CN101054751A - 电子提花机的龙头检测方法及采用该方法的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子提花机的龙头检测方法及采用该方法的检测装置，通过在每根提针下连接检测开关，在提针上下运动的时候，由多个具有并入串出且具有存储功能的采样器采样检测开关的导通与断开信息，采样器将输出的采样信息输出并与正确花纹信息进行比较，从而获知提针的出错信息，按照上述步骤实现的装置，包括一控制板、多块检测板，每块检测板上设置有多个检测开关、并行数据输入端与每个检测开关的检测电极相连接的多个并入串出采样器，控制板包括用于串行接收采样器输出的提针位置数据信息的嵌入式微处理器、用于存储正确花纹数据的存储机构，利用此方法设计的检测装置简单可靠，同时由于用检测板的方式，可适应针数不同的龙头，便于扩展。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械领域，特别是涉及电子提花机龙头检测方法及采用该方法的检测装置。
背景技术
传统的电子提花机龙头生产厂家对其生产的龙头进行检测一般是在龙头出厂前，采用人工检查、试织等开环控制的方法，试织工作不仅需要很长时间，而且需要消耗大量的人力物力，并且准确性不高。特别是很多问题只能在使用中发现，这不仅给使用者带来不便，而且也变相地增加了厂家的成本，所以有必要在出厂之前准确和及时地发现存在错误的提针的数目及其位置。
中国技术杂志“仪器仪表学报”第26卷第3期，2006年3出版，文章题目“基于DSP的电子提花龙头检测器设计”，公开了一种电子提花机龙头检测器的技术方案。在提花机龙头针位下方连接有钢片，钢片中间开孔，提花时开孔位于光电传感器中间，产生一个信号。传感器间距为9mm，在传感器检测板上排列，每块板上正反两面共安装64个传感器，对于针数为2688的电子提花龙头，需要42块传感器检测板。将2688个位，按16个一组，编成168组，每组占用一个地址。用DSP采样数据，数据宽度为16位，一次读取一组信息，读操作168次，完成信息采样。
中国技术杂志“纺织学报”第26卷第4期，2005年8月出版，文章题目“基于ARM的电子提花龙头检测器设计”，有与前述文章基本相同的技术方案，只是采用ARM做处理器，采样数据宽度为32位，读操作84次完成2688针采样。
以上技术方案可以概括为二个要点：1.提花位置检测采用光电传感器方案，每针一个光电传感器，传感器间距为9mm。2.数据由微处理器通过并行口读入，传感器需要分组，每组分配一个地址，因此系统需要有一套时序和地址译码电路，用CPLD实现。
以上技术方案检测电路复杂，成本高，装置本身的制作难度大，可靠性不高，传感器耗电大，峰值电流高达160安，检测针数仅2688针，不便于针数扩展，对于5120针以上的电子提花机检测，必须考虑新的检测方法和检测装置。
发明内容
本发明目的就是为解决现有技术的不足而提供一种检测较方便，成本较低且便于针数扩展的电子提花机的龙头检测方法和采用该方法的检测装置。
为解决上述技术问题本发明的技术方案为：一种电子提花机的龙头检测方法，所述的电子提花机的龙头包括多根依次排列设置且作上下运动的提针，该方法包括如下步骤：
(a)、提针位置检测步骤：在所述的每根提针下端部连接可导电的钢综、与所述的钢综相滑动连接的检测开关，所述的钢综两端设置有绝缘的尼龙接头，所述的检测开关包括一公共电极、位于公共电极下方的检测电极，在提针被提起的状态下，所述的尼龙接头与公共电极或检测电极相接触，所述的检测开关处于断开状态；在提针落下的状态下，所述的钢综分别与所述的公共电极和检测电极相接触，所述的检测开关处于导通状态；
(b)、设置采样器步骤：选择多个具有并入串出且有存贮功能的采样器，所述的每个采样器具有多个并行数据输入端，且并行数据输入端的数目与所述的提针针数相同，多个所述的采样器具有共同的采样数据锁存控制端、共同的串行数据输出端，将步骤(a)中每个检测电极一一连接到所述的采样器的并行数据输入端上；
(c)、提针位置数据采样步骤：提针工作后，按每一纬的开口时序对提针位置进行采样，向所述的采样器的数据锁存控制端输入锁存脉冲信号，则每个检测电极的位置状态被锁存入所述的采样器；每一纬采样结束后启动串行数据输出端，将采样器中锁存的每个检测电极的位置状态顺序读出；
(d)、位置数据对比步骤：将读出的采样器中的数据值与预期数据值相对应比较，若有错误发出报警信号，并报告出错的提针位置；
(e)、重复上述步骤(c)到步骤(d)，直至检测结束。
所述的采样器为并入串出移位寄存器或具有串行接口的微处理器(MCU)的一种。
根据上述的检测方法，本发明还提供了一种电子提花机龙头检测装置，它包括一控制板、多块检测板，所述的每块检测板上设置有公共电极、相间隔排列的多个检测电极、并行数据输入端与每个检测电极相连接的多个并入串出采样器，所述的控制板包括用于串行接收所述的采样器输出的提针位置数据信息的嵌入式微处理器、用于存储正确花纹数据的存储机构。
该技术方案中，采样器为并入串出移位寄存器或具有串行接口的微处理器(MCU)的一种。
所述的每个检测电极的间距为4mm-6mm，从而使得相邻的电极间不会发生短路碰撞。
所述的每个检测电极通过一上拉电阻与供电电压相电连接。
所述的检测电极与所述的上拉电阻的连接端与地线之间连接有滤波电容。
所述的存储机构包括用于接收正确花纹数据并将该数据送到嵌入式微处理器的无线数据传输模块、用于存储经过所述的嵌入式微处理器格式处理后的花纹数据的非易失性存储器。
所述的存储机构还包括可移动存储介质、与所述的可移动存储介质和嵌入式微处理器进行数据交互的读写操作接口。
所述的可移动存储介质和读写操作接口为U盘、U盘接口或存储卡、存储卡接口中的一种。
所述的控制板还包括状态表示输出接口，所述的状态表示输出接口用以与外部计算机或显示界面相电连接。
所述的状态表示输出接口为RS232、RS485、ZigBee接口中的一种。
由于采用了上述的技术方案，本发明的优点为：由于在每根提针下端部连接可导电的钢综、与钢综相滑动连接的检测开关，通过检测开关的导通与断开从而可获取提针的提花与否的信息，该信息经由采样器采样，并与正确的花纹数据进行对比，从而可检测出提针的出错信息，此方法简单易行，且利用此方法设计的检测装置简单可靠，同时由于用检测板的方式，可适应针数不同的龙头，便于扩展。
附图说明
附图1为实施例一中的检测板的电原理示意图；
附图2为实施例一中检测板与控制板的功能框图；
附图3为实施例二中的检测板的电原理示意图；
附图4为实施例二中的控制板与检测板的功能框图；
其中：1、检测板；
2、控制板；21、嵌入式微处理器；22、存储机构；221、无线数据传输模块；222、非易失性存储器；223、可移动存储介质；23、状态表示输出接口；24、断电检测电路；25、串行数据读入电路；26、串行接口；
3、同步信号模块。
具体实施方式
电子提花机的龙头包括多根依次排列设置且作上下运动的提针，现有的提花机龙头的提针数越来越多，大提花机已经使用5120针、10240针的龙头出现，并且针数具有扩大的趋势，因此对提花机的龙头检测采用先进的技术已是必然，本发明所涉及的电子提花机的龙头检测方法，就是提供一种简单可靠，功耗低，便于扩展的龙头检测方法，该方法主要包括如下步骤：
(a)、提针位置检测步骤：在所述的每根提针下端部连接可导电的钢综、与所述的钢综相滑动连接的检测开关，所述的钢综两端设置有绝缘的尼龙接头，所述的检测开关包括一公共电极、位于公共电极下方的检测电极，在提针被提起的状态下，所述的尼龙接头与公共电极或检测电极相接触，此时检测开关处于断开状态；在提针落下的状态下，所述的钢综分别与所述的公共电极和检测电极相接触，此时检测开关处于导通状态；
(b)、设置采样器步骤：选择多个具有并入串出且有存贮功能的采样器，所述的每个采样器具有多个并行数据输入端，且并行数据输入端的数目与所述的提针针数相同，多个所述的采样器具有共同的采样数据锁存控制端、共同的串行数据输出端，将步骤(a)中每个检测电极一一连接到所述的采样器的并行数据输入端上，所述的采样器可选择并入串出移位寄存器或带有串行口的微处理器；
(c)、提针位置数据采样步骤：提针工作后，按每一纬的开口时序对提针位置进行采样，向所述的采样器的数据锁存控制端输入锁存脉冲信号，则每个检测电极的位置状态被锁存入所述的采样器；每一纬采样结束后启动串行数据输出端，将采样器中锁存的每个检测电极的位置状态顺序读出；
(d)、位置数据对比步骤：将读出的采样器中的数据值与预期数据值相对应比较，若有错误发出报警信号，并报告出错的提针位置；
(e)、重复上述步骤(c)到步骤(d)，直至检测结束。
本发明同时还提供了根据上述的龙头检测方法的所有技术特征设计的检测装置，下面以两个具体的实施例加以说明。
实施例一：
图1为本发明检测板的电原理图，在该块检测板1上设置有多个并入串出移位寄存器U1～Un、多个检测开关。并入串出移位寄存器用于实现上述检测方法中的并入串出采样器的功能，每个并入串出寄存器具有8位并行数据输入口，可以采样8个位置的所述的检测开关，其中DI为并入串出移位寄存器的串行数据输入线，DO为并入串出移位寄存器的串行数据输出线，PL为并入串出移位寄存器的并行数据锁存线，CP为并入串出移位寄存器的移位脉冲时钟线，CE为并入串出移位寄存器的移位脉冲许可线。多个并入串出移位寄存器相串联，即多个移位寄存器串联组成寄存器列，将并入串出移位寄存器U1的串行输出线DO连接到并入串出移位寄存器U2的串行输入线DI，并入串出移位寄存器U2的串行输出线DO连接到并入串出移位寄存器U3的串行输入线DI，依次类推，且将每个并入串出移位寄存器的并口数据锁存端PL连接在一起，移位时钟端CP连接在一起，移位时钟许可端CE连接在一起。
检测开关在图1中只是一个开关符号，实际制作时，在印制板上焊接有公共电极和检测电极，公共电极是开关接地的一端，公共电极是条形贯通的，统一接低电位；检测电极是连接上拉电阻的一端，检测电极是各个独立的，通过上拉电阻接高电位，且相邻的检测电极在印制板上的距离为5mm。所述的检测电极与所述的上拉电阻的连接端与地线之间还连接有滤波电容，该滤波电容起滤波作用，减少开关噪声。
将检测开关的检测电极一一连接到并入串出移位寄存器的并行数据输入口上，从而形成整个检测板。
对于一个5120针的提花机龙头检测装置，需要有5120个检测开关，在实际制作的时候在一块检测板上安装80个检测开关，每16块这样的板组成一组，每组检测1280针，4组这样的检测板就实现5120针的检测。所有的检测板通过连接电缆和接插件连接起来。
同时，在提花机龙头的每一根提针的下端部依次连接综线、钢综、弹簧、弹簧支架，钢综二端有尼龙接头，用以连接综线和弹簧，钢综是导体，尼龙接头是绝缘体，钢综在弹簧的作用下保持一定张力，尼龙接头和钢综构成了检测开关的活动电极，当尼龙接头与公共电极或检测电极相接触，检测开关处于断开状态；当钢综分别与公共电极和检测电极相接触，检测开关处于导通状态；因此当提针上下运动时，带动钢综上下运动，使得钢综和尼龙接头始终保持与检测开关的两个电极相接触，从而使得检测开关在导通与断开状态之间进行转换，通过并入串出移位寄存器读取该导通与断开状态的信息就可以对提针的位置信息进行采样。
附图2为控制板与检测板连接关系原理方框图，其中，控制板2包括用于串行接收所述的检测板1上的并入串出移位寄存器输出的提针位置数据信息的嵌入式微处理器21、用于存储正确花纹数据的存储机构22，所述的嵌入式微处理器21可以采用ARM处理器或DSP处理器，所述的存储机构22包括用于接收正确花纹数据并将该数据送到嵌入式微处理器的无线数据传输模块221、用于存储经过所述的嵌入式微处理器格式处理后的花纹数据的非易失性存储器222，在本实施例中该无线数据传输模块221采用ZigBee模块，非易失性存储器采用FLASH存储器。
存储机构22还包括可移动存储介质223、与可移动存储介质223和嵌入式微处理器21进行数据交互的读写操作接口，其中可移动存储介质和读写操作接口为U盘、U盘接口或存储卡、存储卡接口中的一种，存储卡包括SD卡、CF卡、MMC卡、MS卡、XD卡中的一种。
控制板还设置有状态表示输出接口23，所述的状态表示输出接口23用以与外部计算机或显示界面相电连接，所述的状态表示输出接口23可采用RS232、RS485、ZigBee接口中的一种。
在检测板1与嵌入式微处理器21之间还电连接有串行数据读入电路25，用于串入的从检测板1上读取数据，同时，为了在断电时数据能够得到保存，控制板上还设有断电检测电路24。
控制板1上还连接有一同步信号模块3的输出端，该同步信号模块3从提花机上取出与提花机运行状态同步的电信号，嵌入式微处理器21检测这些信号，并实现同步检测。
在进行龙头检测前，嵌入式微处理器21从非易失性存储器222中读出提花编程数据，并存贮在FLASH存贮器上，经过格式转换，形成与检测板对应的数据格式，处理后的数据也存贮在FLASH上。当需要对龙头进行检测时，启动提花龙头，提针工作后，将按每一纬的开口时序对提针位置进行采样，在规定的检测时刻在并口数据锁存端输入锁存脉冲信号，则每个检测电极的状态被锁存入移位寄存器，此时的移位时钟许可端为禁止状态；采样结束后，置移位时钟许可端为许可状态，输入移位时钟，在寄存器列的末位串行输出线上顺序读出整个寄存器列的值，输入移位时钟脉冲的个数要大于等于寄存器列的总位数，暂存读出的数据，置移位时钟许可端为禁止状态，停止输入移位时钟脉冲，最后嵌入式微处理器将读出的寄存器列数据值与正确的数据值的排列顺序调整一致，并对应比较，若有错误做出标记，并发出报警信号，对每一纬都进行上述的检测工作，检测一定的时间后停止检测。
实施例二：
图3为本实施例检测板1电原理框图，其采用微处理器MCU作为采样器。微处理器MCU的并行输入口线连接位置检测开关，此中的检测开关结构与实施例一中的检测开关相同，在此不再赘述。另外微处理器MCU设置有二根口线作为同步信号接口，微处理器MCU的串行接口用作串行数据输出。通常微处理器MCU的口线比较多，但是要达到一块检测板上80个检测开关的数量，用一片大型的微处理器MCU并不经济，因此选择使用2-4片规模较小的MCU，这样比较经济，在检测板上布线也比较容易。多片MCU通过同步信号接口取得每一纬的时序信号，从而控制同步采样。多片MCU通过串行接口将采样数据传递出去。串行接口可以用RS485接口、I2C接口、CAN接口之一，每个检测板分配不同的地址编码，在实际制作的时候可以为MCU分别固化不同的地址码，以降低成本。当然也可以通过拔码开关设定地址码，这样通用性好，但是要占用口线资源，这为本领域公知技术，不再赘述。
图4为本实施例控制板电原理框图，其基本构成与实施例一相同，只是为了配合使用MCU作采样器的检测板，需要有相应的串行接口26，此处控制板2上的ARM为串行接口26的主机，检测板上的MCU均为串行接口26的从机，控制板2通过串行接口26读取各检测板上的数据。此方案的优点在于，采样数据可以多次读取，因而抗干扰能力较强。实施例一的移位寄存器方案，数据只能读取一次，如果因为干扰影响了数据的正常移位输出，则会出现传输失败的情况。但是实施例二的成本要高一些。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1、一种电子提花机的龙头检测方法，所述的电子提花机的龙头包括多根依次排列设置且作上下运动的提针，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(a)、提针位置检测步骤：在所述的每根提针下端部连接可导电的钢综、与所述的钢综相滑动连接的检测开关，所述的钢综两端设置有绝缘的尼龙接头，所述的检测开关包括一公共电极、位于公共电极下方的检测电极，在提针被提起的状态下，所述的尼龙接头与公共电极或检测电极相接触，所述的检测开关处于断开状态；在提针落下的状态下，所述的钢综分别与所述的公共电极和检测电极相接触，所述的检测开关处于导通状态；
(b)、设置采样器步骤：选择多个具有并入串出且有存贮功能的采样器，所述的每个采样器具有多个并行数据输入端，且多个采样器的并行数据输入端的数目与所述的提针针数相同，多个所述的采样器具有共同的采样数据锁存控制端、共同的串行数据输出端，将步骤(a)中每个检测电极一一连接到所述的采样器的并行数据输入端上；
(c)、提针位置数据采样步骤：提针工作后，按每一纬的开口时序对提针位置进行采样，向所述的采样器的数据锁存控制端输入锁存脉冲信号，则每个检测电极的位置状态被锁存入所述的采样器；每一纬采样结束后启动串行数据输出端，将采样器中锁存的每个检测电极的位置状态顺序读出；
(d)、位置数据对比步骤：将读出的采样器中的数据值与预期数据值相对应比较，若有错误发出报警信号，并报告出错的提针位置；
(e)、重复上述步骤(c)到步骤(d)，直至检测结束。
2、根据权利要求1所述的电子提花机的龙头检测方法，其特征在于：所述的采样器为并入串出移位寄存器或具有串行接口的微处理器(MCU)中的一种。
3、一种电子提花机龙头检测装置，其特征在于：它包括一控制板(2)、多块检测板(1)，所述的每块检测板(1)上设置有公共电极、相间隔排列的多个检测电极、并行数据输入端与每个检测电极相连接的多个并入串出采样器，所述的控制板(1)包括用于串行接收所述的采样器输出的提针位置数据信息的嵌入式微处理器(21)、用于存储正确花纹数据的存储机构(22)。
4、根据权利要求3所述的电子提花机的龙头检测装置，其特征在于：所述的采样器为并入串出移位寄存器或具有串行接口的微处理器(MCU)的一种。
5、根据权利要求3所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的每个检测电极的间距为4mm-6mm。
6、根据权利要求3所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的每个检测电极通过一上拉电阻与供电电压相电连接。
7、根据权利要求6所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的检测电极与所述的上拉电阻的连接端与地线之间连接有滤波电容。
8、根据权利要求3所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的存储机构(22)包括用于接收正确花纹数据并将该数据送到嵌入式微处理器(21)的无线数据传输模块(221)、用于存储经过所述的嵌入式微处理器(21)格式处理后的花纹数据的非易失性存储器(222)。
9、根据权利要求8所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的存储机构还包括可移动存储介质(223)、与所述的可移动存储介质和嵌入式微处理器进行数据交互的读写操作接口。
10、根据权利要求9所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的可移动存储介质(223)和读写操作接口为U盘、U盘接口或存储卡、存储卡接口中的一种。
11、根据权利要求3所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的控制板还包括状态表示输出接口(23)，所述的状态表示输出接口用以与外部计算机或显示界面相电连接。
12、根据权利要求11所述的电子提花机龙头检测装置，其特征在于：所述的状态表示输出接口(23)为RS232、RS485、ZigBee接口中的一种。
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