CN112718923B - 一种万向轴取电结构及应用该结构的冲压计数系统 - Google Patents
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Abstract
一种万向轴取电结构及应用该结构的冲压计数系统，包括壳体、振动感应器、单片机、开关按键、电池和陀螺仪，振动感应器安装在壳体内，振动感应器包括万向轴、中心枢接块、线圈、磁性块和弹性装置，中心枢接块侧壁上开设有固定插孔，万向轴固定插设在固定插孔中，万向轴端部与壳体内壁抵接，万向轴包括切割长轴和平衡短轴，切割长轴和平衡短轴固设在固定插孔中，每个切割长轴上均缠绕有线圈，线圈末端为引出线，引出线和单片机电连接；每根切割长轴两侧均设两块有磁极相对的磁性块，磁性块固设在壳体内，单片机包括充放电模块、通讯模块和计算模块，充放电模块用于能源储蓄，开关按键、电池和陀螺仪均与单片机电连接。本发明可准确计数，十分实用。
Description
技术领域
本发明涉及冲压设备领域，尤其涉及一种万向轴取电结构及应用该结构的冲压计数系统。
背景技术
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的成形加工方法。现有的冲压设备未设置有计数装置或安装的计数装置计数精确度不高，无法准确检测冲压次数，需要后期对加工件进行人工清点计数，效率较低，人工计数也容易漏计或多计，无法准确计数也使生产商无法对产量进行准确计算，进而无法更合理地安排材料的供应，可能造成材料的浪费，另外，在模具的生产以及使用的过程中，需要了解模具的使用状况和使用寿命，现有的了解途径都只是大致根据模具的凹凸模使用状况、损耗情况、使用时间来进行估算，并不能精确的知道冲压模具在使用时具体的冲压次数，对生产中的模具的冲次管理有欠缺，因此，需要设计出一种适合安装在压铸机、注塑造机等冲压设备上，能准确计数的冲压计数系统，并对其中的主要结构取电方式进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题提供一种万向轴取电结构及应用该结构的冲压计数系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种万向轴取电结构，包括振动感应器，所述振动感应器包括万向轴、中心枢接块、线圈、磁性块和弹性装置，所述万向轴上安装有振动装置，所述中心枢接块侧壁上开设有固定插孔，所述万向轴固定插设在固定插孔中，所述万向轴远离中心枢接块的端部与壳体内壁抵接，所述万向轴上均缠绕有线圈，所述线圈末端为引出线，每根所述万向轴两侧均固定设置两块有磁极相对的磁性块，所述万向轴的端部均套设有弹性装置。
进一步地，所述万向轴包括物联网领域微发电模块，每根万向轴均包括切割长轴和平衡短轴，所述切割长轴和平衡短轴分别固定插设在中心枢接块相背离的两侧壁的固定插孔中，每个所述切割长轴上均缠绕有线圈，所述磁性块设置在所述切割长轴两侧。
进一步地，所述切割长轴周向一体成型有上凸起、下凸起、前凸起和后凸起，所述上凸起、下凸起、前凸起和后凸起均缠绕有线圈，单个所述切割长轴上缠绕一根导线。
进一步地，其特征在于，所述中心枢接块为长方体结构，所述中心枢接块六面侧壁上均开设有固定插孔。
进一步地，所述弹性装置为弹簧。
一种应用上述结构的冲压计数系统，包括壳体、单片机、开关按键、电池、陀螺仪，以及上述任一项所述的万向轴取电结构，所述振动感应器安装在壳体内，所述引出线和单片机电连接，所述磁性块固定安装在壳体内，所述单片机包括充放电模块、通讯模块和计算模块，所述充放电模块用于能源储蓄，所述计算模块用于数值计算，所述开关按键、电池和陀螺仪均与单片机电连接。
进一步地，所述冲压计数系统还包括显示器，显示器与单片机电连接，所述显示器用于次数显示、次数清零和异常告警。
进一步地，所述陀螺仪用于方向、位移、振动频率、振动曲线的检测。万向轴结合陀螺仪，可以增补陀螺仪的部分功能，切割磁力线发电可以设定六轴或九轴方式，可以获取到每个轴的电流和电压的大小，可以分析出振动的方向和一些细微的变化,采集到机器的振动曲线，这个曲线可以分析出工作设备的异常,可用于机器的生命周期管理，或者通过振动异常来探测机器的健康状况，该冲压计数系统可结合其他数据来分析机器状况。
进一步地，所述通讯模块采用ZIGBEE通讯，也可采用其他低功耗的通讯方式，如lora nbiot通讯。
进一步地，所述电池为可充放电池。
进一步地，冲压计数系统的发电方式可以结构上稍做调整，发电原理采用振动冲击压电陶磁模块产生电流的压电发电方式。
与现有技术相比，本发明万向轴取电结构及应用该结构的冲压计数系统具有如下有益效果：振动感应器为立体空间结构，感受振动更全面、准确、灵敏，根据电磁感应原理，内置三轴或更多，涉六个方向，轴为发电机的缠绕线圈，外部为磁性材料三轴切割线圈发电，磁性材料两端连接为弹性装置，接受震动时时为上下摆动切割磁力线，产生电压和电流。此外,万向轴的结构是物联网领域微发电模块,万向轴结合陀螺仪，会采集到机器的振动曲线，用于机器的生命周期管理。有振动异常来探测机器的健康状况。此产品会结合其他数据来分析机器状况。结合单片机技术，整个技术方案功能完善。本发明冲压计数系统可记录压铸机、注塑造机等机器的冲压次数(合模数)，能抓取准确的冲压次数，即准确生产数量，也可用于获取机器的振动频率曲线，振动心跳，或者参与机器的正常展示和异常预警，还可以结合其他传感器，获取机器的一些信息，获取机器准确的稼动率。其次，通过振动获取能源，无须换电池，整个设备无须接线，通过ZIGBEE通讯，通讯模块低功耗，可休眠、传输频率高。可应用在压铸机、注塑造机等机器上，准确计数，具有较高的生产应用价值，
附图说明
图1为本发明冲压计数系统的各装置示意图。
图2为本发明振动感应器的立体示意图。
附图标记：1、振动感应器；11、万向轴；111、切割长轴；112、平衡短轴；12、中心枢接块；121、固定插孔；13、线圈；131、引出线；14、磁性块；15、弹性装置；2、单片机；3、开关按键；4、电池；5、显示器；6、陀螺仪；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图2所示，一种万向轴取电结构，包括振动感应器1，振动感应器1包括万向轴11、中心枢接块12、线圈13、磁性块14和弹性装置15，万向轴11上安装有振动装置，万向轴11包括物联网领域微发电模块，本实施例共设置有六根万向轴11,涉六个方向，可以设置更多方向的万向轴11，以便更准确、灵敏地探测到振动；中心枢接块12侧壁上开设有固定插孔121，本实施例中，中心枢接块12为长方体结构，中心枢接块12六面侧壁上均开设有固定插孔121，万向轴11固定插设在固定插孔121中，万向轴11远离中心枢接块12的端部与壳体内壁抵接，以便灵敏地接收到振动，万向轴11均包括切割长轴111和平衡短轴112，切割长轴111和平衡短轴112分别固定插设在中心枢接块12相背离的两侧壁的固定插孔121中，每个切割长轴111上均缠绕有线圈13，线圈13末端为引出线131。
具体地，切割长轴111上缠绕线圈13的具体结构为，切割长轴111周向一体成型有上凸起、下凸起、前凸起和后凸起，上凸起、下凸起、前凸起和后凸起均缠绕有线圈13，单个切割长轴111上仅缠绕一根导线，上下前后四个凸起形似十字形，在万向轴11振动时能够上下摆动切割磁力线，产生电压和电流。
每根切割长轴111两侧均固定设置两块有磁极相对的磁性块14，即两块磁性块14相对的面分别为N级和S级，磁性块14在整个计数过程中均保持静止，提供稳定的磁场；切割长轴111和平衡短轴112上均套设有弹性装置15，本实施例中弹性装置15为弹簧，弹性装置15的设置使振动感应器1可以稳定地安装。
万向轴切割磁力线取电这种方式既可以用于下述的冲压计数系统，也可以作为其他振动领域的物联网微发电取电。
如图1至图2所示，一种冲压计数系统包括壳体、万向轴取电结构、单片机2、开关按键3、电池4、显示器5和陀螺仪6，各装置相互配合，可准确地记录压铸机、注塑造机等机器的合模数。
万向轴取电结构安装在壳体内，引出线131和单片机2电连接，将电流传导至单片机2，磁性块14固定安装在壳体内。
另外，冲压计数系统的发电方式可以结构上稍做调整，发电原理采用振动冲击压电陶磁模块产生电流方式。
单片机2包括充放电模块、通讯模块和计算模块，充放电模块用于能源储蓄，通讯模块采用ZIGBEE通讯，该通讯模块具有低功耗，可休眠、传输频率高的优点，也可采用其他低功耗的通讯方式，如lora nbiot通讯，计算模块用于将振动感应器1的电流转化为数字信号，并累计计数，本实施例中，单片机2分别采集并记录六个方向的电池4和电压的大小，并完成能源储蓄。
开关按键3、电池4、显示器5和陀螺仪6均与单片机2电连接，显示器5为优选结构，显示器5用于次数显示、次数清零和异常告警，使计数数据可视化。
陀螺仪6用于方向、位移、振动频率、振动曲线的检测，万向轴11结合陀螺仪6，可以增补陀螺仪6的部分功能，切割磁力线发电可以设定六轴或九轴方式，可以获取到每个轴的电流和电压的大小，可以分析出振动的方向和一些细微的变化,采集到机器的振动曲线，这个曲线可以分析出工作设备的异常,可用于机器的生命周期管理，或者通过振动异常来探测机器的健康状况，该冲压计数系统可结合其他数据来分析机器状况。
另外，电池4为可充放电池，便于长期使用。
另外，本发明提供一种应用上述冲压计数系统的压铸机，包括机体、动模、定模，冲压计数系统固定安装在机体上。
最后应说明的是：以上实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种冲压计数系统，其特征在于，包括壳体、单片机(2)、开关按键(3)、电池(4)、陀螺仪(6)，以及万向轴取电结构，万向轴取电结构包括振动感应器(1)，所述振动感应器(1)包括万向轴(11)、中心枢接块(12)、线圈(13)、磁性块(14)和弹性装置(15)，所述万向轴(11)上安装有振动装置，所述中心枢接块(12)侧壁上开设有固定插孔(121)，所述万向轴(11)固定插设在固定插孔(121)中，所述万向轴(11)远离中心枢接块(12)的端部与壳体内壁抵接，所述万向轴(11)上均缠绕有线圈(13)，所述线圈(13)末端为引出线(131)，每根所述万向轴(11)两侧均固定设置两块有磁极相对的磁性块(14)，所述万向轴(11)的端部均套设有弹性装置(15)，所述振动感应器(1)安装在壳体内，所述引出线(131)和单片机(2)电连接，所述磁性块(14)固定安装在壳体内，所述单片机(2)包括充放电模块、通讯模块和计算模块，所述充放电模块用于能源储蓄，所述计算模块用于数值计算，所述开关按键(3)、电池(4)和陀螺仪(6)均与单片机(2)电连接。
2.根据权利要求1所述的冲压计数系统，其特征在于，所述万向轴(11)包括物联网领域微发电模块，每根万向轴(11)均包括切割长轴(111)和平衡短轴(112)，所述切割长轴(111)和平衡短轴(112)分别固定插设在中心枢接块(12)相背离的两侧壁的固定插孔(121)中，每个所述切割长轴(111)上均缠绕有线圈(13)，所述磁性块(14)设置在所述切割长轴(111)两侧。
3.根据权利要求2所述的冲压计数系统，其特征在于，所述切割长轴(111)周向一体成型有上凸起、下凸起、前凸起和后凸起，所述上凸起、下凸起、前凸起和后凸起均缠绕有线圈(13)，单个所述切割长轴(111)上缠绕一根导线。
4.根据权利要求1所述的冲压计数系统，其特征在于，所述中心枢接块(12)为长方体结构，所述中心枢接块(12)六面侧壁上均开设有固定插孔(121)。
5.根据权利要求1所述的冲压计数系统，其特征在于，所述弹性装置(15)为弹簧。
6.根据权利要求1所述的冲压计数系统，其特征在于，所述冲压计数系统还包括显示器(5)，显示器(5)与单片机(2)电连接，所述显示器(5)用于次数显示、次数清零和异常告警。
7.根据权利要求1所述的冲压计数系统，其特征在于，所述陀螺仪(6)用于方向、位移、振动频率、振动曲线的检测。
8.根据权利要求1所述的冲压计数系统，其特征在于，所述通讯模块采用ZIGBEE通讯或lora nbiot通讯，所述电池(4)为可充放电池。
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