高溫激光測距傳感器推拉式自動防護門的設計

王守杰， 韓飛坡

（安徽工業大學機械工程學院，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射端玻璃上，繼而影響激光強度，在激光發射器前端一般都設有自動防護門，需要測距時打開，讓激光通過，不需要測距時關閉。

2 現有激光防護門存在的問題分析

圖1是現有的一種高溫激光測距傳感器自動防護門的結構圖（開啟狀態）。防護門6開啟時，激光器1發出激光線對工件進行相關數據的測量，測量結束后，氣缸3活塞桿收縮，防護門關上。

圖1 自動防護門開啟時結構示意圖

實際使用中發現，這種自動防護門處于開啟狀態時，由于是旋轉式開門，占用了一定的空間，導致機械手在對工件進行操作時容易觸碰到。防護門關閉時，門6與前端罩2之間存在縫隙，因此會有雜物進入前端罩2內，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門。

3 高溫激光測距傳感器推拉式自動防護門的結構及工作原理

改進后的高溫激光測距傳感器自動防護門結構如圖2所示。

圖2中門8的開啟和關閉由氣缸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固定聯接。氣缸座12、導軸9和導座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的發射端端面上。上封塊6和下封塊7與壓板3之間設有滑槽，滑槽和固定在導座10上的導軸9共同作用對門在水平方向上的移動起到導向作用。當氣缸活塞桿全部伸出時，門8的右長邊插進壓板3的凹槽中，且門8左長邊凸出部分緊貼壓板3的側面，這樣就使得門8的四周邊與固定件之間實現重疊從而達到密封的作用。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，保證激光器能夠發射出。

圖2 新型自動防護門結構示意圖

圖2中防護門處于關閉狀態，此時氣缸活塞桿達到最大行程，當需要進行激光測距時，活塞桿收縮，帶動推拉門實現水平移動開啟防護門，由于激光器發射窗口前端裝有白玻璃板5，所以激光器內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。測距結束后，防護門自動關閉。

該機構中氣缸的選型主要取決于激光器發射端窗口的寬度，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氣缸尺寸依次確定。

4 結論

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

新型推拉式自動防護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結構。現場應用表明，它有效地防止了水霧、灰塵、氧化鐵皮等進入激光器內，保證了激光器的正常工作，且機械手等部件工作時不易碰撞到，為激光器在惡劣的環境中的正常使用提供了一種良好的保護措施。

［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中的應用［J］.控制技術，2009（72）：15-19.

［2］ 陸興旺，孫承彬.高溫激光測距傳感器自動防護門設計［J］.機械工程師，2012（6）：12-13.

［3］ 董克檢，焦世統，賈少銳，等.激光測距傳感器在焦化三車連鎖系統中的應用［J］.工況自動化，2004（4）：29-31.