CN110823148B - 一种测量传感器的五向碰撞保护机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量传感器的五向碰撞保护机构，包括升降滑板，升降滑板前侧设有第一、第二、第三和第四铰链板，第一铰链板设有第一铰链轴和第一随动轴，第一随动轴在弧形滑槽内的左右两端分别设有X向弹簧；第一、第二、第三第四铰链板共同构成的基块左右两侧分别设有两个Y向弹簧；第四铰链板的中心孔内滑动设有移动导杆，移动导杆底部固定连接有测量传感器安装板，测量传感器安装板内安装测量传感器，移动导杆顶部固定有一个防转卡块和Z向弹簧；X向位移传感器位于基块左方或右方，Y向位移传感器位于弹性定位支架后方，Z向位移传感器位于防转卡块上方。本发明优点：通过机械结构和位移传感器共同作用来实现防护，可有效保护测量传感器。

Description

一种测量传感器的五向碰撞保护机构

技术领域

本发明涉及传感器测量装置技术领域，尤其涉及的是一种测量传感器的五向碰撞保护机构。

背景技术

在传统的机械生产中，尺寸测量多是依靠千分尺、游标卡尺、塞尺等等。在现代化生产中，对尺寸的要求越来越高，更多的采用传感器来测量尺寸。在使用传感器测量尺寸时，尤其是内径的测量，在移动过程中传感器难免会碰到测量对象，导致传感器的损坏。传感器的价格较高，尤其是精密传感器价格更高，若是损坏则损失很大。

现在的一些防碰撞系统是在移动前先在虚拟机上执行干涉仿真，或者是通过轨迹规划来达到防碰撞的目的。但这些只是软防护，并且对系统的稳定性要求较高，一旦系统出现紊乱或者是轨迹规划出错，就会对传感器造成损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种测量传感器的五向碰撞保护机构，以期采用机械机构来达到碰撞保护的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种测量传感器的五向碰撞保护机构，所述测量传感器通过五向碰撞保护机构安装在测量装置上，所述五向碰撞保护机构包括升降滑板，所述升降滑板可拆卸式地安装在测量装置的驱动器上，所述升降滑板前侧设置有从后往前依次排布的第一铰链板、第二铰链板、第三铰链板和第四铰链板，所述第一铰链板顶部通过第一铰链轴与升降滑板转动连接，所述第二铰链板与第一铰链板固定连接，所述第三铰链板底部通过第二铰链轴与第二铰链板底部转动连接，所述第四铰链板顶部通过第三铰链轴与第三铰链板顶部转动连接，所述第一铰链轴沿前后方向延伸，所述第二铰链轴和第三铰链轴相平行且均沿左右方向延伸；

所述第一铰链板后侧在位于第一铰链轴下方设有第一随动轴，所述升降滑板前侧开有供第一随动轴滑动的弧形滑槽，所述第一随动轴插入弧形滑槽内，且在弧形滑槽内的左右两端分别设有X向弹簧，两个X向弹簧分别抵压在第一随动轴的左右两侧；

所述第一铰链板、第二铰链板、第三铰链板和第四铰链板共同构成一个基块，所述基块左右两侧分别设有上下排列的两个Y向弹簧，每个Y向弹簧两端分别与设置在第一铰链板和第四铰链板上的安装柱固定连接；

所述第四铰链板中心开有上下贯通的中心孔，所述中心孔内滑动设置有移动导杆，所述移动导杆底部向下穿出第四铰链板并固定连接有测量传感器安装板，所述测量传感器安装板内安装测量传感器，所述移动导杆顶部向上穿出第四铰链板的一段为上伸出段，所述移动导杆的上伸出段上固定连接有一个防转卡块，所述移动导杆上在位于防转卡块上方套装有Z向弹簧，所述第四铰链板上安装有弹性定位支架，所述Z向弹簧上下两端分别通过弹性定位支架和防转卡块限位；

所述升降滑板上分别设有X向位移传感器安装板、Y向位移传感器安装板，所述第四铰链板上设有Z向位移传感器安装板，所述X向位移传感器安装板、Y向位移传感器安装板、Z向位移传感器安装板上分别设有X向位移传感器、Y向位移传感器和Z向位移传感器，所述X向位移传感器位于基块左方或右方，所述Y向位移传感器位于弹性定位支架后方，所述Z向位移传感器位于防转卡块上方。

进一步的，所述防转卡块通过左右两侧的滑槽与弹性定位支架滑动连接且能沿着弹性定位支架上下滑动。

进一步的，所述弹性定位支架后侧设有一个与Y向位移传感器相对应的Y向检测板，所述Y向位移传感器用于检测其与Y向检测板之间的距离。

进一步的，所述基块的左侧或右侧均为一个平齐的竖直平面，所述X向位移传感器用于检测其与基块的左侧面或右侧面之间的距离。

进一步的，所述第四铰链板底部设有端盖，所述移动导杆为中部大、两头小的台阶轴形状，所述移动导杆的下部小端从端盖中心的穿孔中向下穿出，通过端盖与移动导杆台阶面配合，从而防止移动导杆脱落下来。

进一步的，所述第一铰链轴与升降滑板的铰接孔之间通过轴承转动连接。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，通过机械结构和位移传感器共同作用来实现防护，可以防止系统在出现紊乱或轨迹规划错误的情况下，有效保护测量传感器。

2、本发明具有三个自由度，可以实现五个方向的碰撞保护，完全保护了测量传感器，大大提高精密测量传感器的安全等级。

3、本发明提供的碰撞保护机构是通过七根弹簧提供预紧力，当测量传感器安装板与待测物体接触分离后，在弹簧的弹力作用下，本机构可以自动回到原始位置，继续工作，不用人工来调整，实现了工作的连续性，提高了工作效率。

4、本发明提供的碰撞保护机构采用了三个位移传感器，对机构实行全方位检测，测量传感器安装板一旦与待检测物体接触，位移传感器可以立刻检测到此机构的变化，立即反馈信号，让测量装置的驱动器停止工作，控制该机构停止进给，具有快速性的特点，有效避免测量传感器损坏。

附图说明

图1是本发明的整体立体图。

图2是本发明的后视图。

图3是本发明的第二、三、四铰链板的装配爆炸图。

图4是本发明的第一铰链板与升降滑板的装配爆炸图。

图5是本发明的第一铰链板与升降滑板另一个视角的装配爆炸图。

图6是本发明的第一铰链板与升降滑板装配的剖面图。

图7是本发明的移动导杆与第四铰链板装配的剖面图。

图中标号：1-测量传感器，2-测量传感器安装板，3-移动导杆，4-端盖，5-安装柱，6-第四铰链板，7-Y向弹簧，8-X向位移传感器，9-X向位移传感器安装板，10-升降滑板，11-第一铰链板，12-第三铰链板，13-第二铰链板，14-Y向位移传感器安装板，15-Y向位移传感器，16-弹性定位支架，17-Z向弹簧，18-Z向位移传感器安装板，19-Z向位移传感器，20-防转卡块，21-轴承盖，22-轴承，23-X向弹簧，24-第一铰链轴，25-第二铰链轴，26-第三铰链轴，27-第一随动轴，28-Y向检测板，29-弧形滑槽。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图7，本实施例提供的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，测量传感器1通过五向碰撞保护机构安装在测量装置上，五向碰撞保护机构包括升降滑板10，升降滑板10可拆卸式地安装在测量装置的驱动器上，升降滑板10前侧设置有从后往前依次排布的第一铰链板11、第二铰链板13、第三铰链板12和第四铰链板6，第一铰链板11顶部通过第一铰链轴24与升降滑板10转动连接，第二铰链板13与第一铰链板11固定连接，第三铰链板12底部通过第二铰链轴25与第二铰链板13底部转动连接，第四铰链板6顶部通过第三铰链轴26与第三铰链板12顶部转动连接，第一铰链轴24沿前后方向延伸，第二铰链轴25和第三铰链轴26相平行且均沿左右方向延伸。

第一铰链轴24与升降滑板10的铰接孔之间通过轴承22转动连接，并通过轴承盖21防止轴承22以及第一铰链轴24脱落。第一铰链板11后侧在位于第一铰链轴24下方设有第一随动轴27，升降滑板10前侧开有供第一随动轴27滑动的弧形滑槽29，第一随动轴27插入弧形滑槽29内，且在弧形滑槽29内的左右两端分别设有X向弹簧23，两个X向弹簧23分别抵压在第一随动轴27的左右两侧。

第一铰链板11、第二铰链板13、第三铰链板12和第四铰链板6共同构成一个基块，基块左右两侧分别设有上下排列的两个Y向弹簧7，每个Y向弹簧7两端分别与设置在第一铰链板11和第四铰链板6上的安装柱5固定连接。

第四铰链板6中心开有上下贯通的中心孔，中心孔内滑动设置有移动导杆3，第四铰链板6底部设有端盖4，移动导杆3为中部大、两头小的台阶轴形状，移动导杆3的下部小端从端盖4中心的穿孔中向下穿出，通过端盖4与移动导杆3台阶面配合，从而防止移动导杆3脱落下来。移动导杆3底部向下穿出端盖4并固定连接有测量传感器安装板2，测量传感器安装板2内安装测量传感器1，移动导杆3顶部向上穿出第四铰链板6的一段为上伸出段，移动导杆3的上伸出段上固定连接有一个防转卡块20，防转卡块20通过左右两侧的滑槽与弹性定位支架16滑动连接且能沿着弹性定位支架16上下滑动，以防止移动导杆3旋转。移动导杆3上在位于防转卡块20上方套装有Z向弹簧17，第四铰链板6上安装有弹性定位支架16，Z向弹簧17上下两端分别通过弹性定位支架16和防转卡块20限位。

升降滑板10上分别设有X向位移传感器安装板9、Y向位移传感器安装板14，第四铰链板6上设有Z向位移传感器安装板18，X向位移传感器安装板9、Y向位移传感器安装板14、Z向位移传感器安装板18上分别设有X向位移传感器8、Y向位移传感器15和Z向位移传感器19，X向位移传感器8位于基块左方或右方，基块的左侧或右侧均为一个平齐的竖直平面，X向位移传感器8用于检测其与基块的左侧面或右侧面之间的距离，本实施例中以X向位移传感器8位于基块左方为例来进行说明。Y向位移传感器15位于弹性定位支架16后方，弹性定位支架16后侧设有一个与Y向位移传感器15相对应的Y向检测板28，Y向位移传感器15用于检测其与Y向检测板28之间的距离。Z向位移传感器19位于防转卡块20上方，Z向位移传感器19用于检测其与防转卡块20之间的距离。

本实施例提供的五向碰撞保护机构的工作原理如下：

1、X方向的防碰撞，包括该机构沿X方向向左或向右移动两种情况：

当测量装置的驱动器驱动该机构沿X方向向左移动，若测量传感器安装板2碰到待测物体，则第一铰链板11相对于升降滑板10绕着第一铰链轴24的中心线向右进行微量的转动，则位于第一随动轴27右侧的X向弹簧23被压缩，安装在X向位移传感器安装板9上的X向位移传感器8检测到该机构产生移动，此时，X向位移传感器8立马反馈信号给测量装置的驱动器，使驱动器停止动作，则该机构停止进给，运动停止，有效防止待测物体对该测量传感器的碰撞。当测量传感器安装板2和待测物体分离后，在X向弹簧23的弹力作用下，第一随动轴27复位，该机构回到原来位置，等待下次进给。

当测量装置的驱动器驱动该机构沿X方向向右移动，若测量传感器安装板2碰到待测物体，则第一铰链板11的转动方向相反，为向左进行微量的转动，此时，位于第一随动轴27左侧的X向弹簧23被压缩。X向位移传感器8立马反馈信号给测量装置的驱动器，使驱动器停止动作，则该机构停止进给，运动停止。当测量传感器安装板2和待测物体分离后，在X向弹簧23的弹力作用下，第一随动轴27复位，该机构回到原来位置，等待下次进给。

2、Y方向的防碰撞，包括该机构沿Y方向向前或向后移动两种情况：

当测量装置的驱动器驱动该机构沿Y方向向前移动，若测量传感器安装板2碰到待测物体，位于基块上方的两个Y向弹簧7被拉长，第三铰链板12相对于第二铰链板13绕着第二铰链轴25转动微量角度，安装在Y向位移传感器安装板14上的Y向位移传感器15检测到该机构产生移动，此时Y向位移传感器15立马反馈信号给测量装置的驱动器，使驱动器停止动作，则该机构停止进给，运动停止，有效防止待测物体对该测量传感器的碰撞。当传感器安装板2和待测物体分离后，在位于上方的两个Y向弹簧7的弹力作用下，机构回到原来位置，等待下次进给运动。

当测量装置的驱动器驱动该机构沿Y方向向后移动，若测量传感器安装板2碰到待测物体，位于基块下方的两个Y向弹簧7被拉长，第四铰链板6相对于第三铰链板12绕着第三铰链轴26转动微量角度，安装在Y向位移传感器安装板14上的Y向位移传感器15检测到该机构产生移动，此时Y向位移传感器15立马反馈信号给测量装置的驱动器，使驱动器停止动作，则该机构停止进给，运动停止。当传感器安装板2和待测物体分离后，在位于下方的两个Y向弹簧7的弹力作用下，机构回到原来位置，等待下次进给运动。

3、Z方向的防碰撞，由于该机构沿Z方向向上移动时传感器不会与待测物体发生碰撞，只有在向下移动时才有可能碰到待测物体，因此，只需讨论该机构沿着Z方向向下移动时这一种情况：

该机构向下移动，若测量传感器安装板2碰到待测物体，则移动导杆带动其上的防转卡块20会共同向上运动，Z向弹簧17被压缩。安装在Z向位移传感器安装板18上的Z向位移传感器19检测到该机构产生移动，此时Z向位移传感器19立马反馈信号给测量装置的驱动器，使驱动器停止动作，则该机构停止进给，运动停止，有效防止待测物体对该测量传感器的碰撞。当传感器安装板2和待测物体分离后，在Z向弹簧17的弹力作用下，机构回到原来位置，等待下次进给运动。

以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种测量传感器的五向碰撞保护机构，其特征在于：所述测量传感器(1)通过五向碰撞保护机构安装在测量装置上，所述五向碰撞保护机构包括升降滑板(10)，所述升降滑板(10)可拆卸式地安装在测量装置的驱动器上，所述升降滑板(10)前侧设置有从后往前依次排布的第一铰链板(11)、第二铰链板(13)、第三铰链板(12)和第四铰链板(6)，所述第一铰链板(11)顶部通过第一铰链轴(24)与升降滑板(10)转动连接，所述第二铰链板(13)与第一铰链板(11)固定连接，所述第三铰链板(12)底部通过第二铰链轴(25)与第二铰链板(13)底部转动连接，所述第四铰链板(6)顶部通过第三铰链轴(26)与第三铰链板(12)顶部转动连接，所述第一铰链轴(24)沿前后方向延伸，所述第二铰链轴(25)和第三铰链轴(26)相平行且均沿左右方向延伸；

所述第一铰链板(11)后侧在位于第一铰链轴(24)下方设有第一随动轴(27)，所述升降滑板(10)前侧开有供第一随动轴(27)滑动的弧形滑槽(29)，所述第一随动轴(27)插入弧形滑槽(29)内，且在弧形滑槽(29)内的左右两端分别设有X向弹簧(23)，两个X向弹簧(23)分别抵压在第一随动轴(27)的左右两侧；

所述第一铰链板(11)、第二铰链板(13)、第三铰链板(12)和第四铰链板(6)共同构成一个基块，所述基块左右两侧分别设有上下排列的两个Y向弹簧(7)，每个Y向弹簧(7)两端分别与设置在第一铰链板(11)和第四铰链板(6)上的安装柱(5)固定连接；

所述第四铰链板(6)中心开有上下贯通的中心孔，所述中心孔内滑动设置有移动导杆(3)，所述移动导杆(3)底部向下穿出第四铰链板(6)并固定连接有测量传感器安装板(2)，所述测量传感器安装板(2)内安装测量传感器(1)，所述移动导杆(3)顶部向上穿出第四铰链板(6)的一段为上伸出段，所述移动导杆(3)的上伸出段上固定连接有一个防转卡块(20)，所述移动导杆(3)上在位于防转卡块(20)上方套装有Z向弹簧(17)，所述第四铰链板(6)上安装有弹性定位支架(16)，所述弹性定位支架(16)的顶端向上伸出第四铰链板(6)顶端且位于Z向弹簧(17)的上方，所述Z向弹簧(17)上下两端分别通过弹性定位支架(16)和防转卡块(20)限位；

所述升降滑板(10)上分别设有X向位移传感器安装板(9)、Y向位移传感器安装板(14)，所述第四铰链板(6)上设有Z向位移传感器安装板(18)，所述X向位移传感器安装板(9)、Y向位移传感器安装板(14)、Z向位移传感器安装板(18)上分别设有X向位移传感器(8)、Y向位移传感器(15)和Z向位移传感器(19)，所述X向位移传感器(8)位于基块左方或右方，所述Y向位移传感器(15)位于弹性定位支架(16)后方，所述Z向位移传感器(19)位于防转卡块(20)上方。

2.如权利要求1所述的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，其特征在于：所述防转卡块(20)通过左右两侧的滑槽与弹性定位支架(16)滑动连接且能沿着弹性定位支架(16)上下滑动。

3.如权利要求1所述的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，其特征在于：所述弹性定位支架(16)后侧设有一个与Y向位移传感器(15)相对应的Y向检测板(28)，所述Y向位移传感器(15)用于检测其与Y向检测板(28)之间的距离。

4.如权利要求1所述的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，其特征在于：所述基块的左侧或右侧均为一个平齐的竖直平面，所述X向位移传感器(8)用于检测其与基块的左侧面或右侧面之间的距离。

5.如权利要求1所述的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，其特征在于：所述第四铰链板(6)底部设有端盖(4)，所述移动导杆(3)为中部大、两头小的台阶轴形状，所述移动导杆(3)的下部小端从端盖(4)中心的穿孔中向下穿出，通过端盖(4)与移动导杆(3)台阶面配合，从而防止移动导杆(3)脱落下来。

6.如权利要求1所述的一种测量传感器的五向碰撞保护机构，其特征在于：所述第一铰链轴(24)与升降滑板(10)的铰接孔之间通过轴承(22)转动连接。

Images