TWI524012B - Sucker - Google Patents

Description

吸盤

本發明係與產生吸力的裝置有關，詳而言之，係指一種吸盤結構。

吸盤係一種利用吸力將物品吸著、固定的裝置。吸盤概可分為二種型式，其一為：連接一個動力源(例如吸力裝置)的吸盤，另一種則為沒有連接動力源的吸盤。吸盤的原理係讓吸盤內部的氣壓小於大氣壓力，藉以產生吸著力。

現行技藝所使用的吸盤，不論何種結構型式，都只能使用在光滑的表面，例如，玻璃；若不是使用在光滑表面，吸盤內部的氣室將會與外界連通，喪失其吸著力。如何維持吸盤的吸力，甚至是提高吸盤所能承受的荷重，一直是吸盤業者努力的目標。

本發明之主要目的在於提供一種吸盤的結構，可提高吸盤的吸附效果。

本發明之另一目的在於提供一種吸盤的結構，該吸盤係配合動力源使用，並可使用於非光滑表面。

本發明所提供之吸盤，包含有：一呈盤狀之本體；一環形抵面，設於該本體底面；一盤身，係由撓性材質製成之盤狀體，並裝設於該本體底面，該盤身之周圍形成一錐狀的環壁，該環壁之外周緣凸伸出該本體，其凸伸出該本體的部分形成一可自由撓動的唇緣；一氣室，係形成於該盤身中、由該環壁所圍繞形成的空間； 一吸氣道，其一端連通該盤身之該氣室，其另一端係穿越該盤身及該本體，與外界連通。

藉由該唇緣的活動性、可撓動性，該吸盤吸著於一物體的表面時，該唇緣係以較平緩的角度接觸於該表面，使盤身與該物體具有較大的接觸面積，以形成較佳的吸附效果，氣室內之氣體不會自盤身逸散。

本發明之吸盤能使用在非光滑的表面，例如木板、磚頭、牆壁等粗糙表面。

本發明之吸盤之吸力優良，可提高吸盤所能承受的荷重。

10、10’、10”、10’”、10””‧‧‧吸盤

20‧‧‧本體

22‧‧‧內盤部

24‧‧‧外盤部

25‧‧‧容室

26‧‧‧環形抵面

27‧‧‧環槽

28‧‧‧孔道

30‧‧‧盤身

32‧‧‧環壁

34‧‧‧唇緣

36‧‧‧氣室

38‧‧‧通孔

θ‧‧‧夾角

40‧‧‧吸氣道

50‧‧‧夾固件

52‧‧‧凸部

54‧‧‧孔洞

56‧‧‧凹槽

58‧‧‧肩面

60‧‧‧支架

61‧‧‧氣流通道

62‧‧‧縱向支道

64‧‧‧徑向支道

70‧‧‧連接桿

72‧‧‧穿道

74‧‧‧頭部

80‧‧‧快速流道

82‧‧‧進氣端

84‧‧‧出氣端

90‧‧‧橋接件

92‧‧‧第一裝設孔

94‧‧‧第二裝設孔

100‧‧‧連接閥

115‧‧‧表面

120‧‧‧連接件

125‧‧‧止漏元件

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明五較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后：第一圖本發明一較佳實施例之吸盤之立體圖。

第二圖係第一圖之底視立體圖。

第三圖係第一圖之3-3剖線所示之吸盤的縱向局部剖面圖。

第四圖係第一圖之底視圖。

第五圖顯示本發明一較佳實施例之吸盤之使用狀態之剖面圖。

第六圖係本發明第二較佳實施例之吸盤之縱向剖面圖。

第七圖顯示第六圖之吸盤之使用狀態之剖面圖。

第八圖係本發明第三較佳實施例之吸盤之縱向剖面圖。

第九圖係第八圖之吸盤之使用狀態之剖面圖。

第十圖係本發明第四較佳實施例之吸盤之縱向剖面圖。

第十一圖係本發明第五較佳實施例之吸盤之底視立體圖。

第十二圖係依第十一圖之12-12剖線之局部剖面圖。

請參閱第一至三圖，係本發明第一較佳實施例所提供之吸盤10，主要包含有：一本體20、一軟質的盤身30及一吸氣道40。

該本體20係呈圓盤狀，由硬質材質製成，具有一呈平坦狀的內盤部22及一連接於該內盤部22外圍的外盤部24，該外盤部之底面係形成一向下向外傾斜延伸之圓錐面，該圓錐面使該本體的底面形成一內凹的錐狀或圓錐狀容室25。該本體20之底面更設有一環形抵面26，連接於該容室25的外圍。較佳地，該環形抵面26係為一平面；將該抵面製成傾斜的斜面，亦可為實施上的選擇。本實施例之該抵面26係一水平的平面。

該盤身30係由諸如橡膠等具密封效果的撓性材質製成之盤狀體，並裝設於該本體20底面之容室25中。該盤身30之周圍係形成一圓錐狀的環壁32，該環壁32的外圍係向下延伸並凸伸出該本體20的容室，其凸伸出該容室25之部位係形成一唇緣34，該唇緣34位於抵面26下方，並未貼住或接觸該抵面，故可自由撓動。一氣室36，形成於該盤身30中、由該環壁32所圍繞形成的內凹空間。請參閱第三圖，該環壁32之唇緣34係向外向下傾斜，其與該抵面26間所形成的夾角θ係小於45度，例如界於20°至35°之間，較佳地，位於25°至35°之間，以30°為佳。

該吸氣道40係穿越該本體20及該盤身30中央，其第一端(底端)係連通該盤身30之氣室36，而第二端(頂端)則穿過該盤身及該本體，與外界連通。該氣室36內的氣體便可經由 該吸氣道40流動，如本發明之各較佳實施例所示。

該吸盤10另包含有：一呈盤狀的夾固件50；一凸部52，自該夾固件50的頂面中央向上延伸，該夾固件內部形成一孔洞54；該夾固件50係設於該盤身30下方，並以該凸部52穿伸於該盤身30中央處所設的通孔38。實施上，可使該凸部52與該本體20連接，令本體20及夾固件50夾住盤身30，將盤身固定。該夾固件50的孔洞54與該氣室36連通。當吸盤10僅由本體、盤身及夾固件構成時，前述的吸氣道40係由該本體20的孔道28及夾固件的孔洞54所形成，或僅由該孔洞54形成。一個或一個以上的凹槽56，如第二、三圖，徑向地設於該夾固件50底面，並與夾固件50的孔洞54連通，進而連通吸氣道40的第一端。

請參閱第三圖，本實施例之吸盤更包含有：一圓柱狀的支架60，設於該本體20頂面；一氣流通道61，設於該支架中，其於本實施例包括：一縱向支道62及至少一徑向支道64，該縱向支道62係沿支架的縱向設置，其一端位於該支架底端；該徑向支道64沿著該支架60的徑向設置，並連通該縱向支道62。一中空的連接桿70，具有一貫穿二端的穿道72。該連接桿70係沿該盤身30的軸向穿越該盤身30與本體20，其二端分別連接該支架60底端及該夾固件50。該支架60、本體20、盤身30及夾固件60係形成三明治連接結構而結合在一起；該連接桿70之穿道72二端分別連通該氣室36及該縱向支道62。於此結構下，前述之吸氣道40係由連接桿70的穿道72及該支架60的氣流通道61所形成。本實施例之連接桿70係一中空的螺接件，具有一外徑較大的頭部74，容置於夾固件50之孔洞54中，並抵住夾固件的肩面58；其另一端係螺接於該縱向支道62的孔壁。 支架60底端與本體20之間以止漏元件(O形環)601氣密。

在上述的結構下，以一產生吸力之結構(未示)連接該支架60的氣道通道61時，可對該氣室36提供吸力。

請參閱第二、三圖，本實施例之吸盤10更設有一快速流道80，供快速氣流流動。該快速流道80係獨立於該吸氣道40的流道，其具有一進氣端82與一出氣端84，其內部並設有一噴嘴(未示)。該吸氣道40的第二端(即該氣流通道61的第二端)係連通該快速流道80之進氣端與出氣端之間。實施上，該快速流道80可直接設於該支架60，連通該吸氣道40。

本實施例之具體結構更包括：一橋接件90及一連接閥100。該支架60係穿設於該橋接件之第一裝設孔92中；該連接閥100呈圓柱狀，裝設於橋接件90之第二裝設孔94中。前述之快速流道80係設於該連接閥100中，其進氣端82及出氣端84分別位於連接閥100二端。氣流通道61之徑向支道64係穿越該橋接件90並連通該快速流道80。藉此，該快速流道與吸氣道連通。

以下說明本發明之使用效果。本發明之較佳實施例之吸盤係利用柏努力定律(Bernoulli’s principle)：流速與壓力成反比，使該吸盤產生吸力。本實施例將一高壓氣體的管路110，如第二圖，連接於該連接閥100，使高壓氣體由該快速流道80之進氣端82進入，復由其出氣端84流出，高壓氣體流入該流道80後係形成快速氣流。該流道80之內部構造係使高壓氣體於流道80內快速流動，因此，快速流道80內之氣體流速快、壓力低。相對於快速流道，該氣室36及該吸氣道40之氣體流速慢、壓力高，在壓力差的作用下，氣室36及吸氣道40內的氣體將往該快速流道80流動，因此，該吸氣道40及該氣室36係產生負壓(即 氣壓低於大氣壓力)，進而使該吸盤10產生吸力，使該盤身30吸著在一物體的表面115，如第五圖所示。

以第五圖之方向為準，該吸盤10產生吸力效果時，該盤體之唇緣34係平貼於物體的表面115，因此，整個吸盤10係往該表面移近。於產生吸力之狀態下，該盤身30之唇緣34係撓動，由傾斜狀態撓動成水平狀態，其頂面平貼於本體20之環形抵面26，而底面則平貼於該表面115，使該氣室36形成一對外隔絕的密閉空間。該氣室36內之氣體係被吸往該連接桿70的穿道72，該夾固件50的凹槽56可形成導氣槽，使氣室內的氣體能均勻地被導流入該穿道72，增加流動效率。氣室內的氣體復由該穿道72流入氣流通道61，並被吸入該快速流道80，再隨著快速氣流自該出氣端84排出。

該吸盤10吸著在一表面115時，藉由吸力作用，該氣室36便形成一個負壓空間，其氣壓小於大氣壓力，由於高速氣流持續地在快速流道80中流動，可維持吸盤的吸力，令氣室36保持為負壓空間。

本發明係使該盤身30的環壁32具有一可活動的唇緣34，其具有可撓動的自由度，當該吸盤10吸著在一物體的表面115時，在氣室36的負壓作用下，該唇緣34能撓動出最佳的接觸方式，使其底緣平貼於該表面115，而唇緣34的頂緣則與該抵面26接觸並受該抵面26所支撐，可知，軟質的唇緣34便被夾壓於抵面26與該表面115之間，形成良好的氣密效果，使本發明的吸盤具有絕佳的吸力。再者，利用該唇緣34的可撓動性，唇緣34與該表面115的接觸面積更多，且該軟質的盤身30更貼近物體的表面，使盤身30與該表面115之氣密效果增加，氣室36內的氣體難以逸出氣室，確保該吸盤與吸附表面115間之吸著 性。同時，該氣室36的容積減少，亦即該負壓空間亦變小，讓吸力提高。

停止或阻斷該快速流道80的氣體流動，即可釋放該吸盤之吸力，本較佳實施例之吸盤以小氣量的高壓氣體即可產生良好的吸力。依申請人之測試，盤身直徑約8公分的本發明的吸盤可吸住重量超過10公斤的物品。且經試驗證實，本發明的吸盤不只能吸著在光滑表面，亦可吸住木板、磚頭、水泥壁面、未拋光的金屬表面等凹凸不平、具有微孔、非完全光滑的表面，且其吸力亦可在水中使用。請參閱附件，係本發明之吸盤實物樣品之多個試驗影片，影片中，本發明之吸盤可吸住各種不同材質、重量之具有不同表面特性的物品。本發明之吸盤吸力確實，容易吸住物品，其吸力亦能吸住重物，例如影片中的混凝土塊、圓柱狀鐵塊等，且其釋放吸力亦相當簡便快速。申請人認為，此乃該吸盤10的吸力快，以及本體、唇緣34與物體表面115間之氣密效果佳，使氣室36內的氣體被吸走的速度大於氣體自木材、磚頭等非光滑表面洩出的速度，亦即，氣室內的氣體來不及自孔隙表面上的孔隙洩露。

第六圖係本發明第二較佳實施例之吸盤10’之剖面圖，相同的構件使用相同的元件符號，且容不贅述。

於本實施例，該本體20之外徑係約與該盤身30之外徑相同，該環形抵面26之徑長亦約與該唇緣34之徑長相同。請參閱第七圖，當該吸盤10’吸住一物體表面115時，該盤身30之唇緣34之整個頂緣係完全受該抵面26所支撐，可更提高該吸盤10’與該表面115間之氣密效果。此外，夾固件50’之外圍更向外延伸一斜錐部59，對應該本體20之容室25之圓錐面， 使盤身30之環壁32受到更穩固地夾持。

第八、九圖係本發明第三較佳實施例之吸盤10”之剖面圖。本實施例之結構概與第二實施例相同，其中：該本體之環形抵面26更設有一環槽27，使該環形抵面形成有二個呈內、外圈排列的支撐面261、262。當該吸盤10”吸住於一物體的表面115時，該唇緣34之頂緣受該二支撐面261、262支撐，形成內、外圈的雙重氣密作用。再者，該環槽27亦可容納唇緣34的不平整或被擠壓的部位，使唇緣得以更平貼於物體的表面115及該二支撐面，提高氣密效果及提供吸力。

第十圖係本發明第四較佳實施例之吸盤10’”，其同樣具有一本體20、一盤身30、一夾固件50、一支架60及一連接桿70，相同結構沿用相同符號，容不贅述。該支架60係與該本體20一體成型，可為直管狀或L形的管狀，其內部之氣流通道61構成該吸氣道40的一部分。該吸盤10係以該支架60連接於一吸力裝置之一特定部位，例如假想線所示之管體120。可理解的是，該盤身30可直接受本體及夾固件固定。

第十一、十二圖係本發明之吸盤10””之第五較佳實施例，圖中顯示一個機械裝置(未示)之底座A裝設有三個吸盤10””，該三吸盤10””係共用一個本體20，各吸盤之結構如第十二圖所示，本實施例相同於前述實施例之構件係沿用相同的元件符號。

該本體20於裝設每一個盤身30之處係具有一錐狀容室25及一環形抵面26；一孔道28，設於該本體20，其第一端(底端)連通該容室25。該盤身30係裝設於該容室25中，其唇緣34位於該抵面26下方；二個或二個以上的連接件120，例如螺接元件，將該夾固件50與本體20連接，並將該盤身30固定於 夾固件50與本體20之間。一孔洞54，設於該夾固件50中，並貫穿其頂、底面，該孔洞54之頂端與該孔道28底端連通，該二者54、28形成該吸氣道40。該吸氣道40係位於該盤身30及該容室25的中心；該二連接件120係圍繞該吸氣道40。一環狀的止漏元件125，設於本體20之孔道28與夾固件50之孔洞54之間。

於每一吸盤之處，該本體20另設有一連接氣體管路之連接閥100以及一快速流道80；該連接閥100係為該快速流道80之進氣端82；快速流道之另一端為一出氣端84。該吸氣道40之第二端(即孔道28之頂端)係連通該快速流道80，其第一端(即孔洞54之底端)係連通該盤30之氣室36。

快速流道80內有氣體快速流動時，該吸盤10””便產生吸力，吸附於一物體的表面，該盤身30之唇緣34之底緣係平貼於該表面，而其頂緣受該抵面26所支撐。

本發明所提供之吸盤具有較佳的吸附效果，可較習知吸盤承受較高的荷重，並可使用於並非完全光滑的表面，增加該吸盤的使用領域及使用場合。

10‧‧‧吸盤

20‧‧‧本體

22‧‧‧內盤部

24‧‧‧外盤部

25‧‧‧容室

26‧‧‧環形抵面

28‧‧‧穿孔

30‧‧‧盤身

32‧‧‧環壁

34‧‧‧唇緣

36‧‧‧氣室

40‧‧‧吸氣道

50‧‧‧夾固件

52‧‧‧筒部

54‧‧‧孔洞

56‧‧‧凹槽

58‧‧‧肩面

60‧‧‧支架

601‧‧‧止漏元件

61‧‧‧氣流通道

62‧‧‧縱向支道

64‧‧‧徑向支道

70‧‧‧連接桿

72‧‧‧穿道

80‧‧‧快速流道

90‧‧‧橋接件

100‧‧‧連接閥

θ‧‧‧夾角

Claims (11)

1. 一種吸盤，包含有：一本體，其底面具有一內凹的容室；一環形抵面，設於該本體之底面，並位於該容室的外圍；一盤身，係由撓性材質製成，該盤身之周圍形成一錐狀的環壁，該盤身係設於該本體底面，該環壁之外周緣係向外向下傾斜，形成一唇緣，可自由撓動，該唇緣位於該本體之該環形抵面下方，該吸盤未產生吸附作用時，該唇緣與該抵面之間具有夾角；一氣室，形成於該盤身之該環壁所圍繞形成的空間；一夾固件，設於該盤身之下方；該本體及該夾固件係固定該盤身；一吸氣道，位於該本體、該夾固件及該盤身中央，並具有一第一端與一第二端，其第一端連通該盤身之該氣室，其第二端係穿越該盤身及該本體，與外界連通；於該吸盤吸附於一表面時，該唇緣係接觸該環形抵面。
2. 如請求項1所述之吸盤，其中：該環形抵面為水平的平面。
3. 如請求項1所述之吸盤，其中：該本體之該環形抵面更設有一環槽，該環形抵面係形成有二呈內、外圈排列的支撐面。
4. 如請求項1或2所述之吸盤，其中：該唇緣與該環形抵面間之夾角係界於20°至35°之間。
5. 如請求項1所述之吸盤，另包含有：一連接桿，係穿伸該盤身，其二端分別連接該夾固件及該本體。
6. 如請求項1所述之吸盤，另包含有：一支架，該支架係設於該本體頂面；一氣流通道，設於該支架中；一中空的連接桿，其內部具有一穿道；該連接桿係穿伸該本體與該盤身，其二端分別連接該夾固件及該支架；該穿道之一端係連通該氣 室，其另一端連通該支架之該氣流通道之一端；該穿道及該氣流通道係形成該吸氣道。
7. 如請求項1或5或6所述之吸盤，其中：該夾固件之底面設有至少一徑向凹槽；該徑向凹槽與該吸氣道之第一端連通。
8. 如請求項1或5或6所述之吸盤，另包含有：一快速流道，設於該吸盤；該吸氣道之第二端係連通該快速流道。
9. 如請求項8所述之吸盤，其中：該快速流道係設於該本體中，具有一進氣端與一出氣端。
10. 如請求項8所述之吸盤，另包含有：一支架，連接於該本體頂端；該快速流道設於該支架中，具有一進氣端與一出氣端；該吸氣道之第二端係位於該支架中，並連通該快速流道。
11. 如請求項6所述之吸盤，另包含有：一閥件，設於該支架一側；一快速流道，設於該閥件中，並具有一進氣端與一出氣端；該吸氣道之第二端係連通該快速流道，位於該快速流道之進氣端與出氣端之間。