[发明专利]一种电缆制品的线径测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种电缆制品的线径测量装置，其特征在于：包括框架组件、测量线径室、进线口组件、出线口组件、数据处理组件；

所述框架组件包括框架(18)和封装盖(19)，封装盖(19)安装在框架(18)左右两端；

所述进线口组件(6)包括支撑臂Ⅰ(13)和支撑臂Ⅱ(14)以及进线口(6)，支撑臂Ⅰ(13)和支撑臂Ⅱ(14)上端分别与框架(18)左侧上下两端连接，支撑臂Ⅰ(13)和支撑臂Ⅱ(14)下端之间设有进线口(6)；

所述出线口组件(5)包括支撑臂Ⅲ(11)和支撑臂Ⅳ(12)以及出线口(5)，支撑臂Ⅲ(11)和支撑臂Ⅳ(12)上端分别与框架(18)右侧上下两端连接，支撑臂Ⅲ(11)和支撑臂Ⅳ(12)下端之间设有出线口(5)；

所述测量线径室包括θ角测量室Ⅰ(20)和θ角测量室Ⅱ(21)，其结构完全相同，θ角测量室Ⅰ(20)内设有固定组件Ⅰ(2)、滚轮Ⅰ(4)、弹簧Ⅰ(15)、连杆Ⅰ(3)、角度传感器Ⅰ(1)；θ角测量室Ⅱ(21)内设有固定组件Ⅱ(9)、滚轮Ⅱ(7)、弹簧Ⅱ(16)、连杆Ⅱ(8)、角度传感器Ⅱ(10)，连杆Ⅰ(3)、连杆Ⅱ(8)相同，滚轮Ⅰ(4)、滚轮Ⅱ(7)结构相同，角度传感器Ⅰ(1)、角度传感器Ⅱ(10)对称安装在框架(18)上下支架右侧的固定位置处；固定组件Ⅰ(2)上端与框架(18)上端支架的中部连接，滚轮Ⅰ(4)、弹簧Ⅰ(15)固定在固定组件Ⅰ(2)内，滚轮Ⅰ(4)的下端面突出固定组件Ⅰ(2)下端，固定组件Ⅱ(9)下端与框架(18)下端支架的中部连接，滚轮Ⅱ(7)、弹簧Ⅱ(16)固定在固定组件Ⅱ(9)内，滚轮Ⅱ(7)的上端面突出固定组件Ⅱ(9)上端，连杆Ⅰ(3)一端与角度传感器Ⅰ(1)连接，另一端与滚轮Ⅰ(4)的中心轴连接，连杆Ⅱ(8)一端与角度传感器Ⅱ(10)连接，另一端与滚轮Ⅱ(7)的中心轴连接，弹簧Ⅰ(15)一端与滚轮Ⅰ(4)的中心轴连接，另一端与框架(18)上支架中部连接，弹簧Ⅱ(16)一端与滚轮Ⅱ(7)的中心轴连接，另一端与框架(18)下支架中部连接；

所述数据处理组件包括PC机(17)，PC机(17)与角度传感器Ⅰ(1)、角度传感器Ⅱ(10)通过串口连接。

2.根据权利要求1所述的一种电缆制品的线径测量装置，其特征在于：所述角度传感器Ⅰ(1)、角度传感器Ⅱ(10)均采用转角式传感器。

3.根据权利要求1所述的一种电缆制品的线径测量装置，其特征在于：所述滚轮Ⅰ(4)、角度传感器Ⅰ(1)分别通过轴套连接在连杆Ⅰ(3)的两端，滚轮Ⅱ(7)、角度传感器Ⅱ(10)分别通过轴套连接在连杆Ⅱ(8)的两端。

4.根据权利要求1所述的一种电缆制品的线径测量装置，其特征在于：所述的滚轮Ⅰ(4)、滚轮Ⅱ(7)均采用凹槽滚轮。

5.一种权利要求1-4任一项所述电缆制品的线径测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：安装所述的电缆制品线径测量装置，测量传感器Ⅰ(1)轴心到传感器Ⅱ(10)轴心的垂直距离H₀；测量连杆Ⅰ(3)、连杆Ⅱ(8)的长度a；测量滚轮Ⅰ(4)、滚轮Ⅱ(7)的半径r；

步骤二：电缆制品从进线口(6)进入；

步骤三：若电缆制品生产检测过程中无抖动时，电缆制品线径测量装置中滚轮Ⅰ(4)和滚轮Ⅱ(7)分别与电缆制品上下表面接触，此时连杆Ⅰ(3)与滚轮Ⅰ(4)轴心所在水平直线形成的角度及连杆Ⅱ(8)与滚轮Ⅱ(7)轴心所在水平直线形成的角度均为θ，角度传感器Ⅰ(1)轴心与滚轮Ⅰ(4)轴心所在水平直线的垂直距离及角度传感器Ⅱ(10)轴心与滚轮Ⅱ(7)轴心所在水平直线的垂直距离均为h；θ角测量室Ⅰ(20)和θ角测量室Ⅱ(21)测量角度值θ；此时电缆线径的值为d；

步骤四：若电缆制品生产检测过程中向上或向下抖动、线径变粗或变细时，滚轮Ⅰ(4)和滚轮Ⅱ(7)发生位移，滚轮Ⅰ(4)和滚轮Ⅱ(7)分别通过连杆Ⅰ(3)和连杆Ⅱ(8)带动角度传感器Ⅰ(1)和角度传感器Ⅱ(10)的转动轴转动，此时连杆Ⅰ(3)与滚轮Ⅰ(4)轴心所在水平直线形成的角度为θ₁，连杆Ⅱ(8)与滚轮Ⅱ(7)轴心所在水平直线形成的角度为θ₂；角度传感器Ⅰ(1)轴心与滚轮Ⅰ(4)轴心所在水平直线的垂直距离为h₁，角度传感器Ⅱ(10)轴心与滚轮Ⅱ(7)轴心所在水平直线的垂直距离为h₂；θ角测量室Ⅰ(20)和θ角测量室Ⅱ(21)测得变化后的角度值θ₁、θ₂；此时电缆线径的值为d′；

步骤五：电缆制品从出线口(5)出来；

步骤六：PC(17)机依据几何关系计算得到电缆线径的值d、d′；

具体计算过程如下：

角度传感器Ⅰ(1)轴心到角度传感器Ⅱ10轴心的垂直距离：H₀＝2h+2r+d；

有抖动或线径变化时引起角度变化，角度传感器Ⅰ(1)轴心到滚轮Ⅰ(4)轴心所在水平直线的垂直距离为：h₁＝a*cosθ₁；

角度传感器Ⅱ(10)轴心到滚轮Ⅱ(7)轴心所在水平直线的垂直距离为：h₂＝a*cosθ₂；

无抖动时H₀＝2h+2r+d，其中h＝h₁＝h₂＝a*cosθ；

有抖动时H₀＝h₁+h₂+2r+d′，其中h₁＝a*cosθ₁，h₂＝a*cosθ₂；

其中h为无抖动时角度传感器到滚轮轴心所在水平直线的垂直距离，d′为有抖动时检测到的线径值，d为无抖动时检测到的线径值，r为滚轮的内半径，a为连杆的长度；

最终计算如下：

有抖动时：d′＝H₀-h₁-h₂-2r

无抖动时：d＝H₀-2h-2r

在PC机上会得到θ、θ1、θ2从而可计算得到d、d′，

当θ＝θ1＝θ2时，PC机计算得到检测线径实际值为d；

当θ≠θ1≠θ2时，PC机计算得到检测线径实际值为d′。