CN114345648A - 一种关节运动传感器的贴片设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种关节运动传感器的贴片设备，属于传感器技术领域。它解决了现有的转盘式传感器双面贴片设备的翻转形式不佳的问题。本贴片设备包括用于装夹工件并将工件间隙性圆周运输的工位切换部件和用于对工件进行各项加工作业的若干加工部件，这些加工部件环绕工位切换部件圆周均匀排布。与现有技术相比，本贴片设备在翻面过程不需要额外占据工位，并且转盘能够自动完成间歇性的工位切换，效率快连贯性好。

Description

一种关节运动传感器的贴片设备

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种关节运动传感器的贴片设备。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的种类和应用场景都多种多样，其中一种应用方式是将它设置在护膝上，用于监测人体的关节在运动过程中的各方面指数。

目前，关节运动传感器的通过设备来完成装配过程中，为了节省设备的占用空间并且缩减输送程序，多为采用转盘式输送形式，可以参考专利号为CN201711402796.3、专利名称为一种压力传感器自动贴片生产线的中国发明专利，该文献中记载传感器装配设备的就采用了比较典型的转盘式输送形式，它将工件固定在转盘上，然后转盘转动的过程中依次经过多个加工装置，并分别在每个加工装置的位置处停滞然后完成加工，当一轮作业完成后，再通过翻转装置将工件进行翻转，进行反向面的新一轮加工。

申请人在设计类似于以上文献中的转盘类传感器加工部件时，发现了两个问题:

一是该设备的翻转装置采取的是机械手形式，每次使用时都需要机械手依次进行伸出、夹持、翻转、松放这四道工作，工作过程过于复杂，有待优化，而且它在翻面的过程中也需要使工件先停滞下来，处于一个静态状态下才能完成作业，所以翻转装置也就需要和其它加工装置一样占据一个位置，倘若在工件周转一周后在继续转动送料的过程中就能自动完成翻转，在动态输送过程中自动翻转，那么这个翻转装置就可以被简化掉，不再占据整体设备的一份位置。

二是该设备的转盘在完成间歇转动运动的方式实现过程困难，除非是采用具有准确定位驱动能力的控制器配合数控电机，否则难易实现每个工位切换过程的精准定位和全自动化，对此申请人认为转盘的驱动形式还有待优化。

发明内容

本发明的目的是针对现有的转盘式传感器双面贴片设备的翻转形式不佳的问题，而提出的一种关节运动传感器的贴片设备。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种关节运动传感器的贴片设备，包括用于装夹工件并将工件间隙性圆周运输的工位切换部件和用于对工件进行各项加工作业的若干加工部件，这些加工部件环绕工位切换部件圆周均匀排布，其特征在于：所述的工位切换部件包括切换支架体和转动设置在切换支架体上的切换转盘，切换转盘圆周均匀设置有若干夹具，切换转盘与切换支架体之间设有使切换转盘完成周期性间歇周转的周期切换机构；所述的切换转盘内固定设有与夹具数量一致的翻转驱动元件，切换转盘上开设有与夹具数量一致的翻转缺口，多个夹具一一对应并通过转轴转动设置在相应的翻转缺口内，多个翻转驱动元件的输出端一一对应与相应的夹具的转轴对接，翻转驱动元件向外延伸设有两个连接头，当两个连接头形成通路时翻转驱动元件进行工作，切换支架体上设有绝缘材质制成的翻转支架体，翻转支架体上设有导电材质制成的弧形导杆，当翻转驱动元件经过时，两个连接头会与弧形导杆触碰对接并形成通路，在翻转驱动元件随着切换转盘持续转动的过程中，两个连接头与弧形导杆的接触时间能使翻转驱动元件带动转动翻转180°，夹具具有上下通透的夹持口，工件夹持在夹具的夹持口上后其上下表面分别裸露在夹具的夹持口上下面。

在上述的一种关节运动传感器的贴片设备中，所述的翻转驱动元件包括电机、电池和变速器，电机的输出轴经过变速器的变速后再与转轴对接，电池的两端电线向外延伸形成了上述两个连接头，电机处于电池所在的线路中，当两个连接头接通后电机和电池所在的线路完成通路。

在上述的一种关节运动传感器的贴片设备中，所述的周期切换机构包括固定设置在切换支架体上的主动限位轴套和从动限位轴套、固定设置在切换转盘底部的从动转盘、垂直固定设置在从动转盘的盘心位置且转动设置在从动限位轴套内的从动转轴、转动设置在主动限位轴套内且端部垂直固定设有主动转盘的主动转轴、固定设置在切换支架体上并用于驱动主动转轴进行转动的切换驱动元件。

在上述的一种关节运动传感器的贴片设备中，所述的主动转轴和从动转轴相互平行，从动转盘上垂直固定设有若干与冷挤压装置数量相同的定位体，定位体呈圆周均匀间隔分布在从动转盘上，主动转盘的外圈边沿垂直设有一圈限位开环，限位开环的两端形成缺口，限位环与主动转盘的盘面之间形成内腔，缺口与内腔连通，主动转盘上朝向内腔的一侧中心还垂向固定设有轴杆，轴杆上垂直固定设有拨杆，拨杆的外端朝向缺口且处于限位开环的两侧之间；当缺口的朝向方向没有任何定位体时：其中会有一个定位体在内腔中并位于主动转轴和从动转轴所在的平面内，处于该定位体相邻两侧的另外两个定位体贴在限位开环的外圈；当缺口的朝向方向从没有任何定位体偏转至朝向方向具有定位体后：拨杆随着主动转盘转动将会拨动到原先处于上述平面内的定位体，使该定位体带动从动转盘偏转，直到拨杆与该定位体分离后与该定位体相邻的另一个定位体将会移动至处于上述平面内的位置。

在上述的一种关节运动传感器的贴片设备中，所述的加工部件包括固定胶涂刷装置、应变计贴覆装置、弹膜片贴片装置、覆盖膜贴合装置、挤压装置。

与现有技术相比，本贴片设备在翻面过程不需要额外占据工位，并且转盘能够自动完成间歇性的工位切换，效率快连贯性好。

附图说明

图1是周期切换机构的结构原理示意图；

图2是周期切换机构在隐藏从动转盘后，缺口还没朝向定位体时但即将朝向定位体时的结构示意图；

图3是周期切换机构在隐藏从动转盘后，缺口朝向定位体后但拨杆还未触碰到定位体时的结构示意图；

图4是周期切换机构在隐藏从动转盘后，缺口朝向定位体后且拨杆已经触碰到定位体以带动从动转盘进行转动过程中的结构示意图；

图5是周期切换机构在隐藏从动转盘后，缺口朝向定位体后且已经与上一个触碰到的定位体脱离后的结构示意图；

图6是周期切换机构在隐藏从动转盘后，缺口已经经过朝向定位体的方向后的结构示意图；

图7是工位切换部件的结构原理示意图；

图8是工位切换部件与各个加工部件位置关系的结构简图；

图9是工件的翻面作业采用原理的结构简图；

图中，1、主动限位轴套；2、从动限位轴套；3、从动转盘；4、主动转盘；5、从动转轴；6、主动转轴；7、定位体；8、限位开环；9、缺口；10、内腔；11、轴杆；12、拨杆；13、引导弧；14、倾斜面；15、切换支架体；16、切换转盘；17、加工部件；18、夹具；19、连接头；20、弧形导杆；21、夹持口。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图8所示，本关节运动传感器的贴片设备包括用于装夹工件并将工件间隙性圆周运输的工位切换部件和用于对工件(指传感器)进行各项加工作业的若干加工部件17，这些加工部件17环绕工位切换部件圆周均匀排布，工位切换部件包括切换支架体15和转动设置在切换支架体15的切换转盘16，切换转盘16圆周均匀设置有若干夹具18，切换转盘16与切换支架体15之间设有使切换转盘16完成周期性间歇周转的周期切换机构。

加工部件17包括固定胶涂刷装置、应变计贴覆装置、弹膜片贴片装置、覆盖膜贴合装置、挤压装置等等，它们的功能和原理可参考CN201711402796.3中公开的技术。

为了保证操作员能够进行上料和卸料，出了上面提到的各个装置要占据一个工位以外，必要还需要预留一个用于上料、卸料的操作工位，这个操作工位与各个装置之间同样形成圆周的排布。

本发明要解决的第一个问题，就是如何实现在切换转盘16进行运动的途中自动将工件的背面翻到上面等待加工，而不需要特意让切换转盘16停滞下来来进行翻面工作，这样可以节省翻转机构所需要占据的一个工位。

如图9所示，切换转盘16内固定设有与夹具18数量一致的翻转驱动元件，切换转盘16上开设有与夹具18数量一致的翻转缺口，多个夹具18一一对应并通过转轴转动设置在相应的翻转缺口内，多个翻转驱动元件的输出端一一对应与相应的夹具18的转轴对接，翻转驱动元件向外延伸设有两个连接头19，当两个连接头19形成通路时翻转驱动元件进行工作，切换支架体上设有绝缘材质制成的翻转支架体，翻转支架体上设有导电材质制成的弧形导杆20，当翻转驱动元件经过时，两个连接头19会与弧形导杆20触碰对接并形成通路，在翻转驱动元件随着切换转盘16持续转动的过程中，两个连接头19与弧形导杆20的接触时间能使翻转驱动元件带动转动翻转180°，夹具18具有上下通透的夹持口21，工件夹持在夹具18的夹持口21上后其上下表面分别裸露在夹具18的夹持口21上下面。

翻转驱动元件由电机、电池、变速器构成，电机的输出轴经过变速器的变速后再与转轴对接，电池的两端电线向外延伸形成了两个连接头19，电机处于电池所在的线路中，所以当两个连接头19接通后电机和电池所在的线路就会完成通路，电机工作的过程中就会带动转轴旋转，也就是带着夹具18进行翻转。

翻转驱动元件在这个过程中并不需要处于停滞状态，而是随着切换转盘16持续转动，因为弧形导杆20具有一定的长度，所以两个连接头19会在运动途中持续与弧形导杆20对接，计算好它们对接的总时长，并调整好变速器输出的转速，保证两个连接头19在经过弧形导杆20的过程中，恰好转轴能够翻转180°，那么夹具18也就会恰好翻过来，然后，我们再采用这种具有上下通透夹持口21的夹具18，并将工件装夹在夹持口21上，那么随着夹具18翻转一面后，工件的背面也就会朝上设置。

而弧形导杆20固定的位置必然就是最后一道加工部件17所在的工位之后、操作工位之前，当工件完成正面的最后一道加工工序后，在运输到操作工位之前就会自动地完成翻面，然后操作员不对其进行任何操作，就会进入反面加工的新一轮工序。

本发明要解决的第二个重要问题，就是如何将装夹在夹具18上的工件进行自动性的周期间歇切换，采用了周期切换机构来完成。

如图1所示，周期切换机构包括固定设置在切换支架体15上的主动限位轴套1和从动限位轴套2、固定设置在切换转盘16底部的从动转盘3、垂直固定设置在从动转盘3的盘心位置且转动设置在从动限位轴套2内的从动转轴5、转动设置在主动限位轴套1内且端部垂直固定设有主动转盘4的主动转轴6、固定设置在切换支架体15上并用于驱动主动转轴6进行转动的切换驱动元件；

主动转轴6和从动转轴5相互平行，从动转盘3上垂直固定设有若干与冷挤压装置数量相同的定位体7，定位体7呈圆周均匀间隔分布在从动转盘3上，主动转盘4的外圈边沿垂直设有一圈限位开环8，限位开环8的两端形成缺口9，限位环与主动转盘4的盘面之间形成内腔10，缺口9与内腔10连通，主动转盘4上朝向内腔10的一侧中心还垂向固定设有轴杆11，轴杆11上垂直固定设有拨杆12，拨杆12的外端朝向缺口9且处于限位开环8的两侧之间；

当缺口9的朝向方向没有任何定位体7时：其中会有一个定位体7在内腔10中并位于主动转轴6和从动转轴5所在的平面内，处于该定位体7相邻两侧的另外两个定位体7贴在限位开环8的外圈；

当缺口9的朝向方向从没有任何定位体7偏转至朝向方向具有定位体7后：拨杆12随着主动转盘4转动将会拨动到原先处于上述平面内的定位体7，使该定位体7带动从动转盘3偏转，直到拨杆12与该定位体7分离后与该定位体7相邻的另一个定位体7将会移动至处于上述平面内的位置；

限位开环8的一处边缘设有用于挤压定位体7的引导弧13，使从内腔10中被拨杆12拨动到内腔10边界的定位体7被挤压到内腔10外侧；

拨杆12的端部用于拨动定位体7都一侧具有倾斜面14。

以下从图2～6作为一次切换工位过程中的连续性不同状态来表述周期切换机构是如何完成工位切换的，为了观察清楚，将这些图中的从动转盘3隐藏(这样才能看清各个定位体7的位置关系)。

主动转盘4在切换驱动元件的作用下进行顺时针转动。

先从图2开始，这个情况下，缺口9还没有朝向任何定位体7，所以此时主动转盘4继续转动并不会带动从动转盘3的转动，也就是处于主动转盘4上方的切换转盘16也是静止不动的，在这个状态下，b号标定位体7和d号标定位体7贴在限位开环8的两侧形成定位作用，“会有一个定位体7在内腔10中并位于主动转轴6和从动转轴5所在的平面内”在这个情况下指的是c号标定位体7；

再看图3，随着主动转盘4的进一步转动后，缺口9已经朝向了b号标定位体7，也就是b号标定位体7的逆时针移动方向不会再受到限位开环8的阻碍，如果从动转盘3逆时针转动后，b号标定位体7是可以从缺口9进入内腔10的；

接着看图4，既然b号标定位体7之前就已经具备了不受阻碍从缺口9进入内腔10的能力，那么此时拨杆12拨动到c号标定位体7，就会使得从动转盘3转动，所有定位体7都会进行逆时针转动，b号标定位体7也不例外，它顺利地从缺口9进入了内腔10中，而c号标定位体7被拨动后悔逐渐移动到内腔10边缘；

然后看图5，此时c号标定位体7以及到了内腔10的边缘，并且因为缺口9也在一直改变方向，所以c号标定位体7的一部分已经通过缺口9移出到内腔10的外侧，同时拨杆12也不再对c号标定位体7进行拨动作用，这时还未完成精准的定位效果；

最后看图6，最后一步就是用来完成定位效果的，继续随着主动转盘4转动，限位开环8边缘的引导弧13就会挤压到c号标定位体7，将c号标定位体7完全挤压到内腔10的外侧并贴在限位开环8外侧上，此时a号标定位体7和c号标定位体7贴在限位开环8的两侧形成定位作用，“会有一个定位体7在内腔10中并位于主动转轴6和从动转轴5所在的平面内”在这个情况下就变成了b号标定位体7；

接着就会以上述步骤形成周期循环，从图6开始途径图2再到图3直图4之前，从动转盘3都是静止不动的(并且因为两个定位体7贴在限位开环8能够获得良好的定位效果和稳固效果)，那么这个时间段，就是用于完成各个冷挤压装置的冷挤压工艺以及机械手的夹放料的过程，而其它的时间段就是机械手夹着料临时停滞在上方然后进行工位切换的过程。

本发明的附图1～7，是为了能够直观的体现该周期切换机构的工作过程原理，所以将尺寸调整并将不必要的多余零件删减后获得的简图，而实际应用过程中，各个部件的尺寸都和图中有较大差别，实际上缺口9的横跨弧度是比较小的，而本发明只为了便于观察体现出这种原理和工作过程，特意将缺口9绘制得较大化。

应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种关节运动传感器的贴片设备，包括用于装夹工件并将工件间隙性圆周运输的工位切换部件和用于对工件进行各项加工作业的若干加工部件(17)，这些加工部件(17)环绕工位切换部件圆周均匀排布，其特征在于：所述的工位切换装置包括切换支架体(15)和转动设置在切换支架体(15)的切换转盘(16)，切换转盘(16)圆周均匀设置有若干夹具(18)，多个冷挤压装置以圆周均匀间隔的形式分布在切换转盘(16)上，切换转盘(16)与切换支架体(15)之间设有使切换转盘(16)完成周期性间歇周转的周期切换机构；所述的切换转盘(16)内固定设有与夹具(18)数量一致的翻转驱动元件，切换转盘(16)上开设有与夹具(18)数量一致的翻转缺口，多个夹具(18)一一对应并通过转轴转动设置在相应的翻转缺口内，多个翻转驱动元件的输出端一一对应与相应的夹具(18)的转轴对接，翻转驱动元件向外延伸设有两个连接头(19)，当两个连接头(19)形成通路时翻转驱动元件进行工作，切换支架体上设有绝缘材质制成的翻转支架体，翻转支架体上设有导电材质制成的弧形导杆(20)，当翻转驱动元件经过时，两个连接头(19)会与弧形导杆(20)触碰对接并形成通路，在翻转驱动元件随着切换转盘(16)持续转动的过程中，两个连接头(19)与弧形导杆(20)的接触时间能使翻转驱动元件带动转动翻转180°，夹具(18)具有上下通透的夹持口(21)，工件夹持在夹具(18)的夹持口(21)上后其上下表面分别裸露在夹具(18)的夹持口(21)上下面。

2.根据权利要求1所述的一种关节运动传感器的贴片设备，其特征在于：所述的翻转驱动元件包括电机、电池和变速器，电机的输出轴经过变速器的变速后再与转轴对接，电池的两端电线向外延伸形成了上述两个连接头(19)，电机处于电池所在的线路中，当两个连接头(19)接通后电机和电池所在的线路完成通路。

3.根据权利要求1所述的一种关节运动传感器的贴片设备，其特征在于：所述的周期切换机构包括固定设置在切换支架体(15)上的主动限位轴套(1)和从动限位轴套(2)、固定设置在切换转盘(16)底部的从动转盘(3)、垂直固定设置在从动转盘(3)的盘心位置且转动设置在从动限位轴套(2)内的从动转轴(5)、转动设置在主动限位轴套(1)内且端部垂直固定设有主动转盘(4)的主动转轴(6)、固定设置在切换支架体(15)上并用于驱动主动转轴(6)进行转动的切换驱动元件。

4.根据权利要求3所述的一种关节运动传感器的贴片设备，其特征在于：所述的主动转轴(6)和从动转轴(5)相互平行，从动转盘(3)上垂直固定设有若干与冷挤压装置数量相同的定位体(7)，定位体(7)呈圆周均匀间隔分布在从动转盘(3)上，主动转盘(4)的外圈边沿垂直设有一圈限位开环(8)，限位开环(8)的两端形成缺口(9)，限位环与主动转盘(4)的盘面之间形成内腔(10)，缺口(9)与内腔(10)连通，主动转盘(4)上朝向内腔(10)的一侧中心还垂向固定设有轴杆(11)，轴杆(11)上垂直固定设有拨杆(12)，拨杆(12)的外端朝向缺口(9)且处于限位开环(8)的两侧之间；当缺口(9)的朝向方向没有任何定位体(7)时：其中会有一个定位体(7)在内腔(10)中并位于主动转轴(6)和从动转轴(5)所在的平面内，处于该定位体(7)相邻两侧的另外两个定位体(7)贴在限位开环(8)的外圈；当缺口(9)的朝向方向从没有任何定位体(7)偏转至朝向方向具有定位体(7)后：拨杆(12)随着主动转盘(4)转动将会拨动到原先处于上述平面内的定位体(7)，使该定位体(7)带动从动转盘(3)偏转，直到拨杆(12)与该定位体(7)分离后与该定位体(7)相邻的另一个定位体(7)将会移动至处于上述平面内的位置。

5.根据权利要求1～4中任意一条所述的一种关节运动传感器的贴片设备，其特征在于：所述的加工部件(17)包括固定胶涂刷装置、应变计贴覆装置、弹膜片贴片装置、覆盖膜贴合装置、挤压装置。

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