專利名稱:從旋轉(zhuǎn)體到固定收信臺(tái)無線傳輸信號(hào)的結(jié)構(gòu)的制作方法
本發(fā)明一般涉及一種從旋轉(zhuǎn)體到固定收信臺(tái)無線傳輸信號(hào)的結(jié)構(gòu)。在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)安裝一個(gè)檢測器以檢測旋轉(zhuǎn)體攜帶零件的工況變化。它若檢測出這樣一種變化，它就給旋轉(zhuǎn)體上的一個(gè)發(fā)信器發(fā)去一個(gè)信號(hào)，然后該發(fā)信器向收信臺(tái)發(fā)出一個(gè)信息。
從第4，090，802號(hào)美國專利文件可以得知一種具有安全離合器以防止加工工具破裂或遲鈍導(dǎo)致過載的夾具。在過載時(shí)，安全離合器動(dòng)作，閉合一個(gè)開關(guān)，由此使夾具筒內(nèi)的一個(gè)蓄電池給一個(gè)發(fā)信器供電，該發(fā)信器產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào)，此高頻信號(hào)發(fā)送給遠(yuǎn)離此夾具的接收器以便提供聲、光顯示，或者該高頻信號(hào)能實(shí)際上將裝此夾具的機(jī)器關(guān)閉。
然而，按照這種公知的構(gòu)思，只能檢測和發(fā)送“有或無”信息。
按照另一現(xiàn)有技術(shù)，在機(jī)頭內(nèi)固定安裝一個(gè)壓敏器件，靠加工工具的反作用力加載。壓敏器件的輸出信號(hào)經(jīng)放大發(fā)送給顯示器。實(shí)際上由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)加工工具反作用力的連續(xù)控制?？墒怯捎跈z測器裝于固定不動(dòng)的機(jī)頭內(nèi)，而不是裝于轉(zhuǎn)軸自身內(nèi)，因此檢測值易受外界影響(如受軸承摩擦力的影響)而不準(zhǔn)確。還由于機(jī)器震動(dòng)和其它影響，誤動(dòng)作也會(huì)發(fā)生。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是提出一種這樣的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可連續(xù)或每隔一段時(shí)間檢測出許多不同工況的精確數(shù)值，避免了旋轉(zhuǎn)體外產(chǎn)生的任意影響。
本發(fā)明的另一目的是提出一種這樣的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能檢測出旋轉(zhuǎn)體的震動(dòng)，以使加工工具的轉(zhuǎn)速最佳化，或檢測出不正常的工情等。按照本發(fā)明，可檢測加工工具、工件、渦輪等破裂即將出現(xiàn)的危險(xiǎn)征兆以便在出現(xiàn)破裂前將其停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提出一種這樣的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可使旋轉(zhuǎn)體上的發(fā)信器發(fā)送的信息由遠(yuǎn)方控制。特別是在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的信號(hào)處理單元和遙控站之間能夠通信。
本發(fā)明最后的并非最不重要的目的是提出一種這樣的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可將信號(hào)從一個(gè)旋轉(zhuǎn)體無線傳輸?shù)竭@樣的一個(gè)固定收信臺(tái)，此收信臺(tái)包括一個(gè)至少部分裝于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的電源單元、一個(gè)用于接收來自一個(gè)固定發(fā)信臺(tái)信號(hào)的收信單元、一個(gè)信號(hào)處理單元、一個(gè)檢測所述旋轉(zhuǎn)體攜帶零件的工情微小變化的高精度傳感單元和一個(gè)向收信臺(tái)發(fā)送信號(hào)的發(fā)信單元。信號(hào)處理單元分別與傳感單元、收信單元和發(fā)信單元連接，以使發(fā)信單元的輸出信號(hào)依賴于收信單元的輸入信號(hào)。
多虧本發(fā)明，對(duì)于夾具中加工工具的鉗壓力、工具的刃口狀態(tài)、工序的開始和結(jié)束、工件狀態(tài)等的瞬時(shí)值才能提出質(zhì)疑。此外，信號(hào)處理單元在識(shí)別出一種特別危險(xiǎn)的工況(例如一種特殊的震動(dòng)模式)之后，它能自動(dòng)啟動(dòng)放大器和信號(hào)發(fā)信單元，以便發(fā)出一個(gè)警告信號(hào)或停機(jī)。還有，在失去平衡狀態(tài)或不正常的震動(dòng)被檢出后，渦輪機(jī)可自動(dòng)制動(dòng)。再者，任何動(dòng)態(tài)信號(hào)都能檢出并得到處理，以便控制內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程就是一例，還例如在檢測出軸承噪聲有變化后，可自動(dòng)注油。
本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從以下幾個(gè)較佳實(shí)施例說明將是顯而易見的。
圖1是一臺(tái)鉆床的側(cè)視圖;
圖2是一個(gè)插入主軸箱頭的夾具的視圖;
圖3是一個(gè)夾具剖面圖;
圖4是嵌在圖2、3夾具內(nèi)的電子電路單元的剖面大樣圖;
圖5是圖4單元正視圖;
圖6是修正的電子電路單元的剖面圖;
圖7是渦輪示意剖面圖;
圖8是圖7渦輪的軸端剖面大樣圖;
圖9是沿圖8剖面線9-9截取的渦輪軸端剖面圖;
圖10是一個(gè)帶有曲軸的內(nèi)燃機(jī)的剖面示意圖;
圖11是圖10曲軸端部剖面詳圖。
參照?qǐng)D1和圖3，一臺(tái)鉆床或一臺(tái)銑床的夾具10有一個(gè)帶夾槽12的外法蘭，夾槽12的底部有許多徑向膛道62。在夾具的里面，與膛道62同徑向地分別安置多個(gè)發(fā)信二極管14和多個(gè)收信二極管16。固定的收發(fā)信臺(tái)18安置在夾槽12附近、朝著膛道62徑面的機(jī)器框架處。收發(fā)信臺(tái)18通過電纜20與控制和顯示單元22連接。
參照?qǐng)D2，初級(jí)線圈26嵌在主軸箱頭，次級(jí)線圈28與初級(jí)線圈26相鄰地嵌在夾具10內(nèi)以提供一個(gè)感應(yīng)電流源。
圖3夾具內(nèi)的電路的電源可有選擇地由夾具10中的蓄電池30供給。夾具10包括一個(gè)由兩部分組成的外殼32、鉗口34、一個(gè)為鉗口34導(dǎo)向的可移位部件36、一個(gè)旋轉(zhuǎn)部件38(可移位部件36螺紋嚙合于旋轉(zhuǎn)部件38)、一個(gè)螺紋軸40(利用一個(gè)操作鉗口34的把手，由螺紋軸40以公知的方式使旋轉(zhuǎn)部件38旋轉(zhuǎn))，在旋轉(zhuǎn)部件38的外法蘭42與外殼32的臺(tái)肩44之間串聯(lián)地將滾珠軸承圈46、實(shí)心支撐圈48和環(huán)形體50安裝在環(huán)形法蘭42與環(huán)形臺(tái)肩44之間。由于加工工具鉗夾在鉗口34之間，因此鉗壓力的反作用力的軸向分量通過部件36、38、46和48傳到環(huán)形體50，使環(huán)形體50預(yù)加載。支撐圈48有一個(gè)軸向凸桿52，此軸向凸桿52穿過環(huán)形腔延伸到環(huán)形臺(tái)肩44區(qū)域中的外殼32的一個(gè)軸向膛內(nèi)，由此保障環(huán)形體50不旋轉(zhuǎn)。
環(huán)形體50與園筒塊54在后尾部相聯(lián)，于是形成一個(gè)連接結(jié)構(gòu)單元，此單元內(nèi)含全部電子設(shè)備。此單元嵌在外殼32的階梯狀筒腔內(nèi)。
在環(huán)形體50中以相等外圍間距安置三對(duì)壓敏器件56。合成材料的圓筒塊54內(nèi)含有多個(gè)平行板60，在圖4中這些平行板60是徑向平行的，而在圖6所示的第二實(shí)施例中這些平板平行于夾具10的旋轉(zhuǎn)軸。將電氣和電子元器件58固定在板60上，并按照一個(gè)電路圖將它們電氣連接，構(gòu)成一個(gè)包括一個(gè)放大器的信號(hào)處理單元，并與壓敏器件56連接。發(fā)信二極管14和收信二極管16安置在圓筒塊54內(nèi)在其圓柱體的外側(cè)，并沿著等間距的同一徑向平面交錯(cuò)地配置，它們?cè)陔姎馍吓c信號(hào)處理單元的放大器連接。二極管14、16中的每一個(gè)都與外殼32的圓周壁內(nèi)的一個(gè)徑向膛道62在同一徑向上，以便通過充滿半透明材料64的膛道62發(fā)送與接收紅外信號(hào)。就在圓筒塊54的后面，將蓄電池30的筒罩固定在階梯圓筒腔的直徑小的部分里。蓄電池30的中心凸臺(tái)和蓄電池筒罩的接觸環(huán)為圓筒塊54內(nèi)的處理單元提供電源。
參照?qǐng)D7至9，內(nèi)含至少一個(gè)其上安置信號(hào)處理單元元器件的平板的環(huán)形模塊154固定在渦輪102的軸100上。信號(hào)處理單元在電氣上與嵌在軸100上的徑向膛內(nèi)的、并由螺紋環(huán)預(yù)加載的傳感器156連接。固定在渦輪罩102上的軸套104與模塊154有間隙地圍繞模塊154旋轉(zhuǎn)。在模塊154內(nèi)，在第一個(gè)徑向板上具有外部間距地安置多個(gè)發(fā)信二極管14，而在第二平行的徑向板上安置多個(gè)收信二極管16。在軸套104的圓柱體內(nèi)表面上安置多個(gè)發(fā)信二極管18a，它們彼此相間一定距離，這樣在軸100旋轉(zhuǎn)時(shí)它們與收信二極管16相對(duì)。在軸套104中的那個(gè)第一徑向板上安置多個(gè)收信二極管18b以接收來自發(fā)信二極管14的信號(hào)。電源由線圈26、28感應(yīng)生成。從而，信號(hào)處理單元可由控制單元22通過發(fā)信二極管18a和收信二極管18b請(qǐng)求信號(hào)輸出，由此，傳感器156的瞬時(shí)檢測值可通過發(fā)信二極管14和收信二極管18b傳輸給控制單元22。
參照?qǐng)D10和圖11，這個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)由螺帽固定于內(nèi)燃機(jī)202的曲軸200前端的模塊254。此曲軸有一個(gè)同軸孔，孔內(nèi)嵌入傳感器256，傳感器256由模塊254的圓柱凸臺(tái)預(yù)加載。在模塊254的無載前部沿著一個(gè)圓周，相隔一定周長間距安置發(fā)送和接收二極管14、16，如上所述，它們與放置于機(jī)罩帽204內(nèi)的固定收發(fā)信臺(tái)18通過螺帽中的半透明卡件206進(jìn)行通信。
權(quán)利要求
1.一種從旋轉(zhuǎn)體(10、100、200)到固定收信臺(tái)無線傳輸信號(hào)的結(jié)構(gòu)，所述的旋轉(zhuǎn)體(10、100、200)包括一個(gè)至少部分置于旋轉(zhuǎn)體(10、100、200)內(nèi)的電源(26、28；30)、一個(gè)用于接收來自固定發(fā)信臺(tái)(18a)信號(hào)的收信單元(16)、一個(gè)信號(hào)處理單元、一個(gè)檢測所述旋轉(zhuǎn)體(10、100、200)攜帶的一個(gè)零件的工況微小變化的高精度傳感單元(56、156、256)和一個(gè)向收信臺(tái)(18b)發(fā)送信號(hào)的發(fā)信單元(14)，信號(hào)處理單元分別與傳感單元(56、156、256)、收信和發(fā)信單元(16、14)連接，由此使發(fā)信單元(14)的輸出信號(hào)依賴于收信單元(16)的輸入信號(hào)。
2.如權(quán)利要求
1所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中在收信單元(16)接收信號(hào)時(shí)，信號(hào)處理單元至少有一個(gè)放大器開啟。
3.如權(quán)利要求
1或2所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中發(fā)信單元包括多個(gè)在與旋轉(zhuǎn)體(10、100、200)的旋轉(zhuǎn)軸垂直的一塊公用徑向板上與外部相隔一定距離安置的發(fā)信器件(14)，其中收信單元至少包括一個(gè)也安置在上述公用板上的收信器件(16)。
4.如權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中發(fā)信單元包括多個(gè)紅外光發(fā)光二極管(14)，而收信單元包括多個(gè)紅外光光敏管(16)。
5.如權(quán)利要求
1至4中任一項(xiàng)所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)體是一個(gè)能夾住包括加工工具與工件在內(nèi)的零件的夾具(10)，此夾具(10)包括一個(gè)用螺紋組件連器的多殼組件組成的外殼(32)、一個(gè)可軸向移動(dòng)但不能轉(zhuǎn)動(dòng)、可使多個(gè)鉗口(34)運(yùn)動(dòng)的部件(36)、一個(gè)與可移動(dòng)部件(36)螺紋連接的旋轉(zhuǎn)部件(38)、一個(gè)提供在旋轉(zhuǎn)部件(38)外表面上的環(huán)形法蘭(42)、一個(gè)在外殼(32)內(nèi)側(cè)制出的環(huán)形臺(tái)肩(44)、一個(gè)滾珠軸承圈(46)、一個(gè)實(shí)心支撐圈(48)和一個(gè)環(huán)形體(50)，滾珠軸承(46)和實(shí)心支撐圈(48)以及環(huán)形體(50)串聯(lián)地安裝在環(huán)形法蘭(42)與環(huán)形臺(tái)肩(44)之間，一個(gè)分別相接觸，上述傳感器單元包括多個(gè)具有外部間距安置在上述環(huán)形體(50)內(nèi)的壓敏器件(56)，上述壓敏器件(56)由鉗壓力的反作用力軸向分量預(yù)加載，靠上述鉗壓力將上述零件鉗夾在夾具(10)的鉗口(34)之間。
6.如權(quán)利要求
5所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中至少在一塊徑向板內(nèi)，在外圍間隙內(nèi)提供多個(gè)徑向膛道(62)，上述膛道(62)穿過外殼(32)的壁與敝口的膛道內(nèi)部端口完全延伸到外殼內(nèi)的一個(gè)筒腔;其中多個(gè)光電器件(14、16)包括一些發(fā)光二極管(14)和一些光敏管(16)，它們都提供在外殼(32)壁內(nèi)鄰近的上述筒腔內(nèi)，每一個(gè)光電器件(14、16)都安置得其軸線與一個(gè)上述膛道的軸線在同一徑向上，其中上述多個(gè)膛道(62)至少在其外部端口用半透明材料(64)封住。
7.如權(quán)利要求
6所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中為夾具(10)的外殼(32)提供一個(gè)環(huán)形法蘭，在這個(gè)環(huán)形外法蘭中制出一個(gè)環(huán)形槽，其中上述多個(gè)徑向膛道(62)其外部端口在上述環(huán)形槽(12)的底部敝開。
8.如權(quán)利要求
1至7中任一項(xiàng)所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中信號(hào)處理單元包括多個(gè)有一定間距的平行板(60)，在上述這些板(60)上固定一些電氣和電子元器件(58)，上述這些板(60)都封裝在一個(gè)由合成材料制成的園筒塊(54)內(nèi)，上述園筒塊(54)的直徑比環(huán)形體(50)的直徑小，兩者連接在一起，于是組成一個(gè)軸向可插接的連接單元，該單元不能旋轉(zhuǎn)，安裝在上述外殼(32)內(nèi)。
9.如權(quán)利要求
8所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中上述發(fā)信單元(14)和收信單元(16)都安裝在上述園筒塊(54)內(nèi)，并位于其園柱體的外側(cè)上。
10.如權(quán)利要求
8所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中上述多個(gè)有一定間距的平行板(60)都放置在徑向面上。
11.如權(quán)利要求
8所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中上述多個(gè)有一定距離的平行板(60)都放置在與旋轉(zhuǎn)體(10)的軸相平行的平面內(nèi)。
12.如權(quán)利要求
1至4中任一項(xiàng)所要求的一種結(jié)構(gòu)，其中上述旋轉(zhuǎn)體固定在一個(gè)包括機(jī)器、引擎(202)、泵、渦輪(102)和轉(zhuǎn)子在內(nèi)的物品組的軸(100、200)上。
專利摘要
一個(gè)旋轉(zhuǎn)體以夾具10為例，它包括傳感器56、帶放大器的信號(hào)處理單元、在一塊徑向板上留有外部間距地安裝的多個(gè)發(fā)信二極管14和收信二極管16，在同一平面上還安裝一個(gè)固定的收發(fā)信臺(tái)18。傳感器56檢測夾具10所鉗工具的特有工況。傳感器56的信號(hào)饋給信號(hào)處理單元。在夾具10旋轉(zhuǎn)時(shí)，由發(fā)信臺(tái)發(fā)出經(jīng)過收信二極管16接收到的檢測命令在信號(hào)處理器內(nèi)處理，再由發(fā)信二極管14向收發(fā)信臺(tái)18發(fā)回相應(yīng)的工況信號(hào)。
文檔編號(hào)G08C17/00GK87100108SQ87100108
公開日1987年7月22日 申請(qǐng)日期1987年1月9日
發(fā)明者奧托·澤托 申請(qǐng)人:奧托·澤托導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan