JPH07128165A - Trouble detector for belt - Google Patents
Trouble detector for beltInfo
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- JPH07128165A JPH07128165A JP5276621A JP27662193A JPH07128165A JP H07128165 A JPH07128165 A JP H07128165A JP 5276621 A JP5276621 A JP 5276621A JP 27662193 A JP27662193 A JP 27662193A JP H07128165 A JPH07128165 A JP H07128165A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、巻き掛け動力伝達系に
おいて、従動節のトルクを検出する場合に使用するトル
クセンサを用いたベルトの故障診断装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a belt failure diagnosing device using a torque sensor used for detecting the torque of a follower in a winding power transmission system.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、動力伝達装置に使用されている巻
き掛け動力伝達系は、系に運動を与える主動節と、主動
節から運動を受ける従動節との間に屈撓質の媒介節を巻
き掛け、媒介節の張力によって両者間に運動を伝えるも
のであるが、その過酷な利用によってベルトが切れてし
まうこともあり、定期点検を余儀なくされているのが現
状で、このためベルトの状態を絶えずモニタリングして
おいて、異常時にすばやく何らかの信号を発するベルト
の故障検知装置の普及が高まってきている。2. Description of the Related Art In recent years, a winding power transmission system used in a power transmission device has a flexure medium node between a main node that gives motion to the system and a follower node that receives motion from the main node. Although the movement of the belt is transmitted between the two by the tension of the wrapping and the medial joint, the belt may be broken due to its severe use, and it is unavoidable that regular inspection is required. Belt failure detection devices, which constantly monitor and constantly emit a signal in the event of an abnormality, are becoming increasingly popular.
【0003】従来、この種のベルトの故障検知装置は、
図6に示すような構成が一般的であった。以下、その構
成について図6を参照しながら説明する。Conventionally, this type of belt failure detection device has been
The configuration shown in FIG. 6 has been common. The configuration will be described below with reference to FIG.
【0004】図に示すように、原動プーリ101と従動
プーリ102との間に媒介節としてのベルト103が巻
き掛けられて、動力伝達系104が形成される。原動プ
ーリ101が原動機(図示せず)によって駆動され、原
動プーリ101のトルクがベルト103によって、従動
プーリ102に伝達される。動力伝達系104にはトル
クセンサ105が設けられている。トルクセンサ105
はテンションプーリ106、107を備え、それぞれの
テンションプーリ106、107は梁108、109を
介して固定体110に支持されており、梁108、10
9に歪ゲージ111、112が取り付けられている。テ
ンションプーリ106、107はベルト103に押し付
けられており、トルクセンサ105及び光電スイッチ1
13は検知装置114に接続されている。As shown in the figure, a belt 103 as an intermediate node is wound between a driving pulley 101 and a driven pulley 102 to form a power transmission system 104. The driving pulley 101 is driven by a driving machine (not shown), and the torque of the driving pulley 101 is transmitted to the driven pulley 102 by the belt 103. The power transmission system 104 is provided with a torque sensor 105. Torque sensor 105
Includes tension pulleys 106 and 107, and the tension pulleys 106 and 107 are supported by the fixed body 110 via the beams 108 and 109.
Strain gauges 111 and 112 are attached to the plate 9. The tension pulleys 106 and 107 are pressed against the belt 103, and the torque sensor 105 and the photoelectric switch 1
13 is connected to the detection device 114.
【0005】上記構成において、従動プーリ102の両
端に作用するベルトの張力T1、T2と、従動プーリ1
02に生じるトルクτとの間に式(数1)の関係が成り
立つ。In the above structure, the tensions T1 and T2 of the belt acting on both ends of the driven pulley 102 and the driven pulley 1
The relationship of the formula (Equation 1) is established with the torque τ generated in 02.
【0006】[0006]
【数1】 [Equation 1]
【0007】これより、歪ゲージ出力がトルクに比例す
ることがわかる。また、プーリ両端のベルト103の張
力差を測定することで負荷トルクを求めるため、オフセ
ットが存在しないので初期張力に依存せず、アクティブ
レンジを広くとることができる。さらにその構造はテン
ションプーリ106、107も兼ねる。このトルクセン
サ105よりの信号及びベルト103の回転の原点を求
める光電スイッチ113よりの信号により、検知装置1
14にてベルト103の故障を検知することになる。From this, it is understood that the strain gauge output is proportional to the torque. Further, since the load torque is obtained by measuring the tension difference between the belts 103 at both ends of the pulley, there is no offset, so that the active range can be widened without depending on the initial tension. Further, the structure also serves as the tension pulleys 106 and 107. Based on the signal from the torque sensor 105 and the signal from the photoelectric switch 113 that determines the origin of rotation of the belt 103, the detection device 1
At 14, the failure of the belt 103 is detected.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のベル
トの故障検知装置では、周期的に現れる変動成分のみを
抽出するために加算平均法を用いている点で信号処理を
行なうための複雑なアルゴリズムを必要とするマイクロ
コンピュータを備えた検知装置と、周期測定のための光
電スイッチが必要であり、装置を構成するにあたって高
価で、複雑となるという課題があった。In such a conventional belt failure detection device, a complicated process for performing signal processing is used in that an averaging method is used to extract only a fluctuation component that appears periodically. A detection device equipped with a microcomputer that requires an algorithm and a photoelectric switch for period measurement are required, and there is a problem that the device is expensive and complicated.
【0009】本発明は上記課題を解決するもので、信号
処理用のマイクロコンピュータを備えた検知装置及び周
期測定のための光電スイッチを使用することなくベルト
の故障検知をすることを第1の目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The first object of the present invention is to solve the above problems and to detect a belt failure without using a detection device equipped with a microcomputer for signal processing and a photoelectric switch for period measurement. And
【0010】第2の目的は、トルクセンサ部の構成を簡
素化することを目的とする。第3の目的は、ベルトの故
障状態を検知し、さらに運転の制御及び故障状態報知を
することにある。A second object is to simplify the structure of the torque sensor unit. A third purpose is to detect a failure state of the belt, and further to control the operation and notify the failure state.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的を達
成するための第1の手段は、原動機に取り付けられた主
動節と従動節との間に巻き掛けられている媒介節を有す
る巻き掛け動力伝達系において、フレームに支持されて
おり前記媒介節の往復両側を同時に対向する方向に押圧
し得る一対のテンションプーリと、前記フレームを固定
体に支持する梁と、前記梁の歪を検出する歪検出部材と
を備え、前記トルクセンサからの出力信号によりベルト
の異常状態を検知する検知装置よりなる構成としたもの
である。A first means for achieving the first object of the present invention has a medial node wound between a main driving part and a driven part mounted on a prime mover. In the winding power transmission system, a pair of tension pulleys supported by a frame and capable of pressing both reciprocating sides of the medial joint in opposite directions at the same time, a beam supporting the frame on a fixed body, and a distortion of the beam And a strain detecting member for detecting, and a detection device for detecting an abnormal state of the belt based on an output signal from the torque sensor.
【0012】また、第2の目的を達成するために第2の
手段は、テンションプーリを片持ち梁で支持し、前記片
持ち梁に歪ゲージを取り付けたトルクセンサを備えた構
成としている。Further, in order to achieve the second object, the second means comprises a torque sensor in which the tension pulley is supported by a cantilever and a strain gauge is attached to the cantilever.
【0013】また、第3の目的を達成するための第3の
手段は、ベルトの故障状態を検知する検知回路に加え、
原動機の運転制御装置と故障状態を知らしめる報知装置
とを備えた構成としている。A third means for achieving the third object is to add a detection circuit for detecting a failure state of the belt,
The configuration is provided with an operation control device for the prime mover and an alarm device for notifying the failure state.
【0014】[0014]
【作用】本発明は上記した第1の手段の構成によりトル
クセンサの出力電圧を検知装置(微分回路)に入力する
ことでリアルタイムで亀裂の発生と規模を検知すること
ができるものである。According to the present invention, the generation and scale of cracks can be detected in real time by inputting the output voltage of the torque sensor to the detection device (differential circuit) by the configuration of the first means described above.
【0015】また、第2の手段の構成により、トルクセ
ンサが一つの構成でも、ベルトの亀裂を検知することが
できるものである。Further, with the configuration of the second means, even with a single torque sensor, it is possible to detect a crack in the belt.
【0016】また、第3の手段の構成により、検出した
故障をもとに運転の制御及び、報知することができるも
のである。Further, the configuration of the third means enables control of operation and notification based on the detected failure.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の第1実施例について図1及び
図2を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0018】図1に示すように従来例に構成は基本的に
同様であるため異なる部分のみ説明する。ここでトルク
センサ5にはベルト3の異常状態を検知し、図2で示す
微分回路で構成された検知装置14に接続されているも
のである。As shown in FIG. 1, since the structure of the conventional example is basically the same, only different parts will be described. The torque sensor 5 detects an abnormal state of the belt 3 and is connected to the detection device 14 composed of the differential circuit shown in FIG.
【0019】上記構成により、図1に示したトルクセン
サ5からの出力電圧をこの図2で示す検知装置14(以
下微分回路と記す)の端子Vinに入力されるが、微分
特性のみを持つ回路を考えた場合、コンデンサ15と抵
抗16だけでは回路が発振して実用にならない。つまり
Vinのインピーダンスがゼロの際、抵抗16を通って
帰ってきたフィードバック電圧をコンデンサ15で決定
される周波数にポールが発生する。そこで微分回路に抵
抗17とコンデンサ18を追加し、抵抗17をコンデン
サ15に直列にいれると図3の周波数特性図のように上
部が平らになる。抵抗17が小さいと安定度が悪いた
め、コンデンサ18を抵抗16に並列に挿入する。また
抵抗17の効果で増幅度は制限されるが、動作が安定す
る。抵抗19はオペアンプ20の出力電圧を安定かつ理
想的にするもので、その値は次式(数2)で求めること
ができる。With the above configuration, the output voltage from the torque sensor 5 shown in FIG. 1 is input to the terminal Vin of the detection device 14 (hereinafter referred to as a differential circuit) shown in FIG. 2, but a circuit having only a differential characteristic. Considering the above, the circuit oscillates with only the capacitor 15 and the resistor 16 and is not practical. That is, when the impedance of Vin is zero, the feedback voltage returned through the resistor 16 has a pole at the frequency determined by the capacitor 15. Therefore, if a resistor 17 and a capacitor 18 are added to the differentiating circuit and the resistor 17 is placed in series with the capacitor 15, the upper part becomes flat as shown in the frequency characteristic diagram of FIG. Since the stability is poor when the resistor 17 is small, the capacitor 18 is inserted in parallel with the resistor 16. Further, although the amplification degree is limited by the effect of the resistor 17, the operation is stable. The resistor 19 makes the output voltage of the operational amplifier 20 stable and ideal, and its value can be obtained by the following equation (Equation 2).
【0020】[0020]
【数2】 [Equation 2]
【0021】この微分回路を用いることでベルト3の亀
裂により生じる高周波成分を増幅することができる。微
分回路のVoutの出力波形を図2に示す。By using this differentiating circuit, the high frequency component generated by the crack of the belt 3 can be amplified. The output waveform of Vout of the differentiating circuit is shown in FIG.
【0022】このように本発明の第1実施例のベルトの
故障検知装置によれば、ベルトの亀裂による高周波の振
幅を増幅することができるため、簡単な構成でリアルタ
イムでベルトの亀裂の発生と規模を検知することができ
る。As described above, according to the belt failure detection apparatus of the first embodiment of the present invention, since the amplitude of the high frequency due to the crack of the belt can be amplified, the occurrence of the crack of the belt can be realized in real time with a simple structure. The scale can be detected.
【0023】つぎに本発明の第2実施例について図4を
参照しながら説明する。図に示すようにテンションセン
サ21はテンションプーリ22を片持ち梁23で支持さ
れており、片持ち梁23は歪ゲージ24が取り付けられ
ており、テンションセンサ21と検知装置14が接続さ
れている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the tension sensor 21 supports a tension pulley 22 by a cantilever 23, a strain gauge 24 is attached to the cantilever 23, and the tension sensor 21 and the detection device 14 are connected.
【0024】上記構成により、ベルト3の張力T3とテ
ンションセンサ21の出力電圧の関係は次式(数3)で
表される。With the above structure, the relationship between the tension T3 of the belt 3 and the output voltage of the tension sensor 21 is expressed by the following equation (Equation 3).
【0025】[0025]
【数3】 [Equation 3]
【0026】このことから、ベルトの張力T3とテンシ
ョンセンサ21の出力電圧に比例関係があり、検知装置
14によりベルト3の亀裂による電圧変化を検出するこ
とができる。From this, the tension T3 of the belt and the output voltage of the tension sensor 21 have a proportional relationship, and the detection device 14 can detect the voltage change due to the crack of the belt 3.
【0027】このように本発明の第2実施例のベルトの
故障検知装置によれば、ベルトの亀裂をベルトの張力T
3の変化により検知することができる。As described above, according to the belt failure detecting apparatus of the second embodiment of the present invention, the belt tension T
It can be detected by the change of 3.
【0028】つぎに本発明の第3実施例について図5を
参照しながら説明する。図に示すように、検知装置14
(以下微分回路と記す)に可変抵抗26を通しトランジ
スタ25などのスイッチング素子によりマイクロコンピ
ュータ27に入力し、原動機30を駆動する駆動装置2
8及び報知装置29がマイクロコンピュータ27に接続
されているものである。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the detection device 14
A drive device 2 for driving a prime mover 30 by inputting a variable resistor 26 (hereinafter referred to as a differentiating circuit) to a microcomputer 27 by a switching element such as a transistor 25 to drive a prime mover 30.
8 and the notification device 29 are connected to the microcomputer 27.
【0029】上記構成により、微分回路を通したベルト
の亀裂による電圧変化がトランジスタ25などのスイッ
チング素子に入り、その出力状態をマイクロコンピュー
タ27により判断し、駆動装置28により原動機30の
運転を制御し、ベルトの亀裂状態を報知装置29で表示
することができる。With the above construction, the voltage change due to the crack of the belt passing through the differentiating circuit enters the switching element such as the transistor 25, the output state thereof is judged by the microcomputer 27, and the operation of the prime mover 30 is controlled by the drive unit 28. The state of cracks in the belt can be displayed on the notification device 29.
【0030】このような本発明の第3実施例のベルトの
故障検知装置によれば、ベルトの状態により運転制御を
行なえ、また、報知することができる。According to the belt failure detecting apparatus of the third embodiment of the present invention as described above, it is possible to carry out the operation control and to give an alarm depending on the belt state.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、複雑なアルゴリズムを必要とするマイクロ
コンピュータ、周期測定をする光電スイッチ等の高価
で、複雑なものを用いることなく簡単な装置でベルトの
故障を検知することができる効果のあるベルトの故障検
知装置が提供できる。As is apparent from the above embodiments, according to the present invention, it is easy to use a microcomputer requiring a complicated algorithm, a photoelectric switch for measuring a period, and the like without using an expensive and complicated device. It is possible to provide a belt failure detection device which is effective in detecting a belt failure with any device.
【0032】また、テンションプーリが一つでも故障を
検知することができる効果のあるベルトの故障検知装置
が提供できる。Further, it is possible to provide a belt failure detection device which is effective in detecting a failure even with one tension pulley.
【0033】さらに、故障を検知し、電動機の制御およ
び故障の報告をすることができる効果のあるベルトの故
障検知装置が提供できる。Further, it is possible to provide a belt failure detection device which is effective in detecting a failure, controlling the electric motor, and reporting the failure.
【図1】本発明の第1実施例のベルトの故障検知装置の
構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a belt failure detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(a)同検知装置の回路図 (b)同検知装置の出力波形図FIG. 2A is a circuit diagram of the same detection device, and FIG. 2B is an output waveform diagram of the same detection device.
【図3】同検知装置の周波数特性図FIG. 3 is a frequency characteristic diagram of the detection device.
【図4】同第2実施例の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of the second embodiment.
【図5】同第3実施例の検知装置の回路構成図FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a detection device according to the third embodiment.
【図6】従来のベルトの故障検知装置の構成図FIG. 6 is a block diagram of a conventional belt failure detection device.
1 原動プーリ 2 従動プーリ 3 ベルト 5 トルクセンサ 6,7 テンションプーリ 8,9 梁 11,12 歪ゲージ 14 検知装置 15 コンデンサ 16 抵抗器 17 抵抗器 18 コンデンサ 19 抵抗器 20 オペアンプ 21 テンションセンサ 22 テンションプーリ 23 梁 24 歪ゲージ 25 トランジスタ 26 可変抵抗器 27 マイクロコンピュータ 28 駆動装置 29 報知装置 1 Driving Pulley 2 Driven Pulley 3 Belt 5 Torque Sensor 6,7 Tension Pulley 8,9 Beam 11,12 Strain Gauge 14 Detector 15 Capacitor 16 Resistor 17 Resistor 18 Capacitor 19 Resistor 20 Operational Amplifier 21 Tension Sensor 22 Tension Pulley 23 Beam 24 Strain gauge 25 Transistor 26 Variable resistor 27 Microcomputer 28 Drive device 29 Notification device
Claims (3)
との間に巻き掛けられている媒介節を有する巻き掛け動
力伝達系と、フレームに支持された前記媒介節の往復両
側を同時に対向する方向に押圧し得る一対のテンション
プーリと、前記フレームを固定体に支持する梁と、前記
梁の歪みを検出する歪検出部材とを備えるトルクセンサ
からの出力信号によりベルトの異常状態を検知する検知
回路よりなるベルトの故障検知装置。1. A winding power transmission system having a mediation node wound between a main driving part and a driven node attached to a prime mover, and the reciprocating both sides of the mediating part supported by a frame are opposed to each other at the same time. Detection that detects an abnormal state of the belt by an output signal from a torque sensor that includes a pair of tension pulleys that can be pressed in a direction, a beam that supports the frame on a fixed body, and a strain detection member that detects the strain of the beam Belt failure detection device consisting of a circuit.
記片持ち梁に歪ゲージを取り付けたテンションセンサを
備えた請求項1記載のベルトの故障検知装置。2. The belt failure detection device according to claim 1, further comprising a tension sensor in which the tension pulley is supported by a cantilever and a strain gauge is attached to the cantilever.
加え原動機の運転制御装置と故障状態を知らしめる報知
装置とを備えた請求項1記載のベルトの故障検知装置。3. The belt failure detection device according to claim 1, further comprising an operation control device for the prime mover and an alarm device for notifying the failure condition in addition to the detection circuit for detecting the failure condition of the belt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5276621A JPH07128165A (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Trouble detector for belt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5276621A JPH07128165A (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Trouble detector for belt |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07128165A true JPH07128165A (en) | 1995-05-19 |
Family
ID=17571996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5276621A Pending JPH07128165A (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Trouble detector for belt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07128165A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014119190A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | シャープ株式会社 | State output device and method for controlling state output device |
WO2016088205A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | オリンパス株式会社 | Medical manipulator |
-
1993
- 1993-11-05 JP JP5276621A patent/JPH07128165A/en active Pending
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