CN204011044U - 一种磁体超导线绕制控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统（1）、放线系统（2）和张力控制系统，所述张力控制系统包括张力控制装置（3）、张力检测装置（4）和调速装置（5），所述张力控制装置（3）为单片机，所述张力检测装置（4）包括立柱（6）、过线轮（7）、张紧轮（8）和编码器，所述立柱（6）一端设有过线轮（7），所述张紧轮（8）活动设于立柱（6）一边，所述张紧轮（8）与编码器相适配；所述绕线系统（1）、张力检测装置（4）和放线系统（2）工作时通过磁体超导线（9）呈连接状态，所述调速装置（5）与绕线系统（1）和放线系统（2）相适配。本实用新型具有精确控制绕线张力、及时调整绕制速度的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及超导线的绕制装置，具体涉及磁体超导线的绕制控制装置。
背景技术
MRI核磁共振成像系统是一种高科技的大型医疗设备，实现高场MRI系统，超导磁体的制作是关键，而在超导磁体系统研制过程中，超导线圈绕制工艺直接影响超导磁体的性能。如果超导线在电磁力的作用下产生机械位移，线匝之间发生相对移动，将很有可能发生导体失超，或者导体温度过热。因此磁体绕线必须紧密，层间和匝间间隙尽量小，并且均匀分布，绕制后填充适当的填充材料，不留空隙，以防止导体移动。只有在绕制过程中，精确控制绕线张力，才能保证线圈的绕制工艺，达到超导磁体系统的设计要求。目前的张力控制系统一般都采用磁粉离合器或者力矩电机作为执行元件，但使用磁粉离合器作为执行元件有严重的滞后，力矩电机难以实现小转矩高转速或者大转矩低转速的工作要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种精确控制绕线张力、及时调整绕制速度的磁体超导线绕制控制装置。
为解决上述问题本实用新型提供了一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统、张力控制系统和放线系统，所述张力控制系统包括张力控制装置、张力检测装置和调速装置，所述张力控制装置为单片机，所述张力检测装置包括立柱、过线轮、张紧轮和编码器，所述过线轮设于立柱一端，所述张紧轮活动设于立柱一边，所述张紧轮与编码器相适配；所述绕线系统、张力检测装置和放线系统工作时通过磁体超导线呈连接状态，所述调速装置与绕线系统和放线系统相适配。所述张力控制装置的单片机端口P2.3、P2.6与绕线系统连接，所述张力控制装置的单片机端口P2.5与放线系统连接，所述张力控制装置的单片机端口P3.1、P3.2、P3.3与张力检测装置连接，所述张力控制装置的单片机端口P0.0~P0.7与调速装置连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述调速装置为调速电机，所述调速电机为直流电机。所述编码器包括砝码盒和光电开关，所述立柱上设有光电开关，所述张紧轮与砝码盒通过导线活动设置在过线轮的两边，所述砝码盒初始位置设于光电开关处。
作为本实用新型的进一步改进，所述绕线系统包括绕线骨架和调速装置，所述调速装置自适应于绕线骨架的绕线速度。所述放线系统包括支座、放线盘和调速装置，所述放线盘设于支座上，所述放线盘上设有调速装置。
作为本实用新型的进一步改进，所述立柱上设有第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关之间的连线平行于立柱，所述第一限位开关和第二限位开关与砝码盒相适配。所述绕线系统和张力检测装置之间设有导向轮，所述张力检测装置和放线系统之间设有导向轮。所述单片机为AT89C52单片机。所述光电开关设有至少三个。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统、张力控制系统和放线系统，所述张力控制系统包括张力控制装置、张力检测装置和调速装置，所述张力控制装置为单片机，所述张力检测装置包括立柱、过线轮、张紧轮和编码器，所述过线轮设于立柱一端，所述张紧轮活动设于立柱一边，所述张紧轮与编码器相适配；所述绕线系统、张力检测装置和放线系统工作时通过磁体超导线呈连接状态，所述调速装置与绕线系统和放线系统相适配。本实用新型各组成部分的相互配合，提升了系统的抗干扰能力，保证了系统运行的正确性和可靠性。保证了磁体超导线绕制过程的安全性；张力控制装置采用中断方式，实时对系统进行控制，并提供系统故障代码指示功能。实用新型已转化为应用，能够很好的满足研发和生产的要求。
2、所述编码器包括砝码盒和光电开关，所述立柱上设有光电开关，所述张紧轮与砝码盒通过导线活动设置在过线轮的两边，所述砝码盒初始位置设于光电开关处。光电传感器和砝码盒构成简易实用的编码器，来作为张力状态信号的检测、反馈。相比现有技术结构简单，制造方便，减少支出。
3、所述控制装置为单片机，所述单片机为AT89C52单片机。用单片机来驱动直流电机，实现速度可调自适应，进行硬件的设计和软件开发，采用硬件抗干扰和软件抗干扰相结合的技术，保证装置运行的正确性和可靠性。本实用新型采用以AT89C52单片机为核心的控制系统作为张力控制器，具备了快速响应的动态特性、良好的静态特性、高安全可靠性以及便于操作等优点。
4、所述光电开关设有至少三个。该数量的光电开关最低保证了其与砝码盒的配合，达到编码器的作用。
附图说明
图1为本实用新型的磁体超导线绕制控制装置的主视图。
图2为本实用新型的张力检测装置的左视图。
图3为本实用新型的张力控制装置的软件主程序流程图。
图4为本实用新型的控制装置的单片机端口定义图。
图5为本实用新型的磁体超导线绕制控制装置的电源系统的+12V电路的电原理图。
图6为本实用新型的磁体超导线绕制控制装置的电源系统的+5V电路的电原理图。
图7为本实用新型的调速装置的电路原理图。
图中：1-绕线系统，2-放线系统，3-张力控制装置，4-张力检测装置，5-调速装置，6-立柱，7-过线轮，8-张紧轮，9-磁体超导线，10-砝码盒，11-光电开关，12-绕线骨架，13-支座，14-放线盘，15-1第一限位开关，15-2第二限位开关，16-导向轮，17-导线。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步的解释说明。
如图1-2所示，一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统1、张力控制系统和放线系统2。绕线系统1包括绕线骨架12和调速装置5，调速装置5调节绕线骨架12的绕线速度。张力控制系统包括张力控制装置3、张力检测装置4和调速装置5，张力控制装置3为AT89C52单片机。调速装置5为直流电机。张力检测装置4包括立柱6、过线轮7、张紧轮8和编码器，过线轮7设于立柱6一端，张紧轮8活动设于立柱6一边，编码器包括砝码盒10和光电开关11，立柱6上设有三个光电开关11，张紧轮8与砝码盒10通过导线17活动设置在过线轮7的两边，砝码盒10初始位置设于光电开关11处。立柱6上设有第一限位开关15-1和第二限位开关15-2，第一限位开关15-1和第二限位开关15-2与砝码盒10相适配。绕线系统1、张力检测装置4和放线系统2工作时通过磁体超导线9呈连接状态，绕线系统1和张力检测装置4之间设有导向轮16，张力检测装置4和放线系统2之间设有导向轮16。放线系统2包括支座13、放线盘14和调速装置5，放线盘14设于支座13上，放线盘14上设有调速装置5。
如图3所示，本实用新型的张力控制装置AT89C52单片机的主程序流程图。本实用新型的张力控制装置AT89C52单片机还包括中断程序，当run_flag=0时系统处于中断状态，当run_flag=1时系统处于运行状态。
如图4所示，张力控制装置3的单片机端口P2.3、P2.6与绕线系统1连接，张力控制装置3的单片机端口P2.5与放线系统2连接，张力控制装置3的单片机端口P3.1、P3.2、P3.3与张力检测装置4连接，所述张力控制装置3的单片机端口P0.0~P0.7与调速装置5连接。
如图5-6所示，本实用新型的电源系统为绕线系统1，放线系统2，张力控制装置3，调速装置5，光电开关11，第一限位开关15-1，第二限位开关15-2提供的所需的电源。
本实用新型的磁体超导线绕制控制装置的实施方式为：接通电源，由单片机控制磁体超导线的绕制过程，确定绕线方式和放线速度，绕线骨架12在张力控制装置3驱动下开始运动，与此同时，放线系统2开始放线，磁体超导线9从放线盘14上放出，经过过线轮7、张紧轮8再经过过线轮7，到达绕线骨架12，完成绕制。
绕制过程中，张紧轮8根据磁体超导线9的速度的不同，其给予砝码盒10的拉力不同，砝码盒10根据拉力不同进行位移，其位移的距离由检测装置4检测出来，砝码盒10与立柱上的光电开关11相互配合，完成张力状态信号的检测、反馈。张力控制装置根据张力状态的信号及预设程序，调节调速装置5，很好的完成张力的调节与控制。
Claims (9)
1.一种磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：依次包括绕线系统（1）、张力控制系统和放线系统（2），所述张力控制系统包括张力控制装置（3）、张力检测装置（4）和调速装置（5）， 所述张力控制装置（3）为单片机，所述张力检测装置（4）包括立柱（6）、过线轮（7）、张紧轮（8）和编码器，所述过线轮（7）设于立柱（6）一端，所述张紧轮（8）活动设于立柱（6）一边，所述张紧轮（8）与编码器相适配；所述绕线系统（1）、张力检测装置（4）和放线系统（2）工作时通过磁体超导线（9）呈连接状态，所述调速装置（5）与绕线系统（1）和放线系统（2）相适配；所述张力控制装置（3）的单片机端口P2.3、P2.6与绕线系统（1）连接，所述张力控制装置（3）的单片机端口P2.5与放线系统（2）连接，所述张力控制装置（3）的单片机端口P3.1、P3.2、P3.3与张力检测装置（4）连接，所述张力控制装置（3）的单片机端口P0.0~P0.7与调速装置（5）连接。
2.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述调速装置（5）为调速电机，所述调速电机为直流电机。
3.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述编码器包括砝码盒（10）和光电开关（11），所述立柱（6）上设有光电开关（11），所述张紧轮（8）与砝码盒（10）通过导线（17）活动设置在过线轮（7）的两边，所述砝码盒（10）初始位置设于光电开关（11）处。
4.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述绕线系统（1）包括绕线骨架（12）和调速装置（5），所述调速装置（5）自适应于绕线骨架（12）的绕线速度。
5.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述放线系统（2）包括支座（13）、放线盘（14）和调速装置（5），所述放线盘（14）设于支座（13）上，所述放线盘（14）上设有调速装置（5）。
6.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述立柱（6）上设有第一限位开关（15-1）和第二限位开关（15-2），所述第一限位开关（15-1）和第二限位开关（15-2）与砝码盒（10）相适配。
7.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述绕线系统（1）和张力检测装置（4）之间设有导向轮（16），所述张力检测装置（4）和放线系统（2）之间设有导向轮（16）。
8.根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述单片机为AT89C52单片机。
9.根据权利要求3所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述光电开关（11）设有至少三个。
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