CN108879979A - 一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置 - Google Patents

一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置 Download PDF

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杨浩
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Abstract

本发明公开了一种旋转式减振镗杆电源‑信号传输装置，属于机加领域。解决现有旋转式减振镗杆供电和信号传输困难的问题。基于旋转式减振镗杆，电源‑信号传输装置将来自外部电源传输到镗杆内部的电磁阻尼减振器，将旋转式减振镗杆中感知元件采集的振动信号，通过电源‑信号传输装置传输到外部控制箱。并在电源‑信号传输装置中安装有直流‑交流转换模块。本发明适应于为旋转式减振镗杆提供稳定的电源和准确的信号传输。

Description

一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置
技术领域
本发明专利属于金属加工技术领域，涉及一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置。
背景技术
随着中国智能制造2025的提出，在机械制造行业开始不断追求智能化。对于机械加工的质量和精度的要求不断提高，为达到高质量的加工要求，其中重要途径之一就是实现加工过程的在线智能检测。在旋转式镗削加工中，为了提高加工质量，需要随着加工工况来改变镗杆的减振性能。因此需要对镗杆安装一个智能在线检测系统，来控制加工过程镗杆的减振性能。对于机床主轴、风机主轴等旋转轴的智能在线检测存在如何有效电源和信号传输的难题。
随着机械加工技术的不断发展，在镗杆高速转动下，传统检测的方式无法有效的实现电源和信号的传输。因此在旋转式减振镗杆上内安装感知元件和电磁阻尼减振器存在两个重要问题：（1）将感知元件采集的信号准确、并实时传输到相应终端的问题；（2）电磁阻尼减振器等减振部分的电源供应问题。
旋转式减振镗杆的感知元件稳定工作是保证智能在线检测系统工作的重要前提，因此旋转式减振镗杆合适的电源和信号传输系统的研究，对实现镗削加工质量和精度的在线检测具有重要意义。
目前针对旋转轴供电的方式有电池供电、导电滑环供电、旋转变压器、无线电能传输方式等，信号传输方式有光电耦合等。但由于电池能力有限、导电滑环摩擦等不足，限制了智能在线检测和控制系统的使用，远不能满足目前的高转速工况的中，电源供应和感知元件信号传输的需求。现在的旋转式减振镗杆供电系统研究转移到利用分离变压器原理的电磁感应供电方式上。
发明内容
本发明针对旋转式减振镗杆供电和信号传输问题，设计一种能够准确有效为旋转式减振镗杆提供电源和信号传输的装置。
本发明技术方案：一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，包括减振镗杆、电源-信号传输装置、电磁阻尼减振器、感知元件，基于旋转式减振镗杆，电源-信号传输装置将来自控制箱的电源传输到镗杆内部的电磁阻尼减振器，将旋转式减振镗杆中感知元件采集的振动信号，通过电源-信号传输装置传输到外部控制箱。
所述的旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，电源-信号传输装置分为两部分，一、电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分，二、电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分。
所述电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分固定在所述旋转式减振镗杆的尾部，并随旋转式减振镗杆一起转动，减振镗杆安装在机床主轴上，电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分固定在机床本体上。
所述的旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，通过初级线圈和次级线圈的电磁感应原理，来实现电源和信号的传输，通过非接触式的连接方式连接，在镗杆的尾部安装有直流-交流转换模块。
本发明有益效果在于：解决旋转式减振镗杆供电和信号传输的问题，传统的电池供电容量有限，导电滑环供电滑环磨损严重。采用非接触式电磁感应原理，有效的避免以上传统方式的不足，具有供电效率高，信号传输稳定、准确的特点。
附图说明
图1是本发明旋转式减振镗杆电源-信号传输装置的总体结构示意图。
图2是本发明旋转式减振镗杆电源-信号传输装置A-A剖面图。
图3是本发明电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分俯视图。
图4是本发明电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分示意图。
图5是本发明旋转式减振镗杆电源-信号传输装置电路原理示意图。
图中标号含义如下：1-感知元件，2-电磁阻尼减振器，3-减振镗杆，4-直流-交流转换模块，5-电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分，6-控制箱，7-机床本体，8-机床主轴，9-电源-信号传输装置，10-电源次级接收线圈，11-电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分，12-信号初级发射线圈，13-电源初级发射线圈，14-信号次级接收线圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述旋转式减振镗杆电源-信号传输装置做具体说明。
本发明技术方案：一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，包括减振镗杆3、电源-信号传输装置9、电磁阻尼减振器2、感知元件1，基于旋转式减振镗杆3，电源-信号传输装置9将来自控制箱6的电源传输到镗杆内部的电磁阻尼减振器2，将旋转式减振镗杆中感知元件1采集的振动信号，通过电源-信号传输装置9传输到外部控制箱6。
所述的旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，电源-信号传输装置9分为两部分，一、电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分5，二、电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分11。
所述电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分11固定在所述旋转式减振镗杆的尾部，并随旋转式减振镗杆3一起转动，减振镗杆3安装在机床主轴8上，电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分5固定在机床本体7上。
所述的旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，通过初级线线圈和次级线圈中线圈的电磁感应的原理，来实现电源和信号的传输。通过非接触式的连接方式连接，在镗杆的尾部安装有直流-交流转换模块4。
实施例一：结合图1、图3和图5详细叙述本发明电源传输的工作原理：电源-信号传输装置9通过电磁感应的方式，实现为减振镗杆3提供电源的传输。
控制箱6的交流电源（Us）通过电源初级发射线圈（Ls）13，产生与自身频率相同的交变磁场，使电源次级接收线圈（Lr）10发生电磁感应，并产生同频率的交流电流，通过直流-交流转换模块4的整流滤波电路，得到电磁阻尼减振器2所需的电压和电流；
实施例二：结合图1、图3和图5详细叙述本发明信号传输的工作原理：感知元件1的信号通过信号初级发射线圈（Ls）12产生与自身频率相同的交变磁场，使信号次级接收线圈（Lr）14发生电磁感应，并产生同频率的交流电流，通过直流-交流转换模块4的整流滤波电路，将感知元件1的信号传输到控制箱6。
应当指出的是，虽然本文参照了特定的实施方式来描述本发明，但这些实施例只是发明示例。在不脱离本发明原理的前提下，做出适当的修改和修饰都应视为在本发明的保护范围之内。本发明所述的核心原理组成部件依据现有技术均可实现。

Claims (3)

1.一种旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，包括减振镗杆、电源-信号传输装置、电磁阻尼减振器、感知元件，其特征在于：基于旋转式减振镗杆，电源-信号传输装置将来自控制箱的电源传输到镗杆内部的电磁阻尼减振器，将旋转式减振镗杆中感知元件采集的振动信号，通过电源-信号传输装置传输到外部控制箱。
2.根据权利要求1所述的旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，其特征在于：电源-信号传输装置分为两部分：一、电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分，二、电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分，其中电源次级接收线圈和信号初级发射线圈部分固定在所述旋转式减振镗杆的尾部，并随旋转式减振镗杆一起转动；电源初级发射线圈和信号次级接收线圈部分固定在机床本体上。
3.根据权利要求2所述的旋转式减振镗杆电源-信号传输装置，其特征在于：电源-信号传输装置，通过初级线线圈和次级线圈的电磁感应原理，来实现电源和信号的传输；通过非接触式的连接方式连接，在镗杆的尾部安装有直流-交流转换模块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113145879A (zh) * 2021-04-21 2021-07-23 哈尔滨理工大学 一种基于励磁线圈的阻尼可调式减振镗杆

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CN107528613A (zh) * 2016-06-20 2017-12-29 上海擎朗智能科技有限公司 一种非接触供电通信装置

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