CN105486272B - 一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置及测试方法。将同心轮定位到牵引轮上，将十二个反馈探头安装在同心轮上，监测探头与每个反馈探头中心对称；启动牵引轮，监测探头能与十二个反馈探头按顺时针或逆时针的顺序逐个发生重合、分离的过程，并逐个发出信号，数据接收器接收第一个信号并开始计时，当监测探头与下一个反馈探头重合并发出第二个信号时，数据接收器将正在进行的计时终止并将该段计时的时长进行记录，不断循环，数据接收器以该种形式记录若干个时间长度，并以文本形式传递到计算机，计算机将数据处理完毕后计算得到目标牵引轮的实际偏心区域和偏心角，输出到屏幕上。不需拆卸加工设备、即可完成对牵引轮偏心度的检测，检测精度高。

Description

一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置及测试方法。该装置适用于各种具备牵引轮的加工设备，对牵引轮偏心度的监测。

背景技术

随着航空航天系统、地面车辆系统、舰艇系统和其他武器装备系统等通讯电子工业的飞速发展，信息化与综合化的要求不断提高，对各种电线电缆的要求也越来越高，而现有的加工设备由于客观原因限制，经过长时间的使用和其他损耗后，其牵引轮系统或多或少的存在偏心问题，使得设备加工时的稳定性受到影响，而牵引轮系统多为整套加工系统的关键组成部分，难以通过拆卸的方式检查和修复其偏心问题，需要拆卸检查和修复其偏心问题时，维修周期长，且会影响企业正常生产。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种附着式的电缆设备用牵引轮偏心监测装置及测试方法，该装置具有易安装、低成本、不需拆卸加工设备，即可完成对牵引轮偏心度的检测。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，包括监测探头、数据接收器，其特征在于：还包括同心轮、保护套管、反馈探头、监测架，所述同心轮为圆形体，在同心轮的面上设有凸起同心法兰，在凸起同心法兰面的中心处设有阶梯状通孔，沿同心轮面的一周固定有数个反馈探头，数个反馈探头间隔排列；所述监测架由大横梁、竖梁、小横梁构成，在大横梁、竖梁、小横梁内设有过线孔，过线孔内设有数据线；在小横梁上固定有保护套管，在保护套管内固定监测探头，监测探头与数据线一端连接；

所述监测架与同心轮对应设置，监测探头与每个反馈探头中心对称，间隙配合；数据接收器与数据线另一端连接。

一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置的检测方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、同心轮的安装：将同心轮通过阶梯状通孔定位到被检测的牵引轮上，通过同心法兰上的四个螺孔与四个螺栓的配合固定在被检测的牵引轮上，将十二个反馈探头安装在同心轮上；

第二步、数据接收器和监测架的安装：在监测架小横梁上的保护套管内通过螺钉固定监测探头，将数据导线一端穿过监测架与监测探头连接，数据导线另一端与数据接收器连接，计算机与数据接收器连接；

第三步、监测探头与反馈探头的配合：移动监测架使监测架移动到同心轮的对应位置，调整监测架，使监测探头与每个反馈探头中心对称，间隙配合；

第四步、牵引轮转动监测：启动被监测的牵引轮，使监测探头能与十二个反馈探头按顺时针或逆时针的顺序逐个发生重合、分离的过程，并逐个发出信号，

数据接收器是一个接收监测探头信号的计时装置，当监测探头与一个反馈探头中心对称发生感应时，数据接收器接收第一个信号并开始计时，

当监测探头与下一个反馈探头重合并发出第二个信号时，数据接收器会接收到该信号，在接收到该信号时将正在进行的计时终止并将该段计时的时长进行记录，并开始下一个计时，随着牵引轮持续转动，不断循环，数据接收器以该种形式记录若干个时间长度，并以文本形式传递到计算机，计算机通过对文本的数据采集，依用户指定范围得到时间长度T01、T02、T03、T04、T05、T06、T07、T08、T09、T10、T11、T12共十二个值，再由公式1进行数据处理：

其中：T00为平均时间，

T01～T12为十二个时间长度；

得到T00值后，将T01～T12代入公式2，得到对应的偏心度：

其中：T_n为时间长度，可取T01～T12；

eT_n为T_n对应的偏心度；

由计算机预设的排序算法确定偏心度最大的eT_n，并由公式3计算出具体的偏心角：

其中：α为偏心角；

α_Tn为T_n对应的角度：α_T01＝0°、α_T02＝30°、α_T03＝60°、

α_T04＝90°、α_T05＝120°、α_T06＝150°、α_T07＝180°、

α_T08＝210°、α_T09＝240°、α_T10＝270°、α_T11＝300°、

α_T12＝330°；

T_n为时间长度，T01～T12；

T_n+1为T_n之后的一个时间长度，T_n为T12时，T_n+1为T01；

计算机将数据处理完毕后计算得到目标牵引轮的实际偏心区域和偏心角，输出到屏幕上，并进行存档。

本发明的有益效果是：易安装、低成本、不需拆卸加工设备、即可完成对牵引轮偏心度的检测，检测精度高。

(1)易安装：所述装置组成零件简单、易更换，安装时仅需要将附着式的同心轮组装好并与被测牵引轮对好圆心并固定，再进行监测探头与反馈探头对准，使用电脑控制数据接收器即可开始工作。

(2)低成本：所述装置组成零件费用约300元，可多次重复使用，而传统的牵引轮偏心检查方法为单次检测收费，约200元且不含后续维修费用。

⑶不需拆卸加工设备：所述装置对被测牵引轮进行监测时仅需将同心轮固定在牵引轮上，不需停车拆卸牵引轮，有效缩短了监测周期。

(4)精度高：对牵引轮的监测结果形式是12个计时数据为一组，分别对应了牵引轮的12个区域，计时数值越大的区域，牵引轮的重量越大，计时数值越小的区域，牵引轮的重量越小，可通过将十二个反馈探头进行多次同步微调的方式监测出牵引轮的偏心位置，当同步微调的次数不多于3次时，牵引轮偏心位置的角度误差不大于5°。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明监测探头、保护套管、监测架、数据线的连接示意图；

图3为本发明同心轮的主视图；

图4为本发明电路的连接示意图；

图5为本发明同心轮的计时过程示意图；

图6为本发明的安装流程图。

图7为数据接收器生成的文件范例。

图8为计算机的计算结果截图。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，包括监测探头6、数据接收器7，还包括同心轮1、保护套管4、反馈探头2、监测架3。

同心轮1为圆形体，在同心轮1面的上设有凸起同心法兰1-1，在凸起同心法兰1-1面的中心处设有阶梯状通孔1-1-1，沿同心轮1面的一周固定有数个反馈探头2，数个反馈探头2间隔排列。

监测架3由大横梁3-1、竖梁3-2、小横梁3-3构成，在大横梁3-1、竖梁3-2、小横梁3-3内设有过线孔，过线孔内设有数据线5。

在小横梁3-3上固定有保护套管4，在保护套管4内固定监测探头6，监测探头6与数据线5一端连接。

将监测架3与同心轮1对应设置，监测探头6与每个反馈探头2中心对称，间隙配合，数据接收器7与数据线5另一端连接。

同心轮(1)为有机玻璃材质。

数个反馈探头2为十二个，反馈探头2为圆柱形，采用不透明有机玻璃材质。

监测架3为空心不锈钢管材料。

监测探头6为接近开关。

数据接收器7为arduino控制器。

如图5、6所示，一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置的检测方法，步骤如下：

第一步、同心轮1的安装：将同心轮1通过阶梯状通孔1-1-1定位到被检测的牵引轮上，通过同心法兰1-1上的四个螺孔1-1-2与四个螺栓的配合固定在被检测的牵引轮上，将十二个反馈探头2安装在同心轮1上；

第二步、数据接收器7和监测架3的安装：在监测架3小横梁3-3上的保护套管4内通过螺钉固定监测探头6，将数据线5一端穿过监测架3与监测探头6连接，数据线5另一端与数据接收器7连接，计算机与数据接收器7连接；

第三步、监测探头6与反馈探头2的配合：移动监测架3使监测架3移动到同心轮1的对应位置，调整监测架3，使监测探头6与每个反馈探头2中心对称，间隙配合；

第四步、牵引轮转动监测：启动被监测的牵引轮，使监测探头6能与十二个反馈探头2按顺时针或逆时针的顺序逐个发生重合、分离的过程，并逐个发出信号，

数据接收器7是一个接收监测探头6信号的计时装置，当监测探头6与一个反馈探头2中心对称发生感应时，数据接收器7接收第一个信号并开始计时，

当监测探头6与下一个反馈探头2重合并发出第二个信号时，数据接收器7会接收到该信号，在接收到该信号时将正在进行的计时终止并将该段计时的时长进行记录，并开始下一个计时，随着牵引轮持续转动，不断循环，数据接收器7以该种形式记录若干个时间长度，并以文本形式传递到计算机，计算机通过对文本的数据采集，依用户指定的循环Round00得到时间长度T01、T02、T03、T04、T05、T06、T07、T08、T09、T10、T11、T12共十二个值，再由公式1进行数据处理：

其中：T00为平均时间；

T01～T12为十二个时间长度。

计算机读取文件内容如图7所示，对下列数据进行采集：

No->T01；aTime->00001353；rTime->01353；Round->00；

No->T02；aTime->00002720；rTime->01367；Round->00；

No->T03；aTime->00004128；rTime->01408；Round->00；

No->T04；aTime->00005551；rTime->01423；Round->00；

No->T05；aTime->00007007；rTime->01456；Round->00；

No->T06；aTime->00008494；rTime->01487；Round->00；

No->T07；aTime->00010014；rTime->01520；Round->00；

No->T08；aTime->00011506；rTime->01492；Round->00；

No->T09；aTime->00012963；rTime->01457；Round->00；

No->T10；aTime->00014398；rTime->01435；Round->00；

No->T11；aTime->00015810；rTime->01412；Round->00；

No->T12；aTime->00017174；rTime->01364；Round->00；

计算机读取T01＝1353、T02＝1367、……、T12＝1364,将值代入公式1得：

(毫秒)

得到T00值后，将T01～T12代入公式2，得到对应的偏心度：

其中：T_n为时间长度，可取T01～T12；

eT_n为T_n对应的偏心度。

计算得到eT₀₁＝-5.45％、eT₀₂＝-4.47％、eT₀₃＝-1.60％、eT₀₄＝-0.56％、

eT₀₅＝1.74％、eT₀₆＝3.91％、eT₀₇＝6.22％、eT₀₈＝4.26％、eT₀₉＝1.82％、

eT₁₀＝0.28％、eT₁₁＝-1.33％、eT₁₂＝-4.68％。

由计算机预设的排序算法确定偏心度最大的eT_n为eT₀₇，并由公式3计算出具体的偏心角：

其中：α为偏心角；

α_T07为T₀₇对应的角度：α_T07＝180°

计算机将数据处理完毕后计算得到目标牵引轮的实际偏心区域和偏心角，输出到屏幕上，并进行存档。记录文件范例见图7。计算机的计算结果截图见图8。

Claims (7)

1.一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，包括监测探头(6)、数据接收器(7)，其特征在于：还包括同心轮(1)、保护套管(4)、反馈探头(2)、监测架(3)，所述同心轮(1)为圆形体，在同心轮(1)的面上设有凸起同心法兰(1-1)，在凸起同心法兰(1-1)面的中心处设有阶梯状通孔(1-1-1)，沿同心轮(1)面的一周固定有数个反馈探头(2)，数个反馈探头(2)间隔排列；所述监测架(3)由大横梁(3-1)、竖梁(3-2)、小横梁(3-3)构成，在大横梁(3-1)、竖梁(3-2)、小横梁(3-3)内设有过线孔，过线孔内设有数据线(5)；在小横梁(3-3)上固定有保护套管(4)，在保护套管(4)内固定监测探头(6)，监测探头(6)与数据线(5)一端连接；

所述监测架(3)与同心轮(1)对应设置，监测探头(6)与每个反馈探头(2)中心对称，间隙配合；数据接收器(7)与数据线(5)另一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，其特征在于：所述同心轮(1)为有机玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，其特征在于：所述数个反馈探头(2)为十二个，反馈探头(2)为圆柱形，采用不透明有机玻璃材质。

4.根据权利要求1所述的一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，其特征在于：所述监测架(3)为空心不锈钢管材料。

5.根据权利要求1所述的一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，其特征在于：所述监测探头(6)为接近开关。

6.根据权利要求1所述的一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置，其特征在于：所述数据接收器(7)为arduino控制器。

7.一种电缆设备用牵引轮偏心监测装置的检测方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、同心轮(1)的安装：将同心轮(1)通过阶梯状通孔(1-1-1)定位到被检测的牵引轮上，通过同心法兰(1-1)上的四个螺孔(1-1-2)与四个螺栓的配合固定在被检测的牵引轮上，将十二个反馈探头(1-5)安装在同心轮(1)上；

第二步、数据接收器(7)和监测架(3)的安装：在监测架(3)小横梁(3-3)上的保护套管(4)内通过螺钉固定监测探头(6)，将数据导线(5)一端穿过监测架(3)与监测探头(6)连接，数据导线(5)另一端与数据接收器(7)连接，计算机与数据接收器(7)连接；

第三步、监测探头(6)与反馈探头(2)的配合：移动监测架(3)使监测架(3)移动到同心轮(1)的对应位置，调整监测架(3)，使监测探头(6)与每个反馈探头(2)中心对称，间隙配合；

第四步、牵引轮转动监测：启动被监测的牵引轮，使监测探头(6)能与十二个反馈探头(2)按顺时针或逆时针的顺序逐个发生重合、分离的过程，并逐个发出信号，

数据接收器(7)是一个接收监测探头(6)信号的计时装置，当监测探头(6)与一个反馈探头(2)中心对称发生感应时，数据接收器(7)接收第一个信号并开始计时，

当监测探头(6)与下一个反馈探头(2)重合并发出第二个信号时，数据接收器(7)会接收到该信号，在接收到该信号时将正在进行的计时终止并将该段计时的时长进行记录，并开始下一个计时，随着牵引轮持续转动，不断循环，数据接收器(7)以该种形式记录若干个时间长度，并以文本形式传递到计算机，计算机通过对文本的数据采集，依用户指定范围得到时间长度T01、T02、T03、T04、T05、T06、T07、T08、T09、T10、T11、T12共十二个值，再由公式1进行数据处理：

<mrow> <mi>T</mi> <mn>00</mn> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>T</mi> <mn>01</mn> <mo>+</mo> <mi>T</mi> <mn>02</mn> <mo>+</mo> <mo>...</mo> <mo>+</mo> <mi>T</mi> <mn>12</mn> </mrow> <mn>12</mn> </mfrac> <mo>...</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中：T00为平均时间，

T01～T12为十二个时间长度；

得到T00值后，将T01～T12代入公式2，得到对应的偏心度：

<mrow> <msub> <mi>eT</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>T</mi> <mn>00</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>T</mi> <mn>00</mn> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> <mi>%</mi> <mo>...</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中：T_n为时间长度，可取T01～T12；

eT_n为T_n对应的偏心度；

由计算机预设的排序算法确定偏心度最大的eT_n，并由公式3计算出具体的偏心角：

其中：α为偏心角；

α_Tn为T_n对应的角度：α_T01＝0°、α_T02＝30°、α_T03＝60°、

α_T04＝90°、α_T05＝120°、α_T06＝150°、α_T07＝180°、

α_T08＝210°、α_T09＝240°、α_T10＝270°、α_T11＝300°、

α_T12＝330°；

T_n为时间长度，T01～T12；

T_n+1为T_n之后的一个时间长度，T_n为T12时，T_n+1为T01；

计算机将数据处理完毕后计算得到目标牵引轮的实际偏心区域和偏心角，输出到屏幕上，并进行存档。