CN108723691B - 一种用于辐条式轮毂的校正设备及校正方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于辐条式轮毂的校正设备,包括执行系统、外壳、红外线轴向测距器、红外线径向测距器、轴承座、辐条式轮毂、压力应变片和检测电机;外壳为上端开口的筒状结构,轴承座为几字形结构,轴承座开口向下的固定设置在外壳的内底板上,轴承座内设置有执行系统;外壳的开口处设置有水平支架,水平支架上设置有辐条式轮毂,辐条式轮毂的轴向与外壳的底板平行;水平支架上设置有检测电机,检测电机用于带动辐条式轮毂旋转;红外线轴向测距器设置在外壳的侧壁上;红外线径向测距器设置在外壳的内底板上;本发明校正过程不需人工干预,非熟练工也可以完成工作,非熟练工的薪资比熟练工低,减少了人力成本。

Description

一种用于辐条式轮毂的校正设备及校正方法
技术领域
本发明属于轮毂校正技术领域,特别涉及一种用于辐条式轮毂的校正设备及校正方法。
背景技术
随着互联网经济的发展,共享单车随处可见,人们选择自行车这种环保健康的出行方式的比率越来越大。伴随而来的自行车保养问题中调圈是重要的一部分。现有的普遍使用的调圈方式为手工调试,即技术人员用简单的工具,依靠经验来对自行车的车圈进行校正,对操作人员本身的技术依赖严重。已有的调圈机是依靠外力直接将车圈挤压变形或对辐条挤压变形来调试,有损车圈,且辐条的张力没有从根本上改变,导致轮毂在使用过程中易变形。在现行经济状况下,人工费不断上涨,上述调圈方式代价较大,不利于共享单车企业节约成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于辐条式轮毂的校正设备及校正方法,以解决上述问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于辐条式轮毂的校正设备,包括执行系统、外壳、红外线轴向测距器、红外线径向测距器、轴承座、辐条式轮毂、压力应变片和检测电机;外壳为上端开口的筒状结构,轴承座为几字形结构,轴承座开口向下的固定设置在外壳的内底板上,轴承座内设置有执行系统;外壳的开口处设置有水平支架,水平支架上设置有辐条式轮毂,辐条式轮毂的轴向与外壳的底板平行;水平支架上设置有检测电机,检测电机用于带动辐条式轮毂旋转;红外线轴向测距器设置在外壳的侧壁上,红外线轴向测距器的红外线垂直于辐条式轮毂所在圆盘的边缘;红外线径向测距器设置在外壳的内底板上,红外线径向测距器的红外线对准辐条式轮毂;
执行系统包括活塞轴和执行电机;执行电机固定设置在外壳的底板上,活塞轴连接执行电机的输出端,且活塞轴能够伸缩;活塞轴穿过轴承座顶部设置,且活塞轴在辐条式轮毂正下方;压力应变片设置在活塞轴上,用于检测活塞轴伸缩或旋转过程中的电压信号;当活塞轴伸长时,活塞轴的顶部顶在辐条式轮毂上。
进一步的,活塞轴包括定子和动子,定子为套筒状,动子插在定子内,定子和动子为键连接;动子穿过轴承座的顶部设置,轴承座上方的动子上自上而下依次套设有卡簧、推力轴承、应变片安装板和气动圈;动子与轴承座之间设置有轴承;气动圈的下表面顶在轴承座的顶部,且气动圈与动子间隙配合,气动圈的上表面顶在应变片安装板的下表面;应变片安装板固定设置在动子上,推力轴承通过卡簧固定在动子上;压力应变片设置在应变片安装板上;动子顶端为一字型改锥。
进一步的,辐条式轮毂包括轮毂和辐条,辐条以轮毂的中心为起点沿径向辐射连接到轮毂内侧壁,辐条通过辐条螺帽固定;辐条螺帽上设置有一字凹槽;一字型改锥能够控制辐条螺帽松紧。
进一步的,水平支架为两个三角形支架,两个三角形支架对称的设置在外壳开口处,辐条式轮毂设置在两个三角形支架之间,检测电机设置在任意一个三角形支架上,辐条式轮毂一端的转轴设置在一端支架上,辐条式轮毂另一端的转轴通过联轴器连接到检测电机。
进一步的,执行电机通过电机架固定在外壳的底板上。
进一步的,检测电机、红外线轴向测距器、执行电机、气动圈、压力应变片和红外线径向测距器均连接到控制器。
进一步的,一种用于辐条式轮毂的校正设备的校正方法,基于上述中任意一项所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备,包括以下步骤:
步骤1,将需要校正的辐条式轮毂安装到校正设备上,检测电机、红外线轴向测距器和红外线径向测距器连接到控制器;检测电机驱动轮毂进行初始化,旋转到角度β为0的初始位置;轮毂上每个辐条螺帽对应一个预设角度,在校正时,检测电机将轮毂旋转至其需要调整的辐条螺帽对准活塞轴的一字改锥;
步骤2,检测电机驱动轮毂旋转360度,轮毂旋转的同时启动红外线轴向测距器与红外线径向测距器,轮毂的变形情况与检测电机旋转角度传递给控制器,记录数据为y1;控制器根据轮毂的变形数据,通过相应算法控制活塞轴与执行电机对轮毂进行校正;
步骤3,待校正完成后,检测电机再次驱动轮毂旋转360度进行变形检测,记录其变形数据为y2;若y2达到设定的目标值,则工作完成;若y2未达到设定的目标值,检测电机重新初始化角度到0,再次进行校正,直到y2达到目标值,完成校正。
进一步的,步骤中活塞轴与执行电机对轮毂进行校正包括以下步骤:
1)控制器控制气动圈启动,使其内部充气,带动活塞轴的动子移动到与辐条螺帽接触的位置,此时安装在应变片安装板上的压力应变片发生形变,产生一次电压信号;
2)检测到电压信号终止输出后,控制器控制执行电机驱动活塞轴旋转360度,若再次检测到电压信号的产生,说明旋转之前活塞轴的动子的一字改锥没有与辐条螺帽上的凹槽配合接触,但经过旋转之后,完成了配合;
3)若执行电机旋转360度之后,没有检测到第二次电压信号,说明旋转之前,活塞轴动子的一字改锥已经与辐条螺帽上的一字凹槽配合接触,则执行电机反方向旋转360度,恢复因旋转造成的对辐条式轮毂的变形,使其变形情况与系统中检测存留的情况一致。
与现有技术相比,本发明有以下技术效果:
现有的调圈工作需要有经验的调圈师借助简单的工具进行调圈,没有工作经验的人难以完成调圈工作,本发明依靠传感器和控制系统自动完成对轮毂的检测和调试对操作人员技术水平要求低;
现有的调圈工作主要依靠熟练工的经验,人的操作因素对校正精度影响较大,本发明通过控制系统精确地对轮毂进行校正,没有人为因素的干扰,校正精度高;
本发明校正过程不需人工干预,非熟练工也可以完成工作,非熟练工的薪资比熟练
工低,减少了人力成本。
附图说明
图1为本发明已装轮毂时的整机主视图;
图2为本发明已装轮毂时的整机侧视图;
图3为本发明执行系统示意图;
图4为活塞轴的工作流程图。
图5为校正机工作流程图。
图中:1.电机架;2.红外线径向测距器;3.轴承座;4.轴承;5.应变片安装板;6.辐条式轮毂;7.辐条螺帽;8.卡簧;9.推力轴承;10.压力应变片;11.气动圈;12.活塞轴;13.执行电机;14.红外线轴向测距器;15.联轴器;16.检测电机;19.外壳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明:
一种用于辐条式轮毂的校正设备,包括执行系统、外壳19、红外线轴向测距器14、红外线径向测距器2、轴承座3、辐条式轮毂6、压力应变片10和检测电机16;外壳19为上端开口的筒状结构,轴承座3为几字形结构,轴承座3开口向下的固定设置在外壳19的内底板上,轴承座3内设置有执行系统;外壳19的开口处设置有水平支架,水平支架上设置有辐条式轮毂6,辐条式轮毂6的轴向与外壳19的底板平行;水平支架上设置有检测电机16,检测电机16用于带动辐条式轮毂6旋转;红外线轴向测距器14设置在外壳19的侧壁上,红外线轴向测距器14的红外线垂直于辐条式轮毂6所在圆盘的边缘;红外线径向测距器2设置在外壳19的内底板上,红外线径向测距器2的红外线对准辐条式轮毂6;
执行系统包括活塞轴12和执行电机13;执行电机13固定设置在外壳19的底板上,活塞轴12连接执行电机13的输出端,且活塞轴12能够伸缩;活塞轴12穿过轴承座3顶部设置,且活塞轴12在辐条式轮毂6正下方;压力应变片10设置在活塞轴12上,用于检测活塞轴12伸缩或旋转过程中的电压信号;当活塞轴12伸长时,活塞轴12的顶部顶在辐条式轮毂6上。
活塞轴12包括定子和动子,定子为套筒状,动子插在定子内,定子和动子为键连接;动子穿过轴承座3的顶部设置,轴承座3上方的动子上自上而下依次套设有卡簧8、推力轴承9、应变片安装板5和气动圈11;动子与轴承座3之间设置有轴承4;气动圈11的下表面顶在轴承座3的顶部,且气动圈与动子间隙配合,气动圈的上表面顶在应变片安装板5的下表面;应变片安装板5固定设置在动子上,推力轴承9通过卡簧8固定在动子上;压力应变片10设置在应变片安装板5上;动子顶端为一字型改锥。
辐条式轮毂6包括轮毂和辐条,辐条以轮毂的中心为起点沿径向辐射连接到轮毂内侧壁,辐条通过辐条螺帽7固定;辐条螺帽7上设置有一字凹槽;一字型改锥能够控制辐条螺帽7松紧。
水平支架为两个三角形支架,两个三角形支架对称的设置在外壳19开口处,辐条式轮毂6设置在两个三角形支架之间,检测电机16设置在任意一个三角形支架上,辐条式轮毂6一端的转轴设置在一端支架上,辐条式轮毂6另一端的转轴通过联轴器15连接到检测电机16。
执行电机13通过电机架1固定在外壳19的底板上。
检测电机16、红外线轴向测距器14、执行电机13、气动圈11、压力应变片10和红外线径向测距器2均连接到控制器。
一种用于辐条式轮毂的校正设备的校正方法,基于上述中任意一项所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备,包括以下步骤:
步骤1,将需要校正的辐条式轮毂安装到校正设备上,检测电机、红外线轴向测距器和红外线径向测距器连接到控制器;检测电机驱动轮毂进行初始化,旋转到角度β为0的初始位置;轮毂上每个辐条螺帽对应一个预设角度,在校正时,检测电机将轮毂旋转至其需要调整的辐条螺帽对准活塞轴的一字改锥;
步骤2,检测电机驱动轮毂旋转360度,轮毂旋转的同时启动红外线轴向测距器与红外线径向测距器,轮毂的变形情况与检测电机旋转角度传递给控制器,记录数据为y1;控制器根据轮毂的变形数据,通过相应算法控制活塞轴与执行电机对轮毂进行校正;
步骤3,待校正完成后,检测电机再次驱动轮毂旋转360度进行变形检测,记录其变形数据为y2;若y2达到设定的目标值,则工作完成;若y2未达到设定的目标值,检测电机重新初始化角度到0,再次进行校正,直到y2达到目标值,完成校正。
步骤2中活塞轴与执行电机对轮毂进行校正包括以下步骤:
1)控制器控制气动圈启动,使其内部充气,带动活塞轴的动子移动到与辐条螺帽接触的位置,此时安装在应变片安装板上的压力应变片发生形变,产生一次电压信号;
2)检测到电压信号终止输出后,控制器控制执行电机驱动活塞轴旋转360度,若再次检测到电压信号的产生,说明旋转之前活塞轴12的动子的一字改锥没有与辐条螺帽7上的凹槽配合接触,但经过旋转之后,完成了配合;
3)若执行电机旋转360度之后,没有检测到第二次电压信号,说明旋转之前,活塞轴动子的一字改锥已经与辐条螺帽上的一字凹槽配合接触,则执行电机反方向旋转360度,恢复因旋转造成的对辐条式轮毂6的变形,使其变形情况与系统中检测存留的情况一致。

Claims (6)

1.一种用于辐条式轮毂的校正设备,其特征在于,包括执行系统、外壳(19)、红外线轴向测距器(14)、红外线径向测距器(2)、轴承座(3)、辐条式轮毂(6)、压力应变片(10)和检测电机(16);外壳(19)为上端开口的筒状结构,轴承座(3)为几字形结构,轴承座(3)开口向下的固定设置在外壳(19)的内底板上,轴承座(3)内设置有执行系统;外壳(19)的开口处设置有水平支架,水平支架上设置有辐条式轮毂(6),辐条式轮毂(6)的轴向与外壳(19)的底板平行;水平支架上设置有检测电机(16),检测电机(16)用于带动辐条式轮毂(6)旋转;红外线轴向测距器(14)设置在外壳(19)的侧壁上,红外线轴向测距器(14)的红外线垂直于辐条式轮毂(6)所在圆盘的边缘;红外线径向测距器(2)设置在外壳(19)的内底板上,红外线径向测距器(2)的红外线对准辐条式轮毂(6);
执行系统包括活塞轴(12)和执行电机(13);执行电机(13)固定设置在外壳(19)的底板上,活塞轴(12)连接执行电机(13)的输出端,且活塞轴(12)能够伸缩;活塞轴(12)穿过轴承座(3)顶部设置,且活塞轴(12)在辐条式轮毂(6)正下方;压力应变片(10)设置在活塞轴(12)上,用于检测活塞轴(12)伸缩或旋转过程中的电压信号;当活塞轴(12)伸长时,活塞轴(12)的顶部顶在辐条式轮毂(6)上;
活塞轴(12)包括定子和动子,定子为套筒状,动子插在定子内,定子和动子为键连接;动子穿过轴承座(3)的顶部设置,轴承座(3)上方的动子上自上而下依次套设有卡簧(8)、推力轴承(9)、应变片安装板(5)和气动圈(11);动子与轴承座(3)之间设置有轴承(4);气动圈(11)的下表面顶在轴承座(3)的顶部,且气动圈与动子间隙配合,气动圈的上表面顶在应变片安装板(5)的下表面;应变片安装板(5)固定设置在动子上,推力轴承(9)通过卡簧(8)和应变片安装板(5)固定在动子上;压力应变片(10)设置在应变片安装板(5)上;动子顶端为一字型改锥;
水平支架为两个三角形支架,两个三角形支架对称的设置在外壳(19)开口处,辐条式轮毂(6)设置在两个三角形支架之间,检测电机(16)设置在任意一个三角形支架上,辐条式轮毂(6)一端的转轴设置在一端支架上,辐条式轮毂(6)另一端的转轴通过联轴器(15)连接到检测电机(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备,其特征在于,辐条式轮毂(6)包括轮毂和辐条,辐条以轮毂的中心为起点沿径向辐射连接到轮毂内侧壁,辐条通过辐条螺帽(7)固定;辐条螺帽(7)上设置有一字凹槽;一字型改锥能够控制辐条螺帽(7)松紧。
3.根据权利要求1所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备,其特征在于,执行电机(13)通过电机架(1)固定在外壳(19)的底板上。
4.根据权利要求1所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备,其特征在于,检测电机(16)、红外线轴向测距器(14)、执行电机(13)、气动圈(11)、压力应变片(10)和红外线径向测距器(2)均连接到控制器。
5.一种用于辐条式轮毂的校正设备的校正方法,其特征在于,基于权利要求1至4中任意一项所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备,包括以下步骤:
步骤1,将需要校正的辐条式轮毂安装到校正设备上,检测电机、红外线轴向测距器和红外线径向测距器连接到控制器;检测电机驱动轮毂进行初始化,旋转到角度β为0的初始位置;轮毂上每个辐条螺帽对应一个预设角度,在校正时,检测电机将轮毂旋转至其需要调整的辐条螺帽对准活塞轴的一字改锥;
步骤2,检测电机驱动轮毂旋转360度,轮毂旋转的同时启动红外线轴向测距器与红外线径向测距器,轮毂的变形情况与检测电机旋转角度传递给控制器,记录数据为y1;控制器根据轮毂的变形数据,通过控制活塞轴与执行电机对轮毂进行校正;
步骤3,待校正完成后,检测电机再次驱动轮毂旋转360度进行变形检测,记录其变形数据为y2;若y2达到设定的目标值,则工作完成;若y2未达到设定的目标值,检测电机重新初始化角度到0,再次进行校正,直到y2达到目标值,完成校正。
6.根据权利要求5所述的一种用于辐条式轮毂的校正设备的校正方法,其特征在于,步骤2中活塞轴与执行电机对轮毂进行校正包括以下步骤:
1)控制器控制气动圈启动,使其内部充气,带动活塞轴的动子移动到与辐条螺帽接触的位置,此时安装在应变片安装板上的压力应变片发生形变,产生一次电压信号;
2)检测到电压信号终止输出后,控制器控制执行电机驱动活塞轴旋转360度,若再次检测到电压信号的产生,说明旋转之前活塞轴(12)的动子的一字改锥没有与辐条螺帽(7)上的凹槽配合接触,但经过旋转之后,完成了配合;
3)若执行电机旋转360度之后,没有检测到第二次电压信号,说明旋转之前,活塞轴动子的一字改锥已经与辐条螺帽上的一字凹槽配合接触,则执行电机反方向旋转360度,恢复因旋转造成的对辐条式轮毂(6)的变形,使其变形情况与系统中检测存留的情况一致。
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