[发明专利]一种磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置

权利要求书

1.一种磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：包括壳体、磨削装置、动力装置、传动装置、控制模块、温度测量模块以及速度和扭矩测量模块，其中，所述磨削装置安装于壳体的前端，所述动力装置、传动装置、控制模块、温度测量模块以及速度和扭矩测量模块安装于壳体的内部，磨削装置通过传动装置与动力装置连接，温度测量模块分别与磨削装置和控制模块连接，速度和扭矩测量模块设置于传动装置的一侧，速度和扭矩测量模块与动力装置均与控制模块连接；

所述磨削装置包括磨头和磨头柄，磨头的后端固定在磨头柄上，且磨头与磨头柄之间密封设置，其中，磨头的前端设置有若干磨粒，磨粒与磨头基体之间电镀有微米级的TiO₂，磨头的内部为与磨头共轴的圆台形中空，且靠近磨头前端的圆台形中空的直径大于远离磨头前端的圆台形中空的直径，圆台形中空内盛装有纳米流体，磨头的圆台形中空包括蒸发段、绝热段和冷凝段，蒸发段位于磨头的前端，绝热段位于磨头的中间，冷凝段位于磨头的后端，冷凝段的外侧安装有若干个散热片；

所述动力装置包括相互连接的直流电机和电源。

2.根据权利要求1所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述圆台形中空内抽真空。

3.根据权利要求1所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述传动装置包括联轴器，主动齿轮轴，从动轴以及用于固定磨头柄的夹头，其中，主动齿轮轴通过联轴器与直流电机连接，从动轴的末端与主动齿轮轴连接，夹头安装在从动轴的前端。

4.根据权利要求3所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述夹头包括夹头主体、手旋套、后压盖、钢球、夹爪座、螺钉、外套以及若干个夹爪，其中，所述夹头主体安装在夹爪座内，所述外套安装于夹爪座的前端，后压盖安装于夹爪座的后端，所述钢球放置于夹头主体和后压盖之间，手旋套安装在后压盖的后端，并且与夹头主体之间固定连接；所述螺钉通过左旋螺纹安装在夹头主体的前端，夹爪座前端的导槽上安装所述若干个夹爪，所述外套的前端为圆台形中空，且所述外套靠近夹爪一端的内径大于远离夹爪一端的内径。

5.根据权利要求1所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述控制模块包括依次连接的信号采集器、信号处理器和单片机，所述信号采集器分别与温度测量模块和速度及扭矩测量模块连接。

6.根据权利要求5所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述温度测量模块包括荧光粉、纤芯、光纤耦合器、激光二极管以及光电转换器，其中，所述纤芯包括入射光纤和接收光纤，所述荧光粉覆荧在磨头前端的磨粒与磨头基体之间，所述纤芯的一端朝向所述荧光粉，所述入射光纤的另一端通过光纤耦合器与激光二极管连接，激光二极管与所述单片机连接；所述接收光纤的另一端通过光纤耦合器与光电转换器连接，所述光电转换器与所述信号采集器连接。

7.根据权利要求3所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述速度和扭矩测量模块包括分布在所述从动轴外圆周上的若干组反光条和与所述每组反光条相对应的若干个激光头，每组中的反光条沿着从动轴的外圆周均匀分布，所述激光头内设置有用于接收反光条的反射光信号的光电接收器件。

8.根据权利要求7所述的磨削温度在线检测及纳米流体相变换热式磨削装置，其特征在于：所述若干组反光条包括第一组反光条和第二组反光条，第一组反光条包括反光条Ⅰ和反光条Ⅳ，第二组反光条包括反光条Ⅱ和反光条Ⅲ，反光条Ⅰ和反光条Ⅱ位于同一直线上，反光条Ⅲ和反光条Ⅳ位于同一直线上，每组反光条均与一个激光头相对应。