CN110220464A - 测厚装置以及弹性体变形量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测厚装置和弹性体变形量测量方法，所述的测厚装置包括机架，以及布置于机架上的测量组件，该测量组件包括相对布置的、可分别发射光线和接收光线的发射单元和接收单元，该测厚装置还包括固设于机架上的弹性体移动组件，该弹性体移动组件包括固设于机架上的基体，以及设于基体上的、可固定弹性体的固定单元，且在基体和固定单元之间设置有导向单元，并与固定单元传动连接设置有驱动单元，固定单元可由驱动单元驱使而相对于基体导向滑动，并带动弹性体移动穿过发射单元和接收单元，测量组件可因弹性体对光线的阻挡而测量弹性体的厚度。本发明所述的测厚装置可较为精确的测量弹性体的厚度，并可具有较高的测量效率。

Description

测厚装置以及弹性体变形量测量方法

技术领域

本发明涉及胶条生产技术领域，特别涉及一种测厚装置，本发明还涉及一种采用该测厚装置测量弹性体变形量的测量方法。

背景技术

对于弹性体，例如作为密封条使用的胶条，其压缩后的永久变形量对胶条的性能有直接影响，比如若密封条压缩后的永久变形量超过限定值，会导致密封条的密封性能失效，直接影响到使用该密封条的设备如车辆的安全性，为此在胶条生产后，需要对胶条产品进行压缩永久变形试验，现有胶条产品在进行压缩永久变形试验过程中，在胶条产品压缩变形前后对胶条的厚度测量多采用高度仪进行测量，但胶条产品本身受力极易变形，使用高度仪测量时，高度仪与胶条的接触力量不易控制，胶条厚度测量的结果直接受到测量人员技能水平的影响，影响试验结果的准确性，对胶条压缩后的永久变形量难以准确评估，而且现在手工测量时，需要逐个手工记录数据，在将数据输入计算器等设备中计算，造成测量效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种测厚装置，以能够较为准确的测量弹性体的厚度，并可具有较高的测量效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种测厚装置，包括：

机架；

测量组件，固设于所述机架上，且所述测量组件包括可发射光线的发射单元，以及对应于所述发射单元布置的、可接收所述光线的接收单元；

弹性体移动组件，包括固设于所述机架上的基体，以及设于所述基体上的、可固定弹性体的固定单元，还包括设于所述固定单元和所述基体之间的导向单元，以及相对于所述基体固定的、与所述固定单元驱动相连的驱动单元；所述固定单元可由所述驱动单元驱使而相对于所述基体导向滑动，以可带动弹性体沿所述弹性体的长度方向于所述发射单元和所述接收单元之间穿过，所述测量组件可因所述弹性体对所述光线的阻挡而测量所述弹性体的厚度。

进一步的，所述驱动单元包括相对于所述基体固定的旋转动力单元，以及与所述旋转动力单元的动力输出端传动连接的丝杠，还包括与所述固定单元相固连的、与所述丝杠螺接配合的螺母。

进一步的，所述旋转动力单元采用伺服电机。

进一步的，所述导向单元包括固设于所述基体上的导向杆，以及与所述固定单元相固连的、套装于所述导向杆上的导向滑块。

进一步的，还包括与所述驱动单元以及所述测量组件控制连接的控制单元，所述控制单元被配置为构成对所述驱动单元以及所述测量组件动作的自动控制。

进一步的，还包括与所述驱动单元以及所述测量组件控制连接的控制单元，所述控制单元为承接外部手动操作信号而控制所述驱动单元以及所述测量组件动作。

进一步的，与所述控制单元相连的设有可示出测量结果的显示模块。

进一步的，所述显示模块采用触摸屏。相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的测厚装置通过设置可发射光线的发射单元，以及可接收光线的接收单元，并设置弹性体移动组件使弹性体穿过发射单元和接收单元之间，以通过弹性体对光线的部分阻挡，而可方便的测出弹性体的厚度，相对于现有高度仪测量弹性体厚度时需要与弹性体接触，采用光线测量因无需与弹性体接触而可使测量结果较为精确，而且该类测量组件具备输出测量数据的结构，可直接将测量数据导入计算器中，可有效提高测量效率。

本发明的另一目的在于提出一种弹性体变形量测量方法，所述测量方法包括以下步骤：

S1、固定弹性体，使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度；

S2、将弹性体按照预定条件压缩后，待弹性体恢复；

S3、将弹性体重新固定，再次使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度；

S4、计算步骤S3中所测弹性体的厚度与步骤S1中所测弹性体的厚度的比值或差值，得出弹性体变形量结果。

进一步的，步骤S1和步骤S3中，将弹性体划分为若干段，测量组件测量各段的厚度数据，且步骤S4中为计算步骤S3和步骤S1中各段最小厚度值的比值或差值，或者计算步骤S3和步骤S1中各段最大厚度的比值或差值，或者计算步骤S3和步骤S1中各段平均厚度的比值或差值。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的弹性体变形量测量方法通过采用非接触方式测量弹性体压缩变形前后的厚度，相较于采用测高仪手动测量，可提高弹性体厚度的测量精度，提高弹性体变形量测量数据的准确性，并可提高测量效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的测厚装置的整体结构轴测图；

图2为本发明实施例一所述的测量组件与弹性体移动组件的位置示意图；

图3为本发明实施例一所述的弹性体移动组件的主视图；

图4为本发明实施例一所述的弹性体移动组件的俯视图；

图5为本发明实施例一所述的弹性体移动组件的左视图；

附图标记说明：

1-机架，11-顶部表面，12-支腿，13-门组件，14-显示模块，21-发射单元，22-接收单元，3-弹性体移动组件，31-基体，311-凹槽，32-固定单元，321-固定部，4-弹性体，5-导向单元，51-导向杆，52-导向滑块，6-旋转动力单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种测厚装置，如图1至图5所示，该测厚装置包括机架1，还包括固设于机架1上的测量组件，该测量组件具体包括可发射光线的发射单元21，还包括对应于发射单元21布置的、可接收光线的接收单元22；此外，该测厚装置还包括弹性体移动组件3，该弹性体移动组件3具体包括固设于机架1上的基体31，以及设于基体31上的、可固定弹性体4的固定单元32，该弹性体移动组件3还包括设于固定单元32和基体31之间的导向单元5，以及相对于基体31固定的、与固定单元32驱动连接的驱动单元，该固定单元32可由驱动单元驱使而相对于基体31导向滑动，以可带动弹性体4沿弹性体4的长度方向于发射单元21和接收单元22之间穿过，测量组件可因弹性体4对光线的部分阻挡而测出弹性体4的厚度。

本实施例将以测量车辆密封条为例对该测厚装置介绍，其它类型的胶条可具有相同的原理，在此不再赘述。上述的机架1至少具有安装测量组件，以及弹性体移动组件3的平面，本实施例中，该机架1的一种优选方案如图1所示，该机架1为经由钣金件围成的盒体结构，上述的测量组件以及弹性体移动组件3固设于机架1的顶部表面11上，为了避免外物遮挡光线，影响测量结构，本实施例中，在该顶部表面11上还固设有对测量组件以及弹性体移动组件3遮盖的盖板；在该机架1的底面上设有多个支腿12，该机架1通过支腿12支撑于地面上；且优选的，各支腿12伸出机架1的长度可调，以可方便的将该机架1的顶部表面11调平整，以使弹性体4的测量结果较为精确。

各支腿12伸出机架1长度可调的一种优选结构为：支腿12包括具有外螺纹的支杆以及固设在支杆一端的垫块；在机架1的底部表面上开设有与支杆外螺纹相匹配的螺纹孔，该支杆无垫块的一端可插入该螺纹孔内，并可通过支杆旋入螺纹孔内深度的调整而将机架1的顶部表面11调平整。

通过将该机架1设置为如上述的盒体结构，可为与下述的与测量组件以及弹性体移动组件3控制相连接的控制单元提供布置空间，便于控制单元的布置；为了进一步便于控制单元等的布置，本实施例中，如图1所示，在该机架1的至少一侧还设置有门组件13，通过设置该门组件13可便于对该机架1的开启，而方便的对机架1内部的控制单元等进行维护。另外，由于控制单元等在工作过程中会产生热量，而高温会影响控制单元的使用寿命，为此，本实施例中，如图1所示，在该机架1至少一侧的侧壁上开设有散热孔。

需要说明的是，该机架1不仅限于上述的结构，该机架1只需具备安装测量组件以及弹性体移动组件3的平面即可，例如该机架1可简单的由顶部的平板，以及将该平板支撑于地面或工作台上的立柱构成；但机架1采用本实施例的优选方案可具有较好使用效果。

上述的测量组件的发射单元21和接收单元22工作过程的示意性说明如下：发射单元21可包括一个或多个发射镜头，而接收单元22包括对应于发射镜头数量的接收镜头，各发射镜头内部的点光源发出的光通过发射透镜形成平行光射向对应的接收镜头，平行光再由接收透镜聚焦，通过位于焦点位置的光阑小孔后在接收镜头上成像，当接收光线被阻挡物阻挡时，光线被阻挡的部分将在接收镜头上呈现边界清晰的阴影。通过光电转换和数字化处理，即可通过阴影的宽度计算出被测物的尺寸。需要说明的是，在此对发射单元21和接收单元22的示意性描述仅为便于对本方案的理解，发射单元21和接收单元22可使用现有成熟技术，在此不再详述。

上述的基体31具体固设于机架1顶部表面11上，且具体位于发射单元21和接收单元22之间，本实施例中，如图2和图5所示，该基体31呈长方体结构，且在该基体31上表面的中部形成有凹槽311；上述的导向单元5的一种单元如图3所示，其包括固设于基体31上的、由凹槽311的一侧沿基体31长度方向延伸至凹槽311另一侧的若干导向杆51，例如导向杆51可以为两根，以及与固定单元32相固连的、分别套装于两根导向杆51上的导向滑块52；通过设置该导向单元5，可使固定单元32沿导向杆51的延伸方向相对于基体31导向滑动。

需要说明的是，导向单元5也不仅可采用上述的结构，例如，该导向单元5可包括固设于基体31上的导轨，以及与固定单元32相固连的、与导轨适配的滑块；其中导轨和滑块可采用标准件，并分别安装在基体31和固定单元32上；导轨也可与基体31一体成型，对应的，此时滑块采用与固定单元32一体成型的结构。

上述的驱动组件具体包括相对于基体31固定的旋转动力单元6，以及与该旋转动力单元6的动力输出端传动连接的丝杠，还包括固设于固定组件上的、与丝杠螺接配合的螺母；其中旋转动力单元6优选采用伺服电机，以具有较高的精度，当然，该旋转动力单元6也可为步进电机等，通过将驱动组件设置为上述结构，旋转动力单元6的转动可带动丝杠转动，并可带动固定组件沿丝杠的轴向直线移动，从而可带动弹性体4从发射单元21和接收单元22之间穿过。

需要说明的是，该驱动组件除了上述结构外，驱动组件还可采用其它形式，例如，该驱动组件可包括相对于基体31固定的直线动力单元，该直线动力单元的动力输出端与固定单元32驱动相连，以由直线动力单元直接带动该固定单元32沿直线移动。该直线动力单元优选为气缸，当然，该直线动力单元亦可以为液压缸。其中，旋转动力单元6或者直线动力单元相对于基体31固定，指的是该旋转动力单元6或者直线动力单元可固定在基体31上，亦可以固定在机架1上。

上述固定单元32的一种优选方案如图5所示，在该固定单元32上构造有固定弹性体4的固定部321，本实施例中，该固定部321为构造于固定单元32上的、可供密封条夹置固定的固定板，该固定板的上表面为基准面，弹性体4高于该基准面的高度为本实施例所测的密封条的厚度，该处的厚度对于密封条的性能具有较为重要的影响。当然，对于其它类型的弹性体4，也可以设置对应的基准面，将弹性体4待测的部分高于该基准面即可，在此不再赘述。

本实施例的测厚装置工作时，发射单元21持续发出光线，驱动组件驱使固定单元32移动，固定单元32带动弹性体4沿弹性体4的长度方向穿过发射单元21和接收单元22之间，弹性体4会阻挡部分由发射单元21发出的光线，通过接收单元22对所接收光线的分析计算可方便的测量出弹性体4的厚度。

为了进一步方便对弹性体4厚度的测量，本实施例中，与测量组件以及驱动单元控制相连还设置有控制单元，该控制单元例如可以为单片机或者PLC，以可通过在单片机或者PLC内写入程序的方式，由控制单元自动控制驱动单元和测量组件构成对弹性体4厚度的测量，由控制单元实现对测量组件和驱动单元自动控制的方式可参考现有成熟技术，在此不再赘述。

优选的，本实施例中，该控制单元还可承接外部手动操作信号而控制驱动单元以及测量组件动作，以在补测或者其它不便于写入程序时由操作者手动对弹性体4的厚度进行测量，该手动操作信号可由与该控制单元相连接的手柄进行输入，该测厚装置的手柄例如具备可以控制驱动单元的启、闭，以及测量组件启、闭的按钮开关。

为了便于结果数据的读取，本实施例中，如图1所示，与上述的控制单元相连接的设置有显示模块14，且该显示模块14具体固定在机架1上，该控制单元可将测量结果输出至该显示模块示出，以便于测量人员对数据的读取，本实施例中，该显示模块优选采用触摸屏，以可在具备显示功能的同时，将上述的手动控制信号的输入按钮集成在该触摸屏上，从而便于测量人员进行测量操作。

综上所述，本实施例的测厚装置，通过测量组件的设置，可非接触的测量弹性体4的厚度，从而可使测量结果较为准确，而且该类测量组件可直接将测量数据导入计算器中，无需再手动记录，可提高测量效率。

实施例二

本实施例涉及一种弹性体变形量测量方法，该测量方法包括以下步骤：

S1、固定弹性体，使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度；

S2、将弹性体按照预定条件压缩后，待弹性体恢复；

S3、将弹性体重新固定，再次使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度；

S4、计算步骤S3中所测弹性体的厚度与步骤S1中所测弹性体的厚度的比值和/或差值，得出弹性体变形量结果。

具体的，步骤S1中，将弹性体待测部分的底部放置于固定单元的基准面上，使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度，其中，该弹性体的厚度可以为弹性体上多个点位的厚度，优选的，该弹性体的厚度为弹性体多段的厚度数据，例如可将待测弹性体均分为段，弹性体穿过发射单元和接收单元之间时，由测量单元测量各段的厚度，并将各段的厚度数据发送至控制单元，由控制单元对所测数据进行处理并记录。

步骤S2中，预定条件例如可模拟该弹性体使用场景，该预定条件例如可以具体为预定的载荷、温度和时间，由于不同弹性体具有不同的使用场景，其压缩条件也不相同，在此不再赘述。

步骤S3中，按照步骤S1的方式重新测量弹性体4的厚度，测量组件再次将测量数据发送给控制单元，由控制单元对所测厚度数据进行处理并记录。

步骤S4中，计算步骤S1所测数据和步骤S3所测数据的比值，例如可将步骤S1所测各段的最小厚度值分别与步骤S3中所测各段的最小厚度值比较，得出比值或差值。也可以将步骤S1所测各段的最大厚度值分别与步骤S3中所测各段的最大厚度值比较，得出比值或差值，还可以将步骤S1所测各段平均厚度值分别与步骤S3中所测各段的平均厚度值进行比较，得出比值或差值。当然，除了以上计算方式，亦可以是采用其它的比较结果，以力争使测量的结果更为准确、全面。

综上所述，本实施例的弹性体变形量测量方法可帮助测试人员全面了解弹性体压缩后的永久变形量，且测量过程可自动完成，测量精度及测量效率均较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测厚装置，其特征在于，包括：

机架(1)；

测量组件，固设于所述机架(1)上，且所述测量组件包括可发射光线的发射单元(21)，以及对应于所述发射单元(21)布置的、可接收所述光线的接收单元(22)；

弹性体移动组件(3)，包括固设于所述机架(1)上的基体(31)，以及设于所述基体(31)上的、可固定弹性体(4)的固定单元(32)，还包括设于所述固定单元(32)和所述基体(31)之间的导向单元(5)，以及相对于所述基体(31)固定的、与所述固定单元(32)驱动相连的驱动单元；所述固定单元(32)可由所述驱动单元驱使而相对于所述基体(31)导向滑动，以可带动弹性体(4)沿所述弹性体(4)的长度方向于所述发射单元(21)和所述接收单元(22)之间穿过，所述测量组件可因所述弹性体(4)对所述光线的阻挡而测量所述弹性体(4)的厚度。

2.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于：所述驱动单元包括相对于所述基体(31)固定的旋转动力单元(6)，以及与所述旋转动力单元(6)的动力输出端传动连接的丝杠，还包括与所述固定单元(32)相固连的、与所述丝杠螺接配合的螺母。

3.根据权利要求2所述的测厚装置，其特征在于：所述旋转动力单元(6)采用伺服电机。

4.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于：所述导向单元(5)包括固设于所述基体(31)上的导向杆(51)，以及与所述固定单元(32)相固连的、套装于所述导向杆(51)上的导向滑块(52)。

5.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于：还包括与所述驱动单元以及所述测量组件控制连接的控制单元，所述控制单元被配置为构成对所述驱动单元以及所述测量组件动作的自动控制。

6.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于：还包括与所述驱动单元以及所述测量组件控制连接的控制单元，所述控制单元为承接外部手动操作信号而控制所述驱动单元以及所述测量组件动作。

7.根据权利要求5或6所述的测厚装置，其特征在于：与所述控制单元相连的设有可示出测量结果的显示模块。

8.根据权利要求7所述的测厚装置，其特征在于：所述显示模块采用触摸屏。

9.一种弹性体变形量测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

S1、固定弹性体，使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度；

S2、将弹性体按照预定条件压缩后，待弹性体恢复；

S3、将弹性体重新固定，再次使弹性体由发射单元以及接收单元之间穿过，由测量组件测量弹性体的厚度；

S4、计算步骤S3中所测弹性体的厚度与步骤S1中所测弹性体的厚度的比值或差值，得出弹性体变形量结果。

10.根据权利要求9所述的弹性体变形量测量方法，其特征在于：步骤S1和步骤S3中，将弹性体划分为若干段，测量组件测量各段的厚度数据，且步骤S4中为计算步骤S3和步骤S1中各段最小厚度值的比值或差值，或者计算步骤S3和步骤S1中各段最大厚度的比值或差值，或者计算步骤S3和步骤S1中各段平均厚度的比值或差值。