CN114623216A - 具感测功能的防尘装置 - Google Patents

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Abstract

一种具感测功能的防尘装置，适于安装于线性传动装置，所述防尘装置包含：防尘件，呈环状，包含内表面、相对于所述内表面的外表面、连接所述内表面和所述外表面的端面以及由所述端面凹设的至少一容置槽；传感器，设置于所述至少一容置槽内；以及供电模块，设置于所述至少一容置槽内，电性连接所述传感器，以供应所述传感器电力。由此，可实现无线侦测及避免线性传动装置的行程被限缩。

Description

具感测功能的防尘装置
技术领域
本发明涉及一种防尘装置，特别是指一种具感测功能的防尘装置。
背景技术
线性传动装置是利用滚珠、滚柱等多个滚动体之滚动运动，来导引可动体进行直线移动。例如，滚珠螺杆具备有可于螺杆与螺帽之间进行滚动运动之多个滚珠，并且滚珠螺杆藉由使螺杆旋转或螺帽旋转，而使螺帽于螺杆上沿螺杆的轴向行进。而滚珠螺杆在经过长期使用后，滚珠会产生疲劳剥脱(flaking)的现象，也就是滚珠表面的一部分呈鳞状剥落。剥落下来的碎屑会影响滚珠运行时的顺畅度进而妨碍螺帽于螺杆上沿螺杆的轴向行进。因此，需要对滚珠螺杆的运作进行侦测。
目前具有感测异常功能的滚珠螺杆大多是在滚珠螺杆轴向端部上外挂传感器。然而，外挂传感器会牺牲掉滚珠螺杆原有的行程。此为目前业界有待解决的课题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种具有侦测功能且可避免线性传动装置的行程被限缩的防尘装置。
本发明根据一实施例所提供的一种具感测功能的防尘装置，适于安装于线性传动装置，所述防尘装置包含：防尘件，呈环状，包含内表面、相对于所述内表面的外表面、连接所述内表面和所述外表面的端面以及由所述端面凹设的至少一容置槽；传感器，设置于所述至少一容置槽内；以及供电模块，设置于所述至少一容置槽内，电性连接所述传感器，以供应所述传感器电力。
在另一实施例中，所述至少一容置槽包含第一凹槽和第二凹槽，所述防尘件包含第一组合件和第二组合件，所述第一组合件包含所述第一凹槽和相对的二第一接合结构，所述第二组合件包含所述第二凹槽和相对的二第二接合结构，各所述第一接合结构和各所述第二接合结构分别包含电性接触区，所述传感器和部分的所述供电模块是设置于所述第一凹槽且彼此电性连接，所述部分的所述供电模块电性连接所述第一接合结构的所述电性接触区，另一部分的所述供电模块是设置于所述第二凹槽且电性连接所述第二接合结构的所述电性接触区，所述二第一接合结构分别可分离地连接所述二第二接合结构，使所述第一组合件和所述第二组合件组合成所述防尘件，并且使所述第一接合结构的所述电性接触区电性连接对应的所述第二接合结构的所述电性接触区，从而使所述部分的所述供电模块和所述另一部分的所述供电模块电性连接。
在再一实施例中，所述供电模块包含第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组设置于所述第一凹槽且连接所述传感器，所述第二线圈组设置于所述第二凹槽，当所述第一组合件和所述第二组合件组合时，所述第一线圈组电性连接所述第二线圈组，以产生所述电力给所述传感器。
在再一实施例中，所述供电模块包含电池和传输线路，所述传输线路设置于所述第一凹槽且连接所述传感器，所述电池设置于所述第二凹槽，当所述第一组合件和所述第二组合件组合时，所述电池电性连接所述传输线路，以供应所述电力给所述传感器。或者，所述供电模块包含无线充电线圈组，所述无线充电线圈组电性连接所述传感器，用以产生所述电力。或者，所述供电模块包含电池和至少一传输线路，所述电池通过所述至少一传输线路供应所述传感器电力。
在再一实施例中，所述传感器邻近所述线性传动装置的回流配件，所述回流配件用以提供多个滚动体回转的空间。
在再一实施例中，所述防尘装置更包含盖体，用以遮盖所述防尘件。
在再一实施例中，所述传感器用以侦测振动。
在再一实施例中，所述线性传动装置为滚珠螺杆。
由此，本发明所提供具有侦测功能的防尘装置可实现侦测所述线性传动装置运行状况的功能及避免线性传动装置的行程被限缩。
附图说明
图1为根据本发明一实施例绘示的线性传动装置的立体示意图；
图2为图1的分解图；
图3为根据本发明一实施例绘示的部分防尘装置的立体示意图；
图4为图3的分解图；
图5为根据本发明另一实施例绘示的部分防尘装置的立体示意图；
图6为图5的分解图；
图7为根据本发明再一实施例绘示的部分防尘装置的立体示意图；
图8为图7的分解图；
图9为根据本发明另一实施例绘示的线性传动装置的立体示意图；以及
图10为图9的分解图。
附图中符号标记说明：
10,70:螺帽
20:螺杆
21:螺纹
30:防尘装置
31,61:防尘件
31A:第一组合件
31B:第二组合件
311:外表面
312:内表面
313,613:端面
314:唇部
315:第一接合结构
316:第二接合结构
32:传感器
33,53:供电模块
33A:第一线圈组
33B:第二线圈组
34:盖体
40,80:回流元件
53A:传输线路
53B:电池
63:第三线圈组
D1:径向
D2:轴向
EP:电性接触区
H:通孔
OP:开口
S1:第一凹槽
S2:第二凹槽
S3:第三凹槽
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。
请参考图1至图4所示，本发明根据一实施例所提供的一种具感测功能的防尘装置30，适于安装于线性传动装置，例如滚珠螺杆等。为了方便说明本发明精神，以下将以滚珠螺杆作为范例来阐明。滚珠螺杆包含螺帽10、螺杆20、防尘装置30、至少一回流元件40和多个滚动体(未绘示)。其中定义螺杆20的轴向为D2，以及螺杆20的径向为D1。螺帽10包含通孔H。螺杆20可插入此通孔H，通孔H于螺帽10的两端分别形成开口OP，使螺帽10可沿螺杆20行进。回流配件40用以提供滚珠螺杆的多个滚动体回转的空间。
防尘装置30包含防尘件31、传感器32、供电模块33和盖体34。传感器32可例如为用以侦测振动的传感器，例如加速度传感器、位移传感器、速度传感器等。传感器32可通过无线的方式，将感测结果传送至控制分析端，控制分析端可例如是计算机、手机或平板等智能装置，以进行滚珠螺杆是否运作异常的判断。供电模块33电性连接传感器32，以供应传感器32电力。并且，传感器32和供电模块33埋入防尘件31中，由此可避免传感器32和供电模块33的设置影响滚珠螺杆的行程，并且无须对螺帽10进行额外的加工。又，盖体34遮盖防尘件31，由此可防止传感器32和供电模块33掉出。
防尘件31于本实施例中为滚珠螺杆的刮刷器(Wiper)，防尘件31呈环状并且安装于开口OP处，因此螺杆20可穿设于防尘件31。防尘件31包含外表面311、相对于外表面311的内表面312以及连接外表面311和内表面312的端面313。防尘件31更包含由内表面312凸设的唇部314，因此防尘件31的唇部314可沿螺杆20上的螺纹21行进，以刮除或刷除螺纹21上的油脂或碎屑。
在此实施例中，防尘件31更包含分别呈第一组合件31A和第二组合件31B。第一组合件31A和第二组合件31B例如呈半环状，然而本发明并不限于此。第一组合件31A包含由端面313凹设的第一凹槽S1以及分别位于相对两端的二第一接合结构315。第二组合件31B包含由端面313凹设的第二凹槽S2以及分别位于相对两端的二第二接合结构316。第一凹槽S1和第二凹槽S2例如呈半环状，然而本发明并不限于此。第一凹槽S1用以容纳传感器32和部分的供电模块33。第二凹槽S2用以容纳另一部分的供电模块33。具体来说，供电模块33例如包含第一线圈组33A和第二线圈组33B；第一凹槽S1用以容纳第一线圈组33A，第二凹槽S2用以容纳第二线圈组33B。
各第一接合结构315以及各第二接合结构316设有电性接触区EP。第一接合结构315的电性接触区EP对应第二接合结构316的电性接触区EP。当第一线圈组33A装设于第一凹槽S1内时，第一线圈组33A可电性连接第一接合结构315的电性接触区EP。当第二线圈组33B装设于第二凹槽S2内时，第二线圈组33B可电性连接第二接合结构316的电性接触区EP。并且，二第一接合结构315的形状与二第二接合结构316的形状分别相配合，例如嵌卡配合或是凹凸配合，因此二第一接合结构315分别可分离地连接二第二接合结构316，使第一组合件31A和第二组合件31B组合成环形的防尘件3各第一接合结构315上的电性接触区EP电性连接对应的各第二接合结构316上的电性接触区EP。如此一来，当第一组合件31A和第二组合件31B组合时，位于第一凹槽S1的第一线圈组33A便可与位于第二凹槽S2的第二线圈组33B电性连接，从而构成无线充电线圈组，以供应电力给传感器32。
此外，在图3和4的实施例中，第一凹槽S1于环绕轴向D2的环向上任一位置之径向宽度(沿径向D1的宽度)一致，然而本发明并不限于此；在本发明的其他实施例中，第一凹槽于环向上任一位置的径向宽度也可以不一致，例如渐缩，或者例如用来设置传感器32的区域沿径向D1的宽度不同于用来设置第一线圈组33A的区域沿径向D1的宽度，端视实际应用的需求来设计。同样地，在图3和4的实施例中，第一凹槽S1于环向上任一位置的轴向深度(沿轴向D2的深度)也一致，然而本发明并不限于此；在本发明的其他实施例中，第一凹槽S1于环向上任一位置的轴向深度也可以不一致，例如用来设置传感器32的区域沿轴向D2的深度不同于用来设置第一线圈组33A的区域沿轴向D2的深度，端视实际应用的需求来设计。
另一方面，为了提升感测效率及准确度，本发明的传感器32可设置于线性传动装置的回流配件40附近。以图2为例来说，第一凹槽S1靠近回流配件40，且与回流配件40同侧，因此传感器32设置于第一凹槽S1可获得较准确或较灵敏的感测结果。
为此，以下通过试验过程来验证传感器32的配置位置对感测结果的影响，请配合参考图4以及图2所示第一组合件31A、第二组合件31B、螺帽10及回流配件40的配置关系。假设，实验组的滚珠螺杆中，将传感器设置在与回流配件相邻的位置，例如图4中的第一组合件31A的凹槽(即第一凹槽S1)的中央；对照组的滚珠螺杆中，将传感器设置在远离回流配件的位置，例如图4中第二组合件31B的凹槽(即第二凹槽S2)的中央；除了传感器的设置位置不同以外，实验组和对照组的其余条件相同，传感器为加速度传感器。在此试验条件下，在滚珠螺杆运作过程中，实验组的传感器可侦测获得的特征频率的讯号能量值为0.9G，而对照组的传感器可侦测获得的特征频率的讯号能量值为0.4G。由此可知，将传感器设置于相邻于回流配件的位置可较灵敏地侦测到滚珠螺杆的运作状态。
在本发明另一实施例中，上述的供电模块33也可被替换成以电池作为供电来源。如图5和图6所示，供电模块53包含传输线路53A和电池53B。传输线路53A被装设于第一凹槽S1，且可电性连接传感器32以及二第一接合结构315上的电性接触区EP。电池53B被装设第二凹槽S2，并且可电性连接二第二接合结构316上的电性接触区EP。由此，当第一组合件31A和第二组合件31B组合时，电池53B电性连接传输线路53A，以供应电力给传感器32。
虽然上述各实施例是以组合型的防尘件作为范例来说明，然而本发明并不限于此。本发明再一实施例中，如图7和8所示，防尘件61包含端面613和由端面613凹设的第三凹槽S3(容置槽)。第三凹槽S3例如呈环形，且用以设置传感器32以及供电模块。在此实施例中，供电模块包含作为无线充电线圈组的第三线圈组63传感器32和第三线圈组63被装设于第三凹槽S3后，传感器32可电性连接第三线圈组63，使得第三线圈组63可供应电力给传感器32。然而，本发明并不限于上述范例；在其他实施例中，供电模块包含电池和传输线路，当传感器32和供电模块被装设于第三凹槽S3后，电池通过传输线路电性连接传感器32，以供应电力给传感器32。
在此实施例中，第三凹槽S3于环向上任一位置之径向宽度(沿径向D1的宽度)一致，然而本发明并不限于此；在本发明的其他实施例中，第三凹槽S3于环向上任一位置的径向宽度也可以不一致，例如用来设置传感器32的区域沿径向D1的宽度不同于用来设置供电模块的区域沿径向D1的宽度，端视实际应用的需求来设计。同样地，第三凹槽S3于环向上任一位置的轴向深度(沿轴向D2的深度)也一致，然而本发明并不限于此；在本发明的其他实施例中，第三凹槽S3于环向上任一位置的轴向深度也可以不一致，例如用来设置传感器32的区域沿轴向D2的深度不同于用来设置供电模块的区域沿轴向D2的深度，端视实际应用的需求来设计。
虽然上述各实施例中防尘装置是通过将盖体遮盖防尘件的方式，使传感器和供电模块限制在防尘件内，然而本发明并不限于此；在其他实施例中，如图9和10所示，线性传动装置包含螺帽70、螺杆20、防尘装置30和至少一回流配件80。在此实施例的防尘装置30的防尘件中，用来容纳传感器和供电模块的至少一容置槽的开口是朝向线性传动装置内部，并且回流配件80可将传感器和供电模块限制在防尘件中，因此可省略盖体的设置。
综上所述，本发明所提供具有感测功能的防尘装置，通过将传感器和供电模块埋入防尘件中，实现无线侦测滚珠螺杆运作状态的目的，不仅可应用于螺杆旋转的滚珠螺杆，还可应用于螺帽旋转的滚珠螺杆。并且，不影响螺帽长度，可维持滚珠螺杆的原使用行程。此外，也无须为了安装传感器而对螺帽进行额外加工。要维修或更换传感器或供电模块时，只要将防尘装置卸下后即可进行，简单、快速。
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 (10)

1.一种具感测功能的防尘装置，适于安装于线性传动装置，其特征在于，所述防尘装置包含：
防尘件，呈环状，包含内表面、相对于所述内表面的外表面、连接所述内表面和所述外表面的端面以及由所述端面凹设的至少一容置槽；
传感器，设置于所述至少一容置槽内；以及
供电模块，设置于所述至少一容置槽内，电性连接所述传感器，以供应所述传感器电力。
2.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述至少一容置槽包含第一凹槽和第二凹槽，所述防尘件包含第一组合件和第二组合件，所述第一组合件包含所述第一凹槽和相对的二第一接合结构，所述第二组合件包含所述第二凹槽和相对的二第二接合结构，各所述第一接合结构和各所述第二接合结构分别包含电性接触区，所述传感器和部分的所述供电模块是设置于所述第一凹槽且彼此电性连接，所述部分的所述供电模块电性连接所述第一接合结构的所述电性接触区，另一部分的所述供电模块是设置于所述第二凹槽且电性连接所述第二接合结构的所述电性接触区，所述二第一接合结构分别可分离地连接所述二第二接合结构，使所述第一组合件和所述第二组合件组合成所述防尘件，并且使所述第一接合结构的所述电性接触区电性连接对应的所述第二接合结构的所述电性接触区，从而使所述部分的所述供电模块和所述另一部分的所述供电模块电性连接。
3.根据权利要求2所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述供电模块包含第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组设置于所述第一凹槽且连接所述传感器，所述第二线圈组设置于所述第二凹槽，当所述第一组合件和所述第二组合件组合时，所述第一线圈组电性连接所述第二线圈组，以产生所述电力给所述传感器。
4.根据权利要求2所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述供电模块包含电池和传输线路，所述传输线路设置于所述第一凹槽且连接所述传感器，所述电池设置于所述第二凹槽，当所述第一组合件和所述第二组合件组合时，所述电池电性连接所述传输线路，以供应所述电力给所述传感器。
5.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述供电模块包含无线充电线圈组，所述无线充电线圈组电性连接所述传感器，用以产生所述电力。
6.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述供电模块包含电池和至少一传输线路，所述电池通过所述至少一传输线路供应所述传感器电力。
7.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述传感器邻近所述线性传动装置的回流配件，所述回流配件用以提供多个滚动体回转的空间。
8.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，更包含盖体，用以遮盖所述防尘件。
9.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述传感器用以侦测振动。
10.根据权利要求1所述的具感测功能的防尘装置，其特征在于，所述线性传动装置为滚珠螺杆。
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