CN110608663B - 部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于线性致动器的部件(12)，其具有至少一个传感器单元(14)。本发明提出的是，将该传感器单元设计为测量部件的至少一个形变特征参数。

Description

部件
技术领域
本发明涉及一种用于线性致动器的部件，其具有至少一个传感器单元。
背景技术
由文献WO2017048788A1已知一种线性致动器，其具有管状件和部件，所述部件可从管状件延伸出来。所述线性致动器具有传感器，其测量部件的力。其他现有技术由文献DE102010050837A1、JP2005201390A、EP1595681A1、US20060113940A1和US20080065354A1得知。
发明内容
本发明的目的特别在于实现高效率。根据本发明，该目的通过本发明的技术方案的技术特征来实现，而本发明的有利设计方案和改进形式能够由其他技术方案得知。
本发明涉及用于线性致动器的部件12，其具有至少一个传感器单元14。
本发明提出的是，将传感器单元设计成用于测量部件的至少一个形变特征参数。由此能够实现高效率。特别地，能够非常精确地并且以简单、成本低廉的方式获得部件受的力。
附图说明
根据以下对附图的说明可得出本发明的其他优势。在附图中示出了本发明的实施方式。附图、说明书包含了多种组合的技术特征。本领域技术人员也可方便地单独考虑这些技术特征，并将其组合成在技术上有意义的其他组合。
图1显示了根据本发明的线性致动器的被部分剖开的立体视图；
图2示出了线性致动器的截面图；
图3示出了线性致动器的部件和螺纹轴；
图4示出了部件连同螺纹轴一起的横截面的立体视图；以及
图5示出了通过线性致动器的纵截面图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的线性致动器的被部分剖开的立体视图。线性致动器具有外部管状件10和部件12，该部件12相对于管状件可部分地从该管状件直线伸出并且可重新移入该管状件。该移动由电动机(未显示)所引起，所述电动机能够相对于管状件10旋转螺纹轴40(见图3和5)，该螺纹轴40的重心相对于管状件10定位，由此，部件12的螺母(Mutter)可与整个部件12一起相对于管状件10直线地移动，所述螺母在圆周方向上相对于管状件10固定并且螺纹轴被旋入所述螺母中。
此外，线性致动器具有传感器单元14，其被设计为用于测量部件12的形变特征参数。传感器单元14被布置在部件的径向外部区域16。部件12的管状件42包括部件的壁18。壁18具有凹槽(Ausnehmung)26，其形成为管状件的通孔(Durchgangsloch)。传感器单元14被布置在凹槽26中，并且沿着凹槽26的圆周位于凹槽26的边界(Berandung)处。传感器单元14具有圆柱形状，但在原则上也能够具有其他形状。在沿着管状件42的径向朝凹槽26看去的视角上，凹槽26以及传感器单元14具有圆形形状，由此确保了凹槽26以及传感器单元14简单且成本低廉的可制造性。
传感器单元14具有第一应变片(Dehnungsmeβstreifen)20，该第一应变片20的纵向平行于管状件42的纵向并且平行于部件12的纵向24。如果部件12从管状件10伸出，则通过附接件(Aufsatz)44——其作为部件12的一部分并且被固定在管状件42的端部——实现了在部件12的纵向24上施加力。通过该力，管状件42发生形变，从而使得凹槽26也在纵向24上被压缩，并由此导致传感器单元14和应变片20在纵向24上被压缩。将传感器单元14的测量结果传输至线性致动器的评估单元22，该评估单元22被布置在管状件10以外。根据该测量结果，评估单元计算所述力的大小。在可供选择的实施方式中，评估单元被布置在管状件10以内。应变片20还测量凹槽26在受到该作用力时沿着纵向24的伸缩有多大，该伸缩代表了部件12的形变特征参数。
在本实施例中，传感器单元是具有金属片载体
Figure GDA0003064004750000031
的模块，在该金属片载体上除了应变片20以外还固定有三个其他的应变片。这四个应变片以全桥形式布置。在可供选择的实施例中，传感器单元14仅具有单个应变片。
部件12还具有三个加速度传感器，其测量部件12的加速度，这些加速度彼此垂直定向。在可供选择的实施方式中，部件12具有两个或者仅一个加速度传感器。此外，部件12包括温度传感器，其被布置在部件12的螺母附近。
此外，线性致动器包括部件32，其被设计为借助电磁辐射发送数据，并且被设计为无线地接收能量并随后用无线接收的能量在电路径上对电负载34进行供电。所述电负载34为传感器单元14。部件32自身也被提供电能。其他相关的传感器单元或传感器同样通过部件32提供能量。部件32被设计为NFC标签。通过部件32获得的能量由电容器缓冲，以便传输至电负载34。因为部件32是部件12的一部分，则该部件32——由于部件12相对于管状件10的可移动性——有时被布置在管状件10内。
此外，线性致动器具有电子单元36，其被设计成发射电磁辐射，以便传输信息和将能量传输至管状件10的内部空间。该发射通过被布置并固定在管状件10内侧的、电子单元的天线38来实现(见图1和5)。天线38是电子单元的NFC读取装置的一部分。NFC标签和NFC读取装置被分别设计为彼此集成到一起。为了获得能量，NFC标签接收电磁波——其从NFC读取装置发出——并将其转换成能量。
在其他实施方式中，NFC读取装置和NFC标签可通过其他具有类似功能的、利用无线电技术的部件来代替。因此，NFC标准对于本发明和实施例的功能而言并非是关键性的。
此外，电子单元具有发射单元(未显示)，其被设计为用于借助电磁辐射将信息发送至与线性致动器有间距的接收器。通过该发射单元，能够在通过部件32借助电磁波(该电磁波由天线接收)将数据发送到电子单元之后，将来自于部件12的传感器单元或传感器的数据发送至有间距的接收器。作为评估单元22的替代或补充，接收器能够具有评估单元，该评估单元用于对数据进行评估。此外，电子单元能够具有接收单元，该接收单元被设计为借助于电磁辐射从与线性致动器有间距的发射器接收信息。有间距的接收器和有间距的发射器能够在单个设备中实现。通过有间距的接收器或发射器，电子单元有可能将数据发送至云端，并由此，线性致动器为物联网的一部分。云端能够存储所发送的数据。此外，线性致动器能够通过有间距的接收器或发射器建立与智能设备——特别是智能手机——的连接。
评估单元22被设计为计算单元，将该计算单元设计为通过其软件，根据数据确认关于更换线性制动器的机械部件的时间点的建议，所述数据由处于至少一个工作模式下的计算单元从线性致动器的传感器通过直接或间接传输的方式得到。可选地或另外地，评估单元——其与线性致动器有间距——接收对更换时间的建议的确认。
由于传感器单元14设置在凹槽26中，可借助传感器单元14测量的负载范围依赖于管状件42的尺寸。相应地选择管状件42的设计，则能够借助于传感器单元14和应变片20感测所期望的负载范围。当然，对于力的确定，应变片20的分辨率在很大程度上依赖于管状件42的尺寸。通过适当地设计每个管状件42，能够将相同的传感器单元14和相同的应变片20用于不同尺寸的、根据本发明的线性致动器。
应变片20能够被直接气相沉积在传感器单元14的基底上。在可供选择的实施例中，应变片20也能够直接气相沉积在部件12或管状件42上。原则上还可设想的是，应变片通过厚膜技术制成。
将数据传输到与线性致动器有间距的接收器，这特别能够通过无线电标准(比如通过GSM标准或蓝牙标准)来实现。
在本发明的可供选择实施方式中，电子单元36被布置在管状件10以内。
传感器单元的电连接以及传感器的供电和评估通过柔性的电导体来实现。
在可供选择的实施方式中，传感器单元14通过两个销被固定在管状件42的径向外表面上。传感器单元14随后测量所述两个销的距离的改变。
附图标记列表
10 管状件
12 部件
14 传感器单元
16 外部区域
18 壁
20 应变片
22 评估单元
24 纵向
26 凹槽
32 部件
34 负载
36 单元
38 天线
40 螺纹轴
42 管状件
44 附接件

Claims (10)

1.一种用于线性致动器的部件(12)，其具有至少一个传感器单元(14)，
其特征在于：
所述传感器单元被设计成测量所述部件的至少一个形变特征参数，所述形变特征参数是以下的尺寸特征参数之一：
-所述部件的凹槽(26)的尺寸特征参数，其中所述凹槽设置在所述部件的管状件(42)的壁(18)中；以及
-所述部件的销组件的尺寸特征参数，其中所述销组件由两个销组成，设置在所述部件的管状件的所述壁上,所述尺寸特征参数是所述两个销的距离。
2.如权利要求1所述的部件，其中，所述传感器单元被布置在所述部件的径向外部区域(16)。
3.如权利要求1或2所述的部件，其中，所述传感器单元被至少部分地布置在所述部件的壁(18)中。
4.如前述权利要求中任一项所述的部件，其中，所述传感器单元具有至少一个第一应变片(20)。
5.如前述权利要求中任一项所述的部件，其中，所述传感器单元在至少一个视角上是圆的和/或圆形的。
6.如前述权利要求中任一项所述的部件，其中，所述部件具有至少一个第二传感器单元(28)，所述第二传感器单元被布置成与第一传感器单元有间距。
7.如前述权利要求中任一项所述的部件，其中，所述传感器单元的电连接以及所述传感器的供电和评估通过柔性的电导体来实现。
8.如前述权利要求中任一项所述的部件，其中，所述部件具有至少一个温度传感器和/或至少一个加速度传感器。
9.一种线性致动器，其具有如前述权利要求中任一项所述部件。
10.如权利要求9所述的线性致动器，其中，所述线性致动器具有至少一个评估单元(22)，所述评估单元被设计成，根据所述传感器单元的至少一个测量结果和/或根据所述线性致动器的其他传感器单元的至少一个测量结果来计算作用于所述部件的力，所述力特别是作用在所述部件的纵向(24)上的。
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