘的齿形圈内设置有向内凸起的裙边。
5、如权利要求1所述的正交吸盘,其特征在于:压边圈的边缘设置内凸筋。
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