CN111776892A - 基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管线收放领域，公开了基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，结构组成如下，卷盘由伺服电机驱动，编码器与伺服电机共轴，管线盘绕在卷盘上，另一端连接在牵引设备上，牵引设备上安装有位移传感器和ZigBee模块，卷盘所在的基座上也安装有ZigBee模块。本发明利用位移传感器实时测算牵引设备的位置，并由ZigBee模块将位置信息实时传递给控制系统，编码器实时测算管线的释放长度，并控制伺服电机的转动，使管线的收放与牵引设备的移动同步。本发明适用于多数需要经常移动且拖拽着软质管线的设备，无论设备如何移动，系统都会自动控制管线的收放长度，使管线的张紧程度始终处在合适的状态。

Description

基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统
技术领域
本发明涉及管线收放领域，特别涉及一种利用ZigBee无线通信实现牵引设备移动同步的管线自动收放系统。
背景技术
在生产车间里，会大量使用电力、气动、液压等设备，这些设备的动力都需要各类管线实现输送，特别是一些需要经常移动的设备，总是会拖拽着电缆、橡胶气管、液压软管等软质管线进行作业。
车间里的工作环境非常复杂，经常堆满了各种设备、工具、工件，还有操作工人行走穿梭，空间比较拥挤。如果不对拖拽的管线进行适当的处理和规整，必然会对正常的生产工作造成不利影响，甚至会引发事故。例如：工人被绷紧的管线绊倒、移动设备时将管线扯断、管线大量盘在地上发生缠绕等。
市面上常见的管线收放装置需要人工操作控制管线的收放长度，占用了劳动力。现在市场需要一种管线收放装置，具有自动收放管线的能力，并能准确地控制管线的收放长度，使管线的张紧程度始终处在合适的状态，收放的管线不会过短导致出现扯伤扯断，也不会过长导致盘在地上发生缠绕。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种管线自动收放系统，使管线的收放与牵引设备的移动同步，使管线收放长度与牵引设备位移量对等。
本发明采用的技术方案如下：基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，包括：卷盘，所述卷盘安装在基座上，所述基座上还安装有第二ZigBee模块和编码器，所述卷盘上盘绕有管线，管线的另一端连接有牵引设备，所述牵引设备上安装有第一ZigBee模块和位移传感器。
进一步的，所述基座上安装有伺服电机与传动箱，所述伺服电机通过传动箱驱动卷盘转动。
进一步的，所述伺服电机与编码器共轴安装在基座上。这样，编码器可以通过测试伺服电机的角位移算出管线的收放长度。
进一步的，所述第一ZigBee模块和第二ZigBee模块信号连接。由第一ZigBee模块收集位移传感器的信息，然后将收集的信息传输至第二ZigBee模块。
进一步的，所述位移传感器由陀螺仪和加速度计组成。
进一步的，所述基座上还安装有导向轮，所述管线穿过导向轮。这样设置，方便管线的收放。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：当牵引设备移动时，卷盘就会自动收放管线，且牵引设备的位移变量与管线收放长度的变量对等，使管线的张紧程度始终处在合适的状态，保证拖拽的管线既不会太紧绷被拉扯，也不会堆积在地上。
附图说明
图1是基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统的结构示意图。
图2是基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统的归零示意图。
图3是基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统的工作示意图。
附图标记：1—卷盘，2—伺服电机，3—传动箱，4—管线，5—牵引设备，6—导向轮，7—编码器，8—位移传感器，9—第一ZigBee模块，10—第二ZigBee模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，本实施例提供一种基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其结构组成如下：
卷盘(1)由伺服电机(2)通过传动箱(3)驱动旋转，编码器(7)与伺服电机(2)共轴安装，卷盘(1)所在的基座上安装有第二ZigBee模块(10)和导向轮(6)。管线(4)盘绕在卷盘(1)上，一端穿过导向轮(6)，连接在牵引设备(5)上。牵引设备(5)上安装有位移传感器(8)和第一ZigBee模块(9)，位移传感器(8)由陀螺仪和加速度计组成，第一ZigBee模块(9)和第二ZigBee模块(10)建立通讯关系。
本实施例中的一种基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统的工作方式如下：
如图2所示，在使用前先对管线自动收放系统进行归零，将牵引设备(5)放在导向轮(6)正前方很近的地方，使管线(4)处于收放量最少的状态。然后系统启动，建立一个坐标系，并将牵引设备(5)现在所处的位置设定为坐标系原点，第一ZigBee模块(9)和第二ZigBee模块(10)建立通讯关系。如图3所示，牵引设备(5)因工作需要自由移动，位移传感器(8)实时测算牵引设备(5)的位移变量，并由第一ZigBee模块(9)将位移变量信息通过无线通讯传递给第二ZigBee模块(10)，控制系统从第二ZigBee模块(10)读取位移变量信息后，计算出牵引设备(5)此时的坐标，同时计算出牵引设备(5)到坐标系原点的直线距离L。编码器(7)实时测算伺服电机(2)的角位移，并由控制系统计算出管线(4)的收放长度。控制系统实时对比直线距离L与管线(4)收放长度之间的差值，并控制伺服电机(2)转动，使管线(4)收放长度与直线距离L始终处于对等状态，这样管线(4)既不会太紧绷被拉扯，也不会堆积在地上。
本系统的工作原理详细分析如下：位移传感器(8)测算出牵引设备(5)的位移变量，然后控制系统计算出牵引设备(5)此时的坐标和牵引设备(5)到坐标系原点的直线距离L。管线(4)最合适的收放长度是导向轮(6)到牵引设备(5)的直线距离加上管线(4)两端下垂贴地的弯曲量，这个弯曲量可以通过预设公式计算。最后通过控制伺服电机(2)转动，使管线(4)收放长度实时等于直线距离L加上弯曲量。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (6)

1.基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其特征在于，包括：卷盘，所述卷盘安装在基座上，所述基座上还安装有第二ZigBee模块和编码器，所述卷盘上盘绕有管线，管线的另一端连接有牵引设备，所述牵引设备上安装有第一ZigBee模块和位移传感器。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其特征在于，所述基座上安装有伺服电机与传动箱，所述伺服电机通过传动箱驱动卷盘转动。
3.根据权利要求2所述的基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其特征在于，所述伺服电机与编码器共轴安装在基座上。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其特征在于，所述第一ZigBee模块和第二ZigBee模块信号连接。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其特征在于，所述位移传感器由陀螺仪和加速度计组成。
6.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的管线自动同步收放系统，其特征在于，所述基座上还安装有导向轮，所述管线穿过导向轮。
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