CN114136253B - 挠度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挠度检测装置，包括：支架；设置在所述支架上的中间梁以及两个承载条，两个所述承载条分别位于所述中间梁的两侧，所述中间梁和两个所述承载条沿第一方向排列；设置在所述中间梁上的传感器，所述传感器用于检测重量或压力；以及驱动单元，用于驱动两个所述承载条上下移动。本发明能够改善挠度检测的平稳性和准确性。

Description

挠度检测装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种挠度检测装置。

背景技术

随着玻璃基板行业的快速发展，玻璃基板的尺寸越来越大、厚度越来越薄，对玻璃基板的化学性能及物理性能要求越来越高，尤其在玻璃的二次加工中，对玻璃的变形量要求越来越严格。其中玻璃基板的张力和挠度也是影响玻璃基板二次加工的关键技术参数。玻璃基板的挠度定义为弯曲变形的横截面沿轴线垂直方向的位移。

传统的玻璃基板挠度测量装置一般通过将玻璃置于两平行放置的承载间，使玻璃自然下垂然后测量玻璃中心位置的下垂量。测量时，首先需要人工对放置玻璃的平台进行校准测量，然后对玻璃中心位置的下垂量进行测量。此测量方法比较繁琐，定位精度低，对检测人员的测量水平要求高，而且不同的检测员之间读数存在偏差，并且设备和刻度尺本身存在误差，因此，此种测量方法的玻璃挠度测量值准确度较低。其次，由于玻璃的尺寸较大、脆性高，在测量的过程中很容易造成玻璃破碎，容易造成设备损坏和人员损伤。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种挠度检测装置，以解决现有技术中挠度测量准确性较低以及易导致工件破碎的问题。

根据本发明的一个方面，提出一种挠度检测装置，包括：支架；设置在所述支架上的中间梁以及两个承载条，两个所述承载条分别位于所述中间梁的两侧，所述中间梁和两个所述承载条沿第一方向排列；设置在所述中间梁上的传感器，所述传感器用于检测重量或压力；以及驱动单元，用于驱动两个所述承载条上下移动。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：测距单元，用于检测所述承载条的位移；处理单元，与所述传感器和所述测距单元通信连接，并配置为获取当所述传感器的检测值为0时，所述测距单元的检测结果。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括安装条，所述安装条设置在每个所述承载条远离所述中间梁的一侧，并沿所述第一方向延伸，所述安装条上设置有用于检测重量或压力的传感器，所述安装条上的传感器的顶部与所述中间梁上的传感器的顶部平齐。

根据本发明的一个实施例，所述处理单元配置为：获取当所述中间梁上的传感器和所述安装条上的传感器中的每一个的检测值分别为0时，所述测距单元相应的检测结果。

根据本发明的一个实施例，所述中间梁上设置三个所述传感器，分别设置在所述中间梁靠近两端的位置处以及靠近中间的位置处；和/或每个所述承载条远离所述中间梁的一侧设置三个所述安装条，每个安装条上设置所述传感器，三个所述安装条的位置对应所述承载条的靠近两端的位置以及靠近中间的位置。

根据本发明的一个实施例，所述支架包括沿所述第一方向延伸的一对横梁，所述承载条通过滑动组件安装在所述一对横梁上，所述滑动组件包括可沿所述横梁滑动的一对滑动件以及连接在所述一对滑动件之间的连接板，所述连接板和所述承载条均沿第二方向延伸，所述承载条安装在所述连接板上并可相对于所述连接板沿竖直方向移动。

根据本发明的一个实施例，所述连接板的两端设置沿竖向的导向杆，所述承载条两端连接有轴承，所述轴承套设在所述导向杆上并可沿所述导向杆滑动。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括定位螺栓，所述承载条上形成螺纹孔，所述定位螺栓与所述螺纹孔配合并抵接所述连接板的顶面；和/或所述测距单元设置在所述连接板上，并位于所述承载条下方；和/或所述承载条包括具有弧形结构的承载部。

根据本发明的一个实施例，所述连接板设有沿所述第二方向延伸的第一滑槽，所述安装条的一端可沿所述第一滑槽移动；和/或所述安装条上设有沿所述第一方向延伸的第二滑槽，所述传感器可沿所述第二滑槽移动。

根据本发明的一个实施例，所述连接板上设置第一定位块，所述第一定位块的定位面垂直于所述第二方向，所述第一定位块可沿所述第一滑槽移动；所述安装条上设置第二定位块，所述第二定位块的定位面垂直于所述第一方向，所述第二定位块可沿所述第二滑槽移动。

在根据本发明的实施例的挠度检测装置中，两个承载条分布在中间梁两侧，当承载条的顶部与中间梁上的传感器的顶部平齐时，工件可以平放在以上顶部构成的平面，之后两个承载条向上移动，可以推动其上的工件部分向上移动，此时工件中间部分向下弯曲，传感器检测的数值逐渐变小，当传感器的数值为0时，测量此时承载条的位移值，即可据此获得工件的挠度值。本发明利用承载条推动工件部分移动，使得工件变形可以平稳地进行，减少易碎工件破碎的风险；并且基于传感器检测值确定测量位移量的时机，可以保证测量时机的准确性，以及测量承载条的位移量相较于直接测量工件下垂量可以更好地保证测量的准确性且更易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的挠度检测装置的立体图；

图2示出了图1的挠度检测装置的一个视角的示意图；

图3示出了图1的挠度检测装置的另一视角的示意图；

图4示出了图1的挠度检测装置的另一视角的示意图；

图5示出了图1的挠度检测装置的部分结构的示意图；

图6示出了图2的局部放大示意图；

图7示出了图2的局部放大示意图；

图8示出了图4的局部放大示意图；

图9示出了图4的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参考图1至图4，挠度检测装置100包括：支架10；设置在支架10上的中间梁20以及两个承载条30，两个承载条30位于中间梁20的两侧，中间梁20和两个承载条30沿第一方向X排列；设置在中间梁20上的传感器40，传感器40用于检测重量或压力；以及驱动单元44，用于驱动两个承载条30上下移动；其中，两个承载条30能够从当承载条30的顶部与传感器40的顶部平齐时所在位置向上移动。

在根据本发明的实施例的挠度检测装置100中，两个承载条30分布在中间梁20两侧，当承载条30的顶部与中间梁20上的传感器40的顶部平齐时，工件可以平放在以上顶部构成的平面，之后两个承载条30向上移动，可以推动其上的工件部分向上移动，此时工件中间部分向下弯曲，传感器40检测的数值逐渐变小，当传感器40的数值为0时，测量此时承载条30的位移值，即可据此获得工件的挠度值。本发明利用承载条30推动工件部分移动，使得工件变形可以平稳地进行，减少易碎工件破碎的风险；并且基于传感器40检测值确定测量位移量的时机，可以保证测量时机的准确性，以及测量承载条30的位移量相较于直接测量工件下垂量可以更好地保证测量的准确性且更易操作。

挠度检测装置100还包括：测距单元42，用于检测承载条30的位移；处理单元，与传感器40和测距单元42通信连接，并配置为获取当传感器40的检测值为0时，测距单元42的检测结果。测距单元42可以为激光测距设备，利用测距单元42检测承载条30的位移可以进一步改善测量准确性。处理单元可以为外部设备，其接收传感器40和测距单元42的检测数据，例如，在承载条30向上移动的过程中，传感器40和测距单元42可以持续检测并将检测数据发送至处理单元，处理单元对数据进行整理，获得当传感器40的检测值为0时，测距单元42的检测结果，从而可以基于处理单元自动检测挠度，减少人工操作和人为误差。处理单元除进行数据处理还可以提供显示功能，显示检测数据和最终结果等。

继续参考图1至图4，挠度检测装置100还包括安装条50，安装条50设置在每个承载条30远离中间梁20的一侧，并沿第一方向X延伸，安装条50上设置用于检测重量或压力的传感器40，安装条50上的传感器40的顶部与中间梁20上的传感器40的顶部平齐。相应地，处理单元配置为：获取当中间梁20上的传感器40和安装条50上的传感器40中的每一个的检测值分别为0时，测距单元42相应的检测结果。

当两个承载条30从靠近工件两侧的位置对工件推动时，工件除了中间部分向下弯曲之外，两侧边缘处也会向下弯曲，工件整体变形为波浪状。安装条50上的传感器40和中间梁20上的传感器40的检测值会依次减小为0，基于每个传感器检测值为0时所对应的承载条30的位移值，可以获得对应于不同传感器的工件不同位置处的挠度值，从而本发明可以检测工件相对靠近中间和相对靠近边缘处的挠度值。

在一个实施例中，中间梁20上设置三个传感器40，分别设置在中间梁靠近两端的位置处以及靠近中间的位置处；每个承载条30远离中间梁20的一侧设置三个安装条50，每个安装条50上设置传感器40，三个安装条50的位置对应承载条30的靠近两端的位置以及靠近中间的位置。从而可以同时测量工件的九个点位，对中间位置、边部位置、四角位置同时进行挠度测量。所有传感器40的顶部平齐，即在同一平面内。

结合图1和图5，支架10可以为长方体或正方体框架，包括设于12条棱处的梁、柱等支撑件，支架10底部可以设置万向轮，从而支架10可以随万向轮在地面进行位置移动。支架10包括沿第一方向X延伸的一对横梁12，承载条30通过滑动组件60安装在一对横梁12上，滑动组件60包括可沿横梁12滑动的一对滑动件62以及连接在一对滑动件62之间的连接板64，连接板64和承载条30均沿第二方向Y延伸，承载条30安装在连接板64上并可相对于连接板64沿竖直方向移动。承载条30滑动连接在横梁12上，从而可以根据工件尺寸大小调节承载条30的位置，两个承载条30可以大致对称地分布在中间梁20两侧。横梁12上可以设置刻度尺，便于在调节承载条30的位置时进行参考并且可用于确定精确的位置。

结合图6，滑动件62可以包括滑轮61，横梁12上设置滑槽，滑轮61在滑槽内滑动。采用滑轮结构，滑轮运动中无需润滑，可以避免使用油类和挥发物质。现有技术中测量装置上用的直线导轨存在油渍和挥发物质，会增加对周围环境污染的风险，而玻璃基板对周围环境卫生和粉尘等情况要求高，本发明的发明人意识到此问题并对移动方式进行改进，采用滑轮结构。滑动组件60还可以包括锁紧件63，用于锁紧滑动后的位置，锁紧件63可以包括把手，便于操作。

驱动单元44可以设置在连接板64下方，驱动轴穿过连接板64并推动承载条30向上移动。驱动单元44可以设置在连接板64靠近中间的位置。在本发明的实施例中，驱动单元44为精密气缸，传动平稳、精度高，气缸的活塞杆穿过连接板64与承载条30连接并推动其进行竖直方向的上下运动。驱动单元44可以与处理单元通信连接，处理单元控制驱动单元44开启、关闭并调节驱动单元44的驱动力大小、输出速度等参数，从而可以自动控制承载条30的移动。

参考图1和图6，连接板64的两端设置沿竖向的导向杆66，承载条30两端连接有轴承32，轴承32套设在导向杆66上并可沿导向杆66滑动。通过导向杆66和轴承32的配合可以为承载条30的移动提供导向作用，并能保证承载条30平稳地移动，减少工件发生破碎的风险。轴承32可以通过轴承套连接到承载条30。

挠度检测装置100还包括定位螺栓34，承载条30上形成螺纹孔，定位螺栓34与螺纹孔配合并抵接连接板64的顶面。通过定位螺栓34将承载条30支撑在距连接板64合适的距离处，通过定位螺栓34可以调整并锁定承载条30的初始位置，使得承载条30的顶部与中间梁20上的传感器40和安装条50上的传感器40的顶部平齐。

参考图7，测距单元42设置在连接板64上，并位于承载条30下方，测距单元42可对其正上部的承载条30进行瞬间位置测量。承载条30包括具有弧形结构的承载部36，用于与工件接触，承载部36表面光滑，承载部36可以采用尼龙材质。传感器40可以为电子称式宽面传感器。

安装条50安装至连接板64，连接板64设有沿第二方向Y延伸的第一滑槽68，安装条50的一端可沿第一滑槽68移动，从而可以配合工件尺寸大小而调节安装条50的位置。安装在连接板64中部的安装条50可以为固定设置，安装在连接板64靠近两端的安装条50可以通过第一滑槽68相对靠近连接板64中部滑动或相对远离连接板64中部滑动而改变位置。

安装条50上设有沿第一方向X延伸的第二滑槽52，传感器40可沿第二滑槽52移动。根据工件规格的不同，可能需要测量距离工件边缘不同距离处的边部挠度值，传感器40沿第二滑槽52移动从而可以改变传感器40距工件边缘的距离，以适应不同的测量需求。参结合图1和图9，传感器40可以通过支座45设置在中间梁20和安装条50上。传感器40跟随支座45沿安装条50滑动，可以设置锁紧件47对滑动后的位置进行锁定。锁紧件47可以为快调锁紧销。

结合图1和图6，连接板64上设置第一定位块70，第一定位块70的定位面垂直于第二方向Y；结合图1和图8，安装条50上设置第二定位块72，第二定位块72的定位面垂直于第一方向X。工件相邻两侧边分别抵接第一定位块70和第二定位块72从而完成定位，可以快速将工件放到需要的测量位置。第一定位块70和第二定位块72可以对工件进行单侧定位，即对于工件的两组对边，仅对各组对边的其中一侧边进行定位。第一定位块70和第二定位块72上敷设减震垫以对工件边缘进行保护。第一定位块70可沿第一滑槽68移动，第二定位块72可沿第二滑槽52移动，从而适应工件的不同尺寸。第一定位块70和第二定位块72可以分别通过支座设置在连接板64和安装条50上，第一定位块70和第二定位块72分别跟随支座沿连接板64和安装条50滑动，可以设置锁紧件对滑动后的位置进行锁定，锁紧件可以为快调锁紧销。

下面简要描述本发明的挠度检测装置100的使用方法。

首次进行玻璃挠度测量前，根据待测玻璃的尺寸大小及检测要求，首先对滑动组件60进行沿第一方向X的位置调节，根据刻度尺对滑动组件60进行定位，并用锁紧件对滑动组件60进行位置锁定；接着，对安装条50进行沿第二方向Y的位置调节，并对安装条50上的传感器40进行沿第一方向X的位置调节；之后，对第一定位块70和第二定位块72的位置进行调节，调节完成后使用锁紧件进行位置锁定；之后，调节承载条30沿竖直方向的位置，使承载条30顶部与传感器40顶部在同一平面内，然后用定位螺栓34对承载条30进行初始位置锁定，此时位置为竖直方向的起始位置；最后在处理单元上对此时的位置进行置零操作。

测量时，将玻璃放置在承载条30及各传感器40上，推动玻璃使玻璃边缘同时紧靠在第一定位块70和第二定位块72上，然后处理单元给出信号，两侧精密气缸装置的活塞杆推动承载条30缓慢向上滑动，待测玻璃边缘跟随承载条30同时向上移动，此时用于检测重量或压力的传感器40的数值越来越小，当其中任一个传感器40的检测数值减小为零的瞬间，测距单元42进行当前位置测量，且将测量距离值反馈到处理单元中进行整理并记录，当所有传感器40的读数均为零时停止测量，此时处理单元显示每个传感器40为零时其对应的测量距离值，各距离数值即为玻璃对应位置的挠度值。

本发明提出一种准确度高、安全风险小、定位精度高，测量位置全面、自动化程度和稳定性高、对周围环境污染小、制造成本低廉的自动挠度检测装置，尤其涉及一种玻璃基板挠度自动检测装置。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明可以根据玻璃尺寸的大小进行承载位置的调节，也可对检测玻璃点位进行灵活变动，且设有玻璃定位装置，当检测玻璃时，通过定位装置简单精确定位，无需繁琐的玻璃位置调整；

本发明可同时测量玻璃的九个点位，中间位置、边部位置、四角位置同时进行挠度测量，增加玻璃挠度的准确性，同时也可通过挠度数据的规律来反馈热玻璃在成型阶段或热处理阶段的部分缺陷；

本发明采用精密传感器进行测量，测量的自动化程度高，传动零部件使用精密气缸和精密线性轴承配合，传动平稳、精度高、可靠性高等优点；

本发明采用滑轮结构，滑轮运动中无需润滑，直线轴承采用无润滑精密线性轴承，各零部件运动过程中无油渍和油渍挥发物，相对于玻璃基板及对周围环境要求高的检测环境，可以减少对周围环境污染的风险。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种挠度检测装置，包括：

支架；

设置在所述支架上的中间梁以及两个承载条，两个所述承载条分别位于所述中间梁的两侧，所述中间梁和两个所述承载条沿第一方向排列；

设置在所述中间梁上的传感器，所述传感器用于检测重量或压力；以及

驱动单元，用于驱动两个所述承载条上下移动；

测距单元，用于检测所述承载条的位移；

处理单元，与所述传感器和所述测距单元通信连接，并配置为获取当所述传感器的检测值为0时，所述测距单元的检测结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括安装条，所述安装条设置在每个所述承载条远离所述中间梁的一侧，并沿所述第一方向延伸，所述安装条上设置有用于检测重量或压力的传感器，所述安装条上的传感器的顶部与所述中间梁上的传感器的顶部平齐。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理单元配置为：获取当所述中间梁上的传感器和所述安装条上的传感器中的每一个的检测值分别为0时，所述测距单元相应的检测结果。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述中间梁上设置三个所述传感器，分别设置在所述中间梁靠近两端的位置处以及靠近中间的位置处；和/或

每个所述承载条远离所述中间梁的一侧设置三个所述安装条，每个安装条上设置所述传感器，三个所述安装条的位置对应所述承载条的靠近两端的位置以及靠近中间的位置。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支架包括沿所述第一方向延伸的一对横梁，所述承载条通过滑动组件安装在所述一对横梁上，所述滑动组件包括可沿所述横梁滑动的一对滑动件以及连接在所述一对滑动件之间的连接板，所述连接板和所述承载条均沿第二方向延伸，所述承载条安装在所述连接板上并可相对于所述连接板沿竖直方向移动。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连接板的两端设置沿竖向的导向杆，所述承载条两端连接有轴承，所述轴承套设在所述导向杆上并可沿所述导向杆滑动。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括定位螺栓，所述承载条上形成螺纹孔，所述定位螺栓与所述螺纹孔配合并抵接所述连接板的顶面；和/或

所述测距单元设置在所述连接板上，并位于所述承载条下方；和/或

所述承载条包括具有弧形结构的承载部。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连接板设有沿所述第二方向延伸的第一滑槽，所述安装条的一端可沿所述第一滑槽移动；和/或

所述安装条上设有沿所述第一方向延伸的第二滑槽，所述传感器可沿所述第二滑槽移动。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述连接板上设置第一定位块，所述第一定位块的定位面垂直于所述第二方向，所述第一定位块可沿所述第一滑槽移动；

所述安装条上设置第二定位块，所述第二定位块的定位面垂直于所述第一方向，所述第二定位块可沿所述第二滑槽移动。