纺织学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (02): 208-213.doi: 10.13475/j.fzxb.20210603206

• 机械与器材 • 上一篇    下一篇

面向服装面料的柯恩达效应式非接触夹持器吸附性能

刘汉邦1,2, 李新荣1,2(), 冯文倩1,2, 吴柳波1,2, 袁汝旺1,2   

  1. 1.天津工业大学 机械工程学院, 天津 300387
    2.天津市现代机电装备技术重点实验室, 天津 300387
  • 收稿日期:2021-06-09 修回日期:2021-11-24 出版日期:2022-02-15 发布日期:2022-03-15
  • 通讯作者: 李新荣
  • 作者简介:刘汉邦(1996—),男,硕士生。主要研究方向为服装设备智能化。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2018YFB1308801);天津市自然科学基金项目(18JCYBJC20200)

Grabbing performance of non-contact gripper based on Coanda effect for garment fabrics

LIU Hanbang1,2, LI Xinrong1,2(), FENG Wenqian1,2, WU Liubo1,2, YUAN Ruwang1,2   

  1. 1. School of Mechanical Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China
    2. Key Laboratory of Modern Mechanical and Electrical Equipment Technology, Tianjin 300387, China
  • Received:2021-06-09 Revised:2021-11-24 Published:2022-02-15 Online:2022-03-15
  • Contact: LI Xinrong

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摘要：

服装面料自动抓取及转移是服装行业自动化生产的关键。为提高服装生产中的加工效率,针对当前服装面料抓取方式存在的表面划痕和吸附力不足等问题,研究了柯恩达效应式非接触夹持器对抓取服装面料的影响。首先分析了柯恩达效应式非接触夹持器的结构及工作机制;其次对不同织物参数的服装面料进行吸附性能测量实验;最后对不同织物参数服装面料的吸附性能进行对比分析。实验结果表明:柯恩达效应式非接触夹持器可实现无接触抓取多种服装面料,解决了服装面料在生产程中接触划痕和吸附力不足的问题。此研究可有效减少细菌及病毒在服装面料抓取转移中的传播,并为实现服装面料的自动化生产提供技术支撑。

关键词: 非接触抓取, 服装面料, 吸附性能, 柯恩达效应

Abstract:

The automatic grabbing and transfer of garment fabrics is the key to the automated production of the garment industry in order to improve the processing efficiency in garment production. Aiming at the problems of surface scratches and insufficient grabbing force with the current garment fabric grabbing methods, the impact of the non-contact gripper based on Coanda effect on grabbing garment fabrics was studied and analyzed. The structure and working principle of the non-contact gripper based on Coanda effect were introduced, and the grabbing performance experiments of fabrics with different parameters were carried out. The grabbing performance of garment fabrics with different fabric parameters was compared and analyzed. The results show that the non-contact gripper based on the Coanda effect can achieve the non-contact gripping of a variety of garment fabrics, which solves the problem of contact scratches and insufficient grabbing force in the production process of garment fabrics. This research can effectively reduce the spread of bacteria and viruses in the grabbing and transfer of garment fabrics, and provide technical support for the realization of the automated production of garment fabrics.

Key words: non-contact gripping, garment fabric, grabbing performance, Coanda effect

中图分类号: 

  • TS112.7

图1

柯恩达效应式非接触夹持器结构及原理示意图 1—初级气流;2—次级气流;3—储气腔中的气流;4—非接触夹持器。"

表1

字符命名"

参数 符号 单位
面料有效吸附面积 s mm2
气体流速 v m/s
气体的压强 p Pa(abs)
大气压强 pa Pa(abs)
超音速区域的压强 p1 Pa(abs)
亚音速区域的压强 p2 Pa(abs)
气流的半径 r mm
空气动力黏度 μ Pa·s
夹持器与工件之间的间隙 h1 mm
方位角 δ (°)
外界大气的密度 ρa kg/m3
气体的密度 ρ kg/m3
比热容比 γ _
摩擦因数 f _
提升力 F N
超音速区域的提升力 f1 N
亚音速区域的提升力 f2 N

图2

压强分析理论模型"

图3

实验装置图"

表2

参数设定值"

喷嘴入口
半径/mm		 夹持器半
径/mm		 阻挡板半
径/mm		 喷嘴出口
半径/mm		 节能装置初级
入口面积/mm2		 节能装置次级进
气口面积/mm2
4 20 5 15 50.24 254.34

表3

服装面料具体参数"

试样编号 经密/
(根·(10 cm)-1)		 纬密/
(根·(10 cm)-1)		 质量/g 透气量/
(mm·s-1)		 厚度/mm
1 62 57 0.855 5 3 045 0.36
2 78 63 2.497 9 934.3 0.62
3 57 63 2.416 5 29.88 0.46
4 75 65 1.428 4 406.3 0.24
5 120 86 1.387 7 328 0.24
6 64 63 1.788 5 344.6 0.40
7 63 66.5 1.401 7 84.7 0.26
8 76 64.5 1.631 1 246.8 0.23
9 84 49 1.273 3 1 779.7 0.36
10 70 63 2.725 0 50.68 0.48
11 58 80 2.213 5 75.29 0.38
12 87 86 1.325 5 1 237.3 0.36

图4

掉落情况分析流程图 1—面料; 2—测试平台。"

图5

吸附间隙示意图 1—非接触末端执行器;2—面料;3—测试平台。"

图6

提升力测量实验装置"

表4

不同气体流量下的抓取效果测量实验结果"

试样
编号		 气体流量/(L·min-1)
25 30 35 40 45 50
1 D D D D D D
2 A A B D D D
3 A A D D D D
4 A D D D D D
5 D D D D D D
6 A D D D D D
7 A D D D D D
8 A D D D D D
9 A D D D D D
10 A A D D D D
11 A D D D D D
12 A D D D D D

图7

吸附间隙测量结果"

图8

供给气体流量与提升力的关系"

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