CN107167315A - 一种履带松脱预警装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种履带松脱预警装置及方法，所述的预警装置包括，用于测量驱动轮的线速度的第一测速装置、用于测量履带的线速度的第二测速装置、控制器、报警器，所述的控制器用于对比所述的第一测速装置所测的驱动轮的线速度和所述的第二测速装置所测的履带的线速度，当所述的驱动轮的线速度和所述的履带的线速度的满足设定条件时，控制所述的报警器发出预警。本申请所述的一种履带松脱预警装置及方法，能够实时测得驱动轮和履带的线速度，通过对比驱动轮的线速度和履带的线速度能够实时判断履带的松脱程度，防止履带在使用过程中脱落的现象。

Description

一种履带松脱预警装置及方法
技术领域
本发明涉及一种履带松脱预警装置及方法。
背景技术
目前，驱动轮是铸铁部件，随着喷雾机工作时间增加，几乎不会发生形变，可看作驱动轮线速度恒定。履带自走式喷雾机在出厂时，默认驱动轮线速度与履带线速度相同。履带为橡胶材质，工作温度为-22℃～55℃，强度高。由于履带是挠性部件，随着喷雾机工作时间增加，会发生形变，因此履带线速度也会发生变化。当履带形变量增大到一定值时，履带发生松脱。由于形变量无法实时测量，经常发生履带在田间使用过程中的脱落现象，造成机器无法作业和移动。因此急需设计一种履带松脱预警装置及方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种履带松脱预警装置及方法。
本申请涉及一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的预警装置包括，用于测量驱动轮的线速度的第一测速装置、用于测量履带的线速度的第二测速装置、控制器、报警器，所述的控制器用于对比所述的第一测速装置所测的驱动轮的线速度和所述的第二测速装置所测的履带的线速度，当所述的驱动轮的线速度和所述的履带的线速度的满足设定条件时，控制所述的报警器发出预警。
优选地，所述的第一测速装置为光电式对射传感器，所述的光电式对射传感器包括分别用于设置在所述的驱动轮的轮齿两侧的用于发出光信号的发射端和用于接收所述的发射端发出的光信号的接收端。
优选地，所述的控制器还用于采集所述的驱动轮旋转一周所述的光电式传感器输出的时间，根据驱动轮旋转一周的时间测出所述的驱动轮的转速。
优选地，所述的第二测速装置为用于检测所述的履带上的色标的色标传感器。
优选地，所述的控制器还用于采集色标传感器的相邻两次的色标信号输出时间，根据相邻两次的色标信号输出时间测出履带的线速度。
优选地，所述的控制器还用于根据关系式V＝Kt×Vq+αt，当Kt等于或小于设定值K时，控制所述的报警器发出警报，其中，αt为常量，V为履带的实时线速度，Vq为驱动轮的实时线速度。
本申请还公开一种履带松脱预警方法，所述的方法包括，对比所述的驱动轮的线速度和被所述的驱动轮驱动的履带的线速度，当所述的驱动轮的线速度和所述的履带的线速度的满足设定条件时，发出预警。
优选地，所述的方法具体为，建立所述的驱动轮的线速度和履带的线速度的关系式：V＝Kt×Vq+αt，其中：αt为常量，V为履带的实时线速度，Vq为驱动轮的实时线速度，Kt为时间系数，当所述的Kt等于或小于设定值时，发出警报。
优选地，所述的驱动轮的线速度是使用光电式对射传感器测得，所述的光电式对射传感器包括分别用于设置在所述的驱动轮的轮齿两侧的用于发出光信号的发射端和用于接收所述的发射端发出的光信号的接收端，
当所述的发射端发出的光信号被所述的轮齿挡住时，所述的光电式对射传感器不向所述的控制器输出信号；当所述的发射端发出的信号没有杯所述的轮齿挡住时，所述的光电式对射传感器向所述的控制器输出信号，
所述的控制器采集驱动轮转动一周的每次信号输出时间段：T1、T2......Tn，将T1、T2......Tn中与T0的差值超过一设定值t的时间段设为不合格时间段，
得到驱动轮的线速度：
其中，T0为光电式对射传感器在驱动轮相邻两轮齿间的标准信号输出时间段；为驱动轮的相邻两轮齿之间的弧长，a为所述的驱动轮相邻两轮齿完全被异物遮挡的数量，b为不合格时间段的数量。
优选地，所述的履带的线速度是使用色标传感器测得，所述的色标传感器检测所述的履带上的色标，得到履带行驶一周的时间T,
得到履带的线速度：
其中：L0为履带原始的长度，△L为履带脱落时相对履带原始长度增加的长度。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本申请所述的一种履带松脱预警装置及方法，能够实时测得驱动轮和履带的线速度，通过对比驱动轮的线速度和履带的线速度能够实时判断履带的松脱程度，防止履带在使用过程中脱落的现象。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为安装有本申请所述的预警装置的喷雾机底部的结构示意图；
图2为图1的局部放大结构示意图；
图3为驱动轮的轮齿之间无异物时的输出信号图；
图4为驱动轮的轮齿之间有异物时的输出信号图；
图5为Kt与t之间的函数关系图，
其中：1、履带；2、驱动轮；3、第一测速装置；4、第二测速装置；31、发射端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和2所示，本申请所述的预警装置安装在喷雾机上，其中履带1与驱动轮2相接触，在初始阶段履带1在驱动轮2的驱动下行驶，履带1的线速度与驱动轮2的线速度一致，但是由于履带1是挠性部件，随着喷雾机工作时间增加，会发生形变，因此履带1线速度也会发生变化。当履带1形变量增大到一定值时，履带1发生松脱。在喷雾机上设置了如图1所示的预警装置，用于实时检测履带1的松脱程度。所述的预警装置包括，用于测量驱动轮2的线速度的第一测速装置3、用于测量履带1的线速度的第二测速装置4、控制器、报警器，所述的第一测速装置3为光电式对射传感器，所述的光电式对射传感器包括分别用于设置在所述的驱动轮2的轮齿两侧的用于发出光信号的发射端31和用于接收所述的发射端31发出的光信号的接收端。当所述的发射端31发出的光信号被所述的轮齿挡住时，所述的光电式对射传感器不向所述的控制器输出信号；当所述的发射端31发出的信号没有被所述的轮齿挡住时，所述的光电式对射传感器向所述的控制器输出信号。
如图3所示，为驱动轮的轮齿之间无异物时的输出信号图，当轮齿之间无异物时，所述的控制器采集驱动轮转动一周的每次信号输出时间段：T1、T2......Tn，T1、T2......Tn中任意一个时间与T0相差不超过一设定值t，优选地，t为200ms，符合标准。该条件下，驱动轮的线速度为：
其中：n为驱动轮的轮齿的数量，T0为光电式对射传感器在驱动轮相邻两轮齿间的标准信号输出时间段；为驱动轮的相邻两轮齿之间的弧长，r为齿轮的半径，α为相邻两轮齿之间的角度。
如图4所示，为驱动轮的轮齿之间有异物时的输出信号图，当轮齿之间有异物时，所述的控制器采集驱动轮转动一周的每次信号输出时间段：T1、T2.....Tn-a-b，得到驱动轮的线速度：其中，T0为光电式对射传感器在驱动轮相邻两轮齿间的标准信号输出时间段；为驱动轮的相邻两轮齿之间的弧长，a为所述的驱动轮相邻两轮齿完全被异物遮挡的数量，b为不合格时间段的数量，n为驱动轮的轮齿的数量。
所述的履带的线速度是使用色标传感器测得，所述的色标传感器检测所述的履带上的色标，得到履带行驶一周的时间T,得到履带的线速度：
其中：L0为履带原始的长度，△L为履带脱落时相对履带原始长度增加的长度。
1、建立所述的驱动轮的线速度和履带的线速度的关系式：V＝Kt×Vq+αt，其中：αt为常量，V为履带的实时线速度，Vq为驱动轮的实时线速度，Kt为时间系数，当所述的Kt等于或小于设定值K时，发出警报。控制器用于实时计算出Kt的大小，并将Kt与设定值K相比，当Kt等于或小于设定值K时，控制报警器发出警报。其中，αt、K、△L为大量实验得出的值。
如图5所示，为一种实施方式中，Kt与喷雾机使用时间t函数关系，当履带和驱动轮工作在0～200h内时，履带形变量不明显，Kt几乎保持不变；在200～2000h内时，履带形变量明显，Kt随着t几乎线性下降；当等于3000h时，履带速度处于临界值状态，且随着时间的增加开始急剧下降，最终为0，喷雾机停止前行。
所以Kt随着时间t变化函数存在着200h和2000h两个关键时间点。当t＝200h时，发现驱动轮速度Vq约为3.001km/h，履带行走速度约为2.851km/h，则Kt约为0.95；当t＝2000h时，驱动轮速度约为3.000km/h，履带行走速度约为2.461km/h，则Kt约为0.82。试验发现当履带和驱动轮完全脱落时，履带形变量ΔL约为10mm，当PLC控制器监测到Kt数值为0.82时，则输出警报，告知作业人员进行处理。
本申请所述的一种履带松脱预警装置及方法，能够实时测得驱动轮和履带的线速度，通过对比驱动轮的线速度和履带的线速度能够实时判断履带的松脱程度，防止履带在使用过程中脱落的现象。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的预警装置包括，用于测量驱动轮的线速度的第一测速装置、用于测量履带的线速度的第二测速装置、控制器、报警器，所述的控制器用于对比所述的第一测速装置所测的驱动轮的线速度和所述的第二测速装置所测的履带的线速度，当所述的驱动轮的线速度和所述的履带的线速度的满足设定条件时，控制所述的报警器发出预警。
2.根据权利要求1所述的一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的第一测速装置为光电式对射传感器，所述的光电式对射传感器包括分别用于设置在所述的驱动轮的轮齿两侧的用于发出光信号的发射端和用于接收所述的发射端发出的光信号的接收端。
3.根据权利要求2所述的一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的控制器还用于采集所述的驱动轮旋转一周所述的光电式传感器输出的时间，根据驱动轮旋转一周的时间测出所述的驱动轮的转速。
4.根据权利要求1所述的一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的第二测速装置为用于检测所述的履带上的色标的色标传感器。
5.根据权利要求4所述的一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的控制器还用于采集色标传感器的相邻两次的色标信号输出时间，根据相邻两次的色标信号输出时间测出履带的线速度。
6.根据权利要求1所述的一种履带松脱预警装置，其特征在于：所述的控制器还用于根据关系式V＝Kt×Vq+αt，当Kt等于或小于设定值K时，控制所述的报警器发出警报，其中，αt为常量，V为履带的实时线速度，Vq为驱动轮的实时线速度。
7.一种履带松脱预警方法，其特征在于：所述的方法包括，对比所述的驱动轮的线速度和被所述的驱动轮驱动的履带的线速度，当所述的驱动轮的线速度和所述的履带的线速度的满足设定条件时，发出预警。
8.根据权利要求7所述的一种履带松脱预警方法，其特征在于：所述的方法具体为，建立所述的驱动轮的线速度和履带的线速度的关系式：V＝Kt×Vq+αt，其中：αt为常量，V为履带的实时线速度，Vq为驱动轮的实时线速度，Kt为时间系数，当所述的Kt等于或小于设定值时，发出警报。
9.根据权利要求8所述的一种履带松脱预警方法，其特征在于：所述的驱动轮的线速度是使用光电式对射传感器测得，所述的光电式对射传感器包括分别用于设置在所述的驱动轮的轮齿两侧的用于发出光信号的发射端和用于接收所述的发射端发出的光信号的接收端，
当所述的发射端发出的光信号被所述的轮齿挡住时，所述的光电式对射传感器不向所述的控制器输出信号；当所述的发射端发出的信号没有杯所述的轮齿挡住时，所述的光电式对射传感器向所述的控制器输出信号，
所述的控制器采集驱动轮转动一周的每次信号输出时间段：T1、T2......Tn，将T1、T2......Tn中与T0的差值超过一设定值t的时间段设为不合格时间段，
得到驱动轮的线速度：
其中，T0为光电式对射传感器在驱动轮相邻两轮齿间的标准信号输出时间段；为驱动轮的相邻两轮齿之间的弧长，a为所述的驱动轮相邻两轮齿完全被异物遮挡的数量，b为不合格时间段的数量，n为驱动轮的轮齿的数量。
10.根据权利要求9所述的一种履带松脱预警方法，其特征在于：所述的履带的线速度是使用色标传感器测得，所述的色标传感器检测所述的履带上的色标，得到履带行驶一周的时间T,
得到履带的线速度：
其中：L0为履带原始的长度，△L为履带脱落时相对履带原始长度增加的长度。
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