用于胶囊内窥镜的热熔装置及热熔方法

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及到一种用于胶囊内窥镜的热熔装置及热熔方法。

背景技术

现有的胶囊内窥镜的镜头和PCBA(Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板组装)之间的固定方式是通过作业人员操作点胶机在胶囊内窥镜的镜头和PCBA的连接处点UV胶，再提供特定波长的光对胶水进行照射固化。

现有的技术方案存在明显的缺点，胶囊内窥镜的镜头和PCBA通过点胶方式进行固定，这种方法会导致对胶囊内窥镜的PCBA的布局空间设计有一定要求，导致胶囊内窥镜的PCBA设计成本更高；人工操作点胶，一致性差、效率低；且光照固化的牢固性差，产品失效风险大，且无法通过有效的方法准确判断其是否固化的牢固，导致产品投入成本大，效益低。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的至少一个技术问题，本发明提供一种用于胶囊内窥镜的热熔装置及热熔方法，旨在实现胶囊内窥镜的镜头和PCBA的热熔固定，提高效率。

本发明实施例提供一种用于胶囊内窥镜的热熔装置，包括热熔平台、热熔头、温度控制器和时间继电器，所述热熔头、所述温度控制器和所述时间继电器固定在所述热熔平台上，所述热熔头分别与所述温度控制器、所述时间继电器电连接；所述热熔头用于热熔胶囊内窥镜的镜头的待熔柱；

所述温度控制器用于控制所述热熔头的加热温度；

所述时间继电器用于控制所述热熔头的加热时间和自动抬起。

在一些实施例中，所述热熔头包括：热熔柱、气缸、电磁阀、调压阀、风扇和行程开关；

所述热熔柱包括底座、托盘、热熔块、支撑板、法兰直线轴承、导向轴、气缸固定盘、支撑板固定座、第一隔热板、热熔块固定板和弹力柱；

所述弹力柱固定在所述热熔平台上，所述底座和所述弹力柱固定连接，所述弹力柱将所述底座支撑起来；托盘设置在所述底座上，所述托盘用于放置并固定所述胶囊内窥镜的所述镜头和PCBA；所述热熔块固定于两块所述热熔块固定板的一端；两块所述热熔块固定板的另一端固定于所述第一隔热板的一端面，所述第一隔热板的另一端面与所述支撑板固定连接；两个所述法兰直线轴承分别镶嵌在所述支撑板的左右两端，两个所述导向轴分别穿过所述法兰直线轴承和所述支撑板并固定在所述热熔平台上，所述法兰直线轴承和所述导向轴同心；所述支撑板通过和所述气缸固定盘、所述支撑板固定座之间的固定从而和所述气缸相连。在一些实施例中，所述托盘设置有相应的槽位用于放置所述镜头和所述PCBA。在一些实施例中，所述热熔块包括两组加热棒、加热铜块、热熔铜柱和温度传感器；

两组所述加热棒分别置于所述热熔铜柱的左右两侧且靠近；所述热熔铜柱过盈的镶嵌在所述加热铜块内；所述温度传感器镶嵌在所述加热铜块内且其传感器探测头部和所述热熔铜柱贴合。

在一些实施例中，所述热熔铜柱的热熔面采用非平面的弧形设计，所述热熔铜柱的顶部设置双层溢胶槽，分别为第一溢胶槽、第二溢胶槽，所述第一溢胶槽和所述第二溢胶槽用于控制所述热熔铜柱热熔的流质塑胶的流动走向。

在一些实施例中，所述热熔面的弧形体积等于所述镜头的所述待熔柱需要热熔的高度。

在一些实施例中，所述底座设置有定位销，所述托盘上设置有定位孔，所述定位销和所述定位孔采用非对称设计。

在一些实施例中，所述用于胶囊内窥镜的热熔装置还包括光栅，所述光栅设置在所述热熔头的两侧，所述光栅被触发后，所述热熔装置紧急停止热熔并抬起所述热熔头。

在一些实施例中，所述热熔柱的3个面由第二隔热板阻隔。

本发明实施例提供一种应用上述任意一个实施例所述的用于胶囊内窥镜的热熔装置的热熔方法，包括步骤：

S1：将所述胶囊内窥镜的所述镜头和所述PCBA置于所述托盘上；

S2：将所述托盘置于所述底座上；

S3：给所述热熔装置通电；

S4：将0.8Mpa以上的压缩空气连接到所述调压阀，所述调压阀对压缩空气进行油污过滤及空气压力控制；

S5：通过所述温度控制器设置给所述加热棒的加热温度，以及控制所述加热棒的电源通断；

S6：通过所述温度传感器连接在所述温度控制器上实时的采集所述加热铜块及所述热熔铜柱的温度；

S7：当加热完成后，启动所述热熔装置的启动按钮，所述电磁阀得电吸合，所述气缸下压同时带动所述热熔块向所述托盘移动，当所述热熔铜柱触碰到所述镜头时并施加向下的力后所述弹力柱自动向下压缩；

S8：当所述热熔铜柱到达热熔位置时触发所述行程开关，所述行程开关触发后，所述时间继电器得电启动并自动开始倒计时，同时所述热熔铜柱开始对所述镜头的所述待熔柱进行热熔并保持，倒计时归零后所述电磁阀断开电源，所述电磁阀失电弹开，所述气缸自动开始上升，热熔完成。

本发明实施例提供一种用于胶囊内窥镜的热熔装置及热熔方法，该热熔装置在所述温度控制器和所述时间继电器的控制下，所述热熔头对所述胶囊内窥镜的镜头的待熔柱进行热熔，从而将所述镜头固定在PCBA上。本发明实施例提供的热熔装置，通过热熔镜头的待熔柱来实现镜头与PCBA的固定，自动化地热熔可以保证热熔到位一致性高，从而保证镜头和PCBA的COMS芯片间达到设计距离无偏离，且热熔后无需进行光照固化，效率高。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的立体图；

图2为本发明实施例中热熔前的镜头和PCBA的立体图；

图3为本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的热熔头的立体图；

图4为本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的热熔柱的立体图；

图5为本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的托盘承托了镜头和PCBA的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的热熔块的立体图；

图7为本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的热熔铜柱的立体图；

图8为图7中的热熔铜柱的局部的放大图；

图9为图8中的热熔铜柱的局部的纵截面图；

图10为本发明实施例中热熔后的镜头和PCBA的立体图；

图11为图10中热熔后的镜头和PCBA的局部放大图；

图12为本发明实施例提供的另一种用于胶囊内窥镜的热熔装置的立体图；

图13为本发明实施例提供的一种热熔方法的流程图。

附图标记说明：

热熔平台1、热熔头2、热熔柱21、气缸22、电磁阀23、调压阀24、风扇25、行程开关26、第二隔热板27、温度控制器3、时间继电器4、光栅5、镜头6、待熔柱61、热熔后的柱头62、PCBA7、底座211、托盘212、热熔块213、支撑板214、法兰直线轴承215、导向轴216、气缸固定盘217、支撑板固定座218、第一隔热板219、热熔块固定板2110、弹力柱2111、加热棒2131、加热铜块2132、热熔铜柱2133、温度传感器2134、热熔面21331、第一溢胶槽21332、第二溢胶槽21333。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种用于胶囊内窥镜的热熔装置，包括热熔平台1、热熔头2、温度控制器3和时间继电器4，所述热熔头2、所述温度控制器3和所述时间继电器4固定在所述热熔平台1上，所述热熔头2分别与所述温度控制器3、所述时间继电器4电连接；所述热熔头2用于热熔胶囊内窥镜的镜头6的待熔柱61；所述温度控制器3用于控制所述热熔头2的加热温度；所述时间继电器4用于控制所述热熔头2的加热时间和自动抬起。在所述温度控制器3和所述时间继电器4的控制下，所述热熔头2对所述胶囊内窥镜的镜头6的待熔柱61进行热熔，从而将所述镜头6固定在PCBA7上。本发明实施例提供的热熔装置，通过热熔镜头6的待熔柱61来实现镜头6与PCBA7的固定，自动化地热熔可以保证热熔到位一致性高，从而保证镜头6和PCBA7的COMS芯片间达到设计距离无偏离，且热熔后无需进行光照固化，效率高。

如图3、图4和图5所示，在一些实施例中，所述热熔头2包括：热熔柱21、气缸22、电磁阀23、调压阀24、风扇25和行程开关26；所述热熔柱21包括底座211、托盘212、热熔块213、支撑板214、法兰直线轴承215、导向轴216、气缸固定盘217、支撑板固定座218、第一隔热板219、热熔块固定板2110、弹力柱2111；所述弹力柱2111固定在所述热熔平台1上，所述底座211和所述弹力柱2111固定连接，所述弹力柱2111将所述底座211支撑起来；托盘212设置在所述底座211上，所述托盘212用于放置并固定所述胶囊内窥镜的所述镜头6和PCBA7；所述热熔块213固定于两块所述热熔块固定板2110的一端；两块所述热熔块固定板2110的另一端固定于所述第一隔热板219的一端面，所述第一隔热板219的另一端面与所述214支撑板固定连接；两个所述法兰直线轴承215分别镶嵌在所述支撑板214的左右两端，两个所述导向轴216分别穿过所述法兰直线轴承215和所述支撑板214并固定在所述热熔平台1上，所述法兰直线轴承215和所述导向轴216同心；所述支撑板214通过和所述气缸固定盘217、所述支撑板固定座218之间的固定从而和所述气缸22相连。

具体地，弹力柱2111固定在热熔平台1上，底座211和弹力柱2111之间可以通过螺钉固定连接，弹力柱2111通过其内部弹簧结构将底座211支撑起来，且受力后可以向下进行压缩，且不与热熔平台1接触而顶住。放置托盘212用于放置并固定所述胶囊内窥镜的PCBA7和镜头6。热熔块213通过螺钉固定在两块热熔块固定板2110上且中间悬空，可以更好的在完成热熔后，使热熔块213冷却更快，从而将热熔装置转移至放置区，防止出现意外。热熔块固定板2110通过螺钉与第一隔热板219固定，第一隔热板219将支撑板214和热熔块213分离，从而降低支撑板214受热膨胀等因素的影响而使其上下移动操作受影响。第一隔热板219再通过螺钉和支撑板214固定。两个法兰直线轴承215分别镶嵌在支撑板214的左右两端，两个导向轴216固定的两端分别固定在热熔平台1上，法兰直线轴承215和导向轴216同心从而可以使支撑板214顺畅的进行上下移动，支撑板214再通过和气缸固定盘217、支撑板固定座218之间的固定从而和气缸22相连，从而可以通过气缸22的上下移动推动热熔块213向放置托盘212移动。进一步地，2123托盘设计相应的槽位放置2121胶囊板PCBA7和2122镜头6使其能固定保持相应的位置关系等待热熔固定。

进一步地，所述底座211设置有定位销，所述托盘2123上设置有定位孔，所述定位销和所述定位孔采用非对称设计，这样可以有效的防止操作员方向放置反而导致异常热熔损坏PCBA7。

如图6所示，在一些实施例中，所述热熔块213包括两组加热棒2131、加热铜块2132、热熔铜柱2133和温度传感器2134；两组所述加热棒2131分别置于所述热熔铜柱2133的左右两侧且靠近；所述热熔铜柱2133过盈的镶嵌在所述加热铜块2132内；所述温度传感器2134镶嵌在所述加热铜块2132内且其传感器探测头部和所述热熔铜柱2133贴合。

具体地，加热棒2131分别置于热熔铜柱2133的左右两侧且尽量靠近，可以更高效率的传递热量，使热熔铜柱2133升温更快。热熔铜柱2133过盈的镶嵌在加热铜块2132内；温度传感器2134镶嵌在加热铜块2132内且其传感器探测头部和热熔铜柱2133贴合，可以更有效的监测热熔铜柱2133的温度。

如图7、图8和图9所示，进一步地，所述热熔铜柱2133的热熔面21331采用非平面的弧形设计，所述热熔铜柱2133的顶部设置双层溢胶槽，分别为第一溢胶槽21332、第二溢胶槽21333，所述第一溢胶槽21332和所述第二溢胶槽21333用于控制所述热熔铜柱2133热熔的流质塑胶的流动走向。

具体地，热熔铜柱2133的热熔面21331采用非平面的弧形设计和其具备独特的21332和21333双层溢胶槽设计可以更有效的控制热熔柱21热熔的流质塑胶的流动走向。进一步地，所述热熔面21331的弧形体积等于所述镜头6的所述待熔柱61需要热熔的高度，从而可以控制热熔后的美观和其一致性，参加图10和图11所示，同时可以更好的保证热熔后的强度，且为更好地解决因注塑误差导致的塑胶高度的偏差而使热熔后的胶量不一致，巧妙的设计了第一溢胶槽21332和第二溢胶槽21333的双层的溢胶槽，将多余的胶量向设计需要的方向进行引流及成型，从而更好的提高热熔后的强度和外观的一致性。

如图12所示，在一些实施例中，所述用于胶囊内窥镜的热熔装置还包括光栅5，所述光栅5设置在所述热熔头2的两侧，所述光栅5被触发后，所述热熔装置紧急停止热熔并抬起所述热熔头2。光栅5是为启动热熔后防止操作人员误进入热熔区而导致的压伤烫伤提供保护信号，光栅5触发后紧急停止热熔并抬起热熔头。如图3所示，在一些实施例中，所述热熔柱21的3个面由第二隔热板27阻隔，第二隔热板27由隔热材料制成，以防止操作人员误烫伤。

本发明实施例提供的一种用于胶囊内窥镜的热熔装置，胶囊内窥镜的镜头6的待熔柱61穿过PCBA7的通孔，之后置于托盘212上，在温度控制器3和时间继电器4的控制下，热熔铜柱2133对镜头6的待熔柱61进行热熔从而实现镜头6与PCBA7的固定，并且热熔铜柱2133的热熔面21331的非平面的弧形设计，以及第一溢胶槽21332和第二溢胶槽21333的双层的溢胶槽的设计，可以更有效的控制热熔柱21热熔的流质塑胶的流动走向，实现了热熔后的美观和一致性，提高了热熔后的强度。

如图13所示，本发明实施例提供一种热熔方法，应用上述任意一个实施例中的热熔装置，该热熔方法包括如下步骤：

S1：将所述胶囊内窥镜的所述镜头6和所述PCBA7置于所述托盘212上；

S2：将所述托盘212置于所述底座211上；

S3：给所述热熔装置通电；

S4：将0.8Mpa以上的压缩空气连接到所述调压阀24，所述调压阀24对压缩空气进行油污过滤及空气压力控制；

S5：通过所述温度控制器3设置给所述加热棒2131的加热温度，以及控制所述加热棒2131的电源通断；

S6：通过所述温度传感器2134连接在所述温度控制器3上实时的采集所述加热铜块2132及所述热熔铜柱2133的温度；

S7：当加热完成后，启动所述热熔装置的启动按钮，所述电磁阀23得电吸合，所述气缸22下压同时带动所述热熔块213向所述托盘212移动，当所述热熔铜柱2133触碰到所述镜头6时并施加向下的力后所述弹力柱2111自动向下压缩；

S8：当所述热熔铜柱2133到达热熔位置时触发所述行程开关26，所述行程开关26触发后，所述时间继电器4得电启动并自动开始倒计时，同时所述热熔铜柱2133开始对所述镜头6的所述待熔柱61进行热熔并保持，倒计时归零后所述电磁阀23断开电源，所述电磁阀23失电弹开，所述气缸22自动开始上升，热熔完成。

具体地，操作员将托盘2123从热熔装置上取下，并放好需要热熔的PCBA7和镜头6，镜头6的待熔柱61穿过PCBA7的通孔，然后再将其放置在底座211上。热熔装置接通外网220V交流电源输入和外部的0.8Mpa以上的压缩空气连接在调压阀24上，220V交流电连接在固态继电器(在图中未示出)，并通过温度控制器3连接在固态继电器以控制加热棒2131的电源通断，同时通过温度传感器2134连接在温度控制器3上从而可以实时地采集加热铜块2132、热熔铜柱2133的温度，且可以通过温度控制器3设置指定温度，从而当未达到指定温度时持续给加热棒2131通电加热，达到指定温度后停止加热的。调压阀24可有效的对压缩空气进行油污过滤及空气压力控制，防止外部压缩空气的压力变化导致启动运动速度变化。当加热完成后，温度控制器3可以将热熔铜柱2133的温度稳定的控制在指定设置的温度范围内，此时可以启动热熔平台1的启动按钮(在图中未示出)，启动按钮采用双按钮设计，可有有效的防止操作人员误伤，双启动按钮同时触发后电磁阀23得电吸合，气缸22开始下压，通过热熔柱21的结构设计，气缸22下压的同时带动热熔块213向托盘212移动，当热熔铜柱2133触碰到镜头6时，并施加向下的力后弹力柱2111自动向下压缩，当到达热熔位置时，通过结构设计使托盘212不会触碰热熔平台1，且此时弹力柱2111内的弹簧向上顶住托盘212，通过弹力柱2111的弹簧力设计可有有效的防止气缸22下压时触碰到镜头6的待熔柱61时不会因其瞬间的力度过大而出现镜头6的待熔柱61断裂和PCBA7开裂的现象。同时当其到达热熔位置时，触发行程开关26，行程开关26触发后，时间继电器4得电启动并自动开始倒计时，同时热熔铜柱2133开始进行对镜头6的待熔进行热熔并保持，倒计时归零后其控制中间继电器(在图中未示出)断开电磁阀23的电源，电磁阀23失电弹开，气缸22自动开始上升，胶囊内窥镜的镜头6热熔完成，实现了镜头6和PCBA7的固定和定位。该热熔方法通过自动化的热熔实现胶囊内窥镜的PCBA7和镜头6的固定，避免了使用胶水，避免了光照固化，提高了效率，降低了成本，并且热熔的方法，镜头6和PCBA7热熔固定的一致性好，并且保证了镜头6和COMS芯片间达到设计距离无偏离。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。