專利名稱：氣膜承載壓差傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用氣膜承載并氣膜壓差放大檢測原理工作的傳感器，特別是涉及具有一定柔性的氣膜承載同時通過反饋氣膜壓差放大作用原理來檢測力及作用部位的氣動傳感器。
背景技術(shù)：
機(jī)械手所抓取的工件，相對于機(jī)械手而言有硬性和軟性工件之分。對于硬性工件采用比較柔性的機(jī)械手爪，例如廣為使用的氣缸驅(qū)動的機(jī)械爪來抓取金屬工件，其設(shè)計上常采用位置開關(guān)控制方式，使得用硬性工件限位機(jī)械爪抓取方式來抓取工件就不會損壞所抓取的硬性物品，這是解決工件揉性抓取的方式之一。但對于軟性工件(如雞蛋，水果等)的不損壞抓取，如采用平開或鷹嘴式氣爪，其使用的一種方案是采用較大揉性的氣動爪抓取并在抓取的同時檢測工件所受的力，同時按照力控的要求來控制抓取工件。然而，目前還沒有滿足上述功能的氣動傳感器產(chǎn)品提供給市場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氣膜承載壓差傳感器，該發(fā)明與傳統(tǒng)的噴射式、背壓式、反射式及超聲波式等氣動傳感器不同，前者一般僅僅用來檢測位移量或者工件的有無，而本發(fā)明采用氣膜承載，并同時利用氣膜壓差放大原理來檢測氣膜工作平面壓差接觸信號，進(jìn)而通過分析壓差信號的分布規(guī)律，得出檢測物體作用于傳感器外板部位及其作用力的大小。該發(fā)明可用于小強(qiáng)度或軟性接觸工件不破壞抓取及接觸力的檢測。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在上、下外板6之間設(shè)置內(nèi)板7，上、下外板6由調(diào)整螺栓12剛性相連；內(nèi)板7的一個側(cè)面密封端蓋10上安裝氣源進(jìn)氣接頭11，內(nèi)板7的上、下兩個面上排布有對稱的噴嘴組8和氣壓檢測噴嘴組9，氣壓檢測噴嘴組9通過連接管1與壓力檢測管接頭3連接，壓力檢測管接頭3安裝在壓管接頭端蓋2上，由壓管接頭端蓋2、密封端蓋10、內(nèi)板7及密封圈5構(gòu)成密封腔室，使內(nèi)板7和相對應(yīng)的上、下外板6之間形成兩個對應(yīng)的氣膜間隙；內(nèi)板7的上下外表面形狀與上、下外板6的內(nèi)表面形狀相同；上、下外板6的外表面為平面，也可以是曲面。
氣源系統(tǒng)15為氣膜承載壓差傳感器部件13提供壓縮空氣，壓縮空氣的壓力一般為0.2-0.7Mpa，壓力檢測管接頭3與信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)14的接口相連接。


圖1氣膜承載壓差傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2氣膜承載壓差傳感器A-A剖視圖；圖3氣膜承載壓差傳感器C向結(jié)構(gòu)示意圖；圖4氣膜承載壓差傳感器測試系統(tǒng)示意圖。
在圖1、圖2中，1.連接管，2.壓管接頭端蓋，3.壓力檢測管接頭，4.螺釘，5.密封圈，6.上、下外板，7.內(nèi)板，8.噴嘴組，9.氣壓檢測噴嘴組，10.密封端蓋，11.氣源進(jìn)氣接頭，12.調(diào)整螺栓。在圖4中，13.氣膜承載壓差傳感器部件，14.信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)，15.氣源系統(tǒng)。
具體實施例方式
氣膜承載壓差傳感器，包括氣源進(jìn)氣接頭11、內(nèi)板7、上、下外板6、氣源系統(tǒng)15和信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)14組成，內(nèi)板7上裝有通入壓縮空氣的氣源進(jìn)氣接頭11，它由密封端蓋10安裝在內(nèi)板7的一個側(cè)面上，由氣源進(jìn)氣接頭11導(dǎo)入的壓縮空氣由孔道導(dǎo)入到內(nèi)板7的空腔內(nèi)，并經(jīng)由噴嘴組8導(dǎo)入到上、下兩塊外板6和內(nèi)板7的上下兩個接觸面形成的氣膜間隙之中，并由四邊的間隙排放到大氣中；內(nèi)板7上下兩個面上還排布有對稱的氣壓檢測噴嘴組9，氣壓檢測噴嘴9通過連接管1連接到壓力檢測管3上，壓力檢測管3排布在壓管接頭端蓋2上該端蓋安裝在內(nèi)板7的另外一個側(cè)面；每兩個上下對應(yīng)的氣壓檢測噴嘴組9，通過壓力檢測管3在內(nèi)板7的外部連接到信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)的接口上，形成壓差檢測信號組。
工作時，待測工件作用于外板6的某個部位，使該處的間隙減小，壓力增加。由于上、下外板6相連的調(diào)整螺栓12的剛性連接作用，會使得另一塊外板6和內(nèi)板7形成的氣膜間隙增大，壓力減小，由此形成壓差信號，并且該差壓信號會起到放大檢測壓力信號一倍的作用。實驗已經(jīng)證明該壓差信號在一定的載荷范圍內(nèi)于載荷成正比例，因此，標(biāo)定好壓差和載荷以后，通過檢測作用于某個氣壓檢測噴嘴組9上的壓差即可感應(yīng)出作用于外板6上某個部位的載荷大小。由于氣壓檢測噴嘴組9在內(nèi)板上布置的是多組，構(gòu)成了平面壓差檢測場。因此通過分析平面壓差檢測場所形成的壓差信號的分布規(guī)律，即可分析出所檢測物體作用于外板的哪個部位及其作用力的大小。本發(fā)明檢測所接觸物體的施加力，由于其采用了氣膜承載及提出的兼有放大作用的氣膜壓差測微原理，其氣膜的剛度和氣膜間隙可以通過調(diào)整氣源壓力及連接兩塊外板6的調(diào)整螺栓12來調(diào)整，因此，該發(fā)明可應(yīng)用于小強(qiáng)度或軟性工件不破壞接觸力的檢測及軟性工件的抓取機(jī)械手。
權(quán)利要求
1.一種氣膜承載壓差傳感器，包括氣源進(jìn)氣接頭(11)、內(nèi)板(7)、上、下外板(6)、氣源系統(tǒng)(15)和信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)(14)組成，其特征是內(nèi)板(7)置于上、下外板(6)之間，上、下外板(6)由調(diào)整螺栓(12)剛性相連；內(nèi)板(7)的一個側(cè)面密封端蓋(10)上安裝氣源進(jìn)氣接頭(11)，內(nèi)板(7)的上下兩個面上排布有對稱的噴嘴組(8)和氣壓檢測噴嘴組(9)，氣壓檢測噴嘴組(9)通過連接管(1)與壓力檢測管接頭(3)連接，壓力檢測管接頭(3)安裝在壓管接頭端蓋(2)上，由壓管接頭端蓋(2)、密封端蓋(10)、內(nèi)板(7)及密封圈(5)構(gòu)成密封腔室，內(nèi)板(7)和相對應(yīng)的上、下外板(6)之間形成兩個對應(yīng)的氣膜間隙；壓力檢測管接頭(3)與信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)(14)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣膜承載壓差傳感器，其特征是內(nèi)板(7)的上下外表面形狀與上、下外板(6)的內(nèi)表面形狀相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣膜承載壓差傳感器，其特征是上、下外板(6)的外表面為平面，也可以是曲面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用氣膜承載并采用氣膜壓差放大檢測原理工作的傳感器。在上、下外板(6)之間設(shè)置內(nèi)板(7)，內(nèi)板(7)的一個側(cè)面密封端蓋(10)上安裝氣源進(jìn)氣接頭(11)，內(nèi)板(7)的上、下兩個面上排布有對稱的噴嘴組(8)和氣壓檢測噴嘴組(9)，氣壓檢測噴嘴組(9)通過連接管(1)與壓力檢測管接頭(3)連接，由壓管接頭端蓋(2)、密封端蓋(10)、內(nèi)板(7)及密封圈(5)構(gòu)成密封腔室，使內(nèi)板(7)和相對應(yīng)的上、下外板(6)之間形成兩個對應(yīng)的氣膜間隙，壓力檢測管接頭(3)與信號采集轉(zhuǎn)換及計算機(jī)信號處理系統(tǒng)(14)相連。該傳感器可應(yīng)用于小強(qiáng)度或軟性工件不破壞接觸力的檢測及軟性工件的抓取機(jī)械手。
文檔編號G01L1/02GK1648624SQ20051005404
公開日2005年8月3日 申請日期2005年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月5日
發(fā)明者孫旭光 申請人:燕山大學(xué)