TWI630329B - Monitoring device - Google Patents

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Abstract

空氣汽缸(50)，具備筒狀的汽缸(52)、及藉由被供給至設於汽缸(52)的內側之隔室(56、57)的流體的壓力而移動之活塞(51)。監視裝置(1)，具備熱通量感測器(10)及檢測部(13)。熱通量感測器(10)，設於汽缸(52)，藉由和活塞(51)的動作相應之隔室(56、57)的流體的壓縮或膨脹，來檢測汽缸(52)中流通之熱通量。檢測部(13)，基於熱通量感測器(10)的輸出訊號，檢測活塞(51)的動作狀態。

Description

監視裝置
本揭示有關監視對象裝置所具備之移動體的動作之技術。
以往，作為檢測藉由空氣汽缸(air cylinder)裝置等而移動之移動體的動作之手段，已知有自動開關(auto switch)。專利文獻1揭示之技術，是使用自動開關來檢測移動體亦即下部推頂器(pusher)的位置。一般而言，自動開關，是藉由安裝有磁鐵等磁場產生構件之移動體進入自動開關的檢測範圍，或從該檢測範圍離開(脫離)，來輸出ON/OFF訊號。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-223592號公報
然而，自動開關，除了移動體進入自動開關的檢測範圍時，或從該檢測範圍離開時以外，無法監視移 動體正在做怎樣的動作。因此，為了監視移動體的動作狀態，需要一種具備新穎的構成的檢測手段之監視裝置。
本揭示之目的在於提供一種監視對象裝置所具備之移動體的動作狀態之技術。
本揭示之技術的一個態樣亦即監視裝置，係監視對象裝置(50)所具備之移動體(51)的動作。對象裝置，具備筒狀的汽缸(52)及移動體。移動體，藉由對設於汽缸的內側之隔室(56、57)供給之流體的壓力而移動。
監視裝置，具備熱通量感測器(10)及檢測部(11、12、13)。熱通量感測器，設於汽缸，藉由和移動體的動作相應之隔室的流體的壓縮或膨脹，來檢測汽缸中流通之熱通量。檢測部，基於熱通量感測器的輸出訊號，檢測移動體的動作狀態。
上述構成之監視裝置中，若被供給至對象裝置所具有的隔室之流體的壓力上昇或降低，則移動體會因該壓力而移動。此時，隨著隔室的流體的壓縮或膨脹，流體的溫度會上昇或降低。因此，設於汽缸之熱通量感測器，會輸出和移動體的動作相應之訊號。其結果，檢測部，能夠基於熱通量感測器的輸出訊號，檢測移動體的動作狀態。是故，監視裝置，能夠監視對象裝置所具備之移動體的動作狀態。
另，上述各要素的括弧內的符號，表示後述實施形態中記載之具體要素與上述要素的對應關係之一例。
1‧‧‧監視裝置
10‧‧‧熱通量感測器
11‧‧‧電壓計
12‧‧‧控制單元
13‧‧‧檢測部
50‧‧‧空氣汽缸(對象裝置)
51‧‧‧活塞(移動體)
52‧‧‧汽缸
56、57‧‧‧隔室
[圖1]安裝有第1實施形態之監視裝置的對象裝置的構成示意模型圖。
[圖2]圖1的II-II線下之汽缸的截面圖。
[圖3]將圖2中的熱通量感測器安裝於汽缸之前的狀態俯視圖。
[圖4]圖3的IV-IV線下之截面圖。
[圖5]監視裝置所具備之熱通量感測器、自動開關、及控制單元的各輸出訊號的波形一例示意圖。
[圖6]安裝有第2實施形態之監視裝置的汽缸示意部分截面圖。
[圖7]圖6的VII-VII線下之截面圖。
[圖8]安裝有第3實施形態之監視裝置的汽缸示意截面圖。
[圖9]圖8的IX部分擴大圖。
[圖10]圖9的X-X線下之截面圖。
[圖11]安裝有第4實施形態之監視裝置的汽缸示意截面圖。
以下基於圖面，說明本揭示之技術的一個態樣亦即監視裝置的實施形態。另，於以下各實施形態彼此中，對於互為同一或均等之部分，標注同一符號來進行說明。
(第1實施形態)
參照圖面說明本實施形態。如圖1及圖2所示例般，本實施形態之監視裝置1，係安裝於作為對象裝置之空氣汽缸50。監視裝置1，監視空氣汽缸50所具備之活塞51(移動體)的動作。
首先，針對空氣汽缸50說明之。
空氣汽缸50，是以空氣壓作為動力，令活塞51往復移動之動力汽缸裝置。空氣汽缸50，具備汽缸52、活塞51、及活塞桿53。
汽缸52，形成為筒狀。在汽缸52的內側，具有2個隔室56、57(內部空間)。此外，汽缸52，具有從徑方向外側的外壁朝向隔室56、57凹陷之凹部54。凹部54，朝汽缸52的軸方向延伸。
如圖1所示例般，在汽缸52的隔室56、57配置有活塞51。另，以下說明中，將和活塞51的活塞桿53相反側之隔室56稱為第1室56。此外，將活塞桿53側的隔室57稱為第2室57。活塞51，可藉由對第1室56或第2室57供給之空氣的壓力，而朝汽缸52的軸方向往復移動。
活塞桿53，為與活塞51連動之軸構件。活塞桿53，一端連接至活塞51，另一端從設於汽缸52的軸方向的端部之孔55突出。活塞桿53，可對對象物60進行搬運或保持等種種作業。
在汽缸52，形成有連通至第1室56之第1開口部58。此外，在汽缸52，形成有連通至第2室57之第2開口部59。
在汽缸52的第1開口部58，連接有第1配管61。在第2開口部59，連接有第2配管62。第1配管61與第2配管62，皆連接至流路切換閥63。流路切換閥63，連接至供給管65與排氣管66。供給管65，為用來透過流路切換閥63對汽缸52供給壓縮空氣之配管，係連接至空氣壓縮機64。排氣管66，為用來透過流路切換閥63從汽缸52將空氣予以排氣之配管，係對大氣開放。流路切換閥63，藉由從控制單元12輸出的動作訊號而驅動。如此一來，流路切換閥63，會切換前述的配管的連通及截斷。
具體而言，流路切換閥63，是依以下方式來切換配管的連通及截斷。流路切換閥63，一旦配管被連接至圖1所示A的位置，便將第1配管61與供給管65連通，將第2配管62與排氣管66連通。此時，對於第1室56會從空氣壓縮機64供給壓縮空氣。第2室57會對大氣開放。如此一來，活塞51會從實線C的位置朝虛線D的位置移動。
此外，流路切換閥63，一旦配管被連接至B的位置，便將第1配管61與排氣管66連通，將第2配管62與供 給管65連通。此時，第1室56會對大氣開放。對於第2室57會從空氣壓縮機64供給壓縮空氣。如此一來，活塞51會從虛線D的位置朝實線C的位置移動。
接著，說明監視上述活塞51的動作之監視裝置1。
監視裝置1，具備熱通量感測器10、電壓計11、及控制單元12等。另，藉由電壓計11與控制單元12，來構成檢測部13。
熱通量感測器10，設於汽缸52的軸方向之第1室56側的端部。熱通量感測器10，係伴隨和活塞51的動作相應之第1室56的空氣的壓縮或膨脹，來檢測流通於汽缸52的內側與外側之間之熱通量。
此處，說明熱通量感測器10的構造。
如圖3及圖4所示例般，熱通量感測器10，具有以下這樣的構造。熱通量感測器10，係絕緣基材100、表面保護構件110、背面保護構件120被一體化。熱通量感測器10，在此被一體化而成之構件的內部，第1、第2層間連接構件130、140係交互地被串聯連接。另，圖3中，省略了表面保護構件110。絕緣基材100、表面保護構件110、背面保護構件120為膜狀，以熱可塑性樹脂等具有可撓性的樹脂材料所構成。絕緣基材100，形成有於厚度方向貫通之複數個第1、第2導孔101、102。在第1、第2導孔101、102，埋入有以彼此相異的金屬或半導體等熱電材料所構成之第1、第2層間連接構件130、140。第1、第2層間 連接構件130、140的連接部，依以下方式構成。第1、第2層間連接構件130、140的一方的連接部，藉由配置於絕緣基材100的表面100a之表面導體圖樣111而構成。第1、第2層間連接構件130、140的另一方的連接部，藉由配置於絕緣基材100的背面100b之背面導體圖樣121而構成。
於熱通量感測器10的厚度方向，一旦熱流通過熱通量感測器10，則在第1、第2層間連接構件130、140的一方的連接部與另一方的連接部會產生溫度差。如此一來，在第1、第2層間連接構件130、140，會產生席貝克效應(Seeback effect)所造成之熱電動勢。熱通量感測器10，會將產生的熱電動勢輸出作為感測器訊號(例如電壓訊號)。
如圖2所示例般，熱通量感測器10，設於汽缸52的凹部54。汽缸52的凹部54的內壁形成為曲面狀。如上述般，熱通量感測器10為膜狀。熱通量感測器10，具有沿著凹部54的內壁而彎曲之可撓性。因此，熱通量感測器10，係呈沿著凹部54的內壁之曲面形狀。
相對於熱通量感測器10而言在和凹部54的內壁相反側，設有推壓構件14。推壓構件14，例如由胺甲酸乙酯管(urethane pipe)等所形成。推壓構件14，當被捲成筒狀的情形下具有往徑方向外側擴展之張力。因此，推壓構件14會將熱通量感測器10朝凹部54的內壁推壓，熱通量感測器10與凹部54的內壁會緊貼。如此一來，熱流會良好地流通於凹部54的內壁與熱通量感測器10與推壓構件14 之間。是故，熱通量感測器10，會輸出和流通於汽缸52的凹部54的內壁側的面與推壓構件14側的面之間的熱通量相應之訊號。
如圖1所示例般，熱通量感測器10輸出的電壓訊號，藉由電壓計11而被計測。將熱通量感測器10與電壓計11予以連接之配線15、16，係通過管狀的屏蔽線17的內部。屏蔽線17，具有用來防止來自外部的電磁波侵入之導體171。另，圖1中為了說明之便，將導體171以虛線直線表示。實際上，導體171是在屏蔽線17的內部，以包圍配線15、16之方式形成為筒狀。
屏蔽線17所具有之導體171，透過配線18等而和汽缸52電性連接。另，屏蔽線17所具有之導體171，亦可直接連接至汽缸52。屏蔽線17所具有之導體171，較佳是連接至接地19。如此一來，能夠減低對於熱通量感測器10輸出的電壓訊號之噪訊。
另，汽缸52與接地19，亦可藉由地線(非圖示)直接連接。
電壓計11的計測值，被傳送至控制單元12。控制單元12，具有微電腦等，構成為演算裝置。控制單元12，基於藉由電壓計11計測出的熱通量感測器10的輸出訊號，來檢測活塞51的動作狀態。針對檢測活塞51的動作狀態之方法後述之。
如圖1及圖2所示例般，在汽缸52的凹部54，設有2個自動開關20、21。自動開關20、21，如以下般動 作。例如，從設於活塞51之磁鐵等磁場產生構件產生的磁場，會進入自動開關20、21的檢測範圍。如此，自動開關20、21，會將設於內部之開關的接點設為ON。另一方面，該磁場會從自動開關20、21的檢測範圍離開(脫離)。如此，自動開關20、21，會將設於內部之開關的接點設為OFF。
以下說明中，將設於汽缸52的軸方向之第1室56側的端部之自動開關20稱為第1自動開關20。此外，將設於第2室57側的端部之自動開關21稱為第2自動開關21。
第1自動開關20，一旦活塞51位於汽缸52的第1室56側之端部(進入了檢測範圍的情形下)，便將開關設為ON。此外，第1自動開關20，一旦活塞51從汽缸52的第1室56側之端部脫離(從檢測範圍離開了的情形下)，便將開關設為OFF。第2自動開關21，一旦活塞51位於汽缸52的第2室57側之端部(進入了檢測範圍的情形下)，便將開關設為ON。此外，第2自動開關21，一旦活塞51從汽缸52的第2室57側之端部脫離(從檢測範圍離開了的情形下)，便將開關設為OFF。
第1、第2自動開關20、21的訊號，被傳送至控制單元12。
接下來，針對控制單元12檢測活塞51的動作狀態之方法說明之。
如上述般，控制單元12，輸出用來驅動流路切換閥63之動作訊號。此外，對於控制單元12，會輸入藉 由電壓計11計測出的熱通量感測器10的輸出訊號、及第1、第2自動開關20、21的ON/OFF訊號。
圖5(A)中，示例了活塞51做1循環動作時之熱通量感測器10的輸出訊號的波形(舉動)。此處，所謂1循環動作，意指活塞51的以下這樣的動作。具體而言，意指活塞51從圖1的實線C所示位置移動(前進)至虛線D所示位置，將活塞桿53的位置保持了一定時間後，再從虛線D所示位置移動(後退)實線C所示位置之動作。
圖5(A)的實線E所示之波形，係模型化地表示藉由複數次的實驗而檢測出的正常動作時的平均波形。另，正常動作時的平均波形，會因空氣汽缸50的形狀或大小、從空氣壓縮機64供給的壓縮空氣的氣壓變動、或對象物60的形狀或大小等而變化。
圖5(B)中，示例了活塞51做1循環動作時之第1、第2自動開關20、21的ON/OFF訊號的波形。
圖5(C)中，示例了活塞51做1循環動作時，從控制單元12對流路切換閥63傳送的動作訊號的波形。
<前進動作>
如圖5(C)所示，在時刻t1，從控制單元12對流路切換閥63傳送前進訊號，作為用來令活塞51前進之動作訊號。如此一來，流路切換閥63，會成為圖1所示A的位置。因此，壓縮空氣會從空氣壓縮機64通過供給管65及第1配管61供給至第1室56。此外，第2室57，連通至第2配管62 及排氣管66而對大氣開放。是故，第1室56的空氣受到加壓，第2室57的空氣對大氣開放。如此一來，活塞51會從實線C的位置朝向虛線D的位置移動。
在時刻t2，從設於活塞51之磁場產生構件產生的磁場，會從第1自動開關20的檢測範圍離開(活塞51從第1室56側的端部脫離)。其結果，如圖5(B)所示，在時刻t2，第1自動開關20成為OFF。其後，在時刻t3，從設於活塞51之磁場產生構件產生的磁場，會進入第2自動開關21的檢測範圍(活塞51位於第2室57側的端部)。其結果，如圖5(B)所示，在時刻t3，第2自動開關21成為ON。而在時刻t4，活塞51的前進動作結束，活塞桿53的位置被保持。
如圖5(A)的實線E所示，從時刻t1的前進開始至時刻t3的前進結束之期間，正常動作時的平均波形會上昇。這是因為第1室56的空氣被壓縮而產生熱，藉此熱流會從汽缸52的第1室56往外部流動的緣故。
<保持動作>
於時刻t4，活塞桿53的位置被保持後，該保持動作會依以下方式被持續。具體而言，會持續直到於時刻t5，從控制單元12對流路切換閥63傳送後退訊號來作為令活塞51後退之動作訊號為止。如圖5(A)的實線E所示，從時刻t3至時刻t6之期間，正常動作時的平均波形會下降。這是因為由於活塞51的停止而汽缸52的第1室56的空氣的流動 中止，從汽缸52的第1室56往外部流動之熱流會減少的緣故。
<後退動作>
如圖5(C)所示，在時刻t5，從控制單元12對流路切換閥63傳送活塞51的後退訊號。如此一來，流路切換閥63，會成為圖1所示B的位置。因此，壓縮空氣會從空氣壓縮機64通過供給管65及第2配管62供給至第2室57。此外，第1室56，連通至第1配管61及排氣管66而對大氣開放。是故，第2室57的空氣受到壓縮，第1室56的空氣對大氣開放。如此一來，活塞51會從虛線D的位置朝向實線C的位置移動。
在時刻t6，從設於活塞51之磁場產生構件產生的磁場，會從第2自動開關21的檢測範圍離開(活塞51從第2室57側的端部脫離)。其結果，如圖5(B)所示，在時刻t6，第2自動開關21成為OFF。其後，在時刻t7，從設於活塞51之磁場產生構件產生的磁場，會進入第1自動開關20的檢測範圍(活塞51位於第1室56側的端部)。其結果，如圖5(B)所示，在時刻t7，第1自動開關20成為ON。而在時刻t8，活塞51的後退動作結束。
如圖5(A)的實線E所示，從時刻t5的後退開始至時刻t8的後退結束之期間，正常動作時的平均波形會呈平緩的變動。這是因為第1室56的空氣對大氣開放，因此汽缸52的第1室56與外部之間的熱流少的緣故。
如上述般，本實施形態之監視裝置1，能夠計測活塞51的動作中之熱通量感測器10的輸出訊號。又，監視裝置1，能夠將計測出的輸出訊號的波形(舉動)與動作訊號之連動狀態以曲線表示、或予以數值化。也就是說，本實施形態之監視裝置1，能夠基於輸出訊號的波形，將活塞51的舉動予以視覺化而監視。
<正常動作區域的掌握>
當活塞51正常動作時，熱通量感測器10的輸出訊號，會展現一定範圍的舉動。著眼於這一點，進行複數次的實驗，對活塞51的動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號做統計。如此一來，具有控制單元12之檢測部13中，便能預先設定活塞51的動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍。
圖5(A)中，活塞51的動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的上限以單點鏈線F表示，下限以單點鏈線G表示。如圖5(A)所示例般，動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍，為單點鏈線F與單點鏈線G之間的區域。以下說明中，將此區域稱為正常判定區域H。正常判定區域H，被預先記憶於檢測部13所具有之記憶裝置(例如控制單元12所具有之記憶體等非暫態性實體記錄媒體)的規定之記憶區域。
<異常動作區域的掌握>
活塞51做前進動作時，例如，若在汽缸52的內壁與活塞51之間有異物侵入，則活塞51的動作和動作正常時相比會變慢(動作變差)。其結果，第1室56的空氣，會比動作正常時還受壓縮。故，熱通量感測器10的輸出訊號的上昇率會變大。相對於此，若汽缸52的內壁或活塞51的外壁磨耗，而其間隙變大，則活塞51的動作和動作正常時相比會變快。其結果，第1室56的空氣，會比動作正常時還膨脹。故，熱通量感測器10的輸出訊號，會比動作正常時還下降，或上昇率會比動作正常時還變小。著眼於這些點，進行複數次的實驗，對活塞51的動作異常時或異常預兆時之熱通量感測器10的輸出訊號做統計。如此一來，具有控制單元12之檢測部13中，便能預先設定活塞51的動作異常時或異常預兆時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍。
圖5(A)中，活塞51的動作異常預兆時之熱通量感測器10的輸出訊號的上限以虛線I表示，下限以虛線J表示。如圖5(A)所示例般，異常預兆時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍，為剔除正常判定區域H之虛線I與虛線J之間的區域。以下說明中，將此區域稱為異常預兆判定區域K1、K2。異常預兆判定區域K1、K2，被預先記憶於檢測部13所具有之記憶裝置(例如控制單元12所具有之記憶體等非暫態性實體記錄媒體)的規定之記憶區域。
<正常波形、異常預兆波形、異常波形的檢測>
本實施形態之監視裝置1，係檢測活塞51動作時之熱通量感測器10的輸出訊號，是否落在正常判定區域H的範圍內(正常舉動範圍內)。或是，監視裝置1，係檢測活塞51動作時之熱通量感測器10的輸出訊號，是否落在異常預兆判定區域K1、K2的範圍內(異常預兆舉動範圍內)。
例如，如圖5(A)的實線E所示，當熱通量感測器10的輸出訊號落在正常判定區域H的範圍內的情形下，含有控制單元12之檢測部13所具有的判定電路，會判定活塞51的動作為正常。
如圖5(A)的虛線L所示，當熱通量感測器10的輸出訊號落在正常判定區域H的範圍外，且落在異常預兆判定區域K1、K2的範圍內的情形下，檢測部13所具有的判定電路，會判定活塞51的動作為異常預兆之狀態。
如圖5(A)的雙點鏈線M所示，當熱通量感測器10的輸出訊號落在正常判定區域H的範圍外，且落在異常預兆判定區域K1、K2的範圍外的情形下，檢測部13所具有的判定電路，會判定活塞51的動作為異常。
此外，檢測部13，即使依照和上述方法不同之方法，仍能檢測活塞51動作時之熱通量感測器10的輸出訊號是否落在正常判定區域H的範圍內。或是，檢測部13，能夠檢測活塞51動作時之熱通量感測器10的輸出訊號是否落在異常預兆判定區域K1、K2的範圍內。
也就是說，本實施形態中，檢測部13所具有的判定電路，係進行以下這樣的波形判定。判定電路，係判定熱通量感測器10的輸出訊號的波形，是否比基於活塞51動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的波形而預先設定好的容許變形波形還大幅變形。此處，所謂容許變形波形，意指以下這樣的波形。具體而言，意指相對於動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的波形的斜率而言，檢測訊號的波形的斜率為規定角度以內之波形。或是，意指檢測訊號的波形的斜率為規定角度以上之狀態所持續的時間為規定時間內之波形。
例如，圖5(A)的箭頭N，示例了實線E所示波形的一定時間的斜率。此外，箭頭O，示例了虛線L所示波形的一定時間的斜率。此時，假設相較於箭頭N的斜率而言箭頭O的斜率為規定角度以上，而該狀態持續了規定時間。如此一來，檢測部13便判定虛線L所示波形，係比預先設定好的容許變形波形還大幅變形。在該情形下，檢測部13，係基於虛線L所示波形，來判定活塞51的動作處於異常預兆之狀態。
基於檢測部13的判定結果，警告部22(參照圖1)會發出警告訊號。警告部22，例如為監視器、蜂鳴器、或燈等。警告部22，例如發出由圖像、聲音、或光等所成之警告訊號。如此一來，警告部22中，便能對監視裝置1的使用者通報製品的良莠判定、對象裝置的維修警告、或空氣汽缸50的緊急停止等。此外，警告部22，亦可 發出警告訊號的同時，停止空氣汽缸50的動作。
依此方式，控制單元12所具有的檢測部13，檢測活塞51的動作狀態。
如以上說明般，本實施形態之監視裝置1，會發揮以下這樣的作用效果。
(1)本實施形態中，設於汽缸52之熱通量感測器10，會輸出和活塞51的動作相應之訊號。其結果，檢測部13，能夠基於熱通量感測器10的輸出訊號，檢測活塞51的動作狀態。是故，監視裝置1，能夠監視空氣汽缸50所具備之活塞51的動作狀態。
(2)本實施形態中，檢測部13，係判定熱通量感測器10的輸出訊號是否落在規定的舉動範圍內(活塞51動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍內)。
活塞51動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號，會展現一定範圍的舉動。故，檢測部13中，能夠基於實驗結果等，來預先設定動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍。是故，檢測部13，能夠基於熱通量感測器10的輸出訊號，判定活塞51的動作是否正常。
(3)本實施形態中，檢測部13，係將活塞51動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍亦即正常判定區域H，記憶於規定的記憶區域。此外，檢測部13，係將異常預兆時之熱通量感測器10的輸出訊號的舉動範圍亦即異常預兆判定區域K1、K2，記憶於規定的記憶 區域。然後，檢測部13，當熱通量感測器10的輸出訊號落在正常判定區域H的範圍內的情形下，判定活塞51的動作為正常。此外，檢測部13，當熱通量感測器10的輸出訊號為正常判定區域H的範圍外，且落在異常預兆判定區域K1、K2的範圍內的情形下，判定活塞51的動作為異常預兆之狀態。此外，檢測部13，當熱通量感測器10的輸出訊號為正常判定區域H的範圍外，且落在異常預兆判定區域K1、K2的範圍外的情形下，判定活塞51的動作為異常。
檢測部13，能夠基於熱通量感測器10的輸出訊號，針對活塞51的動作如以下般判定。具體而言，檢測部13，能夠判定活塞51的動作是否正常。此外，檢測部13，能夠判定活塞51的動作是否為異常預兆。此外，檢測部13，能夠判定活塞51的動作是否為異常。
(4)本實施形態中，檢測部13，係判定熱通量感測器10的輸出訊號的波形，是否比規定的容許變形波形(基於活塞51動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的波形而預先設定好的容許變形波形)還大幅變形。
動作正常時的活塞51，會因應被供給至汽缸52的第1室56之空氣的壓力而做一定的動作。故，檢測部13中，能夠由複數次實施的實驗結果，預先設定基於動作正常時之熱通量感測器10的輸出訊號的波形之容許變形波形。是故，檢測部13，能夠基於熱通量感測器10的輸出訊號的波形，判定活塞51的動作是否正常。
(5)本實施形態中，更具備基於檢測部13的 判定結果，而發出警告訊號之警告部22。
警告部22中，能夠將製品的良莠判定、空氣汽缸50的維修警告、或空氣汽缸50的緊急停止等對監視裝置1的使用者通報。
(6)本實施形態中，熱通量感測器10，設於從汽缸52的外壁朝向第1室56凹陷之凹部54。
熱通量感測器10，設於靠近熱源亦即第1室56之位置。是故，監視裝置1，可提高熱通量感測器10所致之熱通量的檢測精度。
(7)本實施形態中，熱通量感測器10，具有沿著形成為曲面狀之凹部54的內壁而彎曲之可撓性。
熱通量感測器10與凹部54的內壁，無隔著空氣而是緊貼。是故，監視裝置1，可提高熱通量感測器10所致之檢測精度。
(8)本實施形態中，監視裝置1，具備將熱通量感測器10朝凹部54的內壁推壓之推壓構件14。
在熱通量感測器10與凹部54的內壁之間，不會產生間隙(能夠防止間隙的發生)。
(第2實施形態)
參照圖面說明本實施形態。本實施形態，相對於第1實施形態而言，熱通量感測器10的安裝方法相異。針對其他則和第1實施形態相同。因此，以下僅針對和第1實施形態相異的部分說明。
如圖6及圖7所示例般，本實施形態之熱通量感測器10，係藉由推壓構件30而設於汽缸52的凹部54。凹部54，朝汽缸52的軸方向的端部開口。因此，熱通量感測器10與推壓構件30，是從汽缸52的軸方向的端部的開口被插入至凹部54，而被安裝於規定的位置。另，汽缸52的凹部54，具有圓筒溝541及開口溝542。圓筒溝541，形成於第1室56側。開口溝542，從圓筒溝541朝汽缸52的外壁側延伸。開口溝542的寬幅，比圓筒溝541的內徑還小。因此，汽缸52，在圓筒溝541與開口溝542之連接處具有肩部543。
推壓構件30，由圓柱構件31、支撐構件32、及、螺紋構件33等所構成。圓柱構件31，由金屬等導體來形成。
圓柱構件31，具有圓柱部311及軸部312。軸部312，設於圓柱部311的軸方向的兩端。熱通量感測器10為膜狀。熱通量感測器10，被捲附於圓柱部311的外周。
支撐構件32，具有支撐本體部321、2個腕部322、及屏蔽線安裝部323等。支撐本體部321，是在遠離上述圓柱構件31之位置，以循著圓柱構件31的軸方向之方式設置。2個腕部322，從支撐構件32的兩端部各自朝圓柱構件31側延伸。腕部322，具有環狀部324及連結部325。環狀部324的寬幅，比開口溝542的寬幅還大。連結部325，從環狀部324的外周的一部份朝徑方向延伸。連結部325的寬幅，比開口溝542的寬幅還小。在環狀部324，設 有圓孔326。圓孔326的內徑，比圓柱構件31的軸部312的外徑還大。圓柱構件31的軸部312係插入圓孔326。
另，在屏蔽線安裝部323，安裝有管狀的屏蔽線17。屏蔽線17所具有之導體171，和屏蔽線安裝部323電性連接。屏蔽線17所具有之導體171，和接地19連接。另，圖6及圖7中為了說明之便，將導體171以虛線直線表示。實際上，導體171是在屏蔽線17的內部，以包圍配線15、16之方式形成為筒狀。
螺紋構件33，其頭部331抵接至支撐本體部321，而螺合於螺紋孔313。螺紋孔313，其和頭部331相反側的端部係設於圓柱部311。螺紋構件33，例如是將角型扳手等鎖緊用的治具，透過設於支撐本體部321之孔327而插入至頭部331的角孔332。如此一來，螺紋構件33便能繞軸旋轉。若螺紋構件33繞其軸的一方旋轉，則圓柱構件31與支撐本體部321之距離會變遠。又，圓柱構件31與捲繞於圓柱構件31之熱通量感測器10，朝圓筒溝541的內壁被推抵。腕部322的環狀部324，抵接至汽缸52的肩部543。因此，熱通量感測器10與凹部54的內壁會緊貼。如此一來，熱流會良好地流通於凹部54的內壁與熱通量感測器10與推壓構件30之間。是故，熱通量感測器10，會輸出和通過厚度方向的熱流(熱通量)相應之訊號。
如上述般，本實施形態中，藉由螺紋構件33的軸力，圓柱構件31與熱通量感測器10會朝圓筒溝541的內壁被推抵。藉由其反作用力，腕部322的環狀部324，會 抵接至汽缸52的肩部543。如此一來，推壓構件30與汽缸52會電性連接。是故，汽缸52會透過推壓構件30而連接至電性接地19。如此一來，本實施形態中，對於熱通量感測器10的輸出訊號，能夠減低從汽缸52產生的噪訊的影響。
(第3實施形態)
參照圖面說明本實施形態。本實施形態，相對於第1實施形態而言，亦是熱通量感測器10的安裝方法相異。針對其他則和第1實施形態相同。因此，以下僅針對和第1實施形態相異的部分說明。
如圖8至圖10所示例般，本實施形態的汽缸52的凹部54，具有角筒溝544及開口溝545。角筒溝544，形成於汽缸52的隔室56、57側(第1室56側及第2室57側)。開口溝545，從角筒溝544朝汽缸52的外壁側延伸。角筒溝544，截面為略矩形狀。開口溝545的寬幅，比角筒溝544的寬幅還小。因此，汽缸52，在角筒溝544與開口溝545之連接處具有肩部546。
熱通量感測器10，係藉由推壓構件40而設於汽缸52的凹部54。凹部54，朝汽缸52的軸方向的端部開口。因此，熱通量感測器10與推壓構件40，是從汽缸52的軸方向的端部的開口被插入至凹部54，而被安裝於規定的位置。
推壓構件40，由板狀構件41、抵接構件42、及、螺紋構件43等所構成。板狀構件41，由金屬等導體來 形成。板狀構件41的寬幅，比角筒溝544的寬幅還小，比開口溝545的寬幅還大。
抵接構件42，被固定於熱通量感測器10。
螺紋構件43，螺合於設於板狀構件41之螺紋孔411。螺紋構件43，在軸方向的一方的端部具有角孔431，另一方的端部抵接至抵接構件42。螺紋構件43，例如是將角型扳手等鎖緊用的治具插入至角孔431。如此一來，螺紋構件43便能繞軸旋轉。若螺紋構件43繞其軸的一方旋轉，則板狀構件41與抵接構件42之距離會變遠。又，藉由螺紋構件43的軸力，板狀構件41會抵接至汽缸52的肩部546。抵接構件42與熱通量感測器10，朝角筒溝544的內壁被推抵。因此，熱通量感測器10與凹部54的內壁會緊貼。如此一來，熱流會良好地流通於凹部54的內壁與熱通量感測器10與推壓構件40之間。是故，熱通量感測器10，會輸出和通過厚度方向的熱流(熱通量)相應之訊號。
此外，藉由螺紋構件43的軸力，板狀構件41會抵接至汽缸52的肩部546。如此一來，板狀構件41與汽缸52會電性連接。是故，汽缸52會透過板狀構件41而連接至電性接地19。如此一來，本實施形態中，對於熱通量感測器10的輸出訊號，能夠減低從汽缸52產生的噪訊的影響。
(第4實施形態)
參照圖面說明本實施形態。本實施形態，相對於第1 實施形態而言，亦是熱通量感測器10的安裝方法相異。針對其他則和第1實施形態相同。因此，以下僅針對和第1實施形態相異的部分說明。
如圖11所示例般，本實施形態的汽缸52，為管型汽缸(圓筒狀的汽缸)。
熱通量感測器10，係藉由彈性環構件45(例如管束帶(hose band))而安裝於汽缸52的外壁。熱通量感測器10，具有沿著汽缸52的外壁而彎曲之可撓性。因此，熱通量感測器10，藉由彈性環構件45的彈性力，會緊貼於汽缸52的外壁。因此，熱流會良好流通於汽缸52的外壁與熱通量感測器10與彈性環構件45之間。是故，熱通量感測器10，會輸出和通過厚度方向的熱流(熱通量)相應之訊號。
(其他實施形態)
本揭示之技術，不限定於上述各實施形態的內容。本揭示之技術，亦可在申請專利範圍所記載之範圍內適當變更。具體而言為以下所述。
(1)上述各實施形態中，說明了空氣汽缸50(對象裝置)為連接至活塞51(移動體)之活塞桿53做直線移動之物，但並不限於此。其他實施形態中，活塞桿53，例如亦可作成為構成經由連桿機構等而用來支撐對象物60的臂機構之裝置等。
(2)上述各實施形態中，說明了以空氣汽缸 50作為對象裝置之例子，但並不限於此。其他實施形態中，對象裝置例如亦可訂為油壓汽缸等。對象裝置，只要是具有被供給用來將移動體移動的流體之隔室56、57的裝置即可。
(3)上述各實施形態中，是將熱通量感測器10安裝於汽缸52的凹部54，但並不限於此。其他實施形態中，例如亦可將熱通量感測器10安裝於汽缸52的外壁。
(4)上述各實施形態中，是將熱通量感測器10安裝於汽缸52的第1室56側的端部，但並不限於此。其他實施形態中，例如亦可將熱通量感測器10安裝於汽缸52的第2室57側的端部。
(5)上述各實施形態，彼此並非無關係，除了明顯無法組合之情形外，均可適當組合。此外，上述各實施形態中，構成實施形態之要素，除了特別已明示為必須之情形、及原理上明顯可認為必須之情形等外，未必為必須。
(總結)
按照上述各實施形態的一部份或全部中所示之第1觀點，本揭示之技術的一態樣亦即監視裝置，係監視對象裝置的移動體的動作，該對象裝置具備：筒狀的汽缸；及移動體，藉由被供給至設於汽缸的內側之隔室的流體的壓力而移動。監視裝置，具備熱通量感測器及檢測部。熱通量感測器，設於汽缸，檢測由於和移動體的動作相應之隔室 的流體的壓縮或膨脹而產生之熱通量。檢測部，基於熱通量感測器的輸出訊號，檢測移動體的動作狀態。
按照第2觀點，檢測部，係判定熱通量感測器的輸出訊號，是否落在預先設定好的動作正常時之熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍內。
移動體的動作正常時之熱通量感測器的輸出訊號，會展現一定範圍的舉動。故，檢測部中，能夠基於實驗結果等，來預先設定動作正常時之熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍(能夠事先記憶)。是故，檢測部，能夠基於熱通量感測器的輸出訊號，判定移動體的動作是否正常。
按照第3觀點，檢測部，若熱通量感測器的輸出訊號，從移動體的動作狀態為正常時之熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍起算變大規定值以上，則判定移動體的動作狀態為異常。
檢測部，能夠基於熱通量感測器的輸出訊號，判定移動體的動作是否異常。
按照第4觀點，檢測部，記憶著動作正常時之熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍亦即正常判定區域、以及正常判定區域外之區域且表示異常預兆之熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍亦即異常預兆判定區域。檢測部，當熱通量感測器的輸出訊號落在正常判定區域內時，判定移動體的動作狀態為正常。檢測部，當熱通量感測器的輸出訊號為正常判定區域外，且落在異常預兆判定區域 內時，判定移動體的動作狀態為異常預兆之狀態。檢測部，當熱通量感測器的輸出訊號為正常判定區域外，且落在異常預兆判定區域外時，判定移動體的動作狀態為異常。
檢測部中，能夠基於實驗結果等，來預先設定正常判定區域及異常預兆判定區域(能夠事先記憶)。是故，檢測部，能夠基於熱通量感測器的輸出訊號，判定移動體的動作是否正常。此外，檢測部，能夠判定移動體的動作是否為異常預兆。此外，檢測部，能夠判定移動體的動作是否為異常。
按照第5觀點，檢測部，記憶著基於移動體的動作狀態為正常時之熱通量感測器的輸出訊號的波形而預先設定好的容許變形波形。檢測部，當熱通量感測器的輸出訊號的波形，為比容許變形波形還小的變形時，判定移動體的動作狀態為正常。檢測部，當熱通量感測器的輸出訊號的波形，為比容許變形波形還大的變形時，判定移動體的動作狀態為異常預兆之狀態。
動作正常時之移動體，會因應被供給至汽缸的隔室之流體的壓力而做一定的動作。故，檢測部中，能夠基於實驗結果等，來預先設定基於動作正常時之熱通量感測器的輸出訊號的波形之容許變形波形。是故，檢測部，能夠基於熱通量感測器的輸出訊號的波形，判定移動體的動作是否正常。
按照第6觀點，更具備基於檢測部的判定結 果，而發出警告訊號之警告部。
警告部中，能夠將製品的良莠判定、對象裝置的維修警告、或對象裝置的緊急停止等對監視裝置的使用者通報。
按照第7觀點，熱通量感測器，設於從汽缸的外壁朝向隔室凹陷之凹部。
熱通量感測器，設於靠近熱源亦即隔室的流體之位置。是故，監視裝置，可提高熱通量感測器所致之熱通量的檢測精度。
按照第8觀點，凹部的內壁形成為曲面狀，熱通量感測器具有沿著凹部的內壁而彎曲之可撓性。
監視裝置中，熱通量感測器與凹部的內壁會緊貼。是故，監視裝置，可提高熱通量感測器所致之檢測精度。
按照第9觀點，監視裝置，具備將熱通量感測器朝凹部的內壁推壓之推壓構件。
在熱通量感測器與凹部的內壁之間，不會產生間隙(能夠防止間隙的發生)。
按照第10觀點，監視裝置中，汽缸與推壓構件係抵接，汽缸透過推壓構件而連接至電性接地。
監視裝置中，對於熱通量感測器的輸出訊號，能夠減低從汽缸產生的噪訊的影響。是故，即使對於隔室容積小的小型汽缸，監視裝置也能藉由熱通量感測器的輸出訊號來監視移動體的動作狀態。

Claims (8)

  1. 一種監視裝置，係監視對象裝置中的移動體的動作，該對象裝置具備：筒狀的汽缸；及前述移動體，藉由被供給至設於前述汽缸的內側之隔室的流體的壓力而移動；該監視裝置，具備：熱通量感測器，設於前述汽缸，藉由和前述移動體的動作相應之前述隔室的流體的壓縮或膨脹，來檢測前述汽缸中流通之熱通量；及檢測部，基於前述熱通量感測器的輸出訊號，來檢測前述移動體的動作狀態；前述檢測部，記憶著表示前述移動體的動作狀態為正常時之前述熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍亦即正常判定區域、以及表示前述正常判定區域外的區域且前述移動體的動作狀態為異常預兆時之前述熱通量感測器的輸出訊號的舉動範圍亦即異常預兆判定區域，當前述熱通量感測器的輸出訊號落在前述正常判定區域內時，判定前述移動體的動作狀態為正常，當前述熱通量感測器的輸出訊號為前述正常判定區域外，且落在前述異常預兆判定區域內時，判定前述移動體的動作狀態為異常預兆之狀態，當前述熱通量感測器的輸出訊號為前述正常判定區域外，且落在前述異常預兆判定區域外時，判定前述移動體的動作狀態為異常。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之監視裝置，其中，前述檢測部，記憶著基於前述移動體的動作狀態為正常時之前述熱通量感測器的輸出訊號的波形而預先設定好的容許變形波形，當前述熱通量感測器的輸出訊號的波形，為比前述容許變形波形還小的變形時，判定前述移動體的動作狀態為正常，當前述熱通量感測器的輸出訊號的波形，為比前述容許變形波形還大的變形時，判定前述移動體的動作狀態為異常預兆之狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之監視裝置，其中，更具備基於前述檢測部的判定結果，而發出警告訊號之警告部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之監視裝置，其中，前述熱通量感測器，設於從前述汽缸的外壁朝向前述隔室凹陷之凹部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之監視裝置，其中，前述凹部的內壁形成為曲面狀，前述熱通量感測器，具有沿著前述凹部的內壁而彎曲之可撓性。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之監視裝置，其中，更具備將前述熱通量感測器朝前述凹部的內壁推壓之推壓構件。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之監視裝置，其中，前述推壓構件，將前述熱通量感測器朝前述凹部的內壁推壓，並且前述推壓構件的一部份抵接至前述汽缸，前述汽缸透過前述推壓構件而連接至電性接地。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之監視裝置，其中，具備將前述熱通量感測器朝前述汽缸的外壁推壓之彈性環構件。
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