CN115366464A - 双向感知的保压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双向感知的保压装置，包括施压机构、顶升机构、第一压力传感器和第二压力传感器，顶升机构设置在被保压工件的下方，用于顶升和支撑被保压工件；施压机构设置在被保压工件的上方，用于对被保压工件施加压力并保持压力；多个第一压力传感器均匀遍布在施压机构和被保压工件之间且与施压机构固定连接，用于检测被保压工件的受力；多个第二压力传感器设置在顶升机构与被保压工件之间且与顶升机构固定连接或设置在顶升机构内部，用于检测被保压工件保压过程中的压力变化。本发明能实时准确地监控被保压工件在保压过程中是否发生位移、倾斜以及被保压工件的各个保压区域是否受力均匀，保压效果好，提高被保压工件的质量。

Description

双向感知的保压装置

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，更加具体来说，本发明涉及一种双向感知的保压装置。

背景技术

保压是一种很常见的强化两个工件粘合度的生产工序，例如在显示行业生产过程中，在粘贴玻璃与中壳后，需要对它们施加持续一定时间的特定的压力，使玻璃与中壳粘合得更加紧密，确保未来使用过程中玻璃不会脱落。目前保压方式主要分为：

第一种，人工保压。人工保压无法保证压力均匀性，随着保压工件尺寸逐步增大，需要的保压人员越来越多，亟需机器取代人工以节省成本，提升质量。

第二种，自动保压设备。目前的自动保压设备无法全面地感知被保压工件是否发生移动、倾斜以及是否受力均匀，被保压工件如果发生偏移，会造成虚压的情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明创新地提供了一种双向感知的保压装置，在被保压工件上方和下方均设置压力传感器，能实时准确地监控被保压工件在保压过程中是否发生位移、倾斜以及被保压工件的各个保压区域是否受力均匀，结构简单且保压效果好，提高被保压工件的质量。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种双向感知的保压装置，包括施压机构、顶升机构、第一压力传感器和第二压力传感器，

所述顶升机构设置在所述被保压工件的下方，用于顶升和支撑所述被保压工件；

所述施压机构设置在所述被保压工件的上方，用于对所述支承机构承载的被保压工件施加压力并保持压力；

多个所述第一压力传感器均匀遍布在所述施压机构和所述被保压工件之间且与所述施压机构固定连接，用于检测所述被保压工件的受力；

多个所述第二压力传感器设置在所述顶升机构与所述被保压工件之间且与所述顶升机构固定连接或设置在或所述顶升机构内部，用于检测被保压工件保压过程中的压力变化。

进一步地，还包括支承机构，所述支承机构支承在被保压工件的下方四周，用于承载所述被保压工件。

进一步地，所述施压机构包括施压运动机构和施压头，所述施压运动机构的运动端与所述施压头固定连接，所述施压运动机构用于驱动所述施压头向下运动对所述被保压工件施加压力。

进一步地，所述施压运动机构包括电机、传动组件和第一导向机构，所述电机通过所述传动组件驱动所述施压头向下运动，所述第一导向机构用于导向所述施压头的运动方向。

进一步地，所述传动组件为丝杠传动组件或齿轮齿条组件。

进一步地，所述施压运动机构包括气缸和第二导向机构，所述气缸的运动端与所述施压头固定连接，所述第二导向机构用于导向所述气缸运动端的伸缩方向。

进一步地，所述支承机构的数量为4个，且4个所述支承机构两两相对设置，所述双向感知的保压装置还包括间距调节机构，所述间距调节机构与相对的两个支承机构连接，用于调节两个相对的支承机构之间的距离。

进一步地，所述施压机构与所述支承机构固定连接。

进一步地，所述施压头靠近所述被保压工件的表面上设有泡棉压条。

进一步地，所述顶升机构包括顶升运动机构、顶升支架和顶柱，所述顶升运动机构的运动端与所述顶升支架固定连接，所述顶柱的数量与所述第二压力传感器的数量相同，所有的所述顶柱固定分布在所述顶升支架的顶端，每个所述顶柱与所述被保压工件之间或者每个所述顶柱与所述顶升支架之间设置一个所述第二压力传感器。

本发明的有益效果为：

本发明的双向感知的保压装置在被保压工件上方和下方均设置压力传感器，实现双向感知，能实时准确地监控被保压工件在保压过程中是否发生位移、倾斜以及被保压工件的各个保压区域是否受力均匀，结构简单且保压效果好，提高被保压工件的质量。

附图说明

图1是本发明实施例的双向感知的保压装置的立体结构示意图。

图2是本发明实施例的双向感知的保压装置的侧视图。

图3是本发明实施例的顶升机构的结构示意图。

图4是本发明实施例的施压机构的结构示意图。

图5是本发明实施例的施压机构和支承机构的连接示意图。

图中，

1、支承机构；2、施压机构；21、施压运动机构、22、施压头；23、泡棉压条；211、气缸；212、第二导向机构；3、顶升机构；31、顶升运动机构；32、顶升支架；33、顶柱；4、第一压力传感器；5、第二压力传感器；6、被保压工件；7、间距调节机构；8、固定板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明提供的双向感知的保压装置进行详细的解释和说明。

本实施例具体公开了一种双向感知的保压装置(以下简称保压装置)，如图1和2所示，包括施压机构2、顶升机构3、第一压力传感器4和第二压力传感器5，顶升机构3设置在被保压工件6的下方，用于顶升和支撑被保压工件6。施压机构2设置在被保压工件6的上方，用于对被保压工件6施加压力并配合顶升机构2保持压力。多个第一压力传感器4均匀遍布在施压机构2和被保压工件6之间且与施压机构2固定连接，用于检测被保压工件6的受力，多个第一压力传感器4均匀遍布，既能检测感知被保压工件6各个保压区域的受力情况，判断被保压工件受到的压力是否达到工艺要求的压力值，还能通过多个第一压力传感器4检测的压力值之间的对比，判断各个保压区域是否受力均匀；而且，如果某个位置的第一压力传感器4检测的压力值与其他位置的第一压力传感器4检测值不同或者为零，则说明被保压工件6发生位移或倾斜。比如，如果某个或某几个第一压力传感器检测的压力值为零，而其他的第一压力传感器检测的压力值相同且不为零时，通常是由于被保压工件向远离检测的压力值为零的第一压力传感器方向运动；如果某个或某几个第一压力传感器检测的压力值为零，而其他的第一压力传感器检测的压力值不同且不为零时，通常是被保压工件发生倾斜，压力值为零的第一压力传感器处的被保压工件高度低于其他位置；多个第二压力传感器5设置在顶升机构3与被保压工件6之间且与顶升机构3固定连接或设置在顶升机构3内部，用于检测被保压工件6保压过程中的压力变化从而判断被保压工件是否发生位移、倾斜以及保压区域是否受力均匀。通过第二压力传感器判断是否发生位移、倾斜以及保压区域是否受力均匀的方法与通过第一压力传感器判断的方法相同，也是通过多个第二压力传感器检测的压力值之间的对比结果获知。

本实施例通过在被保压工件上方和下方均设置压力传感器，实现双向感知，通过双向的感知和对比判断，使得判断结果更准确，进而能保证更好的保压效果。

如图3所示，顶升机构3包括顶升运动机构31、顶升支架32和顶柱33，顶升运动机构31的运动端与顶升支架32固定连接。顶柱33的数量与第二压力传感器的数量相同，所有的顶柱33固定分布在顶升支架32的顶端，顶升支架32将所有的顶柱33连接在一起，保证所有顶柱33同步上升或下降运动，施加的力相同。每个顶柱33与被保压工件6之间或者每个顶柱33与顶升支架32之间设置一个第二压力传感器5。在本实施例中，为了避免第二压力传感器5对被保压工件6表面的划伤，第二压力传感器5设置在顶柱33与顶升支架32之间。本实施例采用顶柱33与被保压工件6的底面接触和顶升，是由于顶柱33与被保压工件6的接触面较小，感知的压力较灵敏和准确。被保压工件6有发生位移或倾斜时，能比较容易通过对比各个第二压力传感器5检测的压力值而被感知。在本实施例中，顶柱33和第二压力传感器5的数量均为4个，呈矩形分布，支撑在被保压工件6底面中部。

如图4所示，施压机构2包括施压运动机构21和施压头22，施压运动机构21的运动端与施压头22固定连接，施压运动机构21用于驱动施压头22向下运动对被保压工件6施加压力。第一压力传感器4设置在施压头22的下端面上，一个施压头22沿长度方向可设置多个第一压力传感器4，用于检测被保压工件6各保压区的受力。第一压力传感器4之间的间距可根据实际需要设置。

在一些实施例中，施压运动机构21包括电机、传动组件和第一导向机构，电机通过传动组件驱动施压头22向下运动，传动组件为旋转运动转直线运动的转换装置，第一导向机构用于导向施压头22的运动方向。

传动组件为丝杠传动组件或齿轮齿条组件。传动组件为丝杠传动组件时，包括丝杠、丝杠固定座和螺母式滑块，第一导向机构为与螺母式滑块匹配的滑轨，施压运动机构21的电机的输出端连接丝杠，丝杠的两端分别固定在丝杠固定座内，丝杠能相对丝杠固定座转动：丝杠固定座内固定一轴承，轴承的外圈与丝杠固定座固定连接，轴承的内圈与丝杠固定连接；螺母式滑块与丝杠螺纹连接，且螺母式滑块卡接在滑轨的滑槽内、能沿滑轨滑动，丝杆与滑轨平行，螺母式滑块连接施压头22，螺母式滑块套设在丝杆上、与丝杠螺纹连接，螺母式滑块的侧部卡接在滑槽内，螺母式滑块的底部与施压头22固定连接，电机驱动丝杠相对丝杠固定座转动，螺母式滑块在滑槽内运动，从而带动施压头22上下运动。传动组件为齿轮齿条组件时，包括相互啮合的齿轮和齿条，第一导向机构为与齿条配合的滑轨，齿条能在滑轨的滑槽内滑动，齿轮与电机的输出端连接，电机驱动齿轮转动，从而使得齿条沿滑槽滑动，齿条的底部与施压头22固定连接，带动施压头22上下运动。

在本实施例中，如图4所示，施压运动机构21包括气缸211和第二导向机构212，气缸211的运动端与施压头22固定连接，第二导向机构212用于导向气缸211运动端的伸缩方向。可设置一固定不动的固定板8，与气缸211固定连接。气缸211的缸筒固定在固定板8的上方，气缸211的运动端穿过固定板8伸入固定板8下方，气缸211运动端的底部与施压头22固定连接。第二导向机构212包括两个导向轴，两个导向轴分布在气缸211的两侧，固定板8上开设有限位导向孔，导向轴穿入限位导向孔内，相对限位导向孔滑动，导向轴的底端与施压头22固定连接，起到导向作用。导向轴随气缸211的运动端在限位导向孔内上下运动，限位导向孔起到限位导向作用，保证施压头22上下运动且施压头22两侧的力相同，均匀施压。

在一些实施例中，如图4所示，施压头22靠近被保压工件6的表面上设有泡棉压条23。由于施压头22采用刚性材料制成，在施压过程中有可能划伤被保压工件6表面，尤其是显示行业的被保压工件6，影响显示效果。因此在施压头22底面上设置泡棉压条23，减少被保压工件6表面的划伤。第一压力传感器4设置在施压头22与泡棉压条23之间。

顶升运动机构31的具体结构可与施压运动机构21相同，只要能实现驱动顶升支架32的上升和下降即可，在此不再赘述。

在另一实施例中，在上述实施例的基础上，保压装置还包括支承机构1，支承机构1支承在被保压工件6的下方四周，用于承载被保压工件6，保持被保压工件6在保压过程中边部的平整性和稳定性。设置支承机构1，支承机构可起到主要的承载被保压工件作用，而顶升机构顶升和辅助支撑被保压工件，此时，不仅可通过第二压力传感器检测的压力值对比判断被保压工件是否发生位移、倾斜以及是否受力均匀，还可通过第二压力传感器检测的压力值判断被保压工件是否发生变形。

具体的，在进行保压时，首先将被保压工件6置于顶升机构3上方，优选的，顶升机构3支撑在被保压工件6的中部，支撑住被保压工件6，此时第二压力传感器5可检测到被保压工件6的重量对应的压力值；然后将支承机构1支承在被保压工件6的下方四周，支承机构1支承被保压工件6的过程中，第二压力传感器5检测到的压力值会发生变化、逐渐减小，可通过观察第二压力传感器5检测的压力值变化判断支承机构1提供的承载力是否平稳以及被保压工件6是否完全支撑在支承机构1上；在此过程中，可根据压力值变化调整顶升机构3的顶升高度和位置，通过第二压力传感器5感知轻微压力，确保顶升机构3托举在被保压工件6下方中间，防止其向下凹陷变形，而又不过度抬升：顶升机构与被保压工件的底面接触且顶升机构的顶面与支承机构接触被保压工件的面处于同一高度时，如果第二压力传感器5感知的压力值很小，几乎接近于零，则表明被保压工件对应顶升机构的位置无凹陷变形，本实施例中指被保压工件中心无凹陷变形；如果顶升机构的顶部高度低于支承机构接触被保压工件的面，但是第二压力传感器检测的压力值较大但是未大于被保压工件重量对应的压力值，说明被保压工件6的中部向下凹陷变形，可通过顶升机构轻微调整向上顶升被保压工件的中部，防止被保压工件变形，直至顶升机构上升至与被保压工件的底面接触且顶升机构的顶面与支承机构接触被保压工件的面处于同一高度，防止保压过程中被保压工件6的凹陷变形；在保压过程中，如果第二压力传感器检测的压力值继续变大，说明被保压工件中心处顶升过度，被保压工件的中心有向上凸起变形的趋势，则可向下调整顶升机构的高度，一般此种情况不会发生，除非支承机构和施压机构向下运动)。在顶升过程中，可通过第二压力传感器检测的压力值与被保压工件重量对应的压力值对比判断顶升的高度，避免过度抬升被保压工件。而且，多个第二压力传感器5之间具有间隔距离，该距离可根据实际需要调整，通过对比第二压力传感器5之间检测的压力值，可判断被保压工件6是否倾斜。如果发生倾斜，则第二压力传感器检测的被保压工件位置较低处的压力值大于位置较高处的压力值，可根据压力值对比情况调整被保压工件的位置和角度。即使在保压过程中，也可通过对比多个第二压力传感器5检测的压力值，判断被保压工件6是否倾斜或者变形。

通常情况下，显示行业的被保压工件6均为矩形，显示行业仅对被保压工件6的四个边部进行施压和保压，由于被保压工件6的尺寸较大，支承机构1仅支承在被保压工件6的下方四周，存在被保压工件6中心向下凹陷变形的情况，本实施例的顶升机构和第二压力传感器能有效感知被保压工件的变形并能根据感知结果相应的提供顶升力防止其变形。

在本实施例中，支承机构1为抱夹夹爪，支承机构1的数量为4个，且4个支承机构1两两相对设置，双向感知的保压装置还包括间距调节机构7，间距调节机构7与相对的两个支承机构1连接，用于调节两个相对的支承机构1之间的距离，根据被保压工件6的尺寸调整4个支承机构1之间的距离，保证能稳定承载被保压工件6。

间距调节机构7为丝杠调节机构或滑块滑轨调节机构。间距调节机构7为丝杠调节机构时，包括电机、丝杠、两个螺母式滑块和滑轨，电机的输出端连接丝杠，丝杠的两端分别固定在丝杠固定座内，丝杠能相对丝杠固定座转动：丝杠固定座内固定一轴承，轴承的外圈与丝杠固定座固定连接，轴承的内圈与丝杠固定连接，丝杠固定座可以与电机的机身固定连接；两个螺母式滑块螺纹连接在丝杠上，且两个螺母式滑块卡接在滑轨的滑槽内、能沿滑轨相对滑动，丝杆与滑轨平行，每个螺母式滑块连接一个支承机构1，螺母式滑块的上部套设在丝杆上与丝杠螺纹连接，螺母式滑块的中部侧部卡接在滑槽内，螺母式滑块的底部与支承机构1固定连接，电机驱动丝杠相对丝杠固定座转动，两个螺母式滑块内的螺纹方向相反，丝杠转动的同时，两个螺母式滑块在滑槽内相对运动或向相反方向运动，从而调整两个相对的支承机构1之间的距离。间距调节机构7为滑块滑轨调节机构时，包括滑轨和两个滑块，每个滑块对应连接一个支承机构1，通过滑块沿滑轨的滑动调整两个支承机构1之间的距离，可以在滑轨上设置多个限位孔，在滑块滑动到合适位置后，在限位孔内插入限位销轴，锁止滑块的滑动，确保保压过程中支承机构1的位置不发生改变，提供稳定的承载力。

施压机构2与支承机构1固定连接，在通过移动支承机构1来调节支承机构1之间距离的同时，施压机构2随支承机构1一起移动。具体的，施压运动机构21包括电机、传动组件和第一导向机构时，施压运动机构的电机的机身和第一导向机构与支承机构1固定连接，传动组件为丝杠传动组件时，丝杠固定座与支承机构1固定连接；施压运动机构21包括气缸211和第二导向机构212时，固定板8固定在支承机构1上。每个支承机构1支撑被保压工件的一个边，如图1、2、4和5所示，每个支承机构1可固定连接多个施压机构2，每个被施压机构2的施压头与被保压工件之间均匀分布多个第一压力传感器，实现对被保压工件的全面保压和被保压工件各保压区域的压力感知。在本实施例中，被保压工件的长边通过4个施压机构2保压，短边通过2个施压机构2保压。

本实施例的第一压力传感器4所检测的压力值最接近于施压机构2施加于被保压工件6上的压力，并可检测保压过程中施压头22在长度方向上的压力均匀性。顶升机构3的设置避免被保压工件6在保压过程中只由四边支承机构1支承时所引起的中间凹陷变形，第二压力传感器5阵列可测量被保压工件6的重量、保压过程中被保压工件6局部的压力变化，从而判断被保压工件6的变形情况并相应通过顶升机构顶升防止变形。

结合上层第一压力传感器4和下层第二压力传感器5数据，可精准地判断出保压状况，防止误压、虚压等情况发生，保证保压效果。

本实施例的保压装置还包括控制系统，控制系统可实时获取第一压力传感器4和第二压力传感器5检测的压力值，并进行对比分析以及报警，可根据这些信息引导控制保压工作过程，比如：(1)控制施压机构2施压速度和施压距离，确保工件受到的压力达到工艺要求；(2)调整支承机构的位置和顶升机构的顶升高度从而调整被保压工件6位置，确保工件不发生位移和变形；(3)通过第二压力传感器5感知轻微压力确保顶升机构3托举在被保压工件6下方中间，防止其向下凹陷变形，而又不过度抬升。也可以控制施压机构2、间距调节机构7和顶升机构3的开启停止、工作过程以及工作速度，执行双向保压过程控制。控制系统的控制方法采用现有的控制方法。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向感知的保压装置，其特征在于，包括施压机构(2)、顶升机构(3)、第一压力传感器(4)和第二压力传感器(5)，

所述顶升机构(3)设置在所述被保压工件(6)的下方，用于顶升和支撑所述被保压工件(6)；

所述施压机构(2)设置在所述被保压工件(6)的上方，用于对所述支承机构(1)承载的被保压工件(6)施加压力并保持压力；

多个所述第一压力传感器(4)均匀遍布在所述施压机构(2)和所述被保压工件(6)之间且与所述施压机构(2)固定连接，用于检测所述被保压工件(6)的受力；

多个所述第二压力传感器(5)设置在所述顶升机构(3)与所述被保压工件(6)之间且与所述顶升机构(3)固定连接或设置在所述顶升机构(3)内部，用于检测被保压工件(6)保压过程中的压力变化。

2.根据权利要求1所述的双向感知的保压装置，其特征在于，还包括支承机构(1)，所述支承机构(1)支承在被保压工件(6)的下方四周，用于承载所述被保压工件(6)。

3.根据权利要求1或2所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述施压机构(2)包括施压运动机构(21)和施压头(22)，所述施压运动机构(21)的运动端与所述施压头(22)固定连接，所述施压运动机构(21)用于驱动所述施压头(22)向下运动对所述被保压工件(6)施加压力。

4.根据权利要求3所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述施压运动机构(21)包括电机、传动组件和第一导向机构，所述电机通过所述传动组件驱动所述施压头(22)向下运动，所述第一导向机构用于导向所述施压头(22)的运动方向。

5.根据权利要求4所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述传动组件为丝杠传动组件或齿轮齿条组件。

6.根据权利要求3所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述施压运动机构(21)包括气缸(211)和第二导向机构(212)，所述气缸(211)的运动端与所述施压头(22)固定连接，所述第二导向机构(212)用于导向所述气缸(211)运动端的伸缩方向。

7.根据权利要求2所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述支承机构(1)的数量为4个，且4个所述支承机构(1)两两相对设置，所述双向感知的保压装置还包括间距调节机构(7)，所述间距调节机构(7)与相对的两个支承机构(1)连接，用于调节两个相对的支承机构(1)之间的距离。

8.根据权利要求7所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述施压机构(2)与所述支承机构(1)固定连接。

9.根据权利要求3-6任一项所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述施压头(22)靠近所述被保压工件(6)的表面上设有泡棉压条(23)。

10.根据权利要求1所述的双向感知的保压装置，其特征在于，所述顶升机构(3)包括顶升运动机构(31)、顶升支架(32)和顶柱(33)，所述顶升运动机构(31)的运动端与所述顶升支架(32)固定连接，所述顶柱(33)的数量与所述第二压力传感器(5)的数量相同，所有的所述顶柱(33)固定分布在所述顶升支架(32)的顶端，每个所述顶柱(33)与所述被保压工件(6)之间或者每个所述顶柱(33)与所述顶升支架(32)之间设置一个所述第二压力传感器(5)。

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