一种用于气流流型试验的固定吸盘支架的制作方法

本发明涉及固定支架，具体为一种用于气流流型试验的固定吸盘支架。

背景技术：

1、气流流型测试是洁净室、生物安全柜、无菌隔离器、开放式限制进入屏障系统(orabs)等受控环境验证的关键环节，直接关系到产品质量和生产安全。根据相关法规和标准要求，气流流型测试必须准确反映实际气流状态，且测试过程不得对洁净环境造成污染或干扰。

2、目前，用于气流流型测试的设备固定方式主要存在以下问题：

3、电子设备不适用洁净环境：部分新型支架采用电子传感器、蓝牙模块等电子元件实现位置记录和控制，但这些电子元件难以耐受洁净环境常用的高温灭菌和化学消毒，容易损坏；同时，电子设备可能产生电磁干扰，影响其他测试仪器的正常工作；此外，电池在洁净环境中存在泄漏风险，可能造成污染。

4、吸附稳定性差：普通单腔吸盘在有冷凝水、轻微不平整或划痕的表面上容易漏气脱落，特别是在生物安全柜和无菌隔离器中，由于内外温差，玻璃表面经常会产生冷凝水，导致吸盘无法正常使用。

5、无法实现精准重复定位：现有支架大多没有位置记忆功能，每次测试都需要重新调整位置，不仅效率低下，而且无法保证多次测试的位置一致性，难以进行对比测试和数据追溯。部分采用波纹管的支架多次弯曲后会产生塑性变形，定位精度进一步下降。

6、气流干扰严重：现有支架的连杆多采用圆形截面，在气流中会产生卡门涡街，导致局部湍流，干扰测试区域的气流流型；特别是在a级单向流区域，微小的气流干扰都可能导致测试结果失效。

7、夹持力不可控：普通弹簧夹具的夹持力随夹持直径变化而变化，夹持力过大容易夹坏精密的玻璃发烟管或风速仪探头，夹持力过小则容易导致设备脱落。

8、因此，需要开发一种纯机械结构、无需电源、便于消毒、吸附稳定、定位精准且气流干扰小的固定吸盘支架，以满足气流流型测试的特殊要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于气流流型试验的固定吸盘支架，该支架采用纯机械结构，无需任何电子设备和电源，便于清洁消毒，不存在电磁干扰，同时具有吸附稳定、定位精准、气流干扰小、夹持力恒定等优点。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于气流流型试验的固定吸盘支架，包括双腔真空吸盘组件、带刻度记忆的恒阻尼关节臂组件和自适应恒力夹具组件。双腔真空吸盘组件用于将支架吸附固定在测试环境的内壁表面；带刻度记忆的恒阻尼关节臂组件的下端与双腔真空吸盘组件的顶部连接，用于实现三维空间内的位置和角度调节，并通过机械刻度记录调节参数；自适应恒力夹具组件安装在带刻度记忆的恒阻尼关节臂组件的上端，用于以恒定夹持力夹持气流流型试验用的发烟管、风速仪探头或其他测试设备。

4、进一步地，双腔真空吸盘组件包括吸盘基座、主吸盘体、外围密封唇、手动抽气阀、真空保持阀和释放按钮。吸盘基座采用耐腐蚀不锈钢材质制成；主吸盘体固定在吸盘基座的底部中央，形成主吸附腔；外围密封唇环绕设置在主吸盘体的外侧，与吸盘基座之间形成外围密封腔；手动抽气阀安装在吸盘基座的顶部，分别与主吸附腔和外围密封腔连通；真空保持阀设置在手动抽气阀与主吸附腔之间的气路上；释放按钮安装在吸盘基座的侧面，用于快速释放真空。

5、双腔结构设计使得外围密封腔形成第一道密封屏障，防止外界空气和冷凝水进入主吸附腔；即使外围密封唇出现轻微漏气，主吸附腔仍能保持足够的真空度，确保支架不会脱落。

6、进一步地，外围密封唇采用梯度硬度弹性材质制成，其接触被吸附表面的边缘硬度低于与吸盘基座连接的根部硬度；外围密封唇的截面呈弧形，厚度从根部到边缘逐渐减小。这种设计既保证了密封唇边缘的柔软性，能够紧密贴合不平整表面，又保证了密封唇根部的刚性，能够承受足够的压力。

7、进一步地，带刻度记忆的恒阻尼关节臂组件包括底座连接座、第一旋转关节、第一连杆、第二旋转关节、第二连杆、第三旋转关节和末端连接座。底座连接座与双腔真空吸盘组件的吸盘基座顶部固定连接；第一旋转关节的下端通过第一转轴与底座连接座铰接；第一连杆的下端与第一旋转关节的上端固定连接；第二旋转关节的下端通过第二转轴与第一连杆的上端铰接；第二连杆的下端与第二旋转关节的上端固定连接；第三旋转关节的下端通过第三转轴与第二连杆的上端铰接；末端连接座与第三旋转关节的上端固定连接，用于安装自适应恒力夹具组件。

8、进一步地，第一连杆和第二连杆均采用碳纤维材质制成，截面呈流线型；第一连杆和第二连杆的表面经过哑光防静电处理。流线型截面可以显著减少气流阻力，避免卡门涡街的产生，从而最大限度地减少对测试区域气流的干扰；碳纤维材质具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够在保证支架强度的同时，减轻支架的重量。

9、进一步地，第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节结构相同，均包括关节外壳、固定摩擦盘、旋转摩擦盘、恒压弹簧组、角度刻度盘、指示指针和锁紧旋钮。关节外壳采用耐腐蚀不锈钢材质制成；固定摩擦盘固定在关节外壳的内侧；旋转摩擦盘与对应的转轴固定连接，与固定摩擦盘相对设置；恒压弹簧组套设在对应的转轴上，用于向固定摩擦盘和旋转摩擦盘提供恒定的压紧力；角度刻度盘固定在关节外壳的外侧，刻有角度刻度；指示指针和锁紧旋钮螺纹连接在旋转摩擦盘表面。

10、进一步地，恒压弹簧组提供恒定的压紧力，使得关节在整个旋转范围内都具有均匀的阻尼，既可以轻松调节角度，又可以在任意角度保持固定；角度刻度盘和指示指针可以让测试人员准确记录各关节的角度，下次测试时只需将各关节调整到相同的刻度位置，即可实现精准重复定位；锁紧旋钮可以将关节牢固锁定，防止测试过程中发生位移。

11、进一步地，自适应恒力夹具组件包括夹具主体、固定夹持臂、活动夹持臂、铰接轴、恒力弹簧组件、夹持力调节螺钉和防滑夹持垫。夹具主体与带刻度记忆的恒阻尼关节臂组件的末端连接座固定连接；固定夹持臂与夹具主体一体成型；活动夹持臂通过铰接轴与夹具主体铰接；恒力弹簧组件设置在夹具主体与活动夹持臂之间，用于提供恒定的夹持力；夹持力调节螺钉螺纹连接在夹具主体上，用于调节恒力弹簧组件的预紧力；防滑夹持垫分别设置在固定夹持臂和活动夹持臂的相对面上。

12、进一步地，恒力弹簧组件包括弹簧座、恒力弹簧和调节块。弹簧座固定在夹具主体上；恒力弹簧的一端固定在弹簧座上，另一端与活动夹持臂连接；调节块与夹持力调节螺钉的端部接触，用于改变恒力弹簧的工作长度。

13、恒力弹簧在整个工作行程内提供的拉力基本恒定，因此夹具的夹持力不会随夹持直径的变化而变化；通过旋转夹持力调节螺钉，可以微调夹持力的大小，以适应不同重量和材质的测试设备。

14、有益效果

15、与现有技术相比，本发明具有以下显著的有益效果：

16、1、本发明不包含任何电子元件和电源，不存在电磁干扰，也没有电池泄漏的风险；所有部件都采用耐腐蚀材质制成，可以耐受酒精、过氧化氢、含氯消毒剂等多种常用消毒剂的腐蚀，甚至可以进行高温灭菌；支架表面光滑，没有卫生死角，便于彻底清洁和消毒，完全符合制药行业gmp和生物安全实验室的要求。

17、2、本发明采用双腔真空吸盘结构，外围密封腔形成第一道密封屏障，能够有效阻挡冷凝水和外界空气进入主吸附腔；即使外围密封唇出现轻微漏气，主吸附腔仍能保持足够的真空度；梯度硬度的外围密封唇设计进一步提高了密封性能，即使在有冷凝水、轻微不平整或划痕的表面上，也能保持稳定的吸附力。

18、3、本发明的每个关节都配备了角度刻度盘和指示指针，测试人员可以准确记录各关节的角度参数；下次测试时，只需将各关节调整到相同的刻度位置，然后拧紧锁紧旋钮，即可将测试设备精准定位到上次的位置，定位精度高，可重复性好。

19、4、本发明的连杆采用流线型截面设计，能够有效减少气流阻力，避免圆形截面产生的卡门涡街现象，从而最大限度地减少对测试区域气流的干扰。连杆采用碳纤维材质制成，直径小，重量轻，表面经过哑光防静电处理，不会产生静电吸附尘埃，也不会反射光线影响摄像机拍摄；与现有技术相比，本发明对气流的干扰大幅降低，能够真实反映洁净环境的实际气流状况。

20、5、本发明采用恒力弹簧式夹持机构，在整个夹持行程内，夹持力保持恒定，不会因为夹持直径的变化而变化；通过夹持力调节螺钉，可以在一定范围内微调夹持力的大小，以适应不同重量和材质的测试设备；这种设计既保证了夹持牢固，又不会夹坏精密的玻璃发烟管或风速仪探头。

21、6、本发明结构紧凑，操作简单，不需要任何工具即可完成组装和使用。手动抽气阀可以快速产生真空，几秒钟即可将支架固定在任意光滑表面上；恒阻尼关节臂可以轻松调节到任意位置和角度；释放按钮可以快速释放真空，方便取下支架。

22、说明书附图

23、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

24、图1为本发明的整体结构示意图；

25、图2为本发明旋转关节和恒压弹簧组的结构示意图；

26、图3为本发明夹具组件结构示意图；

27、附图标记说明

28、1、吸盘组件；11、吸盘基座；12、主吸盘体；13、主吸附腔；14、外围密封唇；15、手动抽气阀；16、释放按钮；

29、2、阻尼关节臂组件；21、底座连接座；22、第一旋转关节；23、第一转轴；24、第一连杆；25、第二旋转关节；26、第二转轴；27、第二连杆；28、第三旋转关节；29、第三转轴；211、关节外壳；212、固定摩擦盘；213、旋转摩擦盘；214、恒压弹簧组；215、角度刻度盘；216、指示指针；217、锁紧旋钮；

30、3、夹具组件；31、夹具主体；32、固定夹持臂；33、活动夹持臂；34、铰接轴；34、恒力弹簧组件；35、夹持力调节螺钉；36、防滑夹持垫；37、弹簧座；38、恒力弹簧。