一种压力传感器制造技术

一种压力传感器，包括壳体、触碰部件和触碰弹簧，壳体中设有容腔，壳体上设有与容腔相通的触碰部件导向孔，触碰部件安装在触碰部件导向孔中并且能够沿触碰部件导向孔内外移动，触碰弹簧的一端与触碰部件的内端连接或接触，触碰弹簧的另一端与壳体连接或接触，其特征在于：所述压力传感器还包括齿条、齿轮和旋转式电位器；齿条与触碰部件的内端连接，并且齿条的延伸方向与触碰部件导向孔的导引方向一致；旋转式电位器固定安装在壳体上，齿轮固定安装在旋转式电位器的轴上，齿轮与齿条啮合。本实用新型专利技术的压力传感器可安装到机器人小车等可移动益智类玩具上，通过压力传感器能够感知到触碰，并准确检测触碰力度的大小，检测精确度较高。较高。较高。

【技术实现步骤摘要】
一种压力传感器


[0001]本技术涉及一种压力传感器。

技术介绍

[0002]机器人小车等可移动益智类玩具在移动过程中，会出现与其他物体发生触碰的情况，为了避免可移动益智类玩具受损，通常需要设置触碰模块，在可移动益智类玩具其他物体发生触碰后能感知到触碰，并基于此判断是否需要改变移动方向（例如在发生碰撞后可移动益智类玩具转弯或后退）。在有些应用场合中（如机器人小车的竞赛），需要检测机器人小车是否与其他物体发生触碰，以及触碰力度的大小，并基于此评价参赛者的操控水平。
[0003]现有的触碰模块一般只能检测可移动益智类玩具是否与其他物体发生触碰，其作用类似与一个开关，触碰到物体后产生一开关信号，传输给上位机后判断是否需改变可移动益智类玩具的移动方向，但不能对触碰力度大小进行检测，无法适用于需要检测触碰力度大小的场合。
[0004]例如，申请公布号CN109702770A的中国专利技术专利申请公开了一种用于移动机器人的防碰撞传感器，包括壳体、滑动部、复位部件和位移检测装置；所述壳体安装在所述移动机器人上；所述滑动部滑动连接在所述壳体上，滑动部伸出壳体的一端设有撞击部，所述撞击部为弧形；所述复位部件的两端分别连接在所述壳体、所述滑动部上，所述复位部件的伸缩方向与所述滑动部的滑动方向相同，所述复位部件用于使所述滑动部复位；所述位移检测装置与所述移动机器人的控制系统连接，所述位移检测装置用于检测所述滑动部在所述壳体上的滑动位移并将所述滑动位移发送至所述移动机器人的控制系统。其原理如下：将防碰撞传感器设置在移动机器人容易发生碰撞的地方，在将机器人静止时滑动部的位置记录；而当机器人移动并发生碰撞时，此时撞击力压迫撞击部，撞击部在外力下推动滑动部发生移动，位移传感器记录下滑动部的位移数据并发送给移动机器人的控制系统，移动机器人的控制系统则能够根据该位移数据判断出发生碰撞并得知何处发生碰撞。然而，上述防碰撞传感器不能准确检测撞击力的大小，不适合用于需要准确检测触碰力度（撞击力）大小的场合，如机器人小车的竞赛。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是提供一种压力传感器，这种压力传感器能够感知到触碰并准确检测触碰力度的大小，检测精确度较高。采用的技术方案如下：
[0006]一种压力传感器，包括壳体、触碰部件和触碰弹簧，壳体中设有容腔，触碰弹簧设于壳体的容腔中，壳体上设有与容腔相通的触碰部件导向孔，触碰部件安装在触碰部件导向孔中并且能够沿触碰部件导向孔内外移动，触碰弹簧的一端与触碰部件的内端连接或接触，触碰弹簧的另一端与壳体连接或接触，其特征在于：所述压力传感器还包括齿条、齿轮和旋转式电位器，齿条和齿轮设于壳体的容腔中；齿条与触碰部件的内端连接，并且齿条的延伸方向与触碰部件导向孔的导引方向一致；旋转式电位器固定安装在壳体上，齿轮固定
安装在旋转式电位器的轴上，齿轮与齿条啮合。
[0007]在初始状态下（即触碰部件没有触碰到其他物体的状态），触碰部件在触碰弹簧的作用下，其外端自触碰部件导向孔伸出壳体；当触碰部件触碰到其他物体时，该物体对触碰部件施加作用力，触碰部件受压后沿触碰部件导向孔向内移动（触碰部件导向孔可导引触碰部件及齿条平稳移动），此时触碰弹簧的长度发生变化（触碰力度越大，则触碰部件的移动距离越大，触碰弹簧的长度变化量越大），同时齿条随着触碰部件移动，在齿条移动的过程中，齿条带动齿轮及旋转式电位器的轴转动，旋转式电位器的阻值相应变化。触碰弹簧的长度变化量与齿条的移动距离对应，齿条的移动距离与齿轮转动的角度对应，齿轮转动的角度与旋转式电位器的阻值变化量对应（旋转式电位器的轴和齿轮转动相同的角度），因此，通过检测旋转式电位器的阻值变化量，可换算出触碰弹簧的长度变化值，在此基础上，结合触碰弹簧的倔强系数，即可准确计算出触碰力度（撞击力）的大小。因此，将本技术的压力传感器安装到机器人小车等可移动益智类玩具上，通过压力传感器能够感知到触碰，并准确检测触碰力度的大小，检测精确度较高。
[0008]上述触碰弹簧还可提供能够使触碰部件回复至初始位置的弹性力。触碰解除后，在触碰弹簧的作用下，触碰部件可沿触碰部件导向孔向外移动，回复至初始位置。
[0009]通常，上述触碰部件的外端处于壳体外面，触碰部件的内端处于壳体的容腔内。
[0010]优选方案中，上述触碰部件导向孔的孔壁上设有至少一个条形导向槽，触碰部件的外侧壁上设有至少一个导向凸条，条形导向槽及导向凸条的延伸方向均与触碰部件导向孔的导引方向一致；导向凸条与条形导向槽数量相同且一一对应，导向凸条处在对应的条形导向槽中并且能够沿条形导向槽移动。一种具体方案中，条形导向槽、导向凸条分别设有两个，且分处于触碰部件两侧。
[0011]另一优选方案中，上述触碰部件导向孔的孔壁上设有至少一个导向凸条，触碰部件的外侧壁上设有至少一个条形导向槽，条形导向槽及导向凸条的延伸方向与触碰部件导向孔的导引方向一致；导向凸条与条形导向槽数量相同且一一对应，导向凸条处在对应的条形导向槽中并且能够沿条形导向槽移动。一种具体方案中，条形导向槽、导向凸条分别设有两个，且分处于触碰部件两侧。
[0012]优选方案中，上述触碰部件上设有两个导向杆，两个导向杆均处于壳体的容腔中，导向杆一端与触碰部件连接，两个导向杆分别处于触碰弹簧两侧；壳体容腔的内壁上设有并排的两个导向滑槽，两个导向杆分别与两个导向滑槽滑动配合；导向杆及导向滑槽的延伸方向与触碰部件导向孔的导引方向一致。
[0013]通常，在触碰部件的内端，或者在触碰部件的内端与导向杆的邻接处，设有限位台阶，限位台阶能够与触碰部件导向孔内端的外沿配合。当限位台阶接触到触碰部件导向孔内端的外沿时，壳体可阻止触碰部件继续向外移动。
[0014]优选方案中，上述触碰弹簧为压缩弹簧。在没有发生触碰的情况下，触碰弹簧伸展，推动触碰部件向外移动（当限位台阶接触到触碰部件导向孔内端的外沿时，触碰部件不再向外移动），使触碰部件的外端突出至壳体外面。在发生触碰的情况下，触碰部件沿触碰部件导向孔向内移动，此时触碰弹簧受压缩，同时齿条移动并带动齿轮转动，再通过齿轮带动旋转式电位器的轴转动一定角度。
[0015]更优选方案中，上述触碰部件的内端设有第一弹簧定位柱，壳体内壁上设有第二
弹簧定位柱，第一弹簧定位柱与第二弹簧定位柱相互对准，触碰弹簧两端分别套接在第一弹簧定位柱、第二弹簧定位柱上。通常，触碰弹簧两端分别与第一弹簧定位柱、第二弹簧定位柱紧密结合，以防触碰弹簧松动或错位。
[0016]优选方案中，上述压力传感器还包括扭力弹簧，扭力弹簧包括线圈和两个扭力臂，旋转式电位器的轴上设有扭力臂定位槽，扭力弹簧的线圈套接在旋转式电位器的轴上，扭力弹簧的一个扭力臂嵌入扭力臂定位槽中，扭力弹簧的另一个扭力臂与壳体内壁接触或连接。扭力弹簧能够对旋转式电位器的轴施加扭转力，使齿轮上的齿与齿条上的齿始终保持紧贴状态，消除间隙误差，有利于提高检测精确度。
[0017]优选方案中，上述壳体的外侧壁上设有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，包括壳体、触碰部件和触碰弹簧，壳体中设有容腔，触碰弹簧设于壳体的容腔中，壳体上设有与容腔相通的触碰部件导向孔，触碰部件安装在触碰部件导向孔中并且能够沿触碰部件导向孔内外移动，触碰弹簧的一端与触碰部件的内端连接或接触，触碰弹簧的另一端与壳体连接或接触，其特征在于：所述压力传感器还包括齿条、齿轮和旋转式电位器，齿条和齿轮设于壳体的容腔中；齿条与触碰部件的内端连接，并且齿条的延伸方向与触碰部件导向孔的导引方向一致；旋转式电位器固定安装在壳体上，齿轮固定安装在旋转式电位器的轴上，齿轮与齿条啮合。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：所述触碰部件的外端处于壳体外面，触碰部件的内端处于壳体的容腔内。3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：所述触碰部件导向孔的孔壁上设有至少一个条形导向槽，触碰部件的外侧壁上设有至少一个导向凸条，条形导向槽及导向凸条的延伸方向均与触碰部件导向孔的导引方向一致；导向凸条与条形导向槽数量相同且一一对应，导向凸条处在对应的条形导向槽中并且能够沿条形导向槽移动。4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：所述触碰部件导向孔的孔壁上设有至少一个导向凸条，触碰部件的外侧壁上设有至少一个条形导向槽，条形导向槽及导向凸条的延伸方向与触碰部件导向孔的导引方向一致；导向凸条与条形导向槽数量相同且一一对应，导向凸条处在对应的条形导向槽中并且能够沿条形导向槽移动。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王岳鑫，张文欢，
申请(专利权)人：广东邦宝益智玩具有限公司，
类型：新型
国别省市：