專利名稱：超聲波傳感器的定位加壓裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超聲波傳感器技術領域，具體涉及一種超聲波傳感器的定位加壓裝置。
背景技術：
參照圖1，是一種300KHZ高頻率超聲波傳感器，由金屬外殼I、壓電陶瓷片2、匹配層3和PCB板4等組成，將壓電陶瓷片2與匹配層3粘接，再將匹配層3與金屬外殼I粘接，PCB板4粘接在金屬外殼I上，正極信號5線、負極信號線6連接PCB板4與壓電陶瓷片2。 由于高頻超聲波傳感器應用領域對其性能精度要求非常高，而現(xiàn)階段都是最原始的人工進行裝配，這種裝配方式不但效率低，而且在裝配過程中，通過人工將壓電陶瓷片2粘接在匹配層3上時，由于人為原因無法保證壓電陶瓷片2和匹配層3的軸心位于同一直線上，造成壓電陶瓷片2與匹配層3偏心。而且，在壓電陶瓷片2與金屬外殼I之間構成諧振腔7，當傳感器工作時壓電陶瓷片2振動，諧振腔產(chǎn)生共振。由于將金屬外殼I粘接在匹配層3上時也偏心，致使壓電陶瓷片2偏離諧振腔7的中心。由于以上因素存在，當傳感器接通電源后，出現(xiàn)壓電陶瓷片2自身振動不均衡，并且與諧振腔無法產(chǎn)生共振，導致信號衰減，傳感器靈敏度降低。

發(fā)明內容
針對上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種超聲波傳感器的定位加壓裝置，本發(fā)明能使被壓裝的壓電陶瓷片與匹配層以及金屬外殼的中心在同一直線上，保證使超聲波傳感器具備應有的靈敏度。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案如下超聲波傳感器的定位加壓裝置，包括底座，底座上設有立柱，該立柱上設有一個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓力裝置，壓力裝置由加壓裝置和控制器組成，加壓裝置上設有壓力桿，加壓裝置下端面上固定一個定位工裝，該定位工裝包括一個定位殼體，定位殼體上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿，在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔，所述定位桿的軸向端面設有定位槽，定位桿上設有軸向的通孔，加壓裝置上的壓力桿伸入到該通孔中。采用了上述方案，當需要對傳感器進行壓裝時，將傳感器放置在底座上的凹槽中，按下控制器上的按鍵，控制器的電機帶動螺桿轉動，從而使連接桿向下位移，連接桿帶動加壓裝置向下位移，加壓裝置在向下位移的過程中，超聲波傳感器的金屬外殼逐步地進入到定位殼體上的環(huán)形腔中，與環(huán)形腔滑動配合，這樣，通過環(huán)形腔的側壁面作用，使金屬外殼獲得定位，不會位移。當定位殼體下移到位的同時，由于定位桿是位于定位殼體上的腔體中的，因此定位桿也隨之到位，超聲波傳感器的壓電陶瓷片被陷入定位桿上的定位槽中，從而壓電陶瓷片被定位桿定位，這樣，使壓電陶瓷片、匹配層以及金屬外殼的軸心位于同一直線上，同時由于加壓裝置上的壓力桿是位于通孔中，壓力桿在定位殼體到位的同時，對壓電陶瓷片施以壓力，從而使壓電陶瓷片、匹配層以及金屬外殼之間獲得所需壓力，使三者在膠水作用下粘接為一體，避免粘接不可靠影響傳感器性能，從而提高傳感器的靈敏度以及其阻抗特性。這種方案的定位加壓裝置為固定式的，即定位裝置整體下移對傳感器的粘結部件進行施壓。本發(fā)明的另一目的是提供一種超聲波傳感器的定位加壓裝置，該定位加壓裝置同樣能使被壓裝的壓電陶瓷片與匹配層以及金屬外殼的中心在同一直線上，保證使超聲波傳感器具備應有的靈敏度。超聲波傳感器的定位加壓裝置，包括底座，底座上設有立柱，該立柱上設有一個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓力裝置，壓力裝置由第一氣缸和控制器組成，第一氣缸的下端面上固定一個定位工裝，該定位工裝包括一個定位殼體，定位殼體上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿，在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔，所述定位桿的軸向端面設有定位槽，定位桿上設有軸向的通孔，第一氣缸的活塞桿伸入到該通孔中。 采用了上述方案，當需要對傳感器進行壓裝時，將傳感器放置在底座上的凹槽中，按下控制器上的按鍵，控制器使使連接桿向下位移，連接桿帶動第一氣缸向下位移，第一氣缸在向下位移的過程中，超聲波傳感器的金屬外殼逐步地進入到定位殼體上的環(huán)形腔中，與環(huán)形腔滑動配合，這樣，通過環(huán)形腔的側壁面作用，使金屬外殼獲得定位，不會位移。當定位殼體下移到位的同時，由于定位桿是位于定位殼體上的腔體中的，因此定位桿也隨之到位，超聲波傳感器的壓電陶瓷片被陷入定位桿上的定位槽中，從而壓電陶瓷片被定位桿定位，這樣，使壓電陶瓷片、匹配層以及金屬外殼的軸心位于同一直線上。通過控制器使第一氣缸上的活塞桿向下位移，對壓電陶瓷片施以壓力，從而使壓電陶瓷片、匹配層以及金屬外殼之間獲得所需壓力，使三者在膠水作用下粘接為一體。這種方案的定位加壓裝置為活動式的，即第一氣缸的活塞桿可以自由伸縮，從而對工件壓裝時施以所需壓力。


圖I為本現(xiàn)有的超聲波傳感器的結構不意圖；圖2為本發(fā)明第一種定位加壓裝置的立體結構圖；圖3為第一種定位加壓裝置的剖面結構圖；圖4為第一種控制器的電路方框圖；圖5為本發(fā)明第二種定位加壓裝置的立體結構圖；圖6為第二種定位加壓裝置的剖面結構圖；圖7為第二種控制器的電路方框圖；圖8為采用本發(fā)明的定位加壓裝置對傳感器后進行壓裝后的阻抗特性示意圖；圖9為采用本發(fā)明的定位加壓裝置對傳感器后進行壓裝后的靈敏度示意具體實施例方式實施方式一
參照圖2至圖4，本發(fā)明的超聲波傳感器的定位加壓裝置，包括底座10，底座上設有立柱11。底座10和立柱11均為長方體，底座10上表面上設有凹槽10a，該凹槽的中心與定位桿上的通孔的中心在同一直線上。立柱11上設有一個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓力裝置，所述滑槽中設有螺桿。壓力裝置由加壓裝置12和控制器13組成。加壓裝置12為一個盤狀體，加壓裝置12上設有連接桿14，連接桿14位于加壓裝置的上端面上，該連接桿的一端設有螺紋孔，連接桿14通過螺紋孔與滑槽中的螺桿螺紋連接?？刂破?3包括按鍵130、微控制器131、放大器132、電機133。按鍵130連接在微控制器131的輸入端，按鍵130用于發(fā)出使加壓裝置12上移或者下移的信號，放大器132的一端連接微控制器131的輸出端,微控制器單片機。放大器的另一端與電機連接，放大器132將微控制器131輸出的信號進行放大，使電機能夠工作。所述螺桿連接于電機的輸出端，電機轉動帶動螺桿轉動，通過螺桿與連接桿14形成的絲桿機構，帶動加壓裝置12上下位移。加壓裝置12上設有壓力桿15，壓力桿15位于加壓裝置12的下端面。加壓裝置下端面上固定一個定位工裝，該定位工裝包括一個定位殼體16，定位殼體上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿17,在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔18,所述定位桿17的軸向端面設有定位槽19,定位桿上設有軸向的通孔20，加壓裝置上的壓力桿15伸入到該通孔中。 對于使加壓裝置上下位移的方式，也可以采用通過控制氣缸的方式使加壓裝置沿滑槽上下位移，具體結構為所述加壓裝置12上設有連接桿，該連接桿滑動配合在滑槽中，連接桿與一個氣缸的活塞桿連接，該氣缸通過電磁閥與微控制器連接?？刂破骺刂齐姶砰y的開關，使氣缸內的氣體在活塞的上方和下方進行切換，從而氣缸的活塞桿帶動加壓裝置上的連接桿沿滑槽上下位移。實施方式二參照圖5至圖7，本發(fā)明的另一種超聲波傳感器的定位加壓裝置，包括底座30，底座上設有立柱31，底座和立柱均為長方體，底座上表面上設有凹槽，該凹槽的中心與定位桿上的通孔的中心在同一直線上。立柱31上設有一個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓力裝置。壓力裝置由第一氣缸32和控制器33組成，滑槽中設有螺桿，所述壓力裝置的第一氣缸上設有連接桿320，該連接桿320的一端設有螺紋孔，連接桿通過螺紋孔與滑槽中的螺桿螺紋連接，連接桿320與螺桿形成絲桿機構，通過螺桿轉動帶動連接桿320上下位移，從而帶動第一氣缸32上下位移?？刂破靼ǖ谝话存I34、第二按鍵35、微控制器36、放大器37、電機38以及換向電磁閥39，第一按鍵34和第二按鍵35分別連接在微控制器36的輸入端、放大器37的一端連接微控制器36的輸出端,微控制器36為單片機。放大器37的另一端與電機38連接，所述螺桿連接于電機38的輸出端，電機38帶動螺桿轉動。換向電磁閥39連接于微控制器36的輸出端,通過換向電磁閥39控制第一氣缸32中的氣體在缸缸活塞的上方和下方進行切換，而第一氣缸的活塞也形成相應的上下位移狀態(tài)。第一氣缸32的下端面上固定一個定位工裝，該定位工裝包括一個定位殼體40，定位殼體40上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿41,在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔42，所述定位桿的軸向端面設有定位槽43，定位桿上設有軸向的通孔44，第一氣缸的活塞桿45伸入到該通孔中。在本實施中，對于使第一氣缸上下位移的方式，也可以采用通過控制另一個第二氣缸的方式使氣缸沿滑槽上下位移，具體結構為所述控制器包括第一按鍵、第二按鍵、微控制器、第一電磁閥、第二電磁閥，第一按鍵和第二按鍵分別連接在微控制器的輸入端，第一電磁閥和第二電磁閥的分別連接微控制器的輸出端，第一氣缸與第一電磁閥連接，第二氣缸與第二電磁閥連接，所述壓力裝置的氣缸上設有連接桿，該連接桿滑動配合在滑槽中，連接桿與一個第二氣缸的活塞桿連接?？刂破骺刂频谝浑姶砰y的開關。使第二氣缸內的氣體在活塞的上方和下方進行切換，從而第二氣缸的活塞桿帶動連接氣缸的連接桿沿滑槽上下位移。參照圖8和圖9，采用本發(fā)明的定位加壓裝置對傳感器進行壓裝后，傳感器的靈敏 度以及其阻抗特性均有提高。
權利要求
1.超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在干，包括底座，底座上設有立柱，該立柱上設有ー個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓カ裝置，壓カ裝置由加壓裝置和控制器組成，加壓裝置上設有壓カ桿，加壓裝置下端面上固定ー個定位エ裝，該定位エ裝包括一個定位殼體，定位殼體上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿，在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔，所述定位桿的軸向端面設有定位槽，定位桿上設有軸向的通孔，加壓裝置上的壓カ桿伸入到該通孔中。
2.根據(jù)權利要求I所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在于，所述控制器包括按鍵、微控制器、放大器、電機，按鍵連接在微控制器的輸入端，放大器的一端連接微控制器的輸出端，放大器的另一端與電機連接，所述滑槽中設有螺桿，所述加壓裝置上設有連接桿，該連接桿的一端設有螺紋孔，連接桿通過螺紋孔與滑槽中的螺桿螺紋連接，所述螺桿連接于電機的輸出端。
3.根據(jù)權利要求I所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在于，所述控制器包括按鍵、微控制器，所述加壓裝置上設有連接桿，該連接桿滑動配合在滑槽中，連接桿與一個氣缸的活塞桿連接，該氣缸通過電磁閥與微控制器連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在干，所述微控制器單片機。
5.根據(jù)權利要求I所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在于，所述底座上表面上設有凹槽，該凹槽的中心與定位桿上的通孔的中心在同一直線上。
6.超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在干，包括底座，底座上設有立柱，該立柱上設有ー個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓カ裝置，壓カ裝置由第一氣缸和控制器組成，第一氣缸的下端面上固定ー個定位エ裝，該定位エ裝包括一個定位殼體，定位殼體上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿，在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔，所述定位桿的軸向端面設有定位槽，定位桿上設有軸向的通孔，第一氣缸的活塞桿伸入到該通孔中。
7.根據(jù)權利要求6所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在干，所述控制器包括第一按鍵、第二按鍵、微控制器、放大器、電機以及換向電磁閥，第一按鍵和第二按鍵分別連接在微控制器的輸入端，放大器的一端連接微控制器的輸出端，放大器的另一端與電機連接，換向電磁閥連接于微控制器的輸出端，所述滑槽中設有螺桿，所述壓カ裝置的第一氣缸上設有連接桿，該連接桿的一端設有螺紋孔，連接桿通過螺紋孔與滑槽中的螺桿螺紋連接，所述螺桿連接于電機的輸出端。
8.根據(jù)權利要求6所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在干，所述控制器包括第一按鍵、第二按鍵、微控制器、第一電磁閥、第二電磁閥，第一按鍵和第二按鍵分別連接在微控制器的輸入端，第一電磁閥和第二電磁閥的分別連接微控制器的輸出端，第一氣缸與第一電磁閥連接，第二氣缸與第二電磁閥連接，所述壓カ裝置的氣缸上設有連接桿，該連接桿滑動配合在滑槽中，連接桿與ー個第二氣缸的活塞桿連接。
9.根據(jù)權利要求6所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在干，所述微控制器單片機。
10.根據(jù)權利要求6所述的超聲波傳感器的定位加壓裝置，其特征在于，所述底座上表面上設有凹 槽，該凹槽的中心與定位桿上的通孔的中心在同一直線上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲波傳感器的定位加壓裝置，底座上設有立柱，該立柱上設有一個滑槽，滑槽中連接一個可沿著滑槽位移的壓力裝置，壓力裝置由加壓裝置和控制器組成，加壓裝置上設有壓力桿，加壓裝置下端面上固定一個定位工裝，該定位工裝包括一個定位殼體，定位殼體上具有容納超聲波傳感器的腔體，在該腔體中設有軸向的定位桿，在定位桿的周面與定位殼體的內壁面之間形成一個與超聲波傳感器的金屬外殼配合的環(huán)形腔，所述定位桿的軸向端面設有定位槽，定位桿上設有軸向的通孔，加壓裝置上的壓力桿伸入到該通孔中。本發(fā)明能使被壓裝的壓電陶瓷片與匹配層以及金屬外殼的中心在同一直線上，保證使超聲波傳感器具備應有的靈敏度。
文檔編號G01D5/48GK102661756SQ201210156659
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者倪雪晴, 張堯, 李紅元, 鄒東平, 龍陽 申請人:常州波速傳感器有限公司