[发明专利]一种卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长度计量系统，具体涉及一种卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量系统及方法。

背景技术

工程实践中，卷扬器的使用场合十分广阔，主用应用在如下场合，起重机或液压轿车卷扬机钢丝绳的收放，放线车电线排放、高空防坠器绳缆收放、打井卷扬机对工作作业人员的提放，以及工厂纸张、纱线、布料、胶片等的收卷。其中，部分收卷物属于层叠式收卷物，亦即收卷物逐圈地向外层叠式收卷，例如，农业用的喷施管道的收卷。但现有技术中无论是对层叠式收卷物或者其他类型收卷物的长度计量均缺少一套方便快捷可靠的检测方式。如造纸厂生产线送纸长度通过探头测量导纸辊旋转产生的脉冲数换算而得或者通过旋转编码器测量某固定辊的转速换算而得(刘景霞等，纸张测长仪的原理及应用.仪表技术与传感器，2001(03)：第46页.)。但导纸辊会给纸张造成压力和摩擦；导纸辊相对纸张滑动容易造成计量误差。另有高空防坠器绳揽下放工作人员，通常通过目测楼层来确定下放位置，带来不便。再如工作人员下井，井深通过人工持尺测量下放深度，并不便利。卷扬物长度计量方法还有通过重量计量测得，如收卷的电缆带可以通过总重和单位长度质量的比值求出总长，但需要称重装置。

目前工程运用中根据具体需要有对卷扬器收卷材料的计量装置设备或系统，有如下案例：如《卷扬钢丝绳长度的检测系统及方法及包括该系统的起重机》(段龙文，张铁桥与董健，卷扬钢丝绳长度的检测系统及方法及包括该系统的起重机，2012.第6页.)。通过机械物理接触的方式检测卷扬器位置和方向，精度有限。《复卷机长度测量装置的应用》(邓剑勇，复卷机长度测量装置的应用.中华纸业，2012(16)：第85页.)通过引纸复卷机的底辊转动圈数来间接得出纸卷长度，但该原理忽略了引纸复卷机前后底辊之间的速度差，以及忽略了纸张和地辊的相对滑动。再如一些其他应用，铝卷材是将长条形的铝材缠绕成圆柱状，在缠绕的过程中需要计量缠绕的长度，目前，这种计量装置是安装在卷床的上方，采用的方案是将滚轮压在行走的铝材上，滚轮和计数传感器连接，将滚轮的行走数据传递给计数器，从而实现测量铝卷材的的长度，此种方法必须在铝材上压紧，这样铝材薄弱的地方容易形成压痕，影响产品质量。

针对以上背景，总结当前测量卷扬器收卷材料长度技术装置普遍存在如下一点或几点不足：

1 未能准确地、误差较小地获取当前卷扬器收卷材料长度。

2 未能实时实况的测量卷扬器收卷长度。

3 现有的测量方法在测量过程中对正常生产造成影响，或对收卷材料产生机械形变损害。

4 在利用卷扬器计量材料的收卷长度时，忽视了卷扬器收卷半径在收卷材料后不断增大的影响，而把其作为恒定的值来计算卷扬器收卷长度，造成较大误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实时检测卷扬器所卷材料当前收卷长度的卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量系统。

本发明的另外一个目的在于提供一种卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量方法。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量系统，其特征在于，包括旋转编码器、输入模块、智能模块以及显示模块；其中，

所述旋转编码器用于采集卷扬器相对初始位置的角位移θ；

所述输入模块用于输入卷扬初始半径r、卷扬器收卷n圈时对应的收卷长度l；

所述智能模块用于接收和储存旋转编码器信息和输入模块信息，并计算当前卷扬器的收卷长度并输送到显示模块；

所述显示模块用于显示系统参数信息及计算结果。

所述旋转编码器是磁编码器或光电编码器；该旋转编码器是增量编码器或多圈绝对编码器。

所述智能模块包括电池模块、稳压模块、储存模块、微处理器、电池电量检测模块，其中，电池模块用于给整个系统提供直流电源，稳压模块用于给系统各模块提供稳定电压，存储模块用于储存相关参数的设定以及卷扬器位置信息，并在断电时保存这些信息；微处理模块用于接收输入模块信号和旋转编码器信号并进行数据处理，实现系统长度自动计量算法；电池电量检测模块用于监测电池电量多少并反映在显示模块上。

所述收卷物为悬浮管道喷施作业机具的帆布材质管道。

一种应用上述卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量系统实现的卷扬器层叠式收卷物的收卷长度自动计量方法，包括以下步骤：

(1)通过实验获取原始数据；

(1.1)测量获得卷扬器的卷扬初始半径r；

(1.2)测量卷扬器收卷n圈时对应的收卷长度l；