一种低成本低能耗光纤光栅传感器自动点胶设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种自动点胶设备，特别涉及一种低成本低能耗光纤光栅传感器自动点胶设备，属于点胶设备技术领域。


背景技术：

2.随着光纤传感技术的发展，其应用已从军事、航空航天、地质勘探、海空监测等非民用领域，转向民用工程如桥梁、隧道等大型建筑的结构和环境安检等方面，尤其是近年来国家高度重视农业发展，并在政策层面大力倡导智慧农业建设，光纤传感器以其体积小重量轻、防水耐高温和抗干扰能力强等优点，已成为5g时代农业物联网的研究与应用热点，然而造价的高企和量产工艺不成熟等问题，不仅制约了其使用范围的进一步扩大，且造成光纤传感器的应用场景难以得到有效下沉。
3.光纤布拉格光栅作为光纤传感器的核心器件，是以紫外光在去除涂覆层的单模石英光纤上写入所制成，其结构细小，机械性能偏弱；若暴露在恶劣环境下，裸露光栅则易受酸碱腐蚀，所以在传感器的实际生产中，必须对光纤光栅进行封装以起到保护和增敏的双重作用。
4.作为整套封装工艺的关键一环，通过点胶设备为传感器外壳涂敷封装剂这道工序，其生产效率和产线复杂度，对最终产品的成本和可靠性具有重要影响，然而当前光纤传感器封装的点胶工序存在两个显著问题，一方面是缺乏针对性量产设备，自动化程度低；另一方面是当前非标点胶设备普遍基于龙门桁架结构，对于构造相对简约的光纤传感器进行封装，仍套用3c类电子器件的点胶设备，过度依赖同步带、手指气缸、丝杆滑轨特别是长行程丝杠平台等装备，这些设备及其固支性附件又加剧了产线整体结构的复杂程度，从而造成维修和保养困难，且令制造成本居高不下，生产能耗高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种低成本低能耗光纤光栅传感器自动点胶设备，解决了背景技术中提到的问题。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种技术方案：
7.一种低成本低能耗光纤光栅传感器自动点胶设备，包括自动平面点胶组件、电控物料移载平台和调节支架组件，所述电控物料移载平台由步进输送组件、操作平台和电控柜构成，所述步进输送组件由机械传动组件、机身、第二步进电机、联轴器和复位组件组成，所述电控物料移载平台一侧设置有电控柜，所述机身外部装配有第二步进电机，所述第二步进电机的输出端装配有联轴器，所述机身顶部设置有操作平台，所述机身内部设置有机械传动组件，所述步进输送组件内部且位于机身的外侧设置有复位组件，所述机身顶部一侧设置有调节支架组件。
8.作为本实用新型的一种优选方案，所述操作平台包括有轨平板、梯形条、限位角和物料转送底座,所述机身顶部设有有轨平板，所述有轨平板底部中心固定连接有梯形条，所
述有轨平板顶部一侧插接有物料转送底座,所述有轨平板两端均固定连接有限位角。
9.作为本实用新型的一种优选方案，所述调节支架组件包括冲孔角钢立柱、手动直线滑台和直角板，所述机身远离所述第二步进电机的一侧设有有手动直线滑台，所述手动直线滑台的台座上固接有冲孔角钢立柱，所述冲孔角钢立柱的顶端延伸至操作平台的上方且固定连接有直角板。
10.作为本实用新型的一种优选方案，所述所述自动平面点胶组件包括第一步进电机、丝杆滑台、针式胶枪、曲面导轨、导轨支架、变向轮、u槽滚轮、滚轮支架、弹性限位器、复位弹簧、弹簧座、轴套和套筒，所述直角板顶端固定连接有丝杆滑台，所述丝杆滑台的末端固定连接有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴外部螺纹连接有丝杆滑台，所述导轨支架远离丝杆滑台的一侧固定连接有曲面导轨，所述丝杆滑台的滑台固定连接有弹簧座，所述弹簧座固定连接有轴套，所述轴套内壁插有复位弹簧，所述复位弹簧远离丝杆滑台的一端固定连接有套筒，所述套筒的底面固定连接滚轮支架，所述针式胶枪与变向轮相连接，所述滚轮支架装配有u槽滚轮，所述u槽滚轮与曲面导轨接触。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所所述机械传动组件包括定位螺栓、传动轴、摇臂、衬套、滚轮轴、滚轮、传动销、凸轮、棘爪、齿条和提升杆，所述机身内部固定连接有定位螺栓，所述定位螺栓外部转动连接有衬套，所述衬套外部转动连接有摇臂，所述摇臂内部转动连接有传动销，所述传动销外部套接有提升杆，所述提升杆顶部一侧固定连接有棘爪，所述齿条通过梯形条与有轨平板相连，且所述棘爪与齿条啮合，所述摇臂内部且远离传动销的一侧转动连接有滚轮轴，所述滚轮轴外部套接有滚轮，所述滚轮与提升杆的底部接触，所述机身内壁的两侧之间转动连接有传动轴，所述传动轴的一端与联轴器固定连接，所述传动轴外部套接有凸轮，所述凸轮始终与滚轮接触。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述复位组件包括迷你直流减速马达、齿轮、齿杆、尼龙拨叉、钢丝绳、索扣和滑轮，所述机身外部固定连接有迷你直流减速马达，所述迷你直流减速马达的输出端固定连接有齿轮,所述齿杆与齿轮啮合连接，所述齿杆顶部固定连接有尼龙拨叉，所述提升杆远离棘爪的一端延伸至尼龙拨叉内部，所述提升杆与尼龙拨叉接触，所述机身内壁的一侧安装有滑轮，所述滑轮外侧缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的两端均固定连接有索扣，其中一个所述索扣与传动轴固定连接，其中一个所述索扣与操作平台中的有轨平板固定连接。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1、将点胶功能器件的工作自由度从6自由度缩减为4自由度，采用曲面滑轨配合u槽滚轮和弹性限位机构，该结构能在不引入另一套丝杆滑台的基础上，使胶枪在沿滑台的丝杆轴向上平移的同时，提供与丝杆垂直的点胶轨迹，而其路径规划可由步进电机圈数、转角和转速，并配合不同轨迹的曲面导轨即可实现；
15.2、采用机械传动架构代替电机直驱架构，由于曲柄连杆结构是省力机构，且利用简单的齿轮齿杆配合充当凸轮连杆棘爪齿条传动结构的顶升复位装置，这些设计相比直接使用长行程大扭矩的丝杆模组，能够有力降低生产成本；
16.3、通过优化点胶、送料机构，大幅减少了手指气缸和长行程直线模组的数量，配合针对性设计的自动平面点胶装置，电控物料移载平台，提高了光纤光栅传感器的生产自动化程度，配合成本低廉、性能稳定的台架结构，令所述自动封装装置能够适应多种工况。
附图说明：
17.为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
18.图1是本实用新型整体结构示意图；
19.图2是本实用新型自动平面点胶装置结构示意图；
20.图3是本实用新型弹性限位器的拆分结构示意图；
21.图4是本实用新型电控物料移载平台结构示意图；
22.图5是本实用新型步进输送组件构结构示意图；
23.图6是本实用新型机械传动组件的正面视角图；
24.图7是本实用新型机械传动组件背面视角图；图8是本实用新型复位组件结构示意图；
25.图9是本实用新型操作平台结构示意图；
26.图10是本实用新型调节支架组件构结构示意图。
27.图中：1、自动平面点胶组件；101、第一步进电机；102、丝杆滑台；103、针式胶枪；104、曲面导轨；105、导轨支架；106、变向轮；1061、u槽滚轮；1062、滚轮支架；107、弹性限位器；1071、复位弹簧；1072、弹簧座；1073、轴套；1074、套筒；2、电控物料移载平台；201、步进输送组件；202、操作平台；203、电控柜；301、机械传动组件；302、机身；303、第二步进电机；304、联轴器；305、复位组件；401、定位螺栓；402、传动轴；403、摇臂；404、衬套；405、滚轮轴；406、滚轮；407、传动销；408、凸轮；409、棘爪；410、齿条；411、提升杆；501、迷你直流减速马达；502、齿轮；503、齿杆；504、尼龙拨叉；505、钢丝绳；506、索扣；507、滑轮；601、有轨平板；602、梯形条；603、限位角；604、物料转送底座；7、调节支架组件；701、冲孔角钢立柱；702、手动直线滑台；703、直角板。
具体实施方式：
28.如图1
‑
10所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
29.实施例：
30.一种低成本低能耗光纤光栅传感器自动点胶设备，包括自动平面点胶组件1、电控物料移载平台2和调节支架组件7，电控物料移载平台2由步进输送组件201、操作平台202和电控柜203构成，步进输送组件201由机械传动组件301、机身302、第二步进电机303、联轴器304和复位组件305组成，电控物料移载平台2一侧设置有电控柜203，机身302外部装配有第二步进电机303，第二步进电机303的输出端装配有联轴器304，机身302顶部设置有操作平台202，机身302内部设置有机械传动组件301，步进输送组件201内部且位于机身302的外侧设置有复位组件305，机身302顶部一侧设置有调节支架组件7。
31.进一步的，操作平台202包括有轨平板601、梯形条602、限位角603和物料转送底座604,机身302顶部设有有轨平板601，有轨平板601底部中心固定连接有梯形条602，有轨平板601顶部一侧插接有物料转送底座604,有轨平板601两端均固定连接有限位角603。
32.进一步的，调节支架组件7包括冲孔角钢立柱701、手动直线滑台702和直角板703，机身302远离第二步进电机303的一侧设有有手动直线滑台702，手动直线滑台702的台座上固接有冲孔角钢立柱701，冲孔角钢立柱701的顶端延伸至操作平台202的上方且固定连接有直角板703，方便对针式胶枪103的位置进行调节。
33.进一步的，自动平面点胶组件1包括第一步进电机101、丝杆滑台102、针式胶枪103、曲面导轨104、导轨支架105、变向轮106、u槽滚轮1061、滚轮支架1062、弹性限位器107、复位弹簧1071、弹簧座1072、轴套1073和套筒1074，直角板703顶端固定连接有丝杆滑台102，丝杆滑台102的末端固定连接有第一步进电机101，第一步进电机101的输出轴外部螺纹连接有丝杆滑台102，导轨支架105远离丝杆滑台102的一侧固定连接有曲面导轨104，丝杆滑台102的滑台固定连接有弹簧座1072，弹簧座1072固定连接有轴套1073，轴套1073内壁插有复位弹簧1071，复位弹簧1071远离丝杆滑台102的一端固定连接有套筒1074，套筒1074的底面固定连接滚轮支架1062，针式胶枪103与变向轮106相连接，滚轮支架1062装配有u槽滚轮1061，u槽滚轮1061与曲面导轨104接触，可以使针式胶枪103沿设定的路径进行位移。
34.进一步的，机械传动组件301包括定位螺栓401、传动轴402、摇臂403、衬套404、滚轮轴405、滚轮406、传动销407、凸轮408、棘爪409、齿条410和提升杆411，机身302内部固定连接有定位螺栓401，定位螺栓401外部转动连接有衬套404，衬套404外部转动连接有摇臂403，摇臂403内部转动连接有传动销407，传动销407外部套接有提升杆411，提升杆411顶部一侧固定连接有棘爪409，齿条410通过梯形条602与有轨平板601相连，且棘爪409与齿条410啮合，摇臂403内部且远离传动销407的一侧转动连接有滚轮轴405，滚轮轴405外部套接有滚轮406，滚轮406与提升杆411的底部接触，机身302内壁的两侧之间转动连接有传动轴402，传动轴402的一端与联轴器304固定连接，传动轴402外部套接有凸轮408，凸轮408始终与滚轮406接触，可以对摇臂403进行驱动，从而驱动提升杆411与齿条410移动。
35.进一步的，复位组件305包括迷你直流减速马达501、齿轮502、齿杆503、尼龙拨叉504、钢丝绳505、索扣506和滑轮507，机身302外部固定连接有迷你直流减速马达501，迷你直流减速马达501的输出端固定连接有齿轮502,齿杆503与齿轮502啮合连接，齿杆503顶部固定连接有尼龙拨叉504，提升杆411远离棘爪409的一端延伸至尼龙拨叉504内部，提升杆411与尼龙拨叉504接触，机身302内壁的一侧安装有滑轮507，滑轮507外侧缠绕有钢丝绳505，钢丝绳505的两端均固定连接有索扣506，其中一个索扣506与传动轴402固定连接，其中一个索扣506与操作平台202中的有轨平板601固定连接，方便带动提升杆411进行复位。
36.具体的,在电控柜203中驱动电路的程序控制下，首先第二步进电机303转动指定角度，通过步进输送组件201内的机械传动组件301，将电机的转动扭矩转化为对操作平台202的平动负载，于是固定在物料转送底座604上等待喷涂封装剂的光纤光栅传感器，便逐个定位传输至自动平面点胶组件1的正下方，然后电控柜203发送指令使第一步进电机101催动丝杆滑台102，进而带动针式胶枪103按照曲面导轨104的边缘轨迹向下喷涂封装剂，点胶完毕后，第一步进电机101反转令丝杆滑台102复位，在此过程中步进输送组件201利用机械传动组件301的凸轮408、连杆棘爪409和齿条410结构，向前步进一个或数个齿尖的身位，以开始下一只光纤光栅传感器封装剂的喷涂动作，该过程循环往复，直到物料转送底座604上所有光纤光栅传感器得到点胶，之后由诸如六轴机械臂等移载夹具将物料转送底座604从操作平台202的有轨平板601上抽出，运送到其他设备以进行各光纤光栅传感器的合装、分拣和测试工序，与此同时，复位组件305利用第二步进电机303反转来拖拽操作平台202回归齿条410初始启点位置，以等待运载下一批待点胶的光纤光栅传感器坯料。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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实用新型中的具体含义。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。