高溫激光測距傳感器推拉式自動防護(hù)門的設(shè)計

王守杰， 韓飛坡

（安徽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，安徽馬鞍山243032）

1 引言

激光測距傳感器具有測量精度高、非接觸式測量、使用可靠等特點，廣泛應(yīng)用于距離測量。為了防止灰塵、水霧等粘在激光傳感器激光發(fā)射端玻璃上，繼而影響激光強(qiáng)度，在激光發(fā)射器前端一般都設(shè)有自動防護(hù)門，需要測距時打開，讓激光通過，不需要測距時關(guān)閉。

2 現(xiàn)有激光防護(hù)門存在的問題分析

圖1是現(xiàn)有的一種高溫激光測距傳感器自動防護(hù)門的結(jié)構(gòu)圖（開啟狀態(tài)）。防護(hù)門6開啟時，激光器1發(fā)出激光線對工件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測量，測量結(jié)束后，氣缸3活塞桿收縮，防護(hù)門關(guān)上。

圖1 自動防護(hù)門開啟時結(jié)構(gòu)示意圖

實際使用中發(fā)現(xiàn)，這種自動防護(hù)門處于開啟狀態(tài)時，由于是旋轉(zhuǎn)式開門，占用了一定的空間，導(dǎo)致機(jī)械手在對工件進(jìn)行操作時容易觸碰到。防護(hù)門關(guān)閉時，門6與前端罩2之間存在縫隙，因此會有雜物進(jìn)入前端罩2內(nèi)，影響其正常工作。另外，如果因故有一定的時間不用，門6上的門舌5和連接塊4之間會銹死，導(dǎo)致門6不能打開。基于以上原因，需要研制一種新型高溫激光測距傳感器自動防護(hù)門。

3 高溫激光測距傳感器推拉式自動防護(hù)門的結(jié)構(gòu)及工作原理

改進(jìn)后的高溫激光測距傳感器自動防護(hù)門結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2中門8的開啟和關(guān)閉由氣缸11提供動力，氣缸缸體固定在氣缸座12上，氣缸活塞桿和門8固定聯(lián)接。氣缸座12、導(dǎo)軸9和導(dǎo)座10及壓板3用螺釘固定在安裝板2上，安裝板2墊上橡膠墊1并用螺釘固定在激光器13的發(fā)射端端面上。上封塊6和下封塊7與壓板3之間設(shè)有滑槽，滑槽和固定在導(dǎo)座10上的導(dǎo)軸9共同作用對門在水平方向上的移動起到導(dǎo)向作用。當(dāng)氣缸活塞桿全部伸出時，門8的右長邊插進(jìn)壓板3的凹槽中，且門8左長邊凸出部分緊貼壓板3的側(cè)面，這樣就使得門8的四周邊與固定件之間實現(xiàn)重疊從而達(dá)到密封的作用。密封橡膠板4和白玻璃板5安裝在壓板3與安裝板2之間的空隙中，當(dāng)壓板3用螺釘裝上激光器時，就固定了密封橡膠板4、白玻璃板5。密封橡膠板4是矩形圈，其中間開了矩形窗口，保證激光器能夠發(fā)射出。

圖2 新型自動防護(hù)門結(jié)構(gòu)示意圖

圖2中防護(hù)門處于關(guān)閉狀態(tài)，此時氣缸活塞桿達(dá)到最大行程，當(dāng)需要進(jìn)行激光測距時，活塞桿收縮，帶動推拉門實現(xiàn)水平移動開啟防護(hù)門，由于激光器發(fā)射窗口前端裝有白玻璃板5，所以激光器內(nèi)部與外界在任何時候均是完全隔開的，另外從激光器工作到測距完成推拉門8關(guān)閉時間間隔很短，推拉門良好的密封性使白玻璃5的外表不會粘上灰塵等贓物。測距結(jié)束后，防護(hù)門自動關(guān)閉。

該機(jī)構(gòu)中氣缸的選型主要取決于激光器發(fā)射端窗口的寬度，其行程要大于窗口寬度，還要考慮壓板3的凹槽與門邊的重疊量。激光器發(fā)射端窗口寬度40mm，取氣缸行程為50mm，氣缸型號為MAL16×50。推拉門其他零件的尺寸及相互位置依據(jù)氣缸尺寸依次確定。

4 結(jié)論

新型的推拉式自動防護(hù)門，把原來依靠鉸鏈聯(lián)接旋轉(zhuǎn)運動來啟閉的防護(hù)門改成直接在氣缸活塞桿伸縮作用下直線運動實現(xiàn)啟閉的防護(hù)門。

新型推拉式自動防護(hù)門在激光線方向上占用空間小，幾乎是原門的1/6，不影響原來激光器組件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，它有效地防止了水霧、灰塵、氧化鐵皮等進(jìn)入激光器內(nèi)，保證了激光器的正常工作，且機(jī)械手等部件工作時不易碰撞到，為激光器在惡劣的環(huán)境中的正常使用提供了一種良好的保護(hù)措施。

［1］ 甘秋萍，李興奎，李振剛，等.激光測距傳感器在液壓提升系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.控制技術(shù)，2009（72）：15-19.

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