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专利号: 2020102160710
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种圆柱钢锭长度在线激光测量装置,其特征在于该测量装置包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分包括第一激光器摆动机构(1)、小车(2)、光电开关(4)、第二激光器摆动机构(5)、第一钢轨(6)、第二钢轨(7)、链条牵引机构(8)、数据采集卡、控制器、显示器、继电器及电缆电源;所述软件部分包括信号通信模块、驱动控制模块及数据采集处理模块;所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)平行布置,所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)相距

1435mm;所述小车(2)的四个车轮落在所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)上;两个结构相同的所述第一激光器摆动机构(1)、所述第二激光器摆动机构(5)均布置在所述第二钢轨(7)的外侧,所述第一激光器摆动机构(1)及所述第二激光器摆动机构(5)与所述第二钢轨(7)的距离相等,分别安装在所述第一激光器摆动机构(1)、所述第二激光器摆动机构(5)中的第一激光测距传感器(21)及第二激光测距传感器(31)发出的激光线在同一直线上,且相向发出;分别位于所述第一激光器摆动机构(1)及所述第二激光器摆动机构(5)中的两个结构相同的气缸(13)伸出时,所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)发出的激光线与所述第二钢轨(7)的垂直距离均为717.5mm;所述链条牵引机构(8)布置在所述第一钢轨(6)周围,所述链条牵引机构(8)中的链条(26)与所述小车(2)的连接处位于第一钢轨(6)和第二钢轨(7)的对称面内;所述光电开关(4)安装在所述第一钢轨(6)和所述第二钢轨(7)之间的地平面上;在纵向即所述小车(2)运动方向上,所述光电开关(4)与所述第二激光器摆动机构(5)的距离为300mm,在垂直于所述小车(2)运行方向上,所述光电开关(4)与链条(26)的距离为100mm;所述第一激光器摆动机构(1)包括带座轴承(9)、轴(10)、π座(11)、摆杆(12)、气缸(13)、气缸座(14)、立柱(15)、底座(16)、第一高精度旋转台(17)、第一L板(18)、第二L板(19)、第二高精度旋转台(20)、激光测距传感器(21)及第三L板(22);所述带座轴承(9)固定在所述π座(11)上,所述π座(11)固定在所述立柱(15)的顶端,所述轴(10)安装在所述带座轴承(9)内,所述摆杆(12)的上端与所述轴(10)铰接,所述气缸座(14)固定在所述立柱(15)中段的外侧,所述气缸(13)的缸体端头部与所述气缸座(14)铰接,所述气缸(13)的活塞杆端头部与所述摆杆(12)铰接;所述激光测距传感器(21)固定在所述第三L板(22)的一个面上,所述第三L板(22)的另一面固定在所述第一高精度旋转台(17)的旋转盘上,所述第一高精度旋转台(17)的底面固定在所述第一L板(18)的一个面上,所述第一L板(18)的另一面固定在所述第二高精度旋转台(20)的旋转盘上,所述第二高精度旋转台(20)通过所述第二L板(19)与所述摆杆(12)固定连接;所述链条牵引机构(8)包括三合一减速电机(23)、减速机座(24)、链轮(25)、链条(26)、第一链轮组(27)、第二链轮组(28)、托辊组(29)及第三链轮组(30);所述减速机座(24)安装在所述第一钢轨(6)的端部,所述三合一减速电机(23)安装在所述减速机座(24)上,三合一减速电机(23)的输出轴方向朝上,所述链轮(25)安装在所述三合一减速电机(23)的输出轴上,所述第一链轮组(27)、第二链轮组(28)及所述第三链轮组(30)布置在所述第一钢轨(6)的端部两侧,所述链条(26)圈绕在四个链轮上并与链轮啮合,所述托辊组(29)设有若干组,所述托辊组(29)安装在所述链条(26)的下方,每隔三米设一组所述托辊组(29),所述链条(26)落在所述托辊组(29)的托辊上;所述激光测距传感器(21)的信号线与所述数据采集卡相连,所述数据采集卡与所述控制器通过信号线相连。

2.如权利要求1所述一种圆柱钢锭长度在线激光测量装置的测量方法,其特征在于该测量方法的具体步骤如下:

(1)将分别位于所述第一激光器摆动机构(1)、所述第二激光器摆动机构(5)中两个结构相同的所述气缸(13)活塞杆收缩,将所述小车(2)开到所述第一钢轨(6)及所述第二钢轨(7)的一端,将已知长度为T1的圆柱钢锭(3)用起重机吊上所述小车(2),所述小车(2)往所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)另一端开,当所述光电开关(4)发出信号时,所述小车(2)停止,所述第一激光器摆动机构(1)及所述第二激光器摆动机构(5)中两个结构相同的所述气缸(13)活塞杆同时伸出,启动测量系统,所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)同时开始测量,得读数d11、d12,然后所述小车(2)开到所述第一钢轨(6)及所述第二钢轨(7)的另一端,用起重机吊走所述长度为T1的圆柱钢锭(3);

(2)重复步骤(1),将已知长度为T2的圆柱钢锭(3)吊上所述小车(2),依据步骤(1)的过程,得到所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)的读数d21、d22;

(3)重复步骤(1),将待测长度的圆柱钢锭(3)吊上所述小车(2),依据步骤(1)的过程,得到所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)的读数d1、d2;

(4)根据式 计算出cosα,根据式 计算出

L0,根据式T=(L0-d1-d2)·cosα计算出被测圆柱钢锭的长度,记录并输出结果;

(5)依据上述步骤(3)—(4),进行后续圆柱钢锭长度的测量。