一种用于重型机械刀鼓的刀头及其磨损状态报警系统的制作方法

本发明涉及机械领域，特别涉及一种用于重型机械刀鼓的刀头及其磨损状态报警系统。

背景技术：

目前，在铣刨设备、破碎设备、切削设备等重型机械中通常会使用到刀鼓。刀鼓上设置有众多刀头，刀头在日常的工作中会逐渐磨损失效，需要及时进行更换。目前针对刀头受损情况，通常采取的处理方式是：在机械设备工作结束后依靠人工观察检修。然而，这样的人工查看检修方式并不能在第一时间发现刀头损坏情况，如果没能及时发现并更换受损刀头而继续工作，则可能严重影响到机械设备的后续工作。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于重型机械刀鼓的刀头及其磨损状态报警系统，以便在第一时间获知工作状态下刀头的损坏情况。

本发明提供一种用于重型机械刀鼓的刀头，其特征在于，包括：刀头本体，由金属材料制成，呈子弹头形状，刀头本体的底面设有开孔，导电介质，从刀头本体的底面开孔处延伸至刀头本体的上端内部，导电介质在刀头本体的底面开孔处暴露在外部并用于连接外部的电路，其中，当刀头本体的上端部被磨损时，将使得导电介质在刀头本体的上端部暴露在外。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，刀头本体的内部由底面开孔处至刀头本体的上端内部形成一空腔，导电介质为一金属导线，金属导线进入腔内部且金属导线的两端部从底面开孔处伸出，在金属导线与空腔之间设置有绝缘层。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，绝缘层为填充在金属导线的外壁与空腔的内壁之间的橡胶、绝缘漆、聚酯纤维中任意一种绝缘材料。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，绝缘层为包覆在金属导线的绝缘胶皮。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，刀头本体的内部由底面开孔处至刀头本体的上端内部形成一空腔，导电介质包含填充在空腔内的导电液以及由底面开孔处伸入到导电液的正极和负极。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，导电液为离子溶液。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，空腔包含从底面开孔处沿刀头本体的轴向延伸的第一空腔区域以及在刀头本体的上端内部与第一空腔区域相垂直连通的第二空腔区域。

在本发明提供的用于重型机械刀鼓的刀头中，还具有这样的特征：其中，导电介质为一金属导线，金属导线的一端暴露在底面开孔处的外部，另一端伸入到刀头本体的上端内部，金属导线包含裸露段以及包覆段，裸露段对应位于刀头本体的上端内部且与刀头本体直接接触，包覆段包覆有绝缘胶皮。

本发明还提供一种上述的用于重型机械刀鼓的刀头的磨损状态报警系统，其特征在于，包括：刀头系统，由安装在重型机械刀鼓上的若干刀头以及与刀头对应连接的若干电路组成；信号转换模块，与所述刀头系统连接，包含模数转换器以及集线器，用于将电信号进行模数转换及再生整形放大；存储器，存储有刀头系统中刀头与电路的对应关系；中央处理模块，与所述存储器和所述信号转换模块相连接，用于分析处理所述存储器和所述信号转换模块的数据及信号，在刀头被磨损到一定程度时，按照刀头与电路的对应关系生成相应的报警信号和显示信号；显示器与中央处理模块数据连接，根据中央处理模块输出的显示信号显示刀头磨损情况；报警器，与中央处理模块数据连接，根据中央处理模块输出的报警信号对刀头磨损情况进行报警提醒，其中，刀头为上述的用于重型机械刀鼓的刀头。

在本发明提供的重型机械刀鼓的刀头的磨损状态报警系统中，还具有这样的特征：其中，报警器与中央处理模块的数据连接形式为通过信号传输线连接或无线连接，显示器与中央处理模块的数据连接形式为通过信号传输线连接或无线连接。

本发明的作用与效果：

本发明的用于重型机械刀鼓的刀头及其磨损状态报警系统中，当子弹头形状的刀头被过渡磨损，使得内部的导电介质将无法与外部的电路无法形成闭合回路(即外部电路表现为开路)，而进一步在磨损状态报警系统中，信号转换模块实时将刀头系统的电路的电信号转换为数字信号并进行再生整形放大处理后传输给中央处理模块进行分析处理，因此，当重型机械刀鼓中有刀头出现过渡磨损而导致电路开路时，中央处理模块生成相应的报警信号和显示信号，经由报警器对刀头磨损情况进行提醒，经由显示器显示刀头磨损情况，从而使得用户可以第一时间知晓有刀头损坏并且知晓是具体哪个或哪些刀头损坏，从而在第一时间及时进行更换。

附图说明

图1是本发明的实施例1中用于重型机械刀鼓的刀头的外部示意图；

图2是本发明的实施例1中用于重型机械刀鼓的刀头的剖视图；

图3是图2中a处的放大图；

图4是本发明的实施例1中刀头安装在刀鼓上的示意图；

图5是本发明的实施例1中用于重型机械刀鼓的刀头的磨损状态报警系统的框图；

图6是本发明的实施例2中用于重型机械刀鼓的刀头的剖视图；

图7是图6中b处的放大图；

图8是本发明的实施例3中用于重型机械刀鼓的刀头的剖视图；

图9是图8中c处的放大图；

图10是本发明的实施例4中用于重型机械刀鼓的刀头的剖视图；

图11是图10中d处的放大图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明用于重型机械刀鼓的刀头及其磨损状态报警系统作具体阐述。

<实施例1>

一种用于重型机械刀鼓的刀头100包括刀头本体10，刀头本体10由金属材料制成，呈子弹头形状(如图1所示)。如图2～3所示，刀头本体10的底面设有开孔，开孔向刀头本体的上端内部延伸形成一空腔11，该空腔11包含从底面开孔处沿刀头本体的轴向延伸的第一空腔区域111以及在刀头本体的上端内部与第一空腔区域111相垂直连通的第二空腔区域112，即空腔11呈“t”字型。该空腔11内设有一根金属导线12，该金属导线12的在空腔内部的布置也构成“t”字型形状，金属导线12的两个端部从底面开孔处伸出暴露在外部，并作为导通电路的连接导线用于连接外部电路(图中未示)。在本是实施例中金属导线12与空腔11之间设置有绝缘层13。绝缘层13为填充在金属导线12的外壁与空腔11的内壁之间的橡胶、绝缘漆、聚酯纤维中任意一种绝缘材料。金属导线12使得导通外部电路，并且由于绝缘层13的存在，使得金属导线12与金属材料制成的刀头本体10两者之间绝缘。

本实施例的刀头100安装在刀鼓500上的状态如图4所示。刀鼓500带动刀头100转动，实现铣刨、破碎或切削等工作，工作中刀头100会被逐渐磨损，刀头100的上端部被逐渐磨损后将使得绝缘层13暴露在外部，继续磨损将会使得位于第一空腔区域111的金属导线12暴露在外部(比如2图中所示的e点和f点在此状态下可能会暴露)，再继续磨损则会导致金属导线12断裂，而当金属导线12断裂，将使得外部电路为开路状态。

如图5所示，本实施例中还提供一种刀头磨损状态报警系统1，该系统包括：刀头系统2、信号转换模块3、存储器4、中央处理模块5、显示器6、报警器7。

刀头系统2由安装在重型机械刀鼓上的若干刀头100以及与刀头对应连接的若干电路(图中未示)组成。

信号转换模块3与刀头系统2连接，信号转换模块3包含模数转换器以及集线器，模数转换器用于将电信号转换数字信号，而信号传输存在损耗，通过集线器可实现将衰减的信号整形放大再发送出去。经过信号转换模块3的处理可以得到高质量且便于分析的数字信号。

存储器5存储有刀头系统2中刀头100与电路的对应关系。

中央处理模块4为可采用上位机、单片机等具备数据处理能力的计算机系统。中央处理模块4为与存储器5和信号转换模块3相连接，用于分析处理存储器5和信号转换模块3的数据及信号，当刀头系统2中出现电路开路情况时(根据上述也即存在刀头100磨损至损坏情况)，此时中央处理模块4根据刀头与电路的对应关系生成相应的报警信号和显示信号。

显示器6与中央处理模块数据连接，根据中央处理模块4输出的显示信号按刀头与电路的对应关系显示刀头磨损情况。报警器7与中央处理模块4数据连接，根据中央处理模块4输出的报警信号对刀头磨损情况进行报警提醒。报警器7、显示器6与中央处理模块4的数据连接形式可以根据实际情况采用通过信号传输线连接或无线连接。

当刀鼓在工作状态下出现刀头损坏情况时，用户可以通过显示器6和报警器7第一时间知晓有刀头损坏了，并且可以通过显示器6获知具体是哪些刀头损坏了，从而在第一时间进行针对性的更换。

<实施例2>

在本实施例中，与实施例1相同的结构在中采用相同的附图标记表示，并且省略相应的文字阐述。

如图6～7所示，本实施例提供一种用于重型机械刀鼓的刀头200，与实施例1的用于重型机械刀鼓的刀头100的不同之处在于：

金属导线12的外壁包覆一层绝缘胶皮13’，也即采用带绝缘胶皮的导线。该绝缘胶皮的导线的两个端部从底面开孔处伸出暴露在外部，通过金属导线12部分连接外部电路，并通过绝缘胶皮13起到与刀头本体10的绝缘作用。

本实施例中采用绝缘胶皮13’直接覆盖在金属导线12外壁作为绝缘层，同样可以起到与实施例1相同的绝缘效果。实施例1采用绝缘层13填充在金属导线12的外壁与空腔11的内壁之间，可以避免金属丝的位置稳定、不易移动。而本实施例中采用绝缘胶皮13’直接覆盖在金属导线12外壁作为绝缘层，可以使得导线和绝缘材质安装更方便，直接采用带绝缘胶皮的导线即可。因此本实施例和实施例1中绝缘层的设置起到不同的作用。

本实施例的刀头200安装在刀鼓上的安装方式与实施例1中的刀头100的安装方式相同，并且刀头受到磨损的情况也同实施例1相似，本实施例的刀头200在被逐渐磨损的过程中，首先磨损至空腔111位置，之后磨损绝缘胶皮13’，再后磨损金属导线12使其断裂，这样使得外部电路为开路状态。

本实施例还提供一种刀头磨损状态报警系统，该刀头磨损状态报警系统与实施例1中的刀头磨损状态报警系统1的区别在于：本实施例中刀头采用的是刀头200，系统中其余设置与实施例1相同，并且工作原理也与实施例1相同，此处便不再赘述。

<实施例3>

在本实施例中，与实施例1相同的结构在中采用相同的附图标记表示，并且省略相应的文字阐述。

如图8～9所示，本实施例提供一种用于重型机械刀鼓的刀头300，与实施例1的用于重型机械刀鼓的刀头100的不同之处在于：

刀头本体10的底面设有开孔，开孔向刀头本体10的上端内部延伸形成一空腔11”。空腔11”包含底面开孔处沿刀头本体的轴向延伸的第一空腔区域113，以及以及在刀头本体的上端内部与第一空腔区域113相垂直连通的第二空腔区域114。如图9所示，该第二空腔区域114包含横向区域以及与横向区域连通的位于上方的纵向区域，本实施例中设置有多个横向区域114a以及多个纵向区域114b。空腔11”内部填充有导电液15，并且设设置有一正极16和一负极17，正极16和负极17从底面开孔处伸入到导电液15中，并且底面开孔处进行密封处理以防止漏液。正极16和一负极17的从底面开孔处伸出暴露在外部，正极16和负极通过导电液15导通，正极16和负极17连通导电液15共同作为一导线结构接入外部电路。导电液15优选采用如氯化钠溶液、硫酸铜溶液等任意一种盐类强电解质离子溶液，既具备良好的导电性能，又具备腐蚀性弱的特点。

本实施例的刀头300安装在刀鼓上的安装方式与实施例1中的刀头100的安装方式相同，并且刀头受到磨损的情况也同实施例1相似，本实施例的刀头300在被逐渐磨损的过程中，当磨损至第一空腔区域113时，将使得内部的导电液15泄漏，当导电液15泄漏完全使得正极16和负极17不再导通，从而使得外部电路为开路状态。

本实施例还提供一种刀头磨损状态报警系统，该刀头磨损状态报警系统与实施例1中的刀头磨损状态报警系统1的区别在于：本实施例中刀头采用的是刀头300，系统中其余设置与实施例1相同，并且工作原理也与实施例1相同，此处便不再赘述。

<实施例4>

在本实施例中，与实施例1相同的结构在中采用相同的附图标记表示，并且省略相应的文字阐述。

如图10～11所示，本实施例提供一种用于重型机械刀鼓的刀头400，与实施例1的用于重型机械刀鼓的刀头100的不同之处在于：

刀头本体10的底面设有开孔，一金属导线18经由该开孔伸入到刀头本体10的上端内部。金属导线18包含裸露段以及包覆段，裸露段对应位于刀头本体的上端内部且与刀头本体直接接触，包覆段包覆有绝缘胶皮19。金属导线18的下端暴露在底面开孔处的外部，用于连接外部电路，金属导线18的上端与刀头本体10相接触，由于金属导线18与刀头本体10均为金属材质，因此金属导线18与刀头本体10导通，而金属导线18的下端包覆有绝缘胶皮19在下端表现为与刀头本体10绝缘。

本实施例的刀头400安装在刀鼓上的安装方式与实施例1中的刀头100的安装方式相同，并且刀头受到磨损的情况也同实施例1相似，本实施例的刀头400在被逐渐磨损的过程中，金属导线18的上部的裸露部分先被磨损，逐渐磨损至带有绝缘胶皮19的包覆段时，由于该处使得金属导线18与刀头本体10绝缘，这样磨损过程也即金属导线18与刀头本体10由导通状态变为绝缘状态的过程。

本实施例还提供一种刀头磨损状态报警系统，该刀头磨损状态报警系统与实施例1中的刀头磨损状态报警系统1的区别在于：本实施例中刀头采用的是刀头400，并且工作原理也与实施例1相同，此处便不再赘述。当金属导线18与刀头本体10由导通状态变为绝缘状态时，相应的电路输出的电信号会有变化，信号转换模块相应进行信号转换，中央处理模块根据处理获得的数字信号按照刀头与电路的对应关系生成相应的报警信号和显示信号。然后通过显示器和报警器提醒用户及时更换损坏刀头。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。