CN112051051B - 线性传动装置以及其辨识方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线性传动装置以及其辨识方法，其主要能由嵌入装置内的记忆单元储存所述线性传动装置的参数数据，例如：长轴件参数、轴向位置等数据，以微处理器判断感测装置是否被启用，并且通过参数分析、数据传输与算法运算等流程，利用运算控制装置进行实时性的运算以判断该线性传动装置的状态，以改善现有技术功能较为单一的缺失，可避免未认证的线性传动装置造成感测装置异常的问题产生，还能有效地掌握所述线性传动装置功能异常的问题。

Description

线性传动装置以及其辨识方法

技术领域

本发明关于一种线性传动装置以及线性传动装置的辨识方法。

背景技术

如图1所示，显示中国台湾专利(I600492)有关补偿螺杆导程误差的方法的其中一图式，其中导程误差数据储存于二维条形码10，将储存有导程误差数据的二维条形码10标示于螺帽11表面，以一扫描装置12读取储存于二维条形码10中的导程误差数据，并将导程误差数据传送至补偿运算单元，补偿运算单元读取导程误差数据经运算后产生一补偿数据，接着将补偿数据传送至控制单元13读取补偿数据后，进行螺杆导程误差的补偿。据此，在量测端先测量螺杆14的导程误差数据，再将导程误差数据储存于二维条形码10后，提供在同一标准环境下测量每一螺杆14导程误差，使螺杆14的导程误差测量结果能维持一致性，进而让终端无需自行购买测量螺杆14导程误差的仪器，以节省补偿导程误差的时间及成本。

然而，上述专利不能实时性的在线读取外，若发生偏差或是异常将无法得知，因而有无法掌控的变素存在；另外，以扫描装置12读取储存于二维条形码10中的导程误差数据仅具有单一导程误差测量功能，除此之外并无其它附属的功能，在使用功能上稍显不足，尚有改善的空间，若要量测多种数值，例如：判断轴别、外径等问题时，就必须配置其它设备，不仅造成诸多不便，亦导致成本上升。

此外，在使用特定运算模块监控特定零组件时，常于安装好螺杆后需人工输入参数于特定运算模块内，但是，输入不正确的话有可能导致特定运算模块发生异常而造成停机的问题。

再者，当线性传动装置进行感测时，会在连接感测装置及线性传动装置的连接线两端做记号，以分辨感测装置安装在何种线性传动装置上，但是，实际运用于产品时，可能会需要安装多组线性传动装置于机台上，因此连接感测装置及线性传动装置的连接线配线较为繁杂，进而使此作法的安装时间与出错频率大幅提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线性传动装置以及其辨识方法，其主要能实时地判断所述线性传动装置的状态，以改善现有技术功能较为单一的缺失，可避免未认证的该线性传动装置造成感测装置异常的问题产生，还能有效地掌握所述线性传动装置功能异常的问题。

本发明的另一目的在于提供一种线性传动装置以及其辨识方法，其主要能提供使用上的方便性，无需人工手动输入数据进而避免参数输入错误的问题。

为达前述目的，本发明提供一种线性传动装置，包含：

长轴件，具有滚动沟；

移动模块，能够往复位移地套设在所述长轴件，并具有一对应所述滚动沟设置的滚动槽，所述滚动沟与所述滚动槽形成负荷路径；

滚动单元，能滚动地设置于所述负荷路径内；

嵌入装置，设置在所述移动模块，并具有储存所述线性传动装置的参数数据的记忆单元及连接该记忆单元的第一传输单元；

感测装置，讯号连接所述嵌入装置，并具有感测模块及讯号连接所述感测模块的微处理器，所述感测模块具有讯号连接所述第一传输单元的第二传输单元，所述微处理器具有讯号连接所述第二传输单元的第三传输单元及连接所述第三传输单元的第一运算单元，所述第一运算单元根据所述记忆单元中的参数数据来判定所述感测装置是否被启用；以及

运算控制装置，讯号连接所述感测装置，并具有讯号连接所述第三传输单元的第四传输单元及连接所述第四传输单元的第二运算单元，当所述感测装置被启用时，所述第二运算单元用以运算所述线性传动装置的状态。

在某些实施例中，所述线性传动装置为滚珠螺杆或线性滑轨。

在某些实施例中，所述嵌入装置具有嵌入端面及数个位于所述嵌入端面的第一电性接点，所述感测模块具有接触所述嵌入端面的接合端面及数个位于所述接合端面且分别对应数个所述第一电性接点的第二电性接点。

在某些实施例中，该记忆单元内有启用序号以及该线性传动装置的参数数据，所述参数数据为轴别、外径、导程的其中一种或其组合。

在某些实施例中，所述移动模块具有管体以及连接所述管体的外凸环，所述外凸环的轴向凹设一供该嵌入装置设置的定位槽。

在某些实施例中，所述移动模块具有管体以及连接所述管体的外凸环，所述外凸环的径向凹设供所述嵌入装置设置的定位槽。

在某些实施例中，所述感测模块还包含三轴加速规，用以定义出一个XYZ三轴的空间坐标且搜集重力方向所产生的加速度变化及角度变化，并输出讯号至所述运算控制装置计算所述线性传动装置的轴别方向。

此外，本发明的另一具体实施例更进一步的提供一种线性传动装置的辨识方法，包含：

(A)设置步骤：将嵌入装置设置在移动模块上，且以感测装置的感测模块接合于所述嵌入装置；

(B)启用步骤：所述嵌入装置内的记忆单元通过第一传输单元输出参数数据至所述感测模块的第二传输单元，所述感测模块的第二传输单元再将所述参数数据传输至微处理器的第三传输单元，所述微处理器的第一运算单元抓取所述第三传输单元接收的参数数据，且判断所述参数数据是否正确，当所述参数数据为正确时，所述感测装置被启用，当所述参数数据为不正确时，所述感测装置没有被启用；以及

(C)分析步骤：运算控制装置的第四传输单元接收所述参数数据且所述运算控制装置的第二运算单元读取所述参数数据，并分析判断所述感测装置是否正常运行。

在某些实施例中，所述(C)分析步骤中，所述第二运算单元是判断所述线性传动装置的轴别参数是否有重复。

在某些实施例中，所述(C)分析步骤中，所述第二运算单元是判断所述线性传动装置是否有不同轴别角度参数重复。

附图说明

图1是中国台湾专利(I600492)有关补偿螺杆导程误差的方法的其中一图式。

图2是本发明实施例一的立体组合图。

图3是本发明实施例一的立体分解图。

图4是本发明实施例一的嵌入装置与感测装置的分解图。

图5是本发明实施例一的方块图。

图6是本发明实施例一的流程图。

图7是本发明实施例一的启用流程图。

图8是本发明实施例一的分析流程图(一)。

图9是本发明实施例一的分析流程图(二)。

图10是本发明实施例二的示意图，显示线性传动装置在X轴时，三轴加速规与重力方向。

图11是本发明实施例二的示意图，显示线性传动装置在Y轴时，三轴加速规与重力方向。

图12是本发明实施例二的示意图，显示线性传动装置在Z轴时，三轴加速规与重力方向。

图13是本发明实施例二的示意图，显示线性传动装置斜面安装与加速规轴别。

图14是本发明一实施例的立体分解图，显示外凸环的外环面径向凹设定位槽。

图15是本发明一实施例的立体分解图，显示感测装置是组合一体式。

图16是本发明一实施例的立体组合图，显示适用线性滑轨(一)。

图17是本发明一实施例的立体组合图，显示适用线性滑轨(二)。

附图中符号标记说明：

现有技术：

二维条形码10                     螺帽11

扫描装置12                       控制单元13

螺杆14

本发明：

负荷路径T                        轴向X

长轴件20                         螺杆环面21

滚动沟22                         移动模块30

管体31                           外凸环32

外环面321                        滚动槽33

定位槽34                         滚动单元40

嵌入装置50                       记忆单元51

第一传输单元52                   嵌入端面53

第一电性接点531                  第一电源单元54

感测装置60                       感测模块61

第二传输单元611                  第二电源单元612

接合端面613                      第二电性接点614

三轴加速规615                    微处理器62

第三传输单元621                  第一运算单元622

第三电源单元623                  运算控制装置70

第四传输单元71                   第二运算单元72

第四电源单元73                   (A)设置步骤81

(B)启用步骤82                    (C)分析步骤83

(D)传输步骤84                    (E)运算步骤85

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下说明中，类似的组件均以相同的编号表示。

实施例一：

如图2至图9所示，本发明实施例提供一种线性传动装置，所述线性传动装置是以滚珠螺杆为例，但不以此为限制，亦或是图16至图17的线性滑轨，所述线性传动装置主要由长轴件20、移动模块30、滚动单元40、嵌入装置50、感测装置60、以及运算控制装置70所组成，其中：

长轴件20，沿轴向X延伸；本实施例中，长轴件20为螺杆，并具有螺杆环面21、及凹设于螺杆环面21且呈螺旋状的滚动沟22。

移动模块30为螺帽且能够沿轴向X线性位移地套设在长轴件20外，并具有管体31、连接管体31的外凸环32(产业界通称法兰盘)、设置于管体31的内径面且对应该长轴件20的滚动沟22设置的滚动槽33、以及由外凸环32凹设的定位槽34，移动模块30的滚动槽33与长轴件20的滚动沟22之间形成负荷路径T；本实施例中，移动模块30的外凸环32的一端轴向凹设定位槽34，但不以此为限制，如图14所示，亦或是外凸环32的外环面321径向凹设定位槽34，也能达成与上述相同之功效。

滚动单元40能滚动地设置于负荷路径T内，滚动单元40以滚珠为例，但不以此为限制。

嵌入装置50，设置在移动模块30的定位槽34内且抵靠在定位槽34的槽底面，并具有储存线性传动装置的参数数据的记忆单元51、连接记忆单元51的第一传输单元52、嵌入端面53以及提供电力且连接第一传输单元52的第一电源单元54；本实施例中，嵌入装置50的嵌入端面53具有四个第一电性接点531，四个第一电性接点531分别为Rx/data、VCC、GND与Tx/Clock；记忆单元51内有启用序号以及线性传动装置的参数数据，参数数据为轴别、外径、导程的其中一种或及其组合，所述启用序号与所述参数数据可以设置在一起或是独立分开。

感测装置60，设置在移动模块30上且与嵌入装置50结合，感测装置60与嵌入装置50讯号连接，并具有感测模块61及讯号连接感测模块61的微处理器62，感测模块61具有讯号连接第一传输单元52的第二传输单元611、连接第二传输单元611的第二电源单元612、接触嵌入端面53的接合端面613及四个位于接合端面613上且分别对应四个第一电性接点531的第二电性接点614，四个第二电性接电614分别为Tx/data、VCC、GND与Rx/Clock，微处理器62具有讯号连接第二传输单元611的第三传输单元621、连接第三传输单元621的第一运算单元622及连接第一运算单元622的第三电源单元623，感测模块61的接合端面613的四个第二电性接点614分别接触嵌入端面53的四个第一电性接点531，以读取嵌入装置50的第一传输单元52输出的参数数据，且感测装置60的第二传输单元611再将参数数据输出至微处理器62的第三传输单元621，微处理器62的第一运算单元622抓取第三传输单元621所接收的参数数据，且判断一或多个所述参数资料是否正确，以判断感测装置60是否被启用；本实施例中，感测装置60的感测模块61与微处理器62为拆开分离式，但不以此为限制，如图15所示，感测装置60亦能是组合一体式，也能达成与上述相同之功效。另外，感测装置60为振动、温度、磁场、声波、湿度、酸碱、光传感器、金属传感器、气体、或微粒子之任一者、或是前述感测装置的集合。

运算控制装置70，讯号连接感测装置60，并具有连接感测模块61的第三传输单元621的第四传输单元71、连接第四传输单元71的第二运算单元72及连接第二运算单元72的第四电源单元73，当感测装置60被启用时，第二运算单元72用以提供算法运算所述线性传动装置的状态；本实施例中，感测装置60是以有线方式将感测所述滚珠螺杆的讯号输出至运算控制装置70，但不以此为限制，亦或是无线方式将感测所述滚珠螺杆的讯号输出至运算控制装置70，而运算控制装置70可为桌面计算机、Ipad等智能型电子装置。值得一提的是，运算控制装置70可连接一个警示器(图中未示)，所述警示器提供简易按钮操作与异常状态警示灯的配置。

实施例二：

值得注意的是，如图10至图13所示，在某些实施例中，感测模块61还包含讯号连接第二传输单元611的三轴加速规615，三轴加速规615用以定义出一个XYZ三轴的空间坐标且搜集重力方向所产生的加速度变化及角度变化，并以第二传输单元611输出讯号至微处理器62，微处理器62再传输至运算控制装置70计算线性传动装置的轴别方向，其中以图11为例，在此先定义：Y轴方向指长轴件20前、后端延伸的方向；Z轴方向指长轴件20左、右侧延伸的方向；X轴方向指长轴件20上、下端延伸的方向，若是Z轴方向与Y轴方向平行于地面且X轴方向垂直于地面时，即Z轴方向与Y轴方向未受到任何外力作用，因此，Z轴方向与Y轴方向输出0g的加速度(重力)，X轴方向会受到负方向1g的加速度(重力)。若是Z轴方向垂直于地面且X轴方向与Y轴方向平行于地面时，即X轴方向与Y轴方向未受到任何外力作用，因此，X轴方向与Y轴方向输出为0g的加速度(重力)，Z轴方向会受到负方向1g的加速度(重力)。

再举例，若X轴方向由负方向1g变化至正方向1g，此时经过角度换算，X轴方向相对于重力方向之夹角角度会由180度变换到0度，由于Z轴方向必定与X轴方向垂直90度，因此由Z轴方向加速度的正负方向来判断X轴方向是位于坐标的左象限或者坐标的右象限上，由此通过三轴加速规615的设计，达到判断螺杆轴别的目的。

以上所述即为本发明实施例各主要构件的结构及其组态说明。

至于本发明的线性传动装置的辨识方法请参考以下的说明。

如图2至图9所示，本发明实施例的线性传动装置的辨识方法，其主要由(A)设置步骤81、(B)启用步骤82、(C)分析步骤83、(D)传输步骤84、以及(E)运算步骤85所完成，其中：

(A)设置步骤81：将嵌入装置50设置在移动模块30上，且以感测装置60的感测模块61的接合端面613嵌入至嵌入装置50的嵌入端面53。

(B)启用步骤82：嵌入装置50内的记忆单元51通过第一传输单元52输出参数数据至感测模块61的第二传输单元611，感测模块61的第二传输单元611再将参数数据传输至微处理器62的第三传输单元621，微处理器62的第一运算单元622抓取第三传输单元621接收的参数数据，且判断参数数据是否正确，当参数数据为正确时，感测装置60被启用，当参数数据为不正确时，感测装置60没有被启用。

(C)分析步骤83：运算控制装置70的第四传输单元71接收参数数据且运算控制装置70的第二运算单元72读取所述参数数据，并分析判断感测装置60是否正常运行；如图8所示，于一较佳实施例中，运算控制装置70的第二运算单元72是判断滚珠螺杆的轴别参数是否有重复并储存该参数数据，值得注意的是，于实际的实施中，可能会有数组的移动模块30分别安装在位于不同轴向的数组长轴件20上，因此可能会有移动模块30安装在错误的长轴件20上的情况发生，因此，当轴别参数有重复时，运算控制装置70的警示器警示线性传动装置安装错误，当轴别参数不是重复时，跳至下一步骤；如图9所示，于另一较佳实施例中，运算控制装置70的第二运算单元72是判断滚珠螺杆是否有不同轴别角度参数重复并储存参数数据，当轴别角度参数有重复时，运算控制装置70的警示器警示线性传动装置安装错误，当轴别角度参数不是重复时，跳至下一步骤。

(D)传输步骤84：微处理器62的第一运算单元622产生数据由第三传输单元621输出。

(E)运算步骤85：运算控制装置70的第四传输单元71接收第三传输单元621输出的数据并传送至第二运算单元72，第二运算单元72运算线性传动装置的状态。

由此，本发明提供一种线性传动装置以及其辨识方法，主要由长轴件20、移动模块30、滚动单元40、嵌入装置50、感测装置60以及运算控制装置70所组成，其特色能由嵌入装置50内的记忆单元51储存线性传动装置的参数数据，例如：长轴件参数、轴向位置等数据，以微处理器62判断感测装置60是否被启用，并且通过参数分析、数据传输与算法运算等流程，利用运算控制装置70进行实时性的运算以判断线性传动装置的状态，以改善现有技术功能较为单一的缺失，可避免未认证的线性传动装置造成感测装置异常的问题产生，还能有效地掌握线性传动装置功能异常的问题，同时无需手动输入参数进而避免参数输入错误的状况。

另外，现有的结构中当线性传动装置进行感测时，会在感测装置的两端做记号，以分辨感测装置安装在何线性传动装置上，但是此作法在安装时间与出错频率将会大幅提高，而通过本发明的设计，能使设备商布线容易(即线路防呆设计，进而避免接线错误的问题发生)。

值得说明的是，上述实施例是以滚珠螺杆做为说明，如图16至图17所示，本实施例的所述线性传动装置也可适用线性滑轨，使长轴件20为滑轨，而移动模块30为滑块，感测装置60设置于移动模块30的一侧，而图16中的感测装置60拆开为分离式，图17中的感测装置60组合为一体式，也能达成与上述相同的功效。

综上所述，上述各实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种线性传动装置，其特征在于，包含：

长轴件，具有滚动沟；

移动模块，能够往复位移地套设在所述长轴件，并具有对应所述滚动沟设置的滚动槽，所述滚动沟与所述滚动槽形成负荷路径；

滚动单元，能滚动地设置于所述负荷路径内；

嵌入装置，设置在所述移动模块，并具有储存所述线性传动装置的参数数据的记忆单元及连接所述记忆单元的第一传输单元；

感测装置，讯号连接所述嵌入装置，并具有感测模块及讯号连接所述感测模块的微处理器，所述感测模块具有讯号连接所述第一传输单元的第二传输单元，所述微处理器具有讯号连接所述第二传输单元的第三传输单元及连接所述第三传输单元的第一运算单元，所述第一运算单元根据所述记忆单元中的参数数据来判定所述感测装置是否被启用；

运算控制装置，讯号连接所述感测装置，并具有讯号连接所述第三传输单元的第四传输单元及连接所述第四传输单元的第二运算单元，当所述感测装置被启用时，所述第二运算单元用以运算所述线性传动装置的状态；

所述嵌入装置具有嵌入端面及数个位于所述嵌入端面的第一电性接点，所述感测模块具有接触所述嵌入端面的接合端面及数个位于所述接合端面且分别对应数个所述第一电性接点的第二电性接点。

2.根据权利要求1所述的线性传动装置，其特征在于，所述线性传动装置为滚珠螺杆、或是线性滑轨。

3.根据权利要求1所述的线性传动装置，其特征在于，所述记忆单元内有启用序号以及所述线性传动装置的参数数据，所述参数数据为轴别、外径、导程的其中一种或其组合。

4.根据权利要求1所述的线性传动装置，其特征在于，所述移动模块具有管体以及连接所述管体的外凸环，所述外凸环的轴向凹设供所述嵌入装置设置的定位槽。

5.根据权利要求1所述的线性传动装置，其特征在于，所述移动模块具有管体以及连接所述管体的外凸环，所述外凸环的径向凹设供所述嵌入装置设置的定位槽。

6.根据权利要求1所述的线性传动装置，其特征在于，所述感测模块还包含三轴加速规，用以定义出一个XYZ三轴的空间坐标且搜集重力方向所产生的加速度变化及角度变化，并输出讯号至所述运算控制装置计算所述线性传动装置的轴别方向。

7.一种如权利要求1所述的线性传动装置的辨识方法，其特征在于，包含：

(A)设置步骤：将嵌入装置设置在移动模块上，且以感测装置的感测模块接合于所述嵌入装置，所述嵌入装置具有嵌入端面及数个位于所述嵌入端面的第一电性接点，所述感测模块具有接触所述嵌入端面的接合端面及数个位于所述接合端面且分别对应数个所述第一电性接点的第二电性接点；

(B)启用步骤：所述嵌入装置内的记忆单元通过第一传输单元输出参数数据至所述感测模块的第二传输单元，所述感测模块的第二传输单元再将所述参数数据传输至微处理器的第三传输单元，所述微处理器的第一运算单元抓取所述第三传输单元接收的参数数据，且判断所述参数数据是否正确，当所述参数数据为正确时，所述感测装置被启用，当所述参数数据为不正确时，所述感测装置没有被启用；

(C)分析步骤：运算控制装置的第四传输单元接收所述参数数据且所述运算控制装置的第二运算单元读取所述参数数据，并分析判断所述感测装置是否正常运行。

8.根据权利要求7所述的线性传动装置的辨识方法，其特征在于，所述(C)分析步骤中，所述第二运算单元是判断所述线性传动装置的轴别参数是否有重复。

9.根据权利要求7所述的线性传动装置的辨识方法，其特征在于，所述(C)分析步骤中，所述第二运算单元是判断所述线性传动装置是否有不同轴别角度参数重复。

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