TWM652047U - 智慧刀把無線充電機構 - Google Patents
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Abstract
一種智慧刀把無線充電機構，每個刀座收納對應的一智慧刀把，該智慧刀把內設有一電源模組提供電力至該智慧刀把內的電子模組，該電源模組包含一充電電池，且該充電電池電性連結一無線充電接收器。每個充電板對應一個刀座設置，該充電板內設有一無線充電發射器。在將該智慧刀把收入該刀庫後，該充電板的該無線充電發射器對應該刀座上該智慧刀把內的該無線充電接收器，對該充電電池進行無線充電。實施上無須將智慧刀把拿下來放置到固定的充電座才進行充電，使其在加工機的刀庫中即可進行充電。
Description
本創作涉及工具機的智慧刀把技術領域，尤其涉及一種智慧刀把無線充電機構，使智慧刀把在加工刀庫中即可進行充電。
在生產製造過程中，刀具扮演著極其重要的角色，刀具數量龐大且應用複雜，使得刀具的使用與管理成為降低生產成本與縮短生產時間的重要因素。數控工具機之刀庫的作用不僅是存放加工過程中所需要的刀具，還負責把下一工序所要使用的刀具移送至換刀位置。傳統刀把管理有採用一、二維條碼，其價格便宜但該條碼能紀錄資訊有限，且條碼本身常因環境因素影響而有磨耗的問題；傳統刀把管理另有採用RFID，其優勢在於重複使用、環境耐受度佳，但RFID並非為主動通訊之機制，且在刀把應用上為了能在短時間內傳輸穩定資料，故傳輸距離無法提升，造成刀把管理上有其受限。
現代工廠的發展趨勢，皆朝向自動與智慧化生產方式進行生產，故能即時監控加工狀態與獲得刀具即時資訊，可提升機器設備的稼動率以及產品的競爭力。因此有智慧刀把的產生，將感測機制的數個量測裝設於刀把本體的連接部內部，透過主動式旋轉角度感測方式，提升感測特性降低耦合效應，且可偵測加工過程的全域受力情況。
然而，因為系統微小化、無線傳輸元件與感測器嵌入裝置之需求，導致電池的尺寸也隨之受限，使得智慧刀把的電量無法滿足需求，而廠房內的刀把眾多，若要對每支刀把進行替換電池的方式，或逐一對每支刀把取出來進行充電，其均會造成人力與時間上的損耗。
本創作的目的在於提供一種智慧刀把無線充電機構，在刀庫收刀後，便可對智慧刀把進行充電管理，使其在刀庫中即可進行充電。
為了達成上述目的，本創作提供一種智慧刀把無線充電機構，應用於一工具機的一刀庫，該刀庫包括複數個刀座，每個刀座用以收納對應的一智慧刀把，該智慧刀把內設有一電源模組提供電力至該智慧刀把內的電子模組，該電源模組包含一充電電池，且該充電電池電性連結一無線充電接收器。該刀庫也包括複數個充電板，每個充電板對應一個刀座設置，該充電板內設有一無線充電發射器，在將該智慧刀把收入該刀庫後，該充電板的該無線充電發射器對應該刀座上該智慧刀把內的該無線充電接收器，對該充電電池進行無線充電。
進一步地，該無線充電發射器與該無線充電接收器間具有一大於該保持距離之無線充電距離。
進一步地，該智慧刀把進一步更包含一充電偵測模組，係電性連結於該無線充電接收器，用以偵測到該智慧刀把已相對定位於該充電板時，控制該無線充電發射器對該充電電池進行無線充電。
進一步地，該無線充電發射器與該無線充電接收器間為電磁感應耦合方式進行電力傳輸。或該無線充電發射器與該無線充電接收器間為磁場共振耦合方式進行電力傳輸。或該無線充電發射器與該無線充電接收器間為電場耦合方式進行電力傳輸。
進一步地，該充電板及該無線充電發射器呈平面狀對應該智慧刀把的無線充電接收器。或該充電板及該無線充電發射器呈弧形狀，弧形凹面對應該智慧刀把的無線充電接收器。
本案技術特徵在於智慧刀把內部配置無線充電接收機與可充電鋰電池，每個充電板對應一個刀座設置，該充電板內設有一無線充電發射器，且在該刀庫收刀時，該充電板的該無線充電發射器對應該刀座上該智慧刀把內的該無線充電接收器，透過該無線充電發射器進行通電產生磁場，與該無線充電接收器進行電磁感應對該充電電池進行充電。無須將智慧刀把拿下來放置到固定的充電座才進行充電，使其在加工機的刀庫中即可進行充電。
以下將詳述本創作之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本創作亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本創作之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本創作有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本創作可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本創作形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。
請參閱圖1，為本案實施例無線充電機構的立體示意圖。本案是一種智慧刀把無線充電機構，應用於一工具機的一刀庫100，該工具機可為銑床、鑽床、車床或鋸床等機械加工製造設備，且該工具機裝配有或連接於刀庫100與換刀臂(圖中未示)。該刀庫100包括複數個刀座110，每個刀座110用以收納對應的一智慧刀把120，每智慧刀把120可裝有一刀具(圖中未示)，刀具例如為銑刀、鑽頭、車刀、鋸片等應對該工具機之刀具。
該智慧刀把120內設有一電源模組130提供電力至該智慧刀把120內的電子模組，該電源模組130包含一充電電池132，且該充電電池132電性連結一無線充電接收器131。該刀庫100也包括複數個充電板140，每個充電板140對應一個刀座110設置，該充電板140內設有一無線充電發射器141，在將該智慧刀把120收入該刀庫100後，該充電板140的該無線充電發射器141對應該刀座110上該智慧刀把120內的該無線充電接收器131有一保持距離，對該充電電池132進行無線充電，且避免該充電板140碰撞到該智慧刀把120。該充電板140為本案設計的發送端，透過無線充電發射器141進行通電產生磁場，與該智慧刀把120內部的該無線充電接收器131進行電磁感應來達到對充電電池132進行充電的效果。
請再參閱圖2及圖3，在刀庫100倒刀進行換刀具時(如圖2所示)，無線充電端的充電板140並不會與該智慧刀把120一同倒刀，而是固定在刀庫100中與該智慧刀把120收刀時貼合的位置。刀庫100收刀後(如圖3所示)將可進行無線充電。在倒刀時將無線充電端的充電板140固定在原本位置是為了減少換刀時損壞的風險，因為該充電板140在可充電的情況上有距離方面的限制，若是將該充電板140與刀座110一同倒刀，很有可能在換刀途中因為被換刀臂撞擊該充電板140而造成損壞，因為換刀過程中換刀臂將會夾住刀把兩側並進行180度旋轉來進行換刀。再加上要能夠進行充電所以必須貼合在1公分之內，換刀臂的夾具寬度遠大於1公分以上，固設計在倒刀換刀時該充電板140並不會與該刀座110一同倒下換刀。
實施應用上，刀庫100收刀後(如圖3所示)將可進行無線充電，該充電板140上的該無線充電發射器141與該智慧刀把120的無線充電接收器131間具有一大於該保持距離之無線充電距離。這是因為目前的無線充電技術大多在短距離範圍內的近磁場對電子設備進行無線充電，所以實施上該無線充電發射器141與該無線充電接收器131間的距離需小於無線充電距離。
實施應用上，該智慧刀把120進一步更包含一充電偵測模組133，係電性連結於該無線充電接收器131，用以偵測到該智慧刀把120已相對定位位置於該充電板140時，控制該無線充電發射器141對該充電電池132進行無線充電。
實施應用上，該無線充電發射器141與該無線充電接收器131間為電磁感應耦合方式進行電力傳輸。利用供電方(無線充電發射器141)與受電方(無線充電接收器131)二邊產生的感應磁通量來進行電力傳輸，是最普遍的無線充電法，電路結構相對較簡單，充電器可小型化且成本低。
實施應用上，該無線充電發射器141與該無線充電接收器131間為磁場共振耦合方式進行電力傳輸。利用供電方(無線充電發射器141)與受電方(無線充電接收器131)二端的諧振器產生磁場共振，來進行電力傳輸。
實施應用上，該無線充電發射器141與該無線充電接收器131間為電場耦合方式進行電力傳輸。利用供電方(無線充電發射器141)與受電方(無線充電接收器131)各自連接上電極後形成電容，通過高頻傳輸讓電流在受電方也產生流動現象（諧波電流），以此來進行電力傳輸。雖然與電磁感應耦合方式同為短距離傳輸，但優點是不易受到擺放位置偏離的影響，且供電部位的發熱較少。
在該充電板140的實施應用上，該充電板140及該無線充電發射器141呈平面狀(如圖1所示)對應該智慧刀把120的無線充電接收器131。或，該充電板150及該無線充電發射器151呈弧形狀(如圖4所示)，且弧形凹面對應該智慧刀把120的無線充電接收器131。本案應用上，可針對每種智慧刀把120不同型號的大小與長短再加上不同型號與角度的刀座110，來設計專用的無線充電板，並為了能夠更貼近不同刀座110與不同智慧刀把120，將原本板狀的該充電板140改為弧形能夠更貼近該智慧刀把120本體，來達到更佳的充電效率。
上述揭示的實施形態僅例示性說明本創作之原理、特點及其功效，並非用以限制本創作之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本創作所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
100:刀庫
110:刀座
120:智慧刀把
130:電源模組
131:無線充電接收器
132:充電電池
133:充電偵測模組
140、150:充電板
141、151:無線充電發射器
[圖1]為本案實施例無線充電機構的立體示意圖。
[圖2]為本案實施例刀庫倒刀的側面示意圖。
[圖3]為本案實施例刀庫收刀後的側面示意圖。
[圖4]為本案另一實施例無線充電機構的立體示意圖。
100:刀庫
110:刀座
120:智慧刀把
130:電源模組
131:無線充電接收器
132:充電電池
133:充電偵測模組
140:充電板
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Claims (8)
- 一種智慧刀把無線充電機構，應用於一工具機的一刀庫，包括：複數個刀座，每個刀座用以收納對應的一智慧刀把，該智慧刀把內設有一電源模組提供電力至該智慧刀把內的電子模組，該電源模組包含一充電電池，且該充電電池電性連結一無線充電接收器；複數個充電板，每個充電板對應一個刀座設置，該充電板內設有一無線充電發射器，在將該智慧刀把收入該刀庫後，該充電板的該無線充電發射器對應該刀座上該智慧刀把內的該無線充電接收器有一保持距離，對該充電電池進行無線充電。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該無線充電發射器與該無線充電接收器間具有一大於該保持距離之無線充電距離。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該智慧刀把進一步更包含一充電偵測模組，係電性連結於該無線充電接收器，用以偵測到該智慧刀把已相對定位於該充電板時，控制該無線充電發射器對該充電電池進行無線充電。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該無線充電發射器與該無線充電接收器間為電磁感應耦合方式進行電力傳輸。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該無線充電發射器與該無線充電接收器間為磁場共振耦合方式進行電力傳輸。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該無線充電發射器與該無線充電接收器間為電場耦合方式進行電力傳輸。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該充電板及該無線充電發射器呈平面狀對應該智慧刀把的無線充電接收器。
- 如請求項1所述之智慧刀把無線充電機構，其中，該充電板及該無線充電發射器呈弧形狀，弧形凹面對應該智慧刀把的無線充電接收器。
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