CN102927948B - 管缆大行程可逆精确自动检测方法及装置 - Google Patents

管缆大行程可逆精确自动检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管缆大行程可逆精确自动检测方法及装置。由机座、8个限位轮、两个张紧轮、计数轮、压紧限位轮、齿轮计数传感器、接近开关、感测元件组成。其特征是：接近开关及感测元件的使用，可实现对管缆测量运动方向的判断，实现可逆测量；每对限位轮中的一个、计数轮及张紧轮位置自动可调，可满足不同直径管缆测量，调整管缆压紧力，防止管缆打滑；两个计数传感器的使用，可提高管缆测量的可靠性及精度；使用PLC使管缆检测可靠性增加。该方法及装置，先进、科学，实用性强，结构简单，适合航空等特殊环境，能满足管缆大行程可逆精确自动检测。

Description

管缆大行程可逆精确自动检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种飞机空速校准拖锥管缆收放过程的大行程可逆精确自动检测方法及装置。
背景技术
管缆大行程可逆精确自动检测方法及装置目的是用于飞机空速校准中拖锥管缆的收放行程检测，拖锥管缆是飞机空速校准方法拖拽锥法的主要组成部分。该方法及装置还可以用于普通线缆、软管的测量，如电线、光缆、尼龙管、橡胶软管等的长度或行程测量。
目前常用的大行程检测装置中，常见的是采用一对传动轮，一个是计数轮，一个为限位轮，被测管缆从两轮中间通过，在摩擦力的作用下，管缆带动计数轮转动，通过记录计数轮转过圈数或计数轮上齿轮的齿数，计量管缆移动长度，检测行程距离。为了减弱管缆抖动引起的检测误差，使管缆平稳通过测量计数轮，一般在计数轮之前加有限位机构，一种限位机构由两个滚轮组成，管缆通过该对滚轮实现限位。其存在的不足是：
1.管缆行程检测装置中没有管缆移动方向判断功能，不能实现对管缆的可逆检测，即只能实现对管缆的单向检测；
2.管缆与传动轮之间形成点接触，附着力不强，易打滑，导致测量误差大；
3.计数轮与限位轮位置固定，只能适应固定直径管缆的检测；
4.一对滚轮构成的限位机构，不能完全限制管缆的抖动，并且滚轮位置固定，也不能适应不同直径管缆的测量。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供一套先进的管缆大行程可逆精确自动检测方法及装置。
本发明的技术方案是：管缆大行程可逆精确自动检测装置，包括计米机构和对称置于计米机构两侧的两组限位机构；所述计米机构和两组限位机构均位于机座1上；
所述限位机构中，左侧限位机构由限位轮Ⅰ2、限位轮Ⅱ3、限位轮Ⅲ4、限位轮Ⅳ5组成；垂直安装的限位轮Ⅰ2和限位轮Ⅱ3与水平安装的限位轮Ⅲ4和限位轮Ⅳ5之间形成一个可供待测管缆通过的交叉孔；限位轮Ⅰ2和限位轮Ⅳ5位置自动可调；
右侧限位机构由限位轮Ⅴ13、限位轮Ⅵ14、限位轮Ⅶ15、限位轮Ⅷ16组成；垂直安装的限位轮Ⅴ13和限位轮Ⅵ14与水平安装的限位轮Ⅶ15和限位轮Ⅷ16之间形成一个可供待测管缆通过的交叉孔；限位轮Ⅵ14和限位轮Ⅶ15位置自动可调；
左侧限位机构与右侧限位机构形成供待测管缆通过的交叉孔同轴；
所述计米机构包括张紧轮Ⅰ6、齿轮计数传感器7、计数轮8、感测元件9、接近开关10、压紧限位轮11、张紧轮Ⅱ12；压紧限位轮11固定，计数轮8通过升降螺母位置上下可调，待测管缆经张紧轮Ⅰ6后，通过计数轮8和压紧限位轮11相切的切点并被压紧；齿轮计数传感器7安装在计数轮8外周；三个感测元件9安装在压紧限位轮11端面上，且三者位于同一圆周上，互相之间不等距；接近开关10位于压紧限位轮11端面一定距离处，且接近开关10在压紧限位轮11端面上的投影位于三个感测元件9形成的圆周上。
工作时，PLC控制拖锥收放机构，实现对拖锥管缆的自动收放，拖锥管缆穿过限位轮Ⅰ2、限位轮Ⅱ3、限位轮Ⅲ4、限位轮Ⅳ5构成的左侧限位机构的交叉孔，再通过张紧轮Ⅰ6,绕过计数轮8，经过张紧轮12，最后穿过限位轮Ⅴ13、限位轮Ⅵ14、限位轮Ⅶ15、限位轮Ⅷ16构成的右侧限位机构的交叉孔。调节限位轮Ⅰ2、限位轮Ⅳ5、限位轮Ⅵ14、限位轮Ⅶ15的位置，使拖锥管缆刚好通过左侧和右侧限位机构的交叉孔径；根据拖锥管缆的硬度、弹性、表面摩擦力等特性，调整张紧轮Ⅰ6和张紧轮12的位置，使拖锥管缆与计数轮8成线接触；通过升降螺杆调节计数轮8的位置，使其在拖锥管缆上产生压紧力。拖锥管缆的移动通过摩擦力带动计数轮8和压紧限位轮11同步转动，齿轮计数传感器7感测计数轮8上计数齿轮转过的齿数，再通过信号线将记录数据传输到PLC，接近开关10随着压紧限位轮11的转动，输出脉冲信号，并将信号传输到PLC。PLC接收并处理数据，根据接近开关10采集的脉冲信号，根据脉冲时序图判断压紧限位轮11的转动方向，进而判断拖锥管缆移动的方向，根据齿轮计数传感器7采集的脉冲数，即齿轮转过的齿数，结合计数齿轮半径及齿轮一圈齿数，计算计数齿轮转过的距离，也就是拖锥管缆通过计数轮的长度，得到检测结果。
本发明在计数轮的两侧安装两个张紧轮，即张紧轮Ⅰ6和张紧轮Ⅱ12，可增大拖锥管缆与计数轮的接触面积，增大摩擦力，防止打滑，减小测量误差。两个张紧轮对称安装，且位置自动可调，可根据拖锥管缆硬度、弹性、表面摩擦力等，自动调节两轮与计数轮之间的距离，使拖锥管缆与计数轮成面接触。
本发明将计数轮8设计为位置自动可调，可以满足不同直径拖锥管缆的精确测量。计数轮8上安装有计数齿轮，可通过测量计数齿轮转过的齿数，计算齿轮转过的距离。压紧限位轮11固定，主动轮为自动可调，通过升降螺杆调节计数轮8与压紧限位轮11之间的距离，使拖锥管缆受到适当的压紧力。
本发明设计了由四个滚轮构成的自动可调限位机构，可以完全消除拖锥管缆的抖动，减小测量误差，适应不同直径拖锥管缆的测量。自动可调限位机构由四个滚轮组成，两个滚轮一对，将每对滚轮中的一个固定到机座上，另一个为自动可调。通过调节螺杆调节每对滚轮之间的距离，可控制滚轮形成的交叉孔的大小，完全限制拖锥管缆上下左右抖动，并满足对各种不同直径拖锥管缆的测量。
本发明采用两个齿轮计数传感器7对拖锥管缆运动行程进行检测，可以保证拖锥管缆测量的可靠性，即使一个齿轮计数传感器产生故障，也能实现对拖锥管缆的准确测量；也可以提高拖锥管缆测量的精度，两个齿轮计数传感器同时计数，可对计数结果进行验证，并且可以通过数据处理，减小测量误差，精确测量拖锥管缆长度。两个齿轮计数传感器7输出的是脉冲信号，该信号记录了通过传感器探头的计数齿轮齿数，根据计数齿轮齿数可换算通过计数轮的拖锥管缆长度。拖锥管缆的测量是在程序控制下精确自动完成的，程序控制拖锥收放机构，实现对拖锥管缆的自动收放，采集传感器数据，并处理分析数据，得出精确的测量结果。
本发明选用PLC作为控制核心，因为PLC拥有许多独特优点，如抗干扰能力强，可靠性高；适应性强，应用灵活；方便的工业接口；***设计、安装、调试方便；维修方便，功能完善等。航空工业中，工作环境恶劣，但对测试计量的精度要求较高，PLC适合于航空测量这种特殊场合。使用PLC，可实现对管缆行程测量的自动化控制，并且能够保证高的测量精度。本发明数据显示选用触摸屏作为测量结果显示装置，触摸屏上设有检测进行指示灯，设有可变化的数字显示栏，显示当前测得的行程距离，设有时间显示栏，显示测量过程所用的时间。
附图说明
图1为本发明提出的管缆大行程可逆精确自动检测装置二维示意图
图2为本发明提出的管缆大行程可逆精确自动检测装置侧视图
图中：1-机座，2-限位轮Ⅰ，3-限位轮Ⅱ，4-限位轮Ⅲ，5-限位轮Ⅳ，6-张紧轮Ⅰ，7-齿轮计数传感器，8-计数轮，9-感测元件，10-接近开关，11-压紧限位轮，12-张紧轮Ⅱ，13-限位轮Ⅴ，14-限位轮Ⅵ，15-限位轮Ⅶ，16-限位轮Ⅷ。
具体实施方式
如图1，本实施例中为一种飞机空速校准拖锥管缆收放过程的大行程可逆精确自动检测装置，包括计米机构和对称置于计米机构两侧的两组限位机构；所述计米机构和两组限位机构均位于机座1上；
所述限位机构中，左侧限位机构由限位轮Ⅰ2、限位轮Ⅱ3、限位轮Ⅲ4、限位轮Ⅳ5组成；垂直安装的限位轮Ⅰ2和限位轮Ⅱ3与水平安装的限位轮Ⅲ4和限位轮Ⅳ5之间形成一个可供待测管缆通过的交叉孔；
右侧限位机构由限位轮Ⅴ13、限位轮Ⅵ14、限位轮Ⅶ15、限位轮Ⅷ16组成；垂直安装的限位轮Ⅴ13和限位轮Ⅵ14与水平安装的限位轮Ⅶ15和限位轮Ⅷ16之间形成一个可供待测管缆通过的交叉孔；限位轮Ⅰ2和限位轮Ⅳ5位置自动可调；
左侧限位机构与右侧限位机构形成的供待测管缆通过的交叉孔同轴；
所述计米机构包括张紧轮Ⅰ6、齿轮计数传感器7、计数轮8、感测元件9、接近开关10、压紧限位轮11、张紧轮Ⅱ12；压紧限位轮11固定，计数轮8通过升降螺母位置上下可调，待测管缆经张紧轮Ⅰ6后，通过计数轮8和压紧限位轮11相切的切点并被压紧；两个齿轮计数传感器7成90°安装在计数轮8外周；三个感测元件9成0°、60°、180°安装在压紧限位轮11端面上，且三者位于同一圆周上；接近开关10位于压紧限位轮11端面一定距离处，且接近开关10在压紧限位轮11端面上的投影位于三个感测元件9形成的圆周上。
工作时，PLC控制拖锥收放机构，实现对拖锥管缆的自动收放，拖锥管缆穿过限位轮Ⅰ2、限位轮Ⅱ3、限位轮Ⅲ4、限位轮Ⅳ5构成的左侧限位机构的交叉孔，再通过张紧轮Ⅰ6,绕过计数轮8，经过张紧轮12，最后穿过限位轮Ⅴ13、限位轮Ⅵ14、限位轮Ⅶ15、限位轮Ⅷ16构成的右侧限位机构的交叉孔。调节限位轮Ⅰ2、限位轮Ⅳ5、限位轮Ⅵ14、限位轮Ⅶ15的位置，使拖锥管缆刚好通过左侧和右侧限位机构的交叉孔径；根据拖锥管缆的硬度、弹性、表面摩擦力等特性，调整张紧轮Ⅰ6和张紧轮12的位置，使拖锥管缆与计数轮8成线接触；通过升降螺杆调节计数轮8的位置，使其在拖锥管缆上产生压紧力。拖锥管缆的移动通过摩擦力带动计数轮8和压紧限位轮11同步转动，齿轮计数传感器7感测计数轮8上计数齿轮转过的齿数，再通过信号线将记录数据传输到PLC，接近开关10随着压紧限位轮11的转动，输出脉冲信号，并将信号传输到PLC。PLC接收并处理数据，根据接近开关10采集的脉冲信号，根据脉冲时序图判断压紧限位轮11的转动方向，进而判断拖锥管缆移动的方向，根据齿轮计数传感器7采集的脉冲数，即齿轮转过的齿数，结合计数齿轮半径及齿轮一圈齿数，计算计数齿轮转过的距离，也就是拖锥管缆通过计数轮的长度，得到检测结果。

Claims (2)

1.管缆大行程可逆精确自动检测装置，其特征在于：包括计米机构和对称置于计米机构两侧的两组限位机构；所述计米机构和两组限位机构均位于机座(1)上；
所述限位机构中，左侧限位机构由限位轮Ⅰ(2)、限位轮Ⅱ(3)、限位轮Ⅲ(4)、限位轮Ⅳ(5)组成；垂直安装的限位轮Ⅰ(2)和限位轮Ⅱ(3)与水平安装的限位轮Ⅲ(4)和限位轮Ⅳ(5)之间形成一个可供待测管缆通过的交叉孔；限位轮Ⅰ(2)和限位轮Ⅳ(5)位置自动可调；
右侧限位机构由限位轮Ⅴ(13)、限位轮Ⅵ(14)、限位轮Ⅶ(15)、限位轮Ⅷ(16)组成；垂直安装的限位轮Ⅴ(13)和限位轮Ⅵ(14)与水平安装的限位轮Ⅶ(15)和限位轮Ⅷ(16)之间形成一个可供待测管缆通过的交叉孔；限位轮Ⅵ(14)和限位轮Ⅶ(15)位置自动可调；
左侧限位机构与右侧限位机构形成的供待测管缆通过的交叉孔同轴；
所述计米机构包括张紧轮Ⅰ(6)、齿轮计数传感器(7)、计数轮(8)、感测元件(9)、接近开关(10)、压紧限位轮(11)、张紧轮Ⅱ(12)；压紧限位轮(11)固定，计数轮(8)通过升降螺母位置上下可调，待测管缆经张紧轮Ⅰ(6)后，通过计数轮(8)和压紧限位轮(11)相切的切点并被压紧；两个齿轮计数传感器(7)呈90°安装在计数轮(8)外周；三个感测元件(9)不等间距的安装在压紧限位轮(11)端面上，且三者位于同一圆周上，互相之间不等距；接近开关(10)位于压紧限位轮(11)端面一定距离处，且接近开关(10)在压紧限位轮(11)端面上的投影位于三个感测元件(9)形成的圆周上。
2.一种基于权利要求1所述装置进行管缆大行程可逆精确自动检测的方法，其特征在于步骤如下：在所述计数轮的两侧安装两个张紧轮，即所述张紧轮Ⅰ(6)和张紧轮Ⅱ(12)，所述两个张紧轮对称安装，且位置自动可调，根据拖锥管缆硬度、弹性、表面摩擦力自动调节两轮与计数轮之间的距离，使拖锥管缆与计数轮成线接触；
通过PLC程序实现了待测管缆自动收放，根据接近开关(10)采集的脉冲信号，根据脉冲时序图判断压紧限位轮(11)的转动方向，进而判断拖锥管缆移动的方向，根据两个齿轮计数传感器(7)采集的脉冲数，即齿轮转过的齿数，结合计数齿轮半径及齿轮一圈齿数，计算计数齿轮转过的距离，也就是拖锥管缆通过计数轮的长度，得到检测结果。
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