CN108891978A - 辊筒装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辊筒装置，包括：辊筒本体、压力传感器、稳压电路和处理器；压力传感器设置在辊筒本体的表面或辊筒本体的滚轴两端，用于采集辊筒本体承受的压力数据；稳压电路的输入端与压力传感器相连，输出端与处理器相连，用于对压力数据进行稳压处理，并将稳压处理后的压力数据发送至处理器；处理器用于根据稳压处理后的压力数据实时确定并统计辊筒本体承受的压力值。该辊筒装置利用稳压电路保证压力值的稳定，可以实时检测辊筒的工作状态，方便工作人员执行后续监测、使用、或维修等操作。

Description

辊筒装置

技术领域

本发明涉及辊筒技术领域，特别涉及一种辊筒装置。

背景技术

辊筒广泛应用于如圆网印花机、数码打印机，矿山输送设备，造纸、包装机械等各类传动输送系统和分拣输送设备中。

目前，辊筒一般分为驱动辊筒和从动辊筒，无论哪种辊筒，均只是实现输送物品的功能，并不能有效检测辊筒传输物品的情况，也不能有效检测辊筒的工作状态，辊筒功能单一。

发明内容

本发明提供一种辊筒装置，用以解决现有辊筒功能单一的缺陷。

本发明实施例提供的一种辊筒装置，包括：辊筒本体、压力传感器、稳压电路和处理器；

所述压力传感器设置在所述辊筒本体的表面或所述辊筒本体的滚轴两端，用于采集所述辊筒本体承受的压力数据；

所述稳压电路的输入端与所述压力传感器相连，输出端与所述处理器相连，用于对所述压力数据进行稳压处理，并将稳压处理后的压力数据发送至所述处理器；

所述处理器用于根据稳压处理后的压力数据实时确定并统计所述辊筒本体承受的压力值。

在一种可能的实现方式中，所述稳压电路包括：第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、充电电容、第一P型场效应管、第二P型场效应管、第三P型场效应管、第一N型场效应管、第二N型场效应管、第三N型场效应管、第四N型场效应管和第五N型场效应管；

所述第一三极管的发射极与第二三极管的发射极相连；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的基极相连，并与所述第一三极管的集电极相连；所述第一三极管的集电极通过所述第一电阻接地；

所述第二三极管的集电极通过所述第二电阻与所述充电电容的一端相连，所述充电电容的另一端接地；所述充电电容的一端还通过所述第五电阻与所述第四三极管的集电极相连，所述第四三极管的发射极接地；所述第六电阻与所述充电电容并联；

所述第二三极管的集电极还通过所述第三电阻与所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极相连，且所述第三三极管的集电极还通过所述第四电阻与电源相连；所述第三三极管的发射极接地；

所述第二三极管的集电极还与所述第一P型场效应管的栅极相连，所述第一P型场效应管的源极与所述第二P型场效应管的漏极相连；所述第二P型场效应管的源极与所述第三P型场效应管的源极相连并接电源，所述第二P型场效应管的栅极与所述第三P型场效应管的栅极相连、并与所述第三P型场效应管的漏极相连；

所述第一P型场效应管的漏极与所述第一N型场效应管的漏极相连，所述第二P型场效应管的漏极与所述第三N型场效应管的漏极相连，所述第三P型场效应管的漏极与所述第五N型场效应管的漏极相连，所述第二P型场效应管的漏极还与所述第四N型场效应管的漏极相连；

所述第一N型场效应管的栅极与所述第四N型场效应管的栅极和漏极相连，所述第一N型场效应管的源极与所述第二N型场效应管的漏极相连；所述第三N型场效应管的栅极与所述第一N型场效应管的漏极相连；

所述第二N型场效应管的栅极与所述第五N型场效应管的栅极相连；所述第二N型场效应管的源极、所述第三N型场效应管的源极、所述第四N型场效应管的源极和所述第五N型场效应管的源极均接地；

所述第二P型场效应管的漏极还与所述第五三极管的发射极相连，所述第五三极管的集电极与所述第二三极管的发射极相连；所述第七电阻的一端与所述第五三极管的发射极相连，另一端与所述第五三极管的基极相连；

所述第二三极管的发射极作为所述稳压电路的输入端，所述第二三极管的集电极为所述稳压电路的输出端。

在一种可能的实现方式中，所述第一三极管、第二三极管和第五三极管为PNP型三极管，所述第三三极管和第四三极管为NPN型三极管。

在一种可能的实现方式中，所述稳压电路还包括稳压二极管；

所述稳压二极管的负极与所述第二P型场效应管的漏极相连，所述稳压二极管的正极接地。

在一种可能的实现方式中，该辊筒装置还包括转速传感器；

所述转速传感器与所述处理器相连，用于采集所述辊筒本体的转速数据，并将所述转速数据发送至所述处理器。

在一种可能的实现方式中，该辊筒装置还包括无线通信模块；

所述无线通信模块与所述处理器相连，用于与上位机或其他的辊筒装置进行数据传输。

本发明实施例提供的一种辊筒装置，通过压力传感器可以实时确定辊筒的压力数据，并利用稳压电路保证压力值的稳定，减小压力值的波动，降低辊筒震动的影响；该辊筒装置可以实时检测辊筒的工作状态，方便工作人员执行后续监测、使用、或维修等操作。稳压电路通过恒压电路、延时电路和反馈电路等对压力传感器采集的电压进行稳压处理，从而保证稳压电路输出电压的稳定性，电路抗干扰能力强。利用转速传感器方便监控运输速度是否过快；也可监控辊筒是否因故障而暂停。通过无线通信模块将辊筒采集到的数据发送至上位机，可以实现上位机对辊筒的统一管理，提高运输线的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中辊筒装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中辊筒装置的第一电气结构示意图；

图3为本发明实施例中稳压电路的第一电路图；

图4为本发明实施例中稳压电路的第二电路图；

图5为本发明实施例中辊筒装置的第二电气结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种辊筒装置，参见图1和图2所示，该辊筒装置包括：辊筒本体10、压力传感器20、稳压电路30和处理器40。

其中，压力传感器20设置在辊筒本体10的表面或辊筒本体10的滚轴两端，用于采集辊筒本体10承受的压力数据；图1中以压力传感器20设置在辊筒本体10表面为例说明。其中，压力传感器20可以设置在辊筒本体10表面的部分区域，也可以在辊筒本体10的一周均设置压力传感器20，具体可根据实际情况而定。

稳压电路30的输入端与压力传感器20相连，输出端与处理器40相连，用于对压力数据进行稳压处理，并将稳压处理后的压力数据发送至处理器40。

处理器40用于根据稳压处理后的压力数据实时确定并统计辊筒本体10承受的压力值。

由于辊筒在工作过程中会存在震动的情况，且辊筒传输的物品表面也可能凹凸不平，从而导致压力传感器采集的压力数据是一直变化的；本发明实施例中，通过稳压电路对压力传感器20采集的压力数据进行稳压处理，从而可以有效保证检测的压力值的稳定，减小压力波动；之后利用处理器40即可实时统计辊筒本体10承受的压力值，即可实时确定辊筒本体所传输物品的重量，了解辊筒的工作状态。

本发明实施例提供的一种辊筒装置，通过压力传感器可以实时确定辊筒的压力数据，并利用稳压电路保证压力值的稳定，减小压力值的波动，降低辊筒震动的影响；该辊筒装置可以实时检测辊筒的工作状态，方便工作人员执行后续监测、使用、或维修等操作。

本发明另一实施例提供一种辊筒装置，包括上述实施例中的结构，其实现原理以及技术效果参见图1和2对应的实施例。同时，本发明实施例中，参见图3所示，稳压电路30包括：第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第七电阻R7、充电电容C1、第一P型场效应管MP1、第二P型场效应管MP2、第三P型场效应管MP3、第一N型场效应管MN1、第二N型场效应管MN2、第三N型场效应管MN3、第四N型场效应管MN4和第五N型场效应管MN5。

其中，如图3所示，第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的发射极相连；第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的基极相连，并与第一三极管Q1的集电极相连；第一三极管Q1的集电极通过第一电阻R1接地。

第二三极管Q2的集电极通过第二电阻R2与充电电容C1的一端相连，充电电容C1的另一端接地；充电电容C1的一端还通过第五电阻R5与第四三极管Q4的集电极相连，第四三极管Q4的发射极接地；第六电阻R6与充电电容C1并联。

第二三极管Q2的集电极还通过第三电阻R3与第三三极管Q3的基极相连，第三三极管Q3的集电极与第四三极管Q4的基极相连，且第三三极管Q3的集电极还通过第四电阻R4与电源VCC相连；第三三极管Q3的发射极接地。

第二三极管Q2的集电极还与第一P型场效应管MP1的栅极相连，第一P型场效应管MP1的源极与第二P型场效应管MP2的漏极相连；第二P型场效应管MP2的源极与第三P型场效应管MP3的源极相连并接电源VCC，第二P型场效应管MP2的栅极与第三P型场效应管MP3的栅极相连、并与第三P型场效应管MP3的漏极相连。

第一P型场效应管MP1的漏极与第一N型场效应管MN1的漏极相连，第二P型场效应管MP2的漏极与第三N型场效应管MN3的漏极相连，第三P型场效应管MP3的漏极与第五N型场效应管MN5的漏极相连，第二P型场效应管MP2的漏极还与第四N型场效应管MN4的漏极相连。

第一N型场效应管MN1的栅极与第四N型场效应管MN4的栅极和漏极相连，第一N型场效应管MN1的源极与第二N型场效应管MN2的漏极相连；第三N型场效应管MN3的栅极与第一N型场效应管MN1的漏极相连。

第二N型场效应管MN2的栅极与第五N型场效应管MN5的栅极相连；第二N型场效应管MN2的源极、第三N型场效应管MN3的源极、第四N型场效应管MN4的源极和第五N型场效应管MN5的源极均接地。

第二P型场效应管MP2的漏极还与第五三极管Q5的发射极相连，第五三极管Q5的集电极与第二三极管Q2的发射极相连；第七电阻R7的一端与第五三极管Q5的发射极相连，另一端与第五三极管Q5的基极相连。

第二三极管Q2的发射极作为稳压电路30的输入端Vin，第二三极管Q2的集电极为稳压电路30的输出端Vout。

本发明实施例中的稳压电路30的工作过程具体如下：稳压电路30的输入点Vin采集压力传感器输出的电压信号，该电压信号用于表示压力；第一三极管Q1、第二三极管Q2和第一电阻R1组成恒压电路，对该电压信号进行初步稳压；第二电阻R2、充电电容C1和第六电阻R6组成延时电路，利用电容C1的充放电过程减缓稳压电路输出端Vout输出电压的变化。第五电阻R5和第四三极管Q4组成充电电容C1的快速放电回路，第三电阻R3、第三三极管Q3和第四电阻组成控制回路，用于控制第四三极管Q4的导通。具体的，当输入电压Vin比较大时，输出电压Vout也比较大，此时Q3基极电压较大，Q3导通，故Q4基极电压近似为0，Q4不工作，此时充电电容C1只依靠R6实现放电；当电压Vin比较小时，相反的，此时Q4基极电压为VCC，此时Q4导通，故R5和R6并联，且并联后的电阻值会减小，从而增大充电电容C1的放电电流，实现快速放电。通过该快速放电回路可以使得在压力传感器的输出从高电平变为低电平(即从采集到压力值到没有采集到压力值)时，可以快速放掉C1中的电荷，防止充电电容C1电荷量过大导致输出电压Vout过高。可选的，第五电阻的阻值小于第六电阻的阻值，可以更加有效地实现快速放电。

同时，利用场效应管组成反馈电路，进一步保证输出电压Vout的准确性。具体的，第一P型场效应管MP1采集Vout的电压变化，比与第一N型场效应管MN1和第二N型场效应管MN2组成共源共栅电压放大电路，第四N型场效应管MN4用于为MN1提供偏置，该电压放大电路将Vout电压放大，从而放大Vout的电压变化值；放大后的电压被第三N型场效应管MN3反馈至反馈端(图3中的Vreg)；第二P型场效应管MP2和第三P型场效应管MP3组成电流镜，且与第五N型场效应管MN5组成内部校准器，在稳定反馈电压Vreg的同时隔离VDD和Vreg。第五三极管Q5和第七电阻R7组成稳压模块，进一步稳定反馈电压Vreg。

其中，第一三极管Q1、第二三极管Q2和第五三极管Q5为PNP型三极管，第三三极管Q3和第四三极管Q4为NPN型三极管。第二P型场效应管MP2和第三P型场效应管MP3为同型号的场效应管，第二N型场效应管MN2和第五N型场效应管MN5为同型号的场效应管，以保证电流镜的对称性。

本发明实施例中，该稳压电路通过恒压电路、延时电路和反馈电路等对压力传感器采集的电压进行稳压处理，从而保证稳压电路输出电压的稳定性，电路抗干扰能力强。

在上述实施例的基础上，参见图4所示，稳压电路30还包括稳压二极管D1；稳压二极管D1的负极与第二P型场效应管MP2的漏极相连，稳压二极管D1的正极接地。稳压二极管D1进一步稳定反馈电压Vreg，且可以有效保护第五三极管Q5。

在上述实施例的基础上，参见图5所示，该辊筒装置还包括转速传感器50；转速传感器50与处理器40相连，用于采集辊筒本体的转速数据，并将转速数据发送至处理器40。利用转速传感器50采集辊筒的转速，进而结合辊筒的直径即可确定物品的运输速度，方便监控运输速度是否过快；也可监控辊筒是否因故障而暂停。

在上述实施例的基础上，参见图5所示，该辊筒装置还包括无线通信模块60；无线通信模块60与处理器40相连，用于与上位机或其他的辊筒装置进行数据传输。本发明实施例中，通过无线通信模块将辊筒采集到的数据发送至上位机，可以实现上位机对辊筒的统一管理；与其他辊筒装置之间进行数据交互，可以校准本地辊筒的状态是否正常，提高运输线的可靠性。

本发明实施例提供的一种辊筒装置，通过压力传感器可以实时确定辊筒的压力数据，并利用稳压电路保证压力值的稳定，减小压力值的波动，降低辊筒震动的影响；该辊筒装置可以实时检测辊筒的工作状态，方便工作人员执行后续监测、使用、或维修等操作。稳压电路通过恒压电路、延时电路和反馈电路等对压力传感器采集的电压进行稳压处理，从而保证稳压电路输出电压的稳定性，电路抗干扰能力强。利用转速传感器方便监控运输速度是否过快；也可监控辊筒是否因故障而暂停。通过无线通信模块将辊筒采集到的数据发送至上位机，可以实现上位机对辊筒的统一管理，提高运输线的可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种辊筒装置，其特征在于，包括：辊筒本体、压力传感器、稳压电路和处理器；

所述压力传感器设置在所述辊筒本体的表面或所述辊筒本体的滚轴两端，用于采集所述辊筒本体承受的压力数据；

所述稳压电路的输入端与所述压力传感器相连，输出端与所述处理器相连，用于对所述压力数据进行稳压处理，并将稳压处理后的压力数据发送至所述处理器；

所述处理器用于根据稳压处理后的压力数据实时确定并统计所述辊筒本体承受的压力值。

2.根据权利要求1所述的辊筒装置，其特征在于，所述稳压电路包括：第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、充电电容、第一P型场效应管、第二P型场效应管、第三P型场效应管、第一N型场效应管、第二N型场效应管、第三N型场效应管、第四N型场效应管和第五N型场效应管；

所述第一三极管的发射极与第二三极管的发射极相连；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的基极相连，并与所述第一三极管的集电极相连；所述第一三极管的集电极通过所述第一电阻接地；

所述第二三极管的集电极通过所述第二电阻与所述充电电容的一端相连，所述充电电容的另一端接地；所述充电电容的一端还通过所述第五电阻与所述第四三极管的集电极相连，所述第四三极管的发射极接地；所述第六电阻与所述充电电容并联；

所述第二三极管的集电极还通过所述第三电阻与所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极相连，且所述第三三极管的集电极还通过所述第四电阻与电源相连；所述第三三极管的发射极接地；

所述第二三极管的集电极还与所述第一P型场效应管的栅极相连，所述第一P型场效应管的源极与所述第二P型场效应管的漏极相连；所述第二P型场效应管的源极与所述第三P型场效应管的源极相连并接电源，所述第二P型场效应管的栅极与所述第三P型场效应管的栅极相连、并与所述第三P型场效应管的漏极相连；

所述第一P型场效应管的漏极与所述第一N型场效应管的漏极相连，所述第二P型场效应管的漏极与所述第三N型场效应管的漏极相连，所述第三P型场效应管的漏极与所述第五N型场效应管的漏极相连，所述第二P型场效应管的漏极还与所述第四N型场效应管的漏极相连；

所述第一N型场效应管的栅极与所述第四N型场效应管的栅极和漏极相连，所述第一N型场效应管的源极与所述第二N型场效应管的漏极相连；所述第三N型场效应管的栅极与所述第一N型场效应管的漏极相连；

所述第二N型场效应管的栅极与所述第五N型场效应管的栅极相连；所述第二N型场效应管的源极、所述第三N型场效应管的源极、所述第四N型场效应管的源极和所述第五N型场效应管的源极均接地；

所述第二P型场效应管的漏极还与所述第五三极管的发射极相连，所述第五三极管的集电极与所述第二三极管的发射极相连；所述第七电阻的一端与所述第五三极管的发射极相连，另一端与所述第五三极管的基极相连；

所述第二三极管的发射极作为所述稳压电路的输入端，所述第二三极管的集电极为所述稳压电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的辊筒装置，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管和第五三极管为PNP型三极管，所述第三三极管和第四三极管为NPN型三极管。

4.根据权利要求2或3所述的辊筒装置，其特征在于，所述稳压电路还包括稳压二极管；

所述稳压二极管的负极与所述第二P型场效应管的漏极相连，所述稳压二极管的正极接地。

5.根据权利要求1所述的辊筒装置，其特征在于，还包括转速传感器；

所述转速传感器与所述处理器相连，用于采集所述辊筒本体的转速数据，并将所述转速数据发送至所述处理器。

6.根据权利要求1所述的辊筒装置，其特征在于，还包括无线通信模块；

所述无线通信模块与所述处理器相连，用于与上位机或其他的辊筒装置进行数据传输。