CN102997851B - 螺旋筒的圆周测量方法及圆周测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺旋筒的圆周测量方法及其测量装置，测量装置包括检测装置、信号发射装置、第一目标物、第二目标物和控制器；检测装置可检测螺旋筒旋转时的螺旋长度，且检测装置与控制器连接；信号发射装置可发射信号；第一目标物和第二目标物安装在螺旋筒的筒壁上、可随螺旋筒一起旋转，并可分别反射信号；控制器可根据第一目标物和第二目标物分别反射信号时，检测装置检测到的螺旋筒的螺旋长度，获得螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。根据本发明的技术方案，可以实时、在线、准确地测得螺旋筒的周长、直径、以及周长误差等圆周参数，以便对螺旋筒的制造设备及时调整，同时还可消除安装误差，提高螺旋筒的制造精度。

Description

螺旋筒的圆周测量方法及圆周测量装置

技术领域

本发明涉及螺旋筒的测量领域，具体而言，涉及一种螺旋筒的圆周测量方法及其圆周测量装置。

背景技术

一种典型的螺旋筒就是利浦筒仓，利浦筒仓的英文名称为LIPP Silo，有时又称作LIPP仓，LIPP筒仓，利浦仓、LIPP罐、利浦罐等等。

1968年德国人利浦发明了用SM型专用设备建造螺旋双层卷边钢板仓(简称利浦筒仓)。1969年在德国建成了第一个利浦钢板仓。1972年利浦将这种仓在全世界的建造许可权卖给了瑞士筒仓系统公司。该公司又将建造许可权售给了六十个国家的筒仓工程公司。我国于1984年购得利浦筒仓建造许可权。1985年4月建成了国内第一个利浦钢板仓。

利浦SM型专用设备由成型机、弯折机、开卷机和承载机架组成。成型机主要将材料弯曲并初步加工成型面，同时把材料弯成所要求的利浦筒仓直径圆形，弯折机是将配合好的材料弯折、咬口扎制在一起，同时螺旋卷成筒体，开卷机是将待加工的材料放在开卷机上，开卷机能将卷板展开，承载支架能给定利浦筒仓的正确直径，向上举升的仓体附着在它的上面，它能承载螺旋上升的利浦筒仓体。成型机和弯折机有SM30和SM40两种型号；SM30能够弯折1.5～3mm的板材；SM40能够弯折2～4mm的材料。SM35和SM45型是能卷复合板的机组，施工时将495mm宽的卷板送入成型机轧制成所需的几何形状，再通过弯折机弯折、咬口、围绕着利浦筒仓外侧形成一条30～40mm宽的连续环绕的螺旋凸条，在结构上起到了加强利浦筒仓强度的作用，同时对利浦筒仓的稳定性和延长寿命起到积极作用。利浦钢板仓的仓体直径可以在3.5m到20m以内选择，高度在30m以下选用。

由于采用专用设备弯折、咬口，在工艺上能确保仓体任何部位的质量，并且密封特别好，依照储存固体和液体的物料性质和工艺要求，在多种材料中任意选择筒体材料，可以在粮食、酿造等工业领域，城乡及工业污水净化领域以及农业领域广泛应用。利浦筒仓具有自重轻、强度高、寿命长、工期短、费用低、气密性好、机械化程度高、用途广泛、适用性广等优点。

相关技术中，利浦筒仓的制造机组一般由以下6部分组成：

（1）成型机

成型机能将材料弯曲并初步加工成型，同时能把材料（板带）弯成利浦筒仓要求的曲率半径。

（2）弯折机

能将配合好的成型材料弯折咬口轧制到一起，同时旋转成利浦筒仓。

（3）承载支架

能给定利浦筒仓的正确直径，向上举升的钢板利浦筒仓附在承载支架的滚轮上面，能承载螺旋上升的筒体。

（4）开卷机

能转动放在开卷机上的钢制卷材，使钢制卷材顺利进入成型机。

（5）联接框架

功能是将承载支架有机的联接，锁定成利浦筒仓要求的直径，使承载支架稳定的工作。

（6）电气控制系统

放在成型机和弯折机上的电气控制系统，具有过载保护功能。成型好的钢带，在进入弯折机的途中，通过行程开关，可以控制成型机与弯折机的停止和启动；同时通过手动开关，可以控制成型机、弯折机的点动、倒、顺工作。成型机组共有5个电机，弯折机组共有4个电机。每个电机为1.5KW，机组总功率：9×1.5KW=13.5KW。

但是，利浦筒仓在连续辊压成型过程中，直径可能会慢慢发生变化。有时利浦筒仓直径会慢慢变小，形成倒锥；或者直径慢慢变大，形成正锥。

对于直径的精确控制，特别是在不一样的板厚时（即在不一样的板材时），要调整成型机电机对面的上部可调铰链。成型机上的四个可调铰链，通过调整能使板材之间上部轴距变窄或变宽。如果变窄，板材上部压缩而下部相对来说伸展，利浦筒仓直径变大。反之，如果轴距变宽，板材上部伸展而下部压缩，利浦筒仓直径就变小。通过对成型机组的调节，从而修正利浦筒仓直径，避免直径慢慢扩大或慢慢缩小。通过对利浦筒仓直径或者利浦筒仓圆周长的连续控制，可以将利浦筒仓直径调整得相当一致，能得到大约±10mm的直径偏差。

对利浦筒仓周长和直径控制的基础是对利浦筒仓圆周的测量：目前利浦筒仓圆周的测量方法一般为人工划线或者采用围尺的方法对圆周长进行实际测量：

1、围尺法

采用卷尺直接测量各圈板的周长而得出各圈板外直径的方法，称为围尺法。围尺法是最传统的测量直径的方法，精度非常高，全人工操作，很难实现自动化，测量极为费事，且不能实时测量。

2、弓高弦长法

弓高弦长法是一种应用比较广的直径测量方法，通过测量被测工件某段圆弧的弓高和弦长，便可计算出工件直径。

对于直径在3m以上的利浦筒仓，这种方法测量误差很大，我们需要的利浦筒仓圆周长的测量误差必须小于5mm，以尽可能减小螺旋筒的圆周制造误差。

同时这种方法只适合测量绝对圆形的利浦筒仓，对于圆度差的利浦筒仓，这种方法是不能够采用的，而且同样不能进行实时测量。

综上，相关技术中，对利浦筒仓的测量方法不但不能做到实时、动态的测量，而且是人工测量、效率低、误差高。因此，寻找如利浦筒仓等螺旋筒的实时、动态和精确的测量方法，对于螺旋筒的制造精度至关重要，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决相关技术中的上述技术问题或者之一，本发明的一个目的在于，提供一种螺旋筒的圆周测量方法，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒的周长、直径、以及周长误差等，以便对螺旋筒的制造设备及时调整，保证螺旋筒的制造精度。

有鉴于此，本发明提供了一种螺旋筒的圆周测量方法，包括以下步骤：

步骤101，检测第一目标物反射信号时所述螺旋筒转动的螺旋长度A₁，所述第一目标物可随所述螺旋筒一起旋转，并可反射信号；

步骤102，第二目标物运动到所述第一目标物反射信号的位置并反射信号时，检测所述螺旋筒转动的螺旋长度A₂，所述第二目标物可随所述螺旋筒一起旋转，并可反射信号，且所述第一目标物和所述第二目标物不同时反射信号，所述第二目标物的运动轨迹重复所述第一目标物的运动轨迹；

步骤103，根据检测到的所述螺旋长度A₁和A₂，获得所述螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度A。

本发明提供的螺旋筒的圆周测量方法，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度，测量精度高，以便螺旋筒的制造设备进行实时调整，保证螺旋筒的制造精度，克服了相关技术中测量方法的缺陷；同时，还可消除信号设备安装带来的误差，进一步提高测量精度。

在上述技术方案中，优选地，还包括：

步骤104，根据步骤103的结果和所述螺旋筒的螺旋导程H，获得所述螺旋筒旋转任意一圈的筒周长L为：

在该技术方案中，可通过螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度，计算螺旋筒的周长、直径、以及周长误差等圆周参数，以便螺旋筒的制造设备进行实时调整，提高螺旋筒的制造精度。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤102中，所述第二目标物所在的螺旋与所述第一目标物所在的螺旋相邻；则在所述步骤103中，所述螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度A为：A=A₂－A₁±X；其中，X为所述第一目标物沿所述螺旋筒轴线方向在所述第二目标物所在螺旋上的投影，与所述第二目标物间的螺旋长度；则沿所述螺旋筒的螺旋方向，当所述第一目标物在所述螺旋筒的轴线方向上的投影，位于所述第二目标物在所述螺旋筒的轴线方向上的投影的后侧时，A=A₂－A₁+X；当所述第一目标物在螺旋筒的轴线方向上的投影，位于所述第二目标物在所述螺旋筒的轴线方向上的投影的前侧时，A=A₂－A₁－X。

第一目标物与第二目标物的相对位置可灵活设置，提高操作的便利性；且将两者设置在相邻螺旋上，可实时监测任意一圈的圆周参数，实现实时测量，进而进行实时调整。

在上述技术方案中，优选地，所述信号为光束，并采用滚轮和编码器检测所述螺旋筒的螺旋长度，则在所述步骤101中，所述第一目标物反射光束时所述螺旋筒转动的螺旋长度A₁为：A₁=πdθ₁/360；其中，d为所述滚轮的直径，θ₁为所述第一目标物反射光束时所述滚轮滚动的角度；在所述步骤102中，所述第二目标物运动到所述第一目标物反射光束的位置并反射光束时，所述螺旋筒转动的螺旋长度A₂为：A₂=πdθ₂/360；其中，d为所述滚轮的直径，θ₂为所述第二目标物在运动到所述第一目标物反射光束的位置并反射光束时所述滚轮滚动的角度。

滚轮和编码器的测量精度高，安装和拆卸简便，可有效提高测量精度，减小螺旋筒的制造误差。

本发明还提供了一种螺旋筒的圆周测量装置，包括检测装置、信号发射装置、第一目标物、第二目标物和控制器；所述检测装置可检测所述螺旋筒旋转时的螺旋长度，且所述检测装置与所述控制器连接；所述信号发射装置可发射信号；所述第一目标物和第二目标物安装在所述螺旋筒的筒壁上、可随所述螺旋筒一起旋转，并可分别反射所述信号；所述控制器可根据所述第一目标物和第二目标物分别反射信号时，所述检测装置检测到的所述螺旋筒的螺旋长度，获得所述螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。

本发明提供的螺旋筒的圆周测量装置，消除了信号发射装置的安装误差，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒的周长、直径、以及周长误差等，提高了螺旋筒的制造精度。

在上述技术方案中，优选地，所述检测装置包括滚轮和编码器，所述信号发射装置包括光束收发装置；所述滚轮、编码器和光束收发装置通过支架安装在所述螺旋筒的卷制设备上，且所述滚轮通过弹性元件按压在制造所述螺旋筒的基材上，并可随所述基材的螺旋旋转而滚动，所述编码器用于检测所述滚轮的滚动角度；所述光束收发装置与所述控制器连接，用于发射光束和接收反射光束；所述第一目标物和第二目标物可反射所述光束；所述控制器可根据所述光束收发装置接收到所述第一目标物和第二目标物反射光束时，所述编码器检测到的所述滚轮的滚动角度，获得所述螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。

滚轮和编码器的测量精度高，安装和拆卸简便，可有效提高测量精度，减小螺旋筒的制造误差；光束收发装置的信号传输速度快，精度高，可提高测量精度，减小误差，实现实时、在线测量和及时调整制造设备的目的。

在上述技术方案中，优选地，所述第一目标物、第二目标物、光束收发装置、滚轮和所述编码器，同时设置在所述螺旋筒筒壁的内侧或者外侧。

本发明提供的螺旋筒的圆周测量装置，消除了光束收发装置的安装误差；第一目标物、第二目标物、光束收发装置、滚轮和所述编码器同时设置在筒壁的内侧和外侧，便于安装、拆卸及控制，可有效提高测量精度，降低螺旋筒的制造误差。

在上述技术方案中，优选地，所述光束收发装置为激光测距传感器，所述激光测距传感器可发射激光光束和接收反射的激光光束，并与所述控制器连接；或者，所述光束收发装置包括激光发射器和激光接收器，所述激光接收器与所述控制器连接。

激光测距传感器发射光束，精度高，发散小，可提高测量精度，减少误差，实现实时、在线测量和及时调整制造设备的目的；激光发射器和激光接收器便于采购、成本低，精度高，可降低企业成本。

在上述技术方案中，优选地，所述第一目标物和/或第二目标物为棱镜。

第一目标物和第二目标物选用棱镜，安装调试简便，且成本低、精度高，制造工艺成熟，在保证测量精度的情况下可降低成本。

在上述技术方案中，优选地，所述螺旋筒为利浦筒仓。

利浦筒仓的制造精度要求高，本发明提供的螺旋筒的圆周测量装置可进行实时、在线测量和及时调整制造设备，保证利浦筒仓的制造精度，减小制造误差。

综上所述，本发明提供的螺旋筒的圆周测量方法，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度，测量精度高，以便螺旋筒的制造设备进行实时调整，保证螺旋筒的制造精度，克服了相关技术中测量方法的缺陷，提高了测量精度；同时，还可消除信号设备安装带来的误差，进一步提高了测量精度。

附图说明

图1是根据本发明螺旋筒的圆周测量方法一实施例的流程框图；

图2是根据本发明螺旋筒的圆周测量方法另一实施例的流程框图；

图3是根据本发明螺旋筒的测量装置一实施例的结构示意图；

图4是根据本发明螺旋筒的圆周测量方法的原理示意图；

图5是单目标物螺旋筒的圆周测量方法的原理示意图；

图6是滚轮和编码器测量原理示意图；

图7是激光光束发散示意图；

图8A、8B、8C分别是根据本发明螺旋筒的圆周测量装置中棱镜、激光发射器、激光接收器的安装方式示意图。

其中，图3至图7及图8A、8B、8C中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1第一目标物  1’第一目标物的投影  2第二目标物  3支架41滚轮  42编码器  5激光测距传感器  51激光发射器  52激光接收器  6弯折机组  7利浦筒仓  8反射点  9激光光束  91激光可见光斑  92激光不可见光斑  10棱镜。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、图3和图4所示，本发明的一实施例提供了一种螺旋筒的圆周测量方法，包括以下步骤：

步骤101，检测第一目标物1反射信号时螺旋筒转动的螺旋长度A₁，第一目标物1可随螺旋筒一起旋转，并可反射信号；

步骤102，第二目标物2运动到第一目标物1反射信号的位置并反射信号时，检测螺旋筒转动的螺旋长度A₂，第二目标物2可随螺旋筒一起旋转，并可反射信号，且第一目标物1和第二目标物2不同时反射信号，第二目标物2的运动轨迹重复第一目标物1的运动轨迹；

步骤103，根据检测到的螺旋长度A₁和A₂，获得螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度A。

其中，图3中，弯折机组6为螺旋筒的卷制设备，滚轮41和编码器42通过支架3固定在弯折机组6上，本实施例中，螺旋为左旋即自上至下观察螺旋筒沿逆时针方向旋转；螺旋方向如图4中的箭头方向所示，且沿螺旋方向，第一目标物1至反射点8间的螺旋长度为A₁，第二目标物2至反射点8之间的螺旋长度为A₂。

本发明提供的螺旋筒的圆周测量方法，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度，测量精度高，以便螺旋筒的制造设备进行实时调整，保证螺旋筒的制造精度，克服了相关技术中测量方法的缺陷，同时，还可消除信号设备安装带来的误差，进一步提高测量精度。

优选地，如图2所示，所述螺旋筒的测量方法还包括：

步骤104，根据步骤103的结果和螺旋筒的螺旋导程H，获得螺旋筒旋转任意一圈的筒周长L为：

在该技术方案中，可通过螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度，计算螺旋筒的周长、直径、以及周长误差等圆周参数，以便螺旋筒的制造设备进行实时调整，提高螺旋筒的制造精度。

优选地，如图2至图4所示，在步骤102中，第二目标物2所在的螺旋与第一目标物1所在的螺旋相邻；则在步骤103中，螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度A为：A=A₂－A₁±X；其中，X为第一目标物1沿螺旋筒轴线方向在第二目标物2所在螺旋上的投影，与第二目标物2间的螺旋长度；则沿螺旋筒的螺旋方向，当第一目标物1在螺旋筒的轴线方向上的投影，位于第二目标物2在螺旋筒的轴线方向上的投影的后侧时，A=A₂－A₁+X；当第一目标物1在螺旋筒的轴线方向上的投影，位于第二目标物2在螺旋筒的轴线方向上的投影的前侧时，A=A₂－A₁－X。

第一目标物与第二目标物的相对位置可灵活设置，提高操作的便利性；且将两者设置在相邻螺旋上，可实时监测任意一圈的圆周参数，实现实时测量，进而进行实时调整。

其中1’为第一目标物1沿螺旋筒轴线方向在第二目标物2所在螺旋上的投影。

优选地，如图2至图4、图6所示，信号为光束，并采用滚轮41和编码器42检测螺旋筒的螺旋长度，则在步骤101中，第一目标物1反射光束时螺旋筒转动的螺旋长度A₁为：A₁=πdθ₁/360；其中，d为滚轮41的直径，θ1为第一目标物1反射光束时滚轮41滚动的角度；在步骤102中，第二目标物2运动到第一目标物1反射光束的位置并反射光束时，螺旋筒转动的螺旋长度A₂为：A₂=πdθ₂/360；其中，d为滚轮41的直径，θ2为第二目标物2在运动到第一目标物1反射光束的位置并反射光束时滚轮41滚动的角度。

滚轮和编码器的测量精度高，安装和拆卸简便，可有效提高测量精度，减小螺旋筒的制造误差。

本发明还提供了一种螺旋筒的圆周测量装置，如图3、图4、图6所示，包括检测装置、信号发射装置、第一目标物1、第二目标物2和控制器；检测装置可检测螺旋筒旋转时的螺旋长度，且检测装置与控制器连接；信号发射装置可发射信号；第一目标物1和第二目标物2安装在螺旋筒的筒壁上、可随螺旋筒一起旋转，并可分别反射信号；控制器可根据第一目标物1和第二目标物2分别反射信号时，检测装置检测到的螺旋筒的螺旋长度，获得螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。

本发明提供的螺旋筒的圆周测量装置，消除了信号发射装置的安装误差，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒的周长、直径、以及周长误差等，提高了螺旋筒的制造精度。

优选地，检测装置包括滚轮41和编码器42，信号发射装置包括光束收发装置；滚轮41、编码器42和光束收发装置通过支架3安装在螺旋筒的卷制设备上，且滚轮41通过弹性元件按压在制造螺旋筒的基材上，并可随基材的螺旋旋转而滚动，编码器42用于检测滚轮41的滚动角度；光束收发装置与控制器连接，用于发射光束和接收反射光束；第一目标物1和第二目标物2可反射光束；控制器可根据光束收发装置接收到第一目标物1和第二目标物2反射光束时，编码器42检测到的滚轮41的滚动角度，获得螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。

滚轮和编码器的测量精度高，安装和拆卸简便，可有效提高测量精度，减小螺旋筒的制造误差；光束收发装置的信号传输速度快，精度高，可提高测量精度，减小误差，实现实时、在线测量和及时调整制造设备的目的。

优选地，如图3所示，第一目标物1、第二目标物2、光束收发装置、滚轮41和编码器42，同时设置在螺旋筒筒壁的内侧，滚轮41和编码器42通过支架3固定在弯折机组6上，其中，弯折机组6为螺旋筒的卷制设备，螺旋为左旋即自上至下观察螺旋筒沿逆时针方向旋转。

本领域的技术人员应当理解，第一目标物1、第二目标物2、光束收发装置、滚轮41和编码器42也可以设置在螺旋筒筒壁的外侧。

也可以是第一目标物1、第二目标物2和光束收发装置设置在螺旋筒筒壁的内侧，滚轮41和编码器42设置在螺旋筒筒壁的外侧；或第一目标物1、第二目标物2和光束收发装置设置在螺旋筒筒壁的外侧，滚轮41和编码器42设置在螺旋筒筒壁的内侧。以上这些变化均未脱离本发明的设计思想，属于本专利的保护范围。

本发明提供的螺旋筒的圆周测量装置，消除了光束收发装置的安装误差；第一目标物、第二目标物、光束收发装置、滚轮和编码器同时设置在筒壁的内侧和/或外侧，便于安装、拆卸及控制，可有效提高测量精度，降低螺旋筒的制造误差。

优选地，如图3至图5所示，光束收发装置为激光测距传感器5，激光测距传感器5可发射激光光束9和接收反射的激光光束9，并与控制器连接；或者，光束收发装置包括激光发射器51和激光接收器52，激光接收器52与控制器连接。

激光测距传感器发射光束，精度高，发散小，可提高测量精度，减少误差，实现实时、在线测量和及时调整制造设备的目的；激光发射器和激光接收器便于采购、成本低，精度高，可降低企业成本。

优选地，如图3至图5所示，第一目标物1和/或第二目标物2为棱镜10。

当然，也可以是其它光反射物，如反射板、反射条等，这些均应属于本专利的保护范围。

第一目标物和第二目标物选用棱镜，安装调试简便，且成本低、精度高，制造工艺成熟，在保证测量精度的情况下可降低成本。

优选地，如图3至图5所示，螺旋筒为利浦筒仓7。

利浦筒仓的制造精度要求高，本发明提供的螺旋筒的圆周测量装置可进行实时、在线测量和及时调整制造设备，保证利浦筒仓的制造精度，减小制造误差。

以下介绍本发明螺旋筒的圆周测量方法的原理，以及具有高测量精度的原理：

如图5所示，螺旋筒的卷制设备上通过支架3设置滚轮41、编码器42和信号收发装置，滚轮41沿螺旋筒的基材滚动，编码器42能够检测滚轮41滚动的角度，信号收发装置可发射和感知信号，螺旋筒的螺旋为左旋，自上至下看为逆时针方向旋转，在螺旋筒的筒壁上设置有一个目标物，目标物随螺旋筒的卷制与螺旋筒一起转动，转动到对应信号收发装置位置时，可反射信号收发装置发射的信号，信号收发装置接收到该反射信号后，由控制器记录一次螺旋筒转动一周时的滚轮41滚动的角度θ，从而对螺旋筒的圆周长进行计算；同时编码器42将重新开始计量下一周滚轮41滚动的角度θ，以便计算下一圆周长；

其中，信号收发装置选用激光测距传感器5；

当螺旋筒旋转整整一周时，螺旋筒的螺旋长度A为：A=πdθ/360；则螺旋筒的周长为：

其中，

A为螺旋筒旋转一周的螺旋长度；

d为滚轮直径；

θ为滚轮滚动螺旋长度A时对应滚动的角度（单位：度）；

L为螺旋筒的周长；

H为螺旋筒螺旋的导程。；

以上测量方法存在的不足是：

实验发现，如图7所示：激光测距传感器5打出去的激光光束9具有一定的发散性，这种发散没有特定的规律，并非线性发散的，同时发现，激光光束9还存在一个更大不可见激光线束，产生激光不可见光斑92；这样目标物横向靠近激光光束9时，还没有到达激光可见光斑91，激光测距传感器就已经产生感应信号，实际上此时，目标物已经到达激光不可见光斑92区域，其中，激光不可见光斑92区域也不是线性发散的。因此，由于光束具有一定的发散性，如果仅采用一个目标物来测量圆周，是存在误差的。因为事先不清楚光束在不同高度位置产生的光斑大小。所以目标物在不同的螺旋上感应到光束信号时的位置与光斑半径大小有关，由于光斑大小不确定，感应的位置也不确定，导致测量会存在误差。

另外，激光测距传感器5的安装也存在误差，可积累到测量结果中，进一步降低测量精度。

因此，采用该方法测量螺旋筒的周长、直径等圆周参数，数据精度差、无法实现对螺旋筒直径的精确控制，甚至无法生产出合格的螺旋筒。

本发明所述螺旋筒的圆周测量方法，如图3、图4所示，采用在螺旋筒的壁上设置两个目标物，即第一目标物1和第二目标物2，第一目标物1和第二目标物2位于相邻的螺旋上，且第一目标物1和第二目标物2不同时反射光束，且第二目标物2的运动轨迹重复第一目标物1的运动轨迹。第一目标物1和第二目标物2在同一高度的同一位置进行反射，再采用第一目标物1运动的螺旋长度、第二目标物2运动的螺旋长度、两目标物之间的螺旋距离与该螺旋长度之间的关系，即可获得该螺旋的长度，消除了目标物在不同高度位置反射光束时，因光斑大小不一致带来的测量误差和光束发射装置的安装误差，提高了测量精度。

以上实施例的光束发送装置和光束接收装置，均是以激光测距传感器5进行说明的。但是，激光测距传感器价格昂贵，因此，本发明的另一实施例，如图8A、8B、8C所示，采用棱镜10作为第一目标物1和第二目标物2，光束发射装置采用激光发射器51、光束检测装置采用激光接收器52。这种实现方式原理与上述的实现方式相同，不再赘述。

棱镜10就是目标物，固定在利浦筒仓表面（内壁或者外壁）。激光发射器51（也可以是红光发射器，或者其他光束发射器）发射的光束经过棱镜10（目标物）反射，由激光接收器52接收。

这种实现方式相比前面的实现方式的区别在于：这种实现方式可采用普通激光（红光）发射器51和激光接收器52就可以检测目标物，成本低。

考虑到激光发射器51、激光接收器52尺寸等因素。图8A、图8B和图8C中自左向右示出了三种安装方式，使得安装更加灵活。采用右侧的两种安装方式，棱镜10改变了激光发射器51、激光接收器52的安装位置和角度，方便安装。

当然，考虑到激光发射器51发出的光束也可能存在发散问题，同样可以采用两个棱镜（目标物），通过前面所讲述的方法进行误差修正。

综上所述，本发明上述实施例提供螺旋筒的圆周测量方法及其测量装置，能够实时、动态、准确地测量螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度，测量精度高，以便螺旋筒的制造设备进行实时调整，保证螺旋筒的制造精度，克服了相关技术中测量方法的缺陷，提高了测量精度；同时，还可消除信号设备安装带来的误差，进一步提高了测量精度。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有明确的规定和限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋筒的圆周测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101，检测第一目标物(1)反射信号时所述螺旋筒转动的螺旋长度A₁，所述第一目标物(1)可随所述螺旋筒一起旋转，并可反射信号；

步骤102，第二目标物(2)运动到所述第一目标物(1)反射信号的位置并反射信号时，检测所述螺旋筒转动的螺旋长度A₂，所述第二目标物(2)可随所述螺旋筒一起旋转，并可反射信号，且所述第一目标物(1)和所述第二目标物(2)不同时反射信号，所述第二目标物(2)的运动轨迹重复所述第一目标物(1)的运动轨迹；

步骤103，根据检测到的所述螺旋长度A₁和A₂，获得所述螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度A。

2.根据权利要求1所述的螺旋筒的圆周测量方法，其特征在于，还包括：

步骤104，根据步骤103的结果和所述螺旋筒的螺旋导程H，获得所述螺旋筒旋转任意一圈的筒周长L为：

$L=\sqrt{A^2-H^2}.$

3.根据权利要求1或2所述的螺旋筒的圆周测量方法，其特征在于，

在所述步骤102中，所述第二目标物(2)所在的螺旋与所述第一目标物(1)所在的螺旋相邻；则

在所述步骤103中，所述螺旋筒旋转任意一圈时的螺旋长度A为：

A＝A₂－A₁±X；

其中，X为所述第一目标物(1)沿所述螺旋筒轴线方向在所述第二目标物(2)所在螺旋上的投影，与所述第二目标物(2)间的螺旋长度；

则沿所述螺旋筒的螺旋方向，当所述第一目标物(1)在所述螺旋筒的轴线方向上的投影，位于所述第二目标物(2)在所述螺旋筒的轴线方向上的投影的后侧时，A＝A₂－A₁+X；当所述第一目标物(1)在螺旋筒的轴线方向上的投影，位于所述第二目标物(2)在所述螺旋筒的轴线方向上的投影的前侧时，A＝A₂－A₁－X。

4.根据权利要求3所述的螺旋筒的圆周测量方法，其特征在于，所述信号为光束，并采用滚轮(41)和编码器(42)检测所述螺旋筒的螺旋长度，则

在所述步骤101中，所述第一目标物(1)反射光束时所述螺旋筒转动的螺旋长度A₁为：

A₁＝πdθ₁/360；

其中，θ₁为所述第一目标物(1)反射光束时所述滚轮(41)滚动的角度；

在所述步骤102中，所述第二目标物(2)运动到所述第一目标物(1)反射光束的位置并反射光束时，所述螺旋筒转动的螺旋长度A₂为：

A₂＝πdθ₂/360；

其中，d为所述滚轮(41)的直径，θ₂为所述第二目标物(2)在运动到所述第一目标物(1)反射光束的位置并反射光束时所述滚轮(41)滚动的角度。

5.一种螺旋筒的圆周测量装置，其特征在于，

包括检测装置、信号发射装置、第一目标物(1)、第二目标物(2)和控制器；

所述检测装置可检测所述螺旋筒旋转时的螺旋长度，且所述检测装置与所述控制器连接；

所述信号发射装置可发射信号；

所述第一目标物(1)和第二目标物(2)安装在所述螺旋筒的筒壁上、可随所述螺旋筒一起旋转，并可分别反射所述信号；

所述控制器可根据所述第一目标物(1)和第二目标物(2)分别反射信号时，所述检测装置检测到的所述螺旋筒的螺旋长度，获得所述螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。

6.根据权利要求5所述的螺旋筒的圆周测量装置，其特征在于，

所述检测装置包括滚轮(41)和编码器(42)，所述信号发射装置包括光束收发装置；

所述滚轮(41)、编码器(42)和光束收发装置通过支架(3)安装在所述螺旋筒的卷制设备上，且所述滚轮(41)通过弹性元件按压在制造所述螺旋筒的基材上，并可随所述基材的螺旋旋转而滚动，所述编码器(42)用于检测所述滚轮(41)的滚动角度；

所述光束收发装置与所述控制器连接，用于发射光束和接收反射光束；

所述第一目标物(1)和第二目标物(2)可反射所述光束；

所述控制器可根据所述光束收发装置接收到所述第一目标物(1)和第二目标物(2)反射光束时，所述编码器(42)检测到的所述滚轮(41)的滚动角度，获得所述螺旋筒转动任意一圈的螺旋长度和筒周长。

7.根据权利要求6所述的螺旋筒的圆周测量装置，其特征在于，所述第一目标物(1)、第二目标物(2)、光束收发装置、滚轮(41)和所述编码器(42)，同时设置在所述螺旋筒筒壁的内侧或者外侧。

8.根据权利要求7所述的螺旋筒的圆周测量装置，其特征在于，所述光束收发装置为激光测距传感器(5)，所述激光测距传感器(5)可发射激光光束(9)和接收反射的激光光束(9)，并与所述控制器连接；或者，所述光束收发装置包括激光发射器(51)和激光接收器(52)，所述激光接收器(52)与所述控制器连接。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的螺旋筒的圆周测量装置，其特征在于，所述第一目标物(1)和/或第二目标物(2)为棱镜(10)。

10.根据权利要求9所述的螺旋筒的圆周测量装置，其特征在于，所述螺旋筒为利浦筒仓(7)。