專利名稱：紗線張力檢測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用應(yīng)變檢測元件的紗線張力檢測傳感器。
至今已知的、在各種纖維機械中對行進的紗線的張力進行檢測的紗線張力檢測的紗線張力檢測傳感器都設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件、和將加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件。
上述現(xiàn)有技術(shù)存在的第1個問題是，用上述的紗線張力檢測傳感器，能測定紗線張力的范圍和精度很大程度上取決于底座構(gòu)件的機械性質(zhì)，能高精度地測定紗線張力的范圍受底座構(gòu)件的機械性質(zhì)限制。因此至今還不能用1個傳感器從高的張力到低的張力均可高精度地測定。
雖然通過在載荷傳遞構(gòu)件的外側(cè)設(shè)置限制構(gòu)件就能允許載荷傳遞構(gòu)件在規(guī)定范圍內(nèi)位移。但還是存在第2個問題，即，由于紗線是一邊與紗線導(dǎo)引件接觸一邊行進的，紗線導(dǎo)引件又被作為由紗線張力形成的載荷作用點，因此由行進發(fā)生的風花或油劑等異物就會從載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件之間的間隙進入到傳感器內(nèi)部。因為進入傳感器內(nèi)部的風花會妨礙載荷傳遞構(gòu)件的自由位移、油劑會浸漬傳感器內(nèi)部的基板上的回路而使阻值發(fā)生改變，所以有引起傳感器動作不正常的問題。
現(xiàn)有技術(shù)存在的第3個問題是，由于以前的紗線能力檢測傳感器的能測定紗線張力的范圍和精度很大程度上取決于底座構(gòu)件的機械性質(zhì)，能高精度地測定紗線張力的范圍受底座構(gòu)件的機械性質(zhì)限制，因而在被測定的紗線種類或粗細有很大差別的場合下，很難用最合適的能與各種紗線相適應(yīng)的精度檢測張力。這樣，用1個傳感器就很難高精度地測定較寬范圍的張力，這與近年來提出的多品種而少量生產(chǎn)的要求是很不相稱的。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而作出的，本發(fā)明的第1目的是提供一種這樣的紗線張力檢測傳感器，即它是基本上利用與以前的紗線張力檢測傳感器相同結(jié)構(gòu)的，能容易地應(yīng)用在紗線張力的測定范圍不同的改造過的紡織機、延伸假捻機或紡紗卷線機等各種纖維機械上的紗線張力檢測傳感器。
本發(fā)明的第2目的是提供一種能確實防止因風花或油劑引起的動作不正常的紗線張力檢測傳感器。
本發(fā)明的第3目的是提供一種即使紗線的種類或粗細有所改變也能高精度地測定紗線張力的紗線張力檢測傳感器。
為了達到上述第1目的而作出的紗線張力檢測傳感器，設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件和將加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件，紗線張力的能測定范圍是可變更的。由于它的能高精度測定紗線張力的測定范圍是可變的，因而無論紗線張力怎樣大小不同都不用替換傳感器，而通過改變能測定的范圍就能與其對應(yīng)地進行高精度測定。
本發(fā)明的第二個方案中的紗線張力檢測傳感器，是為了能改變紗線張力的測定范圍而把紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件間的距離做成能變更的。在這紗線張力檢測傳感器中，一旦改變紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間的距離，就能根據(jù)杠桿原理，與加在紗線導(dǎo)引件上的紗線張力大小相對應(yīng)地按比例變更底座構(gòu)件應(yīng)變量的大小。這樣，即使通過改變上述距離來改變紗線張力的測定范圍，也能使加在底座構(gòu)件上的力和應(yīng)變量保持成一定的比例關(guān)系范圍內(nèi)。
本發(fā)明第3個方案中的紗線張力檢測傳感器，是在紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間設(shè)置距離變更構(gòu)件，這距離變更構(gòu)件為可替換的多個并且分別具有不同的長度。在這紗線張力檢測傳感器中，通過把距離變更構(gòu)件變化成與紗線張力的測定范圍相對應(yīng)的最合適的長度，就能將紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間的距離改變成與紗線張力的測定范圍相對應(yīng)的最合適的距離。
本發(fā)明第4個方案中的紗線張力檢測傳感器，設(shè)有能使紗線導(dǎo)引件相對應(yīng)于底座構(gòu)件自由進退地移動的紗線導(dǎo)引件移動機構(gòu)和固定紗線導(dǎo)引件用的固定機構(gòu)。在這紗線張力檢測傳感器中，通過移動紗線導(dǎo)引件就能將紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間的距離改變成與紗線張力測定范圍相對應(yīng)的最合適的距離。
為了達到上述第2目的，本發(fā)明第5個方案所述的紗線張力檢測傳感器，設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件、將加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件和限制載荷傳遞構(gòu)件的位移量的限制構(gòu)件，還設(shè)有把載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件之間產(chǎn)生的間隙加以堵塞的間隙堵塞構(gòu)件。在這紗線張力檢測傳感器中，間隙堵塞構(gòu)件能防止風花或油劑從載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件之間的間隙進入到傳感器里。
在本發(fā)明第6個技術(shù)方案所述的紗線張力檢測傳感器中，在間隙堵塞構(gòu)件上設(shè)置具有柔性而且松馳的部分。在這紗線張力檢測傳感器中，通過在間隙堵塞構(gòu)件上設(shè)定具有柔性而且松馳的部分，使間隙堵塞構(gòu)件在較小的力作用下就變形，提高了與載荷傳遞構(gòu)件的隨動性，而且在載荷傳遞構(gòu)件位移時不會受到間隙堵塞構(gòu)件的阻力。
在本發(fā)明第7個方案所述的紗線張力檢測傳感中，在間隙堵塞構(gòu)件上設(shè)置著分別與載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件密接的密接部，這個密接部分是用軟的彈性材料構(gòu)成的。由于在這紗線張力檢測傳感器中，用軟的彈性構(gòu)件構(gòu)成間隙堵塞構(gòu)件中的分別與載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件密接的密接部，因而能容易地將間隙堵塞構(gòu)件裝在載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件上。
為了達到上述第3目的而作出的本發(fā)明第8個方案所述的紗線張力檢測傳感器，設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件，設(shè)置多種底座構(gòu)件，在各種底座構(gòu)件上設(shè)置著應(yīng)變檢測元件。由于這個紗線張力檢測傳感器設(shè)置多種底座構(gòu)件，因此能根據(jù)紗線的張力，使對應(yīng)的底座構(gòu)件發(fā)生應(yīng)變，這應(yīng)變量由進行這應(yīng)變的底座構(gòu)件上所設(shè)置的應(yīng)變檢測元件加以檢測。由此可將能高精度地檢測紗線張力的范圍擴大。
在本發(fā)明第9個方案所述的紗線張力檢測傳感器中，把加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到第1底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件是與第1底座構(gòu)件垂直地支承的，載荷傳遞構(gòu)件設(shè)有應(yīng)變檢測元件，這載荷傳遞構(gòu)件被做成能由加在紗線導(dǎo)引件上的載荷作用而撓曲的并具有第2底座構(gòu)件的機能。在這紗線張力檢測傳感器中，將力從紗線導(dǎo)引件傳遞到第1底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件具有第2底座構(gòu)件的機能，在其上設(shè)置著應(yīng)變檢測元件，它是與設(shè)置在第1底座構(gòu)件上的應(yīng)變檢測元件不同的。
在本發(fā)明的第10個方案所述的紗線張力檢測傳感器中，在載荷傳遞構(gòu)件上設(shè)有多個按撓曲量的大小而逐級地接觸的接觸部位。在這紗線張力檢測傳感器中，由于設(shè)置多個接觸部位，因而能借助各個接觸部位逐級地限制載荷傳遞構(gòu)件和底座構(gòu)件的撓曲。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。


圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的概略斜視圖，圖2(a)、(b)是表示本發(fā)明第1實施方式的主要部分斷面圖，圖3是表示本發(fā)明第1實施方式的另一個例子的主要部分斷面圖，圖4是表示本發(fā)明第2實施方式的傳感器的主要部分概略圖，圖5是表示用在第2實施方式的傳感器上的間隙堵塞構(gòu)件的概略圖，圖6是表示第2實施方式的傳感器動作時的主要部分概略圖，圖7是表示本發(fā)明第3實施方式的主要部分斷面圖，圖8是表示本發(fā)明第3實施方式動作時的主要部分斷面圖。
下面，參照圖1～3來說明本發(fā)明第1實施方式的紗線張力檢測傳感器。如圖2(a)、(b)所示，標號1所指是紗線張力檢測傳感器，它具有底座構(gòu)件2、載荷傳遞構(gòu)件3和紗線導(dǎo)引件4。標號2所指是底座構(gòu)件，主要由金屬制成，受載荷(紗線張力)作用而應(yīng)變，發(fā)生的應(yīng)變由應(yīng)變檢測元件5檢測。標號3所指是載荷傳遞構(gòu)件，被垂直地支承在底座構(gòu)件2上。標號4所指是紗線導(dǎo)引件，構(gòu)成由紗線張力形成的載荷作用點。標號5所指是應(yīng)變檢測元件，檢測底座構(gòu)件2的應(yīng)變量并將其變換成電信號。標號6所指是限制構(gòu)件，即使有超過規(guī)定量的載荷(紗線張力)作用在紗線導(dǎo)引件4上，也只是使載荷傳遞構(gòu)件3與限制構(gòu)件6的開口端相接觸，由此將底座構(gòu)件2和應(yīng)變檢測元件5限制成不發(fā)生超過規(guī)定量的應(yīng)變。標號7所指是結(jié)合部，它是設(shè)置在紗線導(dǎo)引件4的距離變更構(gòu)件8上、外徑比載荷傳遞構(gòu)件3還細的突出構(gòu)件，其由螺釘與設(shè)置在載荷傳遞構(gòu)件3內(nèi)部的凹部相結(jié)合，可以把包含距離變更構(gòu)件8在內(nèi)的從底座構(gòu)件2到紗線導(dǎo)引件4看成是一根載載荷傳遞構(gòu)件3。上述距離變更構(gòu)件8與紗線導(dǎo)引件4固緊成一體地做成能從載荷傳遞構(gòu)件3卸下的。附設(shè)有距離變更構(gòu)件8的紗線導(dǎo)引件4可準備多個，其中的距離變更構(gòu)件8的長度L2各不相同，以便根據(jù)紗線張力測定范圍不同而替換成最合適的長度。
下面，說明紗線張力的檢測。當紗線張力F加到紗線導(dǎo)引件4上時，力就從紗線導(dǎo)引件4經(jīng)載荷傳遞構(gòu)件3而傳遞到底座構(gòu)件2。當將底座構(gòu)件2到紗線導(dǎo)引件4的距離定為L時，被傳遞到底座構(gòu)件2的力所產(chǎn)生的力矩M為F×L。由這力矩M使底座構(gòu)件2發(fā)生應(yīng)變，又由這應(yīng)變使應(yīng)變檢測元件5應(yīng)變。由應(yīng)變檢測元件5檢測的應(yīng)變量被變換成電信號后送到圖中省略表示的CPU。
如果有過大的張力作用在紗線導(dǎo)引件4上，載荷傳遞構(gòu)件3就與限制構(gòu)件6的開口端相接觸，不會進行比這大的位移，因此就不會有超過一定限定的力矩從載荷傳遞構(gòu)件3傳遞到底座構(gòu)件2。通過把限制構(gòu)件6的開口端尺寸設(shè)計成不會破壞設(shè)置在底座構(gòu)件2上的應(yīng)變檢測元件5，即使紗線導(dǎo)引件4上受到過大的張力，也能借助載荷傳遞構(gòu)件3與限制構(gòu)件6的開口端相接觸來保護傳感器。
這個傳感器是由底座構(gòu)件2的機械性質(zhì)決定作用在底座構(gòu)件2上的力矩M和底座構(gòu)件2應(yīng)變成一定比例的比例關(guān)系的。當將底座構(gòu)件2到紗線導(dǎo)引件4的距離L(L＝載荷傳遞構(gòu)件3的長度L1+距離傳遞構(gòu)件的長度L2+到紗線導(dǎo)引件4的載荷檢測點的長度L3)定為La時，能高精度地測定紗線張力的紗線張力F的測定范圍是Fa～Fb，如果把距離L取成2La，則通過施加Fa/2～Fb/2的紗線張力就能將力矩M限定成與紗線張力是Fa～Fb的場合下同樣的范圍(M＝F×L＝F/2×2La)。這種場合下紗線張力的能測定范圍則是Fa/2～Fb/2。也就是說，通過改變距離L是可以改變紗線張力的能測定范圍的。
上述改變距離L這一點僅是指可以改變紗線張力的能測定范圍這一優(yōu)點，還可以根據(jù)距離改變感度。也就是說，它還具有這樣的優(yōu)點，若紗線張力的能測定范圍減小成一半，則誤差也小一半。例如、當把應(yīng)變檢測元件的誤差取成6克/150克時，在測定結(jié)果所表示的數(shù)值是150克場合下，誤差是±6克。當距離L增加成2倍時，可將紗線張力能測定范圍縮減小一半，而且誤差也縮成一半，即在測定結(jié)果所表示的數(shù)值是75克場合下，誤差縮減成3克。如果不改變距離L地仍按原樣進行測定時，即使測定結(jié)果表示75克，誤差仍為±6克，這時的精度就不太好了。
也就是說，在需要測定粗的紗線等大張力時可將距離L縮短，然后進行測定；在測定細的紗線等小張力時可將距離L增大然后進行測定，這樣就能得到與紗線的種類或粗細相對應(yīng)的最合適的能測定紗線張力的范圍。
下面，對改變底座構(gòu)件2和紗線導(dǎo)引件4之間的距離的方法進行說明。
在本實施方式中將載荷傳遞構(gòu)件3的長度L1取成一定，距離變更構(gòu)件8設(shè)置在紗線導(dǎo)引件4上，而且能從載荷傳遞構(gòu)件3卸下，載荷傳遞構(gòu)件3是由金屬制成的圓柱體，距離變更構(gòu)件8也是金屬制成的圓柱體，其直徑和載荷傳遞構(gòu)件3相等。為了把距離變更構(gòu)件8做成能與載荷傳遞構(gòu)件3裝卸自如地結(jié)合，在其上設(shè)置結(jié)合部7，這是直徑比載荷傳遞構(gòu)件3還小的圓筒狀突起，在上述結(jié)合部7上形成陽螺紋，在載荷傳遞構(gòu)件3上設(shè)置與結(jié)合部7擰緊的陰螺紋。在把紗線導(dǎo)引件4、距離變更構(gòu)件8和結(jié)合部7成一體地作成紗線導(dǎo)引體10時，就得制作多個有不同距離變更構(gòu)件8長度L2的紗線導(dǎo)引體10，通過替換紗線導(dǎo)引體10來變更距離L。也就是說，在把距離變更構(gòu)件8的長度取為L2、把紗線導(dǎo)引件4的長度取為L3(固定的)時，在距離L＝L1+L2+L3中，通過改變距離變更構(gòu)件8的長度L2就可使距離L改變。圖2表示把長度L2做成L2a的情況和做成L2b的情況。
根據(jù)所使用的紗線粗細或種類的不同，準備多個距離變更構(gòu)件8的長度L2被改變過的紗線導(dǎo)引體10時，只要替換紗線導(dǎo)引體10就能得到與紗線粗細或種類相適應(yīng)的能測定紗線張力的范圍。也就是說，用簡單的結(jié)構(gòu)就能容易地改變能測定紗線張力的范圍。
圖3所示的另一個例子是把載荷傳遞構(gòu)件3的前端部延長，并將紗線導(dǎo)引件4做成能在載荷傳遞構(gòu)件3的前端部上自由移動的并設(shè)有一個將紗線導(dǎo)引件4固定用的固定機構(gòu)9，用于將紗線導(dǎo)引件4固定在一定位置上。雖然固定機構(gòu)9是用螺栓10將紗線導(dǎo)引件4固定在載荷傳遞構(gòu)件3上，但最好是那種在需要使其移動時只要擰松止動螺栓10、在固定時只要擰緊止動螺栓10就能完成動作的。為了改變紗線導(dǎo)引件4和底座構(gòu)件2之間的距離，通過設(shè)置用來固定紗線導(dǎo)引件4的固定機構(gòu)9、并將其做成能在前端部被延長了載荷傳遞構(gòu)件3上自由進退地移動，就能用簡單的結(jié)構(gòu)容易地改變紗線張力測定范圍。
也可在載荷傳遞構(gòu)件3的前端延長部上切出螺紋槽溝，將固定機構(gòu)9做成螺母，使紗線導(dǎo)引件4能在前端部被延長了的載荷傳遞構(gòu)件3上自由進退地移動。也可以形成這樣的結(jié)構(gòu)，即，不是使1個紗線導(dǎo)引件4移動，而是在載荷傳遞構(gòu)件3上設(shè)置多個紗線導(dǎo)引件4，通過有選擇地使用紗線導(dǎo)引件4來改變距離L。
上述第1實施方式是借助使紗線導(dǎo)引件4位置移動來改變張力的測定范圍的。但是，紗線導(dǎo)引件4的移動會導(dǎo)致紗道變更。為了防止紗道變更，最好是不變更紗線導(dǎo)引件4的安裝位置地使其在紗線張力傳感器1本體的安裝位置上移動。
在上述第1實施方式中，載荷傳遞構(gòu)件3和距離變更構(gòu)件8是做成圓柱體的，但可以不局限于這種圓柱體形狀，還可做成其他形狀；材料也不局限于金屬、可采用樹脂或復(fù)合纖維材料。此外，雖然在這實施方式中，結(jié)合部7是形成陽螺紋、與形成陰螺紋的載荷傳遞構(gòu)件3相結(jié)合的形式，但也可不形成螺紋而采用嵌入式。
下面，參照著圖4～圖6來說明第2實施方式的紗線張力檢測傳感器。本實施方式的傳感器28是測定紗線張力的應(yīng)變檢測型傳感器，設(shè)有載荷傳遞構(gòu)件23、垂直地支承著載荷傳遞構(gòu)件23的底座構(gòu)件25、覆蓋底座構(gòu)件25地設(shè)置的保護構(gòu)件27。在保護構(gòu)件27上設(shè)置著圓錐形的限制構(gòu)件27a，它覆蓋著載荷傳遞構(gòu)件23。載荷傳遞構(gòu)件23的前端從限制構(gòu)件27a突出出來。在載荷傳遞構(gòu)件23的前端設(shè)置著作為檢測點的紗線導(dǎo)引件24，在底座構(gòu)件25上設(shè)置著應(yīng)變傳感元件26。
這個傳感器28是如下所述地進行紗線張力測定的。當紗線纏掛在紗線導(dǎo)引件24上而加上張力時，載荷傳感構(gòu)件23如圖6所示地位移，隨著這位移使底座構(gòu)件25發(fā)生形變。由底座構(gòu)件25的形變而產(chǎn)生的應(yīng)變由應(yīng)變感應(yīng)元件26變換成電信號，經(jīng)過變換的電信號的波形和大小由圖中沒表示的CPU判斷，由此測定紗線導(dǎo)引件24上所加的紗線張力。
為了使上述應(yīng)變檢測元件26能檢測到底部構(gòu)件25上所產(chǎn)生的微弱的應(yīng)變，通常將其制造成非常精細。因此有這樣的問題，即當?shù)鬃鶚?gòu)件25發(fā)生過分變形時，應(yīng)變檢測元件26內(nèi)部的回路會發(fā)生斷路。為了防止斷路，設(shè)置了限制載荷傳遞構(gòu)件23位移量的限制構(gòu)件27a，當載荷傳遞構(gòu)件23受過分張力作用進行大位移時就與這限制構(gòu)件27a接觸上，限制載荷傳遞構(gòu)件23的位移，從而抑制了與載荷傳遞構(gòu)件23連續(xù)地設(shè)置的底座構(gòu)件25的形變，就能對應(yīng)變檢測元件26進行保護。
如本實施方式那樣的，根據(jù)載荷傳遞構(gòu)件23的位移量檢測張力的傳感器，要求載荷傳遞構(gòu)件23和保護構(gòu)件27(限制構(gòu)件27a)之間設(shè)有間隙29。為了防止風花和油劑等從這間隙29進入，在本實施方式的傳感器28上，從外側(cè)覆蓋間隙29地設(shè)置著間隙堵塞構(gòu)件21。通過設(shè)置間隙堵塞構(gòu)件21就不會有異物從間隙進入而引起麻煩，例如能防止因風花形成的載荷傳遞構(gòu)件23的位移不好或因油劑形成的傳感器28內(nèi)部的基板回路電阻值的變化，從而構(gòu)成一種動作不正常的傳感器28。間隙堵塞構(gòu)件21的兩端分別與限制構(gòu)件27a的根部外周面和載荷傳遞構(gòu)件23前端部的外周面密封地相接。
下面，參照著圖5詳細地說明間隙堵塞構(gòu)件21。本實施方式的間隙堵塞構(gòu)件21是將中央部分做成向外側(cè)較大地鼓出并彎曲的圓環(huán)狀整體。間隙堵塞構(gòu)件21的兩端形成開口，一端密封地相接并固定在載荷傳遞構(gòu)件23上，另一端是密封地相接并固定在限制構(gòu)件27a上。與載荷傳遞構(gòu)23和限制構(gòu)件27a密接的部分形成朝這兩個構(gòu)件23、27a突出的突出部22。突出部22是斷面為圓形的環(huán)狀構(gòu)件，由于使用下述的具有柔性和彈性的構(gòu)件(軟的彈性構(gòu)件)，而且將直徑做成比各個構(gòu)件23、27a還小一些，因而就形成了能彈性地壓在各個構(gòu)件23、27a上進行密封相接的密接部，從而提高了與各個構(gòu)件23、27a的密接性。
在間隙堵塞構(gòu)件21的中央部位設(shè)置彎曲部，它具有向外側(cè)突出的充分松弛部，因此間隙堵塞構(gòu)件21就能隨著載荷傳遞構(gòu)件23的位移而縮減、增加上述的松弛部。而且與間隙堵塞構(gòu)件21上沒有松弛部、依靠間隙堵塞構(gòu)件21的自身材料伸長的場合相比，用較少的力就發(fā)生形變。此外、與上述場合相反，在間隙堵塞構(gòu)件21壓緊載荷傳送構(gòu)件23的場合下，間隙堵塞構(gòu)件21對載荷傳遞構(gòu)件23的影響小。其結(jié)果是，即使在傳感器28上設(shè)置間隙堵塞構(gòu)件21也不怎么影響載荷傳遞構(gòu)件23的位移，從而能進行高精度的檢測。
另外，在本實施方式中，間隙堵塞構(gòu)件21有柔性，因此可使用那些能容易地用金屬模批量生產(chǎn)的樹脂(例如硅樹脂類)，而且只要不影響載荷傳遞構(gòu)件23的位移，可盡量將樹脂厚度減薄，使彎曲部11容易變形。樹脂的厚度較理想的是0.1毫米左右。但有時因樹脂種類不同，在向金屬模內(nèi)流動時因發(fā)生氣孔而不能順利進行，在這種情況下樹脂厚度可取0.2～0.4毫米左右，其中以0.2毫米左右為好。當樹脂厚度增厚，會對彎曲部11的容易變形性有影響。因此，在將樹脂厚度加厚的場合下，必需使彎曲部11發(fā)生彎曲的量增多，使其容易隨著載荷傳遞構(gòu)件23的變形而形變。
由于間隙堵塞構(gòu)件21具有柔性和彈性，因而在使它的與載荷傳遞構(gòu)件23和限制構(gòu)件27a相接的突出部22的直徑稍微減小時，突出部22就密接地壓在各個構(gòu)件23、27a上。因此能容易而且確實地固定間隙堵構(gòu)件21，能防止風花或油劑等異物從間隙進入。又由于間隙堵塞構(gòu)件21是覆蓋在各個構(gòu)件23、27外側(cè)的，因而也能外設(shè)在以前的傳感器上，通過將間隙堵塞構(gòu)件21設(shè)計成是有柔性和彈性的構(gòu)件，而且設(shè)置密接部，就能使間隙堵塞構(gòu)件21容易安裝，而且有優(yōu)良的維修保養(yǎng)性。
樹脂的性質(zhì)是柔性的，即使薄也有優(yōu)良的耐久性，最好采用不浸漬油劑性的，例如在硅樹脂中添加了添加劑的，但在與油劑無關(guān)的環(huán)境(例如用作天然纖維絲的張力檢測傳感器的場合)下，也可采用標準的硅樹脂。
本發(fā)明還可如下所述地具體化。
在本實施例中，為了防止風花等異物存積在具有柔性和松弛部的間隙堵塞構(gòu)件上而使載荷傳遞構(gòu)件23的特性發(fā)生變化，在間隙堵塞構(gòu)件23上設(shè)置從載荷傳遞件23起、向外側(cè)突出的彎曲部11，但用在沒有大量風花等異物的場地時，也可改設(shè)成折彎部或形成波紋狀的。
下面，參照看圖7、圖8來說明第3實施方式的紗線張力檢測傳感器31。紗線張力檢測傳感器31設(shè)有底座構(gòu)件32、載荷傳遞構(gòu)件33和紗線導(dǎo)引件34。標號32所指是第1底座構(gòu)件，主要由金屬制成，借助載荷(紗線張力)作用而發(fā)生應(yīng)變，發(fā)生的應(yīng)變由應(yīng)變檢測元件35檢測。標號33所指是載荷傳送構(gòu)件，是圓柱形構(gòu)件并沿垂直方向由第1底座構(gòu)件32支承著。這個載荷傳送構(gòu)件32用那種在一定范圍內(nèi)載荷與應(yīng)變量成比例關(guān)系的材料構(gòu)成，載荷傳遞構(gòu)件33本體構(gòu)成與上述第1底座構(gòu)件32不同的第2底座構(gòu)件。標號34所指是紗線導(dǎo)引件，是陶瓷制成的，并能自由替換地用螺紋緊固件緊固在載荷傳遞構(gòu)件33上，構(gòu)成由紗線施加張力的載荷檢測點。
標號35所指是應(yīng)變檢測元件，設(shè)置在第1底座構(gòu)件32上，檢測第1底座構(gòu)件32的應(yīng)變量并將其變換成電信號。標號38所指也是應(yīng)變檢測元件并且設(shè)置在載荷傳遞構(gòu)件33上，檢測載荷傳遞構(gòu)件33的撓曲量并將其變換成電信號。標號36所指是保護構(gòu)件，是金屬制的中空圓柱，內(nèi)部設(shè)有臺階，形成雙重直徑，借助載荷傳遞構(gòu)件33與雙重直徑中的小直徑段的作為第1接觸部位39和大直徑段的作為第2接觸部位37相接觸(上述第1接觸部位39是小直徑段上的角部；第2接觸部位37是大直徑段的開口端角部)，防止載荷傳遞構(gòu)33和第1底座構(gòu)件32發(fā)生超過規(guī)定量的撓曲，從而防止應(yīng)變檢測元件35和38的破壞。第1接觸部位39不僅是為了防止應(yīng)變檢測元件35被破壞，還是如下所述地為了使第1底座構(gòu)件32和載荷傳遞構(gòu)件33發(fā)生臺階狀形變。
一旦張力F加在紗線導(dǎo)引件34上，張力F就從紗線導(dǎo)引件34經(jīng)過載荷傳遞構(gòu)件33而傳遞到第1底座構(gòu)件32。由于載荷傳遞構(gòu)件33構(gòu)成一個相對于第1底座構(gòu)件32的懸臂梁，因而在張力傳遞到第1底座構(gòu)件32時，在第1底座構(gòu)件32上產(chǎn)生與載荷方向相反的力矩M的作用，在底座構(gòu)件32上產(chǎn)生與這力矩M的大小相對應(yīng)的應(yīng)變。由第1底座32上所產(chǎn)生的應(yīng)變使應(yīng)變檢測元件35應(yīng)變，由應(yīng)變檢測元件35根據(jù)應(yīng)變所檢測到的應(yīng)變量被變成電信號后，輸送到圖中沒表示的CPU，又將其變換處理成張力值。
即使有過分的張力作用在紗線導(dǎo)引件34上，通過使載荷傳送構(gòu)件33與保護構(gòu)件36的接觸部位37相接觸，第1底座構(gòu)件32就不會發(fā)生超過規(guī)定量的應(yīng)變。因此，通過將保護構(gòu)件36的與接觸部位37相接觸處的直徑大小設(shè)定成不使應(yīng)變檢測元件35斷開的程度，就能保護應(yīng)變檢測元件35，使其免遭破壞。
而且，應(yīng)變檢測元件35的保護并不是只有通過調(diào)整保護構(gòu)件36內(nèi)徑的大小才可能實現(xiàn)，還可以借助調(diào)整保護構(gòu)件36上所設(shè)置的接觸部位37的位置來實現(xiàn)。
下面，說明被測定的紗線從細的紗線變成粗的紗線時，進行低張力范圍的測定到進行高張力范圍的測定的情況。在本實施方式的紗線張力檢測傳感器31上，當加上強的紗線張力時，載荷傳遞構(gòu)件33發(fā)生撓曲而與接觸部位39相接觸。而且載荷傳遞構(gòu)件33只是以接觸部位39為支點地在支點之前部分發(fā)生撓曲?？衫眠@支點之前部分的撓曲，由應(yīng)變檢測元件35以外的應(yīng)變檢測元件38檢測張力。因此將應(yīng)變檢測元件38設(shè)置在載荷傳遞構(gòu)件35上的與接觸部位39接近的位置點和紗線導(dǎo)引件34的大致中間部位上。當紗線導(dǎo)引件34上有超過規(guī)定值的張力作用時，在載荷傳遞構(gòu)件33的與接觸部位39相接觸的位置(支點)之前部分上，有與載荷方向相同的力矩m作用。由這力矩m產(chǎn)生的撓曲所引起的應(yīng)變由應(yīng)變檢測元件38檢測并變換成電信號，由此就能測定粗的紗線。也就是說，不僅能用應(yīng)變檢測元件35檢測弱的張力，還能用應(yīng)變檢測元件38檢測強的張力，從而實現(xiàn)較大范圍的張力測定。又因為在本實施方式中還將載荷傳遞構(gòu)件33用作第2底座構(gòu)件，所以就不必另設(shè)底座構(gòu)件。
由于應(yīng)變檢測元件是利用應(yīng)變量來檢測力的，因而設(shè)置應(yīng)變檢測元件的底座構(gòu)件的機械性質(zhì)會改變能測定的范圍和精度。換句話說，一旦按照能測定的范圍選擇底座構(gòu)件的性質(zhì)，就能在所要求的能測定的范圍內(nèi)進行所要求精度的張力測定。為此，根據(jù)第1底座構(gòu)件32的性質(zhì)要求，選用能正確地測定低張力的、即使壁薄也仍有適當耐久的材料，例如用不銹鋼板或由不銹鋼加工成的中空金屬板。而根據(jù)載荷傳遞構(gòu)件33的性質(zhì)要求，選用能正確地測定高張力的、即使壁厚也不會由于載荷傳遞構(gòu)件33的自重而使底座構(gòu)件32應(yīng)變的輕而且有強度的材料，例如用鋁合金或纖維增強塑料等。當把上述材料用在底座構(gòu)件32和載荷傳遞構(gòu)件33上時，經(jīng)過壁厚等調(diào)整，無論對粗的紗線或者細的紗線都能進行與各個紗線的粗細或種類相適應(yīng)的精確的測定。
自然，當載荷傳遞構(gòu)件33的材料性質(zhì)過于柔軟時，會由于載荷傳遞構(gòu)件33撓曲而吸收力，并由此形成不能對底座構(gòu)件32施加合適的力。相反，當載荷傳遞構(gòu)件33過硬時，不能發(fā)生撓曲，以致不能進行張力較大場合下的測定。為此，必需根據(jù)所要的能測定張力的范圍，充分考慮厚度和材料性質(zhì)。
雖然通過底座構(gòu)件32和載荷傳遞構(gòu)件33的材料性質(zhì)和壁厚的組合能形成連續(xù)的能測定張力的范圍，但往往與第1底座構(gòu)件32發(fā)生應(yīng)變的同時載荷傳遞構(gòu)件33也發(fā)生撓曲，就會由載荷傳遞構(gòu)件33吸收力，從測定精度觀點來說，這種情況下太好。因此，最好取成臺階形的能測定范圍。
本發(fā)明也可如下所述地具體化。
(1)在第3實施方式中是使載荷傳遞構(gòu)件33的壁厚或直徑大小變化的結(jié)構(gòu)。在施加超過規(guī)定的張力情況下，也可采用在所加的張力作用下，從接觸部位37到紗線導(dǎo)引件34這部分容易發(fā)生撓曲的結(jié)構(gòu)。也可以采用不改變直徑大小、在1根圓柱體上通過材料性質(zhì)的改變而使某一部分容易發(fā)生撓曲的結(jié)構(gòu)。而且，應(yīng)可以在1根載荷傳遞構(gòu)件33上，由部位不同而改變撓曲量，在各個部位設(shè)置應(yīng)變檢測元件，逐級地增加紗線張力的能測定范圍。
(2)在載荷方向是一定的場合下，也能采用這樣的結(jié)構(gòu)，即，載荷傳遞構(gòu)件33不是伸入在保護構(gòu)件36中，而是用實心的方柱等來支承因載荷而撓曲的載荷傳遞構(gòu)件33，這樣就不會發(fā)生超過一定量的撓曲。
(3)除了第1底座構(gòu)件32、載荷傳遞構(gòu)件33之外，還可考慮把支承保護構(gòu)件36的本體構(gòu)架12用作底座構(gòu)件。如果有強的張力作用上，載荷就加在與載荷傳遞構(gòu)件33相接觸的保護構(gòu)件36上。隨即在外伸地支承保護構(gòu)件36的本體構(gòu)架12的支承點附近，如同支承載荷傳遞構(gòu)件33的第1底座32會產(chǎn)生應(yīng)變。根據(jù)這應(yīng)變，在應(yīng)變處設(shè)置應(yīng)變檢測元件，就能測定高的紗線張力。自然，當本體構(gòu)架12過分硬時就不會應(yīng)變，因此必需慎重考慮支承保護構(gòu)件36的支點附近的材料性質(zhì)和厚度等。
由于本發(fā)明具有上述的結(jié)構(gòu)，因而它能產(chǎn)生如下所述的效果。
根據(jù)本發(fā)明的第1個技術(shù)方案，由于把可測定紗線張力的范圍形成能變更的，因而能高精度地測定紗線張力的測定范圍也是可變的，即使紗線的張力與紗線的粗細或種類對應(yīng)地變高或變低，都能通過變更可測定范圍來與其對應(yīng)。從而提供一種可借助紗線張力的測定范圍的改變就能高精度檢測紗線張力的紗線張力檢測傳感器。
本發(fā)明的第2個技術(shù)方案是為了把可測定紗線張力的范圍形成能變更的，把紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件間的距離做成能變更的。這樣，由于能改變紗線導(dǎo)引件與底座構(gòu)件間的距離，由于加在底座構(gòu)件上的力與應(yīng)變量成一定比例關(guān)系，因而能提供一種借助紗線張力的測定范圍改變就能高精度檢測紗線張力的紗線張力檢測傳感器。
本發(fā)明的第3個技術(shù)方案是在紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間設(shè)置距離變更構(gòu)件，并能把這距離變更構(gòu)件根據(jù)情況改變成長度不同。這樣，由于能把紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間的距離改變成與紗線張力的測定范圍相適應(yīng)的最合適距離，因而用簡單的結(jié)構(gòu)就能容易地改變紗線張力的測定范圍。而本發(fā)明的第4個技術(shù)方案是設(shè)有能使紗線導(dǎo)引件相對于底座構(gòu)件自由進退地移動的紗線導(dǎo)引件移動機構(gòu)和固定紗線導(dǎo)引件用的固定機構(gòu)。這樣，就能把紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間的距離改變成與紗線張力的測定范圍相適應(yīng)的最合適距離，用簡單的結(jié)構(gòu)就能容易地改變紗線張力的測定范圍。
本發(fā)明的第5個技術(shù)方案是借助間隙堵塞構(gòu)件來防止風花或油劑從限制構(gòu)件和載荷傳遞構(gòu)件之間的間隙進入到傳感器里，從而防止由風花引起的載荷傳遞構(gòu)件的位移不正常和因油劑造成的傳感器內(nèi)部的基板的回路阻值變化，從而提供一種不會因風花或油劑造成動作不正常的傳感器。
由于本發(fā)明的第6個技術(shù)方案是借助在間隙堵塞構(gòu)件上設(shè)置具有柔性而且松馳的部分，使間隙堵塞構(gòu)件在小的力作用下就變形，而且不妨礙載荷傳遞構(gòu)件位移，因而即使設(shè)置間隙堵塞構(gòu)件也能進行高精度的檢測。
本發(fā)明的第7個技術(shù)方案是通過將間隙堵塞構(gòu)件設(shè)置在載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件的外側(cè)，使間隙堵塞構(gòu)件能在較后的工序進行裝配。又因為間隙堵塞構(gòu)件是設(shè)有密接部的用具有柔性和彈性的材料做成的軟的彈性構(gòu)件，所以能容易地安裝間隙堵塞構(gòu)件，能容易地替換間隙堵塞構(gòu)件，并具有優(yōu)良的維護保養(yǎng)性能。
由于本發(fā)明的第8個技術(shù)方案具有多種與所要求的紗線張力的能測定范圍相吻合的底座構(gòu)件和應(yīng)變檢測元件，因而能根據(jù)紗線張力，使用與其對應(yīng)的底座構(gòu)件和應(yīng)變檢測元件，這樣，即使紗線的種類或粗細等條件有很大差別也能以最合適的精度進行測定。
在本發(fā)明的第9個技術(shù)方案中，由于載荷傳遞構(gòu)件有底座構(gòu)件的機能，因而不必另外設(shè)置底座構(gòu)件。
由于在本發(fā)明的第10個技術(shù)方案設(shè)有多個接觸部，因而能對載荷傳遞構(gòu)件的撓曲量逐級地加以限制，能使底座構(gòu)件和載荷傳遞構(gòu)件逐級地應(yīng)變，能限制底座構(gòu)件和載荷傳遞構(gòu)件逐級地應(yīng)變，能限制底座構(gòu)件和載荷傳遞構(gòu)件的應(yīng)變量，能對分別設(shè)置在底座構(gòu)件和載荷傳遞構(gòu)件上的應(yīng)變檢測元件進行保護。
權(quán)利要求
1.紗線張力檢測傳感器，設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件和將加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件，其特征在于紗線張力的能測定范圍是可變更的。
2.如權(quán)利要求1所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于為了能改變紗線張力的測定范圍，把紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件間的距離做成能變更的。
3.如權(quán)利要求2所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于在紗線導(dǎo)引件和底座構(gòu)件之間設(shè)置距離變更構(gòu)件，該距離變更構(gòu)件為可置換的多個并具有不同的長度。
4.如權(quán)利要求2所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于它設(shè)有能使紗線導(dǎo)引件相對于底座構(gòu)件自由進退地移動的紗線導(dǎo)引件移動機構(gòu)和固定紗線導(dǎo)引件用的固定機構(gòu)。
5.紗線張力檢測傳感器，設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件、將加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件和限制載荷傳遞構(gòu)件的位移量的限制構(gòu)件，其特征在于還設(shè)有把載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件之間產(chǎn)生的間隙加以堵塞的間隙堵塞構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求5所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于間隙堵塞構(gòu)件上設(shè)置具有柔性而且松弛的部分。
7.如權(quán)利要求5或6所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于間隙堵塞構(gòu)件上設(shè)置著分別與載荷傳遞構(gòu)件和限制構(gòu)件密接的密接部，這個密接部分是用軟的彈性材料構(gòu)成的。
8.紗線張力檢測傳感器，設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件、作為由紗線張力形成的載荷作用點的紗線導(dǎo)引件，其特征在于設(shè)置多種底座構(gòu)件，在各種底座構(gòu)件上設(shè)置著應(yīng)變檢測元件。
9.如權(quán)利要求8所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于把加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到第1底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件垂直地被支承著，載荷傳遞構(gòu)件設(shè)有應(yīng)變檢測元件，載荷傳遞構(gòu)件被做成能由加在紗線導(dǎo)引件上的載荷作用而撓曲的并具有第2底座構(gòu)件的機能。
10.如權(quán)利要求9所述的紗線張力檢測傳感器，其特征在于在載荷傳遞構(gòu)件上設(shè)有多個按撓曲量的大小而逐級地接觸的接觸部位。
全文摘要
一種即使改變紗線張力的測定范圍也能高精度地檢測紗線張力的紗線張力檢測傳感器。它設(shè)有由載荷引起應(yīng)變的底座構(gòu)件(2)、檢測底座構(gòu)件應(yīng)變的應(yīng)變檢測元件(5)、作為載荷作用點的紗線導(dǎo)引件(4)、和把加在紗線導(dǎo)引件上的載荷傳遞到底座構(gòu)件的載荷傳遞構(gòu)件(3),它是通過將紗線導(dǎo)引件(4)和底座構(gòu)件(2)之間的距離形成能變更的結(jié)構(gòu)而使能測定紗線張力的范圍可改變的。
文檔編號D01H13/00GK1185494SQ9711904
公開日1998年6月24日 申請日期1997年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月19日
發(fā)明者木野義浩 申請人:村田機械株式會社