一种磁体超导线绕制控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统（1）、放线系统（2）和张力控制系统，所述张力控制系统包括张力控制装置（3）、张力检测装置（4）和调速装置（5），所述张力控制装置（3）为单片机，所述张力检测装置（4）包括立柱（6）、过线轮（7）、张紧轮（8）和编码器，所述立柱（6）一端设有过线轮（7），所述张紧轮（8）活动设于立柱（6）一边，所述张紧轮（8）与编码器相适配；所述绕线系统（1）、张力检测装置（4）和放线系统（2）工作时通过磁体超导线（9）呈连接状态，所述调速装置（5）与绕线系统（1）和放线系统（2）相适配。本发明具有精确控制绕线张力、及时调整绕制速度的优点。
【专利说明】一种磁体超导线绕制控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及超导线的绕制装置，具体涉及磁体超导线的绕制控制装置。
【背景技术】
[0002] MRI核磁共振成像系统是一种高科技的大型医疗设备，实现高场MRI系统，超导磁 体的制作是关键，而在超导磁体系统研制过程中，超导线圈绕制工艺直接影响超导磁体的 性能。如果超导线在电磁力的作用下产生机械位移，线匝之间发生相对移动，将很有可能发 生导体失超，或者导体温度过热。因此磁体绕线必须紧密，层间和匝间间隙尽量小，并且均 匀分布，绕制后填充适当的填充材料，不留空隙，以防止导体移动。只有在绕制过程中，精确 控制绕线张力，才能保证线圈的绕制工艺，达到超导磁体系统的设计要求。目前的张力控制 系统一般都采用磁粉离合器或者力矩电机作为执行元件，但使用磁粉离合器作为执行元件 有严重的滞后，力矩电机难以实现小转矩高转速或者大转矩低转速的工作要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种精确控制绕线张力、及时调整绕制速度的磁体超导线绕 制控制装置。
[0004] 为解决上述问题本发明提供了一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系 统、张力控制系统和放线系统，所述张力控制系统包括张力控制装置、张力检测装置和调速 装置，所述张力控制装置为单片机，所述张力检测装置包括立柱、过线轮、张紧轮和编码器， 所述过线轮设于立柱一端，所述张紧轮活动设于立柱一边，所述张紧轮与编码器相适配；所 述绕线系统、张力检测装置和放线系统工作时通过磁体超导线呈连接状态，所述调速装置 与绕线系统和放线系统相适配。所述张力控制装置的单片机端口 P2. 3、P2. 6与绕线系统连 接，所述张力控制装置的单片机端口 P2. 5与放线系统连接，所述张力控制装置的单片机端 口 Ρ3· 1、Ρ3· 2、Ρ3· 3与张力检测装置连接，所述张力控制装置的单片机端口 Ρ0· (ΓΡ0. 7与调 速装置连接。
[0005] 作为本发明的进一步改进，所述调速装置为调速电机，所述调速电机为直流电机。 所述编码器包括砝码盒和光电开关，所述立柱上设有光电开关，所述张紧轮与砝码盒通过 导线活动设置在过线轮的两边，所述砝码盒初始位置设于光电开关处。
[0006] 作为本发明的进一步改进，所述绕线系统包括绕线骨架和调速装置，所述调速装 置自适应于绕线骨架的绕线速度。所述放线系统包括支座、放线盘和调速装置，所述放线盘 设于支座上，所述放线盘上设有调速装置。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述立柱上设有第一限位开关和第二限位开关，所述 第一限位开关和第二限位开关之间的连线平行于立柱，所述第一限位开关和第二限位开关 与砝码盒相适配。所述绕线系统和张力检测装置之间设有导向轮，所述张力检测装置和放 线系统之间设有导向轮。所述单片机为AT89C52单片机。所述光电开关设有至少三个。
[0008] 本发明与现有技术相比具有以下优点： 1、本发明的一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统、张力控制系统和放线 系统，所述张力控制系统包括张力控制装置、张力检测装置和调速装置，所述张力控制装置 为单片机，所述张力检测装置包括立柱、过线轮、张紧轮和编码器，所述过线轮设于立柱一 端，所述张紧轮活动设于立柱一边，所述张紧轮与编码器相适配；所述绕线系统、张力检测 装置和放线系统工作时通过磁体超导线呈连接状态，所述调速装置与绕线系统和放线系统 相适配。本发明各组成部分的相互配合，提升了系统的抗干扰能力，保证了系统运行的正确 性和可靠性。保证了磁体超导线绕制过程的安全性；张力控制装置采用中断方式，实时对系 统进行控制，并提供系统故障代码指示功能。发明已转化为应用，能够很好的满足研发和生 产的要求。
[0009] 2、所述编码器包括砝码盒和光电开关，所述立柱上设有光电开关，所述张紧轮与 砝码盒通过导线活动设置在过线轮的两边，所述砝码盒初始位置设于光电开关处。光电传 感器和砝码盒构成简易实用的编码器，来作为张力状态信号的检测、反馈。相比现有技术结 构简单，制造方便，减少支出。
[0010] 3、所述控制装置为单片机，所述单片机为AT89C52单片机。用单片机来驱动直流 电机，实现速度可调自适应，进行硬件的设计和软件开发，采用硬件抗干扰和软件抗干扰相 结合的技术，保证装置运行的正确性和可靠性。本发明采用以AT89C52单片机为核心的控 制系统作为张力控制器，具备了快速响应的动态特性、良好的静态特性、高安全可靠性以及 便于操作等优点。
[0011] 4、所述光电开关设有至少三个。该数量的光电开关最低保证了其与砝码盒的配 合，达到编码器的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的磁体超导线绕制控制装置的主视图。
[0013] 图2为本发明的张力检测装置的左视图。
[0014] 图3为本发明的张力控制装置的软件主程序流程图。
[0015] 图4为本发明的控制装置的单片机端口定义图。
[0016] 图5为本发明的磁体超导线绕制控制装置的电源系统的+12V电路的电原理图。
[0017] 图6为本发明的磁体超导线绕制控制装置的电源系统的+5V电路的电原理图。
[0018] 图7为本发明的调速装置的电路原理图。
[0019] 图中：1-绕线系统，2-放线系统，3-张力控制装置，4-张力检测装置，5-调速装 置，6-立柱，7-过线轮，8-张紧轮，9-磁体超导线，10-砝码盒，11-光电开关，12-绕线骨架， 13-支座，14-放线盘，15-1第一限位开关，15-2第二限位开关，16-导向轮，17-导线。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图，对本发明作进一步的解释说明。
[0021] 如图1-2所示，一种磁体超导线绕制控制装置，依次包括绕线系统1、张力控制系 统和放线系统2。绕线系统1包括绕线骨架12和调速装置5,调速装置5调节绕线骨架12 的绕线速度。张力控制系统包括张力控制装置3、张力检测装置4和调速装置5,张力控制 装置3为AT89C52单片机。调速装置5为直流电机。张力检测装置4包括立柱6、过线轮 7、张紧轮8和编码器，过线轮7设于立柱6 -端，张紧轮8活动设于立柱6 -边，编码器包 括砝码盒10和光电开关11，立柱6上设有三个光电开关11，张紧轮8与砝码盒10通过导 线17活动设置在过线轮7的两边，砝码盒10初始位置设于光电开关11处。立柱6上设有 第一限位开关15-1和第二限位开关15-2,第一限位开关15-1和第二限位开关15-2与砝码 盒10相适配。绕线系统1、张力检测装置4和放线系统2工作时通过磁体超导线9呈连接 状态，绕线系统1和张力检测装置4之间设有导向轮16,张力检测装置4和放线系统2之间 设有导向轮16。放线系统2包括支座13、放线盘14和调速装置5,放线盘14设于支座13 上，放线盘14上设有调速装置5。
[0022] 如图3所示，本发明的张力控制装置AT89C52单片机的主程序流程图。本发明的张 力控制装置AT89C52单片机还包括中断程序，当run_flag=0时系统处于中断状态，当run_ flag=l时系统处于运行状态。
[0023] 如图4所示，张力控制装置3的单片机端口 Ρ2· 3、Ρ2· 6与绕线系统1连接，张力控 制装置3的单片机端口 Ρ2. 5与放线系统2连接，张力控制装置3的单片机端口 Ρ3. 1、Ρ3. 2、 Ρ3. 3与张力检测装置4连接，所述张力控制装置3的单片机端口 Ρ0. (ΓΡ0. 7与调速装置5 连接。
[0024] 如图5-6所示，本发明的电源系统为绕线系统1，放线系统2,张力控制装置3,调速 装置5,光电开关11，第一限位开关15-1，第二限位开关15-2提供的所需的电源。
[0025] 本发明的磁体超导线绕制控制装置的实施方式为：接通电源，由单片机控制磁体 超导线的绕制过程，确定绕线方式和放线速度，绕线骨架12在张力控制装置3驱动下开始 运动，与此同时，放线系统2开始放线，磁体超导线9从放线盘14上放出，经过过线轮7、张 紧轮8再经过过线轮7,到达绕线骨架12,完成绕制。
[0026] 绕制过程中，张紧轮8根据磁体超导线9的速度的不同，其给予砝码盒10的拉力 不同，砝码盒10根据拉力不同进行位移，其位移的距离由检测装置4检测出来，砝码盒10 与立柱上的光电开关11相互配合，完成张力状态信号的检测、反馈。张力控制装置根据张 力状态的信号及预设程序，调节调速装置5,很好的完成张力的调节与控制。
【权利要求】
1. 一种磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：依次包括绕线系统（1)、张力控制系统 和放线系统（2)，所述张力控制系统包括张力控制装置（3)、张力检测装置（4)和调速装置 (5)，所述张力控制装置（3)为单片机，所述张力检测装置（4)包括立柱（6)、过线轮（7)、张 紧轮（8 )和编码器，所述过线轮（7 )设于立柱（6 ) -端，所述张紧轮（8 )活动设于立柱（6 ) - 边，所述张紧轮（8)与编码器相适配；所述绕线系统（1)、张力检测装置（4)和放线系统（2) 工作时通过磁体超导线（9)呈连接状态，所述调速装置（5)与绕线系统（1)和放线系统（2) 相适配；所述张力控制装置（3)的单片机端口 P2. 3、P2. 6与绕线系统（1)连接，所述张力控 制装置（3)的单片机端口 P2. 5与放线系统（2)连接，所述张力控制装置（3)的单片机端口 Ρ3· 1、Ρ3· 2、Ρ3· 3与张力检测装置（4)连接，所述张力控制装置（3)的单片机端口 Ρ0· (ΓΡΟ. 7 与调速装置（5)连接。
2. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述调速装置（5)为 调速电机，所述调速电机为直流电机。
3. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述编码器包括砝 码盒（10)和光电开关（11)，所述立柱（6)上设有光电开关（11)，所述张紧轮（8)与砝码盒 (10)通过导线（17)活动设置在过线轮（7)的两边，所述砝码盒（10)初始位置设于光电开 关（11)处。
4. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述绕线系统（1)包 括绕线骨架（12)和调速装置（5)，所述调速装置（5)自适应于绕线骨架（12)的绕线速度。
5. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述放线系统（2)包 括支座（13)、放线盘（14)和调速装置（5)，所述放线盘（14)设于支座（13)上，所述放线盘 (14)上设有调速装置（5)。
6. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述立柱（6)上设有 第一限位开关（15-1)和第二限位开关（15-2)，所述第一限位开关（15-1)和第二限位开关 (15-2)与砝码盒（10)相适配。
7. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述绕线系统（1)和 张力检测装置（4)之间设有导向轮（16)，所述张力检测装置（4)和放线系统（2)之间设有导 向轮（16)。
8. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述单片机为 AT89C52单片机。
9. 根据权利要求1所述的磁体超导线绕制控制装置，其特征在于：所述光电开关（11) 设有至少三个。
【文档编号】B65H59/38GK104051149SQ201410245070
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】陆春杰, 陈马林, 陈继禹, 张翔, 雷勇, 宁立波 申请人:江苏美时医疗技术有限公司