专利名称：超声波传感器的定位加压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波传感器技术领域，具体涉及一种超声波传感器的定位加压
>J-U ρ α装直。
背景技术：
参照图1，是一种300ΚΗΖ高频率超声波传感器，由金属外壳I、压电陶瓷片2、匹配层3和PCB板4等组成，将压电陶瓷片2与匹配层3粘接，再将匹配层3与金属外壳I粘接，PCB板4粘接在金属外壳I上，正极信号5线、负极信号线6连接PCB板4与压电陶瓷 片2。由于高频超声波传感器应用领域对其性能精度要求非常高，而现阶段都是最原始的人工进行装配，这种装配方式不但效率低，而且在装配过程中，通过人工将压电陶瓷片2粘接在匹配层3上时，由于人为原因无法保证压电陶瓷片2和匹配层3的轴心位于同一直线上，造成压电陶瓷片2与匹配层3偏心。而且，在压电陶瓷片2与金属外壳I之间构成谐振腔7，当传感器工作时压电陶瓷片2振动，谐振腔产生共振。由于将金属外壳I粘接在匹配层3上时也偏心，致使压电陶瓷片2偏离谐振腔7的中心。由于以上因素存在，当传感器接通电源后，出现压电陶瓷片2自身振动不均衡，并且与谐振腔无法产生共振，导致信号衰减，传感器灵敏度降低。
发明内容针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种超声波传感器的定位加压装置，本实用新型能使被压装的压电陶瓷片与匹配层以及金属外壳的中心在同一直线上，保证使超声波传感器具备应有的灵敏度。实现本实用新型目的的技术方案如下超声波传感器的定位加压装置，包括底座，底座上设有立柱，该立柱上设有一个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压力装置，压力装置由加压装置和控制器组成，加压装置上设有压力杆，加压装置下端面上固定一个定位工装，该定位工装包括一个定位壳体，定位壳体上具有容纳超声波传感器的腔体，在该腔体中设有轴向的定位杆，在定位杆的周面与定位壳体的内壁面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔，所述定位杆的轴向端面设有定位槽，定位杆上设有轴向的通孔，加压装置上的压力杆伸入到该通孔中。采用了上述方案，当需要对传感器进行压装时，将传感器放置在底座上的凹槽中，按下控制器上的按键，控制器的电机带动螺杆转动，从而使连接杆向下位移，连接杆带动加压装置向下位移，加压装置在向下位移的过程中，超声波传感器的金属外壳逐步地进入到定位壳体上的环形腔中，与环形腔滑动配合，这样，通过环形腔的侧壁面作用，使金属外壳获得定位，不会位移。当定位壳体下移到位的同时，由于定位杆是位于定位壳体上的腔体中的，因此定位杆也随之到位，超声波传感器的压电陶瓷片被陷入定位杆上的定位槽中，从而压电陶瓷片被定位杆定位，这样，使压电陶瓷片、匹配层以及金属外壳的轴心位于同一直线上，同时由于加压装置上的压力杆是位于通孔中，压力杆在定位壳体到位的同时，对压电陶瓷片施以压力，从而使压电陶瓷片、匹配层以及金属外壳之间获得所需压力，使三者在胶水作用下粘接为一体，避免粘接不可靠影响传感器性能，从而提高传感器的灵敏度以及其阻抗特性。这种方案的定位加压装置为固定式的，即定位装置整体下移对传感器的粘结部件进行施压。本实用新型的另一目的是提供一种超声波传感器的定位加压装置，该定位加压装置同样能使被压装的压电陶瓷片与匹配层以及金属外壳的中心在同一直线上，保证使超声波传感器具备应有的灵敏度。超声波传感器的定位加压装置，包括底座，底座上设有立柱，该立柱上设有一个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压力装置，压力装置由第一气缸和控制器组成，第一气缸的下端面上固定一个定位工装，该定位工装包括一个定位壳体，定位壳体上具有容纳超声波传感器的腔体，在该腔体中设有轴向的定位杆，在定位杆的周面与定位壳体的内壁 面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔，所述定位杆的轴向端面设有定位槽，定位杆上设有轴向的通孔，第一气缸的活塞杆伸入到该通孔中。采用了上述方案，当需要对传感器进行压装时，将传感器放置在底座上的凹槽中，按下控制器上的按键，控制器使使连接杆向下位移，连接杆带动第一气缸向下位移，第一气缸在向下位移的过程中，超声波传感器的金属外壳逐步地进入到定位壳体上的环形腔中，与环形腔滑动配合，这样，通过环形腔的侧壁面作用，使金属外壳获得定位，不会位移。当定位壳体下移到位的同时，由于定位杆是位于定位壳体上的腔体中的，因此定位杆也随之到位，超声波传感器的压电陶瓷片被陷入定位杆上的定位槽中，从而压电陶瓷片被定位杆定位，这样，使压电陶瓷片、匹配层以及金属外壳的轴心位于同一直线上。通过控制器使第一气缸上的活塞杆向下位移，对压电陶瓷片施以压力，从而使压电陶瓷片、匹配层以及金属外壳之间获得所需压力，使三者在胶水作用下粘接为一体。这种方案的定位加压装置为活动式的，即第一气缸的活塞杆可以自由伸缩，从而对工件压装时施以所需压力。
图I为本现有的超声波传感器的结构不意图；图2为本实用新型第一种定位加压装置的立体结构图；图3为第一种定位加压装置的剖面结构图；图4为第一种控制器的电路方框图；图5为本实用新型第二种定位加压装置的立体结构图；图6为第二种定位加压装置的剖面结构图；图7为第二种控制器的电路方框图；图8为采用本实用新型的定位加压装置对传感器后进行压装后的阻抗特性示意图；图9为采用本实用新型的定位加压装置对传感器后进行压装后的灵敏度示意图；具体实施方式
[0020]实施方式一参照图2至图4，本实用新型的超声波传感器的定位加压装置，包括底座10，底座上设有立柱11。底座10和立柱11均为长方体，底座10上表面上设有凹槽10a，该凹槽的中心与定位杆上的通孔的中心在同一直线上。立柱11上设有一个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压力装置，所述滑槽中设有螺杆。压力装置由加压装置12和控制器13组成。加压装置12为一个盘状体，加压装置12上设有连接杆14，连接杆14位于加压装置的上端面上，该连接杆的一端设有螺纹孔，连接杆14通过螺纹孔与滑槽中的螺杆螺纹连接。控制器13包括按键130、微控制器131、放大器132、电机133。按键130连接在微控制器131的输入端，按键130用于发出使加压装置12上移或者下移的信号，放大器132的一端连接微控制器131的输出端,微控制器单片机。放大器的另一端与电机连接，放大器132将微控制器131输出的信号进行放大，使电机能够工作。所述螺杆连接于电机的输出端，电机转动带动螺杆转动，通过螺杆与连接杆14形成的丝杆机构，带动加压装置12上下位移。加压装置12上设有压力杆15，压力杆15位于加压装置12的下端面。加压装置下端面上固定一个定位工装，该定位工装包括一个定位壳体16，定位壳体上具有容纳超声波传感器的腔体，在该 腔体中设有轴向的定位杆17,在定位杆的周面与定位壳体的内壁面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔18,所述定位杆17的轴向端面设有定位槽19,定位杆上设有轴向的通孔20，加压装置上的压力杆15伸入到该通孔中。对于使加压装置上下位移的方式，也可以采用通过控制气缸的方式使加压装置沿滑槽上下位移，具体结构为所述加压装置12上设有连接杆，该连接杆滑动配合在滑槽中，连接杆与一个气缸的活塞杆连接，该气缸通过电磁阀与微控制器连接。控制器控制电磁阀的开关，使气缸内的气体在活塞的上方和下方进行切换，从而气缸的活塞杆带动加压装置上的连接杆沿滑槽上下位移。实施方式二参照图5至图7，本实用新型的另一种超声波传感器的定位加压装置，包括底座30，底座上设有立柱31，底座和立柱均为长方体，底座上表面上设有凹槽，该凹槽的中心与定位杆上的通孔的中心在同一直线上。立柱31上设有一个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压力装置。压力装置由第一气缸32和控制器33组成，滑槽中设有螺杆，所述压力装置的第一气缸上设有连接杆320，该连接杆320的一端设有螺纹孔，连接杆通过螺纹孔与滑槽中的螺杆螺纹连接，连接杆320与螺杆形成丝杆机构，通过螺杆转动带动连接杆320上下位移，从而带动第一气缸32上下位移。控制器包括第一按键34、第二按键35、微控制器36、放大器37、电机38以及换向电磁阀39，第一按键34和第二按键35分别连接在微控制器36的输入端、放大器37的一端连接微控制器36的输出端,微控制器36为单片机。放大器37的另一端与电机38连接，所述螺杆连接于电机38的输出端，电机38带动螺杆转动。换向电磁阀39连接于微控制器36的输出端,通过换向电磁阀39控制第一气缸32中的气体在缸缸活塞的上方和下方进行切换，而第一气缸的活塞也形成相应的上下位移状态。第一气缸32的下端面上固定一个定位工装，该定位工装包括一个定位壳体40，定位壳体40上具有容纳超声波传感器的腔体，在该腔体中设有轴向的定位杆41,在定位杆的周面与定位壳体的内壁面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔42，所述定位杆的轴向端面设有定位槽43，定位杆上设有轴向的通孔44，第一气缸的活塞杆45伸入到该通孔中。[0025]在本实施中，对于使第一气缸上下位移的方式，也可以采用通过控制另一个第二气缸的方式使气缸沿滑槽上下位移，具体结构为所述控制器包括第一按键、第二按键、微控制器、第一电磁阀、第二电磁阀，第一按键和第二按键分别连接在微控制器的输入端，第一电磁阀和第二电磁阀的分别连接微控制器的输出端，第一气缸与第一电磁阀连接，第二气缸与第二电磁阀连接，所述压力装置的气缸上设有连接杆，该连接杆滑动配合在滑槽中，连接杆与一个第二气缸的活塞杆连接。控制器控制第一电磁阀的开关。使第二气缸内的气体在活塞的上方和下方进行切换，从而第二气缸的活塞杆带动连接气缸的连接杆沿滑槽上下位移。参照图8和图9，采用本实用新型的定位加压装置对传感器进行压装后，传感器的灵敏度以及其阻抗特性均有提高。·
权利要求1.超声波传感器的定位加压装置，其特征在干，包括底座，底座上设有立柱，该立柱上设有ー个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压カ装置，压カ装置由加压装置和控制器组成，加压装置上设有压カ杆，加压装置下端面上固定ー个定位エ装，该定位エ装包括一个定位壳体，定位壳体上具有容纳超声波传感器的腔体，在该腔体中设有轴向的定位杆，在定位杆的周面与定位壳体的内壁面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔，所述定位杆的轴向端面设有定位槽，定位杆上设有轴向的通孔，加压装置上的压カ杆伸入到该通孔中。
2.根据权利要求I所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在于，所述控制器包括按键、微控制器、放大器、电机，按键连接在微控制器的输入端，放大器的一端连接微控制器的输出端，放大器的另一端与电机连接，所述滑槽中设有螺杆，所述加压装置上设有连接杆，该连接杆的一端设有螺纹孔，连接杆通过螺纹孔与滑槽中的螺杆螺纹连接，所述螺杆连接于电机的输出端。
3.根据权利要求I所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在于，所述控制器包括按键、微控制器，所述加压装置上设有连接杆，该连接杆滑动配合在滑槽中，连接杆与一个气缸的活塞杆连接，该气缸通过电磁阀与微控制器连接。
4.根据权利要求2所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在干，所述微控制器为单片机。
5.根据权利要求I所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在于，所述底座上表面上设有凹槽，该凹槽的中心与定位杆上的通孔的中心在同一直线上。
6.超声波传感器的定位加压装置，其特征在干，包括底座，底座上设有立柱，该立柱上设有ー个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压カ装置，压カ装置由第一气缸和控制器组成，第一气缸的下端面上固定ー个定位エ装，该定位エ装包括一个定位壳体，定位壳体上具有容纳超声波传感器的腔体，在该腔体中设有轴向的定位杆，在定位杆的周面与定位壳体的内壁面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔，所述定位杆的轴向端面设有定位槽，定位杆上设有轴向的通孔，第一气缸的活塞杆伸入到该通孔中。
7.根据权利要求6所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在干，所述控制器包括第一按键、第二按键、微控制器、放大器、电机以及换向电磁阀，第一按键和第二按键分别连接在微控制器的输入端，放大器的一端连接微控制器的输出端，放大器的另一端与电机连接，换向电磁阀连接于微控制器的输出端，所述滑槽中设有螺杆，所述压カ装置的第一气缸上设有连接杆，该连接杆的一端设有螺纹孔，连接杆通过螺纹孔与滑槽中的螺杆螺纹连接，所述螺杆连接于电机的输出端。
8.根据权利要求6所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在干，所述控制器包括第一按键、第二按键、微控制器、第一电磁阀、第二电磁阀，第一按键和第二按键分别连接在微控制器的输入端，第一电磁阀和第二电磁阀分别连接微控制器的输出端，第一气缸与第一电磁阀连接，第二气缸与第二电磁阀连接，所述压カ装置的气缸上设有连接杆，该连接杆滑动配合在滑槽中，连接杆与ー个第二气缸的活塞杆连接。
9.根据权利要求8所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在干，所述微控制器为单片机。
10.根据权利要求6所述的超声波传感器的定位加压装置，其特征在于，所述底座上表面 上设有凹槽，该凹槽的中心与定位杆上的通孔的中心在同一直线上。
专利摘要本实用新型公开了一种超声波传感器的定位加压装置，底座上设有立柱，该立柱上设有一个滑槽，滑槽中连接一个可沿着滑槽位移的压力装置，压力装置由加压装置和控制器组成，加压装置上设有压力杆，加压装置下端面上固定一个定位工装，该定位工装包括一个定位壳体，定位壳体上具有容纳超声波传感器的腔体，在该腔体中设有轴向的定位杆，在定位杆的周面与定位壳体的内壁面之间形成一个与超声波传感器的金属外壳配合的环形腔，所述定位杆的轴向端面设有定位槽，定位杆上设有轴向的通孔，加压装置上的压力杆伸入到该通孔中。本实用新型能使被压装的压电陶瓷片与匹配层以及金属外壳的中心在同一直线上，保证使超声波传感器具备应有的灵敏度。
文档编号G01D5/48GK202630977SQ201220226949
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者龙阳, 邹东平, 李红元, 张尧, 倪雪晴 申请人:常州波速传感器有限公司