一种厚度检测装置的制作方法

本申请涉及厚度检测技术领域，特别涉及一种厚度检测装置。

背景技术：

在传统打印机上使用的纸张厚度检出方式，多采用多个滚轮单元带动连接的磁性组件，当不同厚度的纸张通过，多级滚轮带动磁性组件产生不同大小的位移量，磁性组件的磁通量不同而产生传感讯号，霍尔传感器据此判断纸张的厚度。

上述通过磁通量的变化实现纸张厚度检知的方式虽然检知精度较高，但是实现方式结构较为复杂，并且由于采用多级滚轮结构来进行检测，因此设备体积也较大，价格成本也比较高。

技术实现要素：

本申请的实施例采用了如下技术方案：一种厚度检测装置，主要目的在于解决现有技术中检测装置结构复杂、不能满足设备小型化的需求。

为解决上述问题，本申请提供一种厚度检测装置，包括：

支架；

定位板，固定设置于所述支架的上方；

抵推机构，铰接设置于所述支架上，所述抵推机构远离铰接点的端部设置有圆弧状的抵推部；所述抵推部与所述定位板抵触、形成用于待测物体通过的检测通道；

转角检测机构，设置于所述抵推机构远离所述抵推部的另一端；所述转角检测机构用于在待测物体通过所述检测通道时，检测所述抵推机构转动的角度，以基于检测获得的所述角度确定待测物体的厚度。

可选的，所述转角检测机构包括：

转盘，与所述抵推机构一体设置、跟随所述抵推机构围绕所述铰接点转动；所述转盘围绕所述铰接点交替设置有透光部以及非透光部；

遮光板，覆盖于所述转盘的第一表面、与所述支架固定连接，所述遮光板沿平行于所述透光部或非透光部的方向设置有呈扇形的透光条；所述透光条对应的圆心角小于或等于所述透光部正投影对应的圆心角、以及小于或等于所述非透光部正投影对应的圆心角；其中第一表面作为所述正投影的投影面；

光源，对应于所述遮光板的透光条固定设置于所述支架上；

光电池阵列，对应所述转盘的第二表面、固定设置于所述支架上，用于在所述转盘旋转至所述透光部与所述透光条对应的第一位置时，接收所述光源发出的光信号、获得高电平信号，在所述转盘旋转至所述非透光部与所述透光条对应的第二位置时，停止接收光信号、获得低电平信号；其中，所述第二表面与所述第一表面相对；

处理器，与所述光电池阵列电气连接，用于接收所述光电池阵列发送的高电平信号以及低电平信号，基于所述高电平信号的个数、所述低电平信号的个数、所述透光部正投影对应的圆心角以及所述非透光部正投影对应的圆心角确定所述转盘的旋转角度。

可选的，所述转盘按照预定旋转角度等间隔设置有条状凹槽，所述条状凹槽的纵截面呈倒立的等腰梯形状，所述条状凹槽的横截面呈扇形；所述转盘位于所述条状凹槽的侧壁区域构成所述非透光部，所述转盘位于所述条状凹槽的非侧壁区域构成透光部。

可选的，所述凹槽的底角为135度；

所述透光部正投影对应的圆心角与所述非透光部正投影对应的圆心角的大小相等、且等于所述预定旋转角度；

所述凹槽顶部开口宽度是凹槽底部开口宽度的3倍。

可选的，所述转角检测装置还包括：放大器以及比较器；

所述光电池阵列依次通过所述放大器、比较器与所述处理器电气连接。

可选的，厚度检测装置还包括用于对所述抵推机构进行复位的弹性件；

所述抵推机构通过铰接轴与所述支架铰接；

所述弹性件套设置在所述铰接轴上，所述弹性件的伸缩端与所述抵推机构固定的连接，用于在待测物体通过所述检测通道后，将所述抵推机构拉回至与所述定位板抵触的位置。

可选的，厚度检测装置还包括底座，所述支架固定设置在所述底座上。

可选的，厚度检测装置还包括用于容纳所述支架、定位板、抵推机构、转角检测机构的壳体；

所述壳体对应所述检测通道的位置设置有用于待测物体通过的缺口。

本申请中的厚度检测装置，通过将抵推机构的端部设置角度检测装置，这样当待测物体通过检测通道时，抵推机构就会绕着支架的铰接点转动，此时设置在抵推机构另一端的转角检测装置就会检测到抵推机构转动的角度，从而按照角度与抵推机构沿竖直方向的位移高度之间的对应关系，将角度转换成位移高度(即转换成待测物体的厚度)，本申请中的角度检测装置不但能准确的对待测物体的厚度进行检测并且结构较为简单，体积较小，能够满足设备小型化的需求。

附图说明

图1为本申请实施例一种厚度检测装置的整体结构示意图；

图2为本申请实施例一种厚度检测装置转盘的透光区与非透光区位置关系示意图；

图3为本申请实施例中转盘的局部示意图；

图4为本申请实施例中光线照射在转盘上转盘的透光原理图；

图5为本申请实施例中转盘的示意图；

图6为本申请实施例中弹性件与抵推机构的位置关系示意图。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请实施例提供一种厚度检测装置，如图1所示，包括：支架1，支架1的上方固定设置有定位板2；所述支架1上铰接设置有抵推机构3，所述抵推机构3远离铰接点o的端部设置有圆弧状的抵推部31；所述抵推部31与所述定位板2抵触、形成用于待测物体通过的检测通道。抵推机构与所述支架远离所述抵推部的另一端设置有转角检测机构4，所述转角检测机构4用于在待测物体通过所述检测通道时，检测所述抵推机构转动的角度，以基于检测获得的所述角度确定待测物体的厚度。本实施例中，当没有待测物体通过检测通道时，抵推机构3的抵推部31会与定位板2接触，即抵推机构的抵推部位置检测原点o’位于初始位置a处(即位于实线位置处)；当有待测物体从定位板2和抵推部31之间通过时，则由于待测物体具有一定厚度，因此抵推机构会绕铰接点o转动，位置检测原点o’移动到位置b处(即位于图1中虚线位置处)，由此位于抵推机构另一端的角度检测机构4就能检测出抵推机构转动的角度，进而根据预定的角度-位移高度的对应关系确定出抵推机构位置检出原点o’的位移高度l，由此就可以获得待测物体的厚度。

本实施例在具体实施过程中角度检测机构4包括转盘、遮光板、光源以及处理器。其中，转盘41与所述抵推机构一体设置、跟随所述抵推机构围绕所述铰接点o转动；所述转盘围绕所述铰接点o交替设置有透光部以及非透光部。遮光板，覆盖于所述转盘的第一表面、与所述支架固定连接，所述遮光板沿平行于所述透光部或非透光部的方向设置有呈扇形的透光条；所述透光条对应的圆心角小于或等于所述透光部正投影对应的圆心角、以及小于或等于所述非透光部正投影对应的圆心角；其中第一表面作为所述正投影的投影面。光源，对应于所述遮光板的透光条固定设置于所述支架上。光电池阵列，对应所述转盘的第二表面、固定设置于所述支架上，用于在所述转盘旋转至所述透光部与所述透光条对应的第一位置时，接收所述光源发出的光信号、获得高电平信号，在所述转盘旋转至所述非透光部与所述透光条对应的第二位置时，接收不到光信号、获得低电平信号；其中，所述第二表面与所述第一表面相对。处理器，与所述光电池阵列电气连接，用于接收所述光电池阵列发送的高电平信号以及低电平信号，基于所述高电平信号的个数、所述低电平信号的个数、所述透光部正投影对应的圆心角以及所述非透光部正投影对应的圆心角确定所述转盘的旋转角度。本实施例中转盘的透光部和非透光部的位置关系可以如图2所示，转盘可以采用透明材质，例如环氧树脂模塑料emc材质，可以将圆盘按照预定圆心角划分相等的若干扇形区域，其中阴影部分表示非透光区域，空白部分表示透光区域。具体在实施过程中可以在阴影区域涂覆遮光材料以此来形成非透光区域。由此转盘在转动过程中，当转动至透光区域对应透光条时，光源发出的光线通过透光条穿过透光区域后照射在光电池阵列上，光电池阵列具体可以通过放大器、比较器与处理器电气连接，这样当光电池阵列接收到光信号时就可以将光信号转换成电流信号，然后将电流信号转换成电压信号，通过放大器，比较器，最终输出数字信号，输出高电平信号给处理器；同理，当转盘转动至非透光区域对应透光条时，光源发出的光线通过透光条照射在非透光区域，由于非透光区域无法透光，因此光线无法穿过非透光区域，也就无法照射在光电池阵列上，此时光电池阵列没有接收到光信号，因此不会产生电流信号，也就无法获得电压信号，由此会通过比较器、放大器输出低电平给处理器。

本实施例中，当处理器在获得高电平信号以及低电平信号后，就可以结合透光区域正投影对应的圆心角以及非透光区域正投影对应的圆心角来确定转盘转过的角度，进而可以根据转过的角度来确定抵推机构的位移高度，最终确定待测物体的厚度。本实施例在具体实施过程中，具体可以预先将若干厚度已知的样本物体通过所述检测通道，利用转角检测机构来检测获得抵推机构转动的角度，以此来确定不同厚度的物体通过检测通道时抵推机构转动的角度，即获得若干抵推机构的位移高度(待测物体厚度)-旋转角度的样本数据，利用这些样本数据绘制成位移高度-旋转角度的关系曲线，这样后续在对厚度未知的待测物体进行厚度检测时，在获得了抵推机构的旋转角度之后，就可以直接利用上述确定的关系曲线来获得与该旋转角度对应的位移高度，即确定了待测物体的厚度。本实施例中厚度检测装置主要应用于对厚度均匀的物体进行厚度检测，例如纸张等。

本申请中的厚度检测装置，通过将抵推机构的端部设置角度检测装置，这样当待测物体通过检测通道时，抵推机构就会绕着支架的铰接点转动，此时设置在抵推机构另一端的转角检测装置就会检测到抵推机构转动的角度，从而按照角度与抵推机构沿竖直方向的位移高度之间的对应关系，将角度转换成位移高度(即转换成待测物体的厚度)，本申请中的角度检测装置不但能准确的对待测物体的厚度进行检测，并且结构较为简单，体积较小，能够满足设备小型化的需求。

在上述实施例的基础上，为了更加准确的检测出抵推机构转动的角度，转角检测机构中的转盘41具体可以采用如图3所示的结构形式。转盘41按照预定旋转角度θ等间隔设置有条状凹槽，即相邻两个条状凹槽间隔的圆心角为θ，条状凹槽上部开口对应的圆心角为β，β是θ的3倍，所述条状凹槽的纵截面呈倒立的等腰梯形状，即凹槽沿1-1’的竖直方向的截面呈等腰梯形状，所述条状凹槽的横截面呈扇形，即凹槽沿2-2’水平方向的截面呈扇形；所述转盘位于所述条状凹槽的侧壁区域构成所述非透光部，所述转盘位于所述条状凹槽的非侧壁区域构成透光部。具体的，所述凹槽侧壁与平行于转盘第一表面的水平面之间的夹角γ为135°；所述透光部正投影对应的圆心角与所述非透光部正投影对应的圆心角的大小相等、且等于所述预定旋转角度θ；所述凹槽顶部开口宽度a是凹槽底部开口宽度b的3倍。即本实施例中可以在转盘上按照每1°的间隔刻蚀一个上宽下载的等腰梯形凹槽，该凹槽上部开口对应的圆心角大小为3°，该凹槽底部开口对应的圆心角大小为1°，凹槽的底角可以为135°，这样，该凹槽两个侧壁正投影对应的圆心角大小分别为1°；当转盘转动至凹槽侧壁与透光条对应时，光源的光会照射在凹槽侧壁上由于凹槽侧壁具有45°的倾斜角，因此光线会如图4所示发生折射，而不会直接穿过凹槽层侧壁照射在光电池阵列上；当转盘转动至凹槽槽底与透光条对应、或者转动至未刻蚀的部位与透光条对应时，光源发出的光则会通过透光条穿过转盘照射在光电池阵列上。由于本实施例中的凹槽侧壁正投影对应的圆心角、凹槽槽底对应的圆心角以及转盘未刻蚀部分的圆心角均相等为1°，由此转盘在转动过程中，光电池阵列产生高低电平的脉冲宽度相同，进而只要确定脉冲的个数以及该脉冲对应的转动角度就可以确定转盘转动的角度，由于转盘与抵推机构一体设置，进而能确定抵推机构转动的角度。本实施例中预定旋转角度可以根据实际需要来设定，例如可以设定为0.3°、0.5°、0.6°、1.2°、1.5°、3°等等，预定旋转角度越小，厚度检测装置的检测精度越细，转盘具体可以刻蚀成如图5所示的样式。

本实施例在具体实施过程中，厚度检测装置还包括用于对所述抵推机构进行复位的弹性件5，弹性件5具体可以为弹簧等；如图6所示，所述抵推机构3通过铰接轴与所述支架1铰接；所述弹性件套5设置在所述铰接轴上，所述弹性件5的伸缩端与所述抵推机构3固定的连接，用于在待测物体通过所述检测通道后，将所述抵推机构拉回至与所述定位板抵触的位置。在具体实施过程中厚度检测装置还包括底座，所述支架固定设置在所述底座上。另外厚度检测装置还可以包括用于容纳所述支架、定位板、抵推机构、转角检测机构的壳体；所述壳体对应所述检测通道的位置设置有用于待测物体通过的缺口。这样纸张等待检测物体就可以深入到缺口中然后穿过检测通道。

本申请中的厚度检测装置，通过将在转盘上刻蚀条状的、等腰梯形槽，并且将凹槽槽底的角度设置成135°，这样凹槽侧壁就可以形成非透光区域，转盘在转动过程中，转过凹槽侧壁的角度与转过凹槽槽底的角度大小是相等，进而能够使得光电池阵列产生宽度相同的脉冲，为后续根据脉冲个数确定转盘的旋转角度奠定了基础，使得转盘角度的确定更加准确，进而使得根据转盘角度确定待测物体厚度的换算更加准确。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。