專利名稱：穩(wěn)定的真空轉(zhuǎn)接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的支撐。特別地，本發(fā)明涉及一種使用真空的穩(wěn)定支撐。
背景技術(shù)：
在很多情況下，需要穩(wěn)定的支撐保證被支撐物體或者設(shè)備相對于桌子或者其它堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)保持固定不動。例如，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和測量設(shè)備，比如三維數(shù)字轉(zhuǎn)換器，通常都需要相對于堅(jiān)固的物體或地板保持固定不動。
一種常用的保證儀器穩(wěn)定的方法是通過物理方法把物體栓接在桌子或地板上。然而，這種方法需要永久性地改變臺面或地板并且很難調(diào)換位置。
另一種保證儀器穩(wěn)定的方法是使用高強(qiáng)磁鐵將儀器固定在鐵磁性表面，例如鋼桌。這種方法能夠提供堅(jiān)固的支撐并且易于調(diào)換位置，但卻要求具有可用的鐵磁性表面。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它缺陷及不足可以通過一種真空支撐克服或減輕，其中該支撐包括一個(gè)具有頂面和底面的真空板，該真空板具有從底面延伸的機(jī)械止擋；密封沿著底面周邊延伸，真空板和密封界定了真空室；真空源與真空室連通。一旦通過降低真空室中的壓力而使真空板附著到安裝面上，止擋即與安裝面嚙合。
通過下面的詳細(xì)描述和表示優(yōu)選實(shí)施例的附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會體會并理解本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)。


下面將參照附圖并通過實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行說明，其中圖1顯示了真空轉(zhuǎn)接器的透視圖；
圖2顯示了帶有以示意圖顯示的真空源的真空轉(zhuǎn)接器的透視圖；圖3顯示了一種與真空轉(zhuǎn)接器一起使用的示例性三維數(shù)字轉(zhuǎn)換器；圖4顯示了真空轉(zhuǎn)接器另一個(gè)實(shí)施例的立體圖；圖5顯示了圖4中的真空轉(zhuǎn)接器的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一個(gè)示例真空連接器10。該真空連接器包括具有多個(gè)(例如，至少三個(gè))機(jī)械的實(shí)心止擋或者腳22的高強(qiáng)度真空板16，還包括一個(gè)由橡膠或者合成彈性材料形成的密封18。密封18延伸超過真空板16的底部以在真空板16底面之下界定一個(gè)真空室。
雖然材料的相對尺寸和強(qiáng)度可以根據(jù)應(yīng)用而有所變化，不過真空板16最好由高強(qiáng)度材料組成。鋁就是一種優(yōu)選的材料，因?yàn)樗嬗休p質(zhì)、抗腐蝕性和高強(qiáng)度的特點(diǎn)。例如，真空板16可以包括6061-T6夾具鋁板，這是一種在航空航天工業(yè)中使用的高抗拉強(qiáng)度鋁合金。雖然圖中顯示了一種苜蓿葉形的結(jié)構(gòu)，但是形狀并不是非常關(guān)鍵的。真空板16可能會是一個(gè)外徑約為8英寸(20.3cm)且垂直剖面為5/4英寸(3.2cm)的圓板。密封18布置在于真空板16的底面內(nèi)形成的槽中。真空板16包括位于下面的凹部以增大真空板16與安裝面之間的空間的體積。另外，鉆了一個(gè)穿透真空板16的孔并且攻出螺紋以安裝真空測量儀35(下文將會進(jìn)行詳細(xì)的描述)。真空板16的表面可以保留未加工的鋁的狀態(tài)，或者使用由耐沖擊塑料形成的塑料罩14覆蓋，它通過在真空板16中鉆出并攻出螺紋的大約四個(gè)孔(未顯示)容納固定塑料罩的安裝螺釘(未顯示)附著。塑料罩覆蓋著下文將會進(jìn)行更詳細(xì)描述的所有真空部件。
因?yàn)樵谡婵瞻?6與實(shí)心不可滲透表面(未顯示)之間會抽真空，所以腳22就向真空板16提供穩(wěn)定性，其方式是防止如同依靠密封18支持真空板16的情形下所出現(xiàn)的板相對于該表面的移動。優(yōu)選具有3英寸(7.6cm)直徑的半英寸(1.3cm)厚度的SS416鋼合金板制成的鋼板24通過螺栓或其它方式牢固地附著到真空板16上。更優(yōu)選地，鋼板24的表面經(jīng)過打磨并且使之鈍化以降低氧化。例如，可以通過延伸進(jìn)入四個(gè)孔中的螺栓(未顯示)來安裝鋼板24，這四個(gè)孔是呈放射狀地繞著真空板16的中心而鉆入其中的。對鋼板24中形成的相應(yīng)的孔攻出螺紋以容納螺栓。在真空板16中形成了凹部26，例如它具有3英寸(7.6cm)的直徑用于容納鋼板24，從而有助于將儀器中心對準(zhǔn)地放置在鋼板24的上方。凹部26可以機(jī)械加工到真空板16的頂面或者也可以使用其它裝置。真空測量儀35為真空板16和安裝轉(zhuǎn)接器10的表面之間的真空狀態(tài)提供了可見的指示。
有多種方法可以用來產(chǎn)生真空。首先，應(yīng)該提供泵30，例如手泵或電動泵。這樣的手泵或電動泵在本領(lǐng)域中廣為人知并且通常易于獲得。真空板16包括內(nèi)部通路，這樣泵30就與真空板16下方的真空室流體連通。
在第二個(gè)實(shí)施例中，通過文氏管來應(yīng)用壓縮空氣源，然后它又用于從真空板16下方的真空室中吸出真空。例如，圖2示出了壓縮空氣源40，壓縮空氣經(jīng)過線路42被引向壓力調(diào)節(jié)器44和可被置于殼體14內(nèi)的文氏管46。壓力調(diào)節(jié)器44和文氏管46都封閉在殼體14中，殼體14包括用于連接空氣供應(yīng)軟管與內(nèi)部真空部件的滑動裝置。將壓縮空氣應(yīng)用到文氏管46上，就會在文氏管的頸部產(chǎn)生低壓區(qū)，其中文氏管還包括一個(gè)端口，該端口延伸至單向閥48然后到達(dá)真空板16和表面之間的真空室。然后空氣在排出端口56排出。這種機(jī)制提供了非?？煽坎⑶伊畠r(jià)的真空源。作為一個(gè)例子，由PIAB(Tby，瑞典)制造的“P-5 Mini Chip”文氏管在每平方英寸55磅(380KPa)每分鐘產(chǎn)生大約為25-26英寸(63.5-66cm)的.68立方尺(19公升)汞柱壓力。壓力調(diào)節(jié)器44可以是，例如Wilkerson公司(Englewood，CO)生產(chǎn)的微型調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器44控制空氣的流入以優(yōu)化文氏管46的性能。
在第三個(gè)實(shí)施例中，放置了一個(gè)外部真空泵，它通過真空軟管和外部連接與真空板16下方的真空室相連通。如上所述的單向閥可以與連接器10組合以防止空氣在抽成真空以后泄漏到設(shè)備中。
在操作時(shí)，使用者將真空連接器置于不可滲透的堅(jiān)固表面，例如花崗石臺面上，然后如上面描述的那樣操作泵或者應(yīng)用壓縮空氣來排空真空室直至達(dá)到所要求的真空。真空測量儀35，優(yōu)選是在背部中心安裝且具有2”直徑測量面的測量儀，可用于判斷何時(shí)達(dá)到適當(dāng)?shù)恼婵斩龋诖藭r(shí)斷開泵或壓縮空氣。然后，使用者通過將磁性吸盤插進(jìn)凹部26中而將圖3所示的具有磁性底座5的設(shè)備8安裝到連接器10上。
雖然任何設(shè)備都可以與真空連接器10一起使用，但是在圖3所示的實(shí)施例中，設(shè)備8是便攜調(diào)整坐標(biāo)測量機(jī)，它包括在其底部具有磁性底座5的基座60。鉸接臂62從基座60延伸至測量探頭64處終止。
為了松開連接器10，可以使用小型開關(guān)球閥(未顯示)。第三個(gè)端口向大氣敞開的三通閥可以在閥關(guān)閉從而將真空與大氣連通時(shí)松開板。
下面將參照圖4和圖5說明穩(wěn)定支撐的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，真空板16由鐵磁材料形成，優(yōu)選為鐵磁性鋼，例如磁性最強(qiáng)的磁鋼之一的416不銹鋼。因此，就不需要單獨(dú)的鋼板來附著到磁性基座上。凹部26中具有用于容納來自被支撐物體或設(shè)備的磁體的平表面。真空板16還包括環(huán)形邊緣72，它圍繞著橡膠密封18延伸，替代了如前實(shí)施例中所示的密封中的腳22。值得注意的是，當(dāng)在真空板16和安裝面之間的真空室中建立了真空時(shí)，不論是在密封內(nèi)或者密封外部，都可以使用實(shí)心邊緣和/或分散的腳來支撐真空板16。
密封18通過夾持裝置夾持在真空板16的下側(cè)78上，其中夾持裝置可以是例如分別在密封和真空板16上形成的連鎖保持圈74、76。或者，也可以使用其它的連鎖結(jié)構(gòu)。除了這樣的連鎖機(jī)構(gòu)之外，還使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?未顯示)將內(nèi)圈77的上表面附著到下表面78上。
密封18包括從夾持裝置向密封表面82沿著徑向延伸的柔性部84。柔性部84使密封表面82可以與安裝面密封地嚙合。具體來說，柔性部84上方和其下方間的壓力差會在密封表面82上施加一個(gè)向下的壓力，其大小足以在密封18內(nèi)維持真空。盡管柔性部由夾持裝置向密封表面82沿徑向向外延伸，但是夾持裝置也可以是周向布置在密封表面82的四周，這樣柔性部就由夾持裝置向密封表面82沿徑向方向朝內(nèi)延伸。
密封邊緣86朝邊緣72突出并接近其內(nèi)表面，從而提高真空板16下側(cè)的外觀并且防止外物進(jìn)入柔性部84上方的空間。
如圖4和圖5所示，真空是使用手泵60產(chǎn)生的，它位于真空板16外部并且通過真空軟管62連接到其上。一個(gè)內(nèi)導(dǎo)管提供了軟管62和真空板16下方的真空室之間的流體連通。在真空軟管62和真空板16之間提供了一個(gè)速斷裝置64。手泵60包括真空計(jì)35，它可以從例如TRI-ESS Sciences購得，為零件V183。在操作中，真空軟管62連接至真空板16并且反復(fù)操作杠桿手柄66直至真空計(jì)35指示所需數(shù)量的表壓力。一旦取得所需數(shù)量的真空并且發(fā)現(xiàn)它是穩(wěn)定的，即，不存在泄漏，真空連接器10就可以用作一個(gè)穩(wěn)定支撐。在需要將真空連接器10移動到一個(gè)新的位置或者從支撐表面移開時(shí)，就操作手泵60上的減壓閥(未顯示)以解除真空，從而使真空連接器10能夠很容易地移動。
盡管已經(jīng)顯示并描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍而對其做出不同的改動和替換。例如，可以除去單向閥，它要求連續(xù)地操作真空源，即在連接器10的使用過程中連續(xù)地向文氏管施加壓縮空氣40從而確保在真空板16中維持真空。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情形下許多其它的此類改動也是可能的。因此，可以理解，本發(fā)明是通過例證而非限制的方式進(jìn)行描述的。
權(quán)利要求
1.一個(gè)真空支撐，包括一個(gè)具有頂面和底面的真空板，所述真空板具有從底面延伸的剛性止擋；一個(gè)沿所述底面的周邊延伸的密封，所述真空板和所述密封界定了一個(gè)真空室；以及其中一旦通過降低所述真空室中的壓力而使所述真空板附著到安裝面上，所述止擋就與所述安裝面嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，還包括一個(gè)真空源，它與所述支撐結(jié)合的所述真空室流體連通。
3.如權(quán)利要求2所述的真空支撐，還包括位于真空板的頂面上的鐵磁板，它用于附著由真空支撐支持的儀器的磁性吸盤。
4.如權(quán)利要求3所述的真空支撐，其中鐵磁板置于在真空板的頂部形成的凹部內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，還包括置于所述真空板頂面上的真空計(jì)，所述真空計(jì)與所述真空室流體連通并且測量所述真空室與環(huán)境壓力之間的相對壓力差。
6.如權(quán)利要求2所述的真空支撐，其中所述真空源包括與所述真空室流體連通的真空泵，它用于從所述真空室中抽送空氣從而在其中形成真空。
7.如權(quán)利要求6所述的真空支撐，其中所述真空泵包括一個(gè)文氏管，文氏管包括一個(gè)壓縮空氣入口、一個(gè)與所述文氏管的頸部流體連通的真空端口和一個(gè)出口，所述真空支撐還包括從所述真空室延伸至所述文氏管的所述真空端口的線。
8.如權(quán)利要求6所述的真空支撐，所述真空支撐還包括位于所述壓縮空氣入口上游用于優(yōu)化所述文氏管操作的壓力調(diào)節(jié)器。
9.如權(quán)利要求6所述的真空支撐，還包括置于真空泵和真空室之間用于防止空氣流入所述真空室的單向閥。
10.如權(quán)利要求6所述的真空支撐，還包括一個(gè)放氣閥，它用于消除真空室和環(huán)境壓力之間的壓差，從而允許所述真空支撐從安裝表面移開。
11.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中所述密封由彈性材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中真空板由鐵磁性材料組成。
13.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中所述的真空板包括一個(gè)凹部，它具有形成于項(xiàng)面中用于容納磁鐵的平面。
14.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中所述真空源包括手動真空泵。
15.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中止擋包括多個(gè)間隔的腳。
16.如權(quán)利要求15所述的真空支撐，其中所述腳從所述真空支撐的所述底面延伸，這樣所述密封就圍繞所述腳延伸。
17.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中止擋包括一個(gè)邊緣。
18.如權(quán)利要求17所述的真空支撐，其中所述邊緣是連續(xù)的。
19.如權(quán)利要求17所述的真空支撐，其中所述邊緣圍繞所述密封延伸。
20.如權(quán)利要求1所述的真空支撐，其中所述密封使用一個(gè)夾持裝置附著到所述真空板上，夾持裝置包括從所述夾持裝置向密封表面沿徑向延伸的柔性部，放置所述密封表面從而在真空支撐放置到所述安裝表面并且向由所述密封和所述安裝表面形成的真空室施加真空時(shí)，使之與所述安裝表面嚙合。
21.如權(quán)利要求20所述的真空支撐，其中所述柔性部從所述夾持裝置向所述密封表面沿徑向朝外延伸。
全文摘要
一種真空支撐，包括具有頂面和底面的真空板，真空板具有從底面延伸的機(jī)械止擋；沿著底面的周邊延伸的彈性密封，真空板和彈性密封界定了一個(gè)真空室；還包括一個(gè)與真空室連通的真空源。一旦通過降低真空室中的壓力而使真空板附著到安裝面上，止擋即與安裝面嚙合。
文檔編號F16M13/00GK1639472SQ03804662
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月26日
發(fā)明者西蒙·拉布, 梅爾·M·巴伯 申請人:法如科技有限公司