CN105352591A - 一种纺纱锭子的振动特性测试方法 - Google Patents

一种纺纱锭子的振动特性测试方法 Download PDF

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胡海涛
胡晨阳
杨达勇
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Abstract

本发明涉及一种纺纱锭子的振动特性测试方法，在锭子处于静止状态时，倾斜地拍摄锭子顶部，得到锭子锭端的图像为一个椭圆，并找到椭圆中心；以图像视野的正中心为坐标原点建立直角坐标系，求得椭圆中心在直角坐标系中的坐标，即得到锭子中心初始位置相对于坐标原点的偏移量；当锭子旋转时，拍摄锭子顶部的图像，对获得的图像进行处理，得到此时锭子椭圆中心在直角坐标系中的坐标值；当转速稳定时，通过定时器控制快门的曝光时刻和曝光时间分时拍摄几百个图片，得到几百个椭圆中心在直角坐标系中的坐标值，通过数值拟合的方法描绘出锭子在该转速下的轴心轨迹。本发明能够实时测量并获取锭子各种负荷下振动状态。

Description

一种纺纱锭子的振动特性测试方法
技术领域
本发明涉及纺纱锭子振动测试技术领域，特别是涉及一种纺纱锭子的振动特性测试方法。
背景技术
目前，市场上用于纺纱锭子振动轨迹测量的装置，主要是基于电涡流传感器的设备。该设备是通过两个电涡流传感器(分别安放于垂直的两个方向即X轴和Y轴上)将锭子轴心振动的位移物理信号转换成模拟信号，通过数据采集仪采集该模拟信号，然后将得到的模拟信号转换成数字信号，并进行相应的信号处理，得到锭子轴心在两个相互垂直方向上的位移，最后将这两个垂直方向的波形进行合成，即得锭子的轴心轨迹。但是，由于根据不同纱线的要求，锭子尺寸、材料等特性不定，锭子有很多不同的型号。同时，电涡流传感器对被测材料敏感性强。如果被测对象的材料不同，涡流传感器的灵敏度和线性范围都要改变，必须重新校正。就是对同一种被测材料来说，如果被测表面的材质不均匀，或者工件内部有裂痕，都会影响测量结果。测量轴振动时，轴的不圆度也将反映在振幅值中。当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的8倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。
它的缺点主要体现在：①锭子的尺寸、材料对涡流传感器参数有很大影响，不同的锭子每次都要重新进行标定。②电涡流传感器对锭子表面的材质均匀度和圆度有要求。如果锭子顶部材质不均匀或圆度误差大，测得数据的误差会比较大。③考虑电涡流传感器的安装要求及纺纱锭子的工况，难以做到实时测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纺纱锭子的振动特性测试方法，能够实时测量并获取锭子各种负荷下振动状态。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种纺纱锭子的振动特性测试方法，在锭子处于静止状态时，倾斜地拍摄锭子顶部，得到锭子锭端的图像为一个椭圆，并找到椭圆中心；以图像视野的正中心为坐标原点建立直角坐标系，求得椭圆中心在直角坐标系中的坐标，即得到锭子中心初始位置相对于坐标原点的偏移量；当锭子旋转时，拍摄锭子顶部的图像，对获得的图像进行处理，得到此时锭子椭圆中心在直角坐标系中的坐标值；当转速稳定时，通过定时器控制快门的曝光时刻和曝光时间分时拍摄几百个图片，得到几百个椭圆中心在直角坐标系中的坐标值，通过数值拟合的方法描绘出锭子在该转速下的轴心轨迹。
所述找椭圆中心的方法包括在得到的椭圆上随机选择三个点X1、X2和X3；找到这三个点处的切线，然后找出这些切线的交叉点，设交叉点为T12和T23，设两条线段X1X2以及线段X2X3的中点分别是M12和M23；然后椭圆的中心就是线段T12M12和线段T23M23的交点。
所述找椭圆中心的方法为在椭圆上随机选择一个点A1，并做该点的切线，然后做该切线的平行线，相切于椭圆，切点为A2；再在椭圆上，随机选一点B1，做该点B1的切线，然后做该切线的平行线，相切于椭圆，切点为B2；两组平行线，即可构成该椭圆的外接平行四边形，连接平行四边形的两对角线，交点即为椭圆中心。
所述找椭圆中心的方法为在拍摄视野中，建立直角坐标系，对拍摄得到的椭圆图像，采用图像处理方法，得到椭圆上所有像素点的坐标值，然后对椭圆上所有像素点的横坐标求和取平均值，即为椭圆中心的横坐标，对椭圆上所有像素点的纵坐标求和取平均值，即为椭圆中心的纵坐标。
所述曝光时间小于20μs。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过采用图像传感器技术，可以在不破坏锭子正常工作的状况下，实现实时测量并获取锭子各种负荷下振动状态。同时，该方法可以适用与不同类型的锭子，通用性好。
附图说明
图1是锭子振动测试系统整体装置示意图；
图2是传感器固定支撑部分的结构示意图；
图3是一种拍摄的锭子图像(椭圆)及确定锭子中心方法的示意图；
图4是另一种拍摄的锭子图像(椭圆)及确定锭子中心方法的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种纺纱锭子的振动特性测试方法，在锭子处于静止状态时，倾斜地拍摄锭子顶部，得到锭子锭端的图像为一个椭圆，并找到椭圆中心；以图像视野的正中心为坐标原点建立直角坐标系，求得椭圆中心在直角坐标系中的坐标，即得到锭子中心初始位置相对于坐标原点的偏移量；当锭子旋转时，拍摄锭子顶部的图像，对获得的图像进行处理，得到此时锭子椭圆中心在直角坐标系中的坐标值；当转速稳定时，通过定时器控制快门的曝光时刻和曝光时间分时拍摄几百个图片，得到几百个椭圆中心在直角坐标系中的坐标值，通过数值拟合的方法描绘出锭子在该转速下的轴心轨迹。具体地说，考虑到实际工况，镜头要倾斜拍摄锭子顶部，得到锭子顶部的图像为一个椭圆，找椭圆中心有很多种方法，方法1为在椭圆上随机选择三个点X1、X2和X3，首先找到这三个点处的切线，可以通过对其相邻像素的一个小窗口进行最小二乘拟合，得到一条直线即为该点处的切线，然后找出这些切线的交叉点，设交叉点为T12和T23，设两条线段X1X2以及X2X3的中点分别是M12和M23。然后椭圆的中心就是T12M12和T23M23的交点(如图3)。方法2为在椭圆上随机选择一个点A1，并做该点的切线，然后做该切线的平行线，相切于椭圆，切点为A2。再在椭圆上，随机选一点B1(除切点外)，做该点的切线，然后做该切线的平行线，相切于椭圆，切点为B2。两组平行线，即可构成该椭圆的外接平行四边形，连接平行四边形的两对角线，交点即为椭圆中心(如图4)。方法3为在拍摄视野中，建立直角坐标系，对拍摄得到的椭圆图像，采用图像处理方法，得到椭圆上所有像素点的坐标值，然后对椭圆上所有像素点的横坐标求和取平均值，即为椭圆中心的横坐标，对椭圆上所有像素点的纵坐标求和取平均值，即为椭圆中心的纵坐标。此时即可确定椭圆中心，即锭子轴心的位置。以图像视野的正中心为坐标原点建立直角坐标系，求得椭圆中心在直角坐标系中的坐标，即为锭子中心初始坐标相对于坐标原点的偏移量。当锭子旋转时，由镜头拍摄锭子顶部的图像，由图像传感器捕获，然后用上位机软件对图像进行处理，得到此时锭子椭圆中心在直角坐标系中的坐标值。当转速稳定时，采用分时拍摄的原理，通过定时器控制快门的曝光时刻和曝光时间来拍摄几百个图片，得到几百椭圆中心在直角坐标系中的坐标值，即可描绘出锭子该转速下的轴心轨迹。同时考虑到锭子的转速可达30000转/分钟以上，对于图像传感器要求是很严格的。如果锭子转速30000转/分钟，则每转所用的时间为2ms，拍摄的快门时间为每转的百分之一为20us,此时间即为图像传感器的曝光时间。如果一圈内，连续拍摄100张图像，此时图像传感器的帧率为50000帧以上。本专利的方案是考虑到转速稳定下来后，轴心轨迹相对稳定，所以采用分时拍摄的原理，每转拍摄一张，此时帧率为500帧左右。但曝光时间要求不大于20us，以保证拍摄的图像的清晰度，减少拖尾现象。锭子顶部直径为6mm,要求轴心的分辨率为10um,采用镜头的拍摄面积为1.5*1.5cm，算得镜头的像素为225万像素。
另一方面，本实施方式需要一套与纺纱机隔离的支架系统(如图1)，隔离纺纱机本身振动对拍摄图像的影响。本方法用于实时工况下的锭子轴心轨迹的测量，所以纺纱机械即是现有的设备，本设计不涉及纺纱机械的改造，图1中，用锭子1代替纺纱机械部分，镜头2和图像传感器3相连，并通过连接臂4固定在支撑架5上。
整个支架系统中的支架部分(如图2所示)，通过调节第四紧固螺母13，控制第四连接杆12的上下运动，调节镜头和锭子的垂直距离。第一连接杆17、第二连接杆8、第三连接杆10、第四连接杆17之间分别通过第一螺栓7、第二螺栓9和第三螺栓11连接的，位两结构之间均可围着螺栓旋转，每个螺栓上都有一个旋转自由度，通过三个螺栓部分的旋转，可以控制镜头在水平面上任意位置固定，通过第一紧固螺母16、第二紧固螺母15和第三紧固螺母14进行固定。镜头2与第一连接杆17之间用万向球18连接，组成球面副，并通过第五紧固螺母6实现定位，通过以上结构设计，可以实现镜头在空间以任意的角度拍摄图像。
不难发现，本发明通过采用图像传感器技术，可以在不破坏锭子正常工作的状况下，实现实时测量并获取锭子各种负荷下振动状态。同时，该方法可以适用与不同类型的锭子，通用性好。

Claims (5)

1.一种纺纱锭子的振动特性测试方法，其特征在于，在锭子处于静止状态时，倾斜地拍摄锭子顶部，得到锭子锭端的图像为一个椭圆，并找到椭圆中心；以图像视野的正中心为坐标原点建立直角坐标系，求得椭圆中心在直角坐标系中的坐标，即得到锭子中心初始位置相对于坐标原点的偏移量；当锭子旋转时，拍摄锭子顶部的图像，对获得的图像进行处理，得到此时锭子椭圆中心在直角坐标系中的坐标值；当转速稳定时，通过定时器控制快门的曝光时刻和曝光时间分时拍摄几百个图片，得到几百个椭圆中心在直角坐标系中的坐标值，通过数值拟合的方法描绘出锭子在该转速下的轴心轨迹。
2.根据权利要求1所述的纺纱锭子的振动特性测试方法，其特征在于，所述找椭圆中心的方法为在得到的椭圆上随机选择三个点X1、X2和X3；找到这三个点处的切线，然后找出这些切线的交叉点，设交叉点为T12和T23，设两条线段X1X2以及线段X2X3的中点分别是M12和M23；然后椭圆的中心就是线段T12M12和线段T23M23的交点。
3.根据权利要求1所述的纺纱锭子的振动特性测试方法，其特征在于，所述找椭圆中心的方法为在椭圆上随机选择一个点A1，并做该点的切线，然后做该切线的平行线，相切于椭圆，切点为A2；再在椭圆上，随机选一点B1，做该点B1的切线，然后做该切线的平行线，相切于椭圆，切点为B2；两组平行线，即可构成该椭圆的外接平行四边形，连接平行四边形的两对角线，交点即为椭圆中心。
4.根据权利要求1所述的纺纱锭子的振动特性测试方法，其特征在于，所述找椭圆中心的方法为在拍摄视野中，建立直角坐标系，对拍摄得到的椭圆图像，采用图像处理方法，得到椭圆上所有像素点的坐标值，然后对椭圆上所有像素点的横坐标求和取平均值，即为椭圆中心的横坐标，对椭圆上所有像素点的纵坐标求和取平均值，即为椭圆中心的纵坐标。
5.根据权利要求1所述的纺纱锭子的振动特性测试方法，其特征在于，所述曝光时间小于20μs。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107271162A (zh) * 2017-06-14 2017-10-20 东华大学 一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法
CN107290140A (zh) * 2017-06-14 2017-10-24 东华大学 一种用于测量纺纱锭子锭端振动轨迹的方法
CN109931229A (zh) * 2017-12-18 2019-06-25 北京金风科创风电设备有限公司 用于风力发电机组的涡激振动的监测方法和设备
CN110127447A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 东华大学 一种高速卷绕机全流程状态下的锭轴振动测试装置
CN110440903A (zh) * 2019-09-03 2019-11-12 皖西学院 一种机床震动检测装置
CN110933280A (zh) * 2019-12-23 2020-03-27 吉林省广播电视研究所(吉林省广播电视局科技信息中心) 平面倾斜图像正视转向方法及转向系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1437009A (zh) * 2003-03-04 2003-08-20 清华大学 陀螺转子动平衡测试的光学方法
CN101246044A (zh) * 2008-03-13 2008-08-20 哈尔滨工程大学 高速面阵摄像机轴系横振测量装置及横振测量方法
CN101556145A (zh) * 2009-04-29 2009-10-14 徐州工程学院 低速重载转子偏心量图像监测装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1437009A (zh) * 2003-03-04 2003-08-20 清华大学 陀螺转子动平衡测试的光学方法
CN101246044A (zh) * 2008-03-13 2008-08-20 哈尔滨工程大学 高速面阵摄像机轴系横振测量装置及横振测量方法
CN101556145A (zh) * 2009-04-29 2009-10-14 徐州工程学院 低速重载转子偏心量图像监测装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林华: "《圆锥曲线》", 31 October 1982, 浙江人民出版社 *
袁俊琍 等: "椭圆的外切平行四边形及其性质", 《中学数学月刊》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107271162A (zh) * 2017-06-14 2017-10-20 东华大学 一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法
CN107290140A (zh) * 2017-06-14 2017-10-24 东华大学 一种用于测量纺纱锭子锭端振动轨迹的方法
CN109931229A (zh) * 2017-12-18 2019-06-25 北京金风科创风电设备有限公司 用于风力发电机组的涡激振动的监测方法和设备
CN110127447A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 东华大学 一种高速卷绕机全流程状态下的锭轴振动测试装置
CN110440903A (zh) * 2019-09-03 2019-11-12 皖西学院 一种机床震动检测装置
CN110933280A (zh) * 2019-12-23 2020-03-27 吉林省广播电视研究所(吉林省广播电视局科技信息中心) 平面倾斜图像正视转向方法及转向系统

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