[發明專利]一種可識別旋扣方向的動力鉗旋扣監控裝置及數據記錄方法

在審

• 申請號: 202011128092.3
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112232475A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 申紅明;徐晨;楊永杰;王俠;高碩謙;謝慧琳;唐羽霏
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G06M1/274
• 分類號: G06M1/274;H02K11/21;H02K11/24
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

本發明公開了一種可識別旋扣方向的動力鉗旋扣監控裝置，包括一齒輪、一信息處理器、一扭矩測量元件和多個感應元件；信息處理器上設置有多個輸入端口，多個感應元件分別與多個所述輸入端口電性連接，任一感應元件設置在輪齒的齒尖處，其余感應元件依次處于齒縫M等分的等分位置處；信息處理器具有一信息輸出端口連接外部監控后臺。本發明還公開一種高圈數分辨率、可識別動力鉗旋扣方向的動力鉗旋扣監控方法，根據感應元件采集的脈沖信號，可計算出電機的轉速、轉角和圈數，結合扭矩測量元件采集到的扭矩信息，可表征出動力鉗旋扣過程中旋扣圈數和扭矩間的對應關系，還可實現對動力鉗緊扣和松扣動作的識別。

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，具體涉及一種可識別旋扣方向的動力鉗旋扣監控裝置及數據記錄方法。

背景技術

油氣管道中，管道接口的連接質量影響著生產作業的質量與安全，因此需要對旋扣作業的全過程進行監控，動力鉗的旋扣圈數和旋扣扭矩之間的對應關系是衡量接口質量的一項重要的指標。

光電傳感器或者電磁式接近傳感器具有成本低、安裝方便等優點，在工控場合廣泛使用。

目前，對于旋扣圈數的獲取，簡單的裝備通過直接感知電機輸出軸上齒輪的齒數來獲得，在齒輪模數較高的情況下，采集到的監控數據的圈數分辨率較低，記錄數據和實際工作情況間的誤差較大，并且不能對旋扣過程中的緊扣和松扣動作加以區分，影響了數據的準確性與客觀性。

發明內容

本發明的目的是提供一種高圈數分辨率的、一種可識別旋扣方向的動力鉗旋扣監控裝置及數據記錄方法，以解決背景技術中所提出的缺陷或問題。

為實現上述發明目的，本發明的實施例提供一種高圈數分辨率的、可識別旋扣方向的動力鉗旋扣監控裝置，其特征在于，包括一安裝在電機輸出軸上的齒輪、一信息處理器、一扭矩測量元件和多個感應元件；其中，所述感應元件的個數為M個，M≥3；所述信息處理器上設置有多個脈沖輸入端口和一信息輸入端口，多個所述感應元件分別與多個所述脈沖輸入端口電性連接，用于采集M個脈沖感應元件的感應信號；任一所述感應元件處于輪齒的齒尖處，其余所述感應元件依次處于任意相鄰兩輪齒的齒尖距離M等分的各等分位置處；所述扭矩測量元件與信息處理器的信息輸入端口電性連接，用于獲取旋扣過程中的扭矩變化情況；信息處理器具有一信息輸出端口，所述信息輸出端口電性連接外部監控后臺。

進一步的，所述感應元件的個數為3且分別為第一感應元件、第二感應元件和第三感應元件，所述信息處理器上設置有3個輸入端口且分別為第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，所述第一感應元件與第一輸入端口電性連接，所述第二感應元件與第二輸入端口電性連接，所述第三感應元件與第三輸入端口電性連接；當所述第一感應元件位于輪齒的某一齒尖位置時，所述第二感應元件應置于任意兩相鄰輪齒齒尖之間順時針1/3位置處，所述第三感應元件應置于任意兩相鄰輪齒齒尖之間順時針2/3位置處。

優選的，所述第一感應元件、第二感應元件和第三感應元件采用電磁式傳感器，所述電磁式傳感器安裝在正對輪齒的外側端或安裝在輪齒的上方或下方。

優選的，所述第一感應元件、第二感應元件和第三感應元件采用光電傳感器，所述光電傳感器安裝在輪齒的上方、下方或上下方。

進一步的，所述信息處理器包括一控制器、脈沖耦合器、AD轉換器、信號放大器和電源模塊，所述電源模塊為整個裝置供電，所述第一感應元件、第二感應元件和第三感應元件分別通過第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口與控制器的脈沖耦合器連接，轉換為控制器可識別的脈沖信號；所述扭矩測量元件經信號放大器后送AD轉換器，所述AD轉換器連接控制器的信號輸入端。

優選的，所述電源模塊包括蓄電池及電源插口，所述電源插口內部電性連接蓄電池，所述電源插口外部通過電源適配器連接外部220V交流電。

優選的，所述信息處理器上具有一用于控制信號輸出的開關按鍵。