[发明专利]一种筒子纱卷绕密度测量方法和装置

权利要求书

1.一种筒子纱卷绕密度测量方法，筒子纱由纱筒以及缠绕在纱筒上的纱线组成，其特征是：通过模拟计算得到筒子纱中纱线的体积，同时通过测量计算得到筒子纱中纱线的重量后，利用重量除以体积得到筒子纱的卷绕密度；

模拟计算的步骤如下：

(1)以纱筒的中心轴为坐标轴建立一直角坐标系；

(2)采集线a、b、c上多点的坐标，纱线绕成一中空的旋转体，旋转体为圆柱或圆台，线a、b、c分别对应为旋转体的上端面、侧面、下端面与半剖面Q的交线，半剖面Q的一条边与纱筒的中心轴重合，同时位于所述直角坐标系所在的平面上；

(3)对线a、b、c上的多点进行拟合，得到各自对应的拟合曲线a*、b*、c*和拟合曲线公式a^、b^、c^，同时对线a上距离线b最远的点a1以及线c上距离线b最远的点c1进行拟合，得到拟合直线d*和拟合直线公式d^；

(4)使用a^和d^计算出交点A的坐标，使用a^和b^计算出交点B的坐标，使用b^和c^计算出交点C的坐标，使用c^和d^计算出交点D的坐标；

(5)将a*、b*、c*、d*绕纱筒的中心轴旋转，应用旋转面方程将a^、b^、c^、d^转化为曲面公式a'、b'、c'、d'；

(6)对曲面公式a'、b'、c'、d'使用坐标转换，将其从直角坐标系转化为柱坐标系，采用积分公式计算筒子纱中纱线的体积，具体如下：

式中，r为径向距离，单位为m，α为方位角，单位为°，z为高度，单位为m；

测量计算的过程为：

分别测量筒子纱和纱筒的重量，将筒子纱的重量减去纱筒的重量得到筒子纱中纱线的重量。

2.根据权利要求1所述的一种筒子纱卷绕密度测量方法，其特征在于，线a、b、c上多点等间距排列。

3.一种筒子纱卷绕密度测量方法，筒子纱由纱筒以及缠绕在纱筒上的纱线组成，其特征是：通过模拟计算得到筒子纱中纱线的体积，同时通过测量计算得到筒子纱中纱线的重量后，利用重量除以体积得到筒子纱的卷绕密度；

模拟计算的步骤如下：

(1)以纱筒的中心轴为坐标轴建立一直角坐标系；

(2)采集线a、c上多点的坐标，纱线绕成一中空的旋转体，旋转体为圆柱或圆台，线a、c分别对应为旋转体的上端面、下端面与半剖面Q的交线，半剖面Q的一条边与纱筒的中心轴重合，同时位于所述直角坐标系所在的平面上；

(3)对线a、c上的多点进行拟合，得到各自对应的拟合曲线a*、c*和拟合曲线公式a^、c^，对线a上距离纱筒最远的点以及线c上距离纱筒最远的点进行拟合，得到拟合直线b*和拟合直线公式b^，同时对线a上距离纱筒最近的点a1以及线c上距离纱筒最近的点c1进行拟合，得到拟合直线d*和拟合直线公式d^；

(4)使用a^和d^计算出交点A的坐标，使用a^和b^计算出交点B的坐标，使用b^和c^计算出交点C的坐标，使用c^和d^计算出交点D的坐标；

(5)将a*、b*、c*、d*绕纱筒的中心轴旋转，应用旋转面方程将a^、b^、c^、d^转化为曲面公式a'、b'、c'、d'；

(6)对曲面公式a'、b'、c'、d'使用坐标转换，将其从直角坐标系转化为柱坐标系，采用积分公式计算筒子纱中纱线的体积，具体如下：

式中，r为径向距离，单位为m，α为方位角，单位为°，z为高度，单位为m；

测量计算的过程为：

分别测量筒子纱和纱筒的重量，将筒子纱的重量减去纱筒的重量得到筒子纱中纱线的重量。

4.采用如权利要求1或2所述的一种筒子纱卷绕密度测量方法的筒子纱卷绕密度测量装置，其特征是：主要由纱筒固定装置、距离测量装置I、距离测量装置II、距离测量装置III、工控机以及固定/驱动装置组成；

纱筒固定装置用于固定纱筒；

距离测量装置I、距离测量装置II和距离测量装置III与固定/驱动装置连接，分别对应用于采集线a、b、c上多点的坐标进行数据采集；距离测量装置I、距离测量装置II和距离测量装置III与工控机连接，采集完成后将测得的数据打包为数据包a、b、c传输给工控机，工控机通过模拟计算得到筒子纱卷绕密度；

固定/驱动装置用于固定和驱动各距离测量装置。