[發明專利]一種筒子紗卷繞密度測量方法和裝置

有效

• 申請號: 202010110779.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111398092B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 周其洪;孫寶通;岑均豪;彭軼;陳革;孫志宏;潘家豪;占齊宸
• 申請（專利權）人: 東華大學;廣州盛原成自動化科技有限公司
• 主分類號: G01N9/02
• 分類號: G01N9/02;G01B11/00;G06F17/18
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.一種筒子紗卷繞密度測量方法，筒子紗由紗筒以及纏繞在紗筒上的紗線組成，其特征是：通過模擬計算得到筒子紗中紗線的體積，同時通過測量計算得到筒子紗中紗線的重量后，利用重量除以體積得到筒子紗的卷繞密度；

模擬計算的步驟如下：

(1)以紗筒的中心軸為坐標軸建立一直角坐標系；

(2)采集線a、b、c上多點的坐標，紗線繞成一中空的旋轉體，旋轉體為圓柱或圓臺，線a、b、c分別對應為旋轉體的上端面、側面、下端面與半剖面Q的交線，半剖面Q的一條邊與紗筒的中心軸重合，同時位于所述直角坐標系所在的平面上；

(3)對線a、b、c上的多點進行擬合，得到各自對應的擬合曲線a*、b*、c*和擬合曲線公式a^、b^、c^，同時對線a上距離線b最遠的點a1以及線c上距離線b最遠的點c1進行擬合，得到擬合直線d*和擬合直線公式d^；

(4)使用a^和d^計算出交點A的坐標，使用a^和b^計算出交點B的坐標，使用b^和c^計算出交點C的坐標，使用c^和d^計算出交點D的坐標；

(5)將a*、b*、c*、d*繞紗筒的中心軸旋轉，應用旋轉面方程將a^、b^、c^、d^轉化為曲面公式a'、b'、c'、d'；

(6)對曲面公式a'、b'、c'、d'使用坐標轉換，將其從直角坐標系轉化為柱坐標系，采用積分公式計算筒子紗中紗線的體積，具體如下：

式中，r為徑向距離，單位為m，α為方位角，單位為°，z為高度，單位為m；

測量計算的過程為：

分別測量筒子紗和紗筒的重量，將筒子紗的重量減去紗筒的重量得到筒子紗中紗線的重量。

2.根據權利要求1所述的一種筒子紗卷繞密度測量方法，其特征在于，線a、b、c上多點等間距排列。

3.一種筒子紗卷繞密度測量方法，筒子紗由紗筒以及纏繞在紗筒上的紗線組成，其特征是：通過模擬計算得到筒子紗中紗線的體積，同時通過測量計算得到筒子紗中紗線的重量后，利用重量除以體積得到筒子紗的卷繞密度；

模擬計算的步驟如下：

(1)以紗筒的中心軸為坐標軸建立一直角坐標系；

(2)采集線a、c上多點的坐標，紗線繞成一中空的旋轉體，旋轉體為圓柱或圓臺，線a、c分別對應為旋轉體的上端面、下端面與半剖面Q的交線，半剖面Q的一條邊與紗筒的中心軸重合，同時位于所述直角坐標系所在的平面上；

(3)對線a、c上的多點進行擬合，得到各自對應的擬合曲線a*、c*和擬合曲線公式a^、c^，對線a上距離紗筒最遠的點以及線c上距離紗筒最遠的點進行擬合，得到擬合直線b*和擬合直線公式b^，同時對線a上距離紗筒最近的點a1以及線c上距離紗筒最近的點c1進行擬合，得到擬合直線d*和擬合直線公式d^；

(4)使用a^和d^計算出交點A的坐標，使用a^和b^計算出交點B的坐標，使用b^和c^計算出交點C的坐標，使用c^和d^計算出交點D的坐標；

(5)將a*、b*、c*、d*繞紗筒的中心軸旋轉，應用旋轉面方程將a^、b^、c^、d^轉化為曲面公式a'、b'、c'、d'；

(6)對曲面公式a'、b'、c'、d'使用坐標轉換，將其從直角坐標系轉化為柱坐標系，采用積分公式計算筒子紗中紗線的體積，具體如下：

式中，r為徑向距離，單位為m，α為方位角，單位為°，z為高度，單位為m；

測量計算的過程為：

分別測量筒子紗和紗筒的重量，將筒子紗的重量減去紗筒的重量得到筒子紗中紗線的重量。

4.采用如權利要求1或2所述的一種筒子紗卷繞密度測量方法的筒子紗卷繞密度測量裝置，其特征是：主要由紗筒固定裝置、距離測量裝置I、距離測量裝置II、距離測量裝置III、工控機以及固定/驅動裝置組成；

紗筒固定裝置用于固定紗筒；

距離測量裝置I、距離測量裝置II和距離測量裝置III與固定/驅動裝置連接，分別對應用于采集線a、b、c上多點的坐標進行數據采集；距離測量裝置I、距離測量裝置II和距離測量裝置III與工控機連接，采集完成后將測得的數據打包為數據包a、b、c傳輸給工控機，工控機通過模擬計算得到筒子紗卷繞密度；

固定/驅動裝置用于固定和驅動各距離測量裝置。