CN101674991B - 管式输送带的变形状态检测装置 - Google Patents

管式输送带的变形状态检测装置 Download PDF

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Abstract

为了提供一种能够容易且高精确度地检测管式输送带的被卷起部分的扭曲状态和压扁程度的管式输送带的变形状态检测装置，在管式输送带(10)的背面的一个端部和皮带宽度方向中央部配置由橡胶磁体构成的边缘位置信号产生单元(2)和底部信号产生单元(3)，在这些信号产生单元(2、3)之间还配置由橡胶磁体构成的中间部信号产生单元(4A～4D)，并且在被卷成管状的输送带(10)的外周部排列接收来自上述信号产生单元(2、3、4A～4D)的信号的多个接收单元(510～521)，根据由上述接收单元(510～521)接收到的来自上述信号产生单元(2、3、4A～4D)的信号来检测上述管式输送带(10)的变形状态。

Description

管式输送带的变形状态检测装置
技术领域
本发明涉及一种对将循环移动的环形带状输送带的一部分卷成管状、将被输送物包入其内部来进行输送的管式输送带(Pipe Conveyor Belt)的扭曲、压扁等变形状态进行检测的装置。
背景技术
管式输送机装置将循环移动的环形带状输送带的一部分卷成管状、将粉末等被输送物包入其内部来进行输送，为了使输送过程中被卷起的输送带10端部的重合部(下面，称为边缘位置)不扭曲，如图7的(a)所示那样构成为如下结构：在上述输送带10的被卷起部分所通过的区域配置多个矫正辊20R，使上述矫正辊20R从被卷起的上述输送带10的周围与输送带10抵接并且使上述输送带10循环。此时，如图7的(b)所示，在上述输送带10的底部沿着向其长度方向延伸的中心线预先埋设由钢材等金属材料构成的线状或带状的被检测带41，并且在配置于被卷起的输送带10的底部侧的支承框42安装金属传感器43来检测上述输送带10的扭曲状态，根据所检测出的该扭曲状态使控制上述矫正辊20R的未图示的皮带控制装置动作来调整上述矫正辊20R的接触角度和接触强度，从而对该输送带10的扭曲进行矫正，其中，上述金属传感器43由检测灵敏度互不相同的多个传感器元件43a～43e构成，该多个传感器元件43a～43e沿上述输送带10的外周面以规定的间隔进行配置(例如，参照专利文献1)。
然而，在以往的扭曲检测方法中，传感器43被配置在底部，因此难以检测上述输送带10的边缘位置向内侧压扁到什么程度。因此，本案申请人为了解决上述问题而提出了一种如下的方法：如图8所示，在输送带10的两端部设置永久磁体51、51，并且在被卷成管状的输送带10所通过的位置包围上述输送带10地设置多个环形线圈551～558，比较各环形线圈551～558的输出信号来判断上述被卷成管状的输送带10的扭曲程度以及边缘位置向内侧的压扁程度是否超过了预先设定的容许限度(日本特开2007-091356号公报)。
具体地说，将上述被卷成管状的输送带10的外周侧划分为配置有上述永久磁体51、51的上述输送带10的边缘位置扭曲移动时的容许区域(A)以及非容许区域(B)，并且设置比较上述环形线圈551～558的输出来判断有无扭曲的判断单元53，当配置于上述容许区域(A)的环形线圈554～环形线圈556所检测到的来自上述永久磁体51的磁力最大的情况下，上述判断单元53的扭曲判断单元53a判断为没有产生扭曲，在其它的环形线圈551～环形线圈553以及环形线圈557、558所检测到的来自上述永久磁体51的磁力较大的情况下，判断为上述输送带10产生了扭曲。另外，在没有产生扭曲的情况下，由上述判断单元53的压扁判断单元53b对上述环形线圈554～环形线圈556之中的输出信号最大的环形线圈的信号的峰值与预先设定的极限值D进行比较，在上述峰值低于上述极限值D的情况下，判断为产生了压扁。由此，能够高精确度地判断上述被卷成管状的输送带10的扭曲状态是否处于容许范围内。
专利文献1：日本特开平8-244952号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，当产生过度的压扁时，如图9所示，上述输送带10的截面保持率M(在相对于该图的从输送带底部10a到边缘位置10b的距离A而将没有压扁的情况下的从输送带底部10a到边缘位置10b的距离设为距离B时，截面保持率M＝(A/B)×100)降低。当产生这种过度的压扁时，不仅搬运量变得不足而无法发挥作为输送带的效果，而且有可能输送带10在皮带轮部不展开而产生内折现象甚至于使作业停止。
然而，在利用环形线圈554～环形线圈556对上述图8所示的永久磁体51的位置进行检测的方法中，永久磁体51仅配置在边缘位置10b处，因此不仅难以辨别扭曲与压扁，而且在压扁较大而截面保持率M降低的情况下，上述永久磁体51与上述环形线圈554～环形线圈556之间的距离扩大，因此难以高精确度地检测上述边缘位置10b。
关于该问题，图7的(b)所示的利用金属传感器43来检测由金属材料构成的上述被检测带41的检测方法也相同，在这种情况下，还存在仅能在截面保持率为100％的情况下检测扭曲状态的缺点。
本发明是鉴于以往的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够容易且高精确度地检测管式输送机的输送带的被卷起部分的扭曲状态以及压扁程度的管式输送带的变形状态检测装置。
用于解决问题的方案
本申请的第一发明所记载的发明是一种对管式输送机的输送带(管式输送带)的变形状态进行检测的装置，该管式输送机将循环移动的环形带状输送带的一部分卷成管状并将被输送物包入其内部来进行输送，该对管式输送机的输送带的变形状态进行检测的装置的特征在于，具备：两个信号产生单元，该两个信号产生单元相互隔开地配置在上述输送带的背面侧；多个接收单元，该多个接收单元以从上述输送带的外侧包围该输送带的方式排列于上述卷成管状的输送带所通过的位置，接收来自上述信号产生单元的信号；以及变形状态检测单元，其根据由上述接收单元接收到的来自上述信号产生单元的信号来检测卷成管状的输送带的变形状态。
此外，在管式输送机中，将上述输送带卷成管状进行移动的部分至少包括将被输送物包入其内部来输送的输送部，装载被输送物的一侧是表面侧，其相反侧为背面侧。
第二发明所记载的发明为在第一发明所记载的管式输送带的变形状态检测装置中，在上述两个信号产生单元之间设置有中间部信号产生单元。
第三发明所记载的发明为在第一或第二发明所记载的管式输送带的变形状态检测装置中，将上述两个信号产生单元设为设置于上述输送带的端部的边缘位置信号产生单元以及设置于上述输送带的中央部的底部信号产生单元。
第四发明所记载的发明为在第三发明所记载的管式输送带的变形状态检测装置中，由分别位于输送带的两端部的磁化方向互不相同的第一以及第二边缘位置信号产生单元构成上述边缘位置信号产生单元。
第五发明所记载的发明为在第一～第四发明中的任一项所记载的管式输送带的变形状态检测装置中，以规定间隔均等地配置有上述多个接收单元。
第六发明所记载的发明为在第一～第五发明中的任一项所记载的管式输送带的变形状态检测装置中，将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
第七发明所记载的发明为在第六发明所记载的管式输送带的变形状态检测装置中，将上述永久磁体设为橡胶磁体。
发明的效果
根据本发明，在管式输送带的背面侧相互隔开地配置两个信号产生单元，并且在上述卷成管状的输送带所通过的位置从上述输送带的外侧包围该输送带地排列接收来自上述信号产生单元的信号的多个接收单元，根据由上述接收单元接收到的来自上述信号产生单元的信号来检测卷成管状的输送带的变形状态，因此能够容易且高精确度地检测管式输送带的被卷起部分的扭曲状态以及压扁程度。
此时，如果在上述两个信号产生单元之间设置中间部信号产生单元，则在无法接收到来自一个信号产生单元的信号的产生了压扁的情况下，也能够检测上述管式输送带的扭曲状态以及压扁程度。
另外，如果将上述两个信号产生单元设为设置于在上述输送带被卷起时成为重合部(边缘位置)的输送带端部的边缘位置信号产生单元以及设置于上述输送带的中央部的底部信号产生单元，则在管式输送带产生了扭曲、压扁的情况下也能够高精确度地检测上述边缘位置。
另外，如果由分别位于输送带的两端部的磁化方向互不相同的第一以及第二边缘位置信号产生单元构成上述边缘位置信号产生单元，则在产生了反重合的情况下也能够对其进行检测。
另外，优选以规定间隔均等地配置上述多个接收单元，由此能够容易地辨别扭曲量、压扁量。
作为上述各信号产生单元与各接收单元的组合，优选使用不需要振荡装置或驱动装置的永久磁体以及检测该永久磁体的磁场的磁传感器。特别是如果将上述永久磁体设为橡胶磁体，则不仅容易安装到输送带，在将中间部信号产生单元设为带状的部件的情况下也较为有利。
附图说明
图1是表示本发明的较佳方式所涉及的管式输送带的变形状态检测装置的结构的图。
图2是表示本发明的较佳方式所涉及的管式输送带的变形状态的检测方法的流程图。
图3是表示管式输送带的扭曲状态及其检测方法的图。
图4是表示管式输送带的压扁状态及其检测方法的图。
图5是表示本发明的管式输送带的变形状态检测装置的其它结构的图。
图6是表示本发明的管式输送带的变形状态检测装置的其它结构的图。
图7是表示以往的管式输送带的扭曲检测方法的一例的图。
图8是表示以往的管式输送带的扭曲检测方法的其它例的图。
图9是表示管式输送带的压扁状态的一例的图。
附图标记说明
1：管式输送带的变形状态检测装置；2：边缘位置信号产生单元；3：底部信号产生单元；4A～4D：中间部信号产生单元；510～521：接收单元；6：皮带变形状态判断单元；7：皮带变形量算出单元；8：存储单元；8M：对应表；10：输送带(管式输送带)；20：矫正装置；30：带式输送机控制单元。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的较佳方式。
图1的(a)、(b)是表示本发明的较佳方式所涉及的管式输送带的变形状态检测装置1的结构的图，在该图中，2是边缘位置信号产生单元，该边缘位置信号产生单元安装于将输送带(管式输送带)10卷起时成为边缘位置(皮带的两端部重叠的位置)的该输送带10的端部中的一个端部，3是底部信号产生单元，该底部信号产生单元被安装于将上述输送带10卷起时成为底部的该输送带10的中央部，4A～4D是中间部信号产生单元，该中间部信号产生单元配置于上述边缘位置信号产生单元2与底部信号产生单元3之间，上述各信号产生单元2、3、4A～4D都安装在输送带10的背面侧。
另外，510～512、513～515以及516～521是在上述被卷成管状的输送带10所通过的位置、被排列为从上述输送带10的外侧包围该输送带10的接收单元，检测上述各信号产生单元2、3、4A～4D所产生的信号(在本例中，磁力变化)。
另外，6是皮带变形状态判断单元，该皮带变形状态判断单元对由上述环形线圈构成的接收单元510～521的输出信号进行处理并检测各自的峰值，根据所检测到的这些各峰值对被卷成管状的输送带10的扭曲状态以及压扁状态进行判断，7是皮带变形量算出单元，该皮带变形量算出单元在判断为在上述输送带10中能够算出皮带变形量的情况下将所检测到的上述各峰值预先存储到存储单元8中，根据表示边缘位置和底部位置的角度差与压扁程度(截面保持率)之间的关系的对应表8M来算出上述输送带10的扭曲量以及压扁程度。
在本例中，由厚度方向被磁化的薄片状的橡胶磁体来构成上述边缘位置信号产生单元2、底部信号产生单元3以及中间部信号产生单元4A～4D，由环形线圈构成上述接收单元510～521，并且将接收单元511配置于与边缘位置信号产生单元2相对的位置，将接收单元510、512配置于接收单元511的左右。另一方面，将接收单元514配置于与底部信号产生单元3相对的位置，将接收单元513、515配置在接收单元514的左右。另外，上述接收单元516～521分别配置于与上述中间部信号产生单元4A～4D相对的位置。此外，此时优选使中间部信号产生单元4A～4D的磁化方向与边缘位置信号产生单元2以及底部信号产生单元3的磁化方向不同。由此，能够明确识别由上述接收单元510～521接收的信号是来自哪个信号产生单元的信号。
接着，参照图2的流程图来说明检测被卷成管状的输送带10的变形状态的方法。
首先，根据接收单元510～512的输出来判断能否检测到被卷成管状的输送带10的边缘位置(步骤S10)。在能够检测到边缘位置的情况下也能够检测到底部位置，因此在检测边缘位置和底部位置(步骤S11)之后前进到步骤S12，算出该输送带10的扭曲角以及截面保持率，并将该数据发送到矫正装置20(步骤S13)。
例如，如图3的(a)所示，在仅发生扭曲、扭曲角度为约15°左右的情况下，与上述边缘位置信号产生单元2之间的距离最小的接收单元是接收单元510和511，与上述底部信号产生单元3之间的距离最小的接收单元是接收单元514和515。由此，边缘位置位于从底部位置起旋转了180度的位置，因而可知没有发生压扁。另外，如图3的(b)所示，在存在少许压扁(截面保持率在90％以上)的情况下，与上述边缘位置信号产生单元2之间的距离最小的接收单元也是接收单元510和511，但是与上述底部信号产生单元3之间的距离最小的接收单元为接收单元514。因而，在这种情况下，边缘位置位于从底部位置起旋转了约170度的位置，从而可知仅发生了压扁、其截面保持率为90％左右。与此相对地，在没有底部信号产生单元3的情况下，根据接收单元510和511的输出降低能够检测到产生了压扁，但是无法算出截面保持率。
另一方面，在步骤S10中，在检测不到边缘位置的情况下，判断为产生了截面保持率不足90％的较大的压扁，前进到步骤S14，根据接收单元513～515的输出来判断能否检测到输送带10的底部位置。在边缘位置和底部位置都无法检测到的情况下，检测错误或信号产生单元发生了故障的可能性较高，因此如图1所示那样，皮带状态判断单元6将停止信号发送到带状输送机控制单元30来使输送带10停止(步骤S15)。
在检测到底部位置的情况下前进到步骤S16，在由接收单元510～521检测来自中间部信号产生单元4A～4D的磁场变化之后，在步骤S17中调查检测到了中间部信号产生单元4A～4D中的几个。在检测个数为三个以上的情况下，前进到步骤S12，算出该输送带10的扭曲角以及截面保持率。在步骤S12中，如图4的(a)所示，在检测个数为四个的情况下、即检测到所有来自中间部信号产生单元4A～4D的磁场变化的情况下，判断为截面保持率为约80％、边缘位置位于从底部位置起旋转了150度左右的位置。另外，如图4的(b)所示，在检测个数为三个的情况下、即该输送带10压扁、无法检测到距接收单元510～521的距离变远的中间部信号产生单元4D的磁场变化的情况下，判断为截面保持率为约60％、边缘位置位于从底部位置起旋转了120度左右的位置。
另一方面，在检测个数为两个以下的情况下，判断为产生了截面保持率不到60％的较大的压扁，前进到步骤S15，使输送带10停止。
此外，在没有底部信号产生单元3的情况下，不言而喻仅能在无法检测到边缘位置的时刻判断为产生了较大的压扁。
这样，根据本较佳方式，在管式输送带10的背面的一个端部以及皮带宽度方向中央部配置由橡胶磁体构成的边缘位置信号产生单元2以及底部信号产生单元3，在这些信号产生单元2、3之间还配置由橡胶磁体构成的中间部信号产生单元4A～4D，并且在被卷成管状的输送带10的外周部排列接收来自上述信号产生单元2、3、4A～4D的信号的多个接收单元510～521，根据由上述接收单元510～521接收到的来自上述信号产生单元2、3、4A～4D的信号来检测上述管式输送带10的变形状态，因此能够明确区别扭曲与压扁，并且即使在压扁较大的情况下也能够容易且高精确度地检测管式输送带10的被卷起部分的扭曲状态以及压扁程度。
此外，在上述较佳方式中，由四个橡胶磁体构成中间部信号产生单元4A～4D，但是也可以在边缘位置信号产生单元2与底部信号产生单元3之间等间隔地各配置三个或四个等。另外，如图5所示，也可以将带状的橡胶磁体4M、4N配置在边缘位置信号产生单元2与底部信号产生单元3之间，将其作为中间部信号产生单元。
另外，接收单元510～521的数量和配置也不限于本例，根据信号产生单元2、3、4A～4D的数量和配置适当决定即可。
另外，在上述例中，使用橡胶磁体作为信号产生单元、使用环形线圈作为接收单元，但是也可以是使用由压电元件构成的超声波产生单元作为信号产生单元、使用超声波传感器作为接收单元等的其它组合。此外，在使用超声波产生单元的情况下，如果将中间部信号产生单元的频率设定为与边缘位置信号产生单元、底部信号产生单元的频率不同的频率，则也能够明确识别由接收单元接收的信号。
另外，在上述例中，仅在输送带10的一个端部配置边缘位置信号产生单元2，但是也可以如图6的(a)所示那样在输送带10的两端部配置两个边缘位置信号产生单元2a、2b的结构。此外，在这种情况下，在卷起上述输送带10时，如果配置为一个永久磁体的N极与另一个永久磁体的S极相对，则在如图6的(b)所示那样在边缘位置产生反重合的情况下也能够对其进行检测。
产业上的可利用性
这样，根据本发明，能够容易且高精确度地检测管式输送带的变形状态，因此只要反馈上述变形状态的数据并对上述被卷起的输送带的变形状态进行修正，就能够使管式输送机稳定地工作，从而能够可靠地输送输送物。

Claims (19)

1.一种管式输送带的变形状态检测装置，对管式输送机的输送带的变形状态进行检测，所述管式输送机将循环移动的环形带状的上述输送带的一部分卷成管状并将被输送物包入其内部来进行输送，该管式输送带的变形状态检测装置的特征在于，具备：
两个信号产生单元，该两个信号产生单元相互隔开地配置在上述输送带的背面侧；
多个接收单元，该多个接收单元以从上述输送带的外侧包围该输送带的方式排列于卷成管状的上述输送带所通过的位置，接收来自上述信号产生单元的信号；以及
变形状态检测单元，其根据由上述接收单元接收到的来自上述信号产生单元的信号来检测卷成管状的输送带的变形状态，
上述两个信号产生单元是第一信号产生单元和第二信号产生单元，
其中，该第一信号产生单元配置于作为卷起上述输送带时该输送带两端部相重合的位置的边缘位置中的一方的边缘位置处，
该第二信号产生单元沿着被卷起的上述输送带的圆周方向与上述第一信号产生单元相互隔开地进行配置。
2.根据权利要求1所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
在上述第一信号产生单元和上述第二信号产生单元之间设置有中间部信号产生单元。
3.根据权利要求1或2所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述第二信号产生单元设为设置于上述输送带的中央部的底部信号产生单元。
4.根据权利要求3所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述第一信号产生单元设为永久磁体，在上述边缘位置中的另一方的边缘位置处设置磁化方向与上述第一信号产生单元的磁化方向不同的第三信号产生单元，并且将上述多个接收单元中的接收来自上述第一信号产生单元和上述第三信号产生单元的信号的接收单元设为磁传感器。
5.根据权利要求1或2所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
以规定间隔均匀地配置上述多个接收单元。
6.根据权利要求3所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
以规定间隔均匀地配置上述多个接收单元。
7.根据权利要求4所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
以规定间隔均匀地配置上述多个接收单元。
8.根据权利要求1或2所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
9.根据权利要求3所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
10.根据权利要求4所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
11.根据权利要求5所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
12.根据权利要求6所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
13.根据权利要求7所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将各上述信号产生单元设为永久磁体，将各上述接收单元设为磁传感器。
14.根据权利要求8所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述永久磁体设为橡胶磁体。
15.根据权利要求9所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述永久磁体设为橡胶磁体。
16.根据权利要求10所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述永久磁体设为橡胶磁体。
17.根据权利要求11所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述永久磁体设为橡胶磁体。
18.根据权利要求12所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述永久磁体设为橡胶磁体。
19.根据权利要求13所述的管式输送带的变形状态检测装置，其特征在于，
将上述永久磁体设为橡胶磁体。
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