EE201400033A

EE201400033A - Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik

Info

Publication number: EE201400033A
Application number: EEP201400033A
Authority: EE
Inventors: Viljo Veesaar
Original assignee: Nordic Automation Systems As
Priority date: 2014-08-23
Filing date: 2014-08-23
Publication date: 2016-05-16
Also published as: WO2016030802A1

Abstract

Käesolev leiutis pakub pneumotööriista aktiivse kiirliitmiku. Kiirliitmiku korpus sisaldab standardsete kiirliitmikega mehaaniliselt ühilduvaid liitmikke, trükkplaadile paigutatud elektroonikalülitust, millesse on integreeritud pneumotööriista töörežiime, sealhulgas töötamise koguaega ja osaaegu, töötamise sagedust, tarbitava õhuvoolu kogust ja õhuvoolu intensiivsust ning muid parameetreid mõõtev andur. Elektroonikalülitus sisaldab samuti protsessori lülitust ja transiiveri lülitust. Kiirliitmikku on integreeritud elektroonikalülituse tööks vajalik toiteallikas. Kiirliitmikul on LED- indikaator.

Description

Tehnikavaldkond

Leiutis kuulub tööstusseadmete valdkonda, täpsemalt pneumotööriistade valdkonda. Leiutis käsitleb pneumotööriistaga ühendatavat elektroonikalülitusega kiirliitmikku, mis on elektrooniliselt sidestatud kontrolleriga.

Pneumotööriistade kasutajatele on kehtestatud teatud töötervishoiuga ja tööohutusega seotud nõuded ja piirangud. Pneumotööriistade töötamisel tekkiv vibratsioon mõjutab kasutaja tervist ja on ette nähtud kindlad ajaperioodid, kui kaua võib vahetpidamata taolise tööriistaga tööd teha, et oleksid tagatud töötaja tööohutusnõuded ja tööriista enda optimaalsed töörežiimid. Näiteks liiga pika aja jooksul vahetpidamatu töötamisega kahjustab töötaja oma tervist, samuti väheneb tööriista eluiga. Seega on vajadus sellise vahendi järele, millega oleks võimalik mõõta tööriista töötamise aega, edastada seda infot vastavasse juhtseadmesse, millelt saab vajalikku infot tööriista käivitusaegade kohta, samuti edastab juhtseade vajadusel kasutajale tööriista töö ja režiimide kohta tagasisidet või muudab tööriista tööparameetreid.

Tehnika tase

GB2418252 avalikustab vahendi pneumotööriista kasutamise aja mõõtmiseks ja edastamiseks andmekogumisseadmesse. Andmete ülekanne võib olla juhtmevaba (näit raadiosagedus või infrapunadiapasoon). Ühes teostuses on mõõtmise seade integreeritud tööriista elektripistikusse ja see mõõdab aega, mille jooksul tööriist on olnud töös. Alternatiivselt võib andur olla aktseleromeeter, mis tunneb vibratsiooni ja teeb nii kindlaks, millal tööriist on töös ja millal mitte. Vahendil võib olla ekraan, millele võidakse kuvada tööriista kasutaja poolt tööriista kasutamise aega, samuti kasutamise intensiivsust. Kirjeldatakse erinevaid konstruktiivseid lahendusi tööriista töötamise aja kindlakstegemiseks.

Tehnika taseme lahenduste puuduseks on see, et meile teadaolevalt on pakutud tööriista kasutamist mõõtvad, salvestavad, edastavad lahendused, mis on integreeritud tööriistaga kokku, mis teeb võimatuks nende kasutamise juba olemas olevate tööriistade lihtsalt ja kiirelt ühendatava lisaseadmena.

Leiutise olemus

Leiutise eesmärk on pakkuda pneumotööriista jaoks aktiivne elektroonikalülitusega varustatud kiirliitmik, millesse on integreeritud pneumotööriista töörežiime, sealhulgas töötamise koguaega ja osaaegu, töötamise sagedust, tarbitava õhuvoolu kogust ja õhuvoolu intensiivsust ning muid parameetreid mõõtev andur, mis on ühendatud lülitusplaadiga, millel paiknevad protsessori lülitus ja transiiveri lülitus. Kiirliitmikku on samuti integreeritud lülitusplaadi tööks vajalik toiteallikas. Kiirliitmikul on indikatsioon, eelistatud teostuses LED-indikaator. Leiutisekohane aktiivne kiirliitmik on autonoomne juhtmevaba elektroonikaseade, mis on pneumotööriista ja selle tööks vajaliku suruõhu vooliku vahele paigutatav kiire lahtivõetavusega liitmik, mis on mehaaniliselt ühilduv levinud kiirliitmikega. Kiirliitmik kogub andmeid, mis võib toimuda õhuvoolu, rõhu, vibratsiooni või nende kombinatsiooni mõõtmise teel, ja edastab andmed juhtmevabalt kontrollerisse. Kontroller teeb kogu andmetöötluse ja annab aktiivsele kiirliitmikule vajadusel tagasisidet. Kiirliitmiku üks oluline eesmärk on mõõta aega, kui kaua tööriist on töötanud, et nii saada teada, millise aja jooksul tööriista kasutaja on olnud kokkupuutes pneumotööriista vibratsiooniga. Alternatiivses teostuses kasutatakse kontrolleri kogutud andmeid suruõhusüsteemi optimeerimiseks, näiteks reguleerides automaatselt tööriistale antavat õhurõhku. Vibratsiooni mõõdetakse otse vibratsioonianduriga või kaudselt, kasutades ainult õhuvoolu andmeid. Sel juhul on tööriista vibratsiooni väärtus, mis on tavaliselt antud valmistaja poolt, salvestatud kiirliitmiku elektroonikalülitusse või kontrollerisse. Tööriista poolt kasutatud õhuvoolu mõõtmise andmed annavad tööriista kasutamise aja, ja teades tööriista vibratsiooni väärtust, saab arvutada tööriista kasutaja poolt saadava vibratsioonitaseme. Alternatiivselt võib kiirliitmiku teostada liitmiku emapoolel (voolikupoolne ots).

Leiutisekohane õhktööriista tagasiside seade kujutab endast lisaseadmena tööriista külge paigaldatud kiirliitmikku. Pneumotööriista aktiivsel kiirliitmikul on tehnika tasemest tuntud otsikutega ühilduvad otsikud, mittemagnetilisest materjalist korpus, milles on püsimagnetiga varustatud liigutatav klapp, klapi algasendisse tagastamise tagastusvedru, elektroonikaplaat ja toiteallikas. Elektroonikaplaadil on mikroprotsessor, juhtmevaba transiiver, klapi asendi andur, toiteahel ja laadimiselektroonika, vibratsiooniandur ja alternatiivselt rõhuandur. Elektroonikaplaadiga on ühendatud LED-indikaator.

Tööriista tüüp ja kasutusotstarve ei ole oluline. Seadme eesmärk on mõõta muu hulgas tööriista sisendrõhku ja registreerida tööriista sisse/väljalülitus ning edastada see juhtmevabalt juhtseadmele. Juhtseade kasutab saadud infot ka diagnostilistel ja töörežiimi reguleerimise eesmärkidel, kuid peamine eesmärk on registreerida töötunde ja sellest tulenevat arvutuslikku vibratsioonihulka, millega tööriista operaator on kokku puutunud. Kui etteantud eelnevalt programmeeritud maksimaalne vibratsioonihulk on saavutatud, siis juhtseade annab sellest märku visuaalselt, akustiliselt või visuaalselt ja akustiliselt. Lisaks annab visuaalset tagasisidet ka seadme peal olev LED-indikaator.

Pneumotööriista sisse/väljalülitamise registreerimine toimub leiutisekohase kiirliitmiku sisse paigaldatud klapi, kuuli või muu sarnase mehhaanilise lülitusega. Signaal kantakse edasi mikroprotsessorile, näiteks Halli efekti sensori või keelrelee abil. Andmeedastus peaseadmele (kontrollerile) toimub juhtmevabalt 2,4 GHz või muus ISM-sagedusalas, kus andmevahetus on kahepoolne, tagamaks andmeedastuse veakindluse. Seade võib olla kas patarei või akutoitega. Akutoite puhul on laadimisvõimalus valikuline, kuna väga väikese voolutarbe tõttu on aku eluiga paar aastat, mis võib ületada mehaanilise osa eluea. Õhuvooliku kiirkinnitus on seadme osa, kuna seade on integreeritud tavapärase kiirkinnitusega.

Illustratsioonide loetelu

Käesolevast leiutisest saab täielikuma ülevaate järgneva näidisteostuse detailse kirjelduse lugemisega koos juurdelisatud joonistega, kus:

joonis fig 1 kujutab käesoleva leiutise kiirliitmiku ühe eelistatud teostuse külgvaate ristlõiget;

joonis fig 2 kujutab käesoleva leiutise kiirliitmiku ühe eelistatud teostuse otsvaate ristlõiget;

joonis fig 3 kujutab käesoleva leiutise kiirliitmiku ühe eelistatud teostuse üldvaadet.

Leiutise teostamise näide

Kiirliitmiku korpus 1 (vaata joonist fig 1) võib olla tehtud mis tahes mittemagnetilisest materjalist, nagu näiteks eelistatud teostuses roostevabast terasest. Klapp 2, mis töötab kui õhuvoolu andur, sisaldab püsimagnetit 3. Klapi asukoht tehakse kindlaks lülitusplaadil 4 paikneva Halli efekti anduriga või keelreleega. Klapil on koormus 5, milleks võib olla püsimagnet või alternatiivselt spiraalvedru. Elektroonikaosa lülitusplaat 4 sisaldab muuhulgas mikroprotsessorit, juhtmevaba transiiverit, klapi asendi andurit, toiteahela/laadimiselektroonikat, vibratsiooniandurit ja alternatiivselt rõhuandurit.

Mikroprotsessor ja juhtmevaba transiiver võivad olla kombineeritud, kasutades integraallülitust (SoC - System on Chip). Juhtmevaba võrk töötab tööstus-, teadus- ja meditsiinisagedusel (ISM - industrial, scientific, medical). Kiirliitmiku elektroonikaosa füüsilise kihi teostamine ei ole piiratud ühe konkreetse variandiga, vaid see võib olla vastavalt standardile 802.15.4, Bluetooth, ANT® jne. Lülitusplaat 4 koos akuelementidega või patareidega 6 on valatud silikoonimassi, alternatiivselt sarnasesse polümeermassi 7. Aku laadimist ja diagnostikat võib sooritada kasutades 1-Wire (MicroLan) liidest läbi kontaktrõnga 8. Selle kontakti kaudu initsialiseeritakse laadimine, ning pärast seda toimub sama ühendust pidi ka laadimine. Diagnostilistel eesmärkidel saab seda andmeühendust pidi teha täpselt samu päringuid ja saata käsklusi, mida juhtmevaba ühenduse puhul. Seega on leiutisekohasel seadmel dubleeritud andmeühendus, juhtmega ja juhtmeta. Alternatiivses teostuses on kiirliitmikul raadioidentifikaatori RFID (Radio-frequency Identification) vahend juhuks, kui sama tööriista kasutab mitu erinevat inimest. Sel juhul on võimalik kiirliitmikus oleva RFID-lugejaga identifitseerida iga kasutaja, varustades kasutaja näiteks käe ümber oleva silikoonist või muust sobivast materjalist käevõruga või muu sarnasega, milles on unikaalse koodiga RFID-element.

Claims

1. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik, mis sisaldab korpuses olevat elektroonikalülitust, kusjuures elektroonikalülitus on ette nähtud mõõtma tööriista töötamise aega ja edastama mõõdetud parameetri juhtmevabalt vastuvõtmisseadmesse, mis erineb selle poolest, et pneumotööriista suruõhuvooliku vahele paigutatav liitmik on mehaaniliselt ühilduv standardsete kiirliitmikega, elektroonikalülitus on ette nähtud mõõtma pneumotööriista töötamise koguaega, töötamise osaaegu, töötamise sagedust, tarbitava õhuvoolu kogust, õhuvoolu intensiivsust, tööriista sisendrõhku.
2. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et kiirliitmikul on LED-indikatsioon.
3. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et kiirliitmiku elektroonikalülitusel on vibratsiooniandur, mis on konfigureeritud koguma andmeid pneumotööriista kiirliitmikule mõjuva vibratsiooni mõõtmise teel.
4. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et elektroonikalülitus on konfigureeritud edastama andmed juhtmevabalt kontrollerisse.
5. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et kontroller on konfigureeritud tegema kogu andmetöötluse ja andma aktiivsele kiirliitmikule tagasisidet.
6. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 4, mis erineb selle poolest, et juhtmevaba võrk töötab tööstus-, teadus- ja meditsiinisagedusel ISM.
7. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et lülitusplaat koos toiteallikaga on valatud silikoonimassi.
8. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et lülitusplaat koos toiteallikaga on valatud polümeermassi.
9. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et elektroonikalülituse elektroonikaosa füüsiline kiht on teostatud vastavalt standardile, mis on valitud rühmast, kuhu kuuluvad 802.15.4, Bluetooth, ANT®.
10. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et sisaldab 1-Wire (MicroLan) liidest.
11. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et sisaldab raadioidentifikaatori RFID (Radio-frequency identification) vahendit.
12. Pneumotööriista aktiivne kiirliitmik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et kontroller on konfigureeritud kasutama kogutud andmeid pneumotööriistale antava suruõhu reguleerimiseks.