CN110187141A - 测速装置和测速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测速装置和测速方法，属于速度测量领域。所述测速装置包括基座、金属传感器、收绳轮、非金属绳索和若干金属环；所述金属传感器和所述收绳轮分别设置在所述基座的同一表面上，所述金属传感器上设有第一通孔，所述第一通孔的轴线与所述收绳轮的轴线位于同一平面上且相互垂直；所述若干金属环沿所述非金属绳索的延伸方向间隔设置在所述非金属绳索上，所述非金属绳索的第一端缠绕在所述收绳轮上，所述非金属绳索的第二端穿过所述第一通孔后用于连接测速对象。本发明整个过程不需要测速对象按照设定轨道运动，可适用于各种非往返运动的速度检测，通用性好。

Description

测速装置和测速方法

技术领域

本发明涉及速度测量领域，特别涉及一种测速装置和测速方法。

背景技术

在运动对象的控制系统中，准确获取运动对象的运动速度，可以及时对运动对象的运动状态进行调整。

现有的测速装置是在设定轨道上间隔设置金属条，并在运动对象上安装具有金属检测功能的传感器。控制运动对象按照设定轨道运动，运动对象上的传感器每次接近金属条时都会产生感应信号，基于各个感应信号的产生时间、以及各个金属条之间的距离，即可计算出运动对象的运动速度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

运动对象只有按照设定轨道运动才能测量出运动速度，极大限制了测量对象和测量场景，不具有通用性。

发明内容

本发明实施例提供了一种测速装置和测速方法，能够解决现有技术运动对象必须按照设定轨道运动才能测量运动速度，通用性差的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种测速装置，所述测速装置包括基座、金属传感器、收绳轮、非金属绳索和若干金属环；所述金属传感器和所述收绳轮分别设置在所述基座的同一表面上，所述金属传感器上设有第一通孔，所述第一通孔的轴线与所述收绳轮的轴线位于同一平面上且相互垂直；所述若干金属环沿所述非金属绳索的延伸方向间隔设置在所述非金属绳索上，所述非金属绳索的第一端缠绕在所述收绳轮上，所述非金属绳索的第二端穿过所述第一通孔后用于连接测速对象。

可选地，所述金属传感器为圆筒结构。

进一步地，所述第一通孔的深度为20mm，所述第一通孔的直径与所述非金属绳索的直径之差为15mm。

可选地，所述测速装置还包括前导向管，所述前导向管设置在所述基座设置所述金属传感器的表面上，所述前导向管的轴线与所述第一通孔的轴线重合，所述金属传感器位于所述前导向管和所述收绳轮之间，所述非金属绳索的第二端依次穿过所述第一通孔和所述前导向管后用于连接测速对象。

进一步地，所述前导向管呈喇叭形，喇叭的开口背向所述金属传感器。

可选地，所述测速装置还包括后导向管，所述后导向管设置在所述基座设置所述金属传感器的表面上，所述后导向管的轴线与所述第一通孔的轴线重合，所述后导向管位于所述金属传感器和所述收绳轮之间，所述非金属绳索的第二端依次穿过所述金属传感器和所述第一通孔后用于连接测速对象。

进一步地，所述后导向管靠近收绳轮的一端呈喇叭形。

可选地，所述测速装置还包括刹车装置，所述刹车装置套设在所述收绳轮外。

可选地，所述测速装置还包括显示装置，所述显示装置与所述金属传感器电连接。

另一方面，本发明实施例提供了一种测速方法，所述测速方法包括：

固定基座；

将非金属绳索的第一端缠绕在收绳轮上，所述非金属绳索的第二端穿过金属传感器上的第一通孔后与测速对象连接；

在所述测速对象的运动过程中，设置在所述非金属绳索上的若干金属环依次穿过所述第一通孔，所述金属感应器在所述金属环穿过所述第一通孔时产生感应信号。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在基座上分别设置金属传感器和收绳轮，将设有若干金属环的非金属绳索的一端缠绕在收绳轮上，另一端穿过金属传感器与测速对象连接，当测速对象运动时，非金属绳索上的若干金属环依次穿过金属传感器，金属传感器在金属环穿过时产生感应信号，基于各个感应信号的产生时间、以及各个金属环的间距，即可计算出测速对象的运动速度。整个过程不需要测速对象按照设定轨道运动，可适用于各种非往返运动的速度检测，通用性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种测速装置的主视图；

图2是本发明实施例提供的一种测速装置的俯视图；

图3是本发明实施例提供的测速对象的运动位移和运动时间之间关系的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种测速方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种测速装置。图1为本发明实施例提供的一种测速装置的主视图，图2为本发明实施例提供的一种测速装置的俯视图。参见图1和图2，该测速装置包括基座10、金属传感器20、收绳轮30、非金属绳索40和若干金属环50。金属传感器20和收绳轮30分别设置在基座10的同一表面上，金属传感器20上设有第一通孔21，第一通孔21的轴线与收绳轮30的轴线位于同一平面上且相互垂直。若干金属环50沿非金属绳索40的延伸方向间隔设置在非金属绳索40上，非金属绳索40的第一端缠绕在收绳轮30上，非金属绳索40的第二端穿过第一通孔21后用于连接测速对象。

下面结合图1和图2简单介绍一下测速装置的工作原理。

当测速对象运动时，与测速对象连接的非金属绳索40随之运动，设置在非金属绳索40上的若干金属环50依次穿过金属传感器20上的第一通孔21，金属传感器20在金属环50穿过第一通孔21时产生感应信号，基于各个感应信号的产生时间、以及各个金属环的间距，即可计算出测速对象的运动速度。

本发明实施例通过在基座上分别设置金属传感器和收绳轮，将设有若干金属环的非金属绳索的一端缠绕在收绳轮上，另一端穿过金属传感器与测速对象连接，当测速对象运动时，非金属绳索上的若干金属环依次穿过金属传感器，金属传感器在金属环穿过时产生感应信号，基于各个感应信号的产生时间、以及各个金属环的间距，即可计算出测速对象的运动速度。整个过程不需要测速对象按照设定轨道运动，可适用于各种非往返运动的速度检测，通用性好。

在实际应用中，基座10可以固定在水平面上，也可以固定在墙壁等竖直面上，或者其它倾斜面上，具体可以根据实际场景进行设置。实现时，可以在基座上开设通孔，插入螺栓进行固定。

可选地，金属传感器20可以为圆筒结构，方便非金属绳索从金属传感器中穿过。

进一步地，第一通孔21的深度可以为20mm，第一通孔21的直径与非金属绳索40的直径之差可以为15mm，使得非金属缆绳基本垂直穿过第一通孔，保证金属传感器对非金属缆绳上金属环的有效检测。

更进一步地，非金属绳索40上相邻两个金属环50的间距可以为30mm～50mm，如40mm，一方面避免由于相邻两个金属环的间距太小而导致金属传感器无法准确识别出各个金属环是否接近金属传感器，另一方面避免相邻两个金属环的间距太大而导致检测精度降低。

在实际应用中，如图1和图2所示，基座10的表面上设有一个传感器固定板11和两个收绳轮固定板12。传感器固定板11垂直设置在基板10的表面上，并通过螺栓与金属传感器20固定连接。两个收绳轮固定板12相对且垂直设置在基板10的表面上，并通过分别通过螺栓与金属传感器20固定连接。两个收绳轮固定板12上对应开设有用于固定支撑轴13的孔，支撑轴13的两端分别卡在两个收绳轮固定板12的孔内，收绳轮30套设在支撑轴13外。

可选地，非金属绳索40可以采用尼龙绳，实现成本低。

可选地，金属环50可以采用接线端子的针头。在实际应用中，先将金属环50套设在非金属绳索40上，再用针形压线钳挤压金属环50，即可将金属环50固定在非金属绳索40上。

可选地，该测速装置还可以包括前导向管60，前导向管60设置在基座10设置金属传感器20的表面上，前导向管60的轴线与第一通孔21的轴线重合，金属传感器20位于前导向管60和收绳轮30之间，非金属绳索40的第二端依次穿过第一通孔21和前导向管60后用于连接测速对象。利用前导向管引导非金属绳索在靠近金属传感器处的延伸方向，确保非金属绳索沿第一通孔的轴线方向穿过金属传感器，避免由于测速对象的运动方向与第一通孔的轴线方向相差太远而影响到金属传感器的检测。

进一步地，前导向管60可以呈喇叭形，喇叭的开口背向金属传感器20。通过采用喇叭形的前导向管，可以大大扩展测速对象的运动方向，尽可能减小对测速对象的运动方向的限制，提高测速装置的通用性。

示例性地，前导向管60的长度可以为70mm，前导向管60的开口端的直径可以为50mm～70mm，前导向管60的非开口端的直径可以为5mm～10mm。

在实际应用中，如图1所示，基板10的表面上设有两根细圆钢管14，两根细圆钢管14相对且垂直焊接在基板10的表面上，前导向管60的开口端和非开口端分别与两根细圆钢管14固定连接。

可选地，该测速装置还可以包括后导向管70，后导向管70设置在基座10设置金属传感器20的表面上，后导向管70的轴线与第一通孔21的轴线重合，后导向管70位于金属传感器20和收绳轮30之间，非金属绳索40的第二端依次穿过后导向管70和第一通孔21后用于连接测速对象。通过在收绳轮和金属传感器之间设置后导向管，使得非金属绳索从收绳轮上出来后基本可以正好垂直穿过第一通孔，保证金属传感器对非金属缆绳上金属环的有效检测。

进一步地，后导向管70靠近收绳轮30的一端可以呈喇叭形。非金属绳索在收绳轮上具有一定的排列宽度，后导向管靠近收绳轮的一侧呈喇叭形，有利于适应收绳轮上各个位置的非金属绳索。

示例性地，后导向管70的长度可以为70mm，后导向管70的开口端的直径可以为10mm～20mm，后导向管70的非开口端的直径可以为5mm～10mm。

在实际应用中，如图1所示，基板10的表面上设有两根细圆钢管15，两根细圆钢管15相对且垂直焊接在基板10的表面上，后导向管70的开口端和非开口端分别与两根细圆钢管15固定连接。

可选地，该测速装置还可以包括刹车装置80，刹车装置80套设在收绳轮30外。通过刹车装置及时停止非金属绳索的运动，避免收绳轮的惯性运动而造成测量误差。

示例性地，刹车装置80可以包括套设在收绳轮30外的刹车带。

可选地，该测速装置还可以包括显示装置90，显示装置90与金属传感器20电连接。通过显示装置及时了解测速对象的运动速度，以确定是否进行干预。

示例性地，显示装置90可以包括显示屏。

图3为本发明实施例提供的测速对象的运动位移和运动时间之间关系的示意图。参见图3，测速对象的运动位移基于非金属绳索上相邻两个金属环的间距得到，测速对象的运动时间基于金属传感器产生感应信号的时间得到。基于图3所示的测速对象的运动位移和运动时间曲线，即可得到测速对象的速度曲线、加速度曲线。

本发明实施例提供了一种测速方法，适用于图1和图2所示的测速装置。

图4为本发明实施例提供的一种测速方法的流程图。参见图4，该测速方法包括：

步骤201：固定基座。

步骤202：将非金属绳索的第一端缠绕在收绳轮上，非金属绳索的第二端穿过金属传感器上的第一通孔后与测速对象连接。

步骤203：在测速对象的运动过程中，设置在非金属绳索上的若干金属环依次穿过第一通孔，金属感应器在金属环穿过第一通孔时产生感应信号。

可选地，该测速方法还可以包括：

基于金属感应器产生的感应信号和感应信号的产生时间，计算测速对象的速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测速装置，其特征在于，所述测速装置包括基座(10)、金属传感器(20)、收绳轮(30)、非金属绳索(40)和若干金属环(50)；所述金属传感器(20)和所述收绳轮(30)分别设置在所述基座(10)的同一表面上，所述金属传感器(20)上设有第一通孔(21)，所述第一通孔(21)的轴线与所述收绳轮(30)的轴线位于同一平面上且相互垂直；所述若干金属环(50)沿所述非金属绳索(40)的延伸方向间隔设置在所述非金属绳索(40)上，所述非金属绳索(40)的第一端缠绕在所述收绳轮(30)上，所述非金属绳索(40)的第二端穿过所述第一通孔(21)后用于连接测速对象。

2.根据权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述金属传感器(20)为圆筒结构。

3.根据权利要求2所述的测速装置，其特征在于，所述第一通孔(21)的深度为20mm，所述第一通孔(21)的直径与所述非金属绳索(40)的直径之差为15mm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的测速装置，其特征在于，所述测速装置还包括前导向管(60)，所述前导向管(60)设置在所述基座(10)设置所述金属传感器(20)的表面上，所述前导向管(60)的轴线与所述第一通孔(21)的轴线重合，所述金属传感器(20)位于所述前导向管(60)和所述收绳轮(30)之间，所述非金属绳索(40)的第二端依次穿过所述第一通孔(21)和所述前导向管(60)后用于连接测速对象。

5.根据权利要求4所述的测速装置，其特征在于，所述前导向管(60)呈喇叭形，喇叭的开口背向所述金属传感器(20)。

6.根据权利要求1～3任一项所述的测速装置，其特征在于，所述测速装置还包括后导向管(70)，所述后导向管(70)设置在所述基座(10)设置所述金属传感器(20)的表面上，所述后导向管(70)的轴线与所述第一通孔(21)的轴线重合，所述后导向管(70)位于所述金属传感器(20)和所述收绳轮(30)之间，所述非金属绳索(40)的第二端依次穿过所述金属传感器(20)和所述第一通孔(21)后用于连接测速对象。

7.根据权利要求6所述的测速装置，其特征在于，所述后导向管(70)靠近收绳轮(30)的一端呈喇叭形。

8.根据权利要求1～3任一项所述的测速装置，其特征在于，所述测速装置还包括刹车装置(80)，所述刹车装置(80)套设在所述收绳轮(30)外。

9.根据权利要求1～3任一项所述的测速装置，其特征在于，所述测速装置还包括显示装置(90)，所述显示装置(90)与所述金属传感器(20)电连接。

10.一种测速方法，其特征在于，所述测速方法包括：

固定基座；

将非金属绳索的第一端缠绕在收绳轮上，所述非金属绳索的第二端穿过金属传感器上的第一通孔后与测速对象连接；

在所述测速对象的运动过程中，设置在所述非金属绳索上的若干金属环依次穿过所述第一通孔，所述金属感应器在所述金属环穿过所述第一通孔时产生感应信号。