CN114322883A - 传感器安装装置及自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器安装技术领域，具体而言，涉及一种传感器安装装置及自动化设备。传感器安装装置包括固定架、安装板、传感器、调节件和防撞件；固定架上设置有弹性铰链，弹性铰链与安装板固定连接，调节件分别与安装板和固定架配合，调节件能够调节安装板与固定架的间距，且调节件能够调节安装板相对固定架的偏转角度；传感器和防撞件均安装于安装板的背离固定架的一侧；在垂直于安装板的方向，防撞件凸出于传感器。自动化设备包括上述传感器安装装置。本发明提供的传感器安装装置及自动化设备，发生碰撞时，测量靶面受到的伤害较小，且传感器不易损伤，安全性较高；此外，在碰撞后，传感器可自行复位，运行效率较高。

Description

传感器安装装置及自动化设备

技术领域

本发明涉及传感器安装技术领域，具体而言，涉及一种传感器安装装置及自动化设备。

背景技术

随着科学技术的发展，自动化设备尤其是高精密运动平台对于非接触式的高精度传感器的应用越来越广泛。

现有的自动化设备中的传感器安装装置防护性能较差，在测试或运动过程中，传感器与测量靶面之间容易发生硬性碰撞，不但会损坏传感器，而且还会对测量靶面产生一定的损坏，尤其不适用于大行程高速运动的平台。

综上，如何克服现有的自动化设备中的传感器安装装置的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传感器安装装置及自动化设备，以缓解现有技术中自动化设备中的传感器安装装置存在的容易致使传感器和测量靶面损坏的技术问题。

本发明提供的传感器安装装置，包括固定架、安装板、传感器、调节件和防撞件。

所述固定架上设置有弹性铰链，所述弹性铰链与所述安装板固定连接，所述调节件分别与所述安装板和所述固定架配合，所述调节件能够调节所述安装板与所述固定架的间距，且所述调节件能够调节所述安装板相对所述固定架的偏转角度。

所述传感器和所述防撞件均安装于所述安装板的背离所述固定架的一侧；在垂直于所述安装板的方向，所述防撞件凸出于所述传感器。

优选地，作为一种可实施方式，所述固定架与所述安装板之间设置有球槽副，所述球槽副包括具有球形凸面的抵压件、具有球形槽面的槽体和弹性连接件，所述抵压件通过所述弹性连接件与所述固定架配合连接，所述槽体固定于所述安装板，所述抵压件的球形凸面与所述槽体的球形槽面配合。

优选地，作为一种可实施方式，所述固定架上开设有限位槽，所述弹性连接件位于所述限位槽内；

和/或，所述抵压件上开设有盲孔，所述弹性连接件的外端与所述盲孔配合。

优选地，作为一种可实施方式，所述传感器包括第一位移传感器和两个第二位移传感器，所述第一位移传感器与所述球槽副背对设置，两个所述第二位移传感器分别位于所述球槽副的相对的两侧。

优选地，作为一种可实施方式，所述固定架的朝向所述安装板的一侧设置有多个卡爪，所述安装板为矩形板，多个所述卡爪环绕在所述安装板的其中三侧。

各个所述卡爪均具有折弯部，所述折弯部与所述安装板的背对所述固定架的一侧相对，所述折弯部上开设有螺纹孔，所述调节件为第一螺纹连接件，所述第一螺纹连接件与所述螺纹孔配合，且所述第一螺纹连接件的端部用于与所述安装板抵接。

优选地，作为一种可实施方式，所述卡爪为三个，分别为第一卡爪、第二卡爪和第三卡爪，所述安装板具有第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边的两端分别与所述第二侧边和所述第三侧边相接，所述第一卡爪靠近所述第一侧边的中间部位，所述第二卡爪靠近所述第二侧边的背离所述第一侧边的一端，所述第三卡爪靠近所述第三侧边的背离所述第一侧边的一端。

优选地，作为一种可实施方式，所述弹性铰链包括弹片和凸块，所述固定架上开设有窗口，所述弹片和所述凸块均位于所述窗口内；所述弹片的一端与所述固定架相连，所述弹片的另一端悬空并与所述凸块相连，所述凸块凸出于所述固定架的朝向所述安装板的面，所述凸块与所述安装板固定连接。

优选地，作为一种可实施方式，所述凸块与所述安装板通过第二螺纹连接件固定连接；

和/或，所述弹片、所述凸块和所述固定架为一体成型结构。

优选地，作为一种可实施方式，所述防撞件为多个，且多个所述防撞件环绕在所述传感器的周侧。

本发明提供的自动化设备，包括上述传感器安装装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的传感器安装装置，弹性铰链能够对安装有传感器的安装板形成一定的弹性限位，从而，弹性铰链不但能够对安装板形成一定的支撑，而且允许安装板相对固定架发生一定程度的移动和偏转。

其中，调节件可调节安装板与固定架的间距到目标间距，即安装板可相对固定架沿垂直于自身板面的方向移动；此外，调节件还可调节安装板相对固定架的偏转角度，即安装板可相对固定件绕安装板的两个平行于自身板面且相互垂直的轴线转动，也就是说，本发明提供的传感器安装装置，能够实现传感器的平面位姿自由度的调整。

在测试或运动过程中发生碰撞时，较为凸出的防撞件会与测量靶面接触碰撞，在防撞件被测量靶面撞击后，安装板会朝远离测量靶面的方向移动，并压迫弹性铰链，弹性铰链在被压迫后会发生弹性形变，以适应安装板的移动，在此过程中，防撞件会跟随安装板远离测量靶面，使得碰撞得到缓冲，减小了对测量靶面的伤害；此外，防撞件的存在，使得传感器不易与测量靶面接触，从而，传感器在碰撞过程中基本不会发生损伤，对传感器起到了良好的保护作用，延长了传感器的使用寿命，安全性较高。

当测量靶面脱离防撞件后，安装板会在弹性铰链的弹性复位力的作用下复位，即碰撞结束后，传感器可自行复位，无需人为介入，运行效率较高。

本发明提供的自动化设备，因具有上述传感器安装装置，故具有上述传感器安装装置的所有优点，发生碰撞时，测量靶面受到的伤害较小，且传感器不易损伤，安全性较高；此外，在碰撞后，传感器可自行复位，运行效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的传感器安装装置的原理图；

图2为本发明实施例提供的传感器安装装置的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的传感器安装装置的爆炸图。

附图标记说明：

100-固定架；110-弹性铰链；111-弹片；112-凸块；120-限位槽；130-卡爪；131-折弯部；

200-安装板；

300-调节件；

400-防撞件；

500-球槽副；510-抵压件；520-槽体；530-弹性连接件；

600-第一位移传感器；

700-第二位移传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1-图3，本实施例提供了一种传感器安装装置，其包括固定架100、安装板200、传感器、调节件300和防撞件400；固定架100上设置有弹性铰链110，弹性铰链110与安装板200固定连接，调节件300分别与安装板200和固定架100配合，调节件300能够调节安装板200与固定架100的间距，且调节件300能够调节安装板200相对固定架100的偏转角度；传感器和防撞件400均安装于安装板200的背离固定架100的一侧；在垂直于安装板200的方向，防撞件400凸出于传感器。

本实施例提供的传感器安装装置，弹性铰链110能够对安装有传感器的安装板200形成一定的弹性限位，从而，弹性铰链110不但能够对安装板200形成一定的支撑，而且允许安装板200相对固定架100发生一定程度的移动和偏转。

其中，调节件300可调节安装板200与固定架100的间距到目标间距，即安装板200可相对固定架100沿垂直于自身板面的方向移动；此外，调节件300还可调节安装板200相对固定架100的偏转角度，即安装板200可相对固定件100绕安装板200的两个平行于自身板面且相互垂直的轴线转动，也就是说，本实施例提供的传感器安装装置，能够实现传感器的平面位姿自由度的调整。

在测试或运动过程中发生碰撞时，较为凸出的防撞件400会与测量靶面接触碰撞，在防撞件400被测量靶面撞击后，安装板200会朝远离测量靶面的方向移动，并压迫弹性铰链110，弹性铰链110在被压迫后会发生弹性形变，以适应安装板200的移动，在此过程中，防撞件400会跟随安装板200远离测量靶面，使得碰撞得到缓冲，减小了对测量靶面的伤害；此外，防撞件400的存在，使得传感器不易与测量靶面接触，从而，传感器在碰撞过程中基本不会发生损伤，对传感器起到了良好的保护作用，延长了传感器的使用寿命，安全性较高。

当测量靶面脱离防撞件400后，安装板200会在弹性铰链110的弹性复位力的作用下复位，即碰撞结束后，传感器可自行复位，无需人为介入，运行效率较高。

在固定架100与安装板200之间可设置球槽副500，该球槽副500具体可包括具有球形凸面的抵压件510、具有球形槽面的槽体520和弹性连接件530，其中，具有球形凸面的抵压件510可通过弹性连接件530与固定架100配合连接，具有球形槽面的槽体520可固定于安装板200，将抵压件510的球形凸面与槽体520的球形槽面配合，便可发挥球槽副500的功能，安装板200可绕球槽副500偏转，从而，安装板200的稳定性较强；与此同时，可通过弹性连接件530的弹性形变实现安装板200的平移，满足安装板200平移的需求。

优选地，可在固定架100上开设限位槽120，将弹性连接件530安装到该限位槽120内，从而，限位槽120便可实现对弹性连接件530的限位，弹性连接件530不易发生折弯，可靠性较强，而且，当需要拆卸时，直接将弹性连接件530从限位槽120内取出即可，非常方便。

相应地，可在具有球形凸面的抵压件510上开设盲孔，将弹性连接件530的外端与该盲孔配合，从而，盲孔便可实现对弹性连接件530的限位，弹性连接件530更加不易折弯，而且当需要拆卸时，直接将弹性连接件530从盲孔内取出即可，非常方便。

上述抵压件510优选为柱体，便于实现柱体与限位槽120的配合。

如图2所示，将平行于安装板200的两个相互垂直的轴分别定义为X轴和Y轴，将垂直于安装板200的轴定义为Z轴；在具有球槽副500的基础上，可将传感器做如下布局：

将传感器设置为三个，分别为一个第一位移传感器600和两个第二位移传感器700，将第一位移传感器600与球槽副500背对设置，并将两个第二位移传感器700沿X轴方向分别设置球槽副500的相对的两侧，如此，便可利用第一位移传感器600测量X向位移，利用两个第二位移传感器700测量Z向位移，可通过分析两个第二位移传感器700测量得到的Z向位移，得到R_Y的转角。

上述设置，不但便于控制，而且测量结构精确，当然，不局限于上述传感器的布局方式，其他可实现测量目的的传感器布局方式均属本发明的保护范围。

具体地，安装板200可选择设置为矩形，在固定架100的朝向安装板200的一侧可设置多个卡爪130，将多个卡爪130环绕在安装板200的其中三侧，如此，安装板200便可从未设置卡爪130的一侧插入到多个卡爪130包围的区域。

上述各个卡爪130均具有折弯部131，将折弯部131与安装板200的背对固定架100的一侧相对，并在折弯部131上开设螺纹孔，相应地，将上述调节件300设置为第一螺纹连接件，将第一螺纹连接件与螺纹孔配合，第一螺纹连接件的端部从螺纹孔穿出后，可与安装板200抵接，如此，在第一螺纹连接件和弹性铰链110的共同作用下，安装板200能够被平稳锁定，当然，增加球槽副500，会进一步提高安装板200的平稳性。

需要说明的是，可通过调节第一螺纹连接件拧入螺纹孔的深度，来实现安装板200的平移和偏转。

优选地，可将上述卡爪130设置为三个，将三个卡爪130分别定义为第一卡爪、第二卡爪和第三卡爪，相应地，将矩形安装板200的其中三个侧边分别定义为第一侧边、第二侧边和第三侧边，将第一侧边的两端分别与第二侧边和第三侧边相接，即第二侧边与第三侧边相对，将第一卡爪设置在靠近第一侧边的中间部位的位置，将第二卡爪设置在靠近第二侧边的背离第一侧边的一端，并将第三卡爪设置在靠近第三侧边的背离第一侧边的一端，如此，可利用较少的卡爪，实现对安装板200的可靠锁定以及平稳调节，操作起来也较为容易。

优选地，在上述弹性铰链110的具体结构中可设置弹片111和凸块112，相应地，在固定架100上设置窗口，将弹片111和凸块112均设于窗口内；将弹片111的一端与固定架100相连，并将弹片111的另一端悬空设置并与凸块112相连，将凸块112凸出于固定架100的朝向安装板200的面，并将凸块112与安装板200固定连接，当安装板200朝向固定架100移动时，会推动凸块112同步移动，弹片111在窗口内适应性形变，如此，便可实现弹性铰链110对安装板200的支撑效果及可复位性。

优选地，可将凸块112与安装板200通过第二螺纹连接件固定连接，不但可保证良好的连接可靠性，而且还能实现安装板200的拆卸。

可将弹片111、凸块112和固定架100设置为一体成型结构，便于保证良好的结构强度。

具体地，弹片111可通过在固定架100上切割形成，即可在固定架100上沿矩形的三个边切开。

优选地，可将防撞件400设置为多个，并将多个防撞件400环绕在传感器的周侧，如此，防撞件400便可更好地保护传感器，使传感器免于碰撞。

本实施例还提供了一种自动化设备，其具有上述传感器安装装置。

因此，本实施例提供的自动化设备，具有上述传感器安装装置的所有优点，发生碰撞时，测量靶面受到的伤害较小，且传感器不易损伤，安全性较高；此外，在碰撞后，传感器可自行复位，运行效率较高。

综上所述，本发明实施例公开了一种传感器安装装置及自动化设备，其克服了传统的自动化设备中的传感器安装装置的诸多技术缺陷。本发明实施例提供的传感器安装装置及自动化设备，发生碰撞时，测量靶面受到的伤害较小，且传感器不易损伤，安全性较高；此外，在碰撞后，传感器可自行复位，运行效率较高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种传感器安装装置，其特征在于，包括固定架(100)、安装板(200)、传感器、调节件(300)和防撞件(400)；

所述固定架(100)上设置有弹性铰链(110)，所述弹性铰链(110)与所述安装板(200)固定连接，所述调节件(300)分别与所述安装板(200)和所述固定架(100)配合，所述调节件(300)能够调节所述安装板(200)与所述固定架(100)的间距，且所述调节件(300)能够调节所述安装板(200)相对所述固定架(100)的偏转角度；

所述传感器和所述防撞件(400)均安装于所述安装板(200)的背离所述固定架(100)的一侧；在垂直于所述安装板(200)的方向，所述防撞件(400)凸出于所述传感器。

2.根据权利要求1所述的传感器安装装置，其特征在于，所述固定架(100)与所述安装板(200)之间设置有球槽副(500)，所述球槽副(500)包括具有球形凸面的抵压件(510)、具有球形槽面的槽体(520)和弹性连接件(530)，所述抵压件(510)通过所述弹性连接件(530)与所述固定架(100)配合连接，所述槽体(520)固定于所述安装板(200)，所述抵压件(510)的球形凸面与所述槽体(520)的球形槽面配合。

3.根据权利要求2所述的传感器安装装置，其特征在于，所述固定架(100)上开设有限位槽(120)，所述弹性连接件(530)位于所述限位槽(120)内；

和/或，所述抵压件(510)上开设有盲孔，所述弹性连接件(530)的外端与所述盲孔配合。

4.根据权利要求2所述的传感器安装装置，其特征在于，所述传感器包括第一位移传感器(600)和两个第二位移传感器(700)，所述第一位移传感器(600)与所述球槽副(500)背对设置，两个所述第二位移传感器(700)分别位于所述球槽副(500)的相对的两侧。

5.根据权利要求1-4任一项所述的传感器安装装置，其特征在于，所述固定架(100)的朝向所述安装板(200)的一侧设置有多个卡爪(130)，所述安装板(200)为矩形板，多个所述卡爪(130)环绕在所述安装板(200)的其中三侧；

各个所述卡爪(130)均具有折弯部(131)，所述折弯部(131)与所述安装板(200)的背对所述固定架(100)的一侧相对，所述折弯部(131)上开设有螺纹孔，所述调节件(300)为第一螺纹连接件，所述第一螺纹连接件与所述螺纹孔配合，且所述第一螺纹连接件的端部用于与所述安装板(200)抵接。

6.根据权利要求5所述的传感器安装装置，其特征在于，所述卡爪(130)为三个，分别为第一卡爪、第二卡爪和第三卡爪，所述安装板(200)具有第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边的两端分别与所述第二侧边和所述第三侧边相接，所述第一卡爪靠近所述第一侧边的中间部位，所述第二卡爪靠近所述第二侧边的背离所述第一侧边的一端，所述第三卡爪靠近所述第三侧边的背离所述第一侧边的一端。

7.根据权利要求1-4任一项所述的传感器安装装置，其特征在于，所述弹性铰链(110)包括弹片(111)和凸块(112)，所述固定架(100)上开设有窗口，所述弹片(111)和所述凸块(112)均位于所述窗口内；所述弹片(111)的一端与所述固定架(100)相连，所述弹片(111)的另一端悬空并与所述凸块(112)相连，所述凸块(112)凸出于所述固定架(100)的朝向所述安装板(200)的面，所述凸块(112)与所述安装板(200)固定连接。

8.根据权利要求7所述的传感器安装装置，其特征在于，所述凸块(112)与所述安装板(200)通过第二螺纹连接件固定连接；

和/或，所述弹片(111)、所述凸块(112)和所述固定架(100)为一体成型结构。

9.根据权利要求1-4任一项所述的传感器安装装置，其特征在于，所述防撞件(400)为多个，且多个所述防撞件(400)环绕在所述传感器的周侧。

10.一种自动化设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的传感器安装装置。

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