在气动自动化系统中,气动真空吸取系统通常都采用真空发生器作为局部真空产生装置。在系统结构上,如果一个真空发生器配备多个真空吸盘,当一个或者几个吸盘在接触表面出现漏气,就会使整个真空吸取系统失效。目前,针对此问题正在研发膜片型真空失效遮断器的原型装置。但是,目前该装置在结构上还存在若干问题,同时膜片的动态位移难以实测,不能认识结构参数与膜片动态响应的关系,这些问题影响了结构的进一步改善和实际产品化。针对这些问题,在论文中从节流孔道和流动遮断功能的分离、膜片形状改进并采用非接触式位移测量技术等方面入手致力于解决上述问题。研究所完成的主要工作和取得的成果有:(1)针对原真空失效遮断器膜片既要实现节流又要实现遮断这两种功能,从而导致膜片结构参数难以匹配和由于开孔使膜片容易疲劳损坏的问题,提出了节流、遮断功能分离的基座孔节流-膜片遮断结构,可以分别设计节流孔和膜片的功能参数,也使膜片不易疲劳损坏;(2)针对原结构中平膜片在刚度和灵敏度上难以兼顾而影响动态响应特性的问题,提出采用波纹膜片代替平膜片的技术方案;为此采用有限元法并通过试验深入研究了波纹膜片的结构参数对膜片性能的影响,设计了灵敏度和刚度特性均较好的波纹膜片;(3)为了进行系统性能分析和结构参数的优化,建立了真空失效吸取系统的数学模型,并通过仿真分析了系统的工作特性,为真空失效遮断器结构参数的优选和后续的试验打下了基础;(4)针对真空失效遮断器膜片位移动态响应难以直接测量而导致的对结构参数与动态响应的关系认识不清的问题,提出采用激光非接触式测量方法来实现膜片动态位移响应测量。为此,设计了透明玻璃作盖子的模拟容器,通过激光位移传感器实现了膜片位移动态测量,为进一步改进和参数优化提供了试验基础。总体性能试验结果表明,使用波纹膜片的真空失效遮断器可以可靠地遮断泄漏支路,遮断极限真空度可达95kPa,比ISV原理性样机的91～93kPa有所提高;遮断时间小于0.62s,比ISV原理性样机的1.8s减小了65.6%;响应时间延迟率小于10.45%,比ISV原理性样机的17.3%减小了6.85%;临界遮断流量小于6.42L/min,比ISV原理性样机的21.5L/min减小了70.1%;这说明所做研究和改进的成效是明显的。