CN111220225B - 风量传感器装配装置及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种风量传感器装配装置(100)及其安装方法，所述风量传感器包括安装座(701)和至少一根测风管(107)。所述风量传感器装配装置(100)包括：可移动的夹爪(121)，校准装置(103)，安装定位装置(105)，驱动装置(104)。本申请的风量传感器装配装置(100)通过采用校准装置(103)对测风管(107)的管孔(401)进行校准，减少人工判定误差，保证了产品的质量和产品的一致性。同时，本申请的风量传感器装配装置(100)装配测风管(107)的过程全部自动完成，大幅提高生产效率。

Description

风量传感器装配装置及其装配方法

技术领域

本申请涉及空调变风量末端装置的生产领域，尤其涉及一种风量传感器装配装置及其安装方法。

背景技术

变风量末端装置是变风量空调系统的主要设备之一，风量传感器是变风量末端装置用于感测风量的传感器部件。风量传感器可以使用一根或数根具有数个孔的测风管。一种常用的风量传感器具有十字型的测风管。十字风量传感器上有呈十字排布的数个测风管，每个管上有数个小孔，用于感应进风口的压力。进风口的压力反馈给控制器，进行风阀的精确控制。为了精确地检测风量，管上的小孔需要正对着进风口，如出现角度偏差，将导致感应进风口的压力出现偏差，从而无法精确控制风阀阀门的控制。

发明内容

本申请的申请人发现，现有的测风管均是由人工进行安装，人工安装无法保证测风管的管孔的精确朝向，并且生产效率低。

本申请的目的之一是提供一种风量传感器装配装置，用于在风量传感器的装配过程中，精确快速地调节和安装十字风量传感器的测风管。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种风量传感器装配装置。所述风量传感器包括安装座和至少一根测风管，所述至少一根测风管上具有管孔，所述风量传感器装配装置包括：可移动的夹爪，所述夹爪用于夹取所述至少一根测风管；校准装置，所述校准装置用于检测并调节所述夹爪所夹取的所述测风管的所述管孔的位置，所述校准装置包括旋转部件，所述旋转部件被配置为：(i)当所述夹爪移至校准位置时，所述旋转部件可以接收所述夹爪所夹取的所述测风管；(ii)当所述旋转部件释放所述测风管时，所述夹爪能够将所述测风管从所述旋转部件移走。安装定位装置，所述安装定位装置具有基座，所述基座用于承载所述安装座，所述夹爪被配置为当将所述测风管移动到预定位置时，所述测风管对准所述基座上的安装位置。驱动装置，所述驱动装置用于驱动在所述预定位置的所述夹爪所夹取的所述测风管，使所述测风管安装到所述安装座中。

根据上述第一方面，风量传感器装配装置还包括移动装置，所述夹爪安装在所述移动装置上，所述移动装置被配置为能够带动所述夹爪在水平方向上移动。

根据上述第一方面，所述移动装置包括：平行的第一水平导轨和第二水平导轨；横跨在所述第一水平导轨和第二水平导轨上的横梁，其中，所述横梁能够沿着所述第一水平导轨和所述第二水平导轨往复移动；以及驱动部件，其中，所述驱动部件连接至所述横梁，并能够沿着所述横梁往复移动；所述夹爪连接至所述驱动部件。

根据上述第一方面，风量传感器装配装置还包括移动装置，所述夹爪安装在所述移动装置上，所述移动装置被配置为能够驱动所述夹爪在竖直方向上移动。

根据上述第一方面，风量传感器装配装置还包括底座，所述校准装置、所述驱动装置、以及所述安装定位装置均设置在所述底座上，并且设置在所述第一水平导轨和所述第二水平导轨之间，以及所述横梁下方，所述驱动装置设置在所述安装定位装置的后侧。

根据上述第一方面，所述旋转部件包括卡盘，所述卡盘能够夹紧所述夹爪所夹取的所述测风管的一端；所述校准装置还包括位置检测装置和校准电机；其中，所述位置检测装置设置在所述卡盘的上方或所述夹爪的上方，以检测所述卡盘所夹紧的所述测风管的所述管孔的位置，所述校准电机能够根据基于所述管孔的位置所产生的控制信号驱动所述卡盘旋转。

根据上述第一方面，所述安装定位装置还包括：装配电机，所述装配电机与所述基座连接，并且能够驱动所述基座旋转；其中，所述基座具有数个导向槽，所述数个导向槽中的每个导向槽的近端分别与所述安装座上相应的安装孔对齐，所述数个导向槽中的每个导向槽的远端用于接收所述至少一根测风管。

根据上述第一方面，风量传感器装配装置还包括控制器，所述校准装置、所述驱动装置、所述安装定位装置以及所述夹爪与所述控制器通信连接。

根据本申请的第二方面，本申请提供了一种用于风量传感器的测风管的装配方法，所述风量传感器包括安装座和至少一根测风管，所述至少一根测风管上具有管孔，所述方法包括如下步骤：(a)将所述至少一根测风管移动至校准位置；(b)在校准位置检测并调节所述至少一根测风管的所述管孔的位置，以使得所述至少一根测风管的所述管孔到达预定的朝向；(c)保持所述至少一根测风管的所述管孔的预定的朝向，并将所述至少一根测风管从校准位置移动至一预定位置，以使得所述至少一根测风管对准所述安装座上的一个安装孔；(d)保持所述至少一根测风管的所述管孔的预定的朝向，并驱动所述至少一根测风管以将其装配到所述安装座。

根据上述第二方面，所述方法还包括如下步骤：(e)旋转所述安装座，重复步骤(a)-(d)，直至所述安装座的所有安装孔均装配有一根测风管。

根据上述第二方面，所述步骤(b)还包括：(i)当未检测到所述至少一根测风管的所述管孔的完整轮廓时，将所述至少一根测风管以90°的倍数旋转，直至检测到所述管孔；(ii)当检测到所述至少一根测风管的所述管孔的完整轮廓时，获取所述管孔的图像，并获取所述管孔的所述图像的尺寸，以及根据所述管孔的所述图像的所述尺寸来计算将所述至少一根测风管的所述管孔旋转至所述预定的朝向所需的角度。

根据上述第二方面，所述尺寸包括所述管孔的图像的最大长度尺寸d1以及最大宽度尺寸d2。

根据上述第二方面，其中，所述管孔为圆形孔或正方形孔，所述管孔的预定的朝向为所述位置检测装置能够检测到所述管孔的所述最大宽度尺寸d2等于所述最大长度尺寸d1时所述管孔的朝向。当检测到所述管孔的完整轮廓时，根据公式a＝arccos(d2/d1)计算所述至少一根测风管需要旋转的角度a；当检测到所述管孔的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述至少一根测风管的图像的基准线的左侧时，将所述至少一根测风管顺时针旋转所述角度a；以及当检测到所述管孔的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述至少一根测风管的图像的所述基准线的右侧时，将所述至少一根测风管逆时针旋转所述角度a。

根据本申请的第三方面，本申请提供了一种用于校准风量传感器的测风管上的管孔的朝向的校准装置，所述校准装置包括：位置检测装置、校准电机、控制器以及旋转部件，所述旋转部件连接至所述校准电机的旋转轴，并用于接收所述测风管的一端；其中，所述位置检测装置设置在所述旋转部件的上方，以检测接收在所述旋转部件中的所述测风管的所述管孔的位置，所述控制器被配置为根据所述管孔的位置产生控制信号，所述校准电机被配置为能够根据所述控制信号带动所述旋转部件旋转，以使所述测风管上的所述管孔到达预定的朝向。

根据上述第三方面，所述位置检测装置为图像采集器，所述图像采集器能够拍摄所述测风管的图像，所述控制器被配置为能够根据所述测风管的所述图像确定的所述测风管上的所述管孔的尺寸，并根据所述尺寸确定所述测风管需要旋转的角度a，所述尺寸包括所述管孔的所述图像的最大长度尺寸d1以及最大宽度尺寸d2。

根据上述第三方面，其中，所述管孔为圆形孔或正方形孔，所述管孔的预定的朝向为所述位置检测装置能够检测到所述管孔的所述最大宽度尺寸d2等于所述最大长度尺寸d1时所述管孔的朝向，所述校准装置被配置为：(i)当所述位置检测装置未检测到所述测风管的所述管孔的完整轮廓时，所述控制器指示所述校准电机根带动所述测风管以90°的倍数旋转，直至检测到所述管孔的完整轮廓；(ii)当所述位置检测装置检测到所述测风管的所述管孔的完整轮廓时，所述控制器确定所述尺寸，并根据公式a＝arccos(d2/d1)计算所述测风管需要旋转的角度a；(iii)当所述位置检测装置检测到所述测风管的所述管孔的完整轮廓并且所述管孔的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述测风管的图像的基准线的左侧时，所述控制器指示所述校准电机带动所述测风管顺时针旋转角度a；(iv)当所述位置检测装置检测到所述测风管的所述管孔的完整轮廓并且所述管孔的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述测风管的图像的所述基准线的右侧时，所述控制器指示所述校准电机带动所述测风管逆时针旋转角度a。

本申请的风量传感器装配装置通过采用校准装置对测风管的管孔进行校准，减少人工判定误差，保证了产品的质量和产品的一致性。同时，本申请的风量传感器装配装置装配测风管的过程全部自动完成，相比原来的手工生产方式，效率得到大幅的提高。

附图说明

图1示出了本申请的风量传感器装配装置的一个实施例的立体图；

图2示出了图1所示的风量传感器装配装置的夹爪驱动部件的立体图；

图3示出了图1所示的风量传感器装配装置的校准装置的立体图；

图4示出了图3所示的校准装置的控制框图；

图5A示出了图3所示的校准装置校准管孔的朝向的操作示意图；

图5B示出了测风管的校准控制流程图；

图6示出了图1所示的风量传感器装配装置的驱动装置的立体图；

图7示出了本申请的风量传感器的安装座的立体图；

图8示出了图1所示的风量传感器装配装置的安装定位装置的基座的立体图；

图9示出了图7所示的本申请的风量传感器的安装座与图1所示的安装定位装置的装配图；

图10示出了图4所示的风量传感器装配装置的控制器的框图；

图11A-11D示出了图1所示的风量传感器装配装置校准测风管并且装配测风管的过程图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1示出了本申请的风量传感器装配装置100的一个实施例的立体图，用于示出风量传感器装配装置100的主要部件及其位置关系。如图1所示，风量传感器装配装置100包括底座106、移动装置101、夹爪121、校准装置103、安装定位装置105和驱动装置104。移动装置101、校准装置103、安装定位装置105和驱动装置104均设置在底座106上。夹爪121用于夹取待装配的风量传感器的测风管107，安装定位装置105用于承载并定位风量传感器的安装座701(见图7)。移动装置101用于移动夹爪121，校准装置103用于校准夹爪121所夹取的测风管107上的管孔的位置，驱动装置104用于将校准后的测风管107安装到安装定位装置105所承载的安装座701上。

底座106的四个角上分别设有一个向上延伸的支撑柱108，支撑柱108用于支撑移动装置101。移动装置101包括平行设置的第一水平导轨110和第二水平导轨111，以及横跨在第一水平导轨110和第二水平导轨111上的横梁117。横梁117能够沿第一水平导轨110和第二水平导轨111往复移动。在本实施例中，第一水平导轨110包括两根平行的导轨，两根导轨设置在由支撑柱108支撑的水平支撑板109上。移动装置101还包括滑板114，滑板114通过其底部的滑块112接合在第一水平导轨110上，从而可以沿第一水平导轨110移动。横梁117的一端连接在滑板114上，横梁117的另一端通过滑块113可移动地接合在第二水平导轨111上。移动装置101还包括电机115和电机116，电机115和电机116设置在滑板114上。其中，电机116被配置为能够通过同步带或者是丝杆传动机构驱动滑板114沿第一水平导轨110移动，从而能够通过滑板114带动横梁117一起沿第一水平导轨110移动。横梁117上设有轨道118，轨道118上设有滑板120，滑板120通过滑块119与轨道118接合，使得滑板120能够沿轨道118移动。电机115被配置为能够通过同步带或者是丝杆传动机构驱动滑板120沿轨道118移动。

移动装置101还包括夹爪驱动部件102。夹爪驱动部件102连接在滑板120上，从而使得夹爪驱动部件102能够随着滑板120沿轨道118在左右方向上移动。夹爪驱动部件102的驱动端与夹爪121连接，从而能够驱动夹爪121在竖直方向上移动。因此，夹爪121通过移动装置101能够实现在水平方向和竖直方向上的移动。

继续参照图1，校准装置103、驱动装置104、以及安装定位装置105均设置在第一水平导轨110和第二水平导轨111之间，以及横梁117下方。校准装置103与安装定位装置105并排设置，校准装置103位于安装定位装置105的右侧，驱动装置104位于安装定位装置105的后侧。在一些实施例中，夹爪121仅在水平方向上夹取和释放测风管107也能满足风量传感器装配装置100的要求，例如，校准装置103和安装定位装置105均在同一标高接收测风管107。在一些实施例中，夹爪121仅在竖直方向上夹取和释放测风管107也能满足风量传感器装配装置100的要求，例如，在空间有限的情况下，将校准装置103支撑于安装定位装置105的上方。在一些实施例中，可以通过类似机械手这样的装置来取代移动装置101。

图2示出了图1所示的风量传感器装配装置100的夹爪驱动部件102的立体图。如图2所示，夹爪驱动部件102包括气缸201。气缸201包括缸体206和活塞杆202，活塞杆202能够在缸体206中往复运动。缸体206连接至滑板120，活塞杆202的驱动端连接至夹爪121。更具体而言，活塞杆202的驱动端设有连接板203，夹爪121通过连接板203连接至活塞杆202的驱动端。由此，通过活塞杆202的上下移动能够带动夹爪121在竖直方向上的上下移动。夹爪121还包括致动器，通过电磁阀切换致动器的气路方向，从而实现夹爪121的打开和关闭。

图3示出了图1所示的风量传感器装配装置100的校准装置103的立体图。如图3所示，校准装置103包括旋转部件302、校准电机301、位置检测装置304、旋转部件支撑座305、校准电机支撑座306和安装座307。安装座307设置在底座106上，旋转部件支撑座305和校准电机支撑座306均设置在安装座307上，分别用于支撑旋转部件302和校准电机301。旋转部件302包括卡盘303，卡盘303被配置为能够夹紧和松开夹爪121所夹取的测风管107的一端。在卡盘303夹紧测风管107的一端后，夹爪121松开该测风管107，以使得校准装置103能够旋转测风管107从而对其进行校准。当校准装置103完成对测风管107的校准之后，卡盘303能够松开测风管107，以使得测风管107能够重新由夹爪121夹住并移动。卡盘303可以采用气动驱动的类似车床上的三爪卡盘，通过气路方向的改变驱动卡盘303打开和闭合。

位置检测装置304可以是图像采集器402(如图4所示)，位置检测装置304被配置为在卡盘303夹紧测风管107之后检测测风管107的管孔401的位置，使得控制器404(如图4所示)能够根据所检测的管孔401的位置产生控制信号。位置检测装置304的位置与待装配的测风管107的管孔401的预定的朝向有关。更具体而言，待装配的测风管107的管孔401的预定的朝向是正对着位置检测装置304的。根据本申请的一些实施例，待装配的测风管107的管孔401的预定的朝向为朝向正上方，因此，位置检测装置304可以设置在卡盘303的上方或夹爪121的上方，以使得卡盘303在夹紧测风管107的一端之后，位置检测装置304位于测风管107的正上方。在一些实施例中，位置检测装置304通过连接板203上的装配孔204安装在连接板203上(如图2所示)。在上述实施例中，当位置检测装置304检测测风管107上的管孔401的位置时，夹爪121可以松开测风管107，也可以不松开测风管107，但是应保持位置检测装置304位于测风管107的正上方。校准电机301与旋转部件302连接，并且能够根据上述控制信号驱动卡盘303旋转。

图4示出了图3所示的校准装置103的控制框图。如图4所示，风量传感器装配装置100还包括接口线路403和控制器404。图像采集器402(位置检测装置304)与接口线路403通信连接，接口线路403与控制器404，控制器404与校准电机301通信连接，而校准电机301与卡盘303通信连接。图像采集器402能够拍摄或采集测风管107的图像，并通过接口线路403将图像转换成控制器404能够识别的信号，控制器404能够接收该信号并对该信号进行处理后产生控制信号，校准电机301根据控制信号驱动卡盘303旋转，从而带动测风管107旋转以调节测风管107的管孔401的朝向。

图5A示出了图3所示的校准装置103校准管孔401的朝向的操作示意图。在一些实施例中，测风管107包括沿其轴向排成一排的数个管孔401，每个管孔401为圆形，期望的管孔401朝向为朝向正上方，图像采集器402位于测风管107的正上方，因此当测风管107的管孔401正对图像采集器402时，测风管107的管孔401到达其预定的朝向。将测风管107的图像的轴向中分线设定为基准线S。

图5A中的图(a)示出了当测风管107的管孔401到达其预定的朝向时，图像采集器402采集的测风管107的图像，此时采集的测风管107的图像中管孔401的沿测风管107的图像的宽度方向的最大宽度尺寸d2和沿测风管107的图像的长度方向的最大长度尺寸d1均等于管孔的直径d，各个管孔401的最大长度尺寸d1的位置位于基准线S上。

当图像采集器402采集的测风管107的图像如图(b)所示的那样时，能够判断管孔401的最大长度尺寸d1的位置位于基准线S的左侧，需要将测风管107顺时针旋转才能使管孔401到达其预定的朝向。而当图像采集器402采集的测风管107的图像如图(c)所示的那样时，能够判断管孔401的最大长度尺寸d1的位置位于基准线S的右侧，需要将测风管107逆时针旋转才能使管孔401到达其预定的朝向。在图(b)和(c)中，管孔401的最大长度尺寸d1仍然等于圆孔的直径d，但是最大宽度尺寸d2小于圆孔的直径d。根据上述管孔401的最大长度尺寸d1和最大宽度尺寸d2，控制器404能够根据公式a＝arccos(d2/d1)计算测风管107需要旋转的角度a。并且控制器404能够控制校准电机301在上述判断的旋转方向上旋转上述角度a，以将测风管107的管孔401转到其预定的朝向。

此外，当在测风管107的图像中看不到管孔401的轮廓或者只能看到管孔401的一部分轮廓时，需要将测风管107以90°的倍数旋转，直至能够在测风管107的图像中检测到管孔401的完整轮廓。图(d)中所示的即为当管孔401背向图像采集器402时，图像采集器402采集的测风管107的图像。此时，在图像采集器402采集的测风管107的图像中是看不到管孔401的。当将测风管107旋转到能够在测风管107的图像中检测到管孔401的完整轮廓以后，可以根据图(b)和(c)中所示的那样判断测风管107需要旋转的方向，并根据公式a＝arccos(d2/d1)计算测风管107需要旋转的角度a。

图5B示出了测风管107的校准控制流程图500。需要说明的是，图5B所示的操作步骤只是测风管107的校准步骤的一个实施例，根据本申请的测风管107的校准方法并不限于以下所列的步骤和步骤的排列顺序。

如图5B所示，在步骤501中，图像采集器402拍摄测风管107的图像。在步骤502中，控制器404判断测风管107的图像中是否有管孔401的完整轮廓，如果是则转向步骤504，如果否则转向步骤503。在步骤503中，控制器404控制测风管107旋转90°，随后转向步骤501。在步骤504中，控制器404确定测风管107的图像中管孔401的最大长度尺寸d1和最大宽度尺寸d2，并根据公式a＝arccos(d2/d1)计算测风管107所需旋转的角度a，当角度a＝0时，转向步骤508，结束校准，当角度a>0时，转向步骤505。在步骤505中，判断管孔401的图像的最大长度尺寸d1的位置在测风管107的图像的基准线S的哪一侧，如果在左侧，则转向步骤506，如果在右侧，则转向步骤507。在步骤506中，控制器404控制校准电机301将测风管107在顺时针方向上旋转角度a，随后转向步骤508，结束校准。在步骤507中，控制器404控制校准电机301将测风管107在逆时针方向上旋转角度a，随后转向步骤508，结束校准。

需要说明的是，在执行以上所述的方法时，由于管孔401的最大长度尺寸d1等于管孔的直径d，并且不会随着测风管107的旋转而改变大小，因此当测风管107的管孔401的直径是预知的时候，可以在控制器404中预先存储最大长度尺寸d1，从而在执行以上校准方法时，在步骤504中可以仅确定管孔401的图像的最大宽度尺寸d2，而不需要确定管孔401的图像的最大长度尺寸d1。

本领域技术人员应当理解，在将上述管孔401的形状由圆形改为正方形的情况下，上述校准方法同样适用。在一些实施例中，还可以通过在旋转测风管107的过程中实时检测管孔401的轮廓中任意两点之间的距离d3'，该距离d3'随着测风管107的旋转而变化，并通过将检测的距离d3'与管孔401在预定的朝向下时该任意两点之间的距离d3进行比较，来判断测风管107的管孔401是否达到预定的朝向。这种方法适用于管孔401为任何形状的情形。使用这种方法时，位置检测装置304也可以不采用图像采集器402，而是用其他类型的感测装置，例如采用激光扫描等传感器获取管孔变化。

图6示出了图1所示的风量传感器装配装置100的驱动装置104的立体图。如图6所示，驱动装置104包括气缸603、驱动杆604、驱动块602和气缸安装座601。气缸安装座601设置在底座106上，气缸603设置在气缸安装座601上。气缸603被配置为能够驱动驱动杆604往复运动并且调整冲程或行程以适应测风管107的不同长度。驱动块602设置在驱动杆604的驱动端以更好地与测风管107的端部接触，从而更好地驱动测风管107。

图7示出了本申请的风量传感器的安装座701的立体图。如图7所示，安装座701上具有用于安装测风管107的两组安装孔702,703，每个安装孔用于安装一根测风管107。其中一组安装孔702包括四个安装孔(其中两个在背面未示出)，这些安装孔围绕安装座701的上部的一个圆周上围成一圈，并且均匀排布，使得相邻的安装孔的中心之间间隔90°。另一组安装孔703也包括四个安装孔(其中一个在背面未示出)，这些安装孔围绕安装座701的下部的一个圆周上围成一圈，并且均匀排布，使得相邻的安装孔的中心之间间隔90°。两组安装孔之间相隔一定距离。本领域技术人员可以知道的是，安装座701上的安装孔的数量并不限于图示的八个，而是可以根据需要安装的测风管107的数量设置任意数量的安装孔。并且每组安装孔的也可以不是均匀排布的。

图8示出了图1所示的风量传感器装配装置100的安装定位装置105的基座801的立体图。如图8所示，基座801的中心具有凹槽804，凹槽804用于接收风量传感器的安装座701。对应于安装座701的两组安装孔702，703，基座801还具有两组与凹槽804连通的导向槽802,803。其中一组导向槽802均匀排布，使得相邻的导向槽的中心之间间隔90°，并且导向槽802的槽底设置为能够与围绕安装座701的上部排布的一组安装孔702对齐。另一组导向槽803均匀排布，使得相邻的导向槽的中心之间间隔90°，并且导向槽803的槽底设置为能够与围绕安装座701的下部排布的一组安装孔703对齐。

图9示出了图7所示的本申请的风量传感器的安装座701与图1所示的安装定位装置105的装配图，其中还示出了已经装配好的三根测风管107。如图9所示，安装定位装置105除了包括图8所示的基座801以外，还包括装配电机901、支撑壁903和限位板902。支撑壁903支撑在底座106(参见图1)上并支撑限位板902，从而实现了限位板902在水平方向和竖直方向上的完全约束。装配电机901设置在底座106(参见图1)下方，装配电机901的驱动轴通过限位板902中的安装板轴承与基座801连接，并且被配置为能够驱动基座801旋转。限位板902能够在装配电机901驱动基座801旋转期间限制基座801在水平方向上的位移或晃动。在装配风量传感器的测风管107时，将安装座701放置于基座801的凹槽804中，使得安装座701的两组安装孔702,703分别与基座801的两组导向槽802,803的近端对齐，两组导向槽802,803的远端用于接收测风管107。

图10示出了图4所示的风量传感器装配装置100的控制器404的框图。如图10所示，控制器404包括总线1006、处理器1001、输入接口1002、输出接口1003以及具有控制程序1005的存储器1004。控制器404中各个部件，包括处理器1001、输入接口1002、输出接口1003以及存储器1004与总线1006通讯连接，使得处理器1001能够控制输入接口1002、输出接口1003以及存储器1004的运行。具体地说，存储器1004用于存储程序、指令和数据，而处理器1001从存储器1004读取程序、指令和数据，并且能向存储器1004写入数据。通过执行存储器1004读取程序和指令，处理器1001控制输入接口1002和输出接口1003的运行。

通过连线1007，输入接口1002接收从外部来的信号和数据，包括从图4中接口线路403发来的信号和数据，以及接收运行请求和其他运行参数。

通过连线1008，输出接口1003向外部发出控制信号，包括向夹爪121、电机115、电机116、气缸201、校准电机301、卡盘303、装配电机901和气缸603发出控制信号。

图11A-11D示出了图1所示的风量传感器装配装置100校准测风管107并且装配测风管107的过程图。其中，图11A示出了夹爪121夹取测风管107的过程；图11B示出了校准装置103对测风管107进行校准的过程；图11C示出了夹爪121将测风管107移动至预定位置的过程；图11D示出了测风管107的装配过程；其中，在图11C和11D中移除了第二水平导轨111和前侧的一个支撑柱108，用于更清楚地示出测风管107是如何装配到安装座701上的。

如图11A所示，夹爪121接收控制器404的指令移动到指定位置，例如底座106的某个角落，夹取一根测风管107。

如图11B所示，夹爪121接收控制器404的指令将测风管107移动至校准位置，即，将测风管107移动到使得测风管107的一端对准卡盘303的卡夹部位。在校准位置，卡盘303夹紧测风管107的一端，夹爪121释放测风管107，图像采集器402开始采集测风管107的管孔401的图像，并通过接口线路403将采集到的图像转化为控制器404能够识别的信号，控制器404接收接口线路403发来的信号，并根据该信号按照图5B所示的方法对测风管107进行校准，以将测风管107的管孔401旋转到预定的朝向。在结束校准之后，再通过夹爪121夹取测风管107，并控制卡盘303释放测风管107的夹紧端。

如图11C所示，夹爪121接收控制器404的指令将经校准的测风管107移动至预定位置，以便进行测风管107的装配。在此过程中，夹爪121保持测风管107的管孔401位于预定朝向不变。在预定位置，测风管107的一端对准安装定位装置105的基座801的安装位置。在本实施例中，基座801的安装位置为面向驱动装置104的一个导向槽，而测风管107的另一端对准驱动装置104的驱动块602。

如图11D所示，驱动装置104驱动在预定位置的测风管107，使得测风管107移向安装定位装置105的基座801的导向槽802，803，并沿着导向槽802，803进入安装定位装置105中的安装座701的安装孔702,703中。在此过程中，夹爪121与测风管107同步移动，以保持测风管107的管孔401位于预定朝向不变，直至驱动装置104将测风管107在安装座701中安装就位。此时，夹爪121释放测风管107，并移向指定位置以准备夹取下一根测风管107。而装配电机901控制器404的控制下旋转预定的角度，例如45°或90°，以将安装定位装置105的基座801的另一个导向槽转向面对驱动装置104。

此后，对于下一根测风管107的装配，重复上述图11A-11D所示的过程，直至安装座701的两组安装孔702,703均装满测风管107。

本申请还提供了一种用于校准风量传感器的测风管107上的管孔401的朝向校准装置103，所述校准装置103包括：位置检测装置304，校准电机301，控制器404以及旋转部件302，所述旋转部件302连接至所述校准电机301的旋转轴，并用于接收所述测风管107的一端。其中，所述位置检测装置304设置在所述旋转部件302的上方，以检测接收在所述旋转部件302中的所述测风管107的所述管孔401的位置，所述控制器404被配置为根据所述管孔的位置产生控制信号，所述校准电机301被配置为能够根据所述控制信号带动所述旋转部件302旋转，以使所述测风管107上的所述管孔401到达预定的朝向。

根据本申请提供的校准装置103，所述位置检测装置304为图像采集器402，所述图像采集器402能够拍摄所述测风管107的图像，所述控制器404被配置为能够根据所述测风管107的所述图像确定的所述测风管107上的所述管孔401的尺寸，并根据所述尺寸确定所述测风管107需要旋转的角度a，所述尺寸包括所述管孔401的所述图像的最大长度尺寸d1以及最大宽度尺寸d2。

根据本申请提供的校准装置103，其中，所述管孔401为圆形孔或正方形孔，所述管孔的预定的朝向为所述位置检测装置304能够检测到所述管孔401的所述最大宽度尺寸d2等于所述最大长度尺寸d1时所述管孔401的朝向，所述校准装置103被配置为：(i)当所述位置检测装置304未检测到所述测风管107的所述管孔401的完整轮廓时，所述控制器404指示所述校准电机301带动所述测风管107以90°的倍数旋转，直至检测到所述管孔401的完整轮廓；(ii)当所述位置检测装置304检测到所述测风管107的所述管孔401的完整轮廓时，所述控制器404确定所述尺寸，并根据公式a＝arccos(d2/d1)计算所述测风管107需要旋转的角度a；(iii)当所述位置检测装置304检测到所述测风管107的所述管孔401的完整轮廓并且所述管孔401的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述测风管107的图像的基准线的左侧时，所述控制器404指示所述校准电机301带动所述测风管107顺时针旋转角度a；(iv)当所述位置检测装置304检测到所述测风管107的所述管孔401的完整轮廓并且所述管孔401的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述测风管107的图像的所述基准线的右侧时，所述控制器404指示所述校准电机301带动所述测风管107逆时针旋转角度a。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本申请进行描述，但是应当理解，在不背离本申请教导的精神和范围和背景下，本申请的风量传感器装配装置可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本申请所公开的实施例中的结构细节，均落入本申请和权利要求的精神和范围内。

Claims (19)

1.一种风量传感器装配装置(100)，所述风量传感器包括安装座(701)和至少一根测风管(107)，所述至少一根测风管(107)上具有管孔(401)，其特征在于：所述风量传感器装配装置(100)包括：

可移动的夹爪(121)，所述夹爪(121)用于夹取所述至少一根测风管(107)；

校准装置(103)，所述校准装置(103)用于检测并调节所述夹爪(121)所夹取的所述测风管(107)的所述管孔(401)的位置，所述校准装置(103)包括旋转部件(302)，所述旋转部件(302)被配置为：

(i)当所述夹爪(121)移至校准位置时，所述旋转部件(302)可以接收所述夹爪(121)所夹取的所述测风管(107)；

(ii)当所述旋转部件(302)释放所述测风管(107)时，所述夹爪(121)能够将所述测风管(107)从所述旋转部件(302)移走；

安装定位装置(105)，所述安装定位装置(105)具有基座(801)，所述基座(801)用于承载所述安装座(701)，所述夹爪(121)被配置为当将所述测风管(107)移动到预定位置时，所述测风管(107)对准所述基座(801)上的安装位置；

驱动装置(104)，所述驱动装置(104)用于驱动在所述预定位置的所述夹爪(121)所夹取的所述测风管(107)，使所述测风管(107)安装到所述安装座(701)中；

控制器(404)，所述校准装置(103)、所述驱动装置(104)、所述安装定位装置(105)以及所述夹爪(121)与所述控制器(404)通信连接；

其中，所述校准装置(103)包括位置检测装置(304)，所述位置检测装置(304)被配置为获取所述夹爪(121)所夹取的所述测风管(107)的图像，所述控制器(404)被配置为根据所述测风管(107)的所述图像确定所述测风管(107)上的所述管孔(401)的尺寸，并根据所述尺寸确定所述测风管(107)需要旋转的角度a，以使得所述测风管(107)的所述管孔(401)能够到达预定的朝向。

2.根据权利要求1所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述风量传感器装配装置(100)还包括：

移动装置(101)，所述夹爪(121)安装在所述移动装置(101)上，所述移动装置(101)被配置为能够带动所述夹爪(121)在水平方向上移动。

3.根据权利要求2所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述移动装置(101)包括：

平行的第一水平导轨(110)和第二水平导轨(111)；

横跨在所述第一水平导轨(110)和第二水平导轨(111)上的横梁(117)，其中，所述横梁(117)能够沿着所述第一水平导轨(110)和所述第二水平导轨(111)往复移动；以及

驱动部件(102)，其中，所述驱动部件(102)连接至所述横梁(117)，并能够沿着所述横梁(117)往复移动；

所述夹爪(121)连接至所述驱动部件(102)。

4.根据权利要求1所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述风量传感器装配装置(100)还包括：

移动装置(101)，所述夹爪(121)安装在所述移动装置(101)上，所述移动装置(101)被配置为能够驱动所述夹爪(121)在竖直方向上移动。

5.根据权利要求3所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述风量传感器装配装置(100)还包括：

底座(106)，所述校准装置(103)、所述驱动装置(104)、以及所述安装定位装置(105)均设置在所述底座(106)上，并且设置在所述第一水平导轨(110)和所述第二水平导轨(111)之间，以及所述横梁(117)下方，所述驱动装置(104)设置在所述安装定位装置(105)的后侧。

6.根据权利要求1所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：

所述旋转部件(302)包括卡盘(303)，所述卡盘(303)能够夹紧所述夹爪(121)所夹取的所述测风管(107)的一端；

所述校准装置(103)还包括校准电机(301)；

其中，所述位置检测装置(304)设置在所述卡盘(303)的上方或所述夹爪(121)的上方，以获取所述卡盘(303)所夹紧的所述测风管(107)的所述管孔(401)的图像，所述校准电机(301)能够根据基于所述管孔(401)的图像所产生的控制信号驱动所述卡盘(303)旋转。

7.根据权利要求1所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述安装定位装置(105)还包括：

装配电机(901)，所述装配电机(901)与所述基座(801)连接，并且能够驱动所述基座(801)旋转；

其中，所述基座(801)具有数个导向槽(802、803)，所述数个导向槽(802、803)中的每个导向槽的近端分别与所述安装座(701)上相应的安装孔(702、703)对齐，所述数个导向槽(802、803)中的每个导向槽的远端用于接收所述至少一根测风管(107)。

8.根据权利要求1所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述位置检测装置(304)为图像采集器(402)。

9.一种用于风量传感器的测风管(107)的装配方法，所述风量传感器包括安装座(701)和至少一根测风管(107)，所述至少一根测风管(107)上具有管孔(401)，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(a)将所述至少一根测风管(107)移动至校准位置；

(b)在校准位置检测并调节所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)的位置，以使得所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)到达预定的朝向，其中，所述在校准位置检测并调节所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)的位置包括：获取所述管孔(401)的图像，并获取所述管孔(401)的所述图像的尺寸，以及根据所述管孔(401)的所述图像的所述尺寸来计算将所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)旋转至所述预定的朝向所需的角度；

(c)保持所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)的预定的朝向，并将所述至少一根测风管(107)从校准位置移动至一预定位置，以使得所述至少一根测风管(107)对准所述安装座(701)上的一个安装孔(702、703)；

(d)保持所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)的预定的朝向，并驱动所述至少一根测风管(107)以将其装配到所述安装座(701)。

10.根据权利要求9所述的用于风量传感器的测风管(107)的装配方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：

(e)旋转所述安装座(701)，重复步骤(a)-(d)，直至所述安装座(701)的所有安装孔(702、703)均装配有一根测风管(107)。

11.根据权利要求9所述的用于风量传感器的测风管(107)的装配方法，其特征在于：所述步骤(b)还包括：

(i)当未检测到所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)的完整轮廓时，将所述至少一根测风管(107)以90°的倍数旋转，直至检测到所述管孔(401)；

(ii)当检测到所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)的完整轮廓时，获取所述管孔(401)的图像，并获取所述管孔(401)的所述图像的尺寸，以及根据所述管孔(401)的所述图像的所述尺寸来计算将所述至少一根测风管(107)的所述管孔(401)旋转至所述预定的朝向所需的角度。

12.根据权利要求11所述的用于风量传感器的测风管(107)的装配方法，其特征在于：

所述尺寸包括所述管孔(401)的所述图像的最大长度尺寸d1以及最大宽度尺寸d2。

13.根据权利要求12所述的用于风量传感器的测风管(107)的装配方法，其中，所述管孔(401)为圆形孔或正方形孔，所述管孔(401)的预定的朝向为所述位置检测装置(304)能够检测到所述管孔(401)的所述最大宽度尺寸d2等于所述最大长度尺寸d1时所述管孔(401)的朝向，其特征在于：

当检测到所述管孔(401)的完整轮廓时，根据公式a＝arccos(d2/d1)计算所述至少一根测风管(107)需要旋转的角度a；

当检测到所述管孔(401)的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述至少一根测风管(107)的图像的基准线的左侧时，将所述至少一根测风管(107)顺时针旋转所述角度a；以及

当检测到所述管孔(401)的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述至少一根测风管(107)的图像的所述基准线的右侧时，将所述至少一根测风管(107)逆时针旋转所述角度a。

14.一种校准装置(103)，用于校准风量传感器的测风管(107)上的管孔(401)的朝向，其特征在于：所述校准装置(103)包括：

位置检测装置(304)；

校准电机(301)；

控制器(404)；以及

旋转部件(302)，所述旋转部件(302)连接至所述校准电机(301)的旋转轴，并用于接收所述测风管(107)的一端；

其中，所述位置检测装置(304)设置在所述旋转部件(302)的上方，以获取接收在所述旋转部件(302)中的所述测风管(107)的图像，所述控制器(404)被配置为能够根据所述测风管(107)的所述图像确定所述测风管(107)上的所述管孔(401)的尺寸，并根据所述尺寸确定所述测风管(107)需要旋转的角度a，从而产生控制信号，所述校准电机(301)被配置为能够根据所述控制信号带动所述旋转部件(302)旋转，以使所述测风管(107)上的所述管孔(401)到达预定的朝向。

15.根据权利要求14所述的校准装置(103)，其特征在于：

所述位置检测装置(304)为图像采集器(402)所述尺寸包括所述管孔(401)的所述图像的最大长度尺寸d1以及最大宽度尺寸d2。

16.根据权利要求15所述的校准装置(103)，其中，所述管孔(401)为圆形孔或正方形孔，所述管孔(401)的预定的朝向为所述位置检测装置(304)能够检测到所述管孔(401)的所述最大宽度尺寸d2等于所述最大长度尺寸d1时所述管孔(401)的朝向，其特征在于：

所述校准装置(103)被配置为：

(i)当所述位置检测装置(304)未检测到所述测风管(107)的所述管孔(401)的完整轮廓时，所述控制器(404)指示所述校准电机(301)带动所述测风管(107)以90°的倍数旋转，直至检测到所述管孔(401)的完整轮廓；

(ii)当所述位置检测装置(304)检测到所述测风管(107)的所述管孔(401)的完整轮廓时，所述控制器(404)确定所述尺寸，并根据公式a＝arccos(d2/d1)计算所述测风管(107)需要旋转的角度a；

(iii)当所述位置检测装置(304)检测到所述测风管(107)的所述管孔(401)的完整轮廓并且所述管孔(401)的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述测风管(107)的图像的基准线的左侧时，所述控制器(404)指示所述校准电机(301)带动所述测风管(107)顺时针旋转角度a；

(iv)当所述位置检测装置(304)检测到所述测风管(107)的所述管孔(401)的完整轮廓并且所述管孔(401)的所述图像的所述最大长度尺寸d1的位置在所述测风管(107)的图像的所述基准线的右侧时，所述控制器(404)指示所述校准电机(301)带动所述测风管(107)逆时针旋转角度a。

17.根据权利要求1所述的风量传感器装配装置(100)，其特征在于：所述旋转部件(302)被配置为能够使得所述测风管(107)旋转，从而使得所述管孔(401)能够到达预定的朝向；并且其中，所述控制器(404)根据公式a＝arccos(d2/d1)确定所述测风管(107)需要旋转的角度a，其中，d1为所述管孔(401)的所述图像的最大长度尺寸，d2为所述管孔(401)的所述图像的最大宽度尺寸。

18.根据权利要求9所述的用于风量传感器的测风管(107)的装配方法，其特征在于：所述在校准位置检测并调节所述至少一根测风管(107) 的所述管孔(401)的位置通过校准装置(103)实现，其中所述校准装置(103)包括位置检测装置(304)和旋转部件(302)。

19.根据权利要求14所述的校准装置(103)，其特征在于：所述校准装置(103)被配置为在将所述测风管(107)安装到所述风量传感器的安装座(701)上之前校准所述测风管(107)上的管孔(401)的朝向。

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