传感器
阅读：1052发布：2020-06-18
专利汇可以提供传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一个目的是增加在感测区域中集聚的磨损粉的量以提高感测该磨损粉的灵敏度。所提供的是一种用于感测 电极 之间的 电阻 减小的 传感器 ，在这些电极之间施加了 磁场 以使漂浮在这些电极之间的 润滑剂 中的磁粉集聚，其中，在这些电极之间的区域的至少一部分中提供了至少一个感测区域，该磁粉将在该至少一个感测区域中被集聚，并且抑制该磁粉在由这些电极周围的除了该至少一个感测区域之外的空间构成的非感测区域中集聚。，下面是传感器专利的具体信息内容。
1.一种用于感测电极之间的电阻减小的传感器，在这些电极之间施加了磁场以使漂浮在这些电极之间的润滑剂中的磁粉集聚，
其中，在这些电极之间的区域的至少一部分中提供了至少一个感测区域，该磁粉将在该至少一个感测区域中被集聚，并且
抑制该磁粉在由这些电极周围的除了该至少一个感测区域之外的空间构成的非感测区域中集聚。
2.如权利要求1所述的传感器，其中，这些电极包括：
第一电极；以及
至少一个第二电极，
其中，在该第一电极与该至少一个第二电极之间设有至少一个间隙，并且该至少一个间隙包括被施加了磁场的该至少一个感测区域。
3.如权利要求2所述的传感器，其中，该第一电极包括产生该磁场的磁体。
4.如权利要求2所述的传感器，进一步包括产生该磁场的磁体。
5.如权利要求3至4中任一项所述的传感器，进一步包括覆盖这些电极以抑制该磁粉在该非感测区域中集聚的覆盖构件。
6.如权利要求3至4中任一项所述的传感器，其中，该磁体的整个周边覆盖有磁体覆盖构件。
7.如权利要求3至4中任一项所述的传感器，其中，该磁场被选择性地施加至该至少一个感测区域。
8.如权利要求3至4中任一项所述的传感器，其中，该至少一个感测区域包括多个感测区域。
9.如权利要求8所述的传感器，其中，
该多个感测区域包括第一感测区域和第二感测区域，
该第一感测区域被设置为与该磁体的N极相邻，并且
该第二感测区域被设置为与该磁体的S极相邻。
10.如权利要求8所述的传感器，其中，
该至少一个第二电极包括多个第二电极，
该至少一个间隙包括被设置在该第一电极与该多个第二电极中的每一个第二电极之间的多个间隙，并且
该多个间隙的每一个间隙包括该多个感测区域中的一个感测区域。
11.如权利要求10所述的传感器，其中，该多个感测区域具有不同的间隙长度。
12.如权利要求8所述的传感器，包括多对的该第一和第二电极，
其中，所述多对的该第一和第二电极具有不同的间隙长度。
13.如权利要求3至4以及9至12中任一项所述的传感器，其中，
该传感器的外周中设有窄凹陷，并且
在该凹陷深处设有该至少一个感测区域。
14.如权利要求3至4以及9至12中任一项所述的传感器，进一步包括布置在该至少一个感测区域与外部空间之间的过滤器构件，该过滤器构件阻挡具有大粒径的异物。
15.如权利要求3至4以及9至12中任一项所述的传感器，该传感器被配置成使得，防止磁通量从该至少一个感测区域中泄露出。
16.如权利要求3至4以及9至12中任一项所述的传感器，其中，
该至少一个感测区域介于
在该第一电极上形成的第一平面与
在该至少一个第二电极上形成的第二平面之间、并且与该第一平面平行地相对，并且该磁通量与该第一平面和该第二平面在该至少一个感测区域中垂直相交。
传感器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请以(于2017年6月13日提交的)日本专利申请序列号2017-116250以及(于2017年3月27日提交的)日本专利申请序列号2017-061877为基础并享有该专利申请的优先权权益，该专利申请的内容通过援引以其整体并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种传感器。
背景技术
[0005] 通常，当机械部件的磨损进入故障率曲线(浴盆曲线)的磨坏故障时段时，更大量的(由机械部件产生的)磨损粉被混合到润滑剂中。为了预防性维护，有必要及时感测产生的磨损粉量的增加。
[0006] 例如，日本专利申请公开号2005-331324(“’324公开案”)公开了感测油中的金属粉末的量的传感器。’324公开案的传感器包括：具有永磁体的传感器头；设在传感器头的远端表面上的帽状电极；以及安排在传感器头的外周表面上的多个杆状导电构件。当由于导电构件的相对端表面与受到永磁体(感测区域)的磁场作用的帽状电极之间集聚磨损粉而在杆状导电性构件之间发生短路时，传感器的输出发生改变。在’324公开案中，可以通过传感器输出的变化感测到油的不清洁。
[0007] 在’324公开案中，磁通量泄露到感测区域周围的空间中从而引起磨损粉在除了感测区域之外的区域中集聚。因此，少量的磨损粉在感测区域中集聚，导致传感器的灵敏度更低。
发明内容
[0008] 本发明解决了上述缺点，并且其一个目的是允许磁粉(诸如磨损粉)在感测区域中的高效集聚，由此提高传感器感测磁粉的灵敏度。
[0009] 本发明的实施例提供了一种用于感测电极之间的电阻减小的传感器，在这些电极之间施加了磁场以使漂浮在这些电极之间的润滑剂中的磁粉集聚，其中，在这些电极之间的区域的至少一部分中提供了至少一个感测区域，该磁粉将在该至少一个感测区域中被集聚，并且抑制磁粉在由这些电极周围的除了该至少一个感测区域之外的空间构成的非感测区域中集聚。
[0010] 上述传感器可以被配置成使得，这些电极包括第一电极和至少一个第二电极，在该第一电极与该至少一个第二电极之间设有至少一个间隙，并且该至少一个间隙包括被施加了磁场的该至少一个感测区域。
[0011] 上述传感器可以被配置成使得该第一电极包括产生磁场的磁体。
[0012] 上述传感器可以进一步包括产生磁场的磁体。
[0013] 上述传感器可以进一步包括覆盖这些电极以抑制磁粉在非感测区域中集聚的覆盖构件。
[0014] 上述传感器可以被配置成使得磁体的整个外周覆盖有磁体覆盖构件。
[0015] 上述传感器可以被配置成使得磁场被选择性地施加到该至少一个感测区域。
[0016] 上述传感器可以被配置成使得该至少一个感测区域包括多个感测区域。
[0017] 上述传感器可以被配置成使得该多个感测区域包括第一感测区域和第二感测区域，该第一感测区域被设置为与磁体的N极相邻，而该第二感测区域被设置为与该磁体的S极相邻。
[0018] 上述传感器可以被配置成使得该至少一个第二电极包括多个第二电极，该至少一个间隙包括设在该第一电极与该多个第二电极中的每一个第二电极之间的多个间隙，并且所述多个间隙中的每一个间隙包括该多个感测区域中的一个感测区域。
[0019] 上述传感器可以被配置成使得该多个感测区域具有不同的间隙长度。
[0020] 上述传感器可以包括多对的第一和第二电极，其中，所述多对的第一和第二电极具有不同的间隙长度。
[0021] 上述传感器可以被配置成使得在传感器的外周中设有窄凹陷，并且在该凹陷的深处设有该至少一个感测区域。
[0022] 上述传感器可以进一步包括布置在该至少一个感测区域与外部空间之间的过滤器构件，该过滤器构件阻挡具有大粒径的异物。
[0023] 上述传感器可以被配置成使得，防止磁通量从该至少一个感测区域泄露出。
[0024] 上述传感器可以被配置成使得，该至少一个感测区域介于在第一电极上形成的第一平面与在该至少一个第二电极上形成的第二平面之间、并且与该第一平面平行地相对，并且磁通量与该第一平面和该第二平面在该至少一个感测区域中垂直相交。
[0025] 优点
[0026] 根据本发明的实施例，抑制了磁粉在非感测区域中集聚，并且因此有可能使磁粉在感测区域中高效地集聚。因此，提高了传感器的灵敏度，使得可以可靠地(以高的可靠性)感测产生的磨损粉的量的增加。附图说明
[0029] 图3a至图3e示出了根据本发明的实施例1的传感器。
[0030] 图4a至图4d示出了根据本发明的实施例2的传感器。
[0031] 图5a至图5d示出了根据本发明的实施例3的传感器。
[0032] 图6a至图6d示出了根据本发明的实施例4的传感器。
[0033] 图7a至图7e示出了根据本发明的实施例5的传感器。
[0034] 图8a至图8d示出了根据本发明的实施例6的传感器。
[0035] 图9a至图9d示出了根据本发明的实施例7的传感器。
[0036] 图10a至图10d示出了根据本发明的实施例8的传感器。
具体实施方式
[0037] 现在将参照附图描述本发明的实施例。根据本发明的实施例，作为实例，下面的描述将集中在工业机器人。
[0038] 图1是根据本发明的实施例的工业机器人1的侧视图。工业机器人1是具有六条轴线的立式铰接式机器人。
[0039] 如图1中所示，工业机器人1包括安装部分11、臂A1至A5、及接头J1至J6。安装部分11用于将工业机器人1安装在地面上、墙壁上、天花板上等。接头J1操作性地连接在安装部分11与臂A1之间。接头J2操作性地连接在臂A1与臂A2之间。接头J3操作性地连接在臂A2与臂A3之间。接头J4操作性地连接在臂A3与臂A4之间。接头J5操作性地连接在臂A4与臂A5之间。在工业机器人1的远端(接头J6的远端)上，安装有手持件(未示出)。
[0041] 图2是示出了接头J2及其附近的部分剖视图。如图2中所示，接头J2包括凸缘10、减速器20、及伺服马达30。
[0042] 凸缘10是接头J2的框架。减速器20的壳体和伺服马达30的壳体被安装至凸缘10上。凸缘10被固定至臂A1。凸缘10是具有中空部分(空间S)的基本上圆柱形构件。凸缘10的在其两个轴向端处的开口被减速器20和伺服马达30阻塞，并且因此空间S被密闭。空间S填充有润滑剂，并且凸缘10也充当油浴。
[0043] 减速器20包括：安装至凸缘10上的壳体206、连接至伺服马达30的输出轴31上的输入轴202、和固定至臂A2上的输出轴204。输入轴202和输出轴204被支撑而相对于壳体206绕旋转轴线AX可旋转。伺服马达30的输出经由输入轴202被输入至减速器20、被减速器20减速、并且随后经由输出轴204被传输至臂A2。通过这种安排，伺服马达30的旋转引起臂A2相对于臂A1绕旋转轴线AX旋转。
[0044] 壳体206中的容纳有减速器20的齿轮机构的空间与凸缘10中的空间S连通。在减速器20运行期间，壳体206中的齿轮机构的旋转引起润滑剂在壳体206中的空间与凸缘10中的空间S之间循环。因为润滑剂被循环，减速器20中产生的磨损粉被排出到凸缘10中的空间S中。
[0045] 在空间S中，用于感测漂浮在润滑剂中的磨损粉的量的增加的传感器40被安装在支撑构件214上。传感器40允许磨损粉被磁体在这些电极之间的间隙中集聚、并且通过电极之间的电阻的改变而感测润滑剂中磨损粉的量。传感器40可以存在许多变体。图3a至图10d示出了传感器40的变体的一部分实例。传感器40还可以被布置在壳体206中。
[0046] 实施例1
[0047] 图3a至图3e示出了根据本发明的实施例1的传感器40A。图3a、图3b、图3c分别是传感器40A的平面图、右侧视图、和前视图。图3d是沿着图3a中的线AA-AA的剖视图。图3e是沿着图3c中的线BA-BA的剖视图。在以下描述中，X轴方向指图3e中的左右方向，而Y轴方向指图3e中的上下方向，而Z轴方向(高度方向，或轴向方向)指图3d中的上下方向。上是指图3d中的顶部(Z轴的正方向)，而下是指图3d中的底部(Z轴的负方向)。在运行中，传感器40A的任何方向都可以是竖直定向的。
[0048] 如图3a至图3e中所示，传感器40A包括永磁体402A、盒状电极(电极)406A、固位构件408A、及护套构件410A。如图3d中所示，信号线41被连接至盒状电极406A，而信号线42被连接至永磁体402A。因此，永磁体402A既用作磁体、又用作电极。
[0049] 盒状电极406A是由具有导电性的磁性材料(诸如铁、铁氧体芯、或硅钢)形成的磁性构件。盒状电极406A具有基本上圆柱形形状，其一个轴向端侧(图3d中的底侧)上的开口在底部部分406Aa中被阻塞。因此，盒状电极406A具有圆柱形盒状形状、在顶表面中具有开口。盒状电极406A并不限于盒状形状，也可以是仅在其一个表面中开口的长方体形，或者是具有被阻塞的底表面的多边形管。此外，电极406A还可以由非磁性材料(诸如，铜)形成。
[0050] 在盒状电极406A的中空部分中，布置有由树脂形成的固位构件408A(覆盖构件)，该树脂为非磁性材料(绝缘体)。永磁体402A被嵌入固位构件408A的顶部的中间。
[0051] 盒状电极406A围绕固位构件408A，该固位构件中嵌入有永磁体402A。永磁体402A的形状并不限于长方体形，也可以是圆柱、多边形柱等等。
[0052] 如图3e中所示，永磁体402A的外部形状小于盒状电极406A的内周。因此，在永磁体402A与盒状电极406A之间跨永磁体402A的整个周边形成了间隙GA(以围绕永磁体402A)。换言之，永磁体402A与盒状电极406A面向彼此，而间隙GA介于两者之间。
[0053] 永磁体402A还用作电极。永磁体402A和盒状电极406A各自被连接至输出线(图2和图3d中示出的信号线41、42)。另外，由磁性材料形成的另一个电极可以被安装在例如永磁体402A的顶表面上。此外，永磁体402A还可以是覆盖有非磁性材料(诸如，铜)的磁体或电磁体，并且信号线42被连接至该非磁性材料。
[0054] 这些输出线在其输出端处被连接至传感器驱动电路(未示出)，该传感器驱动电路监测传感器40A的电阻值并根据该电阻值的变化来确定润滑剂的劣化。当间隙GA中集聚的磨损粉的量超出预定值时(间隙GA通常被磨损粉填充)，永磁体402A与盒状电极406A之间的电阻降低(发生短路)，从而导致这些输出线的输出电平变化。该传感器驱动电路根据降低的电阻来感测润滑剂的劣化。这些输出电平还可以包括接通信号(有电通过)和断开信号(无电通过)以用于感测这两个状态之间的润滑剂劣化(下文中被称为“数字感测”)。
[0055] 该传感器驱动电路以有线方式或无线方式被连接至上级控制设备，诸如操纵器。电路板43将这些输出线的输出(传感器40A的输出)持续地或间断地(以规律的时间间隔，以节省电力)传输至上级控制设备。
[0056] 当感测到从电路板43接收的输出线的输出电平变化时，该上级控制设备以预定的通知装置(显示器或语言输出设备)发出要求对例如减速器20进行维护的警报。
[0057] 永磁体402A在图3d中的箭头MA的方向上被磁化。因此，形成了图3d中示出的磁通量路径 在跨永磁体402A的整个周边延伸的间隙GA中，密集的磁通量穿过了位于该磁通量路径中的区域。密集的磁通量还穿过了永磁体402A的S和N磁极附近的区域。为了便于描述，这些区域被称为“感测区域”并且实施例1的感测区域用标记“GA”表示。
[0058] 来自机械部件的混合到润滑剂中的磨损粉被永磁体402A的磁性吸引至间隙GA。
[0059] 具体地，磨损粉被吸引至有密集磁通量穿过的感测区域DA。稳定量的磨损粉(例如，与混合到润滑剂中的磨损粉的量大致成比例的量)被吸引至感测区域DA。
[0060] 从永磁体402A到间隙GA中的除了感测区域DA之外的区域(下文中被称为“非感测区域”)有较大的距离。因此，几乎没有磁通量穿过远离永磁体402A的非感测区域，并且几乎没有磨损粉被吸引至非感测区域。
[0061] 因此，在实施例1中，永磁体402A和间隙GA被布置成合适的位置关系，以在间隙GA中设置受限的区域作为感测区域DA。因为稳定量的磨损粉被集中地吸引至感测区域DA，所以来自传感器40A的输出是稳定的。因此，上级控制设备可以可靠地(以高的可靠性)感测产生的磨损粉的增加。在数字感测的情况下，由电的通过来感测产生的磨损粉的增加，并且可以发射感测信号。
[0062] 另外，在间隙GA内越远离感测区域DA的区域中磁通量越弱，并且被吸引至这样的区域的磨损粉的量不是稳定的。换言之，被吸引至这样的区域的磨损粉的量通常与混合到润滑剂中的磨损粉的量不成比例。因为被吸引至非感测区域的磨损粉的量不稳定，所以这种磨损粉可能是传感器40A的噪声。
[0063] 在实施例1中，由树脂制成的护套构件410A(覆盖构件)通过粘接或其他方式被安装在间隙GA顶表面上。护套构件410A仅允许间隙GA中的感测区域DA暴露给外部。换言之，护套构件410A覆盖了间隙GA中的非感测区域。
[0064] 因为护套构件410A被安装在间隙GA的顶表面上，所以在非感测区域(或者更准确地，护套构件410A的位于非感测区域之上的表面)中，离永磁体402A的距离大。因此，几乎没有磨损粉被吸引至护套构件410A的远离永磁体402A的外表面上。因此，在实施例1中，吸引磨损粉的区域基本上局限于感测区域DA。
[0065] 在这个实施例中，永磁体402A的顶表面与盒状电极406A的顶端表面齐平。此外，传感器40A被配置成使得，通过调整永磁体402A和盒状电极406A的形状、大小、及安排，磁通量平行于间隙GA中的永磁体402A的顶表面而穿过。因此，磁通量 几乎不偏离磁通量路径并且几乎不从传感器40A泄露出。磨损粉被磁通量 约束并且仅在感测区域DA中集聚，而不在传感器40A的外表面中的非感测区域(除了感测区域DA之外的区域)上集聚。
[0066] 实施例2
[0067] 图4a至图4d示出了根据本发明的实施例2的传感器40B。图4a、图4b分别是传感器40B的平面图和前视图。图4c是沿着图4a中的线AB-AB的剖视图。图4d是沿着图4b中的线BB-BB的剖视图。与前述实施例相同的描述将在下文中进行简化或省略。
[0068] 如图4a至4d中所示，传感器40B包括永磁体402B、盒状电极404B(第一电极)、盒状电极406B(第二电极)、及固位构件408B(磁体覆盖构件)。如图4c中所示，信号线41被连接至盒状电极404B，而信号线42被连接至盒状电极406B。磁体覆盖构件可以抑制磁粉的集聚。
[0069] 盒状电极404B和406B是圆柱形构件、在其一个轴向端侧上具有被阻塞的开口(换言之，这些盒状电极仅在其另一端侧上打开)。盒状电极404B被安排为其开口与盒状电极406B相对。盒状电极406B被安排为其开口与盒状电极404B相对，使得盒状电极406B的开口与盒状电极404B的开口相对。
[0070] 固位构件408B具有柱状形状、其外径略小于盒状电极404B和406B的内径、并且被容纳在盒状电极404B和406B的中空部分中。固位构件408B被布置在由内壁表面限定的空间中。
[0071] 盒状电极404B和盒状电极406B被布置成使得其环形的相对表面(由图4c中的标记404Bc和406Bc表示)彼此间隔预定距离。因为这些相对表面彼此间隔开，所以在相对表面之间存在环形间隙GB，并且间隙GB围绕固位构件408B的轴向中间部分。
[0072] 永磁体402B被布置成使得其S极与N极被安排在图4c示出的箭头MB的方向上。永磁体402B被嵌入固位构件408B中，使得这两个磁极之间的连线垂直于固位构件408B的中心轴线并且与间隙GB相交。因此，磁场被选择性地施加至间隙GB内的在图4c和图4d中用深阴影表示的区域，该区域跨固位构件408B的侧表面的整个周边延伸，并且这个区域是实施例2中的感测区域。这个感测区域将在下文中被称为“感测区域DB”。
[0073] 感测区域DB外的非感测区域不位于磁通量路径中并且与永磁体402B的磁极间隔开。因此，几乎没有磁通量穿过非感测区域中，而密集的磁通量穿过感测区域DB中。因此，几乎没有磨损粉被吸引至除了感测区域DB之外的区域。
[0074] 因此，在实施例2中，永磁体402B和间隙GB被布置成合适的位置关系，以在间隙GB中选择性地设置受限的区域作为感测区域DB。因为稳定量的磨损粉被集中地吸引至感测区域DB，所以来自传感器40B的输出是稳定的。因此，上级控制设备可以可靠地(以高的可靠性)感测产生的磨损粉的增加。
[0075] 此外，在实施例2中，不仅感测区域DB而且整个间隙GB都暴露给外部。因为与实施例1中相比感测区域DB周围具有更少的结构，所以被吸向感测区域DB的磨损粉不太容易被这些结构阻挡并且趋于被吸引至感测区域DB。
[0076] 永磁体402B以及盒状电极404B和406B的形状及它们之间的位置关系并不限于图4a至图4d中示出的那些。可以替换成任何其他的形状或位置关系，以使得磨损粉被集中地吸引至间隙GB内的区域的仅仅一部分。
[0077] 在这个实施例中，因此传感器40B被配置成使得，通过调整永磁体402B和盒状电极404B和406B的形状、大小、及安排，磨损粉被磁通量约束并且仅在感测区域DB中集聚，而不被吸引至传感器40B的外表面上。此外，永磁体402B还可以是磁体或者是电磁体。盒状电极
404B和406B并不限于盒状形状，而可以是仅在感测区域DB中形成的盘或圆弧。
404B和406B并不限于盒状形状，而可以是仅在感测区域DB中形成的盘或圆弧。
[0078] 实施例3
[0079] 图5a至图5d示出了根据本发明的实施例3的传感器40C。图5a、图5b分别是传感器40C的平面图和前视图。图5c是沿着图5a中的线AC-AC的剖视图。图5d是沿着图5b中的线BC-BC的剖视图。
[0080] 如图5a至图5d中所示，根据实施例3的传感器40C是通过将由树脂制成的保护构件410C和412C安装至根据实施例2的传感器40B上而形成的，以提高将传感器40C作为部件来操作的简易性(绝缘特性)。这种安排抑制了操作员接触电极和受到电击。
[0081] 保护构件410C和412C分别覆盖盒状电极404C和406C的整个外表面。保护构件410C与保护构件412C的相对端表面之间的距离等于或大于间隙GB的宽度，以使得被吸向感测区域DB的磨损粉不被阻挡。换言之，保护构件410C和保护构件412C在至少包括整个间隙GB的区域中形成了开口。
[0082] 在实施例3中，因为稳定量的磨损粉被集中地吸引至感测区域DB，所以来自传感器40C的输出是稳定的。因此，上级控制设备可以可靠地(以高的可靠性)感测产生的磨损粉的增加。
[0083] 实施例4
[0084] 图6a至图6d示出了根据本发明的实施例4的传感器40D。图6a、图6b分别是传感器40D的平面图和前视图。图6c是沿着图6a中的线AD-AD的剖视图。图6d是沿着图6b中的线BD-BD的剖视图。
[0085] 如图6a至图6d中所示，传感器40D包括永磁体402B、盒状电极404Ba(第一电极)、盒状电极404Bb(第一电极)、盒状电极406Ba(第二电极)、盒状电极406Bb(第二电极)、及固位构件408B。在这个实施例中，两对输出线(信号线41a、41b和信号线42a、42b)被连接至传感器40D。如图6c中所示，信号线41a、41b、42a、42b分别被连接至盒状电极404Ba、404Bb、406Ba、406Bb。
[0086] 根据实施例4的传感器40D是通过如下地配置根据实施例2的传感器40B而形成的：使得盒状电极404B被划分为两个电极(盒状电极404Ba和404Bb)并且盒状电极406B被划分为两个电极(盒状电极406Ba和406Bb)。在盒状电极404Ba与盒状电极404Bb之间形成间隙G’。在盒状电极406Ba与盒状电极406Bb之间形成间隙G”。
[0087] 当机械装置(诸如，减速器20)工作时，具有大粒径的异物(例如，切屑)可能产生并且进入油浴10。当这种异物被吸引至间隙GBa时，在电极之间可能发生短路并且这可能改变这些输出线的输出电平。结果是，即使当几乎没有产生磨损粉时也可能错误地感测到产生的磨损粉的量的增加。
[0088] 为克服这个缺陷，根据实施例4的传感器40D除了间隙GBa之外还具有间隙GBb。根据实施例4的传感器40D可以被配置成使得，当在所有间隙(间隙GBa和GBb)处发生电极之间的短路时，发射感测信号，或者上级控制设备确定磨损粉的量增加了。这种配置抑制了由干扰(例如，具有大粒径的切屑)引起的错误感测，并且上级控制设备可以可靠地(以高的可靠性)感测产生的磨损粉的增加。在数字感测的情况下，当对于感测区域DBa和感测区域DBb二者都感测到短路信号(接通信号)时，可以确定产生的磨损粉的增加。
[0089] 实施例5
[0090] 图7a至图7e示出了根据本发明的实施例5的传感器40E。图7a、7b、7c分别是传感器40E的平面图、右侧视图、和前视图。图7d是沿着图7a中的线AE-AE的剖视图。图7e是沿着图7c中的线BE-BE的剖视图。
[0091] 传感器40E是通过将网片覆盖件412E(过滤器构件)安装至根据实施例1的传感器40A上而形成的。
[0092] 网片覆盖件412E覆盖整个间隙GA(和护套构件410A)。这防止了具有大于网格大小的粒径的切屑或磨损粉被不希望地吸引至感测区域DA。结果是，提高了传感器40E的鲁棒性。
[0093] 在实施例5中，因为稳定量的细磨损粉被集中地吸引至感测区域DA，所以来自传感器40E的输出更加稳定。因此，上级控制设备可以可靠地(以高的可靠性)感测产生的磨损粉的增加。
[0094] 实施例6
[0095] 图8a至图8d示出了根据本发明的实施例6的传感器40F。图8a是传感器40F的平面图，而图8b是同一个传感器的前视图。图8c是沿着图8a中的线AF-AF的剖视图，而图8d是沿着图8c中的线BF-BF的剖视图。
[0096] 传感器40F包括永磁体402F、盒状电极406F(第二电极)、帽状电极404F(第一电极)、固位构件408B、绝缘片407F、外螺钉414F、及螺母415F。如图8c中所示，信号线41被连接至帽状电极404F，而信号线42被连接至盒状电极406F。
[0097] 盒状电极406F和帽状电极404F是由具有导电性的磁性材料形成的磁性构件。
[0098] 盒状电极406F具有圆柱形盒状形状(有底的圆柱形状)，包括具有圆柱形形状的侧壁部分406Fa和具有盘状形状的底部部分406Fb，该底部部分还阻塞了侧壁部分406Fa在其一个轴向端侧(下侧)上的开口。在底部部分406Fb的中间，同心地形成了通孔416Fh，外螺钉414F的轴穿过该通孔插入。
[0099] 帽状电极404F具有基本上盘状形状，并且在帽状电极404F的中间同心地形成了通孔414Fh，外螺钉414F的轴穿过该通孔插入。帽状电极404F的外径小于盒状电极406F的侧壁部分406Fa的内径。在帽状电极404F的外周表面与盒状电极406F的内周表面之间形成了中空部分(间隙GF)，该中空部分具有环形形状并且与传感器40F外的外部空间(油浴20B)连通。
[0100] 永磁体402F具有基本上盘状形状，并且在永磁体402F的中间同心地形成了通孔402Fh，外螺钉414F的轴穿过该通孔插入。
[0101] 固位构件408F具有圆柱形形状并且是由与实施例1中的固位构件408A相同的树脂(非磁性材料)形成。在固位构件408F中同心地嵌入有盒状电极406F。固位构件408F的外径略小于盒状电极406F的侧壁部分406Fa的内径，并且固位构件408F被同心地布置在盒状电极406F的中空部分的底部上。因此，永磁体402F被同心地定位在盒状电极406F的中空部分中并且被固位构件408F所固位。固位构件408F的高度(轴向方向上的长度)等于永磁体402F的高度，并且固位构件408F的顶表面与永磁体402F的顶表面基本上齐平。
[0102] 绝缘片407F是由纸、树脂等形成的扁平构件并且具有电绝缘特性。绝缘片407F具有圆形形状，其中该绝缘片的外径大于永磁体402F的外径，并且在绝缘片407F的中间同心地形成了通孔407Fh，外螺钉414F的轴穿过该通孔插入。绝缘片407F被放置在盒状电极406F的底部部分406Fb上、并且使盒状电极406F与永磁体402F电绝缘。
[0103] 外螺钉414F和螺母415F是由树脂形成且具有电绝缘特性的非磁性构件。
[0104] 传感器40F是如下制造的：将绝缘片407F放置在盒状电极406F的底部部分406Fb上、在其上放置固位构件408F和永磁体402F、在其上放置帽状电极404F、将外螺钉414F的轴穿过通孔404Fh、406Fh、407Fh和408Fh插入螺母415F中、并且将盒状电极406F、绝缘片407F、永磁体402F、固位构件408F、及帽状电极404F与外螺钉414F和螺母415F紧固成一体。
[0105] 永磁体402F在图8c中的箭头MF的方向上被磁化，从而在传感器40F中形成了由图8c中的箭头 示出的并穿过了间隙GF的磁通量路径。在这个实施例中，从帽状电极404F的外周表面的整个周边辐射出磁通量 并且环形间隙GF的整个圆周被设为感测区域DF。
[0106] 在盒状电极406F的中空部分的轴向方向上堆叠在一起的绝缘片407F、永磁体402F、及帽状电极404F的高度的总和等于盒状电极406F的中空部分的深度。因此，在制造后，帽状电极404F的顶表面与盒状电极406F的顶端表面齐平。此外，通过调整帽状电极404F和盒状电极406F的形状、大小、及安排来配置传感器40F，使得磁通量 能够垂直地穿过帽状电极404F的外周表面、在间隙GF中直线穿过、并且垂直地进入盒状电极406F的内周表面。
因此，磁通量 几乎不从磁通量路径 中泄露出。磨损粉被磁通量 约束并且仅在感测区域DF中集聚，而不被吸引至传感器40F的外表面上。也就是说，抑制了磨损粉在除了感测区域DF之外的区域中集聚，并且允许磨损粉在感测区域DF中集中地集聚，从而得到高灵敏度的感测。此外，因为感测区域DF具有圆周形状，所以大量的磨损粉可以在感测区域DF中集聚，并且可以减少由磨损粉对设备(诸如减速器)造成的损坏。
因此，磁通量 几乎不从磁通量路径 中泄露出。磨损粉被磁通量 约束并且仅在感测区域DF中集聚，而不被吸引至传感器40F的外表面上。也就是说，抑制了磨损粉在除了感测区域DF之外的区域中集聚，并且允许磨损粉在感测区域DF中集中地集聚，从而得到高灵敏度的感测。此外，因为感测区域DF具有圆周形状，所以大量的磨损粉可以在感测区域DF中集聚，并且可以减少由磨损粉对设备(诸如减速器)造成的损坏。
[0107] 实施例7
[0108] 图9a至图9d示出了根据本发明的实施例7的传感器40G。图9a是传感器40G的平面图，而图9b是同一个传感器的前视图。图9c是沿着图9a中的线AG-AG的剖视图，而图9d是沿着图9b中的线BG-BG的剖视图。
[0109] 传感器40G是实施例4的传感器40D的修改(尤其修改了盒状电极404Bb和406Bb)。在实施例4的传感器40D中，盒状电极404Ba和404Bb在Z轴方向上具有相同的长度，并且盒状电极406Ba和406Bb在Z轴方向上具有相同的长度。因此，盒状电极404Ba与盒状电极406Ba之间的间隙GBa具有和盒状电极404Bb与盒状电极406Bb之间的间隙GBb相同的长度(电极之间在间隙上的距离)。相比之下，在这个实施例中，盒状电极404Bb’在Z轴方向上具有比盒状电极404Ba更大的长度，并且盒状电极406Bb’在Z轴方向上具有比盒状电极406Ba更大的长度。
因此，盒状电极404Bb’与盒状电极406Bb’之间的间隙GBb’具有小于盒状电极404Ba与盒状电极406Ba之间的间隙GBa的间隙长度。
因此，盒状电极404Bb’与盒状电极406Bb’之间的间隙GBb’具有小于盒状电极404Ba与盒状电极406Ba之间的间隙GBa的间隙长度。
[0110] 在这个实施例中，如以上所描述的，间隙GBb’具有小于间隙GBa,的间隙长度，并且因此，感测区域DBb’比感测区域DBa更容易导电，因为感测区域DBb’要求更少量的磨损粉用于电极之间的导电。也就是说，在这个实施例中，正电极和负电极(盒状电极404B和盒状电极406B)中的每一个被划分为两件以提供两对电极，并且电极之间的间隙具有不同的间隙长度以提供足够用于在电极之间导电的磨损粉的量的两个不同阈值(换言之，导电开始的两个不同时刻)。这种传感器的使用使得能够逐步感测磨损粉的增加，并且因此，可以更详细地了解减速器部件的磨损情况，并且可以更准确地预测减速器的故障。
[0111] 实施例8
[0112] 图10a至图10d示出了根据本发明的实施例8的传感器40H。图10a是传感器40H的平面图，而图10b是同一个传感器的前视图。图10c是沿着图10a中的线AH-AH的剖视图，而图10d是沿着图10b中的线BH-BH的剖视图。
[0113] 传感器40H是实施例6的传感器40F的修改(尤其修改了帽状电极404F)，以使得能够如实施例7中的传感器40G一样逐步感测磨损粉的增加。
[0114] 这个实施例的帽状电极404H包括四个电极404Ha、404Hb、404Hc、404Hd和四个间隔板404Hs。电极404Ha至404Hd是通过将具有盘状形状的实施例6的帽状电极404F划分为四个扇区而提供的磁性构件。电极404Ha、404Hb、404Hc、404Hd的半径以这个顺序逐步增加(例如，以算数比例)。在这个实施例中，输出线包括一条信号线42(接地线)和四条信号线41a、41b、41c、41d。如图10d中所示，信号线42被连接至电极406F，而信号线41a、41b、41c、41d分别被连接至电极404Ha、404Hb、404Hc、404Hd。
[0116] 因此，帽状电极404H的半径在圆周方向上逐步改变，并且因此，帽状电极404H的外周表面与盒状电极406F的内周表面之间的间隙GF的间隙长度也在圆周方向上逐步改变。间隙GF被划分为分别与电极404Ha、404Hb、404Hc、404Hd相邻的间隙GHa、GHb、GHc、GHd以及与这些间隔板404Hs相邻的四个间隙GHs。因为磁通量 穿过了间隙GHa、GHb、GHc、GHd整体，所以这些间隙分别构成感测区域DHa、DHb、DHc、DHd。用于集聚磨损粉的磁通量 不穿过间隙GHs，并且因此，这些间隙构成了非感测区域。
[0117] 间隙GHa、GHb、GHc、GHd(感测区域DHa、DHb、DHc、DHd)的间隙长度以这个顺序以算术比例减小。而且，为了在电极之间导电所需要的集聚磨损粉的量以这个顺序减小。因此，以相反的顺序在电极之间开始导电，也就是说，以感测区域DHd、DHc、DHb、DHa的顺序。这个实施例的传感器40H可以在四个水平下(这是比实施例7的传感器40G中更大的数)逐步感测磨损粉的增加，并且因此，可以更详细地了解减速器部件的磨损情况，并且可以更准确地预测减速器的故障。
[0118] 在这个实施例中，帽状电极404F被划分为四个电极404Ha至404Hd。还可以将帽状电极404F划分为两个电极、三个电极、或五个电极或更多电极。
[0119] 以上已经描述了本发明的实施例的实例。本发明的实施例并不限于以上实例，而是可以在本发明的技术理念的范围内进行各种修改。例如，本发明的实施例包括本文中描述的以上实例与明显实施例的组合。
[0120] 例如，以上实施例中的传感器40是安装在转筒的转动部分或工业机器人1的臂接头中所包含的减速器中。在其他实施例中，传感器40可以被安装在其他机床的转动部分中所包含的减速器中。
[0121] 除了图2中示出的摆动式减速器中之外，传感器40还可以被安装在其他类型的减速器中，诸如行星齿轮减速器。
[0123] 在以上描述的实施例1中，间隙GA的一部分覆盖有护套构件410A(覆盖构件)以提供非感测区域。还可以用磁屏蔽构件(例如，由铁磁材料(诸如，铁)制成的且涂覆有树脂的网)来覆盖间隙的一部分，以使该部分与外部空间磁屏蔽，从而提供非感测区域。
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