高温激光测距传感器推拉式自动防护门的设计

王守杰， 韩飞坡

（安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山243032）

1 引言

激光测距传感器具有测量精度高、非接触式测量、使用可靠等特点，广泛应用于距离测量。为了防止灰尘、水雾等粘在激光传感器激光发射端玻璃上，继而影响激光强度，在激光发射器前端一般都设有自动防护门，需要测距时打开，让激光通过，不需要测距时关闭。

2 现有激光防护门存在的问题分析

图1是现有的一种高温激光测距传感器自动防护门的结构图（开启状态）。防护门6开启时，激光器1发出激光线对工件进行相关数据的测量，测量结束后，气缸3活塞杆收缩，防护门关上。

图1 自动防护门开启时结构示意图

实际使用中发现，这种自动防护门处于开启状态时，由于是旋转式开门，占用了一定的空间，导致机械手在对工件进行操作时容易触碰到。防护门关闭时，门6与前端罩2之间存在缝隙，因此会有杂物进入前端罩2内，影响其正常工作。另外，如果因故有一定的时间不用，门6上的门舌5和连接块4之间会锈死，导致门6不能打开。基于以上原因，需要研制一种新型高温激光测距传感器自动防护门。

3 高温激光测距传感器推拉式自动防护门的结构及工作原理

改进后的高温激光测距传感器自动防护门结构如图2所示。

图2中门8的开启和关闭由气缸11提供动力，气缸缸体固定在气缸座12上，气缸活塞杆和门8固定联接。气缸座12、导轴9和导座10及压板3用螺钉固定在安装板2上，安装板2垫上橡胶垫1并用螺钉固定在激光器13的发射端端面上。上封块6和下封块7与压板3之间设有滑槽，滑槽和固定在导座10上的导轴9共同作用对门在水平方向上的移动起到导向作用。当气缸活塞杆全部伸出时，门8的右长边插进压板3的凹槽中，且门8左长边凸出部分紧贴压板3的侧面，这样就使得门8的四周边与固定件之间实现重叠从而达到密封的作用。密封橡胶板4和白玻璃板5安装在压板3与安装板2之间的空隙中，当压板3用螺钉装上激光器时，就固定了密封橡胶板4、白玻璃板5。密封橡胶板4是矩形圈，其中间开了矩形窗口，保证激光器能够发射出。

图2 新型自动防护门结构示意图

图2中防护门处于关闭状态，此时气缸活塞杆达到最大行程，当需要进行激光测距时，活塞杆收缩，带动推拉门实现水平移动开启防护门，由于激光器发射窗口前端装有白玻璃板5，所以激光器内部与外界在任何时候均是完全隔开的，另外从激光器工作到测距完成推拉门8关闭时间间隔很短，推拉门良好的密封性使白玻璃5的外表不会粘上灰尘等赃物。测距结束后，防护门自动关闭。

该机构中气缸的选型主要取决于激光器发射端窗口的宽度，其行程要大于窗口宽度，还要考虑压板3的凹槽与门边的重叠量。激光器发射端窗口宽度40mm，取气缸行程为50mm，气缸型号为MAL16×50。推拉门其他零件的尺寸及相互位置依据气缸尺寸依次确定。

4 结论

新型的推拉式自动防护门，把原来依靠铰链联接旋转运动来启闭的防护门改成直接在气缸活塞杆伸缩作用下直线运动实现启闭的防护门。

新型推拉式自动防护门在激光线方向上占用空间小，几乎是原门的1/6，不影响原来激光器组件系统结构。现场应用表明，它有效地防止了水雾、灰尘、氧化铁皮等进入激光器内，保证了激光器的正常工作，且机械手等部件工作时不易碰撞到，为激光器在恶劣的环境中的正常使用提供了一种良好的保护措施。

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