自适应保压机构

文档序号:1914125 发布日期:2021-12-03 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 自适应保压机构 (Self-adaptive pressure maintaining mechanism ) 是由 夏斌 赵庆宏 柯钱 胡广 王志远 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明实施例公开了一种自适应保压机构,利用监测传感器和驱动装置与控制器的配合,通过多个监测传感器对压板保压力的检测,以使自适应保压机构可利用驱动装置自主调节压板多个位置的保压力。由此,自适应保压机构可以根据各工件的差异自动调节保压力,节省了了人工调节的成本。同时,使工件表面的保压力平衡,提升了产品品质。(The embodiment of the invention discloses a self-adaptive pressure maintaining mechanism, which utilizes the cooperation of a monitoring sensor, a driving device and a controller and detects the pressure maintaining force of a pressure plate through a plurality of monitoring sensors, so that the self-adaptive pressure maintaining mechanism can automatically adjust the pressure maintaining force of a plurality of positions of the pressure plate by utilizing the driving device. Therefore, the self-adaptive pressure maintaining mechanism can automatically adjust the pressure maintaining force according to the difference of each workpiece, and the cost of manual adjustment is saved. Meanwhile, the pressure maintaining force on the surface of the workpiece is balanced, and the product quality is improved.)

自适应保压机构

技术领域

本发明涉及机械制造领域,尤其涉及一种自适应保压机构。

背景技术

在手机、平板电脑等电子设备装配过程中,为了保证零部件之间的胶水粘合更加牢固,在涂胶后会对产品进行保压操作。传统压头不能很好的适应不同产品,尤其当产品的表面受压发生了形变后,对该部分施加的保压力会减小,从而使得产品各部分保压力不同。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供了一种自适应保压机构,利用控制器与监测传感器和驱动装置的配合,以使自适应保压机构能够自主调节压板各位置的保压力。

本发明实施例的自适应保压机构,包括:

机架;

压板;

驱动装置,安装于所述机架,与所述压板的多个位置接触,被配置为对所述压板的多个位置分别施加保压力;

多个监测传感器,用于分别检测所述压板的多个位置的压力参数;以及

控制器,与所述驱动装置和所述监测传感器连接,用于根据所述压力参数控制所述驱动装置施加到不同位置的保压力。

进一步地,所述驱动装置包括多个第一驱动器以及多个驱动臂,所述第一驱动器固定设置于所述机架,且具有第一输出轴,所述驱动臂与所述第一输出轴连接;

所述多个监测传感器的设置位置与所述压板和所述驱动臂连接位置对应;

其中,所述控制器被配置为响应于所述压力参数减小,控制所述第一驱动器使压板的对应位置下移;以及,响应于所述压力参数增大,控制所述第一驱动器使所述压板的对应位置上移。

进一步地,所述驱动臂与所述压板的连接方式为螺接;

其中,所述控制器被配置为响应于所述压力参数减小,控制对应的所述驱动臂上旋;以及,响应于所述压力参数减增大,控制对应的所述驱动臂下旋。

进一步地,所述自适应保压机构还包括:推板,所述推板具有多个通孔;

所述驱动装置还包括第二驱动器以及弹性元件,所述第二驱动器具有第二输出轴,所述第二输出轴与所述推板连接;

所述驱动臂具有定位凸台,且通过所述通孔与所述第一驱动器连接;

所述弹性元件套设于所述驱动臂上,在保压时利用弹力作用于所述推板以及所述定位凸台;

其中,所述控制器与所述第二驱动器连接,被配置为根据所述压力参数控制所述第二驱动器产生保压力,所述第一输出轴与所述驱动臂的连接被配置为,将所述第一输出轴的旋转力矩传递给所述驱动臂,并且所述驱动臂与所述第一输出轴以在所述第一输出轴的轴向和至少一个径向就有预定自由度的方式相互连接。

进一步地,所述第一输出轴包括凸起部以及定位销,所述凸起部具有导向平面,所述定位销设置于所述导向平面上;

所述驱动臂具有凹槽,在所述凹槽的侧壁设置有导向槽;

其中,所述凸起部和所述定位销分别容置于所述凹槽和导向槽内,所述导向平面和所述凹槽侧壁配合以及定位销和导向槽配合,以实现第一输出轴与所述驱动臂的连接方式。

进一步地,所述导向槽与所述驱动臂的靠近所述第一输出轴一侧的端面具有间隔,并且所述导向槽贯穿所述驱动臂,所述定位销通过所述导向槽可拆卸地设置于所述驱动臂上。

进一步地,所述监测传感器包括距离传感器,所述压力参数为所述距离传感器检测的压板下压距离。

进一步地,所述自适应保压机构还包括底板,所述底板与压板对应设置,用于承载工件;

所述监测传感器包括电容传感器,所述电容传感器具有设置于所述压板的上电极板以及设置于所述底板的下电极板所述压力参数为所述电容传感器的电容值。

进一步地,所述压板和所述底板与工件压合的位置具有极板收容槽,所述上电极板和下电极板设置于所述极板收容槽内,以使上电极板和下电极板在保压时避让于工件。

进一步地,所述弹性元件为弹簧或橡胶垫中的至少一种。

本发明实施例的自适应保压机构,利用监测传感器和驱动装置与控制器的配合,通过多个监测传感器对压板保压力的检测,以使自适应保压机构可利用驱动装置自主调节压板多个位置的保压力。由此,自适应保压机构可以根据各工件的差异自动调节保压力,使工件表面的保压力平衡,从而提升产品品质。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:

图1是本发明实施例的自适应保压机构的结构示意图;

图2是本发明实施例的自适应保压机构的爆炸意图;

图3是本发明实施例的自适应保压机构的电路示意图;

图4是本发明实施例的自适应保压机构的保压流程示意图;

图5是本发明实施例的第一输出轴与驱动臂的连接方式在一些实施方式中的示意图;

图6是本发明实施例的第一输出轴与驱动臂的连接方式在另一些实施方式中的示意图;

图7是本发明实施例的电容传感器的爆炸示意图;

图8是本发明实施例的自适应保压机构的电容传感器电路示意图。

附图标记说明:

1-驱动装置;11-第二驱动器;111-第二输出轴;12-第一驱动器;121-第一输出轴;1211-凸起部;1212-导向平面;1213-定位销;1214-主体部;1215-凸起部;2-控制器;3-机架;31-避让孔;4-推板;41-通孔;5-压板;6-弹性元件;7-驱动臂;71-定位凸台;72-凹槽;73-导向槽;74-第一通道;75-第二通道;8-底板;9-监测传感器;91-上电极板;92-下电极板;93-极板收容槽;10-工件。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。

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。

图1是自适应保压机构的结构示意图,图2是自适应保压机构的爆炸意图,图3是控制器与检测传感器和驱动装置的电路示意图,如图1-3所示,本发明实施例的自适应保压机构包括机架3、压板5、驱动装置1、多个监测传感器9以及控制器2,其中驱动装置1安装于机架3上并且与压板5的多个位置接触,同时驱动装置1被配置为对压板5的多个位置分别施加保压力。多个监测传感器9用于分别检测压板5的多个位置的压力参数,控制器2与驱动装置1和监测传感器9连接,用于根据压力参数控制驱动装置1施加到不同位置的保压力。

本发明实施例的自适应保压机构,利用监测传感器9和驱动装置1与控制器2的配合,通过多个监测传感器9对压板5保压力的检测,以使自适应保压机构可利用驱动装置1自主调节压板5的多个位置的保压力,压板5在受到驱动臂7的下压后产生弹性变形,从而使该位置的压板5下移。由此,自适应保压机构可以根据各工件10的差异自动调节保压力,使工件10表面的保压力平衡,从而提升产品品质。容易理解,工件10在涂胶后对涂胶位置进行保压可以保证涂胶的密封性以及零件粘结的稳固。但一些工件10的表面受轻微的压力后会产生弹性变形,当压力消失后工件10还会恢复到受压前的形状。对于现有技术中的保压机在对此类工件10保压时,会因工件10的变形使得该位置受到的压力不够,最终导致涂胶位置的密封不严。本实施例中的自适应保压机构,可以对针对压力减小的位置补偿更多的保压力,从而使得保压机构对工件10的保压力符合要求。

优选地,本领域技术人员可以根据工件10的保压需求,利用控制器来调节驱动装置对工件10预设的保压力,从而适应不同类型的工件10对于保压力的需求。

容易理解,本实施例中驱动装置与监测传感器的连接方式可以为电连接与利用移动网络的通讯连接。本领域技术人员可以根据实际工况需求进行选择。

如图2所示,进一步地,驱动装置包括多个第一驱动器2以及多个驱动臂7,第一驱动器2固定设置于机架3上,且第一驱动器2具有第一输出轴21,驱动臂7与第一输出轴21连接。多个监测传感器的设置位置与压板5和驱动臂7连接位置对应,其中控制器被配置为响应于压力参数减小,控制第一驱动器2使压板5的对应位置下移,以及响应于压力参数增大,控制第一驱动器2使压板5的对应位置上移。本实施例中当工件10的受压减小或增大时自适应保压机构可以相应的补偿压板5的保压力,省去了人工检测步骤,并使自适应保压机构可以自主的实时调节。容易理解,本实施例中的第一驱动器2可为直线电机、气缸或柱塞泵等设备中的一种,本领域技术人员可根据实际需求,选用能够提供直线动力的动力源作为第一驱动器12。

上述实施例中的多个驱动臂7全都连接于一个压板5上。优选地,压板5的数量也可为多个且数量与驱动臂7相同,每个压板5都相互独立设置。本实施例中每个驱动臂7都分别连接于一个压板5。此时自适应保压机构可以针对工件10不同位置分别进行施加保压力,且各压板5相互之间的保压力不会相互影响。

进一步地,驱动臂7与压板5的连接方式为螺接,其中控制器2被配置为响应于压力参数减小,控制对应的驱动臂7上旋,以及在压力参数减增大时,控制对应的驱动臂7下旋。本实施例中驱动臂7通过螺纹与压板5连接,在调整保压力时利用驱动臂7的旋转来控制压板5的上下移动。

容易理解,第一驱动器12可以为伺服电机或步进电机等设备中的一种,本领域技术人员可根据实际需求,选用能够提供旋转力矩的动力源作为第一驱动器12。以1.8度两相步进电机为例:当两相绕组都通电励磁时,电机输出轴将静止并锁定位置,在额定电流下使电机保持锁定的最大力矩为保持力矩。如果其中一相绕组的电流发生了变向,则电机将顺着一个既定方向旋转一步(1.8度)。同理,如果是另外一项绕组的电流发生了变向,则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步(1.8度)。当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时,则电机会顺着既定的方向实现连续旋转步进。由此,本实施例中的自适应保压机构利用步进电机的旋转步进带动驱动臂7沿螺纹旋转,进而可以更加精准的控制压板5的上下移动。

如图2所示,在一些实施方式中,自适应保压机构还包括推板4,驱动装置还包括第二驱动器11以及弹性元件6。其中,推板4具有多个通孔41,驱动装置1还包括第二驱动器11以及弹性元件6,第二驱动器11具有第二输出轴111,第二输出轴111与推板4连接,驱动臂7具有定位凸台71,且驱动臂7通过通孔41与第一驱动器12连接。弹性元件6套设于驱动臂7上,在保压时利用弹力作用于推板4以及定位凸台71。同时,控制器2与第二驱动器11连接,被配置为根据压力参数控制第二驱动器11产生保压力,第一输出轴121与驱动臂7的连接被配置为一对一连接,将第一输出轴121的旋转力矩传递给驱动臂7,并且驱动臂7与第一输出轴121以在第一输出轴121的轴向和至少一个径向就有预定自由度的方式相互连接。

本实施例中的自适应保压机构对工件10实施的保压力可分为两个阶段。图4示出了自适应保压机构在工作时的3种状态,其中位于Ⅰ处的自适应保压机构处于第二驱动器11驱动压板5向工件10移动的状态,位于Ⅱ处的自适应保压机构处于第二驱动器11驱动压板5压盖在工件10的状态,位于Ⅲ处的自适应保压机构处于第一驱动器21调节保压力的状态。

首先,第一阶段中本实施例的第二驱动器11的第二输出轴111与推板4连接,第二驱动器11可将动力传递给推板4。同时利用弹性元件6以及驱动臂7上的设置的定位凸台71,使得推板4可将推力间接传递给压板5,从而对工件10实施第一阶段的保压力(如图4中Ⅰ处和Ⅱ处所示)。然后,在第二阶段中利用监测传感器9检测压板5对工件10的保压力,当保压力发生变化时,控制器控制第一驱动器12对压板5的对应位置的保压力进行补偿。具体地,当监测传感器9检测的到某一区域的压力减小时,第一驱动器12控制驱动臂7沿螺纹上旋,即图4中Ⅲ处的A区域所示的螺纹,此时一端抵接于定位凸台71的弹性元件6受压,该弹力会直接作用于推板4,但推板4被第二驱动器11施加以向下的推力。因此,推板4会反向传递下压力给压板5,该下压力会通过驱动臂7的不断向上旋出而逐步增加,当监测传感器9检测的保压力达到预定值时(即增加的保压力对减小的保压力完成了补偿)第一驱动器2会停止上旋。同理,当检测传感器9检测到保压力增加时,驱动臂7的运动方式被配置为与保压力减小时相反,因此此处不再赘述。

应当理解,本实施例中第一输出轴121与驱动臂7所配置的连接方式,用于实现本实施例中两个保压阶段的机构运动。当第一阶段中推板4下压时,弹性元件6的弹力作用于定位凸台71,从而使得驱动臂7也一同下移。但此时第一驱动器12却与机架3固定,同时在第一驱动器12未启动的情况下,第一输出轴121的位置也是固定的,因此驱动臂7与第一输出轴121的连接方式需要能在轴向上可相互移动,也即驱动臂7与第一输出轴121以在第一输出轴121的轴向就有预定自由度的方式相互连接。当第二阶段中第一驱动器12对保压力进行调节时,第二驱动器11需要传递给驱动臂7旋转力矩。因此,该连接方式即第一输出轴121与驱动臂7的连接被配置为,将第一输出轴121的旋转力矩传递给驱动臂7。在保压力的调节过程中压板5除了需要有上下移动的自由度外,还会有微小的大致垂直于上下移动方向的横向移动,也即驱动臂7与第一输出轴121以在第一输出轴121的至少一个径向就有预定自由度的方式相互连接。

容易理解,本实施例的至少一个径向可以满足在该径向方向上的保压力调节时压板5产生的位移。同时为满足在多个方向上的保压力可调节,本领域技术人员可以选择相应的可满足功能的万向节来加以实现。

可选地,当监测传感器检测到压板5对工件10上施加的保压力突然增大时,例如保压过程中有异物掉落到工件10表面,亦或是现场操作人员在放置工件10时的手指没有及时移开,压板5就开始向工件10下压。此时,控制器还可直接控制第二驱动器11带动推板5快速向上移动,以此来保证机器操作的安全性,提升自适应保压机构的自动化水平。

容易理解,本实施例的弹性元件6的弹力应配置为不小于压板5对工件10的保压力,以避免弹性元件6被完全压缩,使第一驱动器12无法进一步调节保压力。

优选地,机架3上还可设置避让孔31,该避让孔31可以让第一驱动器12以及第二驱动器11的第一输出轴121和第二输出轴111穿过,从而便于驱动装置1与下部的设备连接。其中,与驱动臂7对应的避让孔31还可和通孔41同轴设置,这样便于第一驱动器12与驱动臂7的连接。

图5是第一输出轴121与驱动臂7的连接示意图,如图5所示,在一些实施方式中,第一输出轴121包括凸起部1211以及定位销1213,凸起部1211具有导向平面1212,定位销1213设置于导向平面1212上。驱动臂7具有凹槽72,在凹槽72的侧壁设置有导向槽73,凸起部1211和定位销1213分别容置于凹槽72和导向槽73内,导向平面1212和凹槽72侧壁配合以及定位销1213和导向槽73配合,以实现第一输出轴121与驱动臂7的连接方式。本实施例中的连接方式既可以使第一输出轴21的力矩传递给驱动臂7,也保留了驱动臂7相对于第一输出轴21向的轴向以及一个径向的自由度。

进一步地,导向槽73与驱动臂7的靠近第一输出轴121一侧的端面具有间隔,并且导向槽73贯穿驱动臂7,定位销1213通过导向槽73可拆卸地设置于驱动臂1213上。为了避免驱动臂7在上下移动的过程与第一输出轴121完全脱离,本实施例中的导向槽73与端面之间具有间隔,这样即使驱动臂7向下移动的距离过大,也不会从第一输出轴121上脱离。

图6是第一输出轴121与驱动臂7的另一种连接方式示意图,如图6所示,在一些实施方式中,第一输出轴121包括主体部1214以及与主体部1214连接的凸起部1215,驱动臂7具有第一通道74以及第二通道75,并且第一通道74套设于主体部1214上,第二通道75套设于凸起部1215上,其中第一通道74与主体部1214以及第二通道75与所述凸起部1215都具有间隙。本实施例中通过凸起部1215与第二通道75可使第一输出轴121的旋转力矩传递给驱动臂7,通过第一输出轴121与驱动臂7设置的间隙可以实现驱动臂7相对于第一输出轴121的轴向以及多个径向的自由度。

进一步地,监测传感器9包括距离传感器,压力参数为距离传感器检测的压板5下压距离。本实施例中利用距离参数间接得到压力参数,距离传感器在测量中可实现不与压板5或工件10直接接触,使得使用更为方便。本实施例中的距离传感器包括但不限于激光测距传感器、红外线传感器等。

图7是电容传感器的爆炸示意图,图8电容传感器电路示意图,如图7-8所示,在一些实施方式中,自适应保压机构还包括底板8,底板8与压板5对应设置,用于承载工件10。监测传感器9包括电容传感器,电容传感器具有设置于压板5的上电极板91以及设置于底板8的下电极板92,压力参数为电容传感器的电容值。电容的大小与电极板的距离呈反比,即两个电极板之间距离越大电容值就越小,反之亦然。本实施例中利用电极板之间距离与电容值的变化关系来,间接得到压板5对工件施加的保压力,使得对保压力的检测更加精准。图8中示出了控制器2根据采集到的电容值的大小得到压板5对工件10的保压力,同时再利用控制器2与通过电机控制芯片控制电机的运转,以达到对压板5对应区域保压力的调节。

进一步地,压板5和底板8与工件10压合的位置具有极板收容槽93,上电极板91和下电极板92设置于极板收容槽93内,以使上电极板91和下电极板92在保压时避让于工件。本实施例中极板收容槽93的深度略大于电极板的厚度,从而使电极板完全沉入到极板收容槽93内,避免在保压的过程中工件10挤压到电极板。

在一些实施方式中,弹性元件4为弹簧或橡胶垫中的至少一种。弹簧相比于橡胶垫具有更大的压缩比,因此在工件10受压后形变较大时,可以优先选用弹簧作为弹性元件4。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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