空间多维高精度玻璃测距装置的制作方法

1.本发明涉及玻璃激光切割技术领域，具体为一种空间多维高精度玻璃测距装置。


背景技术：

2.随着激光切割玻璃技术的不断成熟，对切孔加工的精度也有了更高的要求。对于一块需要切孔的玻璃，首先需要准确获得玻璃边缘的位置，从而确定所需打孔的位置。而现有测距装置，仅测量玻璃边缘某一点离传感器距离，但玻璃在分片及磨边操作过程中，由于自身特性原因容易导致边缘凹凸不平，与理论形状存在差异，故测量单一点的位置距离并不能较好反应玻璃实际位置情况，进而影响后续切孔的精度。同时，由于玻璃边缘具有倒角，固定位置的激光位移传感器，存在将倒角误认为玻璃边缘的可能，从而获得错误的玻璃边缘距离。
3.因此，需要设计一种能够在不同方向转动扫描，准确获取玻璃边缘距离，以实现高精度打孔的装置，来解决目前所面临的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种一种空间多维高精度玻璃测距装置。
5.本发明提供的一种空间多维高精度玻璃测距装置，包括电动机、第一升降机构、第二升降机构和托架；
6.所述托架上设有：
7.卧式蜗杆，其连接有第一从动锥齿轮；
8.卧式蜗轮，与所述蜗杆啮合，以随所述蜗杆转动而在水平方向上转动；
9.摆动架和支撑盘，所述支撑盘通过所述摆动架固定在所述蜗轮上，以与所述蜗轮保持相同状态的运动，所述支撑盘用于支撑激光位移传感器；
10.轴套，连接有可在垂直方向旋转的第二从动锥齿轮，以随所述第二从动锥齿轮在垂直方向上旋转；
11.支撑架，连接所述蜗轮和所述轴套；
12.所述第一升降机构包括可升降的第一主动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮与所述电动机连接，以在所述电动机的驱动下转动，所述第一主动锥齿轮在升或降至与所述第一从动锥齿轮啮合时，用于驱动所述第一从动锥齿轮转动；
13.所述第二升降机构包括可升降的第二主动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮与所述电动机连接，以在所述电动机的驱动下转动，所述第二主动锥齿轮在升或降至与所述第二从动锥齿轮啮合时，用于驱动所述第二从动锥齿轮转动。
14.所述第三升降机构包括可升降的升降架，所述第三升降架与所述电机连接，以在所述电动机的驱动下升降，所述托架连接于所述第三升降架，以在所述第三升降机架的带动下升或降至工作位置。
15.进一步的，所述第一升降机构还包括第一凸轮、第一滚轮、第一滑轴和第一顶升
轴；
16.所述电动机连接所述第一凸轮，以驱动所述第一凸轮在垂直方向上转动，所述第一滚轮连接所述第一凸轮的侧面，以在所述第一凸轮转动时相对所述第一凸轮的侧面滚动，所述第一滑轴连接所述第一滚轮，以在所述第一滚轮相对所述第一凸轮的侧面滚动时上升或下降，所述第一顶升轴的一端可水平转动的连接所述第一滑轴，另一端连接所述第一主动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮与所述第一从动锥齿轮垂直啮合。
17.进一步的，所述第二升降机构还包括第二凸轮、第二滚轮、第二滑轴和第二顶升轴；
18.所述电动机连接所述第二凸轮，以驱动所述第二凸轮在垂直方向上转动，所述第二滚轮连接所述第二凸轮的侧面，以在所述第二凸轮转动时相对所述第二凸轮的侧面滚动，所述第二滑轴连接所述第二滚轮，以在所述第二滚轮相对所述第二凸轮的侧面滚动时上升或下降，所述第二顶升轴的一端可水平转动的连接所述第二滑轴，另一端连接所述第二主动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮与所述第二从动锥齿轮垂直啮合。
19.进一步的，所述第一凸轮和第二凸轮通过连接轴连接，从而同步运动。
20.进一步的，所述第一凸轮和第二凸轮具有相同的形状，且均具有远心端和近心端，所述第一凸轮的远心端与所述第二凸轮的远心端之间的夹角为180
°
，所述第一凸轮的近心端与所述第二凸轮的近心端之间的夹角为180
°
。
21.进一步的，所述远心端和近心端均连续设置，所述第一滚轮或所述第二滚轮位于所述远心端时，所述第一主动锥齿轮与所述第一从动锥齿轮啮合，或所述第二主动锥齿轮与所述第二从动锥齿轮啮合；
22.所述第一滚轮或所述第二滚轮位于所述近心端时，所述第一主动锥齿轮脱离所述第一从动锥齿轮，或所述第二主动锥齿轮脱离所述第二从动锥齿轮。
23.进一步的，所述远心端两端的之间的圆心角为180
°
。
24.进一步的，所述电动机连接第三主动锥齿轮，所述第三主动锥齿轮与第三从动锥齿轮啮合，所述第三从动锥齿轮通过第一转轴连接第一变速机构，所述第一变速机构连接所述第一凸轮，所述电动机通过所述第三主动锥齿轮、第三从动锥齿轮、第一转轴和第一变速机构驱动所述第一凸轮转动。
25.进一步的，所述第三升降机构包括第四从动锥齿轮、第二转轴、第二变速机构、第三凸轮、第三滚轮、第三滑轴和升降架，所述第四从动锥齿轮与所述第三主动锥齿轮啮合，所述第二转轴连接所述第四从动锥齿轮与所述第二变速机构，所述第二变速机构连接所述第三凸轮，所述第三滚轮连接所述第三凸轮的侧面，以在所述第三凸轮转动时相对所述第三凸轮的侧面滚动，所述第三滑轴连接所述第三滚轮，以在所述第三滚轮相对所述第三凸轮的侧面滚动时上升或下降，所述升降架连接所述第三滑轴和所述托架，以使所述托架随所述第三滑轴升或者降的过程而处于工作位置或离开工作位置。
26.本发明的技术效果：
27.(1)仅使用电动机作为动力源，通过电动机转动产生动力，带动第一凸轮、第二凸轮及支撑架运动，巧妙完成激光位移传感器的升降运动与两个方向的转动，减少能源消耗，减少了人力使用，提高了生产效率，降低了成本；
28.(2)通过使激光位移传感器在水平和垂直方向转动，解决上一工序(切割玻璃)的
误差和倒角产生的影响，获得玻璃边缘的最近距离，完成对玻璃边缘距离的测量，提高玻璃边缘定位精度。
附图说明
29.图1是本技术一实施例所示的一种空间多维高精度玻璃测距装置的示意图；
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本技术的一实施例提供一种空间多维高精度玻璃测距装置，用于固定激光位移传感器，并通过带动激光位移传感器在水平方向转动和垂直方向转动来使激光位移传感器测量玻璃的侧边的最小水平距离，和测量玻璃侧边的最小垂直距离。
32.请参照图1，所述的空间多维高精度玻璃测距装置包括电动机1、第一升降机构、第二升降机构和托架。
33.电动机1为整个空间多维高精度玻璃测距装置的动力源，空间多维高精度玻璃测距装置可以仅仅只有该一个动力源，从而可以减少能耗与成本。电动机1连接有一转轴2，电动机1可以驱动该转轴2正转或反转。
34.上述的转轴2一端连接电动机1，另一端连接第三主动锥齿轮3，第三主动锥齿轮3随着上述的转轴2的转动而转动，并且其在水平方向上转动，本技术所述的水平方向转动为转动体的转轴垂直于地平面，从而转动平面平行于水平面。第三主动锥齿轮3的一侧设置有第三从动锥齿轮4，第三从动锥齿轮4竖直设置，与第三主动锥齿轮3的设置方向垂直，当电动机1驱动转轴2正向转动时，第三主动锥齿轮3与第三从动锥齿轮4啮合，从而第三从动锥齿轮4在第三主动锥齿轮3的驱动下转动，且转动方向为垂直方向，即第三从动锥齿轮4的转轴平行于地平线。第三从动锥齿轮4的中心连接有第一转轴5，第一转轴5的另一端连接第一变速机构，该第一变速机构包括设置在内圈的棘轮和设置在棘轮外圈的太阳轮6，太阳轮6与棘轮啮合，从而太阳轮6可随棘轮一起转动，且均有相同的角速度，因太阳轮6的直径大于棘轮的半径，从而太阳轮6的线速度大于棘轮的线速度，太阳轮6通过连接轴连接第一凸轮7，从而第一凸轮7的速度相对于第三从动锥齿轮4提速了。即，所述电动机1通过所述第三主动锥齿轮3、第三从动锥齿轮4、第一转轴5和第一变速机构驱动所述第一凸轮7转动。
35.请参照图1，第一凸轮7通过连接轴25连接第二凸轮24，使得第一凸轮7和第二凸轮24能够同步运动和具有相同的运动速度。所述第一凸轮7和第二凸轮24具有相同的形状，且均具有远心端和近心端，相较近心端，远心端距离第一凸轮7/第二凸轮24的转动中心更远，所述第一凸轮7的远心端与所述第二凸轮24的远心端之间的夹角为180
°
，所述第一凸轮7的近心端与所述第二凸轮24的近心端之间的夹角为180
°
，即第一凸轮7的远心端位于最上方时，第二凸轮24的远心端位于最下方。
36.请参照图1，所述第一升降机构包括第一凸轮7、第一滚轮8、第一滑轴9和第一顶升轴10。所述电动机1驱动所述第一凸轮7在垂直方向上转动，所述第一滚轮8连接所述第一凸
轮7的侧面，以在所述第一凸轮7转动时相对所述第一凸轮7的侧面滚动，并且由于第一凸轮7有远心端和近心端，从而在第一滚轮8的水平坐标不变的前提下，该第一滚轮8会在垂直方向上升或者降。所述第一滑轴9连接所述第一滚轮8，以在所述第一滚轮8相对所述第一凸轮7的侧面滚动时随第一滚轮8上升或下降。所述第一顶升轴10的一端可水平转动的连接所述第一滑轴9，即所述第一顶升轴10可水平转动地安装在第一滑轴9中，所述第一顶升轴10的另一端连接第一主动锥齿轮11，第一主动锥齿轮11垂直于第一顶升轴10，从而第一主动锥齿轮11可以进行水平方向的转动，所述第一主动锥齿轮11与第一从动锥齿轮12垂直啮合，从而在第一主动锥齿轮11水平方向的转动下，第一从动锥齿轮12在垂直方向上转动。在本技术中，第一主动锥齿轮11通过中间传递件与电动机1连接，从而电动机1可驱动第一主动锥齿轮11在水平方向上转动，当然不排除第一主动锥齿轮11还可以被其他动力源驱动从而发生水平方向上的转动。
37.请参照图1，所述第二升降机构还包括第二凸轮24、第二滚轮23、第二滑轴22和第二顶升轴21。所述第二凸轮24跟随所述第一凸轮7在垂直方向上转动，所述第二滚轮23连接所述第二凸轮24的侧面，以在所述第二凸轮24转动时相对所述第二凸轮24的侧面滚动，并且由于第二凸轮24有远心端和近心端，从而在第二滚轮23的水平坐标不变的前提下，该第二滚轮23会在垂直方向上升或者降。所述第二滑轴22连接所述第二滚轮23，以在所述第二滚轮23相对所述第二凸轮24的侧面滚动时随第二滚轮23上升或下降。所述第二顶升轴21的一端可水平转动的连接所述第二滑轴22，即所述第二顶升轴21可水平转动地安装在第二滑轴22中，所述第二顶升轴21的另一端连接第二主动锥齿轮20，第二主动锥齿轮20垂直于第二顶升轴21，从而第二主动锥齿轮20可以进行水平方向的转动，所述第二主动锥齿轮20与第二从动锥齿轮19垂直啮合，从而在第二主动锥齿轮20水平方向的转动下，第二从动锥齿轮19在垂直方向上转动。在本技术中，第二主动锥齿轮20通过中间传递件与电动机1连接，从而电动机1可驱动第二主动锥齿轮20在水平方向上转动，当然不排除第二主动锥齿轮20还可以被其他动力源驱动从而发生水平方向上的转动。
38.请参照图1，所述第一凸轮7的远心端与所述第二凸轮24的远心端之间的夹角为180
°
，所述第一凸轮7的近心端与所述第二凸轮24的近心端之间的夹角为180
°
。所述远心端和近心端均连续设置，所述第一滚轮8或所述第二滚轮23位于所述远心端时，第一滑轴9和第一顶升轴10上升，使得第一主动锥齿轮11上升至与所述第一从动锥齿轮12啮合，从而第一从动锥齿轮12可在第一主动锥齿轮11的驱动下转动，或第二滑轴22和第二顶升轴21上升，使得第二主动锥齿轮20上升至与所述第二从动锥齿轮19啮合，从而第二从动锥齿轮19可在第二主动锥齿轮20的驱动下转动。所述第一滚轮8或所述第二滚轮23位于所述近心端时，第一滑轴9和第一顶升轴10下降，使得第一主动锥齿轮11下降至脱离所述第一从动锥齿轮12，第一从动锥齿轮12随即停止转动，或第二滑轴23和第二顶升轴22下降，使得第二主动锥齿轮20下降至脱离所述第二从动锥齿轮19，第一从动锥齿轮19随即停止转动。
39.优先，所述远心端两端的之间的圆心角为180
°
，即第一凸轮7可以确保第一主动锥齿轮11在第一凸轮7的1/2个转动周期中与第一从动锥齿轮12啮合，在其余1/2个周期中，脱离第一从动锥齿轮12；同理，第二凸轮24可以确保第二主动锥齿轮20在第二凸轮24的1/2个转动周期中与第二从动锥齿轮19啮合，在其余1/2个周期中，脱离第二从动锥齿轮19。且在第一主动锥齿轮11与第一从动锥齿轮12啮合时，第二主动锥齿轮20与第二从动锥齿轮19脱
离，在第一主动锥齿轮11与第一从动锥齿轮12脱离时，第二主动锥齿轮20与第二从动锥齿轮19啮合。
40.所述托架上设有：
41.卧式蜗杆13，其连接有第一从动锥齿轮12，从而可以与第一从动锥齿轮12同步转动，且转动方向为垂直方向；
42.卧式蜗轮14，与所述蜗杆13啮合，以随所述蜗杆13转动且在水平方向上转动；
43.摆动架15和支撑盘16，所述支撑盘16用于支撑激光位移传感器，所述支撑盘16通过所述摆动架15固定在所述蜗轮14上，以与所述蜗轮14保持相同状态的运动；
44.轴套18，连接有可在垂直方向旋转的第二从动锥齿轮19，以随所述第二从动锥齿轮19在垂直方向上旋转；
45.支撑架17，连接所述蜗轮14和所述轴套18；
46.所述第一升降机构包括可升降的第一主动锥齿轮11，所述第一主动锥齿轮11与所述电动机1连接，以在所述电动机1的驱动下转动，所述第一主动锥齿轮11在升或降至与所述第一从动锥齿轮12啮合时，用于驱动所述第一从动锥齿轮12转动；
47.所述第二升降机构包括可升降的第二主动锥齿轮20，所述第二主动锥齿轮20与所述电动机1连接，以在所述电动机1的驱动下转动，所述第二主动锥齿轮20在升或降至与所述第二从动锥齿轮19啮合时，用于驱动所述第二从动锥齿轮19转动。
48.当第一主动锥齿轮11与第一从动锥齿轮12啮合时，第一主动锥齿轮11驱动第一从动锥齿轮12转动，第一从动锥齿轮12随即驱动蜗杆13同步且同向转动，然后蜗杆13驱动蜗轮14转动，蜗轮14的转动方向为水平方向，支撑盘16和固定在支撑盘16上的激光位移传感器同步在水平方向上转动。此时位于支撑盘16上的激光位移传感器可以测量玻璃侧向边沿多个点在水平方向上的距离，从而可减小误差，获取最近水平距离。
49.当第二主动锥齿轮20与第二从动锥齿轮19啮合时，第二主动锥齿轮20驱动第二从动锥齿轮19转动，第二从动锥齿轮19随即驱动轴套18同步且同向转动，然后轴套18通过支撑架17带动蜗轮14在垂直方向上转动，支撑盘16和固定在支撑盘16上的激光位移传感器同步在垂直方向上转动。此时位于支撑盘16上的激光位移传感器可以测量玻璃侧向边沿多个点在垂直方向上的距离，从而可减小误差，获取最近垂直距离，完成对玻璃边缘距离的测量，提高玻璃边缘定位精度。
50.所述空间多维高精度玻璃测距装置还包括第三升降机构，所述第三升降机构连接所述托架，以使所述托架做升降运动，进而使托架处于工作位置或者离开工作位置，在托架处于工作位置时，第一主动锥齿轮11才有与第一从动锥齿12轮啮合啮合的可能，或第二主动锥齿轮20与第二从动锥齿轮19才有啮合的可能。
51.所述第三升降机构包括第四从动锥齿轮26、第二转轴27、第二变速机构28、第三凸轮29、第三滚轮30、第三滑轴31和升降架32，所述第四从动锥齿轮26与所述第三主动锥齿轮3啮合，所述第二转轴27连接所述第四从动锥齿轮26与所述第二变速机构28，所述第二变速机构28连接所述第三凸轮29，所述第三滚轮30连接所述第三凸轮29的侧面，以在所述第三凸轮29转动时相对所述第三凸轮29的侧面滚动，所述第三滑轴31连接所述第三滚轮30，以在所述第三滚轮30相对所述第三凸轮29的侧面滚动时上升或下降，所述升降架32连接所述第三滑轴31和所述托架，以使所述托架随所述第三滑轴31升或者降。
52.电动机1正向转动时，第三主动锥齿轮3与第三从动锥齿轮4啮合，并驱动第三从动锥齿轮4转动，此时，第三主动锥齿轮3与第四从动锥齿轮26无传动连接关系。电动机1反向转动时，第三主动锥齿轮3与第四从动锥齿轮26啮合，并驱动第四从动锥齿26轮转动，此时，第三主动锥齿轮3与第三从动锥齿轮4无传动连接关系。
53.本技术的有益效果：
54.(1)仅使用电动机作为动力源，通过电动机转动产生动力，带动第一凸轮、第二凸轮及支撑架运动，巧妙完成激光位移传感器的升降运动与两个方向的转动，减少能源消耗，减少了人力使用，提高了生产效率，降低了成本；
55.(2)通过使激光位移传感器在水平和垂直方向转动，解决上一工序(切割玻璃)的误差和倒角产生的影响，获得玻璃边缘的最近距离，完成对玻璃边缘距离的测量，提高玻璃边缘定位精度。
56.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。