CN116295055B - 输送带厚度在线测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种输送带厚度在线测量装置，采用托板上的支撑面顶起输送带，使输送带的内侧面与支撑面贴合的部分在宽度方向上保持平整、在输送带长度方向上的形态保持稳定，然后采用外检测装置或同时采用外检测装置和内检测装置对支撑面上的输送带表面进行检测，测定输送带表面一点或多点到外检测装置或内检测装置的高度，然后通过计算获得输送带在各点的实际厚度，由于利用托板顶起输送带，消除了输送带在宽度方向上的弯曲状态以及长度方向上的斜度变化，提高了处于检测位置的输送带形态的稳定性，从而有效提高了输送带厚度在线检测的精度，解决了传统输送带厚度检测精度低的技术问题。

Description

输送带厚度在线测量装置

技术领域

本发明属于厚度测量技术领域，具体涉及一种输送带厚度在线测量装置。

背景技术

皮带输送机是物流行业常用的短距离高效输送装置，主要由机架、托辊、输送带以及驱动机构组成，而输送带表面橡胶层磨损量是判断衡量输送带使用寿命的最主要依据，但输送带表面磨损量测量难度大，采用游标卡尺只能测量到输送带边缘部分厚度，无法体现输送带的实际磨损量。

专利号为“2020104385437”、名称为“一种实时在线检测输送带厚度的装置及检测方法”公开了一种对输送带的厚度进行检测的装置，该装置利用分设在输送带上下方的距离传感器检测各传感器到输送带表面的距离，再通过计算获得输送带在某点的厚度，由于输送带在运动过程中并不稳定，带面会出现弯曲、倾斜和波动，导致实时检测到的厚度数据大于实际数据，因此该检测装置检测的输送带厚度的结果误差较高，影响用户对输送带使用寿命的准确判断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种输送带厚度在线测量装置，以解决传统输送带厚度检测精度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：输送带厚度在线测量装置，包括一个托架和一个外检测架，托架位于上下层输送带之间，外检测架位于上层输送带上方或下层输送带下方，外检测架上设置有至少一个外测距装置，用于检测托架与外检测架之间的输送带外表面到外测距装置的距离，所述托架包括一块托板和两个分设在托板两端的升降器，托板沿输送带宽度方向延伸至输送带两侧外，托板朝向外测距装置的面为支撑面，两升降器同步驱动托板垂直于输送带内表面来回移动，托架的支撑面将输送带顶起使位于支撑面上的部分输送带内表面紧贴在支撑面上，外测距装置与支撑面垂直正对，所述支撑面为平行于输送带输送方向的平面或沿输送带输送方向弯曲的凸弧面，外测距装置与一个控制器电性连接，控制器与一个输出设备连接，控制器接收外测距装置检测的结果并通过输出设备输出。

作为一种优选方案，所述托板为透明圆弧板，支撑面为凸弧面，托板背对支撑面的一面为凹弧面，凸弧面与凹弧面同心，凹弧面上设置有刚性的衬板，托板的凹弧面一侧设置有一个内检测架，内检测架上设置有与外测距装置正对的内测距装置，内测距装置垂直于托板的凹弧面，所述内测距装置也与控制器电性连接，控制器接收内测距装置检测的结果，衬板上开设有与内测距装置正对的通孔。

作为一种优选方案，两升降器均为涡轮丝杆升降机，两升降器固定连接在同一个底架上，底架固定连接在皮带输送机的机架上，两升降器分别通过一台第一电机驱动，两第一电机分别与控制器电性连接，受控于控制器。

作为一种优选方案，所述托架还包括两个升降限位开关，两升降限位开关分别设置在托板的上方和下方，且分别固定设置在皮带输送机的机架上或其他固定物上，两升降限位开关分别与控制器电性连接。

作为一种优选方案，所述外检测架包括一根沿输送带宽度方向延伸的外轨道以及固定连接在外轨道两端的外支腿，外轨道两端分别延伸出输送带两侧，两外支腿分别与托板两端固定连接或与皮带输送机的机架固定连接，所述外测距装置固定连接在一个外滑块上，外滑块与外轨道滑动连接，所述外检测架上还设置有用于驱动外滑块沿外轨道来回滑动的第一驱动装置；所述内检测架包括一根沿输送带宽度方向延伸的内轨道以及固定连接在内轨道两端的内支腿，内轨道两端分别延伸出输送带两侧，内检测架的两内支腿分别与托板两端固定连接或与皮带输送机的机架固定连接，所述内测距装置固定连接在一个内滑块上，内滑块与内轨道滑动连接，所述内检测架上设置有用于驱动内滑块沿内轨道来回滑动的第二驱动装置。

作为一种优选方案，所述第一驱动装置包括一根与外轨道平行设置且与外滑块螺纹连接的第一丝杆、驱动该第一丝杆转动的第二电机，该第一丝杆两端分别延伸至两个外支腿并与两外支腿转动连接，第二电机固定连接在其中一个外支腿上，该第二电机与控制器电性连接，受控于控制器；所述第二驱动装置包括一根与内轨道平行设置且与内滑块螺纹连接的第二丝杆、驱动该第二丝杆转动的第三电机，该第二丝杆两端分别延伸至两个内支腿并与两内支腿转动连接，第三电机固定连接在其中一个内支腿上，该第三电机与控制器电性连接，受控于控制器。

作为一种优选方案，所述外测距装置有四个，矩形排列地连接在外滑块上；内测距装置也有四个，矩形排列地连接在内滑块上，外测距装置与内测距装置一一正对。

作为一种优选方案，所述外轨道两端分别设置有滑动限位开关，两滑动限位开关分别与控制器电性连接。

作为一种优选方案，所述输出设备为触摸屏、显示屏、语音播放器、声光报警器中的一种或多种。

本发明的有益效果是：本发明采用托板上的支撑面顶起输送带，使输送带的内侧面与支撑面贴合的部分在宽度方向上保持平整、在输送带长度方向上的形态保持稳定，然后采用外检测装置或同时采用外检测装置和内检测装置对支撑面上的输送带表面进行检测，测定输送带表面一点或多点到外检测装置或内检测装置的高度，然后通过计算获得输送带在各点的实际厚度，由于利用托板顶起输送带，消除了输送带在宽度方向上的弯曲状态以及长度方向上的斜度变化，提高了处于检测位置的输送带形态的稳定性，从而有效提高了输送带厚度在线检测的精度，解决了传统输送带厚度检测精度低的技术问题。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的具体结构示意图；

图2是本发明的电气控制原理图；

图3是本发明所述托板的一种具体结构示意图；

图4是图1中的A-A剖视图；

图1~图4中：1、托架，1a、托板，1b、升降器，1c、底架，1d、升降限位开关，2、外检测架，2a、外轨道，2b、外支腿，2c、外滑块，3、外测距装置，4、支撑面，5、控制器，6、输出设备，7、机架，8、第一电机，9、第一驱动装置，9a、第一丝杆，9b、第二电机，10、滑动限位开关，11、衬板，12、内检测架，12a、内轨道，12b、内支腿，12c、内滑块，13、内测距装置，14、通孔，15、第二驱动装置，15a、第二丝杆，15b、第三电机。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1~图4所示的输送带厚度在线测量装置，包括一个托架1和一个外检测架2，托架1位于上下层输送带100之间，外检测架2位于上层输送带100上方或下层输送带100下方，优选设置在下层输送带100下方，外检测架2上设置有至少一个外测距装置3，用于检测托架1与外检测架2之间的输送带100外表面到外测距装置3的距离，为确保检测结果的准确性，外测距装置3与托架1之间的垂直距离在测量过程中保持恒定。所述托架1包括一块托板1a和两个分设在托板1a两端的升降器1b，托板1a沿输送带宽度方向延伸至输送带两侧外，托板1a朝向外测距装置3的面为支撑面4，两升降器1b同步驱动托板1a垂直于输送带100内表面来回移动，托架1的支撑面4将输送带100顶起使位于支撑面4上的部分输送带100的内表面紧贴在支撑面4上，外测距装置3与支撑面4垂直正对。所述支撑面4为平行于输送带100输送方向的平面或沿输送带100输送方向弯曲的凸弧面，本实施例优选采用凸弧面，凸弧面的弯曲度满足输送带100的内表面与支撑面4紧贴。实际操作中，支撑面4也可采用平面，但由于托板1a对输送带100有顶升作用，而输送带100的弯曲强度较大，因此输送带100与支撑面4中间位置可能脱离，形成微量的拱度，这会导致测量结果偏大，影响测量精度。

外测距装置3与一个控制器5电性连接，控制器5与一个输出设备6连接，控制器5接收外测距装置3检测的结果并通过输出设备6输出。本实施例中的输出设备6采用触摸屏，兼具输出和输入功能，方便输送带厚度在线测量装置的参数设置。

本实施例进一步将托板1a设置为透明圆弧板，材质优选钢化玻璃，托板1a背对支撑面4的一面为凹弧面，托板1a的支撑面4与凹弧面同心，凹弧面上设置有刚性衬板11以提高托板1a的强度，提高托板1a支撑输送带100的稳定性。衬板11与托板1a固定连接，升降器1b直接与衬板11固定连接，并通过衬板11与托板1a实现连接。托板1a的凹弧面一侧设置有一个内检测架12，内检测架12上设置有与外测距装置3正对的内测距装置13，内测距装置13垂直于托板1a的凹弧面，所述内测距装置13也与控制器5电性连接，控制器5接收内测距装置13检测的结果并结合外测距装置3的检测结果计算出输送带100的厚度，然后在输出设备6上进行显示。衬板11上开设有与内测距装置13正对的通孔14。

本实施例中的内测距装置13和外测距装置3均选用激光测距传感器，激光测距传感器的精度能够达到微米级，确保输送带100的厚度测量精度。内测距装置13发出的激光穿过托板1a射到输送带100内表面上后反射，反射光穿过托板1a被内测距装置13接收，从而计算出输送带100内表面某点到内测距装置13的距离。如因托板1a的折射率造成测量结果偏差的，可根据托板1a的折射率对测量结果进行修正补偿，该修正补偿方法属于常规技术，本实施例不做赘述。

本实施例中的两升降器1b均为涡轮丝杆升降机，两升降器1b固定连接在同一个底架1c上，底架1c固定连接在皮带输送机的机架7上，两升降器1b分别通过一台第一电机8驱动，两第一电机8分别与控制器5电性连接，受控于控制器5，控制器5控制两第一电机8同步转动，以驱动两升降器1b同步升降。本实施例中的第一电机8优选采用伺服电机。

为避免托板1a顶升过渡导致输送带100断裂或被产生塑性变形，本实施例进一步优选地在托架1上方和下方分别设置了一个升降限位开关1d，两升降限位开关1d分别固定连接在皮带输送机的机架7上和底架1c上，两升降限位开关1d分别与控制器5电性连接，当托板1a移动至触发任一升降限位开关1d时，升降限位开关1d向控制器5发送信号，控制器5当即控制两第一电机8停止。

本实施例中，外检测架2包括一根沿输送带宽度方向延伸的外轨道2a以及固定连接在外轨道2a两端的外支腿2b，外轨道2a两端分别延伸出输送带两侧，两外支腿2b分别与托板1a两端固定连接或与皮带输送机的机架7固定连接，所述外测距装置3固定连接在一个外滑块2c上，外滑块2c与外轨道2a滑动连接，所述外检测架2上还设置有用于驱动外滑块2c沿外轨道2a来回滑动的第一驱动装置9。

所述内检测架12包括一根沿输送带宽度方向延伸的内轨道12a以及固定连接在内轨道12a两端的内支腿12b，内轨道12a两端分别延伸出输送带两侧，内检测架12的两内支腿12b分别与托板1a两端固定连接或与皮带输送机的机架7固定连接，所述内测距装置13固定连接在一个内滑块12c上，内滑块12c与内轨道12a滑动连接，所述内检测架12上设置有用于驱动内滑块2c沿内轨道12a来回滑动的第二驱动装置15。

为配合内测距装置13，通孔14为与内测距装置13的运动轨迹正对的长孔。

滑动连接在外检测架2上的外测距装置3和滑动连接在内检测架12上的内测距装置13在第一驱动装置9和第二驱动装置15的驱动下沿输送带100的宽度方向来回移动，结合输送带100的自身转动，对输送带100进行波形测距，大量的测量数据按时间排列并形成连续的曲线显示在输出设备6上，供操作员读取和分析。

本实施例中的第一驱动装置9包括一根与外轨道2a平行设置且与外滑块2c螺纹连接的第一丝杆9a、驱动该第一丝杆9a转动的第二电机9b，该第一丝杆9a两端分别延伸至两个外支腿2b并与两外支腿2b转动连接，第二电机9b固定连接在其中一个外支腿2b上，该第二电机9b与控制器5电性连接，受控于控制器5。

第二驱动装置15包括一根与内轨道12a平行设置且与内滑块12c螺纹连接的第二丝杆15a、驱动该第二丝杆15a转动的第三电机15b，该第二丝杆15a两端分别延伸至两个内支腿12b并与两内支腿12b转动连接，第三电机15b固定连接在其中一个内支腿12b上，该第三电机15b与控制器5电性连接，受控于控制器5。控制器5控制第二电机9b与第三电机15b同步转动，以驱动外滑块2c和内滑块12c同步移动，确保外测距装置3和内测距装置13保持正对。

本实施例中的第二电机9b和第三电机15b均采用伺服电机，以确保外滑块2c和内滑块12c的移动精度。

采用第一丝杆9a和第二丝杆15a作为传动轴，驱动外滑块2c和内滑块12c沿输送带100的宽度方向来回滑动，具有更高的稳定性，该稳定性包括各外测距装置3和内测距装置13移动过程中的稳定性以及外测距装置3和内测距装置13之间相对距离的稳定性，以确保测量结果的精度。

为进一步提高测量精度，本实施例所述外测距装置3有四个，矩形排列地连接在外滑块2c上；内测距装置13也有四个，矩形排列地连接在内滑块12c上，外测距装置3与内测距装置13一一正对。这样可以同步检测输送带100四个位置的厚度。与采用单个外测距装置3和单个内测距装置13测量输送带100的厚度相比，更多的外测距装置3和内测距装置13能够一次测量输送带100更大的长度，从而可提高输送带100的转速，提高测量效率。

本实施例还在外轨道2a两端分别设置了滑动限位开关10，两滑动限位开关10分别与控制器5电性连接。两滑动限位开关10限制了外滑块2c的滑动范围，可以用于外滑块2c的复位，也可以确保外测距装置3不移动到输送带100外部，从而避免测量数据异常。

虽然本实施例中的输出设备6为触摸屏，但实际应用中，还可使用显示屏、语音播放器、声光报警器中的一种或多种。

需要说明的是，在实际应用中，外检测架2也可以安装在上层输送带100的上方，但这样需要在皮带输送机空载的时候对输送带100进行厚度测量。而将外检测架2安装在下层输送带100下方则可以在皮带输送机作业过程中持续对输送带100的厚度进行测量。为了确保皮带输送机作业过程中的输送带厚度测量准确度，可以在输送带厚度在线测量装置的上游设置喷淋装置和吹扫装置对输送带表面进行清洗和吹干。

本发明工作过程是：如图1~图4所示，首先启动输送带厚度在线测量装置，同时启动皮带输送机，使输送带100按一定的速度移动，控制器5控制两个第一电机8转动，带动升降器1b动作，使托板1a向下顶，使下层输送带100的内表面与托板1a的凸弧支撑面4紧贴，控制器5可通过检测第一电机8的电流大小来计算两第一电机8的转动力矩，进而计算出托板1a对输送带100的顶推力，当定推力达到一定值时，控制器控制两第一电机8停转，作为升降器1b的涡轮丝杆升降机具有止退功能，能保持托板1a对输送带100的推力，确保输送带100与支撑面4紧贴。

然后控制器5启动外测距装置3和内测距装置13，同时驱动第二电机9b和第三电机15b同步转动，第二电机9b和第三电机15b驱动第一丝杆9a和第二丝杆15a同步转动，分别带动外滑块2c和内滑块12c同步移动，保持外测距装置3和内测距装置13正对的位置关系，外测距装置3和内测距装置13之间的距离S恒定，外测距装置3测量出输送带100外表面到外测距装置3之间的距离s1，内测距装置13测量出输送带100内表面到内测距装置13之间的距离s2，则输送带100在被测点的厚度Dn=S-s1-s2，连续测量后的大量被测点按时间排序就可形成输送带100厚度曲线图，显示在输出设备6上。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.输送带厚度在线测量装置，其特征在于，包括一个托架（1）和一个外检测架（2），托架（1）位于上下层输送带之间，外检测架（2）位于上层输送带上方或下层输送带下方，外检测架（2）上设置有至少一个外测距装置（3），用于检测托架（1）与外检测架（2）之间的输送带外表面到外测距装置（3）的距离，所述托架（1）包括一块托板（1a）和两个分设在托板（1a）两端的升降器（1b），托板（1a）沿输送带宽度方向延伸至输送带两侧外，托板（1a）朝向外测距装置（3）的面为支撑面（4），两升降器（1b）同步驱动托板（1a）垂直于输送带内表面来回移动，托架（1）的支撑面（4）将输送带顶起使位于支撑面（4）上的部分输送带内表面紧贴在支撑面（4）上，外测距装置（3）与支撑面（4）垂直正对，所述支撑面（4）为平行于输送带输送方向的平面或沿输送带输送方向弯曲的凸弧面，外测距装置（3）与一个控制器（5）电性连接，控制器（5）与一个输出设备（6）连接，控制器（5）接收外测距装置（3）检测的结果并通过输出设备（6）输出；

所述托板（1a）为透明圆弧板，支撑面（4）为凸弧面，托板（1a）背对支撑面（4）的一面为凹弧面，凸弧面与凹弧面同心，凹弧面上设置有刚性的衬板（11），托板（1a）的凹弧面一侧设置有一个内检测架（12），内检测架（12）上设置有与外测距装置（3）正对的内测距装置（13），内测距装置（13）垂直于托板（1a）的凹弧面，所述内测距装置（13）也与控制器（5）电性连接，控制器（5）接收内测距装置（13）检测的结果，衬板（11）上开设有与内测距装置（13）正对的通孔（14）。

2.根据权利要求1所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，两升降器（1b）均为涡轮丝杆升降机，两升降器（1b）固定连接在同一个底架（1c）上，底架（1c）固定连接在皮带输送机的机架（7）上，两升降器（1b）分别通过一台第一电机（8）驱动，两第一电机（8）分别与控制器（5）电性连接，受控于控制器（5）。

3.根据权利要求1所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，所述托架（1）还包括两个升降限位开关（1d），两升降限位开关（1d）分别设置在托板（1a）的上方和下方，且分别固定设置在皮带输送机的机架（7）上或其他固定物上，两升降限位开关（1d）分别与控制器（5）电性连接。

4.根据权利要求1所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，所述外检测架（2）包括一根沿输送带宽度方向延伸的外轨道（2a）以及固定连接在外轨道（2a）两端的外支腿（2b），外轨道（2a）两端分别延伸出输送带两侧，两外支腿（2b）分别与托板（1a）两端固定连接或与皮带输送机的机架（7）固定连接，所述外测距装置（3）固定连接在一个外滑块（2c）上，外滑块（2c）与外轨道（2a）滑动连接，所述外检测架（2）上还设置有用于驱动外滑块（2c）沿外轨道（2a）来回滑动的第一驱动装置（9）；

所述内检测架（12）包括一根沿输送带宽度方向延伸的内轨道（12a）以及固定连接在内轨道（12a）两端的内支腿（12b），内轨道（12a）两端分别延伸出输送带两侧，内检测架（12）的两内支腿（12b）分别与托板（1a）两端固定连接或与皮带输送机的机架（7）固定连接，所述内测距装置（13）固定连接在一个内滑块（12c）上，内滑块（12c）与内轨道（12a）滑动连接，所述内检测架（12）上设置有用于驱动内滑块（2c）沿内轨道（12a）来回滑动的第二驱动装置（15）。

5.根据权利要求4所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，所述第一驱动装置（9）包括一根与外轨道（2a）平行设置且与外滑块（2c）螺纹连接的第一丝杆（9a）、驱动该第一丝杆（9a）转动的第二电机（9b），该第一丝杆（9a）两端分别延伸至两个外支腿（2b）并与两外支腿（2b）转动连接，第二电机（9b）固定连接在其中一个外支腿（2b）上，该第二电机（9b）与控制器（5）电性连接，受控于控制器（5）；

所述第二驱动装置（15）包括一根与内轨道（12a）平行设置且与内滑块（12c）螺纹连接的第二丝杆（15a）、驱动该第二丝杆（15a）转动的第三电机（15b），该第二丝杆（15a）两端分别延伸至两个内支腿（12b）并与两内支腿（12b）转动连接，第三电机（15b）固定连接在其中一个内支腿（12b）上，该第三电机（15b）与控制器（5）电性连接，受控于控制器（5）。

6.根据权利要求4所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，所述外测距装置（3）有四个，矩形排列地连接在外滑块（2c）上；内测距装置（13）也有四个，矩形排列地连接在内滑块（12c）上，外测距装置（3）与内测距装置（13）一一正对。

7.根据权利要求4所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，所述外轨道（2a）两端分别设置有滑动限位开关（10），两滑动限位开关（10）分别与控制器（5）电性连接。

8.根据权利要求1所述的输送带厚度在线测量装置，其特征在于，所述输出设备（6）为触摸屏、显示屏、语音播放器、声光报警器中的一种或多种。