一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置

1.本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种用于械零部件尺寸检测的传感器装置。


背景技术：

2.机械零件又称机械元件，是构成机械的基本元件，是组成机械和机器的不可分拆的单个制件。由于其使用环境的特殊性，机械零件的规格有其固定的标准和严格的尺寸要求，因此使得机械零件在产品出厂和使用之前要进行严格的尺寸检验。
3.目前，工业生产中长用到的零部件检测方法主要是采用量具对产品的进行测量，该方法主要存在以下缺点：1、采用直尺、卡尺、卡钳等工具进行测量时，多种测量工具导致测量过程繁琐；2、人工测量由于操作手法的差别，导致测量结果误差较大；3、测量之后一般采用人工读数的方式确定产品尺寸，容易出现误读；4、产品检测时，要将产品依次摆放至工作台，并且测量之后转运至分类区，最后对分类的产品进行封装，整个产品分类的过程费时费力，严重影响产品的检测速度。
4.基于上述原因，本发明设计一种采用压力传感器感受按压力度，从而确定产品尺寸的方法，用于代替传统的测量工具，并根据检测结果直接完成产品收集分类的工序，从而解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种能够高精度实现零部件尺寸检测并完成合格品与不合格品自动分类的压力传感器的机械零部件尺寸检测装置。
6.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，包括
7.底板，其上固定有多个支架的一端；
8.手柄，其安装在所述支架上，操作者能够驱动所述手柄完成摆动；
9.检测机构，其安装在所述支架上，所述检测机构通过所述手柄实现所述第一夹爪与零部件产品卡接，进而通过第一传感器采集夹爪的数据；
10.第二夹爪，其安装在所述支架上，所述第二夹爪能够与所述零部件产品的外表面搭接；
11.卸料机构，其安装在所述支架上，所述卸料机构能够通过所述手柄驱动所述第二夹爪实现所述零部件产品的转移。
12.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中
13.所述卸料机构包括第一导向板、第一长条孔、第一销轴、第一滑块、第二导轨、第一齿条、第一齿轮、第一转轴、第一固定板、第二固定板；
14.所述手柄与所述第一导向板驱动连接，所述第一导向板上开设有所述第一长条孔，所述第一长条孔内配置有沿其移动的所述第一销轴，所述第一销轴的一端与所述第一滑块固定连接，所述第一滑块配置在所述第二导轨内并沿其移动，所述第二导轨与所述支架固定连接；
15.所述第一销轴的另一端与所述第一齿条固定连接，所述第一齿条与所述第一齿轮啮合，所述第一齿轮与所述第一转轴的一端同轴固定，所述第一转轴通过轴承安装在所述支架上，所述第一转轴的另一端与所述第一固定板的一端固定连接，所述第一固定板的另一端与所述第二固定板固定连接，所述第二固定板与所述第二夹爪驱动连接。
16.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中
17.所述第二固定板通过连杆机构与所述第二夹爪驱动连接，所述第二夹爪包括第二弹簧、第三固定板、第三导杆、第二通孔、第六连杆、第一支撑架、第一电磁铁、第一磁铁、第一开关、第二开关；
18.所述第二固定板与所述第二弹簧的一端固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述第三固定板固定连接，所述第三固定板上开设有所述第二通孔，所述第二通孔内配置有沿其移动的所述第三导杆，所述第三导杆的一端与所述第二固定板固定连接；
19.所述第二固定板与所述第一电磁铁固定连接，所述第一电磁铁与所述第一磁铁能够相互吸引并搭接，所述第一磁铁与所述第三固定板固定连接，所述第一电磁铁分别与所述第一开关和所述第二开关电连接，所述第一开关能够与所述手柄的一侧搭接，所述第一开关与所述支架固定连接，所述手柄的另一侧能够与所述第二开关搭接，所述第二开关与所述支架固定连接；
20.所述第三固定板与所述第六连杆的一端铰链连接，所述第六连杆与所述第二夹爪的一端铰链连接，所述第二夹爪的中部与所述第一支撑架铰链连接，所述第一支撑架与所述第二固定板固定连接。
21.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中
22.所述第二夹爪上能够安装有乳胶或橡胶防滑垫。
23.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中
24.所述第一长条孔倾斜配置，并且其倾斜方向为从左到右从前到后的方向倾斜。
25.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中
26.所述第二导轨的长度方向与所述第一夹爪的运动方向垂直设置。
27.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中所述第一齿条从一侧运动到另一侧时，所述第一齿轮刚好转动半周。
28.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中所述第二弹簧、第三导杆、第二通孔组成的结构体关于所述第二固定板的中心对称分布两组。
29.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置，其中
30.所述第六连杆、第二夹爪组成的结构体关于所述第三固定板的中心，对称分布有两组。
31.本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置与现有技术不同之处在于本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置能够根据传感器的信号采集，直接确定产品的尺寸，并根据产品寸的合格与否实现物料的分类收集，保证了产品检验的准确性，分装的工作效率。
32.下面结合附图对本发明的一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置作进一步说明。
附图说明
33.图1是一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置的主视图；
34.图2是图1所示一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置的侧视图；
35.图3是图1第一视角的轴测图；
36.图4是图1第一视角的轴测图；
37.图5是图4的局部放大图；
38.图6是图1第二视角的局部轴测图；
39.图7是沿图2中a-a线的剖视图；
40.图8是图3的动态变化结构图。
具体实施方式
41.如图1～8所示，本发明一种基于压力传感器的机械零部件尺寸检测装置包括
42.底板101，其上固定有多个支架102的一端；
43.手柄201，其安装在所述支架102上，操作者能够驱动所述手柄201完成摆动；
44.检测机构200，其安装在所述支架102上，所述检测机构200通过所述手柄201实现所述第一夹爪210与零部件产品211卡接，进而通过第一传感器215采集夹爪的数据；
45.第二夹爪319，其安装在所述支架102上，所述第二夹爪319能够与所述零部件产品211的外表面搭接；
46.卸料机构300，其安装在所述支架102上，所述卸料机构300能够通过所述手柄201驱动所述第二夹爪319实现所述零部件产品211的转移。
47.本发明操作者通过摆动所述手柄201，进而驱动所述第一夹爪210与所述零部件产品211相互靠近并搭接，当所述手柄201摆动至极限位置时，通过所述第一传感器215测量所述第一夹爪210与所述零部件产品211之间的压力，进而确定所述第一夹爪210的具体尺寸，通过该方法使得操作者只要摆动所述手柄201就能确定所述第一夹爪210的具体尺寸，方便操作；并且通过传递至所述第一传感器215的压力来确定所述第一夹爪210的尺寸，使得该测量方法的测量精度更高，当操作者推动所述手柄201完成测量并进一步摆动所述手柄201返回原位置时，进一步通过所述第二夹爪319完成所述零部件产品211的转移，方便后续产品的继续测量和所述零部件产品211的收集。
48.其中，所述底板101能够放置在地面或桌面等水平面上。
49.其中，所述支架102的数量能够是3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或多个。
50.其中，所述手柄201的中部与第八连杆的一端铰链连接，所述第八连杆的另一端与第八滑块的一端铰链连接，所述第八滑块配置在第八导轨内并沿其移动，所述第八导轨与所述支架102固定连接，所述第八滑块与所述第一夹爪210固定连接。
51.作为本发明的进一步解释，
52.所述卸料机构300包括第一导向板301、第一长条孔302、第一销轴303、第一滑块304、第二导轨305、第一齿条306、第一齿轮307、第一转轴308、第一固定板312、第二固定板313；
53.所述手柄201与所述第一导向板301驱动连接，所述第一导向板301上开设有所述第一长条孔302，所述第一长条孔302内配置有沿其移动的所述第一销轴303，所述第一销轴
303的一端与所述第一滑块304固定连接，所述第一滑块304配置在所述第二导轨305内并沿其移动，所述第二导轨305与所述支架102固定连接；
54.所述第一销轴303的另一端与所述第一齿条306固定连接，所述第一齿条306与所述第一齿轮307啮合，所述第一齿轮307与所述第一转轴308的一端同轴固定，所述第一转轴308通过轴承安装在所述支架102上，所述第一转轴308的另一端与所述第一固定板312的一端固定连接，所述第一固定板312的另一端与所述第二固定板313固定连接，所述第二固定板313与所述第二夹爪319驱动连接。
55.本发明通过所述第一导向板301的往复运动，配合所述第二夹爪319对所述零部件产品211的抓取，将放置在所述支架102上的所述零部件产品211转移至外侧，完成所述零部件产品211的卸料，方便进行下一个产品的测量。
56.其中，所述手柄201的往复摆动带动了所述第一导向板301的同步往复运动，进一步通过所述第一长条孔302与所述第一销轴303的配置关系，实现了所述第一销轴303、第一滑块304、第一齿条306沿着所述第二导轨305长度方向的往复运动，并通过所述第一齿条306与所述第一齿轮307的啮合，带动了所述第一齿轮307、第一转轴308往复转动，所述第一转轴308的往复转动进一步带动了所述第一固定板312和所述第二固定板313绕着所述第一转轴308的轴心往复摆动，在所述第二固定板313往复摆动的过程中，配合所述第二夹爪319对所述零部件产品211的抓取，从而实现了所述零部件产品211的转移。
57.其中，所述第一滑块304为t形滑块，所述第二导轨305为t形导轨，从而保证所述第一滑块304只能沿着所述第二导轨305的长度方向往复运动。
58.其中，所述第一夹爪210与所述第一导向板301固定连接。
59.其中，所述第二夹爪319与所述第二固定板313固定连接。
60.其中，所述手柄201与所述第一导向板301固定连接。
61.作为本发明的进一步解释，
62.所述第二固定板313通过连杆机构500与所述第二夹爪驱动连接，所述第二夹爪500包括第二弹簧314、第三固定板315、第三导杆316、第二通孔317、第六连杆318、第一支撑架320、第一电磁铁321、第一磁铁322、第一开关323、第二开关324；
63.所述第二固定板313与所述第二弹簧314的一端固定连接，所述第二弹簧314的另一端与所述第三固定板315固定连接，所述第三固定板315上开设有所述第二通孔317，所述第二通孔317内配置有沿其移动的所述第三导杆316，所述第三导杆316的一端与所述第二固定板313固定连接；
64.所述第二固定板313与所述第一电磁铁321固定连接，所述第一电磁铁321与所述第一磁铁322能够相互吸引并搭接，所述第一磁铁322与所述第三固定板315固定连接，所述第一电磁铁321分别与所述第一开关323和所述第二开关324电连接，所述第一开关323能够与所述手柄201的一侧搭接，所述第一开关323与所述支架102固定连接，所述手柄201的另一侧能够与所述第二开关324搭接，所述第二开关324与所述支架102固定连接；
65.所述第三固定板315与所述第六连杆318的一端铰链连接，所述第六连杆318与所述第二夹爪319的一端铰链连接，所述第二夹爪319的中部与所述第一支撑架320铰链连接，所述第一支撑架320与所述第二固定板313固定连接。
66.本发明通过所述手柄201的往复摆动，并且通过所述手柄201与所述第一开关323
或者所述第二开关324的搭接实现了所述第二夹爪319对所述零部件产品211的夹紧或放松的切换，配合所述第二固定板313的往复摆动，实现了对所述零部件产品的间歇卸料。
67.其中，当所述第二固定板313摆动至靠近所述手柄201的一侧时，所述手柄201与所述第一开关323搭接，进而启动所述第一电磁铁321，使得所述第一电磁铁321与所述第一磁铁322相互吸引并搭接，从而进一步通过所述第三固定板315带动了所述第二夹爪319实现了对所述零部件产品211的抓取，反之当所述第二固定板313摆动至远离所述第一套筒208的一侧时，所述手柄201与所述第二开关324搭接，进而关闭所述第一电磁铁321，在所述第二弹簧314的弹力作用下，所述第一电磁铁321与所述第一磁铁322不再相互吸引，从而进一步通过所述第三固定板315带动了所述第二夹爪319实现了对所述零部件产品211的松开，完成卸料。
68.其中，所述第三固定板315能够与第五限位块搭接，所述第五限位块与所述第一支撑架320固定连接。
69.作为本发明的进一步解释，
70.所述第二夹爪319上能够安装有乳胶或橡胶防滑垫。
71.本发明保证了所述第二夹爪319对所述零部件产品211的抓取更加牢固。
72.所述第一长条孔302倾斜配置，并且其倾斜方向为从左到右从前到后的方向倾斜。
73.本发明实现了所述第一滑块304的往复运动。
74.所述第二导轨305的长度方向与所述第一夹爪210的运动方向垂直设置。
75.所述第一齿条306从一侧运动到另一侧时，所述第一齿轮307刚好转动半周。
76.所述第二弹簧314、第三导杆316、第二通孔317组成的结构体关于所述第二固定板313的中心对称分布两组。
77.本发明保证了所述第三固定板315和所述第二固定板313始终平行配置。
78.作为本发明的进一步解释，所述第六连杆318、第二夹爪319组成的结构体关于所述第三固定板315的中心，对称分布有两组。
79.作为本发明的进一步解释，
80.所述第一导向板301还驱动有分料机构400，所述分料机构400包括第七连杆401、第一卡勾402、第二滑块403、第二磁铁404、第一限位块405、第五导轨406、第三弹簧407、第二电磁铁408、第二长条杆409、第二长条孔417、第四导轨410、第一储存箱411、第四弹簧412、第二销轴415、第一转动板414、第三转轴413、第三长条孔416、第二储存箱418、进料通道419；
81.所述第一导向板301与所述第七连杆401固定连接，所述第七连杆401与所述第一卡勾402固定连接，所述第一卡勾402能够与所述第二滑块403卡接，所述第二滑块403配置在所述第五导轨406内并沿其移动，所述第五导轨406与所述第三弹簧407的一端固定连接，所述第三弹簧407的另一端与所述第二滑块403固定连接，所述第二滑块403与所述第二磁铁404固定连接，所述第二磁铁404的侧面能够与所述第一限位块405搭接，所述第一限位块405与所述第五导轨406固定连接，所述第二磁铁404与所述第二电磁铁408能够相互吸引并搭接，所述第二电磁铁408与所述第五导轨406固定连接；
82.所述第五导轨406与所述第二长条杆409固定连接，所述第二长条杆409配置在所述第四导轨410内并沿其移动，所述第四导轨410与所述支架102固定连接，所述第二长条杆
409与所述第四弹簧412的一端固定连接，所述第四弹簧412的另一端与所述第四导轨410固定连接，所述第二长条杆409沿长度方向开设有所述第二长条孔417，所述第二长条孔417内配置有沿其移动的所述第二销轴415，所述第二销轴415还配置在所述第三长条孔416内并沿其移动，所述第三长条孔416开设在所述进料通道419的侧壁上，所述进料通道419能够配置在所述零部件产品211的正下方，所述进料通道419底部的一侧与所述第一储存箱411固定连接并连通，所述第一储存箱411与所述底板101固定连接，所述进料通道419底部的另一侧与所述第二储存箱418固定连接并连通，所述第二储存箱418与所述底板101固定连接；
83.所述第二销轴415的一端与所述第一转动板414固定连接，所述第一转动板414的一端与所述第三转轴413固定连接，所述第三转轴413的两端通过轴承安装在所述进料通道419的侧壁上，所述第一转动板414的另一端能够与所述进料通道419的侧壁搭接。
84.本发明通过所述第一导向板301的往复运动，以及对所述零部件产品211是否合格品的判定，进一步选择性的带动所述第一转动板414往复摆动，当所述第一转动板414摆动至所述进料通道419的一侧时，所述零部件产品211进入所述进料通道419后能够顺利滑落至所述第一储存箱411内，当所述第一转动板414摆动至所述进料通道419的另一侧时，所述零部件产品211进入所述进料通道419后能够顺利滑落至所述第二储存箱418内，从而完成了所述零部件产品211合格品和不合格品的分类。
85.其中，所述第一导向板301的往复运动通过所述第七连杆401带动了所述第一卡勾402的往复运动，当所述零部件产品211被判定为合格品时，所述第二电磁铁408与所述第二磁铁404不会相互吸引，此时所述第一卡勾402与所述第二滑块403搭接，顺利带动所述第二长条杆409向左运动，反之当所述零部件产品211被判定为不合格品时，所述第二电磁铁408与所述第二磁铁404不会相互吸引，此时所述第一卡勾402与所述第二滑块403搭接失效，在所述第四弹簧412的弹力作用下推动所述第二长条杆409滑动至所述第四导轨410的右侧，通过控制所述第二长条杆409的左右侧的位置，实现了所述第一转动板414与所述进料通道419不同侧壁的搭接，进而确定所述零部件产品211进入所述第一储存箱411或者所述第二储存箱418，实现了所述零部件产品211合格和不合格品的分类。
86.其中，当所述零部件产品211判定为不合格品时，所述第二电磁铁408启动，所述第二电磁铁408与所述第二磁铁404相互吸引，当所述零部件产品211判定为合格品时，所述第二电磁铁408停止，所述第二电磁铁408与所述第二磁铁404不相互吸引。
87.其中，所述第四弹簧412始终处于被压缩状态，进而保证所述第二滑块403和所述第一卡勾402搭接失效时，所述第四弹簧412能够推动所述第二长条杆409滑动至所述第四导轨410的右侧。
88.其中，所述第二长条杆409的下端设置有燕尾型滑块，所述第四导轨410是燕尾型导轨，从而保证所述第二长条杆409只能沿着所述第四导轨410长度方向往复滑动。
89.其中，所述第三弹簧407始终处于被压缩状态，从而保证所述第二电磁铁408与所述第二磁铁404不相互吸引时，所述第三弹簧407能够顺利驱动所述第二滑块403与所述第一卡勾402卡接。
90.其中，所述第二滑块403与所述第一卡勾402卡接的一端靠近所述第二长条杆409的一侧倾斜设置，并且其倾斜方向为从远离所述第二磁铁404到靠近所述第二磁铁404从远离所述第二长条杆409到靠近所述第二长条杆409的方向倾斜，从而保证所述第一卡勾402
左侧向右侧运动的过程中能够顺利挤压所述第二滑块403缩入所述第五导轨406内。
91.其中，所述第三长条孔416为圆弧形长条孔，并且其轨迹的圆心与所述第三转轴413的轴心重合。
92.作为本发明的进一步解释，
93.所述检测机构200包括第一连杆202、第二连杆203、第三连杆204、第四连杆205、第一滑板206、第一导轨207、第一套筒208、第一滑杆209、第一挡板212、第一导杆213、第一弹簧214、第五连杆216、第一通孔217、第二挡板218；
94.所述手柄201通过所述检测机构200与所述第一导向板301驱动连接
95.所述手柄201的一端与所述第三连杆204的一端铰链连接，所述第三连杆204的另一端与所述支架102固定连接，所述手柄201的中部与所述第一连杆202的一端铰链连接，所述第一连杆202的另一端与所述第二连杆203的中部固定连接，所述第二连杆203的一端与所述第四连杆205的一端固定连接，所述第四连杆205的另一端与所述第一滑板206铰链连接，所述第一滑板206配置在所述第一导轨207内并沿其移动，所述第一导轨207与所述支架102固定连接；
96.所述第一滑板206与所述第一套筒208固定连接，所述第一套筒208与所述第一导向板301固定连接，所述第一套筒208内配置有沿其移动的所述第一滑杆209，所述第一滑杆209的一端与所述第一夹爪210固定连接，所述第一夹爪210能够与所述零部件产品211的一侧表面搭接，所述零部件产品211能够放置在所述支架102上，所述零部件产品211的另一侧表面能够与所述第二挡板218搭接，所述第二挡板218与所述支架102固定连接，所述第一滑杆209的另一端与所述第一挡板212固定连接，所述第一挡板212能够与所述第一套筒208的一端限位卡接，所述第一挡板212与所述第一导杆213的一端固定连接，所述第一导杆213配置在所述第一通孔217内并沿其移动，所述第一通孔217开设在所述第一传感器215上，所述第一传感器215与所述第五连杆216的一端固定连接，所述第五连杆216的另一端与所述第一套筒208固定连接，所述第一传感器215与所述第一弹簧214的一端固定连接，所述第一弹簧214的另一端与所述第一挡板212固定连接；
97.所述第一传感器215与处理器连接，当所述手柄201摆动至与所述第一开关323搭接时，所述第一传感器215将压力信号传输至所述处理器，当所述处理器判定所述压力信号大于等于所述第一预设阈值且小于等于所述第二预设阈值时，所述处理器判定所述零部件产品211为合格产品，当所述处理器判定所述压力信小于所述第一预设阈值或大于所述第二预设阈值时，所述处理器判定所述零部件产品211为不合格产品。
98.本发明操作者掰动所述手柄201的一端，进而驱动所述第一夹爪210向所述零部件产品211的一侧靠近，并与所述零部件产品211的表面卡接，当所述手柄201摆动至极限位置时，通过所述第一传感器215上测量到的所述压力信号，并通过所述压力信号与所述第一预设阈值和所述第二预设阈值的比较结果，进行合格品和不合格品的区分。
99.其中，操作者通过掰动所述手柄201进一步通过所述第一连杆202、第二连杆203和所述第四连杆205推动所述第一滑板206沿着所述第一导轨207的长度方向向靠近所述零部件产品211的一侧移动，所述第一滑板206移动过程中进一步通过所述第一套筒208带动所述第一滑杆209和所述第一夹爪210同步向靠近所述零部件产品211的一侧移动，当所述第一夹爪210与所述零部件产品211表面搭接时，操作者继续掰动所述手柄201使得所述第一
滑板206继续滑动，而所述第一滑杆209和所述第一夹爪210停止移动，此时所述第一滑板206的继续运动，通过所述第一套筒208带动所述第五连杆216和所述第一传感器215挤压所述第一弹簧214，根据牛顿第三定律，当所述第一弹簧214被压缩的程度越大时，所述第一传感器215所受到的压力也越大，进而通过所述第一传感器215上压力的大小确定所述零部件产品211的尺寸。
100.其中，所述第一滑板206上设置有燕尾形滑块，所述第一导轨207是燕尾形导轨，从而保证所述第一滑板206只能沿着所述第一导轨207的长度方向往复运动。
101.其中，所述第一滑杆209的截面形状为方形，所述第一套筒208内表面的截面形状为与所述第一滑杆209的截面形状相配合的方形，从而实现了所述第一滑杆209只能沿着所述第一套筒208长度方向往复滑动。
102.其中，所述第一挡板212的截面形状大于所述第一套筒208内表面的截面形状，从而保证操作者抬起所述手柄201时，所述第一套筒208能够通过与所述第一挡板212的搭接，带动所述第一滑杆209和所述第一夹爪210远离所述零部件产品211。
103.其中，所述第一导杆213的截面形状为方形，所述第一通孔217的截面形状为与所述第一导杆213的截面形状相配合的方形。
104.其中，“当所述手柄201摆动至极限位置时”中所述的极限位置为所述手柄201与所述第一开关323搭接时的位置。
105.其中，当所述手柄与所述第一开关323搭接时，操作者一直对所述手柄201施加推力，从而保证测量不同的零部件时，所述手柄201摆动的幅度始终相同。
106.其中，所述第一阈值较小，所述第二阈值较大，例如所述第一阈值为零件标准尺寸减小1～3mm，优选为零件标准尺寸减小2mm，所述第二阈值为零件标准尺寸减增加1～3mm，优选为零件标准尺寸增加2mm。
107.其中，所述第一传感器315也能够是红外距离传感器，使得所述第一传感器315能够测量其与所述第一夹爪210的垂直距离，并以此来推算所述零部件产品211的具体尺寸。
108.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。