CN107664477A - 一种木片量方的流水线测定装置及其测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木片量方的流水线测定装置包括下料传送带、下料斗、出料传送带、上料传送带、第一支撑架、第二支撑架、称重传感器、第一激光扫描仪、第二激光扫描仪和第三激光扫描仪，并公开了及其测定方法，主要是在流水线上分区域地按时间顺序依次扫描被测木片面轮廓的点云数据；根据所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积；根据被测木片的厚度乘以被测面的面积，得到每个扫描时间段的木片体积；分别将每个区域、每个阶段的木片体积进行累加后求取平均值，即为被测木片体积。本发明的测定装置及其测定方法能精准测量车辆车厢的体积，而且误差小，操作容易，测量过程比较简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及物料流量与体积测量技术，尤其涉及一种木片量方的流水线测定装置及其测定方法。
背景技术
在人造板加工行业，需要收购大量刨花、木屑等木片碎料作为加工原料用来生产人造板，在刨花、木屑等木片碎料收购或人造板加工过程中，需要对碎料进行重量测量和体积测量等各个环节，木片碎料的实际重量作为收购结算的依据，这种结算交易方式存在的问题在于木片碎料中经常被人为掺杂各种杂物，如金属、石头等，从而增加载重量，给购买方企业带来较大的损失。碎料的重量和体积也作为人造板生产大小和厚度的重要参考指标，因此，木片碎料重量大小、体积的多少将会影响到人造板的后续加工工序。在实际生产工作中，由于木片碎料的颗粒的形状不规则而通常采用称重传感器称量进行计量木片的体积，但由于每个颗粒木片的水分含量不相同，从而影响到称重质量与体积计算之间的换算不准确，由于称重传感器在称重过程中的检测信号易受干扰，测量精度难以保证，且安装、维护、检修不方便。为此，为了防止卖方对原料进行掺假作弊以及在流水线人造板材过程中需要在对木片碎料进行称重时，需要同时对其体积测量，从而断定木片碎料中掺假行为，以及为板材生产加工的实际参数大小所需木片碎料的多少供给提供依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木片量方的流水线测定装置及其测定方法，根据本发明的测定装置及其测定方法能及时精准测量车辆车厢的体积，而且误差小，操作容易，其测量过程比较简单、操作方便、便捷灵活，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了包括一种木片量方的流水线测定装置，包括下料传送带、下料斗、出料传送带、上料传送带、第一支撑架、第二支撑架、称重传感器、第一激光扫描仪、第二激光扫描仪、第三激光扫描仪和控制箱体，所述下料斗通过重传感器连接安装在所述第一支撑架上，该下料传送带安装在所述下料斗的上方，所述出料传送带安装在所述下料斗出料口下端，在所述出料传送带传送方向的末端下方向上倾斜安装所述上料传送带，所述第一激光扫描仪设置在所述下料斗的出口端且位于所述出料传送带传送方向的上方，所述第二激光扫描仪设置在所述出料传送带的传送下料区域的右上方，所述第三激光扫描仪设置在所述上料传送带的传送方向的出料端的上方，在所述第二支撑架的底端安装所述控制箱体，所述称重传感器、第一激光扫描仪、第二激光扫描仪和第三激光扫描仪与所述控制箱体电气连接。
优选的，在所述出料传送带的传送下料区域且位于所述向上倾斜的上料传送带的上方分别设置有下料调节装置和上料调节装置，所述下料调节装置包括挂板和阻挡板，所述挂板的一端通过第一支撑架竖直固定在所述出料传送带传送方向的末端下方，所述阻挡板位于所述上料传送带的上方且相互平行，所述阻挡板的一端与所述挂板的另一端连接，所述阻挡板的另一端具有向所述上料传送带表面弯折的弯折部，所述上料调节装置包括支撑杆、导向板和伸缩装置，所述导向板的一端与所述支撑杆的一端铰接且平行设置且平行设置于所述上料传送带表面的上方，所述导向板的另一端通过伸缩装置与所述固定在所述上料传送带上方的第一支撑架上，所述导向板的另一端固定在所述出料传送带传送方向的末端前方的第一支撑架上，所述第三激光扫描仪设置在所述上料传送带的传送方向且靠近所述伸缩装置的一侧。
上述方案进一步优选的，所述伸缩装置为弹簧或为气缸。
上述方案进一步优选的，所述弯折部与所述上料传送带之间的夹角在45°～90°之间，所述上料传送带向上倾斜的角度为15°～45°。
上述方案进一步优选的，所述重传感器包括呈矩形对角分布在下料斗外壁的四个称重传感器。
上述方案进一步优选的，在所述下料斗的外侧壁上设置有振动器，该振动器与所述控制箱体电气连接。
上述方案进一步优选的，所述控制箱体包括中央控制器、图像采集卡、通信接口电路、驱动电路和数据显示电路，所述图像采集卡、通信接口电路、驱动电路和数据显示电路分别与中央控制器连接。
上述方案进一步优选的，在下料斗内对被测木片重量进行称重并换算成实际体积Vs，若所换算的实际体积Vs与被测木片的固有体积Vg对比不相符，则取消本次测定，若接近固有体积Vg则继续测定；在流水线上分区域地按时间顺序依次扫描被测木片面轮廓的点云数据；根据所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积；根据被测木片的厚度乘以被测面的面积，得到每个扫描时间段的木片体积；分别将每个区域、每个阶段的木片体积进行累加后求取平均值，即为被测木片体积。
上述方案进一步优选的，所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积是对每个扫描时间段t内所采集的木片面轮廓进行等间隔分割，将等间距分割的每一片木片轮廓所包含的点云数据n，计算每一片木片轮廓面积S满足：
其中，a为等间距分割的每一片木片轮廓中所包含的点云间距大小。
上述方案进一步优选的，每个扫描时间段t的时间补少于20秒。
本发明采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
(1)、根据本发明的测量装置能够实现快速、精准测量车辆车厢内货物的体积，激光扫描仪通过多维扫描车辆车厢内货物的体积并输出测量信息，而且误差小，测量成本低，测量支架的设计结构简单合理，且应用广泛、操作方便、施工灵活、安全性高，行走小车在旋转横梁上往返运动的行程容易控制，而且摩擦小，抖动也小。
(2)、本发明克服了由于旋转横梁在旋转过程中，随着车辆车厢与旋转横梁之间的夹角不断增大，而激光扫描仪扫描的角度也随着发生变化，相对于车辆车厢平行地进行扫描，从而有效消除了辆车厢与旋转横梁之间的夹角变化而带来的测量误差，从而不了需要重复多次地测量才能得出最终的测量结果，极大地降低了木片量方的测量效率，且更加节省测量成本。
附图说明
图1是本本发明的一种木片量方的流水线测定装置的结构示意图；
图2是本本发明的下料调节装置与上料调节装置的结构示意图；
附图中，1-下料传送带，2-下料斗，3-出料传送带，4-上料传送带，5-第一支撑架，6-第二支撑架，7-称重传感器，8-下料调节装置，9-上料调节装置910-第一激光扫描仪，11-第二激光扫描仪，12-第三激光扫描仪，13-振动器，14-控制箱体，80-挂板，81-阻挡板，82-弯折部，90-支撑杆，91-导向板，92-伸缩装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
如图1和图2所示，根据本发明的一种木片量方的流水线测定装置，包括下料传送带1、下料斗2、出料传送带3、上料传送带4、第一支撑架5、第二支撑架6、称重传感器7、第一激光扫描仪10、第二激光扫描仪11、第三激光扫描仪12和控制箱体14，所述下料斗2通过重传感器7连接安装在所述第一支撑架5上，该下料传送带1安装在所述下料斗2的上方，所述出料传送带3安装在所述下料斗2出料口下端，在所述出料传送带3传送方向的末端下方向上倾斜安装所述上料传送带4，所述第一激光扫描仪10设置在所述下料斗2的出口端且位于所述出料传送带3传送方向的上方，所述第二激光扫描仪11设置在所述出料传送带3的传送下料区域的右上方，所述第三激光扫描仪12设置在所述上料传送带4的传送方向的出料端的上方，在所述第二支撑架6的底端安装所述控制箱体14，所述称重传感器7、第一激光扫描仪10、第二激光扫描仪11和第三激光扫描仪12与所述控制箱体14电气连接，所述重传感器7包括呈矩形对角分布在下料斗2外壁的四个称重传感器，用于对下料斗2内的木片进行称重，在所述下料斗2的外侧壁上设置有振动器13，可以使下料斗2内的木片迅速地下落到出料传送带3上，该振动器13与所述控制箱体14电气连接，所述控制箱体14包括中央控制器、图像采集卡、通信接口电路、驱动电路和数据显示电路，所述图像采集卡、通信接口电路、驱动电路和数据显示电路分别与中央控制器连接(未图示)，所述通信接口电路为RS232接口电路，所述驱动电路用于驱动振动器13以及带动下料传送带1、出料传送带3、上料传送带4转动的变频电机，所述图像采集卡分别与所述第一激光扫描仪10、第二激光扫描仪11、第三激光扫描仪12进行连接，将三个激光扫描仪所采集的图像信息送入图像采集卡内进行汇总和编辑分析处理，并通过通信接口电路上传至计算机中心进行处理。
在本发明中，结合图1和图2所示，在所述出料传送带3的传送下料区域且位于所述向上倾斜的上料传送带4的上方分别设置有下料调节装置8和上料调节装置9，所述下料调节装置8包括挂板80和阻挡板81，所述挂板80的一端通过第一支撑架5竖直固定在所述出料传送带3传送方向的末端下方，所述阻挡板81位于所述上料传送带4的上方且相互平行，所述阻挡板81的一端与所述挂板80的另一端连接，所述阻挡板81的另一端具有向所述上料传送带4表面弯折的弯折部82，该弯折部82可以有效阻挡了从出料传送带3下落的木片碎料飞洒出去，并对所下落的木片进行导向整理，从而更有利于下落的木片碎料在上料传送带4上进行传送，所述上料调节装置9包括支撑杆90、导向板91和伸缩装置92，所述导向板91的一端与所述支撑杆90的一端铰接且平行设置且平行设置于所述上料传送带4表面的上方，所述导向板91的另一端通过伸缩装置92与所述固定在所述上料传送带4上方的第一支撑架5上，所述导向板91的另一端固定在所述出料传送带3传送方向的末端前方的第一支撑架5上，所述第三激光扫描仪12设置在所述上料传送带4的传送方向且靠近所述伸缩装置92的一侧，所述伸缩装置92为弹簧或为气缸，调节该伸缩装置92可以使导向板91有效且均匀地对上料传送带4的木片进行整理，使木片在上料传送带4被导向得更加均匀平整，从而更有利于提高米片的测量精度，从而为板材生产加工的实际参数大小所需木片碎料的多少供给提供依据，更有利于木片碎料在传送过程中被较快地整理成型，为后续的压板制作工艺提供了方便。所述弯折部82与所述上料传送带4之间的夹角在45°～90°之间，可以有效地阻挡下落更多木片碎料，所述上料传送带4向上倾斜的角度为15°～45°从而更有利于木片碎料的传送，使木片碎料在上料传送带4上更容易导向和整理。
结合图1和图2所示，本发明的测定装置按如下方式进行测定，在下料斗2内对被测木片重量进行称重(所得到的质量为m)并换算成实际体积Vs(也为木片在料斗中所占的体积)，若所换算的实际体积Vs与被测木片的固有体积Vg对比不相符，则取消本次测定，由于木片的固有体积Vg＝m/ρ，ρ为木片密度，若所测得的实际体积Vs大于固有体积Vg时，则，若接近固有体积Vg则继续在流水线上进行测定；在流水线上分区域地按时间顺序依次扫描被测木片面轮廓的点云数据；根据所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积；根据被测木片的厚度d乘以被测面的面积，得到每个扫描时间段的木片体积Vm；分别将每个区域、每个阶段的木片体积进行累加后求取平均值，即为被测木片体积。
所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积是对每个扫描时间段t内所采集的木片面轮廓进行等间隔分割，每个扫描时间段t的时间补少于20秒，然后将等间距分割的每一片木片轮廓所包含的点云数据n，计算每一片木片轮廓面积S满足：
其中，a为等间距分割的每一片木片轮廓中所包含的点云间距大小。
因此，每个扫描时间段的木片体积V满足：V＝S×d×t×v；
其中，v为传送带传送木片的速度，d为被测木片所在传送带上的厚度，可以通过人工测量所得；当第一激光扫描仪10、第二激光扫描仪11和第三激光扫描仪12将采集所在区域的木片面轮廓的点云数据，分别计算出木片的轮廓面积，在第二激光扫描仪11所在区域处于封闭的环境中，传送带传送木片的速度近似为出料传送带3上木片下落时的初速度(出料传送带3的传动速度)，最后分别将第一激光扫描仪10、第二激光扫描仪11和第三激光扫描仪12分别测得所在区域的每个扫描时间段的木片体积，对三个区域所测的木片体积进行累加后求取平均值，则为所测得的木片体积。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：包括下料传送带、下料斗、出料传送带、上料传送带、第一支撑架、第二支撑架、称重传感器、第一激光扫描仪、第二激光扫描仪、第三激光扫描仪和控制箱体，所述下料斗通过重传感器连接安装在所述第一支撑架上，该下料传送带安装在所述下料斗的上方，所述出料传送带安装在所述下料斗出料口下端，在所述出料传送带传送方向的末端下方向上倾斜安装所述上料传送带，所述第一激光扫描仪设置在所述下料斗的出口端且位于所述出料传送带传送方向的上方，所述第二激光扫描仪设置在所述出料传送带的传送下料区域的右上方，所述第三激光扫描仪设置在所述上料传送带的传送方向的出料端的上方，在所述第二支撑架的底端安装所述控制箱体，所述称重传感器、第一激光扫描仪、第二激光扫描仪和第三激光扫描仪与所述控制箱体电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：在所述出料传送带的传送下料区域且位于所述向上倾斜的上料传送带的上方分别设置有下料调节装置和上料调节装置，所述下料调节装置包括挂板和阻挡板，所述挂板的一端通过第一支撑架竖直固定在所述出料传送带传送方向的末端下方，所述阻挡板位于所述上料传送带的上方且相互平行，所述阻挡板的一端与所述挂板的另一端连接，所述阻挡板的另一端具有向所述上料传送带表面弯折的弯折部，所述上料调节装置包括支撑杆、导向板和伸缩装置，所述导向板的一端与所述支撑杆的一端铰接且平行设置且平行设置于所述上料传送带表面的上方，所述导向板的另一端通过伸缩装置与所述固定在所述上料传送带上方的第一支撑架上，所述导向板的另一端固定在所述出料传送带传送方向的末端前方的第一支撑架上，所述第三激光扫描仪设置在所述上料传送带的传送方向且靠近所述伸缩装置的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：所述伸缩装置为弹簧或为气缸。
4.根据权利要求2所述的一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：所述弯折部与所述上料传送带之间的夹角在45°～90°之间，所述上料传送带向上倾斜的角度为15°～45°。
5.根据权利要求1所述的一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：所述重传感器包括呈矩形对角分布在下料斗外壁的四个称重传感器。
6.根据权利要求1所述的一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：在所述下料斗的外侧壁上设置有振动器，该振动器与所述控制箱体电气连接。
7.根据权利要求1或4所述的一种木片量方的流水线测定装置，其特征在于：所述控制箱体包括中央控制器、图像采集卡、通信接口电路、驱动电路和数据显示电路，所述图像采集卡、通信接口电路、驱动电路和数据显示电路分别与中央控制器连接。
8.根据权利要求1或4所述的一种木片量方的流水线测定方法，其特征在于：在下料斗内对被测木片重量进行称重并换算成实际体积Vs，若所换算的实际体积Vs与被测木片的固有体积Vg对比不相符，则取消本次测定，若接近固有体积Vg则继续测定；在流水线上分区域地按时间顺序依次扫描被测木片面轮廓的点云数据；根据所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积；根据被测木片的厚度乘以被测面的面积，得到每个扫描时间段的木片体积；分别将每个区域、每个阶段的木片体积进行累加后求取平均值，即为被测木片体积。
9.根据权利要求8所述的一种木片量方的流水线测定方法，其特征在于：所述被测木片面轮廓的点云数据计算出对应的被测面面积是对每个扫描时间段t内所采集的木片面轮廓进行等间隔分割，将等间距分割的每一片木片轮廓所包含的点云数据n，计算每一片木片轮廓面积S满足：
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<mn>2</mn>
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其中，a为等间距分割的每一片木片轮廓中所包含的点云间距大小。
10.根据权利要求8所述的一种木片量方的流水线测定方法，其特征在于：每个扫描时间段t的时间补少于20秒。
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