專利名稱：過載保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止與電動(dòng)馬達(dá)相結(jié)合使用的系統(tǒng)及部件產(chǎn)生過載狀態(tài)的 保護(hù)。更具體地，本發(fā)明涉及用于保護(hù)系統(tǒng)及部件以防產(chǎn)生過載狀態(tài)的裝置 和方法，所述系統(tǒng)及部件包括但不限于電動(dòng)馬達(dá)、減速器、輸送器和鏈輪
(sprocket)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)馬達(dá)在工業(yè)中用于多種不同的應(yīng)用，這些應(yīng)用包括例如輸送工件。 通常，電動(dòng)馬達(dá)與減速器一同使用以為電動(dòng)馬達(dá)的輸出動(dòng)提供可變的扭矩。 當(dāng)使用電動(dòng)馬達(dá)時(shí)，需要在某些狀態(tài)(包括例如扭矩過大)之前關(guān)掉電動(dòng)馬 達(dá)。已知的是多種不同的用于感測這些狀態(tài)并使電動(dòng)馬達(dá)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)的裝 置和方法。本領(lǐng)域公知的是這種現(xiàn)有技術(shù)的過載保護(hù)系統(tǒng)，包括使用機(jī)械裝 置、機(jī)電裝置以及電裝置來監(jiān)控電動(dòng)馬達(dá)的過載狀態(tài)。
這種現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)實(shí)例包括使用一套摩擦離合板(friction clutch plate)，所述摩擦離合板定位在馬達(dá)內(nèi)部并且構(gòu)造成在感測到特定狀態(tài)之后 使馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)。另一種現(xiàn)有技術(shù)公知的裝置包括使用傳感器以感測馬達(dá)中 的熱量并基于這些感測到的狀態(tài)對(duì)馬達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在上述兩種現(xiàn)有技術(shù)的裝 置中，由于這些現(xiàn)有技術(shù)的裝置包括的過載探測裝置或啟動(dòng)(actuation)裝 置位于與電動(dòng)馬達(dá)一同使用的部件內(nèi)部，所以僅提供給操作者極少的對(duì)于探 測過載狀態(tài)的調(diào)節(jié)能力。因此，對(duì)過載狀態(tài)的調(diào)節(jié)能力被限定為由此類部件 的制造者提供。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種操作者友好型過載保護(hù)系統(tǒng)，其允許操作 者在從零至預(yù)定最大值的較寬范圍內(nèi)容易地調(diào)節(jié)過載狀態(tài)。本發(fā)明的另一個(gè) 目的在于，使得過載系統(tǒng)容易地安裝入現(xiàn)有的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元中，而無需購置現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的過載保護(hù)系統(tǒng)(例如上面提到的包括位于減速器內(nèi)部 的摩擦片的過載保護(hù)系統(tǒng))的替換物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種更精確的過載保護(hù)系統(tǒng)，以由此減 少現(xiàn)有技術(shù)的過載保護(hù)系統(tǒng)中所存在的變量的量值。
鑒于上述情況，本發(fā)明旨在提供一種系統(tǒng)和方法，其用于感測與電動(dòng)馬 達(dá)相結(jié)合使用的部件的過載狀態(tài)并且基于感測到的狀態(tài)改變電動(dòng)馬達(dá)的操 作。本發(fā)明包括一種過載系統(tǒng)，該過載系統(tǒng)包括具有殼體的扭轉(zhuǎn)臂組件。所 述組件還包括使用固定件和螺旋彈簧，所述螺旋彈簧至少部分地由固定件和 殼體保持并沿軸向?qū)?zhǔn)。殼體包括用于安裝測量裝置的凸緣部。固定件延伸 穿過殼體的具有凸緣部的端部并安裝至固定于減速器輸出軸的支架。測量裝 置安裝至所述殼體的凸緣部并且測量該測量裝置與固定至減速器輸出軸的 支架之間延伸的距離。
本發(fā)明包括感測與電動(dòng)馬達(dá)相結(jié)合使用的部件的過載狀態(tài)并基于感測 到的狀態(tài)改變電動(dòng)馬達(dá)的操作的方法。該方法包括將測量裝置定位在扭轉(zhuǎn)臂 上，所述扭轉(zhuǎn)臂具有殼體和同軸地安裝在固定件上的彈簧。扭轉(zhuǎn)臂用于對(duì)馬 達(dá)的輸出軸施加預(yù)置扭矩。通過使用固定件，對(duì)彈簧施加載荷，該扭矩被調(diào) 節(jié)并施加至輸出軸。測量裝置用于測量扭轉(zhuǎn)臂與固定至電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的 支架之間的距離。此外，測量裝置用于感測在該距離中測定的變量，并且基 于這些變量改變馬達(dá)的操作狀態(tài)。
通過以下的詳細(xì)說明、權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的適用性的其他保護(hù) 范圍將會(huì)變得清楚。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)， 盡管示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這些詳細(xì)的說明和特定的實(shí)例僅以示例 說明的方式給出，這是因?yàn)樵诒景l(fā)明的精神與保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種 變化和修飾對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。


通過以下給出的詳細(xì)說明、所附的權(quán)利要求以及附圖將會(huì)更充分地理解 本發(fā)明，其中
圖1為與電驅(qū)動(dòng)單元一同使用的本發(fā)明的側(cè)視圖； 圖2為圖1的俯視圖；圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖，其中支架以假想線示出； 圖4為本發(fā)明的一部分的側(cè)視圖，其中支架以假想線示出； 圖5為本發(fā)明的一部分的端視圖； 圖6為取自圖1的G部分的分解視圖；以及 圖7為示出了本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
過載保護(hù)系統(tǒng)在圖1中總體上由附圖標(biāo)記10示出。該過載保護(hù)系統(tǒng)10 與電動(dòng)馬達(dá)11和減速器13相結(jié)合地使用。通常使用與減速器13組合的電 動(dòng)馬達(dá)11來提供驅(qū)動(dòng)各種部件的驅(qū)動(dòng)單元。電動(dòng)馬達(dá)11圍繞軸線15旋轉(zhuǎn)， 由此將力傳遞至減速器13中的齒輪25,以將來自減速器13的輸出轉(zhuǎn)動(dòng) (output rotation)提供給沿著減速器的軸線延伸的輸出軸17。在圖2所示的 優(yōu)選實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)11的軸線15和減速器的輸出軸17的軸線設(shè)置為 沿著平面E共面。這也示出在圖6中，其中減速器的輸出軸17沿豎向與馬 達(dá)的軸線對(duì)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)清楚，在其他實(shí)例中，電動(dòng)馬達(dá)ll的軸線15與減速器 13的輸出軸17可以不必沿著平面E共面。
該過載保護(hù)系統(tǒng)10包括使用在圖1、圖3和圖6中總體上以附圖標(biāo)記 12示出的扭轉(zhuǎn)臂組件(torque arm assembly)，以便例如保護(hù)電動(dòng)馬達(dá)ll以 免發(fā)生過載狀態(tài)。扭轉(zhuǎn)臂組件12包括殼體14，所述殼體14具有第二端部 24和旋轉(zhuǎn)安裝至固定裝置22的第一端部20。扭轉(zhuǎn)臂組件12包括沿著殼體 14的軸線A同軸延伸的扭轉(zhuǎn)固定件16。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述扭轉(zhuǎn)固定件 16示出為螺栓。在優(yōu)選實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)固定件16在一端包括頭部19，在鄰 近殼體14的第二端部24的另一端包括螺紋部21。扭轉(zhuǎn)固定件16還包括沿 著軸線A與扭轉(zhuǎn)固定件16和殼體14同軸延伸的彈簧18。殼體14的第二端 部24包括延伸穿過第二端部24的蓋部26的孔28。
扭轉(zhuǎn)固定件的頭部19通過使用墊圈47保持在彈簧18的一端27上，而 具有螺紋部21的扭轉(zhuǎn)固定件16的另一端延伸穿過孔28并適于容置至少一 個(gè)扭轉(zhuǎn)螺母45。
彈簧18的第二端部29保持在殼體14的內(nèi)部并且鄰近蓋部26。扭轉(zhuǎn)固 定件16的螺紋部21也延伸穿過減速器支架30的孔28。減速器支架30固定連接至減速器13的輸出軸17，以便在減速器13的輸出軸17旋轉(zhuǎn)時(shí)，減速 器支架30隨同輸出軸17沿著如圖3所示的弧形路徑B旋轉(zhuǎn)。減速器支架 30還包括測量表面36，所述測量表面36定位為與減速器13的軸線17徑向 相隔預(yù)定距離并且沿著與殼體14的軸線A垂直的平面F。
如圖5所示，殼體14的蓋部26還包括自殼體14的軸線A橫向延伸的 凸緣32，其適于容置測量裝置34。在優(yōu)選實(shí)施例中，凸緣32包括延伸穿過 凸緣32的孔37以容置并安裝測量裝置34。在優(yōu)選實(shí)施例中，測量裝置34 為感應(yīng)接近開關(guān)，該感應(yīng)接近開關(guān)能測量達(dá)2毫米的運(yùn)動(dòng)并且適于延伸穿過 凸緣32的孔37。應(yīng)當(dāng)清楚，盡管在優(yōu)選實(shí)施例中使用了感應(yīng)接近開關(guān)，但 也可以使用其他測量裝置，這些測量裝置包括但不限于電容接近開關(guān)或機(jī)械 開關(guān)，例如按鈕限位開關(guān)。此外，還應(yīng)當(dāng)清楚，測量裝置34可以按照多種 其他方式安裝至凸緣32。
在圖4中，殼體14還包括總體上由附圖標(biāo)記33表示的載荷監(jiān)控系統(tǒng)， 所述載荷監(jiān)控系統(tǒng)33具有平行于殼體14的軸線A延伸的槽39以使操作者 能夠通過槽39觀察彈簧18的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可以通過例如在墊圈47或線 圈43上設(shè)置標(biāo)記(例如黃線)而得到幫助。此外，殼體14在鄰近槽39處 設(shè)有一組垂直于殼體14的軸線A延伸的指示器41 。
在操作中，通過擰緊扭轉(zhuǎn)螺母45，通過扭轉(zhuǎn)臂組件12對(duì)減速器13的輸 出軸17施加預(yù)置扭矩。這是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橥ㄟ^使用扭矩螺母45，扭轉(zhuǎn) 固定件16的頭部19保持在彈簧18的一端，而扭轉(zhuǎn)固定件16的螺紋部21 保持在減速器支架30上。在擰緊扭轉(zhuǎn)固定件的螺母45的過程中，保持在殼 體14中的彈簧18被壓縮，從而對(duì)給減速器13的輸出軸17提供預(yù)置扭矩。 在使用包括在殼體14上延伸的槽39的載荷監(jiān)控系統(tǒng)33連同指示器41的情 況下，操作者能夠觀察確定彈簧18的移動(dòng)量，由此得出施加至輸出軸17的 相應(yīng)的預(yù)置扭矩。在設(shè)定減速器13的輸出軸17上的預(yù)置扭矩后，鄰近測量 表面36定位測量裝置34。如果測量裝置34感測到測量表面36已經(jīng)移動(dòng)， 則信號(hào)被發(fā)送至電動(dòng)馬達(dá)。更具體地，在優(yōu)選實(shí)施例中，感應(yīng)接近開關(guān)連接 至電源，從而對(duì)位于該接近開關(guān)一端的磁體充電。在測量表面34與該接近 開關(guān)的磁性端之間的磁力對(duì)應(yīng)于本實(shí)例中的距離，為零。這樣， 一旦設(shè)定測 量裝置34，大于預(yù)置扭矩的任意量的扭矩都將會(huì)使表面36遠(yuǎn)離裝置34運(yùn)動(dòng)。圖7示出了包含保護(hù)電動(dòng)馬達(dá)以防產(chǎn)生過載狀態(tài)的方法的流程圖。步驟 51表示將扭轉(zhuǎn)臂組件12的一端固定至安裝在減速器13的輸出軸17上的支 架30，將扭轉(zhuǎn)臂組件12的另一端旋轉(zhuǎn)地固定至固定裝置22。步驟53表示 調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)固定件16以壓縮彈簧18從而使得預(yù)置扭矩施加至輸出軸17。步驟 55表示鄰近測量表面36定位測量裝置34。步驟57表示感測來自所述裝置 34的信號(hào)，所述信號(hào)與支架30的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。步驟59表示基于來自所述測 量裝置34的信號(hào)調(diào)節(jié)電動(dòng)馬達(dá)11的狀態(tài)。在優(yōu)選實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)11 的狀態(tài)被調(diào)節(jié)為關(guān)閉狀態(tài)；然而，應(yīng)當(dāng)清楚，可以選擇其他狀態(tài)，例如降低 輸出。
上述說明公開并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這些 說明以及附圖和權(quán)利要求中，將會(huì)容易地認(rèn)識(shí)到在不脫離由所附權(quán)利要求 書所限定的本發(fā)明的真實(shí)精神和合理范圍的情況下，可以對(duì)此進(jìn)行多種變 化、改變和修飾。
權(quán)利要求
1. 一種與電動(dòng)馬達(dá)相結(jié)合使用的過載保護(hù)系統(tǒng)，包括扭轉(zhuǎn)臂組件，所述扭轉(zhuǎn)臂組件包括殼體，并具有扭轉(zhuǎn)固定件和與所述扭轉(zhuǎn)固定件軸向?qū)?zhǔn)且保持在所述扭轉(zhuǎn)固定件上的彈簧，所述殼體具有第一端部，其適用于旋轉(zhuǎn)安裝至固定裝置；以及第二端部，其具有帶孔的蓋部，所述孔用于容置穿過所述孔的所述扭轉(zhuǎn)固定件；所述扭轉(zhuǎn)固定件延伸穿過所述蓋部并且安裝至馬達(dá)支架；凸緣，其自所述蓋部橫向延伸且適用于保持測量裝置；以及測量表面，其位于所述馬達(dá)支架上，所述測量表面定位為與所述減速器的旋轉(zhuǎn)軸線徑向相隔預(yù)定距離并且垂直于所述測量裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述測量裝置定位成測量 在所述測量裝置與所述測量表面之間延伸的距離。
3. 如權(quán)利要求1所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述測量裝置為感應(yīng)接近 開關(guān)。
4. 如權(quán)利要求1所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述殼體包括載荷監(jiān)控系統(tǒng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述載荷監(jiān)控系統(tǒng)包括位 于所述殼體上且沿著所述殼體縱向間隔開的多個(gè)指示器。
6. 如權(quán)利要求1所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述扭轉(zhuǎn)固定件適用于容 置螺母。
7. 如權(quán)利要求6所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述扭轉(zhuǎn)螺母沿著所述扭 轉(zhuǎn)固定件的縱向軸線能夠調(diào)節(jié)。
8. 如權(quán)利要求1所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述馬達(dá)支架固定安裝至 減速器輸出軸。
9. 如權(quán)利要求8所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述減速器輸出軸與所述 電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸沿豎向?qū)?zhǔn)。
10. 如權(quán)利要求9所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)馬達(dá)適用于與輸 送系統(tǒng)相結(jié)合使用。
11. 如權(quán)利要求2所述的過載保護(hù)系統(tǒng)，其中所述間距取決于由壓縮所述彈簧產(chǎn)生的預(yù)置扭矩。
12. —種保護(hù)電動(dòng)馬達(dá)以防產(chǎn)生過載狀態(tài)的方法，包括以下步驟 在第一端將具有螺旋彈簧和扭轉(zhuǎn)固定件的扭轉(zhuǎn)臂組件固定至具有安裝至減速器的支架的減速器，在第二端將所述扭轉(zhuǎn)臂組件旋轉(zhuǎn)地固定至固定裝 置；調(diào)節(jié)所述扭轉(zhuǎn)固定件以將所述螺旋彈簧壓縮至預(yù)定的預(yù)加負(fù)荷，從而使預(yù)置扭矩施加至所述減速器的輸出軸；鄰近安裝至所述減速器的所述支架定位測量裝置；感測來自所述測量裝置的信號(hào)，所述信號(hào)與所述支架的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)；以及當(dāng)感測到來自安裝至所述減速器的所述測量裝置的信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)所述電 動(dòng)馬達(dá)的狀態(tài)。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述減速器包括與所述電動(dòng)馬達(dá) 的輸出軸線沿豎向隔開的輸出軸。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述電動(dòng)馬達(dá)被調(diào)節(jié)為處于關(guān) 閉狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保護(hù)驅(qū)動(dòng)單元的過載保護(hù)系統(tǒng)及方法，所述過載保護(hù)系統(tǒng)包括安裝至固定裝置(22)的扭轉(zhuǎn)臂組件(12)以及齒輪減速器(17)。所述減速器(17)包括安裝至減速器(17)的軸的支架(30)，所述支架鄰近測量裝置(34)定位。扭轉(zhuǎn)臂組件(12)包括開關(guān)(34)，所述開關(guān)安裝成感測減速器支架(30)相對(duì)于開關(guān)(34)的位置，由此可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元的狀態(tài)。在優(yōu)選實(shí)施例中，開關(guān)(34)為接近開關(guān)，在通過使用設(shè)置在殼體(14)中的簡單的固定件和彈簧(18)實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)臂的期望的預(yù)置扭矩之后，所述接近開關(guān)鄰近減速器(17)的支架(30)定位。
文檔編號(hào)G01L3/22GK101479583SQ200780024246
公開日2009年7月8日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者丹尼爾·T·艾蒙德 申請人:杰維斯·B·韋布國際公司