CN217148066U - 一种卷径测量装置及卷材生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及卷材生产技术领域，具体涉及一种卷径测量装置及卷材生产线。该卷径测量装置包括：安装轴；压紧机构，与所述安装轴可转动连接，适于对卷材压紧；角度变化检测器，与所述压紧机构连接，适于测量所述压紧机构沿所述安装轴的转动角度。本实用新型将角度变化检测器检测与压紧机构连接，以检测压紧机构因卷材卷径变化而沿安装轴转动的角度，根据测量到的转动角度以及余弦定理就能够计算出卷材的卷径，整个测量过程不受外部环境因素影响、测量误差小、测量结构可靠，同时无需以卷轴的轴心为检测基点，减小测量误差、进一步提高检测结果的可靠性。

Description

一种卷径测量装置及卷材生产线

技术领域

本实用新型涉及卷材生产技术领域，具体涉及一种卷径测量装置及卷材生产线。

背景技术

在卷材生产过程中，收卷装置需要对卷材收卷的卷径进行实施测量，从而对收卷速度范围以及下卷时机进行控制。

现有技术中对于卷材卷径的测量一般采用位移传感器直接对卷径进行测量，具体地，位移传感器以卷材的卷轴中心为检测基点，测量卷材的实时卷径，但是现有的测量方式存在以下缺陷：收卷过程卷材可能产生跳动，导致检测基点发生晃动，使位移传感器产生较大的测量误差；该测量方式受环境影响大，光线变化、粉尘等都可能对测量结果产生不利影响。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的卷径测量装置测量误差大、受环境影响大的缺陷，从而提供一种测量误差小、结果可靠、受环境影响小的卷径测量装置及卷材生产线。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种卷径测量装置，包括：安装轴；压紧机构，与所述安装轴可转动连接，适于对卷材压紧；角度变化检测器，与所述压紧机构连接，适于测量所述压紧机构沿所述安装轴的转动角度。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述压紧机构包括摆杆和压轮，所述摆杆与所述安装轴可转动连接，所述角度变化检测器与所述摆杆连接，所述压轮可转动连接于所述摆杆远离所述安装轴的一端，所述压轮适于对所述卷材压紧。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述压紧机构还包括安装架，所述安装架与所述摆杆固定连接，所述压轮的两端可转动地连接于所述安装架上。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述卷径测量装置还包括同步机构，所述角度变化检测器通过所述同步机构与所述摆杆连接。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述同步机构包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，所述第一同步带轮可转动地套设于所述安装轴上，所述摆杆与所述第一同步带轮固定连接，所述第二同步带轮与所述角度变化检测器的测量端连接，所述同步带可转动地套设于所述第一同步带轮和所述第二同步带轮上。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述同步机构还包括支撑架，所述支撑架与所述安装轴固定连接，所述角度变化检测器或所述第二同步带轮安装于所述支撑架上。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述同步机构包括第一同步齿轮、第二同步齿轮和同步链条，所述第一同步齿轮可转动地套设于所述安装轴上，所述摆杆与所述第一同步齿轮固定连接，所述第二同步齿轮与所述角度变化检测器的测量端连接，所述同步链条可转动地套设于所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮上。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述角度变化检测器为角度传感器、旋转编码器、角位移传感器或者倾角传感器。

作为一种卷径测量装置的优选的技术方案，所述压轮的轴线、所述安装轴的轴线以及所述卷材的卷轴的轴线均相互平行。

本实用新型还提供了一种卷材生产线，其包括如上所述的卷径测量装置。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的卷径测量装置，将角度变化检测器与压紧机构连接，以检测压紧机构因卷材卷径变化而沿安装轴转动的角度，同时已知安装轴的轴心到压紧机构远离安装轴一端的长度、安装轴的轴心到卷材的卷轴中心的长度以及初始位置时压紧机构远离安装轴的一端到卷轴的轴心的长度，根据测量到的转动角度以及余弦定理就能够计算出卷材的卷径，整个测量过程不受外部环境因素影响、测量误差小、测量结构可靠，同时无需以卷轴的轴心为检测基点，减小测量误差、进一步提高检测结果的可靠性。

2、本实用新型的卷径测量装置，通过同步机构将角度变化检测器与摆杆连接，将摆杆的转动同步至角度变化检测器，通过角度变化检测器检测出摆杆的转动角度，提高检测精度。

3、本实用新型的卷径测量装置，将同步机构中的第一同步带轮可转动地套设于安装轴上，摆杆与第一同步带轮固定连接，将同步机构中的第二同步带轮与角度变化检测器的测量端连接，将同步机构中的同步带可转动地套设于第一同步带轮和第二同步带轮上。当卷材卷径变化引起摆杆沿安装轴转动时，带动第一同步带轮转动，进而带动第二同步带轮转动，角度变化检测器对第二同步带轮的转动圈数进行计数，通过传动比得出第一同步带轮的转动圈数，进而计算出摆杆沿安装轴的转动角度，最后根据余弦定理计算得到卷材的卷径，整个结构简单、成本低、测量精度高。

4、本实用新型的卷径测量装置，同步机构还包括支撑架，支撑架与安装轴固定连接，角度变化检测器或第二同步带轮安装于支撑架上，以实现对角度变化检测器和第二同步带轮的支撑，提高整个装置的稳定性。

5、本实用新型的卷材生产线，包括上述的卷径测量装置，其能够对卷材的卷径进行实时测量，测量误差小、精度高、结果可靠，受环境影响小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例的卷径测量装置的整体结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的卷径测量装置的局部放大结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例的卷径测量装置的测量原理示意图。

附图标记说明：

1、安装轴；2、压紧机构；21、摆杆；22、压轮；23、安装架；3、角度变化检测器；4、同步机构；41、第一同步带轮；42、第二同步带轮；43、同步带；44、支撑架；100、卷材；200、卷轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，本实用新型实施例公开了一种卷径测量装置，包括安装轴1、压紧机构2和角度变化检测器3，其中，压紧机构2与安装轴1可转动连接，适于对卷材100压紧，角度变化检测器3与压紧机构2连接，适于测量压紧机构2沿安装轴1的转动角度。

本实用新型将角度变化检测器3与压紧机构2连接，以检测压紧机构2因卷材100的卷径变化而沿安装轴1转动的角度，同时已知安装轴1的轴心到压紧机构2远离安装轴1一端的长度、安装轴1的轴心到卷材100的卷轴200中心的长度，根据测量到的转动角度以及余弦定理就能够计算出卷材100的卷径，整个测量过程不受外部环境因素影响、测量误差小、测量结构可靠，同时无需以卷轴200的轴心为检测基点，减小测量误差、进一步提高检测结果的可靠性。

下面结合说明书附图，对该卷径测量装置的结构进行详细介绍。

安装轴1对压紧机构2和角度变化检测器3起到支撑固定作用，安装轴1的轴线与卷材100的卷轴200的轴线相互平行。

压紧机构2对卷材100起到压紧作用，使卷材100紧密地绕设于卷轴200上，同时也提高卷材100卷径的测量精度。

具体地，如图1和图2所示，压紧机构2包括摆杆21和压轮22，其中，摆杆21与安装轴1可转动连接，压轮22可转动连接于摆杆21远离安装轴1的一端，压轮22适于对卷材100压紧。随着卷材100的卷径逐渐增大，推动压轮22远离卷材100运动，进而推动摆杆21沿安装轴1自适应转动；而压轮22相应绕自身轴线发生滚动，以减小对卷材100表面的磨损，确保卷材100质量。

本实施例中，压轮22通过自重压在卷材100上，可随卷材100卷径变化摆动，通过检测压轮22一端的摆杆21的角度变化就能够计算出卷材100的实时卷径。因此，一方面，压轮22能够压平来料，保证卷材100收卷平整，另一方面，压轮22也避免了因卷材100翘起而引起的测量误差、提高卷径测量精度。压轮22的轴线与安装轴1的轴线以及卷材100的卷轴200的轴线均相互平行。

可选地，上述压紧机构2还包括安装架23，安装架23与摆杆21固定连接，压轮22的两端可转动地连接于安装架23上，进而实现压轮22的安装。

角度变化检测器3与摆杆21连接，以检测由于卷材100卷径变化引起的摆杆21沿安装轴1的转动角度。本实施例中，角度变化检测器3为角度传感器。

作为本实施例的卷径测量装置的优选的技术方案，卷径测量装置还包括同步机构4，角度变化检测器3通过同步机构4与摆杆21连接，以此将摆杆21的转动同步至角度变化检测器3，通过角度变化检测器3检测摆杆21的转动角度。

具体地，同步机构4包括第一同步带轮41、第二同步带轮42和同步带43，其中，第一同步带轮41可转动地套设于安装轴1上，摆杆21与第一同步带轮41固定连接，第二同步带轮42与角度变化检测器3的测量端连接，同步带43可转动地套设于第一同步带轮41和第二同步带轮42上。

当卷材100卷径变化引起摆杆21沿安装轴1转动时，带动第一同步带轮41转动，进而带动第二同步带轮42转动，角度变化检测器3对第二同步带轮42的转动圈数进行计数，通过传动比得出第一同步带轮41的转动圈数，进而计算出摆杆21沿安装轴1的转动角度；由于安装轴1轴心到压轮22轴心的长度、安装轴1轴心到卷材100的卷轴200中心的长度已知，根据测量到的转动角度以及余弦定理就能够计算出卷材100的卷径，测量方式简单、可靠。

作为本实施例的卷径测量装置的优选的技术方案，同步机构4还包括支撑架44，支撑架44与安装轴1固定连接，角度变化检测器3或第二同步带轮42安装于支撑架44上，以实现对角度变化检测器3和第二同步带轮42的支撑，提高整个装置的稳定性。

为便于理解本实施例的卷径测量装置，现对其测量过程及原理做如下介绍：

如图3所示，已知安装轴1的轴心到卷轴200轴心的长度a，安装轴1的轴心到压轮22轴心的长度b，卷材100的初始半径R，压轮22的半径r，求收卷一段时间后的卷材100的卷径d。

首先，已知R、r以及a、b的值，根据余弦定理就能够计算出a和b之间的初始夹角α；

当卷材100持续收卷，卷材100逐渐增厚，收卷后的卷径d随之增大时，推动压轮22远离卷材100运动，同时摆杆21沿安装轴1向上(图1或图2中的上下方向)转动，带动第一同步带轮41转动，通过同步带43带动第二同步带轮42转动，角度变化检测器3对第二同步带轮42的转动圈数进行计数，通过传动比得出第一同步带轮41的转动圈数，进而计算出摆杆21沿安装轴1的转动角度A。

下面对卷径d的计算过程进行详细介绍：

第一步：已知∠A和∠α，则得到∠β＝∠A+∠α；

第二步：根据计算得到的∠β，以及已知的a、b的值，根余弦定理得到r+d的值，又已知r的值，就能够计算得到d的值。

需要说明的是，上述r、a、b的值在安装轴1、压轮22及卷材100的卷轴200均固定后，通过测量获得，其在压轮22摆动的过程中均不会发生变化；卷材的初始半径R由初始测量得到。

当然，在其他实施例中，角度变化检测器3还可以设为旋转编码器、角位移传感器或者倾角传感器来检测摆杆21的转动角度，其结构及检测原理均为现有技术，此处不再赘述。

同时，在其他实施例中，同步机构4还可设置为同步齿轮和同步链的结构。具体地，同步机构4包括第一同步齿轮、第二同步齿轮和同步链条，第一同步齿轮可转动地套设于安装轴1上，摆杆21与第一同步齿轮固定连接，第二同步齿轮与角度变化检测器3的测量端连接，同步链条可转动地套设于第一同步齿轮和第二同步齿轮上，以此将摆杆21和角度变化检测器3同步连接，也能构实现对摆杆21转动角度的检测，以替代同步带轮和同步带的结构。

本实施例还公开了一种卷材生产线，其包括前文的卷径测量装置，其能够对卷材100的实时卷径进行测量，测量误差小、精度高、结果可靠，受环境影响小。

综上所述，我们可以看出，本实用新型的优点在于：

(1)整个测量过程不受外部环境因素影响、测量误差小、测量结构可靠，同时无需以卷轴200的轴心为检测基点，减小测量误差、进一步提高检测结果的可靠性。

(2)将摆杆21的转动同步至角度变化检测器3，通过角度变化检测器3得出摆杆21的转动角度，提高检测精度。

(3)当卷材100卷径变化引起摆杆21沿安装轴1转动时，带动第一同步带轮41转动，进而带动第二同步带轮42转动，角度变化检测器3对第二同步带轮42的转动圈数进行计数，通过传动比得出第一同步带轮41的转动圈数，进而计算出摆杆21沿安装轴1的转动角度，最后根据余弦定理计算得到卷材100的卷径，整个结构简单、成本低、测量精度高。

(4)角度变化检测器3或第二同步带轮42安装于支撑架44上，以实现对角度变化检测器3和第二同步带轮42的支撑，提高整个装置的稳定性。

(5)本实施例的卷材生产线，包括上述的卷径测量装置，其测量误差小、精度高、结果可靠，受环境影响小。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种卷径测量装置，其特征在于，包括：

安装轴(1)；

压紧机构(2)，与所述安装轴(1)可转动连接，适于对卷材(100)压紧；

角度变化检测器(3)，与所述压紧机构(2)连接，适于测量所述压紧机构(2)沿所述安装轴(1)的转动角度。

2.根据权利要求1所述的卷径测量装置，其特征在于，所述压紧机构(2)包括摆杆(21)和压轮(22)，所述摆杆(21)与所述安装轴(1)可转动连接，所述角度变化检测器(3)与所述摆杆(21)连接，所述压轮(22)可转动连接于所述摆杆(21)远离所述安装轴(1)的一端，所述压轮(22)适于对所述卷材(100)压紧。

3.根据权利要求2所述的卷径测量装置，其特征在于，所述压紧机构(2)还包括安装架(23)，所述安装架(23)与所述摆杆(21)固定连接，所述压轮(22)的两端可转动地连接于所述安装架(23)上。

4.根据权利要求2所述的卷径测量装置，其特征在于，所述卷径测量装置还包括同步机构(4)，所述角度变化检测器(3)通过所述同步机构(4)与所述摆杆(21)连接。

5.根据权利要求4所述的卷径测量装置，其特征在于，所述同步机构(4)包括第一同步带轮(41)、第二同步带轮(42)和同步带(43)，所述第一同步带轮(41)可转动地套设于所述安装轴(1)上，所述摆杆(21)与所述第一同步带轮(41)固定连接，所述第二同步带轮(42)与所述角度变化检测器(3)的测量端连接，所述同步带(43)可转动地套设于所述第一同步带轮(41)和所述第二同步带轮(42)上。

6.根据权利要求5所述的卷径测量装置，其特征在于，所述同步机构(4)还包括支撑架(44)，所述支撑架(44)与所述安装轴(1)固定连接，所述角度变化检测器(3)或所述第二同步带轮(42)安装于所述支撑架(44)上。

7.根据权利要求4所述的卷径测量装置，其特征在于，所述同步机构(4)包括第一同步齿轮、第二同步齿轮和同步链条，所述第一同步齿轮可转动地套设于所述安装轴(1)上，所述摆杆(21)与所述第一同步齿轮固定连接，所述第二同步齿轮与所述角度变化检测器(3)的测量端连接，所述同步链条可转动地套设于所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮上。

8.根据权利要求1所述的卷径测量装置，其特征在于，所述角度变化检测器(3)为角度传感器、旋转编码器、角位移传感器或者倾角传感器。

9.根据权利要求2所述的卷径测量装置，其特征在于，所述压轮(22)的轴线、所述安装轴(1)的轴线以及所述卷材(100)的卷轴(200)的轴线均相互平行。

10.一种卷材生产线，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的卷径测量装置。

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