CN112161561A - 钢丝绳的绳径偏差测量装置和钢丝绳的绳径偏差测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳的绳径偏差测量装置，所述钢丝绳的绳径偏差测量装置包括第一测量部和第二测量部，第一测量部和第二测量部沿待测钢丝绳的径向相对布置，第一测量部包括第一滚轮组件、第一气缸和第一磁尺组件，第一气缸的活塞杆可朝向待测钢丝绳推动第一滚轮组件移动，第一磁尺组件与第一气缸相连，第二测量部包括第二滚轮组件、第二气缸和第二磁尺组件，待测钢丝绳适于夹持在第一滚轮组件和第二滚轮组件之间，第二气缸的活塞杆可朝向待测钢丝绳推动第二滚轮组件，第二磁尺组件与第二气缸相连。本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置可以对钢丝绳全长范围内的绳径偏差进行测量，且测量结果准确，精度高。

Description

钢丝绳的绳径偏差测量装置和钢丝绳的绳径偏差测量方法

技术领域

本发明涉及钢丝绳损伤检测技术领域，尤其涉及一种钢丝绳的绳径偏差测量装置和钢丝绳的绳径偏差测量方法。

背景技术

钢丝绳是由经过特殊处理的高强度钢丝捻制而成，由于它具有良好的挠性、冲击吸能性、相对重量轻、承载能力大、结构多样、规格齐全等优点，因而被广泛应用于煤矿、交通、建筑、旅游、港口等国民经济各主要行业。

钢丝绳在使用过程中，钢丝绳绳径的变化是判断钢丝绳是否磨损报废的指标之一，相关技术中，钢丝绳绳径检测是采用游标卡尺多对钢丝绳的不同部位测量直径，并取平均值作为钢丝绳的实测直径，但是，此种钢丝绳绳径的检测方法实际是采用了抽样检测的方法，不能表征每条钢丝绳全长范围内绳径的实际值，测量结果准确性差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一方面的实施例提出一种钢丝绳的绳径偏差测量装置，该钢丝绳的绳径偏差测量装置可以对钢丝绳的全长范围内的绳径偏差进行测量，且测量结果精度高。

本发明的另一方面的实施例提出一种钢丝绳的绳径偏差测量方法。

根据本发明的第一方面的实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置包括第一测量部和第二测量部，所述第一测量部和所述第二测量部沿待测钢丝绳的径向相对布置，所述第一测量部包括第一滚轮组件、第一气缸和第一磁尺组件，所述第一气缸的活塞杆与所述第一滚轮组件相连且可朝向所述待测钢丝绳推动所述第一滚轮组件移动，所述第一磁尺组件与所述第一气缸相连以用于记录所述第一气缸的活塞杆的位置，所述第二测量部包括第二滚轮组件、第二气缸和第二磁尺组件，所述待测钢丝绳适于夹持在所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件之间且相对于所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件沿所述待测钢丝绳的长度方向可移动，所述第二气缸的活塞杆与所述第二滚轮组件相连且可朝向所述待测钢丝绳推动所述第二滚轮组件，所述第二磁尺组件与所述第二气缸相连以用于记录所述第二气缸的活塞杆移动的位置，所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件相互配合以对所述待测钢丝绳施加压力，其中所述待测钢丝绳在所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件之间沿所述待测钢丝绳的长度方向移动时，通过所述第一磁尺组件记录的所述第一气缸的活塞杆的位置变化和所述第二磁尺组件记录的所述第二气缸的活塞杆的位置变化得到所述待测钢丝绳的绳径偏差。

根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置，通过记录第一气缸的活塞杆和第二气缸的活塞杆的位置变化，从而得到待测钢丝绳的绳径偏差，设计简单合理，使用方便，本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置不仅可以对待测钢丝绳全长范围内的绳径偏差进行测量，并且通过磁尺组件进行测量，测量结果更加准确。

在一些实施例中，所述第一滚轮组件包括第一滚轮和第一滚轮箱，所述第一滚轮可转动地与所述第一滚轮箱相连，所述第一滚轮的外周具有第一弧形凹槽；所述第二滚轮组件包括第二滚轮和第二滚轮箱，所述第二滚轮可转动地与所述第二滚轮箱相连，所述第二滚轮的外周具有第二弧形凹槽，所述待测钢丝绳位于所述第二弧形凹槽和所述第一弧形凹槽之间。

在一些实施例中，钢丝绳的绳径偏差测量装置还包括第一连接杆、第二连接杆、第一导向套和第二导向套，所述第一滚轮箱与所述第一连接杆相连，所述第一导向套设在所述第一连接杆的外周且可限制所述第一连接杆的周向移动；所述第二滚轮箱与所述第二连接杆相连，所述第二导向套设在所述第二连接的外周且可限制所述第二连接杆的周向移动。

在一些实施例中，所述第一气缸和所述第二气缸均为双作用气缸，其中，所述第一气缸包括第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆与所述第一磁尺组件相连，所述第二活塞杆与所述第一滚轮组件相连；所述第二气缸包括第三活塞杆和第四活塞杆，所述第三活塞杆与所述第二滚轮组件相连，所述第四活塞杆与所述第二磁尺组件相连。

在一些实施例中，钢丝绳的绳径偏差测量装置还包括第一供气管路、第一气动比例方向阀、第二供气管路和第二气动比例方向阀，所述第一供气管路与所述第一气缸连通，所述第一气动比例方向阀设在所述第一供气管路上，所述第二供气管路与所述第二气缸连通，所述第二气动比例方向阀设在所述第二供气管路上。

在一些实施例中，所述第一测量部还包括第一力传感器，所述第一力传感器用于检测所述待测钢丝绳对所述第一滚轮组件的第一作用力，所述第二测量部还包括第二力传感器，所述第二力传感器用于检测所述待测钢丝绳对所述第二滚轮组件的第二作用力。

在一些实施例中，钢丝绳的绳径偏差测量装置还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述第一气缸和所述第二气缸的工作行程以及用于接收并处理所述第一力传感器、所述第二力传感器、所述第一磁尺组件和所述第二磁尺组件发出的信号。

在一些实施例中，所述控制装置包括PLC控制站、第一放大器、第二放大器、第一信号接收处理器和第二信号接收处理器，所述第一放大器用以将所述第一力传感器检测到的电压信号转换成电流信号并发送至所述PLC控制站，所述第二放大器用以将所述第二力传感器检测到的电压信号转换成电流信号并发送至所述PLC控制站，所述第一信号接收处理器用以将所述第一磁尺组件的脉冲信号转换成电信号并发送至所述PLC控制站，所述第二信号接收处理器用以将所述第二磁尺组件的脉冲信号转换成电信号并发送至所述PLC控制站。

根据本发明的第二方面的实施例的钢丝绳的绳径偏差测量方法包括以下步骤：

将待测钢丝绳伸入第一滚轮组件和第二滚轮组件之间，所述第一滚轮组件由第一气缸驱动，所述第一气缸包括第一活塞杆和第二活塞杆，所述第二活塞杆与所述第一滚轮组件相连，所述第二滚轮组件由第二气缸驱动，所述第二气缸包括第三活塞杆和第四活塞杆，所述第三活塞杆与所述第二滚轮组件相连；

将所述第一活塞杆和所述第二活塞杆调节至第一极限位置，将所述第三活塞杆和所述第四活塞杆调节至第二极限位置；所述第一活塞杆和所述第二活塞杆朝向所述第二滚轮移动，直至第一力传感器检测到的所述待测钢丝绳对所述第一滚轮组件的作用力大于等于F1，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆停止运动，第一磁尺组件记录所述第一活塞杆的初始位置 S_Z0并发送至PLC控制站；所述第三活塞杆和所述第四活塞杆朝向所述第一滚轮组件移动，直至第二力传感器检测到的所述待测钢丝绳对所述第二滚轮组件的作用力大于等于F2，所述第三活塞杆和所述第四活塞杆停止运动，第二磁尺组件记录所述第四活塞杆的初始位置 S_Y0并发送至所述PLC控制站；待测钢丝绳沿其长度方向移动，第一磁尺组件记录所述第一活塞杆的实际位置S_Z，第二磁尺组件记录所述第四活塞杆的实际位置S_Y；PLC控制站根据公式S＝(S_Z-S_Z0)+(S_Y-S_Y0)，计算出钢丝绳绳径的实际偏差值S。

在一些实施例中，当所述PLC控制站计算出的钢丝绳绳径的实际偏差值S大于钢丝绳绳径允许的最大偏差时，所述PLC控制站发出报警。

在一些实施例中，在记录所述第一活塞杆的实际位置S_Z和所述第四活塞杆的实际位置 S_Y过程中，所述PLC控制站每个PLC扫描周期对记录结果存储一次。

附图说明

图1是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的示意图；

图2a是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一滚轮组件的主视图；

图2b是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第二滚轮组件的主视图；

图3是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一滚轮组件的侧视图；

图4是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一滚轮组件的剖视图；

图5是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一连接杆的主视图；

图6是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一连接杆的俯视图；

图7是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一连接杆的侧视图；

图8是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一导向套的侧视图；

图9是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一导向套的仰视图；

图10是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一连接板的主视图；

图11是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的第一连接板的侧视图；

图12是根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置的控制装置的示意图；

附图标记：

待测钢丝绳1，第一滚轮组件2，第一滚轮201，第一弧形凹槽2011，第一滚轮箱202，第一滚轮轴203，第一轴承204，第一锁紧螺母205，第一定位套206，第一安装槽207，第一连接杆3，第一导向套4，第一力传感器5，第一气缸6，第一活塞杆61，第二活塞杆 62，第一连接板7，第一磁尺8，第一磁头9，第一气动比例方向阀10，第一供气管路11，第二滚轮组件12，第二滚轮1201，第二弧形凹槽12011，第二滚轮箱1202，第二连接杆 13，第二导向套14，第二力传感器15，第二气缸16，第三活塞杆161，第四活塞杆162，第二连接板17，第二磁尺18，第二磁头19，第二气动比例方向阀20，第二供气管路21， PLC控制站22，第一放大器23，第二放大器24，第一信号接收处理器25，第二信号接收处理器26。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置包括第一测量部和第二测量部，第一测量部和第二测量部沿待测钢丝绳1的径向相对布置。

如图1所示，第一测量部包括第一滚轮组件2、第一气缸6和第一磁尺组件，第一气缸 6的活塞杆与所第一滚轮组件2相连，且第一气缸6的活塞杆可朝向待测钢丝绳1推动第一滚轮组件2移动。第一磁尺组件与第一气缸6相连以用于记录第一气缸6的活塞杆的位置。

同样地，第二测量部包括第二滚轮组件12、第二气缸16和第二磁尺组件，第二气缸16的活塞杆与第二滚轮组件12相连，且第二气缸16的活塞杆可朝向待测钢丝绳1推动第二滚轮组件12。第二磁尺组件与第二气缸16相连以用于记录第二气缸16的活塞杆移动的位置。

待测钢丝绳1适于夹持在第一滚轮组件2和第二滚轮组件12之间，并且待测钢丝绳1 相对于第一滚轮组件2和第二滚轮组件12沿待测钢丝绳1的长度方向可移动，第一滚轮组件2和第二滚轮组件12相互配合以对待测钢丝绳1施加压力。其中待测钢丝绳1在第一滚轮组件2和第二滚轮组件12之间沿待测钢丝绳1的长度方向移动时，通过第一磁尺组件记录的第一气缸6的活塞杆的位置变化和第二磁尺组件记录的第二气缸16的活塞杆的位置变化得到待测钢丝绳1的绳径偏差。

可以理解的是，第一气缸6通过第一滚轮组件2对待测钢丝绳1施加压力，第二气缸16通过第二滚轮组件12对待测钢丝绳1施加压力，当待测钢丝绳1在自身的长度方向上移动时，钢丝绳的绳径可能发生变化，第一气缸6的活塞杆和第二气缸16的活塞杆的位置会随钢丝绳的绳径发生变化，第一磁尺组件记录第一气缸6的活塞杆的位置变化，第二磁尺组件记录第二气缸16的活塞杆的位置变化，通过计算第一气缸6和第二气缸16的位置变化，即可得到待测钢丝绳1的绳径偏差。

根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置，通过记录第一气缸6的活塞杆和第二气缸16的活塞杆的位置变化，从而得到待测钢丝绳1的绳径偏差，设计简单合理，使用方便，并且相对于现有技术，本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量装置不仅可以对待测钢丝绳1全长范围内的绳径偏差进行测量，并且通过磁尺组件进行测量，测量结果更加准确。

如图2a所示，在一些实施例中，第一滚轮组件2包括第一滚轮201和第一滚轮箱202，第一滚轮201可转动地与第一滚轮箱202相连，第一滚轮201的外周具有第一弧形凹槽2011。

如图2b所示，第二滚轮组件12包括第二滚轮1201和第二滚轮箱1202，第二滚轮1201 可转动地与第二滚轮箱1202相连，第二滚轮1201的外周具有第二弧形凹槽12011，待测钢丝绳1位于第二弧形凹槽12011和第一弧形凹槽2011之间。

需要说明的是，为了进一步提高的测量结果的精确度，第一弧形凹槽2011与待测钢丝绳1相匹配，第二弧形凹槽12011与待测钢丝绳1相匹配，换言之，第一弧形凹槽2011的横截面圆弧半径与待测钢丝绳1的绳径相匹配，第二弧形凹槽12011的横截面的圆弧半径与待测钢丝绳1的绳径相匹配，保证待测钢丝绳1的两侧分别与第一弧形凹槽2011和第二弧形凹槽12011完全接触。

如图3和图4所示，具体地，第一滚轮组件2还包括第一滚轮轴203、第一轴承204、第一定位套206和第一锁紧螺母205，第一滚轮轴203的第一端伸入并贯穿第一滚轮箱202，第一滚轮轴203还贯穿第一滚轮201，第一轴承204设在第一滚轮箱202内，第一定位套 206设在第一滚轮轴203的第一端，从而对第一滚轮轴203的第一端进行定位，第一锁紧螺母205从第一滚轮箱202的外侧与第一滚轮轴203的第一端配合将其锁紧，从而使得第一滚轮201可转动地设在第一滚轮箱202内。

同样地，第二滚轮组件12还包括第二滚轮轴、第二轴承、第二定位套和第二锁紧螺母，第二滚轮轴的第一端伸入并贯穿第二滚轮箱1202，第二滚轮轴还贯穿第二滚轮1201，第二轴承设在第二滚轮箱1202内，第二定位套设在第二滚轮轴的第一端，从而对第二滚轮轴的第一端进行定位，第二锁紧螺母从第二滚轮箱1202的外侧与第二滚轮轴的第一端配合将其锁紧，从而使得第二滚轮1201可转动地设在第二滚轮箱1202内。

在一些实施例中，钢丝绳的绳径偏差测量装置还包括第一连接杆3、第二连接杆13、第一导向套4和第二导向套14，第一滚轮箱202与第一连接杆3相连，第一导向套4设在第一连接杆3的外周且可限制第一连接杆3的周向移动，第二滚轮箱1202与第二连接杆 13相连，第二导向套14设在第二连接的外周且可限制第二连接杆13的周向移动。

如图5-图9所示，具体地，第一滚轮箱202上设有用于安装第一连接杆3的第一安装槽207，第一连接杆3的第一端为扁平的板状结构，用以插入到第一安装槽207内，第一安装槽207和第一连接杆3的第一端设有相对应的通孔，第一安装槽207和第一连接杆3 通过螺栓和螺母连接并固定，第一连接杆3杆的外周壁上设有花键齿，第一导向套4内设有与之相匹配的花键槽，第一导向套4套设在第一连接杆3的外周，从而限制第一连接杆 3的周向移动和转动。

具体地，第二滚轮箱1202上设有用于安装第二连接杆13的第二安装槽，第二连接杆 13的第一端为扁平的板状结构，用以插入到第二安装槽内，第二安装槽和第二连接杆13的第一端设有相对应的通孔，第二安装槽和第二连接杆13通过螺栓和螺母连接并固定，第二连接杆13杆的外周壁上设有花键齿，第二导向套14内设有与之相匹配的花键槽，第二导向套14套设在第二连接杆13的外周，从而限制第二连接杆13的周向移动和转动。

如此设置，第一滚轮箱202和第二滚轮箱1202分别受到第一气缸6和第二气缸16施加的作用力后，只能沿第一连接杆3和第二连接杆13的长度方向移动，不能发生其他形式的移动，提高了对待测钢丝绳1的绳径偏差的测量精度。

在一些实施例中，第一气缸6和所述第二气缸16均为双作用气缸，更具体地，第一气缸6和第二气缸16均为双活塞杆形双作用气缸，此类气缸的特点是活塞两侧的受压面积相等,两侧活塞杆的运动行程和输出力是相等的。

如图1所示，进一步地，第一气缸6包括第一活塞杆61和第二活塞杆62，第一活塞杆61与第一磁尺组件相连，第二活塞通过第一连接杆3与第一滚轮组件2相连；第二气缸16 包括第三活塞杆161和第四活塞杆162，第三活塞杆161通过第二连接杆13与第二滚轮组件12相连，第四活塞杆162与第二磁尺组件相连。

由于双作用气缸两个活塞杆的运动行程相同，第一磁尺组件记录第一活塞杆61的位置变化等同于记录第二活塞杆62的位置变化，同时也是记录待测钢丝绳1的一侧的绳径偏差，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的位置变化等同于记录第三活塞杆161的位置变化，同时也是记录待测钢丝绳1另一侧的绳径偏差。

如图10和图11所示，具体地，第一磁尺组件包括第一磁头9和第一磁尺8，第一磁尺组件与第一活塞杆61通过第一连接板7连接，第一活塞杆61的横截面形状为方形，第一连接板7的一端设有与第一活塞杆61相匹配的方形通孔，第一连接板7的另一端设有圆形通孔，第一活塞杆61的一端伸入第一连接板7的方形通孔内，并通过螺栓相对固定，第一磁头9通过圆形通孔与第一连接板7固定连接，第一磁尺8穿过第一磁头9内部的中心通孔。

同样地，第二磁尺组件包括第二磁头19和第二磁尺18，第二磁尺组件与第二活塞杆 62通过第二连接板17连接，第二活塞杆62的横截面形状为方形，第二连接板17的一端设有与第二活塞杆62相匹配的方形通孔，第二连接板17的另一端设有圆形通孔，第二活塞杆62的一端伸入第二连接板17的方形通孔内，并通过螺栓相对固定，第二磁头19通过圆形通孔与第二连接板17固定连接，第二磁尺18穿过第二磁头19内部的中心通孔。

在一些实施例中，钢丝绳的绳径偏差测量装置还包括第一供气管路11、第一气动比例方向阀10、第二供气管路21和第二气动比例方向阀20，第一供气管路11与第一气缸6连通，第一气动比例方向阀10设在第一供气管路11上，第二供气管路21与第二气缸16连通，第二气动比例方向阀20设在第二供气管路21上。

第一气动比例方向阀10用于调节通入第一气缸6的气体压力，从而控制第一活塞杆61 和第二活塞杆62动作，第二气动比例方向阀20用于调节通入第二气缸16的气体压力，从而控制第三活塞杆161和第四活塞杆162动作。

在一些实施例中，第一测量部还包括第一力传感器5，第一力传感器5的两端均为螺杆，第一连接杆3的第二端和第二活塞杆62的外端面均开设有螺纹孔，第一力传感器5设在第一连接杆3与第二活塞杆62之间，第一力传感器5用于检测待测钢丝绳1对第一滚轮组件 2的第一作用力。

同样地，第二测量部还包括第二力传感器15，第二力传感器15的两端均为螺杆，第二连接杆13的第二端和第三活塞杆161的外端面均开设有螺纹孔，第二力传感器15设在第二连接杆13与第三活塞杆161之间，第二力传感器15用于检测待测钢丝绳1对第二滚轮组件12的第二作用力。

可以理解的是，第一力传感器5还可以设在第一连接杆3与第一滚轮组件2之间，第二力传感器15还可以设在第二连接杆13与第二滚轮组件12之间，只要可以测量第一作用力和第二作用力即可，由此，可以实时监控第一气缸6对第一滑轮组件施加的压力和第二气缸16对第二滑轮组件施加的压力，可以对压力更好的控制，防止钢丝绳受力过大发生形变，影响测量结果。

在一些实施例中，钢丝绳的绳径偏差测量装置还包括控制装置，控制装置用于控制第一气缸6和第二气缸16的工作行程以及用于接收并处理第一力传感器5、第二力传感器15、第一磁尺组件和第二磁尺组件发出的信号。

如图12所示，具体地，控制装置包括PLC控制站22、第一放大器23、第二放大器24、第一信号接收处理器25和第二信号接收处理器26，第一放大器23用以将第一力传感器5 检测到的电压信号转换成电流信号并发送至PLC控制站22，第二放大器24用以将第二力传感器15检测到的电压信号转换成电流信号并发送至PLC控制站22，第一信号接收处理器25用以将第一磁尺组件的脉冲信号转换成电信号并发送至PLC控制站22，第二信号接收处理器26用以将第二磁尺组件的脉冲信号转换成电信号并发送至PLC控制站22。

下面参考附图描述根据本发明的一些具体示例的钢丝绳的绳径偏差测量装置。

如图1所示，钢丝绳的绳径偏差测量装置包括第一测量部和第二测量部，待测钢丝绳 1设在第一测量部和第二测量部之间。

第一测量部包括沿远离待测钢丝绳1的方向依次设置的第一滚轮组件2、第一连接杆3、第一导向套4、第一力传感器5、第一气缸6和第一磁尺组件，第二测量部包括沿远离待测钢丝绳1的方向依次设置的第二滚轮组件12、第二连接杆13、第二导向套14、第二力传感器15、第二气缸16和第二磁尺组件。

其中第一滚轮组件2和第二滚轮组件12用于夹持待测钢丝绳1，第一气缸6通过第一连接杆3对第一滚轮组件2施加压力，第二气缸16通过第二连接杆13对第二滚轮组件12施加压力，第一导向套4套设在第一连接杆3的外周，以限制其周向移动，第二导向套14 套设在第二连接杆13的外周，以限制其周向移动。

第一磁尺组件包括第一磁尺8和第一磁头9，第一气缸6包括第一活塞杆61和第二活塞杆62，第一磁头9通过第一连接板7与第一活塞杆61相连，第一磁尺8穿过第一磁头9 内部中心孔，第二活塞杆62与第一力传感器5螺纹连接，第一力传感器5与第一连接杆3 螺纹连接，第一连接杆3与第一滚轮组件2通过螺栓连接。

第二磁尺组件包括第二磁尺18和第二磁头19，第二气缸16包括第三活塞杆161和第四活塞杆162，第二磁头19通过第二连接板17与第四活塞杆162相连，第二磁尺18穿过第二磁头19内部中心孔，第三活塞杆161与第二力传感器15螺纹连接，第二力传感器15 与第二连接杆13螺纹连接，第二连接杆13与第二滚轮组件12通过螺栓连接。第一磁尺组件和第二磁尺组件的检测精度优选为1μm，检测精度高，测量结果准确。

第一气缸6通过第一供气管路11供气，第二气缸16通过第二供气管路21供气，第一供气管路11上设有第一气动比例方向阀10，第二供气管路21上设有第二气动比例方向阀20，第一气动比例方向阀10和第二气动比例方向阀20分别用于调节通入第一气缸6和第二气缸16内的气体压力。

如图12所示，钢丝绳的绳径偏差测量装置包括控制装置，控制装置包括PLC控制站22、第一放大器23、第二放大器24、第一信号接收处理器25和第二信号接收处理器26， PLC控制站22控制第一气动比例方向阀10和第二气动比例方向阀20，并且通过第一放大器23接收第一力传感器5发出的信号，通过第二放大器24接收第二力传感器15发出的信号，通过第一信号接收处理器25接收第一磁尺组件发出的信号，通过第二信号接收处理器 26接收第二磁尺组件发出的信号，并对这些信号进行分析处理，并最终计算得出钢丝绳的绳径偏差值S。

根据本发明实施例的钢丝绳的绳径偏差测量方法包括以下步骤：

将待测钢丝绳1伸入第一滚轮组件2和第二滚轮组件12之间，第一滚轮组件2由第一气缸6驱动，第一气缸6包括第一活塞杆61和第二活塞杆62，第二活塞杆62与第一滚轮组件2相连，第二滚轮组件12由第二气缸16驱动，第二气缸16包括第三活塞杆161和第四活塞杆162，第三活塞杆161与第二滚轮组件12相连；

将第一活塞杆61和第二活塞杆62调节至第一极限位置，将第三活塞杆161和第四活塞杆162调节至第二极限位置；

第一活塞杆61和第二活塞杆62朝向第二滚轮组件12移动，直至第一力传感器5检测到的待测钢丝绳1对第一滚轮组件2的作用力大于等于F1，第一活塞杆61和第二活塞杆62停止运动，第一磁尺组件记录第一活塞杆61的初始位置S_Z0并发送至PLC控制站22；

第三活塞杆161和第四活塞杆162朝向第一滚轮组件2移动，直至第二力传感器15检测到的待测钢丝绳1对第二滚轮组件12的作用力大于等于F2，第三活塞杆161和第四活塞杆162停止运动，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的初始位置S_Y0并发送至PLC控制站22；

待测钢丝绳1沿其长度方向移动，第一磁尺组件记录第一活塞杆61的实际位置S_Z，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的实际位置S_Y；

PLC控制站22根据公式S＝(S_Z-S_Z0)+(S_Y-S_Y0)，计算出钢丝绳绳径的实际偏差值S。

可以理解的是，待测钢丝绳1位于第一滚轮组件2的第一滚轮201和第二滚轮组件12 的第二滚轮1201之间，第一气缸6通过第二活塞杆62给第一滚轮组件2施加压力，第二气缸16通过第三活塞杆161给第二滚轮组件12施加压力，使得第一滚轮201和第二滚轮 1201将待测钢丝绳1夹紧，以提高测量精度。

在本实施例中，第一极限位置和第二极限位置均指气缸的活塞位于远离待测钢丝绳1 的一侧，且无法继续移动，如图所示，第一气缸6位于左侧，第一极限位置指第一气缸6的活塞位于第一气缸6的最左端，同理，第二极限位置指第二气缸16的活塞位于第二气缸16的最右端。

进一步地，第一活塞杆61和第二活塞杆62向右移动，直至第一力传感器5检测到的值大于等于F1，第一气缸6停止运动，保持位置不变，第一磁尺组件记录第一活塞杆61 的位置为S_Z0，之后第三活塞杆161和第四活塞杆162向左运动，直至第二力传感器15检测到的值大于等于F2，第二气缸16停止运动，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的位置为S_Y0，需要说明的是，F1应小于等于F2，当第二气缸16对第二滚轮1201施加的压力与 F1相等后，第一气缸6对第一滚轮201施加的压力随第二气缸16对第二滚轮组件12施加的压力的增加而增加，始终处于平衡状态，直至第二气缸16对第二滚轮组件12施加的力达到F2，第一滚轮组件2和第二滚轮组件12将待测钢丝绳1夹紧。需要说明的,F1和F2 的值不宜过大，否则容易导致钢丝绳变形，影响测量结果，在一些具体的实施例中，F1的值为5N，F2的值为10N。

之后待测钢丝绳1沿其长度方向移动，当待测钢丝绳1的绳径出现偏差后，如绳径减小，第一活塞杆61和第二活塞杆62向右伸出一定的距离，第一磁尺组件记录第一活塞杆61的实际位置S_Z，第三活塞杆161和第四活塞杆162向左伸出一定的距离，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的实际位置S_Y，最终PLC控制站22根据公式S＝(S_Z-S_Z0)+(S_Y-S_Y0)，计算出钢丝绳绳径的实际偏差值S。

在一些实施例中，当PLC控制站22计算出的钢丝绳绳径的实际偏差值S大于钢丝绳绳径允许的最大偏差时，PLC控制站22发出报警，以提醒相关人员，此钢丝绳不符合标准，存在安全隐患。

在一些实施例中，在测量第一活塞杆61的实际位置S_Z和所述第四活塞杆162的实际位置S_Y过程中，每个PLC扫描周期对测量结果存储一次。PLC扫描周期是PLC的一个重要指标，小型PLC的扫描周期一般为十几毫秒到几十毫秒,PLC的扫描周期长短取决于扫描速度和用户程序的长短。可以理解的是，在待测钢丝绳1的运动过程中，本装置可以对其进行多次测量，且两次测量的时间间隔很短，从而可以对待测钢丝绳1的全长进行连续检测，检测结果准确可靠。

下面描述根据本发明的一些具体示例的钢丝绳的绳径偏差测量方法。

首先，将待测钢丝绳1伸入第一滚轮201和第二滚轮1201之间并保持静止，再将第一活塞杆61和第二活塞杆62调节至第一极限位置，将第三活塞杆161和第四活塞杆162调节至第二极限位置。

第二活塞杆62向右伸出，当第一力传感器5检测到的实际值大于等于5N时，第一气缸6停止运动，第一磁尺组件记录此时第一活塞杆61的位置为S_Z0，第三活塞杆161向左伸出，当第二力传感器15检测到的值大于等于10N，第二气缸06停止运动，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的位置为S_Y0。

之后，待测钢丝绳1开始移动，第一磁尺组件记录第一活塞杆61的实际位置为S_Z，第二磁尺组件记录第四活塞杆162的实际位置为S_Y，PLC控制站22每个PLC扫描周期对记录结果存储一次。

PLC控制站22计算绳径偏差值S，当计算结果超出钢丝绳的绳径允许偏差时，PLC控制站22向操作人员发出报警，告知操作人员绳径超差。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，包括：

第一测量部和第二测量部，所述第一测量部和所述第二测量部沿待测钢丝绳的径向相对布置，所述第一测量部包括第一滚轮组件、第一气缸和第一磁尺组件，所述第一气缸的活塞杆与所述第一滚轮组件相连且可朝向所述待测钢丝绳推动所述第一滚轮组件移动，所述第一磁尺组件与所述第一气缸相连以用于记录所述第一气缸的活塞杆的位置；

所述第二测量部包括第二滚轮组件、第二气缸和第二磁尺组件，所述待测钢丝绳适于夹持在所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件之间且相对于所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件沿所述待测钢丝绳的长度方向可移动，所述第二气缸的活塞杆与所述第二滚轮组件相连且可朝向所述待测钢丝绳推动所述第二滚轮组件，所述第二磁尺组件与所述第二气缸相连以用于记录所述第二气缸的活塞杆移动的位置，

所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件相互配合以对所述待测钢丝绳施加压力，其中所述待测钢丝绳在所述第一滚轮组件和所述第二滚轮组件之间沿所述待测钢丝绳的长度方向移动时，通过所述第一磁尺组件记录的所述第一气缸的活塞杆的位置变化和所述第二磁尺组件记录的所述第二气缸的活塞杆的位置变化得到所述待测钢丝绳的绳径偏差。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，所述第一滚轮组件包括第一滚轮和第一滚轮箱，所述第一滚轮可转动地与所述第一滚轮箱相连，所述第一滚轮的外周具有第一弧形凹槽；

所述第二滚轮组件包括第二滚轮和第二滚轮箱，所述第二滚轮可转动地与所述第二滚轮箱相连，所述第二滚轮的外周具有第二弧形凹槽，所述待测钢丝绳位于所述第二弧形凹槽和所述第一弧形凹槽之间。

3.根据权利要求2所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，还包括第一连接杆、第二连接杆、第一导向套和第二导向套，

所述第一滚轮箱与所述第一连接杆相连，所述第一导向套设在所述第一连接杆的外周且可限制所述第一连接杆的周向移动；

所述第二滚轮箱与所述第二连接杆相连，所述第二导向套设在所述第二连接的外周且可限制所述第二连接杆的周向移动。

4.根据权利要求1所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，所述第一气缸和所述第二气缸均为双作用气缸，其中，

所述第一气缸包括第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆与所述第一磁尺组件相连，所述第二活塞杆与所述第一滚轮组件相连；

所述第二气缸包括第三活塞杆和第四活塞杆，所述第三活塞杆与所述第二滚轮组件相连，所述第四活塞杆与所述第二磁尺组件相连。

5.根据权利要求4所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，还包括第一供气管路、第一气动比例方向阀、第二供气管路和第二气动比例方向阀，所述第一供气管路与所述第一气缸连通，所述第一气动比例方向阀设在所述第一供气管路上，所述第二供气管路与所述第二气缸连通，所述第二气动比例方向阀设在所述第二供气管路上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，所述第一测量部还包括第一力传感器，所述第一力传感器用于检测所述待测钢丝绳对所述第一滚轮组件的第一作用力，

所述第二测量部还包括第二力传感器，所述第二力传感器用于检测所述待测钢丝绳对所述第二滚轮组件的第二作用力。

7.根据权利要求6所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述第一气缸和所述第二气缸的工作行程以及用于接收并处理所述第一力传感器、所述第二力传感器、所述第一磁尺组件和所述第二磁尺组件发出的信号。

8.根据权利要求7所述的钢丝绳的绳径偏差测量装置，其特征在于，所述控制装置包括PLC控制站、第一放大器、第二放大器、第一信号接收处理器和第二信号接收处理器，所述第一放大器用以将所述第一力传感器检测到的电压信号转换成电流信号并发送至所述PLC控制站，所述第二放大器用以将所述第二力传感器检测到的电压信号转换成电流信号并发送至所述PLC控制站，所述第一信号接收处理器用以将所述第一磁尺组件的脉冲信号转换成电信号并发送至所述PLC控制站，所述第二信号接收处理器用以将所述第二磁尺组件的脉冲信号转换成电信号并发送至所述PLC控制站。

9.一种钢丝绳的绳径偏差测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待测钢丝绳伸入第一滚轮组件和第二滚轮组件之间，所述第一滚轮组件由第一气缸驱动，所述第一气缸包括第一活塞杆和第二活塞杆，所述第二活塞杆与所述第一滚轮组件相连，所述第二滚轮组件由第二气缸驱动，所述第二气缸包括第三活塞杆和第四活塞杆，所述第三活塞杆与所述第二滚轮组件相连；

将所述第一活塞杆和所述第二活塞杆调节至第一极限位置，将所述第三活塞杆和所述第四活塞杆调节至第二极限位置；

所述第一活塞杆和所述第二活塞杆朝向所述第二滚轮移动，直至第一力传感器检测到的所述待测钢丝绳对所述第一滚轮组件的作用力大于等于F1，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆停止运动，第一磁尺组件记录所述第一活塞杆的初始位置S_Z0并发送至PLC控制站；

所述第三活塞杆和所述第四活塞杆朝向所述第一滚轮组件移动，直至第二力传感器检测到的所述待测钢丝绳对所述第二滚轮组件的作用力大于等于F2，所述第三活塞杆和所述第四活塞杆停止运动，第二磁尺组件记录所述第四活塞杆的初始位置S_Y0并发送至所述PLC控制站；

待测钢丝绳沿其长度方向移动，第一磁尺组件记录所述第一活塞杆的实际位置S_Z，第二磁尺组件记录所述第四活塞杆的实际位置S_Y；

PLC控制站根据公式S＝(S_Z-S_Z0)+(S_Y-S_Y0)，计算出钢丝绳绳径的实际偏差值S。

10.根据权利要求9所述的钢丝绳的绳径偏差测量方法，其特征在于，当所述PLC控制站计算出的钢丝绳绳径的实际偏差值S大于钢丝绳绳径允许的最大偏差时，所述PLC控制站发出报警。

11.根据权利要求9所述的钢丝绳的绳径偏差测量方法，其特征在于，在记录所述第一活塞杆的实际位置S_Z和所述第四活塞杆的实际位置S_Y过程中，所述PLC控制站每个PLC扫描周期对记录结果存储一次。

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