[發(fā)明專利]一種卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310329667.1
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103389058A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周志艷;袁旺;李小敏;徐賽;閆夢璐;劉麗華
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G01B21/06
• 分類號: G01B21/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長度計量系統(tǒng)，具體涉及一種卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

工程實踐中，卷揚器的使用場合十分廣闊，主用應(yīng)用在如下場合，起重機或液壓轎車卷揚機鋼絲繩的收放，放線車電線排放、高空防墜器繩纜收放、打井卷揚機對工作作業(yè)人員的提放，以及工廠紙張、紗線、布料、膠片等的收卷。其中，部分收卷物屬于層疊式收卷物，亦即收卷物逐圈地向外層疊式收卷，例如，農(nóng)業(yè)用的噴施管道的收卷。但現(xiàn)有技術(shù)中無論是對層疊式收卷物或者其他類型收卷物的長度計量均缺少一套方便快捷可靠的檢測方式。如造紙廠生產(chǎn)線送紙長度通過探頭測量導紙輥旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù)換算而得或者通過旋轉(zhuǎn)編碼器測量某固定輥的轉(zhuǎn)速換算而得(劉景霞等，紙張測長儀的原理及應(yīng)用.儀表技術(shù)與傳感器，2001(03)：第46頁.)。但導紙輥會給紙張造成壓力和摩擦；導紙輥相對紙張滑動容易造成計量誤差。另有高空防墜器繩攬下放工作人員，通常通過目測樓層來確定下放位置，帶來不便。再如工作人員下井，井深通過人工持尺測量下放深度，并不便利。卷揚物長度計量方法還有通過重量計量測得，如收卷的電纜帶可以通過總重和單位長度質(zhì)量的比值求出總長，但需要稱重裝置。

目前工程運用中根據(jù)具體需要有對卷揚器收卷材料的計量裝置設(shè)備或系統(tǒng)，有如下案例：如《卷揚鋼絲繩長度的檢測系統(tǒng)及方法及包括該系統(tǒng)的起重機》(段龍文，張鐵橋與董健，卷揚鋼絲繩長度的檢測系統(tǒng)及方法及包括該系統(tǒng)的起重機，2012.第6頁.)。通過機械物理接觸的方式檢測卷揚器位置和方向，精度有限。《復卷機長度測量裝置的應(yīng)用》(鄧劍勇，復卷機長度測量裝置的應(yīng)用.中華紙業(yè)，2012(16)：第85頁.)通過引紙復卷機的底輥轉(zhuǎn)動圈數(shù)來間接得出紙卷長度，但該原理忽略了引紙復卷機前后底輥之間的速度差，以及忽略了紙張和地輥的相對滑動。再如一些其他應(yīng)用，鋁卷材是將長條形的鋁材纏繞成圓柱狀，在纏繞的過程中需要計量纏繞的長度，目前，這種計量裝置是安裝在卷床的上方，采用的方案是將滾輪壓在行走的鋁材上，滾輪和計數(shù)傳感器連接，將滾輪的行走數(shù)據(jù)傳遞給計數(shù)器，從而實現(xiàn)測量鋁卷材的的長度，此種方法必須在鋁材上壓緊，這樣鋁材薄弱的地方容易形成壓痕，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

針對以上背景，總結(jié)當前測量卷揚器收卷材料長度技術(shù)裝置普遍存在如下一點或幾點不足：

1?未能準確地、誤差較小地獲取當前卷揚器收卷材料長度。

2?未能實時實況的測量卷揚器收卷長度。

3?現(xiàn)有的測量方法在測量過程中對正常生產(chǎn)造成影響，或?qū)κ站聿牧袭a(chǎn)生機械形變損害。

4?在利用卷揚器計量材料的收卷長度時，忽視了卷揚器收卷半徑在收卷材料后不斷增大的影響，而把其作為恒定的值來計算卷揚器收卷長度，造成較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崟r檢測卷揚器所卷材料當前收卷長度的卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量系統(tǒng)。

本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量方法。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

一種卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量系統(tǒng)，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)編碼器、輸入模塊、智能模塊以及顯示模塊；其中，

所述旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集卷揚器相對初始位置的角位移θ；

所述輸入模塊用于輸入卷揚初始半徑r、卷揚器收卷n圈時對應(yīng)的收卷長度l；

所述智能模塊用于接收和儲存旋轉(zhuǎn)編碼器信息和輸入模塊信息，并計算當前卷揚器的收卷長度并輸送到顯示模塊；

所述顯示模塊用于顯示系統(tǒng)參數(shù)信息及計算結(jié)果。

所述旋轉(zhuǎn)編碼器是磁編碼器或光電編碼器；該旋轉(zhuǎn)編碼器是增量編碼器或多圈絕對編碼器。

所述智能模塊包括電池模塊、穩(wěn)壓模塊、儲存模塊、微處理器、電池電量檢測模塊，其中，電池模塊用于給整個系統(tǒng)提供直流電源，穩(wěn)壓模塊用于給系統(tǒng)各模塊提供穩(wěn)定電壓，存儲模塊用于儲存相關(guān)參數(shù)的設(shè)定以及卷揚器位置信息，并在斷電時保存這些信息；微處理模塊用于接收輸入模塊信號和旋轉(zhuǎn)編碼器信號并進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)系統(tǒng)長度自動計量算法；電池電量檢測模塊用于監(jiān)測電池電量多少并反映在顯示模塊上。

所述收卷物為懸浮管道噴施作業(yè)機具的帆布材質(zhì)管道。

一種應(yīng)用上述卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量系統(tǒng)實現(xiàn)的卷揚器層疊式收卷物的收卷長度自動計量方法，包括以下步驟：

(1)通過實驗獲取原始數(shù)據(jù)；

(1.1)測量獲得卷揚器的卷揚初始半徑r；

(1.2)測量卷揚器收卷n圈時對應(yīng)的收卷長度l；