不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及用于测量不规则大尺寸薄壁件的厚度的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置。


背景技术：

2.在存放、装载、搬运货物时经常使用托盘。使用塑料托盘能够代替以往使用的木托盘，减少对森林的破坏。塑料托盘能够防腐蚀、防潮湿、防锈蚀、抗虫蛀、不发霉，并且具有承载性能高和使用寿命长等特点，在制造业中被广泛应用。
3.在中国国家标准gb/t16470-1996中给出了4种托盘的规格，分别是1200mm
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1000mm、1200mm
×
800mm、1140mm
×
1140mm和1219mm
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1016mm，均为长度在1000mm以上且宽度大于800mm的大尺寸。
4.例如在液晶显示面板等电子产品的制造中，也是用塑料托盘来捆包、搬运液晶显示面板。随着技术的进步和用户需求的变化，液晶显示面板正在向大型化发展。与之相应地，用于捆包、搬运液晶显示面板的塑料托盘也在大型化。以60英寸液晶显示面板为例，液晶显示面板的长度和宽度分别为1320mm和740mm，在塑料托盘放置2块液晶显示面板的情况下，塑料托盘具有长度约为1500mm(2块液晶显示面板的宽度+侧壁的宽度)、宽度约为1350mm(1块液晶显示面板的长度+侧壁的宽度)的大尺寸。
5.此外，塑料托盘由于需要保持固定例如液晶显示面板等货物，并且需要易于堆码、装卸，因而具有不规则的形状。而且，塑料托盘的自重越轻，越能提高其有效载重量，因此，在确保塑料托盘的载重量的情况下，通常将塑料托盘制作得比较薄以减轻自重。这样的塑料托盘是不规则大尺寸薄壁件的一种。
6.在生产出如上所述的塑料托盘之后，需要检查所生产的塑料托盘是否合格。检查的项目包括堆码时的变形量、抗弯强度、下铺板强度、角跌落时的对角线变化率、均载时的挠曲率等需要通过试验进行的项目，也包括测量塑料托盘的薄壁的厚度这样的测量项目。


技术实现要素：

7.在对塑料托盘检查需要通过试验进行的项目时，不可避免地会损坏被检查的塑料托盘。对于测量塑料托盘的薄壁的厚度这样的测量项目，由于塑料托盘不规则的形状和较大的尺寸而难以直接测量，所以在现有技术中，是通过对被检查的塑料托盘进行有损切片后，用游标卡尺或者螺旋测微器测量切片，来测量被检查的塑料托盘的厚度。
8.在这样的厚度测量方式中存在如下问题。
9.第一、造成塑料托盘的损坏，尺寸测量后塑料托盘就报废，无法再次利用。对于每一批塑料托盘，通常要抽取3个以上的样品进行检查，这些样品被切片测量厚后即报废，因此检查的成本高。
10.第二、测量需要切割样品，不仅增加作业内容，而且存在一定的危险性。
11.第三、切片时破坏了部件结构，例如被切下的薄片周边存在毛刺、飞边、变形等时，
难以准确地测量切片的真实厚度，影响测量准确性。
12.第四、如果要测量塑料托盘的多处的厚度以确定塑料托盘的制造情况，则要进行多次切片，费时费力。
13.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，能够在不损伤不规则大尺寸薄壁件的情况下准确测量其厚度。
14.本实用新型的第一方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，其中，所述不规则大尺寸薄壁件的长度在1140mm以上且宽度在800mm以上，在所述不规则大尺寸薄壁件上形成有多个凹凸结构，所述不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置包括：由永磁体构成的磁极，其在测量所述不规则大尺寸薄壁件的厚度时紧贴在所述不规则大尺寸薄壁件的一面上的包括所述凹凸结构在内的任意位置；靠近所述磁极时在与所述磁极之间产生磁吸力的铁基体，其在测量所述不规则大尺寸薄壁件的厚度时紧贴在所述不规则大尺寸薄壁件的另一面上的与所述磁极相对的位置，并随着所述磁极的位置的移动而移动；与所述磁极连接的、测量所述磁极与所述铁基体之间所产生的磁吸力的测力计；和与所述测力计电连接的厚度计算单元，其接收所述测力计测量出的磁吸力来计算所述磁极与所述铁基体之间的距离作为所述不规则大尺寸薄壁件的厚度。
15.利用了磁吸力与距离(被测件的厚度)的关系的本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，能够在不损伤被测件的情况下准确测量其厚度，特别适合无法直接测量厚度的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量。
16.本实用新型的第二方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，是在第一方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置中，所述测力计是拉力计或片式压力传感器。
17.本实用新型的第三方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，是在第一方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置中，所述厚度计算单元包括计算所述厚度的微处理器和接收所述测力计测量出的磁吸力的输入输出部。
18.本实用新型的第四方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，是在第一方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置中，所述磁极的用于与所述不规则大尺寸薄壁件紧贴的端面为面积在1mm2以内的圆形或正方形，所述铁基体的用于与所述不规则大尺寸薄壁件紧贴的端面为面积在3mm2以内的圆形或正方形。
19.本实用新型的第五方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，是在第三方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置中，还包括显示所述厚度计算单元计算出的厚度的显示单元，所述厚度由所述输入输出部输出至所述显示单元。
20.本实用新型的第六方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，是在第三方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置中，还包括以语音的形式向测量者输出所述厚度计算单元计算出的厚度的信息的语音单元，所述厚度的信息由所述输入输出部输出至所述语音单元。
21.本实用新型的第七方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，是在第一方面的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置中，所述铁基体的磁导率在500以上。
22.根据本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，利用磁吸力大小与距离长短的对应关系，能够在不损伤不规则大尺寸薄壁件的情况下准确测量其厚度。由于不损伤不规则大尺寸薄壁件，所以被测量的不规则大尺寸薄壁件不用报废，并且避免了切割这
样的操作，不会产生影响测量准确性的因素，确保了测量的准确性。
附图说明
23.图1是表示作为本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的一例的塑料托盘的立体图。
24.图2是表示本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置的构成图。
25.图3是示意地表示本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置进行测量时的状态的图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行说明。当然，此处描述的实施例仅为完整描述的示例，并不限定本实用新型的保护范围，基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.为便于说明，下述说明中使用了“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“垂直”等表示方位的用语，但其仅限定例如附图所示的特定姿态下的各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变，该表示方位的用语也当然相应改变。
28.在本实用新型中，除另有说明的之外，用语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接也可以是可拆卸连接，或形成为一体；“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。
29.附图所示的内容均为示意，并不代表产品的实际结构，为了便于说明和理解，各部件的比例并不一定与实际产品一致。
30.图1表示作为本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的一例的塑料托盘，是从装载例如液晶显示面板等货物的上表面看的立体图。
31.如图1所示，塑料托盘10是具有2个凹部11的盘子状物体。该2个凹部11分别用于保持、固定货物。凹部11的底面不是平坦的表面，可以形成为与货物相匹配的形状而更稳固地保持货物，也可以为了减轻塑料托盘10的自重而形成多个凹陷，还可以为了另外装载较小的货物而在较大的凹部11下方形成较小的凹部。
32.在凹部11的四周形成有水平方向上较厚的侧壁12。侧壁12的上表面形成为平坦的表面，外侧面形成为越向上去越向外侧倾斜的斜面，并且该斜面不是平坦的表面。由于侧壁12的水平方向上的厚度较厚，所以能够确保塑料托盘10的稳定性。通过形成非平坦的斜面，能够在堆码多层塑料托盘10时容易地区分、装卸塑料托盘10。
33.在凹部11的四周的侧壁12中均形成有缺口部13。该缺口部13用于取放货物。其中，形成在2个凹部11之间的侧壁12中缺口部13将2个凹部11连通。
34.另外，在侧壁12中形成有多个减重空间部14。在图1中，多个减重空间部14分别形成在凹部11的长边方向的侧壁12中，共形成有6个。通过在水平方向上较厚的侧壁12上形成减重空间部14，能够在确保塑料托盘10的稳定性的同时减轻塑料托盘10的自重，来增加其载重量。
35.塑料托盘10的底面在图1中未示出，其并非一个平面，而是与图1所示的具有凹部11的货物装载面的形状相应的形状。如上所述的塑料托盘10的厚度，是指塑料托盘10的正
面与其正对的背面之间的薄壁的厚度。如图1所示，塑料托盘10的正面包括各种不同的凸起和凹陷，其背面是与正面的凸起和凹陷相应地凹陷和凸起的形状。即，塑料托盘10具有不规则的形状。
36.在中国国家标准gb/t16470-1996中给出了4种托盘的规格，分别是1200mm
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1000mm、1200mm
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800mm、1140mm
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1140mm和1219mm
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1016mm，均为长度在1140mm以上且宽度在800mm以上的大小。而用于搬运液晶显示面板的塑料托盘，在图1所示的例子中需要能够放置2块液晶显示面板。以60英寸液晶显示面板为例，液晶显示面板的长度和宽度分别为1320mm和740mm，所以图1所示的塑料托盘的长度约为1500mm(2块液晶显示面板的宽度+4个侧壁12的宽度)、宽度约为1350mm(1块液晶显示面板的长度+2个侧壁12的宽度)。
37.在现有技术中，由于难以找到直接用于测量这样不规则大尺寸薄壁件的厚度的工具，所以要测量其厚度时，需要将其切片后来测量厚度。如果要测量不规则大尺寸薄壁件的多个位置处的厚度，则需要将其多次切片。本实用新型提供的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置，能够在不损伤不规则大尺寸薄壁件的情况下准确测量其厚度，特别适合要测量不规则薄壁件的多处的厚度的情况。
38.在说明本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置之前，首先说明其测量厚度的原理。
39.在磁场中，物体所受到的磁吸力f为磁极强度与磁场强度的乘积。在令磁极强度为m、磁场强度为h时，f＝mh。在磁极为永磁体的磁极的情况下，磁极强度m不变，物体所受到的磁吸力f仅与其所处的位置的磁场强度h相关。
40.磁极所产生的磁场强度h与物体和磁极间的距离r的立方成反比，即h＝a/r3。其中，磁场强度h除了与距离r的立方成反比之外，还与磁极的形状等有着非常复杂的关系，在此以a表示影响磁场强度h的其它因素。
41.综合上式f＝mh和h＝a/r3可知，物体所受到的磁吸力f与该物体和磁极间的距离r的立方成反比。
42.本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置正是利用了上述物体所受到的磁吸力f与该物体和磁极间的距离r的立方成反比这一原理。具体而言，不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置具有磁极和铁基体，在测量被测件的厚度时，用磁极和铁基体夹着被测件(不规则大尺寸薄壁件)，通过测量磁吸力f能够计算出磁极与铁基之间的距离，即被测件的厚度。下面说明不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置的具体结构。
43.如图2所示，本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置100包括：由永磁体构成的磁极101，其产生对后述的铁基体的磁吸力，在测量被测件的厚度时紧贴在被测件的一个面上；由铁、镍等构成的铁基体102，其在测量被测件的厚度时紧贴在被测件的另一个面的与磁极101相对的位置处；用于测量磁吸力大小的测力计103，其与磁极101连接，在磁极101对铁基体102产生磁吸力时测量磁吸力的大小；厚度计算单元104，其读取测力计103所测量出的磁吸力的大小，从磁吸力的大小计算磁极101与铁基体102之间的距离即被测件的厚度；以及显示单元105，其用于显示厚度计算单元104计算出的被测件的厚度。
44.其中，磁极101由永磁体构成，作为永磁体的材料，例如可以是钕铁硼、钐钴铝、镍钴等稀土类永磁材料，也可以是铁氧体永磁材料。之所以采用永磁体制造磁极101，是因为永磁体具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁且磁性恒定的优点。将磁极101和铁基体102制作
成规则的形状，易于计算两者之间产生的磁吸力与两者之间的距离的关系。
45.磁极101也可以由电磁体构成，但由电磁体构成时，要使磁极101产生规定的磁场需要较为复杂的结构，或者使磁极101产生磁场并每次测量其所产生的磁场，也需要较为复杂的结构。因此，优选磁极101由永磁体构成。
46.在用不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置100测量作为被测件的不规则大尺寸薄壁件的厚度时，将磁极101紧贴在被测件的一面上。磁极101能够在被测件的整个面上任意地移动，此时铁基体102也由于磁吸力而同时移动或由测量人员将铁基体102移动到磁极101的隔着被测件的正下方。由此，随着磁极101和铁基体102的移动，能够连续地测量被测件的多个位置处的厚度。
47.另外，为了能够测量的各个凸起和凹陷处的厚度，需要磁极101的大小较小。例如优选磁极101的接触被测件的端面为面积在1mm2以内的圆形或正方形。
48.铁基体102由铁、钴、镍等铁磁材料构成，在靠近磁极101时能够被磁极101吸引。在本实施例中，以被测件为塑料托盘10为例进行说明。构成塑料托盘的材料为非磁性材料，其磁导率可视为0，为了产生足够大的磁吸力，要求铁基体102的磁导率为500以上。如果被测件本身由磁性材料构成，则为了确保测量的准确性，需要铁基体102的磁导率与被测件的磁导率之差足够大，例如为500以上。
49.在用不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置100测量作为被测件的不规则大尺寸薄壁件的厚度时，将铁基体102紧贴在被测件的另一面上的与磁极101所在的位置相对的位置，并且铁基体102由于磁吸力而与磁极101一起移动或由测量人员将铁基体102移动到磁极101的隔着不规则大尺寸薄壁件的正下方。由此能够连续地测量不规则大尺寸薄壁件的多个位置处的厚度。
50.另外，为了能够测量的各个凸起和凹陷处的厚度并能够可靠地被磁极101吸引，需要铁基体102的接触被测件的端面大于磁极101的端面。例如优选铁基体102的接触被测件的端面为面积在3mm2以内的圆形或正方形。
51.图3示出了不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置100测量被测件时的状态。磁极101和铁基体102分别紧贴在被测件的两面上的对应的位置。
52.测力计103用于测量磁吸力的大小，例如是由拉力弹簧构成的拉力计，或者是片式压力传感器。磁极101与铁基体102因产生磁吸力而吸合，在测力计103是拉力计的情况下，拉力弹簧与磁极101刚性连接，因此受到磁吸力而伸长，通过伸长的量能够计算磁吸力的大小；在测力计103是片式压力传感器的情况下，片式压力传感器经由磁极100受到磁吸力而产生电信号，通过该电信号能够计算磁吸力的大小。
53.厚度计算单元104例如包括微处理器、输入输出部等，微处理器能够根据测力计103测量出的磁吸力的大小与距离的关系，来计算距离作为被测件的厚度。具体而言，微处理器根据式f＝mh和式h＝a/r3来计算r的大小即被测件的厚度。其中，在磁极101由永磁体构成时磁极强度m大小不变，影响磁场强度h的因素a能够根据铁基体102的磁导率、形状等而事先确定。输入输出部能够从测力计103接收测量出的磁吸力的大小数据，并将微处理器的运算结果发送至厚度计算单元104的外部。
54.厚度计算单元104除去包括微处理器、输入输出部之外，还可以包括存储器，存储器用于存储微处理器计算出的被测件各处的厚度，所存储的被测件各处的厚度能够被输入
输出部输出至厚度计算单元104的外部以供测量人员查看。并且，将存储器中存储的被测件各处的厚度绘制成表格或曲线图，能够使测量人员更直观的知道被测件各处的厚度，便于分析被测件的制造情况。
55.通过如上所述地计算不规则大尺寸薄壁件的厚度，能够获得误差在
±
2％以内的精度。
56.显示单元105用于显示由厚度计算单元104的输入输出部发送来的被测件的厚度，从降低成本的角度出发可以使用数码管来显示被测件的厚度，当然也可以是液晶显示屏、led显示屏等。除了显示计算出的被测件的厚度，显示单元105还可以显示测力计103测量出的磁吸力等其它信息。
57.显示单元105显示厚度的单位例如是毫米。在被测件是塑料托盘10的情况下，其厚度为1毫米-2毫米。
58.作为不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置100的基本结构，包括磁极101、铁基体102、测力计103和厚度计算单元104。这样即能够测得被测件的厚度。显示单元105非必要结构，例如可以用语音单元代替，也可以用信息发送单元代替。语音单元例如是扬声器，能够以语音的形式向测量者通知所测得的被测件的厚度的信息，信息发送单元例如是蓝牙发射器等以无线或有线的方式发送信息的单元，将所测得的被测件的厚度的信息发送至测量者的智能手机等外部设备。当然，也可以组合使用显示单元、语音单元和信息发送单元。
59.如上所述的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置100，利用磁吸力大小与距离长短的对应关系来测量不规则大尺寸薄壁件的厚度，能够在不损伤不规则大尺寸薄壁件的情况下准确测量其厚度。相对于对被测件进行有损切片来测量其厚度的现有技术，不会损坏被测件，能够抑制测量的成本；无需切割被测件，不增加作业内容且无切割的危险性；避免了切割带来的毛刺、飞边、变形等影响测量准确性的因素，能够高精度地进行测量。
60.以上说明中例举了塑料托盘10作为不规则大尺寸薄壁件，但不规则大尺寸薄壁件不限于塑料托盘10，例如由铝合金等构成的飞机的外壳组件也是本实用新型中所述的不规则大尺寸薄壁件。
61.在上述说明中，磁极101和铁基体102是各自独立的部件，但也可以通过足够长的铰链、软绳等将它们柔性连接在一起，避免部件特别是铁基体102的遗失。
62.本实用新型的不规则大尺寸薄壁件的厚度测量装置不限于上述说明，在本实用新型的宗旨内可进行各种变更，变更后得到的技术方案都在本实用新型的范围内。