CN113740831A - 一种破碎机排料口测距装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线电波测距技术领域，公开了一种破碎机排料口测距装置及方法，所述排料口由相对设置的第一待测件和第二待测件组成，第所述一待测件上设有第一测量点，所述第二待测件上设有第二测量点，所述第一测量点与所述第二测量点的连线为长度线，还包括信号处理模块、用于测量与第一测量点间距的第一测距探头和用于测量与第二测量点间距的第二测距探头，所述第一测距探头与所述第二测距探头的连线与所述长度线平行，所述第一测距探头及所述第二测距探头均与所述信号处理模块电连接。本发明提供的破碎机排料口测距装置及方法，不仅能适应各种破碎机在各种恶劣环境下使用，实现不停机自动检测破碎机排料口的大小，而且保证检测的准确性。

Description

一种破碎机排料口测距装置及方法
技术领域
本发明涉及无线电波测距技术领域，特别是涉及一种破碎机排料口测距装置及方法。
背景技术
破碎机的排料口大小由其两边的金属距离决定（如反击式破碎机的反击衬板与安装在转子上的板锤），但由于在工作过程中其两边的金属均消耗较快，为保证生产质量，需要通过检测两块金属之间的距离以确定破碎机排料口的磨损情况以实施调整排料口的大小。不过由于破碎机在工作过程中会有磨损、击打、物料堆积等情况，工况十分恶劣，普通的检测方式难以实现安全有效的检测。
国外先进的有利用视觉系统检测排出的物料大小，再用算法估算排料口尺寸的解决方案，但此种方案无法直接检测排料口大小，需要经过视觉系统估算排出物料的大小后，再经过算法求平均值和最大值，再估算当前排料口的状态，容易出现判断不准和误判的情况，容易出现误判，且只应用在旋回式破碎机上，其它破碎机未能使用。
国内基本上没有这一类的解决方案，仍停留在传统的目视或者尺子检测的方式上，这种情况不仅不能实现自动化智能化，而且经常需要停机检查，如果在检查过程中由于人工检查不准或者是不检查，将会损坏设备或出现事故。
综上，目前国内外均无有效的检测破碎机机口尺寸的装置，无法确切得知破碎机排料口大小，因而也无法实现自动调整机口的目的，成为智能控制系统中的一大瓶颈。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种破碎机排料口测距装置及方法，能适应各种破碎机在各种恶劣环境下使用，实现不停机自动检测破碎机排料口的大小，并保证检测的准确性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种破碎机排料口测距装置，其排料口由相对设置的第一待测件和第二待测件组成，所述第一待测件上设有第一测量点，所述第二待测件上设有第二测量点，所述第一测量点与所述第二测量点的连线为长度线，还包括信号处理模块、用于测量与第一测量点间距的第一测距探头和用于测量与第二测量点间距的第二测距探头，所述第一测距探头与所述第二测距探头的连线与所述长度线平行，所述第一测距探头及所述第二测距探头均与所述信号处理模块电连接。
优选地，包括基体，所述第一测距探头及所述第二测距探头分别设置在所述基体的两端。
优选地，所述基体的两端各设有一个安装槽，所述第一测距探头及所述第二测距探头均设置在所述安装槽内。
优选地，所述第一测距探头的中心与所述第二测距探头的中心的连线为参照线，所述第一测距探头的中心线及所述第二测距探头的中心线均与所述参照线相倾斜。
优选地，所述第一测距探头的中心线与所述参照线之间的夹角为a，a的取值范围为35°-50°；所述第二测距探头的中心线与所述参照线之间的夹角为b，b的取值范围为35°-50°。
优选地，所述参照线的长度为C，所述第一测量点与所述参照线的垂直距离为x，则
Figure 998606DEST_PATH_IMAGE001
。
优选地，所述参照线的长度为C，所述第二测量点与所述参照线的垂直距离为y，则
Figure 834975DEST_PATH_IMAGE002
。
优选地，所述第一测距探头的测量端及所述第二测距探头的测量端均设有防护板。
优选地，所述第一待测件为设置在转子上的板锤，所述第二待测件为反击衬板，所述板锤上设有信号发射装置，破碎机的内壁设有信号接收装置，所述信号接收装置与所述第一测距探头电连接，控制所述第一测距探头的开启。
一种破碎机排料口测距方法，包括以下步骤：
将第一测距探头及第二测距探头安装在基体上，并确定a、b、C的值；
开启第一测距探头，获得第一测距探头与第一测量点的距离A；
开启第二测距探头，获得第二测距探头与第二测量点的距离B；
信号处理模块对数据进行处理，得到排料口的大小L；
其中，L的大小按公式
Figure DEST_PATH_IMAGE003
求得。
优选地，第一测距探头的中心或第二测距探头的中心与转子的轴线的垂线为第一连线，信号接收装置与转子的轴线的垂线为第二连线，所述第一连线与所述第二连线的夹角为α，若所述信号接收装置接收所述信号发射装置发送的信号时间为t，则所述第一测距探头进行测量的时间为T，
则
Figure 873338DEST_PATH_IMAGE004
，
其中，n为转子的转速（单位为转/秒），N为转子上板锤的数量。
本发明实施例的一种破碎机排料口测距装置及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：通过设置第一测距探头测量与第一待测件上第一测量点的间距，设置第二测距探头测量与第二待测件上第二测量点的间距，同时在测量之前先确定第一测距探头与第二测距探头之间的间距及角度，当收集到这些数据后即可通过信号处理模块计算出排料口的尺寸，其不仅能适应各种破碎机在各种恶劣环境下使用，实现不停机自动检测破碎机排料口的大小，而且保证检测的准确性。本发明结构简单，使用效果好，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的破碎机排料口测距装置。
图2为本发明的破碎机排料口测距装置的测距原理示意图。
图3为本发明的破碎机排料口测距装置应用在反击式破碎机上的应用示意图。
其中：1-第一待测件，11-第一测量点，2-第二待测件，21-第二测量点，3-信号处理模块，4-第一测距探头，5-第二测距探头，6-基体，61-安装槽，7-防护板，8-信号发射装置，9-信号接受装置，100-测距装置，200-反击衬板，300-板锤，400-转子，500-第一连线，600-第二连线。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-2所示，本发明实施例优选实施例的一种破碎机排料口测距装置，其排料口由相对设置的第一待测件1和第二待测件2组成，所述第一待测件1上设有第一测量点11，所述第二待测件2上设有第二测量点21，所述第一测量点11与所述第二测量点21的连线为长度线，长度线的长度即为排料口的大小，所以所述第一测量点11及所述第二测量点21均不唯一，在应用时根据具体情况选择即可。还包括信号处理模块3、用于测量与第一测量点11间距的第一测距探头4和用于测量与第二测量点21间距的第二测距探头5，所述第一测距探头4与所述第二测距探头5的连线与所述长度线平行，所述第一测距探头4及所述第二测距探头5均与所述信号处理模块3电连接。
基于上述技术特征的破碎机排料口测距装置，通过设置第一测距探头4测量与第一待测件1上第一测量点11的间距，设置第二测距探头5测量与第二待测件2上第二测量点21的间距，同时在测量之前先确定第一测距探头4与第二测距探头5之间的间距及角度，当收集到这些数据后即可通过信号处理模块3计算出排料口的尺寸，其不仅能适应各种破碎机在各种恶劣环境下使用，实现不停机自动检测破碎机排料口的大小，而且保证检测的准确性。本发明结构简单，使用效果好，易于推广使用。
本实施例中，为方便所述破碎机排料口测距装置安装，所述破碎机排料口测距装置100包括基体6，所述第一测距探头4及所述第二测距探头5分别可调节地设置在所述基体6的两端。另外，由于破碎机内的工作环境恶劣，为避免测距探头损坏，所述基体6的两端各设有一个安装槽61，所述第一测距探头4及所述第二测距探头5均设置在所述安装槽61内。同时，所述第一测距探头4的测量端及所述第二测距探头5的测量端均设有防护板7，所述防护板7可以采用陶瓷耐磨板。所述测距探头可以采用激光探头、超声波探头、高精度微波测距探头等，不过考虑到安装所述防护板7后的使用，测距探头优选微波测距探头，其利用微波的穿透陶瓷和反射金属的原理来实现距离探测，能保证正常使用。
另外，所述基体6对应破碎机的排料口设置在破碎机的内壁上。具体地，所述破碎机的内壁设有容纳腔，所述基体6嵌设于所述容纳腔内，当所述测距装置100完全安装好后所述基体6的外表面与所述容纳腔的内表面齐平，从而可通过破碎机的内壁保护所述测距装置100，避免所述测距装置在破碎机内复杂的工作环境中造成损坏。也可以在所述容纳腔的开口端盖合一个保护盖，进一步保护所述测距装置100。
本实施例中，使用所述破碎机排料口测距装置100进行测距的方法包括以下步骤：
（1）将第一测距探头4及第二测距探头5安装在基体上，并确定a、b、C的值。
其中，所述第一测距探头4的中心与所述第二测距探5头的中心的连线为参照线，所述第一测距探头4的中心线及所述第二测距探头5的中心线均与所述参照线相倾斜。具体地，所述第一测距探头4的中心线与所述参照线之间的夹角为a，a的取值范围为35°-50°，如37°、39°、45°等；所述第二测距探头5的中心线与所述参照线之间的夹角为b，b的取值范围为35°-50°，如37°、39°、45°等。因此可知，a、b的取值范围相同，不过在实际应用过程中，a、b的值允许有一定的误差，如a、b的值相差2°、3°等。C为所述第一测距探头4的中心与所述第二测距探头5的中心的间距（即所述参照线的长度），其取值范围为21-25毫米，如22毫米、23毫米等。参数a、b、C的值相互关联，相互影响，在设置时应综合考虑，保证测量的准确性。
在实际使用时，考虑到不同的破碎机其内部结构的差异性，不同破碎机的内部在安装该测距装置后测距探头与测量点的距离将不同，为保证检测的精度，经过大量实验表明，若所述第一测量点11与所述参照线的垂直距离为x，所述第二测量点21与所述参照线的垂直距离为y，则x、y分别满足一下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 86144DEST_PATH_IMAGE002
时，测量精度能得到保证。其中，x的取值范围为22-26毫米，如23毫米、24毫米等；y的取值范围为22-26毫米，如23毫米、24毫米、25毫米等。同理，由于a、b的取值相同，所述x、y的取值也相同，不过在实际应用中允许其存在一定的误差，如x、y的值相差1毫米、2毫米等。
因此，当破碎机排料口测距装置安装好后，即可得到x、y的值，通过x、y的值后即可先预设相应的a、b、C的值，并进行预测，当预测结构满足使用要求时即可确定相应的a、b、C的值。
（2）开启第一测距探头4，获得第一测距探头4与第一测量点的11距离A，并通过所述信号处理模块3进行记录与显示。所述信号处理模块3包括显示器，用于显示相应的数据。
不过，由于在实际使用时，具体到破碎机上，所述第一待测件1或所述第二待测件2有一个是旋转的，另一个是固定的。以板式破碎机为例，将反击衬板200作为第二待测件2，板锤300作为第一待测件1，则所述第一待测件1为转动的，因此在何时开启所述第一测距探头4，才能准确获得第一测距探头4与第一测量点11的距离A就非常重要，直接决定测距的成功或失败。
具体地，板式破碎机的转子400上环形均布有多个板锤300，任一所述板锤300上设有信号发射装置8，破碎机的内壁设有信号接收装置9，所述信号发射装置8可以为红外发射器、超声波发射器、激光发射器等。相应地，所述信号接收装置9为红外接收器、超声波接收器、激光接收器等，所述信号接收装置9与所述第一测距探头4电连接，控制所述第一测距探头4的开启。
为方便描述，现定义所述第一测距探头4的中心与所述转子400的轴线的垂线为第一连线500，所述第一连线500也可以是所述第二测距探头5与所述转子400的轴线的垂线（因为所述第一测距探头4与所述第二测距探头5的连线与所述长度线平行，所以这两条线也相平行），所述信号接收装置9与所述转子400的轴线的垂线为第二连线600，当所述信号接收装置9接收到所述信号发射装置8发射的信号时所述信号发射装置8正好在所述第二连线600上。所述第一连线500与所述第二连线600的夹角为α（弧度制），若所述信号接收装置9接收所述信号发射装置8发送的信号时间为t，则所述第一测距探头4进行测量的时间应为T。
则
Figure 870561DEST_PATH_IMAGE004
。
其中，n为转子的转速（单位为转/秒），N为所述转子上板锤的数量。
另外，为保证所述信号发射装置8发射信号时能及时被所述信号接收装置9接收，所述信号接收装置9可以设置多个，则接收信号的那个所述信号接收装置9与所述转子400的轴线的垂线为第二连线600，其他计算方式相同，通过所述信号处理模块3自动处理。
本实施例中，鉴于破碎机内部的复杂工况，为避免所述信号发射装置8及所述信号接收装置9损坏，破碎机的内壁及转子400上均设有安装腔体，用于安装相应的信号接收装置9及信号发射装置8，同时安装腔上该设有保护盖。具体地，所述信号发射装置8设置在转子的端部，若安装所述信号发射装置8的所述板锤上的所述第一测量点11与所述转子400的轴线的垂线为第三连线，则所述信号发射装置8应设置或投影在所述第三连线上。
（3）开启第二测距探头5，获得第二测距探头5与第二测量点21的距离B，也通过所述信号处理模块3进行记录与显示。此步与步骤（2）的顺序也可以进行调换。同时，也可以是所述第二测量点21设置在板锤300上，其控制方式与上述描述描述一样，此处不再赘述。不过静止的所述测距装置发射测距信号时可以是任意时间，均不会影响数据的准确性。
（4）当a、b及A、B、C的数值都确定获得后，信号处理模块3对数据进行处理，得到排料口的大小L。请参阅附图3，其中，L的大小按公式
Figure 736886DEST_PATH_IMAGE006
求得，完成上述步骤（1）-（3）后信号处理模块可以自动计算并显示测量结果。工作人员也可以根据信号处理模块显示的数据自己按上述公式进行核算。
本发明提供的破碎机排料口不需要复杂的控制系统和附属设备，解决了探测装置本身的磨损问题，巧妙的利用陶瓷的耐磨特性作为防护，并不阻挡微波的发射探测功能，而微波探测解决了超声波和激光探测由于恶劣的工况条件下无法穿透障物和粉尘的弊端，利用运算系统直接计算出排料口尺寸，从而实现直接检测排料口大小，解决自动智能化控制的瓶颈，使实现整条生产线自动控制成为可能，其能应用在任意的破碎机上。以反击式破碎机为例，请参阅附图3，由于破碎机的排料口大小，是由反击架上安装的反击衬板200与安装在转子400上的板锤300之间的距离决定的，因此检测时只需将反击衬板200作为第二待测件2，所述板锤300作为第一待测件1即可计算出排料口大小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种破碎机排料口测距装置，排料口由相对设置的第一待测件和第二待测件组成，其特征在于：所述第一待测件上设有第一测量点，所述第二待测件上设有第二测量点，所述第一测量点与所述第二测量点的连线为长度线，还包括信号处理模块、用于测量与第一测量点间距的第一测距探头和用于测量与第二测量点间距的第二测距探头，所述第一测距探头与所述第二测距探头的连线与所述长度线平行，所述第一测距探头及所述第二测距探头均与所述信号处理模块电连接。
2.如权利要求1所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：包括基体，所述第一测距探头及所述第二测距探头分别设置在所述基体的两端；
所述基体的两端各设有一个安装槽，所述第一测距探头及所述第二测距探头均设置在所述安装槽内。
3.如权利要求1所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：所述第一测距探头的中心与所述第二测距探头的中心的连线为参照线，所述第一测距探头的中心线及所述第二测距探头的中心线均与所述参照线相倾斜。
4.如权利要求3所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：所述第一测距探头的中心线与所述参照线之间的夹角为a，a的取值范围为35°-50°；所述第二测距探头的中心线与所述参照线之间的夹角为b，b的取值范围为35°-50°。
5.如权利要求4所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：所述参照线的长度为C，所述第一测量点与所述参照线的垂直距离为x，则
Figure 458960DEST_PATH_IMAGE001
。
6.如权利要求4所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：所述参照线的长度为C，所述第二测量点与所述参照线的垂直距离为y，则
Figure 858849DEST_PATH_IMAGE002
。
7.如权利要求1所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：所述第一测距探头的测量端及所述第二测距探头的测量端均设有防护板。
8.如权利要求1所述的破碎机排料口测距装置，其特征在于：所述第一待测件为设置在转子上的板锤，所述第二待测件为反击衬板，所述板锤上设有信号发射装置，破碎机的内壁设有信号接收装置，所述信号接收装置与所述第一测距探头电连接，控制所述第一测距探头的开启。
9.一种破碎机排料口测距方法，其特征在于：包括以下步骤：
将第一测距探头及第二测距探头安装在基体上，并确定a、b、C的值；
开启第一测距探头，获得第一测距探头与第一测量点的距离A；
开启第二测距探头，获得第二测距探头与第二测量点的距离B；
信号处理模块对数据进行处理，得到排料口的大小L；
其中，L的大小按公式
Figure 144337DEST_PATH_IMAGE003
求得。
10.如权利要求9所述的破碎机排料口测距方法，其特征在于：第一测距探头的中心或第二测距探头的中心与转子的轴线的垂线为第一连线，信号接收装置与转子的轴线的垂线为第二连线，所述第一连线与所述第二连线的夹角为α，若所述信号接收装置接收所述信号发射装置发送的信号时间为t，则所述第一测距探头进行测量的时间为T，
则
Figure 287873DEST_PATH_IMAGE004
，
其中，n为转子的转速（单位为转/秒），N为转子上板锤的数量。
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