三维防碰撞传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器设备领域，具体涉及一种三维防碰撞传感器。

背景技术：

随着科技的不断发展，自动化生产设备已逐步取代人工生产，在自动化工业生产中经常会使用到多轴机械手臂带动工作机头运动，如点胶机、点焊机、贴片机、插件机、汽车零部件加工和3c产品制造等领域，在机械手臂带动工作机头快速运动的过程中易与工件、料盘、肢体等障碍物发生碰撞事故，一旦碰撞发生将造成不可逆的后果，轻则工作机头损坏，重则影响到人身安全。

为了防止工作机头发生碰撞，现有技术中，采用了多种防护措施，如采用限位开关、测距雷达、激光传感器、光幕传感器等等，但这些传感器都存在一定的缺陷：

限位开关：属于接触式传感，只能确定单一的方向，并且反应滞后，不易调整，易受干扰，碰撞易损坏。

测距雷达：受物体状况、空间环境影响大，难测运动物体。

激光传感器：反应缓慢，运动物体测量空间受限，成本高，遮挡无效。

光幕传感器：无法测透明物体，不能测微小物体，安装空间受限。

因此，现在急需一种能够测量全方位、安装方便、高性能快速响应的防止碰撞传感器。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种三维防碰撞传感器，采用接触式感知原理，能够第一时间准确可靠的感知空间全方位的轻微碰撞，避免激烈碰撞的发生。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种三维防碰撞传感器，安装在工作机头与运动机构托架之间，包括壳体，所述壳体上开设有凹槽，所述凹槽内设置有安装承载头、感应元件和预紧螺栓，所述感应元件为圆环形压力传感片，所述圆环形压力传感片设置在所述凹槽的底部，所述感应元件上连接有用于传递信号的导线，所述安装承载头的底部抵压在所述圆环形压力传感片上，所述安装承载头的顶部与所述壳体在同一平面上，所述安装承载头的中心开设有供所述预紧螺栓穿过的中心孔，所述预紧螺栓依次穿过所述安装承载头和感应元件，将安装承载头和感应元件固定在所述壳体的凹槽内。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述壳体安装在运动机构托架上，所述工作机头安装在安装承载头上。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述壳体上开设有与所述运动机构托架连接的多个第一安装孔，多个所述第一安装孔贯穿所述壳体，多个所述第一安装孔位于所述壳体的四个角处。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述安装承载头上开设有与工作机头连接的若干第二安装孔，所述第二安装孔均匀分布在所述安装承载头上。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述预紧螺栓与所述安装承载头之间还设置有碟形弹片。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述感应元件与安装承载头之间设置有压力分散片。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述安装承载头的上方还设置有封盖。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述壳体底部上设置有插入凹槽和安装承载头内的定位销。

本实用新型的有益效果：本实用新型的三维防碰撞传感器，采用圆环形压力传感片，能够空间360°全方位的感知碰撞，形成碰撞感应信号，并且将本实用新型的三维防碰撞传感器安装在工作机头与运动机构托架之间，采用接触式的感知方式，能够第一时间感知碰撞事件，响应速度快，不受物体状况、空间环境的影响。

附图说明

图1是本实用新型的三维防碰撞传感器的爆炸结构示意图；

图2是本实用新型的三维防碰撞传感器的安装结构示意图。

图中标号说明：1、壳体；2、凹槽；3、安装承载头；4、感应元件；5、预紧螺栓；6、碟形弹片；7、压力分散片；8、封盖；9、定位销；10、第一安装孔；11、第二安装孔；13、工作机头；14、运动机构托架；15、转接块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型的三维防碰撞传感器的一实施例，安装在工作机头13与运动机构托架14之间，包括壳体1，所述壳体1上开设有凹槽2，所述凹槽2内设置有安装承载头3、感应元件4和预紧螺栓5，所述感应元件4为圆环形压力传感片，所述圆环形压力传感片设置在所述凹槽2的底部，所述感应元件4上连接有用于传递信号的导线，所述安装承载头3的底部抵压在所述圆环形压力传感片上，所述安装承载头3的顶部与所述壳体1在同一平面上，所述安装承载头3的中心开设有供所述预紧螺栓5穿过的中心孔，所述预紧螺栓5依次穿过所述安装承载头3和感应元件4，将安装承载头3和感应元件4固定在所述壳体1的凹槽2内。

参照图1-2所示，本实施例中的三维防碰撞传感器的具体安装位置为：所述壳体1安装在运动机构托架14上，所述壳体1上开设有与所述运动机构托架14连接的多个第一安装孔10，多个所述第一安装孔10贯穿所述壳体1，多个所述第一安装孔10位于所述壳体1的四个角处，所述工作机头13安装在安装承载头3上，所述安装承载头3上开设有与工作机头13连接的若干第二安装孔11，所述第二安装孔11均匀分布在所述安装承载头3上，本实施例中，所述安装承载头3通过转接块15与所述工作机头13连接。

具体地，本实施例中的工作机头13无论从任何方向移动，当发生轻微碰撞时，由于工作机头13与安装承载头3固定连接，所述工作机头13都会挤压安装承载头3，所述安装承载头3抵压在圆环形压力传感片，安装承载头3受到的挤压力必然会传导到圆环形压力传感片上，圆环形压力传感片通过导线将挤压形变的信号传出，形成碰撞感应信号，迫使运动机构托架14快速停机，大幅降低碰撞事故烈度，避免碰撞能量延续破坏。

优选地，所述预紧螺栓5与所述安装承载头3之间还设置有碟形弹片6，设置所述碟形弹片6一方面能够防止预紧螺栓5松动，当预紧螺栓5出现松弛时，碟形弹片6释放部分势能以保持预紧螺栓5与安装承载头3连接间的压力达到密封要求，另一方面碟形弹片6应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果，增加碰撞后挤压力的传感效果。

优选地，所述感应元件4与安装承载头3之间设置有压力分散片7，所述压力分散片7垫在所述感应元件4的上方，用于分散碰撞后局部的压力，保护感应元件4在碰撞时不受损坏。

优选地，所述安装承载头3的上方还设置有封盖8，用封盖8封堵所述安装承载头3，一方面防止灰尘进入影响感应元件4的精度，另一方面也使感应元件4处于相对屏蔽的空间中，防止外部环境对感应元件4造成电磁干扰。

优选地，所述壳体1底部上设置有插入凹槽2和安装承载头3内的定位销9，所述定位销9将安装承载头3在壳体1内的位置固定，防止安装承载头3在壳体1内转动。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。