專利名稱：螺旋筒的圓周測量方法及圓周測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及螺旋筒的測量領域，具體而言，涉及一種螺旋筒的圓周測量方法及其圓周測量裝置。
背景技術：
一種典型的螺旋筒就是利浦筒倉，利浦筒倉的英文名稱為LIPP Silo，有時又稱作LIPP倉，LIPP筒倉，利浦倉、LIPP罐、利浦罐等等。1968年德國人利浦發(fā)明了用SM型專用設備建造螺旋雙層卷邊鋼板倉(簡稱利浦筒倉)。1969年在德國建成了第一個利浦鋼板倉。1972年利浦將這種倉在全世界的建造許可權賣給了瑞士筒倉系統(tǒng)公司。該公司又將建造許可權售給了六十個國家的筒倉工程公司。我國于1984年購得利浦筒倉建造許可權。1985年4月建成了國內第一個利浦鋼板倉。利浦SM型專用設備由成型機、彎折機、開卷機和承載機架組成。成型機主要將材料彎曲并初步加工成型面，同時把材料彎成所要求的利浦筒倉直徑圓形，彎折機是將配合好的材料彎折、咬口扎制在一起，同時螺旋卷成筒體，開卷機是將待加工的材料放在開卷機上，開卷機能將卷板展開，承載支架能給定利浦筒倉的正確直徑，向上舉升的倉體附著在它的上面，它能承載螺旋上升的利浦筒倉體。成型機和彎折機有SM30和SM40兩種型號；SM30能夠彎折1. 5 3mm的板材；SM40能夠彎折2 4mm的材料。SM35和SM45型是能卷復合板的機組，施工時將495_寬的卷板送入成型機軋制成所需的幾何形狀，再通過彎折機彎折、咬口、圍繞著利浦筒倉外側形成一條30 40mm寬的連續(xù)環(huán)繞的螺旋凸條，在結構上起到了加強利浦筒倉強度的作用，同時對利浦筒倉的穩(wěn)定性和延長壽命起到積極作用。利浦鋼板倉的倉體直徑可以在3. 5m到20m以內選擇，高度在30m以下選用。由于采用專用設備彎折、咬口，在工藝上能確保倉體任何部位的質量，并且密封特別好，依照儲存固體和液體的物料性質和工藝要求，在多種材料中任意選擇筒體材料，可以在糧食、釀造等工業(yè)領域，城鄉(xiāng)及工業(yè)污水凈化領域以及農(nóng)業(yè)領域廣泛應用。利浦筒倉具有自重輕、強度高、壽命長、工期短、費用低、氣密性好、機械化程度高、用途廣泛、適用性廣等優(yōu)點。相關技術中，利浦筒倉的制造機組一般由以下6部分組成( I)成型機成型機能將材料彎曲并初步加工成型，同時能把材料(板帶)彎成利浦筒倉要求的
曲率半徑。(2)彎折機能將配合好的成型材料彎折咬口軋制到一起，同時旋轉成利浦筒倉。(3)承載支架能給定利浦筒倉的正確直徑，向上舉升的鋼板利浦筒倉附在承載支架的滾輪上面，能承載螺旋上升的筒體。(4)開卷機
能轉動放在開卷機上的鋼制卷材，使鋼制卷材順利進入成型機。(5)聯(lián)接框架功能是將承載支架有機的聯(lián)接，鎖定成利浦筒倉要求的直徑，使承載支架穩(wěn)定的工作。(6)電氣控制系統(tǒng)放在成型機和彎折機上的電氣控制系統(tǒng)，具有過載保護功能。成型好的鋼帶，在進入彎折機的途中，通過行程開關，可以控制成型機與彎折機的停止和啟動；同時通過手動開關，可以控制成型機、彎折機的點動、倒、順工作。成型機組共有5個電機，彎折機組共有4個電機。每個電機為1. 5KW，機組總功率9X1. 5Kff=13. 5KW。但是，利浦筒倉在連續(xù)輥壓成型過程中，直徑可能會慢慢發(fā)生變化。有時利浦筒倉直徑會慢慢變小，形成倒錐；或者直徑慢慢變大，形成正錐。對于直徑的精確控制，特別是在不一樣的板厚時(即在不一樣的板材時)，要調整成型機電機對面的上部可調鉸鏈。成型機上的四個可調鉸鏈，通過調整能使板材之間上部軸距變窄或變寬。如果變窄，板材上部壓縮而下部相對來說伸展，利浦筒倉直徑變大。反之，如果軸距變寬，板材上部伸展而下部壓縮，利浦筒倉直徑就變小。通過對成型機組的調節(jié)，從而修正利浦筒倉直徑，避免直徑慢慢擴大或慢慢縮小。通過對利浦筒倉直徑或者利浦筒倉圓周長的連續(xù)控制，可以將利浦筒倉直徑調整得相當一致，能得到大約±10mm的直徑偏差。對利浦筒倉周長和直徑控制的基礎是對利浦筒倉圓周的測量目前利浦筒倉圓周的測量方法一般為人工劃線或者采用圍尺的方法對圓周長進行實際測量1、圍尺法采用卷尺直接測量各圈板的周長而得出各圈板外直徑的方法，稱為圍尺法。圍尺法是最傳統(tǒng)的測量直徑的方法，精度非常高，全人工操作，很難實現(xiàn)自動化，測量極為費事，且不能實時測量。2、弓高弦長法弓高弦長法是一種應用比較廣的直徑測量方法，通過測量被測工件某段圓弧的弓高和弦長，便可計算出工件直徑。對于直徑在3m以上的利浦筒倉，這種方法測量誤差很大，我們需要的利浦筒倉圓周長的測量誤差必須小于5_，以盡可能減小螺旋筒的圓周制造誤差。同時這種方法只適合測量絕對圓形的利浦筒倉，對于圓度差的利浦筒倉，這種方法是不能夠采用的，而且同樣不能進行實時測量。綜上，相關技術中，對利浦筒倉的測量方法不但不能做到實時、動態(tài)的測量，而且是人工測量、效率低、誤差高。因此，尋找如利浦筒倉等螺旋筒的實時、動態(tài)和精確的測量方法，對于螺旋筒的制造精度至關重要，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發(fā)明內容
為了解決相關技術中的上述技術問題或者之一，本發(fā)明的一個目的在于，提供一種螺旋筒的圓周測量方法，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒的周長、直徑、以及周長誤差等，以便對螺旋筒的制造設備及時調整，保證螺旋筒的制造精度。
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種螺旋筒的圓周測量方法，包括以下步驟步驟101，檢測第一目標物反射信號時所述螺旋筒轉動的螺旋長度A1，所述第一目標物可隨所述螺旋筒一起旋轉，并可反射信號；步驟102，第二目標物運動到所述第一目標物反射信號的位置并反射信號時，檢測所述螺旋筒轉動的螺旋長度A2，所述第二目標物可隨所述螺旋筒一起旋轉，并可反射信號，且所述第一目標物和所述第二目標物不同時反射信號，所述第二目標物的運動軌跡重復所述第一目標物的運動軌跡；步驟103，根據(jù)檢測到的所述螺旋長度AjPA2，獲得所述螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度A。本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量方法，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度，測量精度高，以便螺旋筒的制造設備進行實時調整，保證螺旋筒的制造精度，克服了相關技術中測量方法的缺陷；同時，還可消除信號設備安裝帶來的誤差，進一步提聞測量精度。在上述技術方案中，優(yōu)選地，還包括步驟104，根據(jù)步驟103的結果和所述螺旋筒的螺旋導程H，獲得所述螺旋筒旋轉任意一圈的筒周長L為L=.在該技術方案中，可通過螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度，計算螺旋筒的周長、直徑、以及周長誤差等圓周參數(shù)，以便螺旋筒的制造設備進行實時調整，提高螺旋筒的制造精度。在上述技術方案中，優(yōu)選地，在所述步驟102中，所述第二目標物所在的螺旋與所述第一目標物所在的螺旋相鄰；則在所述步驟103中，所述螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度A為=A=A2 — 4±X ;其中，X為所述第一目標物沿所述螺旋筒軸線方向在所述第二目標物所在螺旋上的投影，與所述第二目標物間的螺旋長度；則沿所述螺旋筒的螺旋方向，當所述第一目標物在所述螺旋筒的軸線方向上的投影，位于所述第二目標物在所述螺旋筒的軸線方向上的投影的后側時，A=A2 - A^X ;當所述第一目標物在螺旋筒的軸線方向上的投影，位于所述第二目標物在所述螺旋筒的軸線方向上的投影的前側時，A=A2 -A1-X0第一目標物與第二目標物的相對位置可靈活設置，提高操作的便利性；且將兩者設置在相鄰螺旋上，可實時監(jiān)測任意一圈的圓周參數(shù)，實現(xiàn)實時測量，進而進行實時調整。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述信號為光束，并采用滾輪和編碼器檢測所述螺旋筒的螺旋長度，則在所述步驟101中，所述第一目標物反射光束時所述螺旋筒轉動的螺旋長度A1為=A1=JI d Θ /360 ;其中，d為所述滾輪的直徑，Θ i為所述第一目標物反射光束時所述滾輪滾動的角度；在所述步驟102中，所述第二目標物運動到所述第一目標物反射光束的位置并反射光束時，所述螺旋筒轉動的螺旋長度A2為=A2= d Θ 2/360 ;其中，d為所述滾輪的直徑，Θ 2為所述第二目標物在運動到所述第一目標物反射光束的位置并反射光束時所述滾輪滾動的角度。滾輪和編碼器的測量精度高，安裝和拆卸簡便，可有效提高測量精度，減小螺旋筒的制造誤差。本發(fā)明還提供了一種螺旋筒的圓周測量裝置，包括檢測裝置、信號發(fā)射裝置、第一目標物、第二目標物和控制器；所述檢測裝置可檢測所述螺旋筒旋轉時的螺旋長度，且所述檢測裝置與所述控制器連接；所述信號發(fā)射裝置可發(fā)射信號；所述第一目標物和第二目標物安裝在所述螺旋筒的筒壁上、可隨所述螺旋筒一起旋轉，并可分別反射所述信號；所述控制器可根據(jù)所述第一目標物和第二目標物分別反射信號時，所述檢測裝置檢測到的所述螺旋筒的螺旋長度，獲得所述螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量裝置，消除了信號發(fā)射裝置的安裝誤差，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒的周長、直徑、以及周長誤差等，提高了螺旋筒的制造精度。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述檢測裝置包括滾輪和編碼器，所述信號發(fā)射裝置包括光束收發(fā)裝置；所述滾輪、編碼器和光束收發(fā)裝置通過支架安裝在所述螺旋筒的卷制設備上，且所述滾輪通過彈性元件按壓在制造所述螺旋筒的基材上，并可隨所述基材的螺旋旋轉而滾動，所述編碼器用于檢測所述滾輪的滾動角度；所述光束收發(fā)裝置與所述控制器連接，用于發(fā)射光束和接收反射光束；所述第一目標物和第二目標物可反射所述光束；所述控制器可根據(jù)所述光束收發(fā)裝置接收到所述第一目標物和第二目標物反射光束時，所述編碼器檢測到的所述滾輪的滾動角度，獲得所述螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。滾輪和編碼器的測量精度高，安裝和拆卸簡便，可有效提高測量精度，減小螺旋筒的制造誤差；光束收發(fā)裝置的信號傳輸速度快，精度高，可提高測量精度，減小誤差，實現(xiàn)實時、在線測量和及時調整制造設備的目的。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述第一目標物、第二目標物、光束收發(fā)裝置、滾輪和所述編碼器，同時設置在所述螺旋筒筒壁的內側或者外側。本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量裝置，消除了光束收發(fā)裝置的安裝誤差；第一目標物、第二目標物、光束收發(fā)裝置、滾輪和所述編碼器同時設置在筒壁的內側和外側，便于安裝、拆卸及控制，可有效提高測量精度，降低螺旋筒的制造誤差。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述光束收發(fā)裝置為激光測距傳感器，所述激光測距傳感器可發(fā)射激光光束和接收反射的激光光束，并與所述控制器連接；或者，所述光束收發(fā)裝置包括激光發(fā)射器和激光接收器，所述激光接收器與所述控制器連接。激光測距傳感器發(fā)射光束，精度高，發(fā)散小，可提高測量精度，減少誤差，實現(xiàn)實時、在線測量和及時調整制造設備的目的；激光發(fā)射器和激光接收器便于采購、成本低，精度高，可降低企業(yè)成本。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述第一目標物和/或第二目標物為棱鏡。第一目標物和第二目標物選用棱鏡，安裝調試簡便，且成本低、精度高，制造工藝成熟，在保證測量精度的情況下可降低成本。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述螺旋筒為利浦筒倉。利浦筒倉的制造精度要求高，本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量裝置可進行實時、在線測量和及時調整制造設備，保證利浦筒倉的制造精度，減小制造誤差。綜上所述，本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量方法，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度，測量精度高，以便螺旋筒的制造設備進行實時調整，保證螺旋筒的制造精度，克服了相關技術中測量方法的缺陷，提高了測量精度；同時，還可消除信號設備安裝帶來的誤差，進一步提高了測量精度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明螺旋筒的圓周測量方法一實施例的流程框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明螺旋筒的圓周測量方法另一實施例的流程框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明螺旋筒的測量裝置一實施例的結構示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明螺旋筒的圓周測量方法的原理示意圖；圖5是單目標物螺旋筒的圓周測量方法的原理示意圖；圖6是滾輪和編碼器測量原理示意圖； 圖7是激光光束發(fā)散示意圖；圖8A、8B、8C分別是根據(jù)本發(fā)明螺旋筒的圓周測量裝置中棱鏡、激光發(fā)射器、激光接收器的安裝方式示意圖。其中，圖3至圖7及圖8A、8B、8C中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為I第一目標物I’第一目標物的投影2第二目標物3支架41滾輪42編碼器5激光測距傳感器51激光發(fā)射器52激光接收器6彎折機組7利浦筒倉8反射點9激光光束91激光可見光斑92激光不可見光斑10棱鏡。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。如圖1、圖3和圖4所示，本發(fā)明的一實施例提供了一種螺旋筒的圓周測量方法，包括以下步驟步驟101，檢測第一目標物I反射信號時螺旋筒轉動的螺旋長度A1，第一目標物I可隨螺旋筒一起旋轉，并可反射信號；步驟102，第二目標物2運動到第一目標物I反射信號的位置并反射信號時，檢測螺旋筒轉動的螺旋長度A2，第二目標物2可隨螺旋筒一起旋轉，并可反射信號，且第一目標物I和第二目標物2不同時反射信號，第二目標物2的運動軌跡重復第一目標物I的運動軌跡；步驟103，根據(jù)檢測到的螺旋長度AjPA2，獲得螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度A0其中，圖3中，彎折機組6為螺旋筒的卷制設備，滾輪41和編碼器42通過支架3固定在彎折機組6上，本實施例中，螺旋為左旋即自上至下觀察螺旋筒沿逆時針方向旋轉；螺旋方向如圖4中的箭頭方向所示，且沿螺旋方向，第一目標物I至反射點8間的螺旋長度為A1，第二目標物2至反射點8之間的螺旋長度為A2。本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量方法，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度，測量精度高，以便螺旋筒的制造設備進行實時調整，保證螺旋筒的制造精度，克服了相關技術中測量方法的缺陷，同時，還可消除信號設備安裝帶來的誤差，進一步提聞測量精度。優(yōu)選地,如圖2所示,所述螺旋筒的測量方法還包括步驟104，根據(jù)步驟103的結果和螺旋筒的螺旋導程H，獲得螺旋筒旋轉任意一圈的筒周長L為L=^A2 -H2 c在該技術方案中，可通過螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度，計算螺旋筒的周長、直徑、以及周長誤差等圓周參數(shù)，以便螺旋筒的制造設備進行實時調整，提高螺旋筒的制造精度。優(yōu)選地，如圖2至圖4所示，在步驟102中，第二目標物2所在的螺旋與第一目標物I所在的螺旋相鄰；則在步驟103中，螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度A為=A=A2 -A1 ±X ;其中，X為第一目標物I沿螺旋筒軸線方向在第二目標物2所在螺旋上的投影，與第二目標物2間的螺旋長度；則沿螺旋筒的螺旋方向，當?shù)谝荒繕宋颕在螺旋筒的軸線方向上的投影，位于第二目標物2在螺旋筒的軸線方向上的投影的后側時，A=A2 - A^X ;當?shù)谝荒繕宋颕在螺旋筒的軸線方向上的投影，位于第二目標物2在螺旋筒的軸線方向上的投影的前側時，A=A2 -A1-X0第一目標物與第二目標物的相對位置可靈活設置，提高操作的便利性；且將兩者設置在相鄰螺旋上，可實時監(jiān)測任意一圈的圓周參數(shù)，實現(xiàn)實時測量，進而進行實時調整。其中I’為第一目標物I沿螺旋筒軸線方向在第二目標物2所在螺旋上的投影。優(yōu)選地，如圖2至圖4、圖6所示，信號為光束，并采用滾輪41和編碼器42檢測螺旋筒的螺旋長度，則在步驟101中，第一目標物I反射光束時螺旋筒轉動的螺旋長度A1為 A1= d Θ ^360 ;其中，d為滾輪41的直徑，Θ I為第一目標物I反射光束時滾輪41滾動的角度；在步驟102中，第二目標物2運動到第一目標物I反射光束的位置并反射光束時，螺旋筒轉動的螺旋長度A2為A2= d Θ 2/360 ;其中，d為滾輪41的直徑，Θ 2為第二目標物2在運動到第一目標物I反射光束的位置并反射光束時滾輪41滾動的角度。滾輪和編碼器的測量精度高，安裝和拆卸簡便，可有效提高測量精度，減小螺旋筒的制造誤差。本發(fā)明還提供了一種螺旋筒的圓周測量裝置，如圖3、圖4、圖6所示，包括檢測裝置、信號發(fā)射裝置、第一目標物1、第二目標物2和控制器；檢測裝置可檢測螺旋筒旋轉時的螺旋長度，且檢測裝置與控制器連接；信號發(fā)射裝置可發(fā)射信號；第一目標物I和第二目標物2安裝在螺旋筒的筒壁上、可隨螺旋筒一起旋轉，并可分別反射信號；控制器可根據(jù)第一目標物I和第二目標物2分別反射信號時，檢測裝置檢測到的螺旋筒的螺旋長度，獲得螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量裝置，消除了信號發(fā)射裝置的安裝誤差，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒的周長、直徑、以及周長誤差等，提高了螺旋筒的制造精度。優(yōu)選地，檢測裝置包括滾輪41和編碼器42，信號發(fā)射裝置包括光束收發(fā)裝置；滾輪41、編碼器42和光束收發(fā)裝置通過支架3安裝在螺旋筒的卷制設備上，且滾輪41通過彈性元件按壓在制造螺旋筒的基材上，并可隨基材的螺旋旋轉而滾動，編碼器42用于檢測滾輪41的滾動角度；光束收發(fā)裝置與控制器連接，用于發(fā)射光束和接收反射光束；第一目標物I和第二目標物2可反射光束；控制器可根據(jù)光束收發(fā)裝置接收到第一目標物I和第二目標物2反射光束時，編碼器42檢測到的滾輪41的滾動角度，獲得螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。滾輪和編碼器的測量精度高，安裝和拆卸簡便，可有效提高測量精度，減小螺旋筒的制造誤差；光束收發(fā)裝置的信號傳輸速度快，精度高，可提高測量精度，減小誤差，實現(xiàn)實時、在線測量和及時調整制造設備的目的。優(yōu)選地，如圖3所示，第一目標物1、第二目標物2、光束收發(fā)裝置、滾輪41和編碼器42，同時設置在螺旋筒筒壁的內側，滾輪41和編碼器42通過支架3固定在彎折機組6上，其中，彎折機組6為螺旋筒的卷制設備，螺旋為左旋即自上至下觀察螺旋筒沿逆時針方向旋轉。本領域的技術人員應當理解，第一目標物1、第二目標物2、光束收發(fā)裝置、滾輪41和編碼器42也可以設置在螺旋筒筒壁的外側。 也可以是第一目標物1、第二目標物2和光束收發(fā)裝置設置在螺旋筒筒壁的內側，滾輪41和編碼器42設置在螺旋筒筒壁的外側；或第一目標物1、第二目標物2和光束收發(fā)裝置設置在螺旋筒筒壁的外側，滾輪41和編碼器42設置在螺旋筒筒壁的內側。以上這些變化均未脫離本發(fā)明的設計思想，屬于本專利的保護范圍。本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量裝置，消除了光束收發(fā)裝置的安裝誤差；第一目標物、第二目標物、光束收發(fā)裝置、滾輪和編碼器同時設置在筒壁的內側和/或外側，便于安裝、拆卸及控制，可有效提高測量精度，降低螺旋筒的制造誤差。優(yōu)選地，如圖3至圖5所示，光束收發(fā)裝置為激光測距傳感器5，激光測距傳感器5可發(fā)射激光光束9和接收反射的激光光束9，并與控制器連接；或者，光束收發(fā)裝置包括激光發(fā)射器51和激光接收器52，激光接收器52與控制器連接。激光測距傳感器發(fā)射光束，精度高，發(fā)散小，可提高測量精度，減少誤差，實現(xiàn)實時、在線測量和及時調整制造設備的目的；激光發(fā)射器和激光接收器便于采購、成本低，精度高，可降低企業(yè)成本。優(yōu)選地，如圖3至圖5所示，第一目標物I和/或第二目標物2為棱鏡10。當然，也可以是其它光反射物，如反射板、反射條等，這些均應屬于本專利的保護范圍。第一目標物和第二目標物選用棱鏡，安裝調試簡便，且成本低、精度高，制造工藝成熟，在保證測量精度的情況下可降低成本。優(yōu)選地，如圖3至圖5所示，螺旋筒為利浦筒倉7。利浦筒倉的制造精度要求高，本發(fā)明提供的螺旋筒的圓周測量裝置可進行實時、在線測量和及時調整制造設備，保證利浦筒倉的制造精度，減小制造誤差。以下介紹本發(fā)明螺旋筒的圓周測量方法的原理，以及具有高測量精度的原理如圖5所示，螺旋筒的卷制設備上通過支架3設置滾輪41、編碼器42和信號收發(fā)裝置，滾輪41沿螺旋筒的基材滾動，編碼器42能夠檢測滾輪41滾動的角度，信號收發(fā)裝置可發(fā)射和感知信號，螺旋筒的螺旋為左旋，自上至下看為逆時針方向旋轉，在螺旋筒的筒壁上設置有一個目標物，目標物隨螺旋筒的卷制與螺旋筒一起轉動，轉動到對應信號收發(fā)裝置位置時，可反射信號收發(fā)裝置發(fā)射的信號，信號收發(fā)裝置接收到該反射信號后，由控制器記錄一次螺旋筒轉動一周時的滾輪41滾動的角度Θ，從而對螺旋筒的圓周長進行計算；同時編碼器42將重新開始計量下一周滾輪41滾動的角度Θ，以便計算下一圓周長；其中，信號收發(fā)裝置選用激光測距傳感器5 ；當螺旋筒旋轉整整一周時，螺旋筒的螺旋長度A為A= π d Θ /360 ;則螺旋筒的周長為L= ^A2 -H2 ；其中，A為螺旋筒旋轉一周的螺旋長度；d為滾輪直徑；Θ為滾輪滾動螺旋長度A時對應滾動的角度(單位度)；L為螺旋筒的周長； H為螺旋筒螺旋的導程。；以上測量方法存在的不足是實驗發(fā)現(xiàn)，如圖7所示激光測距傳感器5打出去的激光光束9具有一定的發(fā)散性，這種發(fā)散沒有特定的規(guī)律，并非線性發(fā)散的，同時發(fā)現(xiàn)，激光光束9還存在一個更大不可見激光線束，產(chǎn)生激光不可見光斑92 ;這樣目標物橫向靠近激光光束9時，還沒有到達激光可見光斑91，激光測距傳感器就已經(jīng)產(chǎn)生感應信號，實際上此時，目標物已經(jīng)到達激光不可見光斑92區(qū)域，其中，激光不可見光斑92區(qū)域也不是線性發(fā)散的。因此，由于光束具有一定的發(fā)散性，如果僅采用一個目標物來測量圓周，是存在誤差的。因為事先不清楚光束在不同高度位置產(chǎn)生的光斑大小。所以目標物在不同的螺旋上感應到光束信號時的位置與光斑半徑大小有關，由于光斑大小不確定，感應的位置也不確定，導致測量會存在誤差。另外，激光測距傳感器5的安裝也存在誤差，可積累到測量結果中，進一步降低測量精度。因此，采用該方法測量螺旋筒的周長、直徑等圓周參數(shù)，數(shù)據(jù)精度差、無法實現(xiàn)對螺旋筒直徑的精確控制，甚至無法生產(chǎn)出合格的螺旋筒。本發(fā)明所述螺旋筒的圓周測量方法，如圖3、圖4所示，采用在螺旋筒的壁上設置兩個目標物，即第一目標物I和第二目標物2，第一目標物I和第二目標物2位于相鄰的螺旋上，且第一目標物I和第二目標物2不同時反射光束，且第二目標物2的運動軌跡重復第一目標物I的運動軌跡。第一目標物I和第二目標物2在同一高度的同一位置進行反射，再采用第一目標物I運動的螺旋長度、第二目標物2運動的螺旋長度、兩目標物之間的螺旋距離與該螺旋長度之間的關系，即可獲得該螺旋的長度，消除了目標物在不同高度位置反射光束時，因光斑大小不一致帶來的測量誤差和光束發(fā)射裝置的安裝誤差，提高了測量精度。以上實施例的光束發(fā)送裝置和光束接收裝置，均是以激光測距傳感器5進行說明的。但是，激光測距傳感器價格昂貴，因此，本發(fā)明的另一實施例，如圖8A、8B、8C所示，采用棱鏡10作為第一目標物I和第二目標物2，光束發(fā)射裝置采用激光發(fā)射器51、光束檢測裝置采用激光接收器52。這種實現(xiàn)方式原理與上述的實現(xiàn)方式相同，不再贅述。棱鏡10就是目標物，固定在利浦筒倉表面(內壁或者外壁)。激光發(fā)射器51 (也可以是紅光發(fā)射器，或者其他光束發(fā)射器)發(fā)射的光束經(jīng)過棱鏡10 (目標物)反射，由激光接收器52接收。這種實現(xiàn)方式相比前面的實現(xiàn)方式的區(qū)別在于這種實現(xiàn)方式可采用普通激光(紅光)發(fā)射器51和激光接收器52就可以檢測目標物，成本低。
考慮到激光發(fā)射器51、激光接收器52尺寸等因素。圖8A、圖SB和圖SC中自左向右示出了三種安裝方式，使得安裝更加靈活。采用右側的兩種安裝方式，棱鏡10改變了激光發(fā)射器51、激光接收器52的安裝位置和角度，方便安裝。當然，考慮到激光發(fā)射器51發(fā)出的光束也可能存在發(fā)散問題，同樣可以采用兩個棱鏡(目標物)，通過前面所講述的方法進行誤差修正。綜上所述，本發(fā)明上述實施例提供螺旋筒的圓周測量方法及其測量裝置，能夠實時、動態(tài)、準確地測量螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度，測量精度高，以便螺旋筒的制造設備進行實時調整，保證螺旋筒的制造精度，克服了相關技術中測量方法的缺陷，提高了測量精度；同時，還可消除信號設備安裝帶來的誤差，進一步提高了測量精度。在本發(fā)明中，術語“第一”、“第二”僅用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性；除非另有明確的規(guī)定和限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種螺旋筒的圓周測量方法，其特征在于，包括以下步驟步驟101，檢測第一目標物(I)反射信號時所述螺旋筒轉動的螺旋長度A1，所述第一目標物(I)可隨所述螺旋筒一起旋轉，并可反射信號；步驟102，第二目標物(2)運動到所述第一目標物(I)反射信號的位置并反射信號時， 檢測所述螺旋筒轉動的螺旋長度A2，所述第二目標物(2)可隨所述螺旋筒一起旋轉，并可反射信號，且所述第一目標物(I)和所述第二目標物(2 )不同時反射信號，所述第二目標物(2)的運動軌跡重復所述第一目標物(I)的運動軌跡；步驟103，根據(jù)檢測到的所述螺旋長度AJPA2，獲得所述螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度A。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺旋筒的圓周測量方法，其特征在于，還包括步驟104，根據(jù)步驟103的結果和所述螺旋筒的螺旋導程H，獲得所述螺旋筒旋轉任意一圈的筒周長L為
3.根據(jù)權利要求1或2所述的螺旋筒的圓周測量方法，其特征在于，在所述步驟102中，所述第二目標物(2)所在的螺旋與所述第一目標物(I)所在的螺旋相鄰；則在所述步驟103中，所述螺旋筒旋轉任意一圈時的螺旋長度A為A=A2 — Ai±X ;其中，X為所述第一目標物(I)沿所述螺旋筒軸線方向在所述第二目標物(2)所在螺旋上的投影，與所述第二目標物(2)間的螺旋長度；則沿所述螺旋筒的螺旋方向，當所述第一目標物(I)在所述螺旋筒的軸線方向上的投影，位于所述第二目標物(2)在所述螺旋筒的軸線方向上的投影的后側時，A=A2 - A^X ;當所述第一目標物(I)在螺旋筒的軸線方向上的投影，位于所述第二目標物(2)在所述螺旋筒的軸線方向上的投影的前側時，A=A2 -A1-X0
4.根據(jù)權利要求3所述的螺旋筒的圓周測量方法，其特征在于，所述信號為光束，并采用滾輪(41)和編碼器(42)檢測所述螺旋筒的螺旋長度，則在所述步驟101中，所述第一目標物(I)反射光束時所述螺旋筒轉動的螺旋長度A1為A1= 31 d Θ /360 ；其中，d為所述滾輪(41)的直徑，Θ i為所述第一目標物(I)反射光束時所述滾輪(41) 滾動的角度；在所述步驟102中，所述第二目標物(2)運動到所述第一目標物(I)反射光束的位置并反射光束時，所述螺旋筒轉動的螺旋長度A2為A2= d Θ 2/360 ；其中，d為所述滾輪(41)的直徑，Θ 2為所述第二目標物(2)在運動到所述第一目標物 (O反射光束的位置并反射光束時所述滾輪(41)滾動的角度。
5.一種螺旋筒的圓周測量裝置，其特征在于，包括檢測裝置、信號發(fā)射裝置、第一目標物(I)、第二目標物(2)和控制器；所述檢測裝置可檢測所述螺旋筒旋轉時的螺旋長度，且所述檢測裝置與所述控制器連接； 所述信號發(fā)射裝置可發(fā)射信號； 所述第一目標物(I)和第二目標物(2)安裝在所述螺旋筒的筒壁上、可隨所述螺旋筒一起旋轉，并可分別反射所述信號； 所述控制器可根據(jù)所述第一目標物(I)和第二目標物(2)分別反射信號時，所述檢測裝置檢測到的所述螺旋筒的螺旋長度，獲得所述螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。
6.根據(jù)權利要求5所述的螺旋筒的圓周測量裝置，其特征在于， 所述檢測裝置包括滾輪(41)和編碼器(42)，所述信號發(fā)射裝置包括光束收發(fā)裝置； 所述滾輪(41)、編碼器(42 )和光束收發(fā)裝置通過支架(3 )安裝在所述螺旋筒的卷制設備上，且所述滾輪(41)通過彈性元件按壓在制造所述螺旋筒的基材上，并可隨所述基材的螺旋旋轉而滾動，所述編碼器(42)用于檢測所述滾輪(41)的滾動角度； 所述光束收發(fā)裝置與所述控制器連接，用于發(fā)射光束和接收反射光束； 所述第一目標物(I)和第二目標物(2 )可反射所述光束； 所述控制器可根據(jù)所述光束收發(fā)裝置接收到所述第一目標物(I)和第二目標物(2 )反射光束時，所述編碼器(42)檢測到的所述滾輪(41)的滾動角度，獲得所述螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。
7.根據(jù)權利要求6所述的螺旋筒的圓周測量裝置，其特征在于，所述第一目標物(I)、第二目標物(2)、光束收發(fā)裝置、滾輪(41)和所述編碼器(42)，同時設置在所述螺旋筒筒壁的內側或者外側。
8.根據(jù)權利要求7所述的螺旋筒的圓周測量裝置，其特征在于，所述光束收發(fā)裝置為激光測距傳感器(5)，所述激光測距傳感器(5)可發(fā)射激光光束(9)和接收反射的激光光束(9)，并與所述控制器連接；或者，所述光束收發(fā)裝置包括激光發(fā)射器(51)和激光接收器(52)，所述激光接收器(52)與所述控制器連接。
9.根據(jù)權利要求5至8中任一項所述的螺旋筒的圓周測量裝置，其特征在于，所述第一目標物(I)和/或第二目標物(2)為棱鏡(10)。
10.根據(jù)權利要求9所述的螺旋筒的圓周測量裝置，其特征在于，所述螺旋筒為利浦筒倉(7)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種螺旋筒的圓周測量方法及其測量裝置，測量裝置包括檢測裝置、信號發(fā)射裝置、第一目標物、第二目標物和控制器；檢測裝置可檢測螺旋筒旋轉時的螺旋長度，且檢測裝置與控制器連接；信號發(fā)射裝置可發(fā)射信號；第一目標物和第二目標物安裝在螺旋筒的筒壁上、可隨螺旋筒一起旋轉，并可分別反射信號；控制器可根據(jù)第一目標物和第二目標物分別反射信號時，檢測裝置檢測到的螺旋筒的螺旋長度，獲得螺旋筒轉動任意一圈的螺旋長度和筒周長。根據(jù)本發(fā)明的技術方案，可以實時、在線、準確地測得螺旋筒的周長、直徑、以及周長誤差等圓周參數(shù)，以便對螺旋筒的制造設備及時調整，同時還可消除安裝誤差，提高螺旋筒的制造精度。
文檔編號G01B11/02GK102997851SQ20121053171
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2012年12月11日
發(fā)明者周翔, 鄧侃, 楊惠 申請人:三一重工股份有限公司, 重慶三一高智能機器人有限公司