CN107228799A - 一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，尤其是涉及一种能够与实验进程同步实时监测钢丝绳芯输送带接头试样状态的拉伸实验装置，本装置由上位机控制模块、图像采集模块、设备终端模块、夹持拉伸模块、拉力传感模块组成。上位机控制模块通过USB通用串行总线分别与设备终端模块、图像采集模块相连，实时同步控制设备终端模块、图像采集模块启停，实时采集和显示接头试样的拉力数据和动态图像；所述设备终端模块与夹持拉伸模块、拉力传感模块相连，用以控制夹持拉伸模块工作、获取拉力传感模块传来的拉力数据。本装置实现了对钢丝绳芯输送带接头拉伸实验的数据采集与实时监测。本装置结构简单、便于人为操作，可以为研究钢丝绳芯输送带接头性能提供有效的实验支持。

Description

一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置
技术领域
本发明涉及一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，尤其是涉及一种能够与实验进程同步实时监测钢丝绳芯输送带接头试样状态的拉伸实验装置。
背景技术
带式输送机作为一种连续运输机械，因其具备运载能力强、连续运行平稳、便于自动控制等优点被广泛用于煤矿运输等工程领域之中。输送带是带式输送机牵引和运载的关键部件，其中的钢丝绳芯输送带具有抗拉强度高、耐摩擦能力大、抗冲击能力强以及使用寿命长等优点，广泛应用于煤炭、矿山、港口等领域。钢丝绳芯输送带的接头部分是整条钢丝绳芯输送带抗拉强度最低、最为薄弱的环节，输送带接头区域的安全隐患给诸多领域的安全生产带来了较大的威胁。为了深入研究钢丝绳芯输送带接头性能，有必要对接头区域采取拉伸实验研究。同时，在拉伸实验过程中，实现对钢丝绳芯输送带接头区域状态动态实时监测，对钢丝绳芯输送带接头性能的研究具有积极的意义。
发明内容
本发明设计一种能够与实验进程同步实时监测钢丝绳芯输送带接头试样状态的拉伸实验装置，进而通过实验研究钢丝绳芯输送带接头的性能。
本发明装置包含上位机控制模块、图像采集模块、设备终端模块、夹持拉伸模块、拉力传感模块组成。
上位机控制模块为具有设备同步控制、数据和图像显示功能的上位机，通过USB通用串行总线分别与设备终端模块、图像采集模块相连，控制设备终端模块、图像采集模块同步启停，实时接收拉力数据和接头试样动态图像；所述设备终端模块与夹持拉伸模块、拉力传感模块相连，用以控制夹持拉伸模块工作、获取拉力传感模块传来的拉力数据。
在实验过程中，通过具备设备同步控制、数据和图像显示功能的上位机实时同步采集实验过程中的试样拉力数据及状态图像，通过分析各个时刻下试样拉伸数据和形变状态实现对钢丝绳芯输送带接头性能的研究。
夹持拉伸模块由上夹具、下夹具、支撑架、导杆、底座、液压动力装置组成；所述拉力传感模块为实时检测实验拉力值的拉力传感器，拉力传感器安装于导杆与上夹具之间。
设备终端模块是由ARM核心芯片和外围设备连接电路形成的数据处理与控制系统，设备终端模块分别与上位机控制模块、夹持拉伸模块、拉力传感模块相连接，接收上位机控制模块发出的命令、操作夹持拉伸模块进行工作、实时接收拉力传感模块发来的数据。
图像采集模块为高速面阵摄像机，总厚度小于2厘米且镜头的视场角范围在45°～60°之间，保证在近距离下采集完整试样图像并且不失真；高速面阵摄像机安装在所述夹持拉伸模块中上夹具、下夹具中间位置的侧方支撑架上，摄像机的数据输出端通过USB通用串行总线与上位机控制模块相连接，向上位机传输实验过程中的接头试样动态图像。
采用本装置实现拉伸实验的具体流程为：实验开始时，上位机控制模块向设备终端模块发出指令，启动夹持拉伸模块、拉力传感模块；液压动力装置向导杆、上夹具、下夹具提供动力，加紧实验接头试样并牵引导杆向上拉伸；拉力传感模块实时将受到的拉力数据发送至设备终端模块，设备终端模块将数据发送至上位机；实验开始后上位机控制模块即时启动图像采集模块，实时采集试样状态图像，图像采集模块与设备终端模块同步实时传输拉力数据与试样图像至上位机控制模块；试样发生断裂后，拉力传感模块发送到设备终端模块的拉力数值会急剧下降，设备终端模块停止夹持拉伸模块工作并反馈上位机控制模块，实验结束。
本发明具有积极的效果：(1)本发明设计的检测装置，结构简单，易于工作人员进行系统控制；(2)本装置能够通过上位机控制模块同步控制设备终端模块、图像采集模块同步启停；(3)本装置能够实时采集钢丝绳芯输送带接头拉伸实验的关键数据，能够满足实验需求。
附图说明
图1是本发明一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置的系统框图；
图2是本发明拉伸实验与数据采集装置的平面位置示意图；
图3是本发明关键设备搭建的立体示意图；
图2、图3中的硬件配置标记如下：
上夹具1、下夹具2、拉力传感器3、高速面阵摄像机4、支撑架5、导杆6、底座7、接头试样8。
具体实施方式
下面结合附图阐述发明内容的具体实施方式。
如图1所示的一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，包含五个部分组成：上位机控制模块、图像采集模块、设备终端模块、夹持拉伸模块、拉力传感模块。上位机控制模块通过USB通用串行总线分别与设备终端模块、图像采集模块相连，控制设备终端模块、图像采集模块同步启停，实时接收拉力数据和接头试样动态图像；所述设备终端模块与夹持拉伸模块、拉力传感模块相连，用以控制夹持拉伸模块工作、获取拉力传感模块传来的拉力数据。
如图2所示是进行拉伸实验与数据采集所需装置的平面位置示意图，主要包括：上夹具1、下夹具2、拉力传感器3、高速面阵摄像机4、支撑架5、导杆6、底座7。拉力传感器3安装于导杆6与上夹具1之间；夹持拉伸模块底座7两侧安装两个支撑架5，两个支撑架5通过一个能够自由垂直移动的导杆6连接；下夹具2直接安装在底座7上、上夹具1上部通过拉力传感器3安装在导杆6上；高速面阵摄像机4安装在所述夹持拉伸模块中上夹具1、下夹具2中间位置的侧方支撑架5上。
在本实施例中，设备终端模块可以内置到底座7中，控制整体设备的工作，同时通过USB通用串行总线接入上位机控制终端实现数据传输与接收指令；拉力传感器3的数据传输线路通过支撑架5连接到底座7内部的设备终端模块，实现数据传输。
图3是本发明关键设备搭建的立体示意图，接头试样8固定在上夹具1、下夹具2之间，高速面阵摄像机4固定在其侧方的支撑架5上，能够完整拍摄接头试样8的状态图像，实时传输至上位机控制模块并显示、储存；通过上位机控制模块控制设备终端模块、图像采集模块同步启停，进而实现对钢丝绳芯输送带接头实验的同步监测。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化从而可以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，其特征在于包含上位机控制模块、图像采集模块、设备终端模块、夹持拉伸模块、拉力传感模块；所述上位机控制模块为具有设备同步控制、数据和图像显示功能的上位机，通过USB通用串行总线分别与设备终端模块、图像采集模块相连，实时同步控制设备终端模块、图像采集模块启停，实时采集和显示接头试样的拉力数据和动态图像；所述设备终端模块与夹持拉伸模块、拉力传感模块相连，用以控制夹持拉伸模块工作、获取拉力传感模块传来的拉力数据。
2.如权利要求1所述的一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，其特征在于实验过程中，通过上位机实时同步控制设备终端模块、图像采集模块启停，实时采集和显示接头试样的拉力数据和动态图像，通过分析各个时刻下试样拉伸数据和形变状态实现对钢丝绳芯输送带接头性能的研究。
3.如权利要求1所述的一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，其特征在于所述夹持拉伸模块由上夹具、下夹具、支撑架、导杆、底座、液压动力装置组成；所述拉力传感模块为实时检测实验拉力值的拉力传感器，拉力传感器安装于导杆与上夹具之间。
4.如权利要求1所述的一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，其特征在于所述设备终端模块是由ARM核心芯片和外围设备连接电路形成的数据处理与控制系统，设备终端模块分别与上位机控制模块、夹持拉伸模块、拉力传感模块相连接，接收上位机控制模块发出的命令、操作夹持拉伸模块进行工作、实时接收拉力传感模块发来的数据。
5.如权利要求1所述的一种钢丝绳芯输送带接头拉伸实验装置，其特征在于所述图像采集模块为高速面阵摄像机，总厚度小于2厘米且镜头的视场角范围在45°～60°之间，保证在近距离下采集完整试样图像并且不失真；高速面阵摄像机安装在所述夹持拉伸模块中上夹具、下夹具中间位置的侧方支撑架上，摄像机的数据输出端通过USB通用串行总线与上位机控制模块相连接，向上位机传输实验过程中的接头试样动态图像。
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