[发明专利]一种光电探测设备中锁紧式钢带的张紧力测量装置及方法

说明书

本发明提供了一种光电探测设备中锁紧式钢带的张紧力测量装置和方法，用以解决现有技术中张紧力测量对钢带造成损伤、减少钢带寿命的问题。所述张紧力测量装置包括测头、压力传感器、滑块、丝杠、电机和控制器；测头安装在压力传感器上，压力传感器安装在滑块上，滑块安装在丝杠上，丝杠与电机相连；压力传感器、电机均和控制器相连；控制器用于接收和处理压力传感器的信号并换算为张紧力值，根据张紧力值控制电机运动。本发明通过压力传感器间接测量钢带与调节轮之间的压力，再基于张紧距离和压力，计算张紧力，不需要在钢带上施加外力，避免造成钢带缺陷，同时实现对钢带张紧力的准确、实时地测量及调整，提高锁紧式钢带传动的使用性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于光电探测设备中传动结构测量领域，具体涉及一种光电探测设备中锁紧式钢带的张紧力测量装置及测量方法。

背景技术

在光电探测设备传动结构形式中，钢带传动作为一种精密传动方式，具有传动精度高、运动平稳性好、减振性能优良等优点，在光电设备等稳定平台中得到广泛应用。钢带装配及传动作业中的张紧力影响着钢带的使用性能和寿命，张紧力过大会造成钢带疲劳断裂影响使用寿命，过小则会造成钢带打滑影响传动性能。因此，准确测量及控制钢带张紧力是保证钢带传动性能的关键。

现有技术中，通常采用固定频率测量法和挠度测量法测量钢带的张紧力。这两种方法均需要在钢带上施加一集中力，通过测量钢带受力后的变形量得到张紧力大小。由于锁紧式钢带厚度仅为0.06mm，施加集中力后会造成钢带出现弯折、划伤等缺陷，影响钢带使用寿命，同时也无法保证传动中钢带的使用性能。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种光电探测设备中锁紧式钢带的张紧力测量装置及方法，通过压力传感器间接测量钢带与调节轮之间的相互作用力，再基于张紧距离，计算出钢带的张紧力，不需要在钢带上施加外力，避免与钢带的直接接触而造成钢带缺陷，同时实现对锁紧式钢带张紧力的准确测量和控制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种光电探测设备中锁紧式钢带张紧力测量装置，所述张紧力测量装置包括：测头、压力传感器、滑块、丝杠、电机和控制器；其中，

所述测头安装在压力传感器上，压力传感器安装在滑块上，压力传感器能够在滑块上滑动，以调节测头的测量位置；所述滑块安装在丝杠上，丝杠转动时带动滑块沿丝杠直线移动；所述丝杠与电机相连；所述压力传感器、电机均和控制器相连；控制器用于接收和处理压力传感器的输出信号以及将所述输出信号换算为钢带张紧力值，并用于控制和驱动电机停止或转动；

光电探测设备传动结构包括主动轮、从动轮、调节轮、调节槽、限位轴、锁扣和钢带；锁扣用于锁紧钢带；所述钢带缠绕于主动轮、从动轮和调节轮上；调节轮能够通过限位轴在调节槽内运动；

所述锁紧式钢带的张紧力测量装置，与所述调节轮相连，测头顶紧调节轮，顶紧触点切线与调节轮与钢带接触中心点切线平行。

作为本发明的一个优选实施例，所述控制器具有显示屏，用于显示钢带张紧力值或传感器测量的压力值。

作为本发明的一个优选实施例，所述测头顶部为圆球状，底部为平面，底部安装在压力传感器上。

作为本发明的一个优选实施例，钢带的张紧力F_z与压力传感器测量到的压力值F_n满足如下关系：

式(1)中，a₁为主动轮与调节轮之间的水平距离；b₁为主动轮与调节轮之间的垂直距离；a₂为从动轮与调节轮之间的水平距离；b₂为从动轮与调节轮之间的垂直距离；r₁为主动轮的半径；r₃为从动轮的半径；r₇为调节轮的半径；s为滑块的移动距离。