防震装置、防震传感器及机器人的制作方法

1.本实用新型属于传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种防震装置、防震传感器及机器人。


背景技术：

2.船舶、油罐、风塔等金属表面需要定期维护，防止出现漆层剥落、生锈腐蚀等现象。在对船舶、油罐、风塔等金属表面进行维护时，多采用爬壁机器人携带不同的作业设备来代替人工进行高空作业。同时，为了使爬壁清洗机器人的运行更智能化和自动化，一般会在爬壁清洗机器人的内部安装倾角传感器来实现机器人的智能化和自动化，提高清洗效率。爬壁机器人在进行行走作业时，其携带的超高压水设备和其他执行机构设备会产生一定频率的震动，这些震动会影响倾角传感器的测量精度，甚至会导致倾角传感器因误差过大无法正常工作。因此，爬壁机器人需要对倾角传感器进行防震。
3.现有技术的防震措施是通过在需要防震的物体下铺垫的橡胶减震器或者减震棉等方式进行防震，这些防震措施大都只适用重量较大的物件，且只能在单方向上防震，无法实现全方位的防震效果。对于倾角传感器这种小质量的物件，这种防震措施的防震效果不明显，甚至完全没有防震作用。因此，急需研制一种适用于小质量物件且具备全方位防震功能的防震装置、防震传感器及机器人。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种防震装置、防震传感器及机器人，以解决现有技术中的防震措施只适用重量较大的物件，且无法实现全方位防震的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种防震装置，应用于传感器，包括壳体、盖体及弹性元件，所述壳体具有用于容纳所述传感器和所述弹性元件的容纳空腔，且所述壳体的第一表面上开设有与所述容纳空腔连通的第一开口，所述盖体可拆卸地安装于所述壳体上，以封闭所述第一开口；所述弹性元件设有多个，多个所述弹性元件均安装于所述容纳空腔内，并分别与所述壳体的内壁或者所述盖体的内壁相接，以相互配合将所述传感器的传感器主体悬空限位于所述容纳空腔内。
6.在一个可选实施例中，所述壳体具有多个与所述传感器适配的内壁，所述壳体的每个内壁以及所述盖体的内壁上均安装有若干所述弹性元件。
7.在一个可选实施例中，所述传感器包括传感器主体和与所述传感器主体电连接的连接线，所述壳体的第二表面上开设有与所述容纳空腔连通的第二开口，所述第二开口用于供所述传感器的连接线穿出，所述第二表面为与所述第一表面相连接的其中一个表面。
8.在一个可选实施例中，所述壳体的侧壁上至少形成有两个用于与所述盖体可拆卸连接的连接部；所述连接部设置为两个时，两个所述连接部相对设置。
9.在一个可选实施例中，所述连接部上开设有第一装配孔，所述盖体上开设有与所述第一装配孔适配的第二装配孔。
10.在一个可选实施例中，所述弹性元件包括弹簧。
11.本实用新型提供的防震装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的防震装置通过壳体和盖体组成封闭的容纳空腔，并在容纳空腔内通过弹性元件将传感器支撑悬挂在壳体内。如此，当壳体和盖体处于高频振动环境中时，连接在传感器和壳体之间或者传感器和盖体之间的弹性元件会分别产生相应的弹性形变，以使得通过弹性元件悬空限位的传感器的振动幅度小于壳体和盖体，与现有技术中的传感器跟随壳体同步地剧烈震动相比，提高了传感器在高频率震动环境下的测量精度。本实用新型提供的防震装置结构简单，设计合理，防震效果显著，值得广泛推广。
12.本实用新型采用的另一技术方案是：提供一种防震传感器，包括传感器以及上述的防震装置，所述传感器安装于所述容纳空腔内，且所述传感器的传感器主体通过多个所述弹性元件悬空设置。
13.在一个可选实施例中，所述传感器具有多个表面，每个表面分别通过至少四个所述弹性元件与所述壳体的相应内壁或所述盖体的相应内壁弹性相接。
14.在一个可选实施例中，所述传感器的传感器主体的每个表面上的所述弹性元件数量与每个表面上的拐角数量相等，至少四个所述弹性元件一一对应设置于各表面的拐角处。
15.本实用新型提供的防震传感器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的防震传感器采用上述防震装置，该防震装置可以通过其上的安装孔安装在机器人的电控柜内，安装方便，占用空间少。
16.本实用新型采用的另一技术方案是：提供一种机器人，包括电控柜和上述的防震传感器，所述防震传感器安装于所述电控柜内。
17.本实用新型提供的机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的机器人采用上述的防震传感器，该防震传感器受到震动的影响小，传感器的测量精度较好，可以保证机器人在高频率震动环境下也能正常工作。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的防震装置的爆炸结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的防震装置的立体结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例所采用的壳体的立体结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例提供的防震装置的侧视结构示意图；
23.图5为沿图4中a-a线的剖视结构图；
24.图6为本实用新型实施例提供的防震装置的主视结构示意图；
25.图7为沿图6中b-b线的剖视结构图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、壳体；110、容纳空腔；120、第一表面；121、第一开口；130、第二表面；131、第二开
口；140、连接部；141、第一装配孔；2、传感器；210、传感器主体；220、连接线；3、弹性元件；4、盖体；410、第二装配孔；420、安装槽。
具体实施方式
28.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
31.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.正如背景技术中所记载的，现有技术的防震措施是通过在需要防震的物体下铺垫的橡胶减震器或者减震棉等方式进行防震，这些防震措施大都只适用重量较大的物件，且只能在单方向上防震，无法实现全方位的防震效果。对于倾角传感器这种小质量的物件，在机器人处于高频率震动环境下时，倾角传感器会跟随机器人一同晃动，因此，倾角传感器使用上述的防震措施的防震效果不明显，甚至完全没有防震作用。
33.请一并参阅图1至图7，本实用新型一实施例提供了一种防震装置，应用于传感器2(如倾角传感器等小质量传感器)，包括壳体1、盖体4及弹性元件3。壳体1具有用于容纳传感器2和弹性元件3的容纳空腔110，且壳体1的第一表面120上开设有与容纳空腔110连通的第一开口121。在装配时，可以方便地从第一开口121处将传感器2和弹性元件3装配进壳体1的容纳空腔110内。盖体4可拆卸地安装于壳体1上，以封闭第一开口121。具体的，盖体4与壳体1的可拆卸连接方式可以为螺栓连接、卡扣连接或其他可拆卸连接方式。如此，使得容纳空腔110在工作时处于封闭状态，其内的传感器2和弹性元件3不会在工作时从壳体1内脱落；在无需工作时又可以便捷的分离壳体1和盖体4，便于保存。弹性元件3设有多个，多个弹性元件3均安装于容纳空腔110内，并分别与壳体1的内壁或者盖体4的内壁相接，以相互配合将传感器2的传感器主体210悬空限位于容纳空腔110内。具体的，上述的传感器2可以为具有连接线的传感器，也可以为无线传感器(图未示)。当传感器2为具有连接线的传感器时，这里所说的传感器主体210为传感器2除连接线之外的部分；当传感器2为无线传感器时，这里所说的传感器主体210即为传感器2的整体。
34.本实用新型实施例提供的防震装置适用于在高频振动环境下工作的传感器2。具体的，本实施例提供的防震装置安装于机器人上，机器人在工作时会一直产生高频振动，导致传感器2始终在高频振动下工作，当机器人停止工作时，振动才会停止。为便于理解，现以
传感器2主体的顶部和底部分别通过弹性元件3与壳体1的内壁和盖体4相连接为例，对应用本实施例提供的防震装置的传感器2受到上下方向的振动时，传感器2主体的振动情况进行说明：
35.初始状态下，由于重力作用，位于传感器2主体下方的弹性元件3处于压缩状态，处于传感器2主体上方的弹性元件3处于拉伸状态(或自然状态)。
36.在一个上下运动的周期内，当传感器2和防震装置的组合件受到向上的冲击力时，壳体1和盖体4组合成的外壳最先接收到该冲击力并向上移动，并将该冲击力传递至位于传感器2主体下方的弹性元件3上，该弹性元件3在传感器2主体的重力和上述冲击力的双重作用下，进一步被压缩，同时将部分冲击力传递至传感器2主体，传感器2主体向上移动，此时位于传感器2主体上方的弹性元件3被压缩，并对传感器2主体施加向下的推力。
37.上述过程中，由于弹性元件3具有减震作用，施加给传感器2主体的冲击力，小于外壳所受到的冲击力，又由于位于上方的弹性元件3对传感器2主体施加的下推力，使得传感器2主体向上移动的距离小于外壳向上移动的距离。
38.当传感器2和防震装置的组合件受到向下的冲击力时，同样是壳体1和盖体4组合成的外壳最先接收到该冲击力并向下移动，并将该冲击力传递至位于传感器2主体上方的弹性元件3上，该弹性元件3在该下冲击力的作用下，被压缩，并将部分冲击力传递至传感器2主体，传感器2主体随之向下移动，此时位于传感器2主体下方的弹性元件3由回弹状态转变为压缩状态，对传感器2主体施加向上的推力。
39.上述过程中，由于弹性元件3具有减震作用，施加给传感器2主体的冲击力，小于外壳所受到的冲击力，又由于位于下方的弹性元件3对传感器2主体施加的上推力，使得传感器2主体向下移动的距离小于外壳向下移动的距离。
40.又由于传感器2和防震装置的组合件处于高频振动状态下，往往在两个弹性元件3相互配合带动传感器2向上运动之前或者轻微地向上运动时，外壳受力已由向上的冲击力改为了向下的冲击力，开始向下运动，位于传感器2主体上方的弹性元件3的状态已经由压缩状态变为拉伸状态，位于传感器2主体下方的弹性元件3的状态已经由回弹状态转变为压缩状态，进一步减小了传感器2主体向上移动的距离，进而使得传感器2(如倾角传感器)的测量精度不会受到很大的影响。
41.在此需要说明的是，当外界环境由高频率振动切换至静止状态后，即机器人停止工作后，传感器2已停止工作，此时传感器2虽然在弹性元件3回弹作用下会相对壳体1进行晃动，但不会影响传感器2的测量精度。
42.本实用新型实施例提供的防震装置，与现有技术相比，本实用新型提供的防震装置通过壳体1和盖体4组成封闭的容纳空腔110，并在容纳空腔110内通过弹性元件3将传感器2支撑悬挂在壳体1内。如此，当壳体1和盖体4处于高频振动环境中时，连接在传感器2和壳体1之间或者传感器2和盖体4之间的弹性元件3会分别产生相应的弹性形变，以使得通过弹性元件3悬空限位的传感器2的振动幅度小于壳体1和盖体4，与现有技术中的传感器2跟随壳体1同步地剧烈震动相比，提高了传感器2在高频率震动环境下的测量精度。本实用新型提供的防震装置结构简单，设计合理，防震效果显著，值得广泛推广。
43.在一个实施例中，请参阅图1至图3，壳体1具有多个与传感器2适配的内壁，壳体1的每个内壁以及盖体4的内壁上均安装有若干弹性元件3。此处，壳体1与传感器2相适配是
指二者的形状一致或相似。壳体1的内壁也即容纳空腔110的内壁，在壳体1的每个内壁以及盖体4的内壁上均安装有若干弹性元件3来将传感器2支撑悬挂在容纳空间内，当壳体1和盖体4晃动时，连接在传感器2和壳体1之间或者传感器2和盖体4之间的弹性元件3就会产生相应的形变来减缓传感器2的晃动趋势，以减小传感器2相对外部环境的晃动。
44.在一个可选的实施例中，请参阅图3，本实施例采用的壳体1，其容纳空腔110和传感器2均为长方体结构，且容纳空腔110的体积大于传感器2的体积，以便于传感器2的安装。容纳空腔110和传感器2之间形成处处等距的间隔空间，如此，使得弹性元件3的两端均可与平面接触，以便于弹性元件3的安装。壳体1可以为金属板整体冲压而成，整体冲压而成的壳体1其边缘处过渡圆润，不会对安装人员造成割伤，且外观优美，符合大众审美；壳体1也可以为金属板切割折弯而成，只需对金属板的四角进行切割，然后将切割后金属板的突出部分向一个方向折弯即可得到带有凹槽的壳体1，切割折弯而成的金属板具有制作简单、加工成本低的优势。壳体1的加工方法根据实际生产需要进行选择，在此不做唯一限定。
45.上述传感器2的信号传输可以通过连接线220电连接，也可以为无线信号连接。当传感器2带有连接线220时，即传感器2包括传感器主体210和与传感器主体210电连接的连接线220，上述结构不适于传感器2的安装，为解决这一问题，在一个实施例中，请参阅图3及图7，壳体1的第二表面130上开设有与容纳空腔110连通的第二开口131，第二开口131用于供传感器2的连接线220穿出，第二表面130为与第一表面120相连接的其中一个表面。如此，本实施例提供的防震装置不会影响到传感器2的信号传输。
46.具体的，请参阅图3，第二开口131具有半圆孔部和矩形孔部，矩形孔部的一端与半圆孔部连通，矩形孔部的另一端延伸至第一表面120并贯穿第一表面120。半圆孔部的半径略大于连接线220的半径，以便于连接线220可以顺利穿出；矩形孔部用于供连接线220通过以落入半圆孔部内。
47.在一个实施例中，请参阅图3，壳体1的侧壁上至少形成有两个用于与盖体4可拆卸连接的连接部140。具体的，连接部140可通过螺栓连接、卡扣连接或其他可拆卸连接方式与盖体4进行可拆卸连接。通过连接部140来将壳体1和盖体4紧固在一起来封闭壳体1的容纳空间，防止传感器2和弹性元件3从容纳空间内脱落。连接部140设置为两个时，两个连接部140相对设置。具体的，本实施例提供的连接部140设置在壳体1的面积较小的两个侧壁上，如此，可以使得壳体1和盖体4的连接更加紧固。
48.在一个实施例中，壳体1和盖体4的材质包括不锈钢。使用不锈钢材料可以在保证壳体1和盖体4具有足够强度的同时，防止生锈腐蚀，延长本实用新型提供的防震装置的使用寿命。
49.具体的，请参阅图1、图3、图5及图7，连接部140由不锈钢折弯而成，折弯角度优选为90
°
。当折弯角度为90
°
时，连接部140和盖体4贴合的两个表面可以实现处处贴合，如此，使得壳体1与盖体4紧密贴合，形成良好的配合。
50.在一个可选的实施例中，连接部140可以设置在壳体1侧壁的任意三个或者所有侧壁上，连接部140的数量越多，壳体1和盖体4紧固所采用的螺栓也就越多，二者之间的紧固效果也就越好。
51.在一个实施例中，请参阅图1、图3及图5，连接部140上开设有第一装配孔141，盖体4上开设有与第一装配孔141适配的第二装配孔410。此处的适配是指第一装配孔141和第二
装配孔410的内径一致，可以供同一螺栓装配。第一装配孔141和第二装配孔410采用螺栓连接，第一装配孔141和第二装配孔410同时被螺栓穿过，扭紧螺帽后，使得壳体1和盖体4紧密贴合在一起，保证二者不会在使用过程中脱落。
52.进一步地，壳体1和盖体4所使用的螺栓连接均采用螺纹防松措施。由于本实用新型提供的防震装置长期处于震动状态下，其螺栓极易产生松动，所以需要进行螺纹防松措施。本实施例螺栓所采用的螺纹防松措施为摩擦防松、机械防松或永久防松。摩擦防松是通过加装弹簧垫圈或使用锁紧螺母进行螺纹防松，机械防松是通过使用止动垫圈或者通过开口销与六角开槽螺母配合使用来进行螺纹防松，永久防松是通过焊接防松、冲点防松或粘接防松来进行螺纹防松。本实施例所采用的螺纹防松措施根据实际需要进行选择，此处不做唯一限定。
53.在一个实施例中，请参阅图1、图2、图5及图7，弹性元件3包括弹簧。弹簧为防震措施中经常采用的标准件，品种繁多且价格低廉，无论需要采用何种材质或尺寸的弹簧，均可在市场上买到。如此，使得本实用新型提供的防震装置易于制造，且降低了其制造成本。
54.请一并参阅图1、图2及图4至图7，在本实用新型的另一个实施例中，提供了一种防震传感器，包括传感器2以及上述的防震装置，传感器2安装于容纳空腔110内，且传感器2的传感器主体210通过多个弹性元件3悬空设置。如此，使得传感器2悬挂在容纳空腔110内，防震传感器外部的震动无论从哪个方向都无法通过弹性元件3传导到传感器2上。
55.在一个实施例中，请参阅图1，传感器2具有多个表面，每个表面分别通过至少四个弹性元件3与壳体1的相应内壁或盖体4的相应内壁弹性相接。对一个表面上的至少四个弹性元件3进行合理的布局，使得四个弹性元件3相互配合抵消此面所受到的震动。如此，每个表面的至少四个弹性元件3共同配合，可以均匀的抵消外部震动，保证内部传感器2的平稳。
56.具体的，请参阅图1、图5及图7，弹性元件3设于传感器2的每个表面的拐角处。如此，合理的布置每个面上弹性元件3的位置，可以使得弹性元件3相互配合，均匀的抵消外部震动，保证内部传感器2的平稳。
57.在一个可选的实施例中，请参阅图1、图5及图7，弹性元件3的一端与传感器2固定连接，其另一端与壳体1或者盖体4固定连接，来防止外部震动使得壳体1内弹性元件3发生偏移或者弹性元件3在压缩或拉伸时从壳体1内脱落，如此，可以减少本实用新型提供的防震传感器的故障率，保证其长期正常使用。
58.具体地，弹性元件3与传感器2、壳体1或盖体4相连接的端部可以采用焊接固定或ab胶胶接固定。如此，可以使弹性元件3紧固在传感器2、壳体1或盖体4上，保证弹性元件3不会在使用过程中脱落。
59.本实用新型实施例提供的防震传感器包括防震装置，该防震装置与上述各实施例提供的防震装置结构相同，所起作用相同，在此不再赘述。
60.在本实用新型的另一个实施例中，提供了一种机器人(图未示)，包括电控柜和上述的防震传感器，防震传感器安装于电控柜内。本实施例提供的防震传感器，其盖体4上开设有安装槽420，通过安装槽420即可将防震传感器固定在电控柜内，安装方便，占用空间少。
61.具体的，上述的防震传感器，其采用的盖体4呈“l”形折弯板，在盖体4面积较小的边板上开设有安装槽420，安装槽420设置为长条状，当不同电控柜的螺纹孔间距不一致时，
只需要改变安装槽420内螺钉的间距，即可适用不同型号的电控柜。如此，长条状的安装槽420可以涵盖更多型号的电控柜，来提高防震传感器针对采用不同型号电控柜的机器人的适用性。
62.在一个可选的实施例中，本实施例提供的机器人可以为爬壁机器人、矿区检测机器人、灾后救援机器人或其他应用于高震动频率场景的机器人。
63.本实用新型实施例提供的机器人包括防震传感器，该防震传感器与上述各实施例提供的防震传感器结构相同，所起作用相同，在此不再赘述。
64.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。