[发明专利]具预压元件的感测装置

说明书

本发明公开一种具预压元件的感测装置，其包含壳体、二压电元件及预压元件。壳体包含感测部、连接部及接触部。感测部具有一空间以容置二个压电元件。接触部具有凹槽，并连接感测部及连接部。预压元件包含预压部及悬臂部。预压部悬浮于感测部上方。悬臂部悬浮于接触部上方，并包含固定端与自由端。固定端连接壳体且自由端连接预压部。

技术领域

本发明涉及一种感测装置，特别是涉及一种具预压元件的感测装置。

背景技术

由于未来智能制造及其它产业的发展，工具机的需求将会大幅成长。工具机的主轴(Spindle)的状态会影响工具机的加工精度，故如何有效地监测主轴的健康状态是智能制造的关键技术。

目前并无可以直接测量工具机主轴所承受的力(例如切削力)的感测装置。当今仅能采用间接的方法推算工具机主轴的切削力。例如，利用振动传感器测量到的振动信号来间接推算工具机主轴的切削力。然而，这些方法需要复杂的演算法且无法准确地测量工具机主轴所承受的各种力。

另外，现有的感测装置无法适当地固定感测装置内部的压电元件，故会严重影响这些感测装置的效能，使这些感测装置无法获得精确的感测结果。

此外，现有的感测装置由于无法适当地固定感测装置内部的压电元件，或需要通过治具紧压感测装置的外壳，进而固定感测装置内部的压电元件后，才能进行后续外壳焊接的制作工艺。由于治具紧压感测装置的外壳时，常会造成这些设置于感测装置内部的压电元件产生碎裂，因而大幅降低了这些感测装置的制作工艺良率。

发明内容

根据本发明的一实施例提出一种具预压元件的感测装置，其包含壳体、二压电元件、预压元件及导电元件。壳体包含感测部、连接部及接触部。感测部包含底板及外墙。外墙设置于底板上，使外墙及底板之间形成一空间。连接部具有贯穿连接部的孔洞。接触部具有凹槽，并连接感测部及连接部。二个压电元件设置于此空间中，各个压电元件具有第一电极与第二电极。预压元件包含预压部及悬臂部。预压部设置于感测部上方。悬臂部设置于接触部上方，并包含固定端与自由端。固定端连接接触部且自由端连接预压部用以使预压部沿远离二个压电元件的方向产生位移或沿接近二个压电元件的另一方向产生另一位移。导电元件设置于二个压电元件之间，其中导电元件电连接各个压电元件的第一电极，底板电连接其中一个压电元件的第二电极且预压部电连接另一个压电元件的第二电极。

根据本发明的另一实施例提出一种具预压元件的感测装置，其包含壳体、二压电元件及预压元件。壳体包含感测部、连接部及接触部。感测部包含底板、内墙及外墙。底板具有通孔。内墙设置于底板上，且环绕通孔以形成穿孔。外墙设置于底板上，使外墙及底板之间形成一空间。连接部具有贯穿连接部的孔洞。接触部具有凹槽，并连接感测部及连接部。二个压电元件设置于此空间中，各个压电元件具有第一电极与第二电极。预压元件包含预压部及悬臂部。预压部设置于感测部上方。悬臂部设置于接触部上方，并包含固定端与自由端。该固定端连接接触部且而自由端连接预压部用以使预压部沿远离二个压电元件的方向产生位移或沿接近二个压电元件的另一方向产生另一位移。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的具预压元件的感测装置的结构图；

图2为本发明的第一实施例的具预压元件的感测装置的壳体的结构图；

图3为本发明的第一实施例的具预压元件的感测装置的预压元件的结构图；

图4为本发明的第一实施例的具预压元件的感测装置的预压元件的示意图；

图5为本发明的第一实施例的具预压元件的感测装置的剖视图；

图6为本发明的第一实施例的具预压元件的感测装置安装于主轴套环的示意图；