專利名稱：沖擊載荷傳感器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于探測吸震件的吸震能力是否正常地發(fā)揮作用的沖擊載荷傳感器。
吸震件用來吸收在機器、裝置或類似物中的一個構(gòu)件碰撞另一個構(gòu)件時所產(chǎn)生的沖擊的能量。具體地說，吸震件在機器、裝置或類似物上的可移動件撞擊另一構(gòu)件時，根據(jù)彈簧的彈力，氣體的氣壓力或類似的作用力吸收所產(chǎn)生的沖擊的能量。通過對沖擊能量進行吸收，吸震件便防止沖擊傳至其它元件，從而保護機器、裝置或類似物免受損壞。
所制造的機器、裝置或類似物具有多個部件或元件，它們的機械強度及特性是根據(jù)吸震件正常工作的假設而確定的。如果吸震件的吸震能力降低，那么吸震件便不能在沖擊一個物體時充分地吸收所產(chǎn)生的能量。當這種情況發(fā)生時，機器、裝置或類似物因所受到的沖擊超過機器、裝置或類似物的元件的預定機械強度和特性而趨于斷裂或失靈。
一種解決方案可以是在機器、裝置或類似物的可移動構(gòu)件上安裝一個加速傳感器，用以探測吸震件的吸震能力的降低。但是，加速傳感器并不實用，因為它的費用過高，增加了裝有這種傳感器的機器、裝置或類似物的制造成本。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種沖擊載荷傳感器，它是一種簡單的機構(gòu)，能以低的成本制造并能可靠地探測到吸震件的吸震能力的降低。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種傳感器，它用于探測安裝于機器、裝置或類似物中的吸震件的吸震能力是否正常地發(fā)揮作用。
本發(fā)明的再一個目的是提供一個傳感器，它通過探測吸震件的吸震能力是否正常地發(fā)揮作用而防止與吸震件相關聯(lián)的機器、裝置或類似物斷裂或失靈，從而保護機器、裝置或類似物不受損壞。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種沖擊載荷傳感器，它包括一個具有適合于安裝在一個裝置上的固定表面的殼體，一對裝在殼體上的接線端，以及一個具有預定重量的可動構(gòu)件，該可動構(gòu)件由導電材料制造并設置在殼體中，隨著所施加的沖擊載荷超過預定的水平而移動，以使接線端彼此電連接或電分離，由此生成一個信號。
在參照以舉例的方式表明本發(fā)明的較佳實施例的附圖時進行的下述描述可以使本發(fā)明的上述及其它目的、特性和優(yōu)點更加明了，圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的沖擊載荷傳感器的垂直剖視圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的沖擊載荷傳感器的垂直剖視圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的沖擊載荷傳感器的垂直剖視圖;以及圖4是表示其上安裝有可能是圖1，2或3中所示沖擊載荷傳感器的工件進給裝置的平面圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的沖擊載荷傳感器10包括一傳感器主體16，一固定體20和一對接線端22，24，其中的傳感器主體16有一個限定在其側(cè)板上的螺紋孔12和一個也在側(cè)板上限定且與螺紋孔12相對的空腔14;固定體20固定在傳感器主體16上并封閉空腔14，該固定體有一個背向傳感器主體16的固定表面18，用于將傳感器固定到一個裝置上;而一對接線端22，24分別位于固定體20的相應的兩個相對外側(cè)上且彼此絕緣，相互分開。傳感器主體16和固定體20由諸如合成樹脂等的電絕緣材料制成并相互連接成一個殼體。
沖擊載荷傳感器10也包括一個安裝在空腔14中的彈簧26，一個具有一預定重量的可動構(gòu)件28，一個調(diào)整螺釘30和一個鎖緊螺母32，其中，可動構(gòu)件設置在空腔14內(nèi)，它通常由彈簧26推動，從而在由箭頭X1所標出的方向上沿X軸移動，用以使接線端22，24彼此電連接;調(diào)整螺釘30穿過螺紋孔12并具有一個頭部，將該頭部設置成一個位于空腔14中的彈簧座并使其保持與彈簧26的接合，用以通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘30來調(diào)整彈簧26的彈力;鎖緊螺母32擰在傳感器主體16外側(cè)的調(diào)整螺釘30上，用以使調(diào)整螺釘30保持在其旋轉(zhuǎn)位置上?？蓜訕?gòu)件28由例如金屬的導電材料制成。
固定體20在其表面上有一對彼此隔開的金屬片34a，34b，它們與固定表面18相對，并且通常保持與可動構(gòu)件28接觸。金屬片34a，34b通過相應的導線36a，36b與相應的接線端22，24電連接。
下面參考圖1和4描述圖1所示沖擊載荷傳感器10的操作。
如圖4所示，例如工件進給裝置40的機器或裝置有一個吸震件44，用以吸收由沿與圖1所示X-軸相同的X-軸可動的滑動架46產(chǎn)生的震動或沖擊。沖擊載荷傳感器10由一個例如粘接劑，螺釘或類似物的固定裝置安裝在工件進給裝置40的端板42a上。具體地說，為了使沖擊載荷傳感器10能夠探測出在由箭頭X2表示的方向上沿X-軸的載荷F(包括施加在一個物體上的動能)，將固定表面18沿垂直于X-軸延伸的Y-軸放置。
下面詳細地描述工件進給裝置40。如圖4所示，工件進給裝置40主要地包括一個用于沿X-軸移動滑動架46的第一驅(qū)動器48和一個用于沿垂直于X-軸的Y-軸移動滑動架50的第二驅(qū)動器52。第二驅(qū)動器52通過一塊固定板63安裝在滑動架46的上表面上。在滑動架50的一端上裝有一個具有一對可沿由箭頭示出的方向移動的臂52a，52b，用以夾取工件(未示出)的卡盤54。第一和第二驅(qū)動器48，52既可以包括液壓缸，它根據(jù)從其中的部件供出的加壓流體移動滑動架46，50;也可以包括電動機，它根據(jù)從其中的動力供應件提供的電流移動滑動架46，50的。
第一驅(qū)動器48有一個長的底座55;安裝在底座55上，用以在長底座55的縱向上沿X-軸移動的滑動架46;一對安裝在底座55上并沿底座55的縱向延伸以沿X-軸引導滑動板46的平行桿56a，56b;以及一對止動塊58a，58b，所述止動塊分別安裝在底座55的兩端上并與桿56a，56b的兩端連接，用以接合滑動架46，從而限制滑動架46的移動范圍。吸震件44安裝在止動塊58a內(nèi)，用以在滑動板46撞擊止動塊58a時吸收所產(chǎn)生的沖擊。端板42a固定在止動塊58a的一個外表面上。
第二驅(qū)動器52有一個長的底座62，一個安裝在底座62上用以在長底座62的縱向上沿Y-軸移動的滑動架50，一對安裝在底座62上并沿底座62縱向延伸用以沿Y-軸引導滑動架50的平行桿64a，64b，以及一塊止動板66，該止動板安裝在底座62的一端并與桿64a，64b的端部連接，用以接合滑動架50，以限制滑動架50在由箭頭Y1指出的方向上的位移。吸震件68安裝在滑動架50的一端上，用以在滑動架50撞擊止動板66時吸收沿Y1方向所產(chǎn)生的載荷。
在沖擊載荷傳感器10已經(jīng)安裝在工件進給裝置40上之后，用螺絲刀的錐頭轉(zhuǎn)動調(diào)整螺釘30以調(diào)整用于推動可動構(gòu)件28的彈簧26的彈力。當彈簧26的彈力如此調(diào)整時，就有可能從范圍較寬的載荷值中選擇由沖擊載荷傳感器10所探測的載荷F。彈簧26的彈力可以在將沖擊載荷傳感器10裝到工件進給裝置40上之前進行調(diào)整。此后，在接線端22，24之間連接動力供應(未示出)并將其打開。
當吸震件44的吸震能力正常地發(fā)揮作用時，彈簧26此時的彈力大于滑動架46撞擊止動塊58a時沿X2方向施加的載荷F。因此，可動構(gòu)件28在彈簧26的彈力作用下仍然位于固定體20上并由此與固定體20保持接觸。這樣，由可導電的材料制成的可動構(gòu)件28與金屬片34a，34b電連接，并由此使接線端22，24通過可動構(gòu)件28而彼此電連接。
如果吸震件44的吸震能力降低并失效，則在滑動架46撞擊止動塊58a時，吸震件44不能完全地吸收此時所產(chǎn)生的沖擊。因此，當滑動架46撞擊止動塊58a時，沿方向X2作用在固定表面18上的載荷F變得過大，足以克服彈簧26目前的彈力。在滑動架46與止動塊58a以撞擊的方式接合時，可動構(gòu)件28沿方向X2被推離固定體20，使接線端22，24彼此電分離。此時，沖擊載荷傳感器10通過導線69向控制器(未示出)發(fā)出一個信號?？刂破魈綔y到這個信號，并停止工件進給裝置40的運行，同時發(fā)出一個信號給警報系統(tǒng)或發(fā)光元件，以向操作人員指出吸震件44的失靈。
另一種方案是，控制器可以對從沖擊載荷傳感器10發(fā)出的信號計數(shù)，并在達到一預定的讀數(shù)時輸出一個信號，以關閉工件進給裝置40。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的沖擊載荷傳感器。
該沖擊載荷傳感器70包括一個在其一側(cè)上具有一固定表面72的傳感器主體74;設置在限定于傳感器主體74上的腔76中的第一和第二彈簧78，79;一個具有預定的重量且插入第一和第二彈簧78，79之間的環(huán)形可動構(gòu)件80;一個具有一在腔76中設置成彈簧座的頭部并保持與第二彈簧79接觸的調(diào)整螺釘82，用以在調(diào)整螺釘82轉(zhuǎn)動時調(diào)整第一和第二彈簧78，79的彈力，以及一個擰在傳感器主體74外部的調(diào)整螺釘82上的鎖緊螺母84，它用來使調(diào)整螺釘82保持在其旋轉(zhuǎn)位置上。
腔76有一個位于第一和第二彈簧78，79之間的環(huán)形的階梯形壁86，在第一和第二彈簧78，79的彈力作用下，環(huán)形的可動構(gòu)件80通常坐在環(huán)形的階梯形壁86上。一對彼此隔開的金屬片88a，88b裝在環(huán)形的階梯形壁86上并通常保持與環(huán)形的可動構(gòu)件80接觸。金屬片88a，88b通過各自的導線90a，90b與一對安裝在傳感器主體74外側(cè)上的接線端92，94連接。環(huán)形構(gòu)件96環(huán)繞傳感器主體74設置且靠近可動構(gòu)件80，該構(gòu)件用以與可動構(gòu)件80一致地移動?？蓜訕?gòu)件80由例如金屬的導電材料制成，環(huán)形構(gòu)件96和可動構(gòu)件80之一或兩者都可以用磁性材料制造。
下面描述根據(jù)第二實施例的沖擊載荷傳感器70的運行。該沖擊載荷傳感器70裝在圖4所示的的工件進給裝置40上，工件進給裝置40的結(jié)構(gòu)和操作與上述已描述過的相同，下文將不再對此進行詳細地描述。
沖擊載荷傳感器70裝在固定于止動塊58b上的端板42b上，而在止動塊58b中裝有一吸震件60。固定表面72沿垂直于X-軸延伸的Y-軸設置。
此后，用螺絲刀的錐尖轉(zhuǎn)動調(diào)整螺釘82以調(diào)整第一和第二彈簧78，79的彈力，該彈力推動可動構(gòu)件80并保持可動構(gòu)件80坐在階梯形壁86上。接著，在接線端92，94之間連接動力供應(未示出)并將動力供應打開。
當吸震件60的吸震能力正常地發(fā)揮作用時，由第一和第二彈簧78，79支承的可動構(gòu)件80位于階梯形壁86上并與金屬片88a，88b保持電接觸。接線端92，94通過可動構(gòu)件80而彼此電連接。
如果吸震件60的吸震能力降低并失靈，當滑動架46撞擊止動塊58b時，吸震件60就不能充分地吸收此時所產(chǎn)生的沖擊。因此，當滑動架46撞擊止動塊58b時，沿X1方向施加到固定表面72上的載荷F變得過大，足以克服第二彈簧79現(xiàn)有的彈力。在滑動架46與止動塊58b撞擊接合時，可動構(gòu)件80沿方向X1被推離階梯形壁86，使接線端92，94彼此電分離。此時，沖擊載荷傳感器70給控制器發(fā)出一個信號?？刂破魈綔y到這個信號，停止工件進給裝置40的工作并向報警系統(tǒng)或發(fā)光元件發(fā)送一個信號，以向操作人員指示吸震件60失靈。
當可動構(gòu)件80移動時，環(huán)形構(gòu)件96也在磁力的作用下與可動構(gòu)件協(xié)調(diào)地移動。環(huán)形構(gòu)件96的這個移動可使操作者目測到吸震件60的失效。當控制器在環(huán)形構(gòu)件96沒有移動的情況下收到?jīng)_擊載荷傳感器70發(fā)出的一個信號時，操作人員可以由于，舉例來說，導線90a，90b的分離或可動構(gòu)件80和金屬片88a，88b之間的接觸失敗而識別某些傳感器的故障。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的沖擊載荷傳感器100。
沖擊載荷傳感器100包括一個由絕緣材料制成的傳感器主體110，該傳感器主體包括一個具有一固定表面102的第一塊104和一個具有一螺紋孔106的第二塊108;以及一個具有預定的重量且由插入第一和第二塊104，108之間的導板112支承的可動構(gòu)件114。第一和第二塊104，108可以由導電材料制成，而導板112可以由電絕緣的材料制造。
可動構(gòu)件114包括一個可在由箭頭指出的方向上擺動的擺動體116，一個從擺動體116開始延伸并由導板112支承的支承臂118以及一個與支承臂118連接并擰入限定于第二塊108上的螺紋孔106中的螺釘120?？蓜訕?gòu)件114由例如彈簧鈉的導電材料制造，而至少是支承臂118是由柔性材料制造的。螺釘120由一個保持抵靠著第二塊108的狀態(tài)的鎖緊螺母121保持在適當?shù)奈恢蒙?。擺動體116和由導板112支承的支承臂118的長度可以在螺釘120繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動時進行調(diào)整。
一對彼此隔開的接線端122，124安裝在傳感器主體110的外側(cè)表面上。具體地說，接線端122設置在第二塊108的外側(cè)表面上并通過導線126與設置在第二塊108內(nèi)環(huán)繞螺紋孔106的金屬塊128電連接。接線端124設置在第一塊104的外側(cè)表面上并通過導線130與一個設置在第一塊104的內(nèi)壁表面上的金屬環(huán)132電連接。
根據(jù)第三實施例的沖擊載荷傳感器100如下操作沖擊載荷傳感器100裝在圖4所示的工件進給裝置40中，該工件進給裝置40的結(jié)構(gòu)和操作與上述描述相同，下面不再對此進行詳細地描述。沖擊載荷傳感器100裝在可與滑動架50接合的止動板66上。固定表面102基本上平行于Y軸，沿滑動架50移動的方向，這樣當沖擊載荷傳感器100沿方向Y1移動，與止動板66撞擊式的接合時，沖擊載荷傳感器100能探測到所施加的載荷F。
用螺絲刀的錐頭轉(zhuǎn)動螺釘120，以將長度A調(diào)整成一個適當?shù)闹?。在接線端122，124之間連接動力供應(未示出)，并打開該動力供應。
當吸震件68的吸震能力正常地發(fā)揮作用時，吸震件68可以有效地減弱沖擊，而通過支承臂118由導板112支承的擺動體116則不與環(huán)132接觸。此時，接線端122，124彼此電分離。
如果吸震件68的吸震能力降低并失靈，在滑動架50沿桿64a，64b在方向Y1上撞擊止動塊66時，吸震件68便不能充分地吸收所產(chǎn)生的震動。因此，當滑動架50撞擊止動塊66時，沿平行于方向Y1的方向施加到固定表面101上的載荷F就變得過大。當滑動架50與止動塊66以撞擊的方式接合時，擺動體116沿箭頭指示的方向，即箭頭Y1，Y2的方向繞由導板112支承的支承臂118的部分擺動。此時，擺動體116與環(huán)132接觸，由此使接線端122，124彼此相互電連接?，F(xiàn)在，沖擊載荷傳感器100向控制器發(fā)出一個信號。控制器探測到這個信號，確定吸震件68的吸震能力是降低或失效，并發(fā)出一個關閉工件進給裝置40的信號。
盡管已經(jīng)示出并詳細地描述了本發(fā)明的某些較佳實施例，但是應該明白，在不背離所附權(quán)利要求書的范圍的前題下可以進行各種變化及改進。
權(quán)利要求
1.一種沖擊載荷傳感器，包括一個具有適合于安裝在一裝置上的安裝表面的殼體；一對安裝在所述殼體上的接線端，以及一個具有預定重量的可動構(gòu)件，該可動構(gòu)件由導電材料制成并裝在所述殼體內(nèi)，隨所施加的沖擊載荷超過一預定的水平而移動，從而使所述接線端彼此電連接或電分離，由此而形成一個信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，所述沖擊載荷傳感器用于根據(jù)所述信號探測安裝在所述裝置上的吸震件的吸震能力是否正常地發(fā)揮作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，還包括一個設置在所述殼體內(nèi)的彈簧，所述可動構(gòu)件由所述彈簧支承，產(chǎn)生抵抗所述彈簧的彈力的位移，以使所述接線端彼此間相互電連接或電分離，從而發(fā)出所述信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，還包括用于調(diào)整作用力，從而在彈簧的彈力作用下使所述可動構(gòu)件保持與所述接線端接觸的載荷調(diào)整裝置，所述的載荷調(diào)整裝置包括一個支承在所述殼體上的調(diào)整螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，還包括用于調(diào)整所述可動構(gòu)件的整體的末端部分的位置的載荷調(diào)整裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，所述固定表面基本上垂直于或平行于所述沖擊載荷施加的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，還包括一個設置在所述殼體外部的移動構(gòu)件，用于以與所述可動構(gòu)件一致的方式移動，所述移動構(gòu)件和/或所述可動構(gòu)件由磁性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，所述殼體由電絕緣材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沖擊載荷傳感器，其特征在于，所述殼體有一個在其內(nèi)限定的空間，所述可動構(gòu)件就放置在所述空間內(nèi)，所述接線端暴露在所述空間內(nèi)，由此可使所述可動構(gòu)件與所述接線端接觸。
全文摘要
一種沖擊載荷傳感器有一個設于殼體內(nèi)并由彈簧或彈性結(jié)構(gòu)支承的可動構(gòu)件，將可動構(gòu)件隨施加于其上的過量沖擊載荷的移動轉(zhuǎn)換成電連接或電分離。這種電連接或電分離表示出有超過彈簧或彈性構(gòu)件的彈力的沖擊載荷作用在可動構(gòu)件上。這種沖擊載荷傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，并可用以可靠地探測出，例如吸震件的吸震能力的降低。
文檔編號G01M17/04GK1111013SQ9510357
公開日1995年11月1日 申請日期1995年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月25日
發(fā)明者宮本道和 申請人:Smc株式會社