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一种 齿轮计米装置及计米方法

阅读：724发布：2024-01-01

专利汇可以提供一种齿轮计米装置及计米方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种齿轮计米装置，包括电感式传感器以及用于对电感式传感器进行安装的安装板，电感式传感器的检测方向平行于齿轮的旋转面，且与齿轮的轴线相交，其中，电感式传感器的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离。本发明中，利用齿轮边缘凹凸不平的齿，采用电感式传感器计算脉冲来计米，使用简单安装方便，价格便宜，且可有效保证检测精度，在具体实施过程中使得电感式传感器仅能检测到齿顶的信号而检测不到齿根的信号，从而获得有效的脉冲数。同时，本发明中还请求保护一种齿轮计米方法。，下面是一种齿轮计米装置及计米方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种齿轮计米装置，其特征在于，包括电感式传感器（1）以及用于对所述电感式传感器（1）进行安装的安装板（2），所述电感式传感器（1）的检测方向平行于齿轮（3）的旋转面，且与所述齿轮（3）的轴线相交，其中，所述电感式传感器（1）的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离。
2.根据权利要求1所述的齿轮计米装置，其特征在于，所述电感式传感器（1）设置有至少两个，且同时朝向所述齿轮（3）不同的位置进行信号发射。
3.根据权利要求1所述的齿轮计米装置，其特征在于，至少两个所述电感式传感器（1）同时朝向所述齿轮（3）相邻的齿进行信号发射。
4.根据权利要求2所述的齿轮计米装置，其特征在于，所述安装板（2）具有与所述齿轮（3）数量相同的安装面，各个所述安装面分别用于对各所述电感式传感器（1）进行安装，且垂直于各所述电感式传感器（1）的检测方向。
5.一种齿轮计米方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对电感式传感器（1）进行安装，保证电感式传感器（1）的检测方向平行于齿轮（3）的旋转面，且与所述齿轮（3）的轴线相交；
S2：在检测方向上调整所述电感式传感器（1）的位置，使得所述电感式传感器（1）的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离；
S3：所述电感式传感器（1）持续进行检测，并在检测范围内记录所采集到的脉冲数；
S4：根据所述脉冲数，以及所述齿轮（3）的转动时间和尺寸换算为米长。
6.根据权利要求5所述的齿轮计米方法，其特征在于：
对多个同时工作的所述电感式传感器（1）所采集到的脉冲数进行平均值计算。
7.根据权利要求5所述的齿轮计米方法，其特征在于：还包括单个脉冲时间的自学习过程中，包括以下步骤：
检测到经编机的运行信号1 3秒钟后，开始自学习定时，停止检测后延时1 3秒再停机，~ ~
根据所述自学习定时时间和此段时间内检测到的脉冲数计算所述单个脉冲时间。
8.根据权利要求5 7任一项所述的齿轮计米方法，其特征在于：还包括以下过程：在检~
测波形稳定后，检测所述电感式传感器（1）的下降沿，在检测到时启动定时器，此外，检测所述电感式传感器（1）的上升沿，在检测到时清除定时器，通过将定时器所检测到的时间与标准的单个脉冲时间进行比较来确定最终的脉冲数。
9.根据权利要求8所述的齿轮计米方法，其特征在于：通过将定时器所检测到的时间与标准的单个脉冲时间进行比较来确定最终的脉冲数具体为，当定时器所检测到对的时间大于等于单个脉冲时间时，脉冲数加1，当定时器所检测到的时间小于单个脉冲时间时，脉冲数不计。

说明书全文

一种齿轮计米装置及计米方法

技术领域

[0001] 本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种齿轮计米装置及计米方法。

背景技术

[0002] 在经编机生产的过程中，需要在不同的速度和铺纬密度下对织物的米数进行测量，目前较为常规的做法是在齿轮轴上安装编码器，用编码器计算脉冲数来计米，但其成本较高。

[0003] 鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种齿轮计米装置及计米方法，使其更具有实用性。

发明内容

[0004] 本发明中提供了一种齿轮计米装置，从而有效解决背景技术中的问题。同时，本发明中还请求保护一种齿轮计米方法。

[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：包括：一种齿轮计米装置，包括电感式传感器以及用于对所述电感式传感器进行安装的安装板，所述电感式传感器的检测方向平行于齿轮的旋转面，且与所述齿轮的轴线相交，其中，所述电感式传感器的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离。

[0006] 进一步地，所述电感式传感器设置有至少两个，且同时朝向所述齿轮不同的位置进行信号发射。

[0007] 进一步地，至少两个所述电感式传感器同时朝向所述齿轮相邻的齿进行信号发射。

[0008] 进一步地，所述安装板具有与所述齿轮数量相同的安装面，各个所述安装面分别用于对各所述电感式传感器进行安装，且垂直于各所述电感式传感器的检测方向。

[0009] 一种齿轮计米方法，包括以下步骤：S1：对电感式传感器进行安装，保证电感式传感器的检测方向平行于齿轮的旋转面，且与所述齿轮的轴线相交；
S2：在检测方向上调整所述电感式传感器的位置，使得所述电感式传感器的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离；
S3：所述电感式传感器持续进行检测，并在检测范围内记录所采集到的脉冲数；
S4：根据所述脉冲数，以及所述齿轮的转动时间和尺寸换算为米长。

[0010] 进一步地，齿轮计米方法中对多个同时工作的所述电感式传感器所采集到的脉冲数进行平均值计算。

[0011] 进一步地，还包括单个脉冲时间的自学习过程中，包括以下步骤：检测到经编机的运行信号1 3秒钟后，开始自学习定时，停止检测后延时1 3秒再停机，~ ~
根据所述自学习定时时间和此段时间内检测到的脉冲数计算所述单个脉冲时间。

[0012] 进一步地：还包括以下过程：在检测波形稳定后，检测所述电感式传感器的下降沿，在检测到时启动定时器，此外，检测所述电感式传感器的上升沿，在检测到时清除定时器，通过将定时器所检测到的时间与标准的单个脉冲时间进行比较来确定最终的脉冲数。

[0013] 进一步地，通过将定时器所检测到的时间与标准的单个脉冲时间进行比较来确定最终的脉冲数具体为，当定时器所检测到对的时间大于等于单个脉冲时间时，脉冲数加1，当定时器所检测到的时间小于单个脉冲时间时，脉冲数不计。

[0014] 通过上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明中的齿轮计米装置和计米方法利用齿轮边缘凹凸不平的齿，采用电感式传感器计算脉冲来计米，使用简单安装方便，价格便宜，能保证一定的精度。
附图说明

[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0016] 图1为齿轮计米装置的结构示意图；图2为电感式传感器的信号发射端到距离最近齿顶的距离A的示意图；
图3为电感式传感器的信号发射端到距离最近齿根的距离B的示意图；
图4为齿轮计米装置控制系统的框架图；
图5为齿轮计米方法的流程图；
图6为自学习的检测波形图；
图7和图8分别为两个电感式传感器实际运行使得波形图，包括启动和停止时的抖动部分。

[0017] 附图标记：1. 电感式传感器，2.安装板，3.齿轮。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0019] 如图1 3所示，一种齿轮计米装置，包括电感式传感器1以及用于对电感式传感器1~进行安装的安装板2，电感式传感器1的检测方向平行于齿轮3的旋转面，且与齿轮3的轴线相交，其中，电感式传感器1的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离。

[0020] 本实施例中，利用齿轮3边缘凹凸不平的齿，采用电感式传感器1计算脉冲来计米，使用简单安装方便，价格便宜，且可有效保证检测精度。其中，图2中示出了电感式传感器1的信号发射端到距离最近齿顶的距离A，图3中示出了电感式传感器1的信号发射端到距离最近齿根的距离B，其中，电感式传感器1的检测范围大于A且小于B，从而可使得电感式传感器1仅能检测到齿顶的信号而检测不到齿根的信号，从而获得有效的脉冲数。

[0021] 在具体实施的过程中，控制系统如图4所示，由电感式传感器、PLC、组态屏组成，电感式传感器以非接触式和无磨损的方式检测金属物体，其中，优选传感器检测距离为4~8mm，从而保证检测的精度。PLC用来处理来自电感式传感器1的脉冲信号，计算米长。本实施例中以齿轮有64个齿，齿与齿之间的传送距离为12.7mm，检测到的脉冲数为D为例，具体计算米长L的公式如下：
L=12.7*Dmm。

[0022] 其中，只要计算齿轮走过的脉冲数以及齿轮3本身的尺寸即可计算米长。

[0023] 由于现场的生产环境相对复杂，为了进一步的提升检测的精度，作为上述实施例的优选，电感式传感器1设置有至少两个，且同时朝向齿轮3不同的位置进行信号发射。

[0024] 从而可根据多个数值求平均值的方式而获得更为准确的测量结果，其中，以使用两个电感式传感器1为例进行计算，二者检测到的脉冲数分别为D1和D2，则上述公式变化为：L=12.7*(D1+D2)/2 mm。

[0025] 其中，为了降低安装难度，同时使得各个电感式传感器1获得更为接近的检测环境，优选至少两个电感式传感器1同时朝向齿轮3相邻的齿进行信号发射。

[0026] 在实际安装的过程中，电感式传感器1可通过其外部的外螺纹而直接进行安装，简单易行，为了在此过程中同步完成电感式传感器1的检测方向的精准定位，安装板2具有与齿轮3数量相同的安装面，各个安装面分别用于对各电感式传感器1进行安装，且垂直于各电感式传感器1的检测方向。通过上述方式可使得多个传感器快速的实现安装定位，只需在各个安装面上对应开设螺纹孔即可，而安装板2各个安装面则可通过折弯的方式而获得，成本较低。

[0027] 如图5所示，一种齿轮计米方法，包括以下步骤：S1：对电感式传感器1进行安装，保证电感式传感器1的检测方向平行于齿轮3的旋转面，且与齿轮3的轴线相交；
S2：在检测方向上调整电感式传感器1的位置，使得电感式传感器1的检测范围大于信号发射端到距离最近齿顶的距离，且小于发射端到距离最近齿根的距离；
S3：电感式传感器1持续进行检测，并在检测范围内记录所采集到的脉冲数；
S4：根据脉冲数，以及齿轮3的转动时间和尺寸换算为米长。

[0028] 其中，对多个同时工作的电感式传感器1所采集到的脉冲数进行平均值计算，从而可实现更为精准的计算。

[0029] 由于每台经编机的速度和铺纬密度不相同，导致每台经编机的单个脉冲时间不同，因此在本优选方案中，开车时先自学习单个脉冲时间间隔T0。PLC检测到经编机的运行信号2秒钟后，开始自学习定时8秒钟（8000ms，可以根据实际情况调整），停止检测后延时2秒再停机，其中，开启前后的2秒目的是为了将启动和停止的抖动去除，在上述8秒钟期间内检测到脉冲个数D0，如图6所示，展示了其中自学习的检测波形。

[0030] 单个脉冲时间间隔：T0 =8000/D0 ms。

[0031] 设备在启动和停止时会产生抖动，如图7和8所示，分别为两个电感式传感器1启动和停止时的脉冲波形，但是抖动脉冲的时间间隔远小于正常的脉冲间隔，依次可通过适当延时的方式可克服。

[0032] 在实际生产的过程中，难以确保每次检测的过程中，正好检测到整数个齿，而未能检测到的不完成的齿数则会在一定程度上影响测量的精度，本优选方案中为了克服上述问题，还包括以下过程：在检测波形稳定后，检测所述电感式传感器1的下降沿，在检测到时启动定时器，此外，检测电感式传感器1的上升沿，在检测到时清除定时器，通过将定时器所检测到的时间与标准的单个脉冲时间进行比较来确定最终的脉冲数。

[0033] 其中，通过将定时器所检测到的时间与标准的单个脉冲时间进行比较来确定最终的脉冲数具体为，当定时器所检测到对的时间大于等于单个脉冲时间时，脉冲数加1，当定时器所检测到的时间小于单个脉冲时间时，脉冲数不计。通过上述方式，可使得米数的计量更加准确，其中，本实施例中，以两个电感式传感器1为例，继续参见图7和8，正常开车时检测到运行信号程序开始计数，有下降沿时启动定时器T1和T2，有上升沿时清除定时器T1和T2。然后将定时器T1和T2与T0进行比较，当T1≧ T0时，脉冲计数D1；T1< T0时，脉冲不计数。

[0034] 当T2≧ T0时，脉冲计数D2；T2< T0时，脉冲不计数。

[0035] 根据两组传感器的脉冲数，计算米长LL=12.7*(D1+D2)/2 mm。

[0036] 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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