CN112284754B - 一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备及方法，设备包括机台，机台上设有托架机构，待托架机构下部的机台上具有滑轨，滑轨上具有可移动滑块，滑块两侧具有支撑杆，支撑杆上端之间设有牵引机构，牵引机构位于托架机构上方，机台上还设有用于控制和检测管路输送系统检测数据的控制器；通过控制器对电机的转速控制来实现对管路输送系统的运动速度控制；通过调节管路输送系统端部的折弯半径来模拟管路输送系统的极限工况，以分析臂可以做到的最小截面；增加拉力传感器对管路输送系统端部力的检测用于分析管路输送系统工作时产生的力的变化，以分析臂动力系统需要最小的推力。本发明可以完全模拟管路输送系统工作时的各种工况。

Description

一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备及方法

技术领域

本发明涉及工程车辆性能检测技术领域，尤其涉及一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备及方法。

背景技术

管路输送系统是伸缩式工程车臂内解决管路、电路、气路等传递的最广泛、最成熟的应用系统。由于大部分管路输送系统都是内置于工作臂内，具体工况不能被直观地观察到，设计过程借助三维模型中也不能有效的检测该系统的合理性；如果要检测管路输送系统设计性能是否满足工程要求只能采用工程车强化试验后拆解工作臂查看管路输送系统的办法，即使后期拆解时发现管路输送系统存在不合理的现象，由于无法还原整个系统的真实工况，所以很难找到解决问题的根本方法；综上所述一种对管路输送系统能够提前进行性能检测，真实还原管路输送系统工况的设备变得十分必要，该发明就可以有效地解决该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对工程车对臂内管路输送系统无法有效性能检测的问题，而提出一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备及方法，可对管路输送系统的折弯半径、运动速度、受力分析等进行完全模拟，对管路输送系统在臂内运动时电缆、油管、拖链、气路等器件的状态可以实时观察，进一步分析管路输送系统各部件匹配的合理性及性能进行的充分验证。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备，包括机台，所述机台上设有直线布置的托架机构，待检测的管路输送系统沿托架机构的长度方向放置，托架机构下部的机台上具有滑轨，滑轨上具有可移动滑块，机台端部设有用于驱动滑块沿滑轨移动的电机；所述滑块两侧具有支撑杆，支撑杆上端之间设有牵引机构，牵引机构位于托架机构上方，管路输送系统的一端固定在牵引机构上，所述机台上还设有用于控制和检测管路输送系统检测数据的控制器和用来实现人机对话的显示器。

作为更进一步的优选方案，所述滑轨的两端分别设有第一位置传感器和第二位置传感器，第一位置传感器和第二位置传感器均信号连接控制器。

作为更进一步的优选方案，所述牵引机构上设有拉力传感器，拉力传感器信号连接控制器。

作为更进一步的优选方案，所述控制器位于控制柜内，所述管路输送系统包括拖链、电缆、油管，控制器上具有信号采集器、压力传感器、液压阀，拉力传感器、显示器。拉力传感器主要用来检测管路输送系统在实际使用过程中需要的牵引力；压力传感器主要是用来检测管路输送系统运行过程中液压系统的压力；信号采集器主要是用来检测管路输送系统运行过程电缆是否存在断路或短路；显示器主要实现人机对话：分为设定页面和显示页面，其中设定页面是用来设定路输送系统的测试参数如运动次数、运动行程、运动速度等，显示界面则显示测试过程中当前牵引拉力、当前油路压力、当前运行速度、已运行时间、测试过程中故障报警及故障原因等；控制器主要将以上压力传感器、压力传感器和信号采集器传输过来的信号进行逻辑判断及运算将设备当前运行的参数在显示器上显示，并且将显示器的设定参数通过运算和逻辑实现液压阀、电机等执行机构的控制。

作为更进一步的优选方案，所述牵引机构可沿支撑杆上下调节高度。

一种对臂内管路输送系统进行性能检测方法，包括以下步骤：步骤一：折弯半径调节：将牵引机构的支撑杆高度调节至实际使用的高度（即管路输送系统在工作臂的实际折弯高度）；

步骤二：管路输送系统的运动参数设定。通过显示器的设定界面设定验证的管路输送系统往复运动次数（一般设置为2000次亦可根据需求增加或减少运动次数）；管路输送系统往复运动的实际行程（根据验证的管路输送机构的实际行程确定），根据实际行程调节；管路输送系统往复运动的速度（一般按国家标准设定为0.4m/s亦可根据需求提高或降低运动速度）；

步骤三：安装连接。将需测试的管路输送系统中的电缆一端固定在牵引机构上，将电缆的每一芯与放置在控制柜内的信号采集器分别连接（该信号采集器最多一次可检测30根信号）；将需测试的管路输送系统中固定在牵引机构一端的油管端口串联，另一端与液压阀进行连接，将液压的系统压力设定为实际的工作压力。

以上设置完成后按下起动开关，进行管路输送系统的性能检测。本设备具有实际完成运行次数、测试过程中当前牵引拉力、当前油路压力、当前运行速度、已运行时间、测试过程中故障报警及故障原因等参数显示，并且还有测试完成自动停止和报警的功能。

以上测试完成后，可以根据外观观察检测管路输送系统中的电缆和油管等是否有磨损、干涉或设计不合理的地方。

此外该设备还可以单独对管路输送系统中的电缆、油管、气管等进行单独检验。

本发明可以完全模拟管路输送系统工作时的各种工况，并将所有工况极限化处理以充分检测管路输送系统的应用性能及匹配合理性，大大提高管路输送系统设计与应用的可靠性，节约工程车辆的研发时间；具体的说，本发明可以对管路输送系统的折弯半径、运行速度、运动过程需要的拉力、运动行程、运动过程中液压系统所需压力均可实时监测并且可以进行按需调节；另外还可以实时读取管路输送系统的运动位置，结合拉力传感器对于管路输送系统行程不同时进行受力分析；另外该设备还可实时检测管路输送系统内电缆的短路与断路；另外该设备和可以对管路输送系统的往复运动次数进行累计计算并显示；在经过对管路输送系统的疲劳试验后可以充分检测管路输送系统的拖链、电缆、油管及其设计选取的折弯半径、行程、压力等技术参数的合理性，及该机构预计的使用寿命。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为附图1中A处放大图；

附图3为本发明的电路框图；

附图4为本发明的控制逻辑图；

附图5为本发明安装管路输送系统后的示意图。

具体实施方式

参见附图1，图2所示，设备上包括机台1，所述机台1上设有直线布置的托架机构2，待检测的管路输送系统沿托架机构2的长度方向放置，托架机构2下部的机台1上具有滑轨4，滑轨4上具有可移动滑块，机台1端部设有用于驱动滑块沿滑轨4移动的电机8；所述滑块两侧具有支撑杆，支撑杆上端之间设有牵引机构3，牵引机构3位于托架机构2上方，管路输送系统的一端固定在牵引机构3上，所述机台1上还设有用于控制和检测管路输送系统检测数据的控制器21。

滑轨4的两端分别设有第一位置传感器6和第二位置传感器9，第一位置传感器6和第二位置传感器9均信号连接控制器21。

牵引机构3上设有拉力传感器5，拉力传感器5信号连接控制器21，可以实现对管路输送系统运动时所需力的检测。

控制器21上具有显示器接口25、电机驱动器26、起动开关28、停止开关29、总电源开关27、信号采集器22，以及具有连接电机8的接口、具有连接拉力传感器5的接口，具有连接第一位置传感器6和第二位置传感器9的接口，具有连接压力传感器23的接口，具有连接液压阀24的接口，该设备可以对管路输送系统的折弯半径、运行速度、运动过程需要的拉力、运动行程、运动过程中液压系统所需压力均可实时监测并且可以进行按需调节，另外还可以实时读取管路输送系统的运动位置，结合拉力传感器对于管路输送系统行程不同时进行受力分析；另外该设备还可实时检测管路输送系统内电缆的短路与断路；另外该设备和可以对管路输送系统的往复运动次数进行累计计算并显示；在经过对管路输送系统的疲劳试验后可以充分检测管路输送系统的拖链、电缆、油管及其设计选取的折弯半径、行程、压力等技术参数的合理性，及该机构预计的使用寿命。

具体实施方式为：将要检测的管路输送系统安装于托架机构2上，管路输送系统一端固定于托架机构2上，另一端折弯后与固定于牵引机构3的拉力传感器5连接，可以通过调节牵引机构3的相对高度实现不同的折弯半径；在牵引机构3一侧电缆接电源，在固定板一侧的电缆进入控制柜7与信号采集器22的采集口连接；油管相互连通后分别与液压阀24连接；通过调节置于滑轨两侧的第一位置传感器6和第二位置传感器9可以实现管路输送系统运行距离的调节，总电源开关27接入动力电源。管路输送系统安装完毕后，打开总电源开关27，按下起动开关28，滑轨4上的滑块通过带动牵引机构3带动管路输送系统端头一端进行运动，当本设备检测到第一位置传感器6动作后，滑块带动管路输送系统向靠近电机8一侧运动，同时液压阀24动作，管路输送系统内液压油管带载；当设备检测到第二位置传感器9动作后，电机8反转，滑块带动管路输送系统向远离电机8一侧运动，同时液压阀24卸荷，液压油管空载运动；如果开始时检测不到任何检测开关，电机8正转，向当靠近电机8一侧运动；通过液压阀的控制可以模拟管路输送系统在运动时油管的运动情况；另外在运动过程中并且通过压力传感器检测油管中的真实压力，可以完全模拟管路输送系统的真实工况；通过置于牵引机构上的拉力传感器可以检测运动过程中需要为管路输送系统提供的拉力；通过信号采集器可以实时检测电缆的短路和断路；控制器通过对伺服驱动器的调节使得管路输送系统的运行速度可快可慢，可以完全模拟管路输送系统的实际工况；另外通过检测第一位置传感器6和第二位置传感器9的动作次数，可以累积计算管路输送系统的往复运动次数，设置疲劳检测次数。

本系统有控制器21，以上所有逻辑及信号处理和判断均有控制器完成。

本系统还有显示器接口25，以上所有的油管压力、拉力，电机转速、往复运动次数，电缆短路与断路等均可在显示器上实时显示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备，其特征在于：包括机台（1），所述机台（1）上设有直线布置的托架机构（2），待检测的管路输送系统沿托架机构（2）的长度方向放置，托架机构（2）下部的机台（1）上具有滑轨（4），滑轨（4）上具有可移动滑块，机台（1）端部设有用于驱动滑块沿滑轨（4）移动的电机（8）；所述滑块两侧具有支撑杆，支撑杆上端之间设有牵引机构（3），牵引机构（3）位于托架机构（2）上方，管路输送系统的一端固定在牵引机构（3）上，所述机台（1）上还设有用于控制和检测管路输送系统检测数据的控制器（21）和用来实现人机对话的显示器（25），所述牵引机构（3）上设有拉力传感器（5），拉力传感器（5）信号连接控制器（21），其中牵引机构（3）主要作用是带领管路输送机构模拟其在工作臂内进行往复运动，拉力传感器（5）则用来测试管路输送机构在进行往复运动时所需要的牵引力的大小。

2.根据权利要求1所述的一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备，其特征在于：所述滑轨（4）的两端分别设有第一位置传感器（6）和第二位置传感器（9），第一位置传感器（6）和第二位置传感器（9）均信号连接控制器（21）。

3.根据权利要求1所述的一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备，其特征在于：所述控制器（21）位于控制柜（7）内，所述管路输送系统包括拖链、电缆、油管，控制器（21）上具有信号采集器（22）、压力传感器（23）、液压阀（24），其中信号采集器（22）主要用来检测管路输送系统中的电缆信号，检测过程中如果电缆出现断路或短路，信号采集器会将电缆中断路或者短路的电线编号传输给控制器（21）进行记录和报警；压力传感器（23）和液压阀（24）用来测试管路输送系统中的油路是否达到额定压力，或者在设定压力下的运行情况。

4.根据权利要求1所述的一种对臂内管路输送系统进行性能检测的设备，其特征在于：所述牵引机构（3）可沿支撑杆上下调节高度。

5.基于权利要求1所述的设备对臂内管路输送系统进行性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：折弯半径调节，将牵引机构（3）的支撑杆高度调节至实际使用的高度；

步骤二：管路输送系统的运动参数设定，通过显示器（25）的设定界面设定验证的管路输送系统往复运动次数，管路输送系统往复运动的实际行程；管路输送系统往复运动的速度；

步骤三：安装连接，将需测试的管路输送系统中的电缆一端固定在牵引机构（3）上，将电缆的每一芯与放置在控制柜（7）内的信号采集器（22）分别连接，将需测试的管路输送系统中固定在牵引机构（3）一端的油管端口串联，另一端与液压阀（24）进行连接，将液压的系统压力设定为实际的工作压力；

步骤四：以上设置完成后按下起动开关（28），进行管路输送系统中的电缆、油管、气管的性能检测，对完成运行次数、测试过程中当前牵引拉力、当前油路压力、当前运行速度、已运行时间、测试过程中故障报警及故障原因等参数显示。

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