CN117208468A - 一种塔架机皮带长度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塔架机控制技术领域，尤其涉及一种塔架机皮带长度调节方法，本发明通过采集各皮带受力值以及各皮带带动悬绳器上行以及下行的速度，在构建的受力随时间变化的变化曲线中截取第一类别曲线以及第二类别曲线，基于各曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值，计算第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值，基于第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值计算皮带状态评估值，并基于皮带状态评估值确定对对应皮带的调整方法，进而，实现了根据特殊时间段的皮带受力特点确定皮带状态以及根据状态评估值适应性地对皮带的调整长度进行估算，解决了多条皮带长时间运行形变不同导致传动系统运行不稳定的问题，提高了传动系统稳定性。

Description

一种塔架机皮带长度调节方法

技术领域

本发明涉及塔架机控制技术领域，尤其涉及一种塔架机皮带长度调节方法。

背景技术

在传动系统中，皮带是一种常用的传动元件，其优点包括传动效率高、使用寿命长、维护方便等，皮带传动系统是一种常见的传动方式，其基本原理是利用柔性皮带将动力从驱动轴传递到被驱动轴上，在皮带传动系统中，由于长时间的拉伸拖曳，皮带传动系统由于皮带的形变等原因造成传动精度下降，尤其是在抽油机这类往复运动的系统中，皮带的传动效果直接影响了抽油机的运转稳定性。

中国专利公开号：CN110847885A，公开了一种基于皮带式抽油机运行状态监测装置及方法，其中，该装置包括：夹持件，其用于夹持在皮带的两面；固定件，其固定在皮带与悬绳器或配重的连接件上；拉力传感器，其一端通过第一连接件连接在所述夹持件上，另一端通过第二连接件固定在所述固定件上；以及数据处理模块，其与所述拉力传感器电连接，经配置以接收并处理所述拉力传感器感测的受力信号。该发明提供的监测装置安装方便，运行可靠，可直接监测抽油机运行状态；能够检测出皮带断裂情况，避免配重坠落事故；缩短了发现问题时间，降低了事故发生率，提高了现场问题处理速度。

可见，现有技术中还存在以下问题；

1、现有技术中，未考虑多条皮带一起作用于悬绳器，由于个别皮带局部形变导致运行过程中悬绳器不平衡，造成皮带传动系统不稳定的问题；

2、现有技术中，不能对皮带传动过程中根据特殊时间段的皮带受力特点，综合性地表征皮带的状态，影响皮带传动系统对皮带的检测精度；

3、现有技术中，不能根据表征皮带状态的状态评估值适应性地对皮带的调整长度进行估算。

发明内容

为克服现有技术中不能根据特殊时间段的皮带受力特点确定皮带状态以及根据状态评估值适应性地对皮带的调整长度进行估算的问题，本发明提供一种塔架机皮带长度调节方法，包括：

步骤S1，基于设置在皮带调整机构上的若干受力采集单元采集各皮带受力值，基于设置在悬绳器上的速度采集单元采集各皮带带动悬绳器上行以及下行的速度；

步骤S2，在塔架机运行过程中，实时获取所述速度采集单元所采集的速度值，记录若干特征时间段，所述特征时间段包括第一类别时间段以及第二类别时间段，所述第一类别时间段为悬绳器上行过程中移动速度由零开始加速时刻至移动速度达到预设速度的时刻对应的时间段，所述第二类别时间段为悬绳器下行过程中移动速度开始减速时刻至移动速度减至零的时刻对应的时间段；

步骤S3，基于各皮带受力值构建各皮带对应的受力变化曲线，并在受力变化曲线中截取皮带对应的若干第一类别曲线段以及若干第二类别曲线段，其中，所述第一类别曲线段为截取第一类别时间段内的受力变化曲线所得，所述第二类别曲线段为截取第二类别时间段内的受力变化曲线所得；

步骤S4，基于各皮带对应的第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值计算各皮带对应的皮带状态评估值，其中，所述第一类别曲线评估值由皮带对应的第一类别曲线段的曲线参数计算所得，所述第二类别曲线评估值由皮带对应的第二类别曲线段的曲线参数计算所得，所述曲线参数包括斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值，所述稳态误差值基于所述皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值以及数据库内的目标值确定；

步骤S5，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，并基于所述皮带状态评估值确定对对应皮带进行调整时的调整量。

进一步地，所述步骤S4中，基于所述皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值以及数据库内的目标值按公式(1)计算所述稳态误差值，

Qa＝|Q₁-Q₀| (1)

公式(1)中，Qa为稳态误差值，Q1为皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值，Q0为数据库内的目标值。

进一步地，所述步骤S4中，基于各所述第一类别曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算第一类别曲线评估值，

公式(2)中，E₁为第一类别曲线评估值，k₁为第一类别曲线的斜率变化率，k_a为第一类别曲线的斜率变化率参考值，Qm1为第一类别曲线的最大受力值，Qma为第一类别曲线的最大受力参考值，Qa1为第一类别曲线的稳态误差值，Qa1’为第一类别曲线的稳态误差参考值；

基于各所述第二类别曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算第二类别曲线评估值，

公式(3)中，E₂为第二类别曲线评估值，k₂为第一类别曲线的斜率变化率，k_b为第二类别曲线的斜率变化率参考值，Qm2为第二类别曲线的最大受力值，Qmb为第二类别曲线的最大受力参考值，Qa2为第二类别曲线的稳态误差值，Qa2’为第二类别曲线的稳态误差参考值。

进一步地，所述步骤S4中，所述第一类别曲线的最大受力参考值以及第二类别曲线的最大受力参考值基于悬绳器与光杆的重力值确定；

所述第一类别曲线的稳态误差参考值以及第二类别曲线的稳态误差参考值基于悬绳器与光杆的重力值确定。

进一步地，所述步骤S4中，基于各皮带的所述第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值按公式(4)计算皮带状态评估值，

E＝E₁/2+E₂/2 (4)

公式(4)中，E为皮带状态评估值。

进一步地，所述步骤S5中，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，其中，

获取各皮带对应皮带状态评估值中的最小皮带状态评估值，计算各皮带状态评估值与所述最小皮带状态评估值的评估值差值，将所述评估值差值与预设的评估值差值阈值进行对比，

在预设差值对比条件下，判定需要调整皮带长度；

所述预设差值对比条件为所述评估值差值大于预设的评估值差值阈值。

进一步地，所述步骤S5中，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，并基于所述皮带状态评估值确定对对应皮带进行调整时的调整量，其中，

预先设置若干基于所述评估值差值的大小确定对对应皮带长度的调整方法，各所述调整方法对皮带长度的调整量不同。

进一步地，所述步骤S4中，还包括将所述稳态误差值与预设的稳态误差阈值进行对比，根据对比结果判定皮带是否发生严重形变，其中，

若所述稳态误差值小于等于所述稳态误差阈值，则判定皮带没有发生严重形变；

若所述稳态误差值大于所述稳态误差阈值，则判定皮带发生严重形变。

进一步地，所述步骤S4中，若判定所述皮带发生严重形变则机器停止运行，并发出更换严重变形皮带的警示。

进一步地，本发明还提供一种塔架机皮带长度调节装置，其包括：

若干皮带，一端连接悬绳器，以带动所述悬绳器以及与所述悬绳器连接的光杆上下移动，

皮带调整机构，其设置在所述皮带与所述悬绳器连接处，用以调整皮带长度；

采集模组，其包括若干设置在所述皮带调整机构上用以采集各皮带受力数据的受力采集单元以及设置在所述悬绳器上用以采集所述皮带带动悬绳器移动的移动速度的速度采集单元；

运算分析模组，其与所述采集模组连接，包括运算模块以及分析模块，所述运算模块用以基于所述采集模组采集的数据构建受力随时间变化的变化曲线，并计算所述稳态误差值、第一类别曲线评估值、第二类别曲线评估值以及皮带状态评估值；

所述分析单元与所述运算单元连接，用以基于所述评估值差值确定对对应皮带的调整方法，并基于所述稳态误差值判定皮带是否发生严重形变。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过采集各皮带受力值以及各皮带带动悬绳器上行以及下行的速度，在构建的受力随时间变化的变化曲线中截取第一类别曲线以及第二类别曲线，基于各曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值，计算第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值，基于第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值计算皮带状态评估值，并基于皮带状态评估值确定对对应皮带的调整方法，进而，实现了根据特殊时间段的皮带受力特点确定皮带状态以及根据状态评估值适应性地对皮带的调整长度进行估算，解决了多条皮带长时间运行形变不同导致传动系统运行不稳定的问题，提高了对皮带状态的检测精度以及调节精度，提高了传动系统稳定性。

尤其，本发明截取特殊时间段的皮带受力变化曲线进行进一步分析，在实际情况中，皮带拖动悬绳器上行过程中移动速度由零开始加速时刻至移动速度达到预设速度的时刻对应的时间段内，移动过程中皮带拖动连接的悬绳器进行加速移动，皮带受到更大的拉伸力，受力会更加明显，同样的，皮带拖动悬绳器下行过程中移动速度开始减速时刻至移动速度减至零的时刻对应的时间段内，移动过程中皮带拖动连接的悬绳器进行减速移动，皮带受到更大的拉伸力，受力也会更加明显，上述时段内受力变化曲线的数据表征性强，本发明通过截取这两段时间段的皮带受力变化曲线，可以实现更加明显的分析曲线特征，进而，提高了对皮带状态的检测精度。

尤其，本发明基于各曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算曲线评估值，在实际情况中，在皮带长时间运行发生微观形变或者材料变性后，会导致皮带张力分布不均、皮带弯曲半径变小以及皮带摩擦系数的变化，但是微观形变不易监测，皮带受力变化曲线的斜率变化率可以表征皮带带动悬绳器移动过程中皮带受力的变化波动，斜率变化率越大表征皮带受力波动越大，皮带受力越不均匀，皮带受力变化曲线的最大受力值可以表征皮带微观形变或材料变性导致的受力值变化的程度，最大受力值越大表征皮带微观形变或材料变性越严重，皮带受力变化曲线的稳态误差值可以表征皮带稳定运行状态下的皮带受力与正常受力值的差距情况，稳态误差值越大表征皮带微观形变或材料变性越严重，本发明将各曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值结合考虑，综合性地表征曲线的特征，进而，提高了对皮带状态的检测精度。

尤其，本发明通过计算出的能表征皮带状态的皮带状态评估值适应性地调整皮带的长度，在实际情况中，微观形变或材料变形不易被察觉，但是皮带各部位的应力或承载能力已经发生变化，因此，通过皮带状态评估值能提前发现微观形变，皮带状态评估值越小，表征皮带状态越好，也就是斜率变化率小、受力值变大的程度小以及皮带形变的形变程度小，即皮带受力均匀，皮带局部伸长形变现象不明显以及皮带形变的形变程度不明显，筛选皮带状态评估值最小值也就是筛选传动系统中皮带状态最好的皮带，并以此为基准，根据评估值差值的大小确定对对应皮带长度的调整方法，各调整方法对皮带长度的调整量不同，进而，提高了对皮带状态的检测精度以及调节精度。

附图说明

图1为发明实施例的塔架机皮带长度调节方法的步骤图；

图2为发明实施例的悬绳器与皮带的连接示意图；

图中，1：皮带，2：悬绳器，3：皮带调整机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，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，或一体的连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为发明实施例的塔架机皮带长度调节方法的步骤图，本发明的塔架机皮带长度调节方法，包括：

步骤S1，基于设置在皮带调整机构上的若干受力采集单元采集各皮带受力值，基于设置在悬绳器上的速度采集单元采集各皮带带动悬绳器上行以及下行的速度；

步骤S2，在塔架机运行过程中，实时获取所述速度采集单元所采集的速度值，记录若干特征时间段，所述特征时间段包括第一类别时间段以及第二类别时间段，所述第一类别时间段为悬绳器上行过程中移动速度由零开始加速时刻至移动速度达到预设速度的时刻对应的时间段，所述第二类别时间段为悬绳器下行过程中移动速度开始减速时刻至移动速度减至零的时刻对应的时间段；

步骤S3，基于各皮带受力值构建各皮带对应的受力变化曲线，并在受力变化曲线中截取皮带对应的若干第一类别曲线段以及若干第二类别曲线段，其中，所述第一类别曲线段为截取第一类别时间段内的受力变化曲线所得，所述第二类别曲线段为截取第二类别时间段内的受力变化曲线所得；

步骤S4，基于各皮带对应的第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值计算各皮带对应的皮带状态评估值，其中，所述第一类别曲线评估值由皮带对应的第一类别曲线段的曲线参数计算所得，所述第二类别曲线评估值由皮带对应的第二类别曲线段的曲线参数计算所得，所述曲线参数包括斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值，所述稳态误差值基于所述皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值以及数据库内的目标值确定；

步骤S5，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，并基于所述皮带状态评估值确定对对应皮带进行调整时的调整量。

具体而言，本发明截取特殊时间段的皮带受力变化曲线进行进一步分析，在实际情况中，皮带1拖动悬绳器2上行过程中移动速度由零开始加速时刻至移动速度达到预设速度的时刻对应的时间段内，移动过程中皮带1拖动连接的悬绳器2进行加速移动，皮带受到更大的拉伸力，受力会更加明显，同样的，皮带拖动悬绳器2下行过程中移动速度开始减速时刻至移动速度减至零的时刻对应的时间段内，移动过程中皮带1拖动连接的悬绳器2进行减速移动，皮带受到更大的拉伸力，受力也会更加明显，上述时段内受力变化曲线的数据表征性强，本发明通过截取这两段时间段的皮带受力变化曲线，可以实现更加明显的分析曲线特征，进而，提高了对皮带状态的检测精度。

具体而言，所述步骤S4中，基于所述皮带1带动悬绳器2匀速移动过程中的皮带受力值以及数据库内的目标值按公式(1)计算所述稳态误差值，

Qa＝|Q₁-Q₀| (1)

公式(1)中，Qa为稳态误差值，Q1为皮带1带动悬绳器2匀速移动过程中的皮带受力值，Q0为数据库内的目标值；

Q0基于预先测试所得，预先测试同类型皮带在正常状况下带动悬绳器2匀速移动时的皮带受力值，基于若干次测试结果求得的平均测试结果确定为数据库内的目标值。

具体而言，所述步骤S4中，基于各所述第一类别曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算第一类别曲线评估值，

公式(2)中，E₁为第一类别曲线评估值，k₁为第一类别曲线的斜率变化率，k_a为第一类别曲线的斜率变化率参考值，Qm1为第一类别曲线的最大受力值，Qma为第一类别曲线的最大受力参考值，Qa1为第一类别曲线的稳态误差值，Qa1’为第一类别曲线的稳态误差参考值；

其中，第一类别曲线的斜率变化率参考值k_a基于预先测试所得，预先测试同规格的正常皮带1在带动悬绳器2上行过程中移动速度由零开始加速时刻至移动速度达到预设速度的时刻对应的时间段内的皮带受力变化曲线，计算曲线的斜率变化率，将根据测试计算得出的斜率变化率确定为第一类别曲线的斜率变化率参考值k_a。

基于各所述第二类别曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算第二类别曲线评估值，

公式(3)中，E₂为第二类别曲线评估值，k₂为第一类别曲线的斜率变化率，k_b为第二类别曲线的斜率变化率参考值，Qm2为第二类别曲线的最大受力值，Qmb为第二类别曲线的最大受力参考值，Qa2为第二类别曲线的稳态误差值，Qa2’为第二类别曲线的稳态误差参考值；

其中，第二类别曲线的斜率变化率参考值k_b基于预先测试所得，预先测试同规格的正常皮带在带动悬绳器2下行过程中移动速度开始减速时刻至移动速度减至零的时刻对应的时间段内的皮带受力变化曲线，计算曲线的斜率变化率，将根据测试计算得出的斜率变化率确定为第二类别曲线的斜率变化率参考值k_b。

具体而言，所述步骤S4中，所述第一类别曲线的最大受力参考值以及第二类别曲线的最大受力参考值基于悬绳器2与光杆的重力值确定；

其中，优选的，本实施例中的第一类别曲线的最大受力参考值Qma∈(G，1.2G]，G为悬绳器2与光杆的重力值，第二类别曲线的最大受力参考值Qmb∈(G，1.2G]；

所述第一类别曲线的稳态误差参考值以及第二类别曲线的稳态误差参考值也基于悬绳器2与光杆的重力值确定；

其中，优选的，本实施例中的第一类别曲线的稳态误差参考值Qa1’∈[0.05G，0.15G]，G为悬绳器2与光杆的重力值，第二类别曲线的稳态误差参考值Qa2’∈[0.05G，0.15G]。

具体而言，所述步骤S4中，基于各皮带的所述第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值按公式(4)计算皮带1状态评估值，

E＝E₁/2+E₂/2 (4)

公式(4)中，E为皮带1状态评估值。

具体而言，本发明基于各曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算曲线评估值，在实际情况中，在皮带1长时间运行发生微观形变或者材料变性后，会导致皮带1张力分布不均、皮带1弯曲半径变小以及皮带1摩擦系数的变化，但是微观形变不易监测，皮带受力变化曲线的斜率变化率可以表征皮带1带动悬绳器2移动过程中皮带受力的变化波动，斜率变化率越大表征皮带受力波动越大，皮带受力越不均匀，皮带受力变化曲线的最大受力值可以表征皮带1微观形变或材料变性导致的受力值变化的程度，最大受力值越大表征皮带1微观形变或材料变性越严重，皮带受力变化曲线的稳态误差值可以表征皮带1稳定运行状态下的皮带受力与正常受力值的差距情况，稳态误差值越大表征皮带1微观形变或材料变性越严重，本发明将各曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值结合考虑，综合性地表征曲线的特征，进而，提高了对皮带状态的检测精度。

具体而言，所述步骤S5中，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，其中，

获取各皮带对应皮带状态评估值中的最小皮带状态评估值，计算各皮带状态评估值E与所述最小皮带状态评估值E_min的评估值差值E_D，将所述评估值差值E_D与预设的评估值差值阈值Ey进行对比，

在预设差值对比条件下，判定需要调整皮带长度；

所述预设差值对比条件为所述评估值差值E_D大于预设的评估值差值阈值Ey；

其中，0.15≤Ey≤0.3。

具体而言，所述步骤S5中，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，并基于所述皮带状态评估值确定对对应皮带进行调整时的调整量，其中，

预先设置若干基于所述评估值差值的大小确定对对应皮带长度的调整方法，各所述调整方法对皮带长度的调整量不同。

具体而言，在本实施例中，设定至少两种基于所述评估值差值E_D对所述皮带1的皮带长度的调整方法，其中，将所述评估值差值E_D与预设的评估值差值参考值E_D’进行对比，

若E_D≤E_D’，则确定所述皮带1的皮带长度的调整方法为第一长度调整方法，所述第一长度调整方法为将所述皮带1的长度调整至第一皮带长度D1，设定D1＝D0－Δd1；

若E_D＞E_D’，则确定所述皮带1的皮带长度的调整方法为第二长度调整方法，所述第二长度调整方法为将所述皮带1的长度调整至第二皮带长度D2，设定D2＝D0－Δd2；

其中，D0表示所述皮带1的初始皮带长度，Δd1表示第一皮带长度调整量，Δd2表示第二皮带长度调整量，在本实施例中，为使得评估值差值参考值E_D’能够区分评估值差值的大小，可以使0.3＜E_D’＜0.8，同样的，为使得调整有效，并避免调整量过大，在本实施例中，0.05D0≤Δd1＜Δd2≤0.1D0。

具体而言，本发明通过计算出的能表征皮带状态的皮带状态评估值适应性地调整皮带1的长度，在实际情况中，微观形变或材料变形不易被察觉，但是皮带1各部位的应力或承载能力已经发生变化，因此，通过皮带状态评估值能提前发现微观形变，皮带状态评估值越小，表征皮带状态越好，也就是斜率变化率小、受力值变大的程度小以及皮带形变的形变程度小，即皮带受力均匀，皮带微观形变现象不明显以及皮带微观形变的形变程度不明显，筛选皮带状态评估值最小值也就是筛选传动系统中皮带状态最好的皮带1，并以此为基准，根据评估值差值的大小确定对对应皮带长度的调整方法，各调整方法对皮带长度的调整量不同，进而，提高了对皮带状态的检测精度以及调节精度。

具体而言，所述步骤S4中，还包括将所述稳态误差值Qa与预设的稳态误差阈值Qmax进行对比，根据对比结果判定皮带1是否发生严重形变，其中，

若所述稳态误差值Qa小于等于所述稳态误差阈值Qmax，则判定皮带没有发生严重形变；

若所述稳态误差值Qa大于所述稳态误差阈值Qmax，则判定皮带1发生严重形变。

具体而言，所述步骤S4中，若判定所述皮带1发生严重形变则机器停止运行，并发出更换严重变形皮带1的警示。

具体而言，请参阅图2所示，其为发明实施例的悬绳器2与皮带1的连接示意图，本发明还提供一种塔架机皮带长度调节装置，其包括：

若干皮带，一端连接悬绳器2，以带动所述悬绳器2以及与所述悬绳器2连接的光杆上下移动，

皮带调整机构3，其设置在所述皮带1与所述悬绳器2连接处，用以调整皮带长度；

采集模组，其包括若干设置在所述皮带调整机构3上用以采集各皮带受力数据的受力采集单元以及设置在所述悬绳器2上用以采集所述皮带带动悬绳器2移动的移动速度的速度采集单元；

运算分析模组，其与所述采集模组连接，包括运算模块以及分析模块，所述运算模块用以基于所述采集模组采集的数据构建受力随时间变化的变化曲线，并计算所述稳态误差值、第一类别曲线评估值、第二类别曲线评估值以及皮带状态评估值；

所述分析单元与所述运算单元连接，用以基于所述评估值差值确定对对应皮带的调整方法，并基于所述稳态误差值判定皮带1是否发生严重形变。

具体而言，本发明对皮带调整机构3对皮带1进行长度调整的方式不作限定，其可以为张力控制器、电动调节器以及液压调节器，能够实现对皮带1的长度进行调整即可，此为现有技术，此处不再赘述。

具体而言，本发明对受力采集单元的具体结构不作限定，其能够实现对皮带1的受力数据进行采集即可，此为现有技术，此处不再赘述。

具体而言，本发明对速度采集单元的具体结构不做限定，其能准确地检测采集移动物体的速度即可，此为现有技术，此处不再赘述。

具体而言，本发明对所述运算分析模组以及其内部各功能单元的具体结构不做限定，其可以为相关算法程序，也可以是微型控制计算机，还可以是集成CPU，此为现有技术，此处不再赘述。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，包括：

步骤S1，基于设置在皮带调整机构上的若干受力采集单元采集各皮带受力值，基于设置在悬绳器上的速度采集单元采集各皮带带动悬绳器上行以及下行的速度；

步骤S2，在塔架机运行过程中，实时获取所述速度采集单元所采集的速度值，记录若干特征时间段，所述特征时间段包括第一类别时间段以及第二类别时间段，所述第一类别时间段为悬绳器上行过程中移动速度由零开始加速时刻至移动速度达到预设速度的时刻对应的时间段，所述第二类别时间段为悬绳器下行过程中移动速度开始减速时刻至移动速度减至零的时刻对应的时间段；

步骤S3，基于各皮带受力值构建各皮带对应的受力变化曲线，并在受力变化曲线中截取皮带对应的若干第一类别曲线段以及若干第二类别曲线段，其中，所述第一类别曲线段为截取第一类别时间段内的受力变化曲线所得，所述第二类别曲线段为截取第二类别时间段内的受力变化曲线所得；

步骤S4，基于各皮带对应的第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值计算各皮带对应的皮带状态评估值，其中，所述第一类别曲线评估值由皮带对应的第一类别曲线段的曲线参数计算所得，所述第二类别曲线评估值由皮带对应的第二类别曲线段的曲线参数计算所得，所述曲线参数包括斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值，所述稳态误差值基于所述皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值以及数据库内的目标值确定；

步骤S5，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，并基于所述皮带状态评估值确定对对应皮带进行调整时的调整量。

2.根据权利要求1所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于所述皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值以及数据库内的目标值按公式(1)计算所述稳态误差值，

Qa＝|Q₁-Q₀| (1)

公式(1)中，Qa为稳态误差值，Q1为皮带带动悬绳器匀速移动过程中的皮带受力值，Q0为数据库内的目标值。

3.根据权利要求2所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于各所述第一类别曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算第一类别曲线评估值，

公式(2)中，E₁为第一类别曲线评估值，k₁为第一类别曲线的斜率变化率，k_a为第一类别曲线的斜率变化率参考值，Qm1为第一类别曲线的最大受力值，Qma为第一类别曲线的最大受力参考值，Qa1为第一类别曲线的稳态误差值，Qa1’为第一类别曲线的稳态误差参考值；

基于各所述第二类别曲线的斜率变化率、最大受力值以及稳态误差值计算第二类别曲线评估值，

公式(3)中，E₂为第二类别曲线评估值，k₂为第一类别曲线的斜率变化率，k_b为第二类别曲线的斜率变化率参考值，Qm2为第二类别曲线的最大受力值，Qmb为第二类别曲线的最大受力参考值，Qa2为第二类别曲线的稳态误差值，Qa2’为第二类别曲线的稳态误差参考值。

4.根据权利要求3所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述第一类别曲线的最大受力参考值以及第二类别曲线的最大受力参考值基于悬绳器与光杆的重力值确定；

所述第一类别曲线的稳态误差参考值以及第二类别曲线的稳态误差参考值基于悬绳器与光杆的重力值确定。

5.根据权利要求4所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于各皮带的所述第一类别曲线评估值以及第二类别曲线评估值按公式(4)计算皮带状态评估值，

E＝E₁/2+E₂/2 (4)

公式(4)中，E为皮带状态评估值。

6.根据权利要求5所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S5中，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，其中，

获取各皮带对应皮带状态评估值中的最小皮带状态评估值，计算各皮带状态评估值与所述最小皮带状态评估值的评估值差值，将所述评估值差值与预设的评估值差值阈值进行对比，

在预设差值对比条件下，判定需要调整皮带长度；

所述预设差值对比条件为所述评估值差值大于预设的评估值差值阈值。

7.根据权利要求6所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S5中，基于各皮带对应的皮带状态评估值判定是否需要调整皮带长度，并基于所述皮带状态评估值确定对对应皮带进行调整时的调整量，其中，

预先设置若干基于所述评估值差值的大小确定对对应皮带长度的调整方法，各所述调整方法对皮带长度的调整量不同。

8.根据权利要求1所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S4中，还包括将所述稳态误差值与预设的稳态误差阈值进行对比，根据对比结果判定皮带是否发生严重形变，其中，

若所述稳态误差值小于等于所述稳态误差阈值，则判定皮带没有发生严重形变；

若所述稳态误差值大于所述稳态误差阈值，则判定皮带发生严重形变。

9.根据权利要求8所述的塔架机皮带长度调节方法，其特征在于，所述步骤S4中，若判定所述皮带发生严重形变则机器停止运行，并发出更换严重变形皮带的警示。

10.一种应用权利要求1-9任一项所述方法的塔架机皮带长度调节装置，其特征在于，包括：

若干皮带，一端连接悬绳器，以带动所述悬绳器以及与所述悬绳器连接的光杆上下移动，

皮带调整机构，其设置在所述皮带与所述悬绳器连接处，用以调整皮带长度；

采集模组，其包括若干设置在所述皮带调整机构上用以采集各皮带受力数据的受力采集单元以及设置在所述悬绳器上用以采集所述皮带带动悬绳器移动的移动速度的速度采集单元；

运算分析模组，其与所述采集模组连接，包括运算模块以及分析模块，所述运算模块用以基于所述采集模组采集的数据构建受力随时间变化的变化曲线，并计算所述稳态误差值、第一类别曲线评估值、第二类别曲线评估值以及皮带状态评估值；

所述分析单元与所述运算单元连接，用以基于所述评估值差值确定对对应皮带的调整方法，并基于所述稳态误差值判定皮带是否发生严重形变。