[发明专利]一种智能刀具的测量装置及监测系统

权利要求书

1.一种智能刀具的测量装置，其特征在于：所述测量装置包括：

温度传感器，固定安装在所述智能刀具的工作部分，用于测量所述智能刀具的温度；

切削力传感器、振动传感器，均固定安装在所述智能刀具的装夹部分，分别用于测量所述智能刀具的切削力、振动；

自发电装置，固定套装在所述智能刀具的装夹部分的刀柄上，用于为所述测量装置供电；

信号处理电路，固定安装在所述自发电装置内，用于分别接收并处理温度传感器、切削力传感器以及振动传感器对应采集的智能刀具的温度、切削力以及振动的模拟信号，以对应转换为温度、切削力以及振动的数字信号；

发送电路，固定安装在所述自发电装置内，用于分别接收由所述信号处理电路转换为温度、切削力以及振动的数字信号，并能够分别以无线数据传输方式向用于分析、监测智能刀具的监测系统发出由所述信号处理电路转换为温度、切削力以及振动的数字信号。

2.根据权利要求1所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述切削力传感器主要由弹性变形体和应变片组成，所述弹性变形体为筒状结构，该弹性变形体固定套接在智能刀具装夹部分所在的刀柄上，该弹性变形体的本体内周向均布、粘贴有多组应变片。

3.根据权利要求2所述智能刀具的测量装置，其特征在于：每组应变片为两片，一片应变片与所述智能刀具装夹部分刀柄的轴线相平行，另一片应变片与所述智能刀具装夹部分刀柄的轴线呈30°～60°的夹角布置。

4.根据权利要求1所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述自发电装置包括环形体、发电组件和控制电路，

所述环形体固定套装在所述智能刀具装夹部分的刀柄上，该环形体内具有中空的环形内腔；

所述发电组件主要由磁棒固定支架、磁棒、发电线圈组成，所述磁棒固定支架一端与所述环形内腔的内壁固定连接，另一端与所述磁棒的一端端部活动连接；所述发电线圈为一对，固定安装在所述环形内腔内，并且这对发电线圈位于所述磁棒的两侧；当所述智能刀具旋转时，所述智能刀具装夹部分的刀柄带动所述环形体以及其内的所述磁棒固定支架和所述发电线圈一起同步旋转，所述磁棒受重力的作用下，该磁棒相对于所述磁棒与所述磁棒固定支架的活动连接处始终处于竖直向下的状态，而所述磁棒固定支架相对于所述磁棒与所述磁棒固定支架的活动连接处转动，并且所述发电线圈相对于所述磁棒做圆周运动，使所述发电线圈切割磁棒的磁力线，使所述发电线圈的两端产生电流；

所述发电线圈两端产生的电流经整流电路、滤波电路以及稳压电路后转换为给测量装置供电的直流电源。

5.根据权利要求4所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述磁棒固定支架固定安装在所述环形体环形内腔内的内侧内壁面或外侧内壁面上。

6.根据权利要求4所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述发电线圈通过线圈安装架固定安装在所述环形体环形内腔内的内侧内壁面或外侧内壁面上。

7.根据权利要求4所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述自发电装置的发电组件为多个，周向均布在所述环形体内，每个所述自发电装置的发电组件对应由一个所述自发电装置的控制电路，并且所述自发电装置的发电组件与所述自发电装置的控制电路交替均布在所述环形体内。

8.根据权利要求4所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述自发电装置还包括超级电容电路，所述超级电容电路固定安装在自发电装置内，所述控制电路控制超级电容电路充电或断电，当所述测量装置失电时，所述超级电容电路放电，为所述测量装置供电。

9.根据权利要求8所述智能刀具的测量装置，其特征在于：所述自发电装置环形体的环形内腔内还安装有至少两对阻尼线圈，每对阻尼线圈均布置在所述磁棒的两侧；当所述自发电装置控制电路检测到超级电容电路充电完毕，且所述测量装置处于过压状态时，所述自发电装置控制电路控制阻尼线圈接入所述自发电装置的发电组件，消耗该自发电装置发电组件产生的电能。

10.一种智能刀具的监测系统，包括用于刀具监控和分析的监测系统，其特征在于：还包含权利要求1～9任意一项所述的智能刀具的测量装置，所述监测系统通过与所述发送电路相匹配的接收电路接收所述发送电路以无线数据传输方式分别发出温度、切削力以及振动的数字信号。