一种用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘

本技术涉及真空夹持装置，具体涉及一种用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘。

背景技术：

1、弹性体材料因为具有容易受力变形、变形后可回复形状等特征，其应力-应变性质及检测是针对该类材料的研究和工程中非常基础和常见的工作。相较于制备标准样条进行力学测试等非常成熟的标准化法方法而言，对于在工况条件下的弹性体进行在线检测，还是一个鲜有报道的领域，但在实际应用场景中，例如已经在使用中的汽车轮胎、无法进行制样的活体生物材料、生物软组织等类弹性体材料，在线应力-应变检测手段是很有必要的。

2、在上述场景中的材料力学测试中，一个显著的困难是检测端与受测物体的有效连接：绝大多数在线检测，针对的都是正在工况中的物体，或者活体生物组织，即要求测试手段的非破坏性、非侵入性，因此大多数机械夹固手段无法使用。例如negishi t,ito k,kamono a等人的论文《strain-rate dependence of viscous properties of theplantar soft tissue identified by aspherical indentation test.》j mech behavbiomed mater.2020；102:103470.中公布了一种足底敲击装置，希望能够测试足底软组织的应力-应变性质，但是采用的测试端(击锤)不能和足底有效连接，只能给出简单的单次锤击-松弛的数据，这与经典材料力学中的动态周期性应力-应变检测相差甚远。

3、易于想到的是，真空吸盘是一种良好的可以有效连接抓取弹性体表面，进行多方向施力的连接手段，例如中国专利cn116263390a一种软组织在线动态机械力学分析检测系统，cn116263389a一种软组织周期剪切应力-应变在线检测系统，cn116263388a一种软组织周期扭矩应力-应变在线检测系统，cn115500814a一种足底软组织在体多维应力-应变检测设备中，都提到了采用真空吸盘连接测试端和受试物体的方案。

4、但是在以上技术文件中，都没有具体说明真空吸盘的详细设计方案。事实上，实践中发现，目前市面上常见的真空吸盘均无法很好满足弹性体的在线检测需求。根据制备材料不同，现有的真空吸盘分硬质吸盘和软质吸盘两种。前者可由金属、硬塑料、硬橡胶等制备，真空吸附过程中自身不发生形变，但吸附效果较差，行程或扭矩较大的情况下容易脱落；而软质吸盘一般采用软橡胶、硅胶等易变形的材料制作，施加真空时可以很好地吸附贴合被吸表面，但是软质吸盘在受力过程中自身也会发生形变，因此用于材料检测的话会极大地影响检测精度和稳定性。

5、因此，基于弹性体在线检测这一特殊需求，真空吸盘应当既具有硬质的贴合表面，以保证受测面的稳定性，不因为自身的应力-应变影响检测结果，又应当具有良好的贴合性，以保证测试过程中即使施加较大的应力或扭矩也不脱落。

技术实现思路

1、本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘。

2、本实用新型提供了一种用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，具有这样的特征，包括：硬质内芯，呈柱体状，内设有沿轴线通至两端的真空气道，硬质内芯的一端用于吸附弹性体且端面上设有沿周向均布的多个第一支撑体，硬质内芯的另一端用于连接真空装置；弹性外圈，套设在硬质内芯上，弹性外圈的一端用于吸附弹性体且包括围绕硬质内芯一端端面设置的环形吸附面和设置在环形吸附面外圆的一圈飞边，环形吸附面上设有沿周向均布且与多个第一支撑体对应的多个第二支撑体，飞边与环形吸附面之间具有夹角，使得弹性外圈的一端呈喇叭口状；其中，多个第一支撑体之间及多个第二支撑体之间均形成连通真空气道的沟槽。

3、在本实用新型提供的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘中，还可以具有这样的特征：每个第一支撑体具有凸出于端面外圆的凸缘，凸缘用于卡住弹性外圈的一端，防止弹性外圈从硬质内芯的一端脱出。

4、进一步地，第一支撑体的数量为四个，每个第一支撑体呈圆心角为90°的扇形块状且凸缘呈圆弧形，四个第一支撑体之间形成连通真空气道的十字槽。

5、在本实用新型提供的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘中，还可以具有这样的特征：每个第二支撑体包括两个以上的圆弧段和至少一个连接段，两个以上的圆弧段关于环形吸附面的轴线同心设置，连接段连接相邻两个圆弧段。

6、进一步地，第二支撑体的数量为四个且四个第一支撑体之间形成连通真空气道的十字槽，第二支撑体包括两个圆弧段和一个连接段，连接段沿径向延伸地连接两个圆弧段的中点。

7、在本实用新型提供的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘中，还可以具有这样的特征：硬质内芯的另一端外侧壁上设有沿周向设置的一圈凸台，弹性外圈的另一端与凸台相抵接。

8、进一步地，凸台的侧壁上设有关于轴线对称设置的两个平面，以便于抓取。

9、在本实用新型提供的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘中，还可以具有这样的特征：硬质内芯的靠近另一端的外侧壁上设有沿周向设置的一圈环形凹槽，弹性外圈的另一端内侧壁上设有沿周向设置且与环形凹槽相卡合的环形凸起。

10、实用新型的作用与效果

11、根据本实用新型所涉及的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，包括硬质内芯和套在硬质内芯上的弹性外圈。其中，采用硬质材料作为吸盘内芯，使得在施加真空吸附后，硬质表面与弹性体表面贴合，进而在对受测弹性体施加应力-应变的过程中，硬质接触面自身无形变，不影响检测结果；采用弹性材料作为吸盘外圈并设计有飞边，使得在施加真空吸附后，飞边可与受测弹性体表面充分贴合，增强了连接牢固度；硬质内芯的吸附端端面上设有沿周向均布的多个第一支撑体，弹性外圈的吸附端具有环形吸附面且其上对应设有沿周向均布的多个第二支撑体，设置第一支撑体和第二支撑体是为了真空吸附时稳定托举受测弹性体表面，避免被吸附面的中心区域被完全吸入发生变形，同时多个第一支撑体之间及多个第二支撑体之间均形成连通真空气道的沟槽，使得气道贯通，真空可作用于整个环形吸附面，并直至飞边。综上，本真空复合吸盘实现了自身无形变不影响测试结果、受测面稳定和牢固贴合。

技术特征：

1.一种用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，其特征在于：

技术总结
本技术提供一种用于弹性体检测表面贴合的真空复合吸盘，包括：硬质内芯，呈柱体状，内设有真空气道，一端端面上设有沿周向均布的多个第一支撑体，另一端用于连接真空装置；弹性外圈，套设在硬质内芯上，一端包括围绕硬质内芯一端端面设置的环形吸附面和设置在环形吸附面外圆的一圈飞边，环形吸附面上设有沿周向均布的多个第二支撑体，飞边与环形吸附面之间具有夹角，使得弹性外圈的一端呈喇叭口状；其中，多个第一支撑体之间及多个第二支撑体之间均形成连通真空气道的沟槽。在施加真空吸附后、与弹性体表面贴合时，硬质内芯的接触面自身无形变，不影响检测结果，弹性外圈与受测弹性体表面充分贴合，增强了连接牢固度。

技术研发人员：黄然,吴龙燕,朱钧,宁心怡,马昕
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：20230807
技术公布日：2024/2/19