CN110294285B - 一种螺旋输送器快速检测装置及方法 - Google Patents

一种螺旋输送器快速检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种螺旋输送器快速检测装置及方法，该装置包括机架，待测螺旋输送器设置在该机架上；动态采集距离信号的检测机构，包括滑轨、滑台、激光测距传感器和导向顶针，该滑轨安装在机架上，该待测螺旋输送器的轴线平行于该滑轨，该滑台安装在该滑轨上，该激光测距传感器和导向顶针安装在该滑台上，该导向顶针与该待测螺旋输送器的叶片抵接；以及控制显示机构，安装在机架上并分别与该待测螺旋输送器和该检测机构连接，用于控制该检测机构驱动和该待测螺旋输送器旋转，并将该激光测距传感器检测到的距离信号换算为该待测螺旋输送器的轴径向全跳动、螺旋叶片径向全跳动和螺旋叶片螺距误差。本发明还提供了上述螺旋输送器快速检测装置的检测方法。

Description

一种螺旋输送器快速检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种农业机械制造技术，特别是一种螺旋输送器快速检测装置及方法。
背景技术
螺旋输送器结构简单，成本低，运动件为整体式旋转结构，运动可靠性高，是联合收获机上最常用的物料输送装置，一台联合收获机常配置多个螺旋输送器，例如用于将割台切下的物料集中和输送的割台螺旋输送器，用于脱粒完成的含杂物送向清选系统输送的多个分配螺旋输送器，用于籽粒收集的籽粒输送螺旋输送器，用于籽粒升运的升运螺旋输送器，用于杂余输送的杂余螺旋输送器，用于整理粮箱的平仓螺旋输送器和卸粮螺旋输送器等。各个螺旋输送器将各级物料顺畅送运是联合收获机可靠作业的前提，但从目前国内收获机的使用情况来看，螺旋输送器轴断裂、运动卡死、叶片开焊、堵塞、叶片与外壳过度磨损等故障经常发生，螺旋输送器故障是联合收获机停车的重要原因之一。其损坏的根本原因是加工精度低，螺旋输送器叶片的焊接工序主要由人工完成，质量可靠性很难保证。尤其是轴向尺寸较大的螺旋输送器，其螺旋叶片径跳、螺旋输送器轴径跳及螺旋叶片螺距加工精度缺乏可靠检测手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种螺旋输送器快速检测装置及方法，可一次性完成螺旋叶片径向全跳、螺旋输送器轴径向全跳及螺旋叶片螺距误差的检测。
为了实现上述目的，本发明提供了一种螺旋输送器快速检测装置，其中，可一次性完成待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)的检测，所述螺旋输送器快速检测装置包括：
机架，所述待测螺旋输送器设置在所述机架上；
检测机构，用于距离信号的动态采集，包括滑轨、滑台、激光测距传感器和导向顶针，所述滑轨安装在所述机架上，所述待测螺旋输送器的轴线平行于所述滑轨，所述滑台安装在所述滑轨上，所述激光测距传感器和导向顶针安装在所述滑台上，所述导向顶针与所述待测螺旋输送器的叶片抵接；以及
控制显示机构，安装在所述机架上并分别与所述待测螺旋输送器和所述检测机构连接，用于控制所述检测机构驱动和所述待测螺旋输送器旋转，并将所述激光测距传感器检测到的距离信号换算为所述待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)。
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述控制显示机构包括控制器、驱动器和触摸屏，所述驱动器分别与所述控制器和电机连接，所述电机与所述待测螺旋输送器连接，所述控制器分别与所述触摸屏和所述激光测距传感器连接。
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述激光测距传感器包括轴径检测传感器、叶片检测传感器和螺距检测传感器，所述叶片检测传感器安装在所述滑台的上面并相对于所述待测螺旋输送器设置，所述导向顶针位于所述叶片检测传感器上，且所述导向顶针的一端抵接在所述待测螺旋输送器的螺旋叶片上，所述轴径检测传感器位于所述滑台的上面并与所述叶片检测传感器相邻设置，所述螺距检测传感器设置在所述滑台的侧面并位于所述滑轨的轴线上。
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述待测螺旋输送器通过立式轴承座固定在所述机架上。
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述滑轨沿所述机架长度方向设置在所述机架的中间位置，所述待测螺旋输送器平行于所述滑轨设置在所述机架的一侧，所述控制显示机构设置于所述机架的另一侧。
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述待测螺旋输送器的螺旋叶片螺距误差e(P)为：
Figure GDA0002479602730000021
其中，P(t)为任一检测时刻t时的实测螺距；P0为所述待测螺旋输送器的螺旋叶片的螺距；D(t)为任一检测时刻t的所述螺距检测传感器的测量距离值；n0为所述电机为所述待测螺旋输送器的加载转速；
若所述待测螺旋输送器起始检测时刻为t0＝0，完成检测时刻为t1，所述待测螺旋输送器的长度为l0，则：
Figure GDA0002479602730000031
任一检测时刻t的所述螺距检测传感器的测量距离值为D(t)，则t时的实测螺距P(t)为：
Figure GDA0002479602730000032
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述待测螺旋输送器轴的径向全跳动e1为：
Figure GDA0002479602730000033
其中，A(t)为任一时刻t的所述轴径检测传感器的测量距离值，C0为所述轴径检测传感器与待检螺旋输送器轴心线间水平距离值，E0为所述待测螺旋输送器的轴径值。
上述的螺旋输送器快速检测装置，其中，所述待测螺旋输送器的螺旋叶片径向全跳动e2为：
Figure GDA0002479602730000034
其中，B(t)为任一时刻t所述叶片检测传感器的测量距离值，C0为所述叶片检测传感器与待检螺旋输送器轴心线间水平距离值，F0为所述待测螺旋输送器的螺旋叶片外径值。
为了更好地实现上述目标，本发明还提供了一种螺旋输送器快速检测方法，其中，采用上述的螺旋输送器快速检测装置进行检测，包括如下步骤：
S100、测量步骤，电机带动待测螺旋输送器旋转推动导向顶针带动滑台和激光测距传感器沿滑轨运动，控制显示机构实时采集所述激光测距传感器获取的距离信号；
S200、分析步骤，所述控制显示机构的控制器分析处理采集到的所述距离信号，计算得到所述待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)；
S300、决策步骤，根据预先设定的边界条件，所述控制器判断所述待测螺旋输送器是否合格。
上述的螺旋输送器快速检测方法，其中，还包括如下步骤：
S400、人机交互动态显示提醒步骤，所述控制器将所述检测数据和判断结果在所述控制显示机构的触摸屏上实时显示，并与预先设定的所述边界条件实时动态比对显示，以直观展示所述检测数据和判断结果。
本发明的技术效果在于：
本发明可一次性完成螺旋叶片径向全跳、螺旋输送器轴径向全跳及螺旋叶片螺距误差的检测，提高了螺旋输送器的加工质量和工作可靠性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施例的螺旋输送器快速检测装置结构示意图；
图2为本发明一实施例的检测尺寸分布原理图。
其中，附图标记
1 机架
2 待测螺旋输送器
3 皮带
4 带轮
5 电机
6 驱动器
7 控制器
8 触摸屏
9 滑轨
10 螺旋叶片
11 轴径检测传感器
12 导向顶针
13 叶片检测传感器
14 传感器支架
15 滑台
16 螺距检测传感器
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
参见图1，图1为本发明一实施例的螺旋输送器快速检测装置结构示意图。本发明的螺旋输送器快速检测装置，可一次性完成待测螺旋输送器2的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)的检测，所述螺旋输送器快速检测装置包括：机架1，用于待测螺旋输送器2、检测机构和控制显示机构的安装固定和连接支撑；所述待测螺旋输送器2设置在所述机架1上并通过立式轴承座固定在所述机架1上；检测机构，在电机5驱动下完成指定运动，并动态采集激光测距传感器到指定位置的距离信号，包括滑轨9、滑台15、激光测距传感器和导向顶针12，所述滑轨9安装在所述机架1上，所述待测螺旋输送器2的轴线平行于所述滑轨9设置，所述滑台15安装在所述滑轨9上，所述激光测距传感器通过传感器支架14安装在所述滑台15上，导向顶针12安装在滑台15上并与所述待测螺旋输送器2的螺旋叶片10抵接。本实施例的所述滑轨9沿所述机架1长度方向设置在所述机架1的中间位置，所述待测螺旋输送器2平行于所述滑轨9设置在所述机架1的一侧，所述控制显示机构设置于所述机架1的另一侧；以及控制显示机构，安装在所述机架1上并分别与所述待测螺旋输送器2和所述检测机构连接，用于人机交互和控制所述检测机构驱动待测螺旋输送器2旋转并控制检测机构工作，将所述激光测距传感器检测到的距离信号换算为所述待测螺旋输送器2的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)，并在触摸屏8上显示。
其中，所述控制显示机构包括控制器7、驱动器6和触摸屏8，驱动器6和电机5优选为伺服驱动器和伺服电机。所述驱动器6分别与所述控制器7和电机5连接，所述电机5通过皮带3和带轮4与所述待测螺旋输送器2连接，所述控制器7分别与所述触摸屏8和所述激光测距传感器连接。所述激光测距传感器包括轴径检测传感器11、叶片检测传感器13和螺距检测传感器16，所述叶片检测传感器13安装在所述滑台15的上面并相对于所述待测螺旋输送器2设置，所述导向顶针12位于所述叶片检测传感器13上，且所述导向顶针12的一端抵接在所述待测螺旋输送器2的螺旋叶片10上，所述轴径检测传感器11位于所述滑台15的上面并与所述叶片检测传感器13相邻设置，所述螺距检测传感器16设置在所述滑台15的侧面并位于所述滑轨9的轴线上。
当控制系统驱动伺服电机5带动待测螺旋输送器2旋转时，开始记时t0＝0，导向顶针12在螺旋叶片10的推动和滑轨9的约束下沿待测螺旋输送器2轴向移动，设置在滑台15上的轴径检测传感器11实时测量距离值A(t)，设置在滑台15上的叶片检测传感器13实时测量距离值B(t)，并将结果输出到控制器7，控制器7采集距离信息，计算得到螺旋叶片螺距误差e(P)、螺旋输送器轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2的检测结果，并将处理后的数据存储。
参见图2，图2为本发明一实施例的检测尺寸分布原理图。所述测量过程的尺寸检测原理图如附图2所示，所述待测螺旋输送器2的螺旋叶片螺距误差e(P)为：
Figure GDA0002479602730000061
其中，P(t)为任一检测时刻t时的实测螺距；P0为所述待测螺旋输送器2的螺旋叶片10的螺距；D(t)为任一检测时刻t的所述螺距检测传感器16的测量距离值；n0为所述电机5为待测螺旋输送器2的加载转速；
若所述待测螺旋输送器2起始检测时刻为t0＝0，完成检测时刻为t1，所述待测螺旋输送器2的长度为l0，则：
Figure GDA0002479602730000062
任一检测时刻t的所述螺距检测传感器16的测量距离值为D(t)，则t时的实测螺距P(t)为：
Figure GDA0002479602730000063
所述待测螺旋输送器2的轴径向全跳动e1为：
Figure GDA0002479602730000064
其中，A(t)为任一时刻t的所述轴径检测传感器11的测量距离值，C0为所述轴径检测传感器11与待检螺旋输送器轴心线间水平距离值，E0为所述待测螺旋输送器2的轴径值。
所述待测螺旋输送器2的螺旋叶片径向全跳动e2为：
Figure GDA0002479602730000071
其中，B(t)为任一时刻t所述叶片检测传感器13的测量距离值，C0为所述叶片检测传感器13与待检螺旋输送器轴心线间水平距离值，F0为所述待测螺旋输送器2的螺旋叶片10外径值。
本发明的螺旋输送器快速检测方法，采用上述的螺旋输送器快速检测装置进行检测，包括如下步骤：
步骤S100、测量步骤，控制器7向伺服驱动器6发送指令电机5带动待测螺旋输送器2旋转，螺旋叶片10推动导向顶针12带动滑台15和激光测距传感器沿滑轨9移动，激光测距传感器采集运动过程中距离信号的变化，并将采集的数据发送到控制器7，控制显示机构实时采集所述激光测距传感器获取的距离信号；
步骤S200、分析步骤，所述控制显示机构的控制器7分析处理采集到的所述距离信号，计算得到所述待测螺旋输送器2的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片10螺距误差e(P)；
步骤S300、决策步骤，根据预先设定的边界条件，所述控制器7判断所述待测螺旋输送器2是否合格，并将检测结果在触摸屏8上实时显示。
本实施例还可包括如下步骤：
步骤S400、人机交互动态显示提醒步骤，所述控制器7将所述检测数据和判断结果在所述控制显示机构的触摸屏8上实时显示，并与预先设定的所述边界条件实时动态比对显示，以直观展示所述检测数据和判断结果。
本实施例的工作过程如下：第一步，将被检螺旋输送器放置在检测装置上，并调整螺旋输送器的轴相对滑台15的位置D，确保螺旋输送器的轴与滑轨9运动方向平行，使用螺栓通过立式轴承座将螺旋输送器固定；第二步，安装同步带，并通过调整电机5在机架1上的位置适度张紧同步带；第三步，启动检测机构，检测机构控制驱动器6驱动伺服电机5动作，螺旋输送器旋转推动导向顶针12带动滑台15和激光测距传感器沿滑轨9运动，检测机构实时采集激光测距传感器获取的距离信号，并将信号处理转换为检测值(轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P))后在触摸屏8上显示；第四步，完成检测，检测机构驱动电机5动作，使滑轨9及激光测距传感器复位；第五步，从机架1上拆下被检测的待测螺旋输送器2，完成一次检测过程。
本发明可一次性完成螺旋输送器轴全跳动、叶片全跳动和螺旋叶片螺距的检测，提高了螺旋输送器检测效率，检测速度快，检测精度高，提高了螺旋输送器的加工质量和工作可靠性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种螺旋输送器快速检测装置，其特征在于，可一次性完成待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)的检测，所述螺旋输送器快速检测装置包括：
机架，所述待测螺旋输送器设置在所述机架上；
检测机构，用于距离信号的动态采集，包括滑轨、滑台、激光测距传感器和导向顶针，所述滑轨安装在所述机架上，所述待测螺旋输送器的轴线平行于所述滑轨，所述滑台安装在所述滑轨上，所述激光测距传感器和导向顶针安装在所述滑台上，所述导向顶针与所述待测螺旋输送器的叶片抵接；以及
控制显示机构，安装在所述机架上并分别与所述待测螺旋输送器和所述检测机构连接，用于控制所述检测机构驱动和所述待测螺旋输送器旋转，并将所述激光测距传感器检测到的距离信号换算为所述待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)；
其中，所述激光测距传感器包括轴径检测传感器、叶片检测传感器和螺距检测传感器，所述叶片检测传感器安装在所述滑台的上面并相对于所述待测螺旋输送器设置，所述导向顶针位于所述叶片检测传感器上，且所述导向顶针的一端抵接在所述待测螺旋输送器的螺旋叶片上，所述轴径检测传感器位于所述滑台的上面并与所述叶片检测传感器相邻设置，所述螺距检测传感器设置在所述滑台的侧面并位于所述滑轨的轴线上；
所述待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1为：
Figure FDA0002494540250000011
其中，A(t)为任一时刻t的所述轴径检测传感器的测量距离值，C0为所述轴径检测传感器与待检螺旋输送器轴心线间水平距离值，E0为所述待测螺旋输送器的轴径值。
2.如权利要求1所述的螺旋输送器快速检测装置，其特征在于，所述控制显示机构包括控制器、驱动器和触摸屏，所述驱动器分别与所述控制器和电机连接，所述电机与所述待测螺旋输送器连接，所述控制器分别与所述触摸屏和所述激光测距传感器连接。
3.如权利要求1或2所述的螺旋输送器快速检测装置，其特征在于，所述待测螺旋输送器通过立式轴承座固定在所述机架上。
4.如权利要求3所述的螺旋输送器快速检测装置，其特征在于，所述滑轨沿所述机架长度方向设置在所述机架的中间位置，所述待测螺旋输送器平行于所述滑轨设置在所述机架的一侧，所述控制显示机构设置于所述机架的另一侧。
5.如权利要求2所述的螺旋输送器快速检测装置，其特征在于，所述待测螺旋输送器的螺旋叶片螺距误差e(P)为：
Figure FDA0002494540250000021
其中，P(t)为任一检测时刻t时的实测螺距；P0为所述待测螺旋输送器的螺旋叶片的螺距；D(t)为任一检测时刻t的所述螺距检测传感器的测量距离值；n0为所述电机为所述待测螺旋输送器的加载转速；
若所述待测螺旋输送器起始检测时刻为t0＝0，完成检测时刻为t1，所述待测螺旋输送器的长度为l0，则：
Figure FDA0002494540250000022
任一检测时刻t的所述螺距检测传感器的测量距离值为D(t)，则t时的实测螺距P(t)为：
Figure FDA0002494540250000023
6.如权利要求1所述的螺旋输送器快速检测装置，其特征在于，所述待测螺旋输送器的螺旋叶片径向全跳动e2为：
Figure FDA0002494540250000024
其中，B(t)为任一时刻t所述叶片检测传感器的测量距离值，C0为所述叶片检测传感器与待检螺旋输送器轴心线间水平距离值，F0为所述待测螺旋输送器的螺旋叶片外径值。
7.一种螺旋输送器快速检测方法，其特征在于，采用上述权利要求1-6中任意一项所述的螺旋输送器快速检测装置进行检测，包括如下步骤：
S100、测量步骤，电机带动待测螺旋输送器旋转推动导向顶针带动滑台和激光测距传感器沿滑轨运动，控制显示机构实时采集所述激光测距传感器获取的距离信号；
S200、分析步骤，所述控制显示机构的控制器分析处理采集到的所述距离信号，计算得到所述待测螺旋输送器的轴径向全跳动e1、螺旋叶片径向全跳动e2和螺旋叶片螺距误差e(P)；
S300、决策步骤，根据预先设定的边界条件，所述控制器判断所述待测螺旋输送器是否合格，并实时显示检测结果。
8.如权利要求7所述的螺旋输送器快速检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S400、人机交互动态显示提醒步骤，所述控制器将检测数据和判断结果在所述控制显示机构的触摸屏上实时显示，并与预先设定的所述边界条件实时动态比对显示，以直观展示所述检测数据和判断结果。
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