本发明涉及输送带技术领域,具体涉及一种皮带精准定位系统。
背景技术
皮带是输送机的重要组成部分，其成本约占整个输送机的一半以上。在不同工况的物料输送过程中，常因尖锐异物划伤、物料卡堵、胶带跑偏、钢丝绳抽芯等原因，造成输送带纵向撕裂事故。输送带纵向撕裂会在很短时间内导致整条输送带全部损坏，造成极大的直接和间接经济损失。输送带纵向撕裂事故是长期困扰使用带式输送机企业的一个难题，迫切需要能及时准确发现输送带纵向撕裂的检测装置，实现对输送带纵向撕裂故障的及时可靠监控。对输送带损伤位置的检测需要以精准的定位系统作为基础，配合各类传感器、探伤装置等进行使用，以及时的反映出输送带的实时工况。目前，输送带的定位主要采用两种方式：
一、编码器定位，编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器可以把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。目前在使用时，将编码器与用于驱动输送带的齿轮或螺旋丝杠结合在一起，通过对齿轮、丝杠等部件的角速度测量，测定出皮带的运行速度，从而确定距离，达到定位的效果。但是在快速运行的皮带线上，这种方式容易发生编码器丢转的故障，且在皮带跑偏等故障发生时，所测量的结果会有较大的误差，导致测量结果不准确，达不到精确定位的目的。
二、rfid定位，frid发射及接收装置可用于皮带线路的定位及测点，射频装置包括：电子标签(tag)、阅读器(reader)、天线(antenna)等。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在现场应用中，电子标签附着在输送带表面。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。阅读器与电脑相连，读取到的标签信息被传送到电脑上进行进一步处理。但在实际生产中，标签之间存在一定的距离，造成定位效果依旧不够精确，误差较大。如：1号标签与2号标签之间的距离为3m，而这3m的范围内就无法准确的进行定位。要想提高定位的准确性，就只能增加标签的数量，缩短标签之间的距离，但出于成本考虑不可能在整个输送带上完全贴满标签，尤其是对大型的输送带而言，更是不现实。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种定位效果好、结构简单的皮带精准定位系统。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种皮带精准定位系统，包括输送皮带、编码器定位装置、rfid定位装置和上位机；
所述rfid定位装置包括rfid阅读器和若干设置在输送皮带上的rfid电子标签，所述rfid阅读器与上位机通讯连接；
所述编码器定位装置包括设置在输送皮带下方的杠杆，所述杠杆的中部与铰接轴铰接，且铰接位置构成杠杆的支点；杠杆的一端设置配重组件、另一端设置旋转编码器，所述旋转编码器的旋转轴与输送皮带相接触；所述旋转编码器与上位机通讯连接。
优选的，所述rfid电子标签嵌设在输送皮带内。
优选的，所述配重组件包括挂设在杠杆端部的配重桶和放置在配重桶内的配重块。
优选的，所述杠杆远离配重组件的一端设置编码器安装筒，所述编码器安装筒包括一端开口一端封闭的筒体，所述筒体的开口端内设置有端盖，所述端盖与筒体螺纹连接，所述筒体封闭端的中心设置轴孔；所述旋转编码器位于筒体内且通过端盖抵紧在筒体封闭端的内壁上，旋转编码器的旋转轴穿出轴孔外并与滚轮固接，旋转编码器的旋转轴通过滚轮与输送皮带相接触。
优选的，所述铰接轴与固定设置的竖向的支撑杆固接；所述编码器定位装置的数量为两套，两套编码器定位装置在输送皮带下部的两侧对称分布，且其中一套编码器定位装置的支撑杆中部设置有旋转接头。
优选的，所述端盖朝内的表面及筒体封闭端的内壁上均设置有弹性压缩圈，端盖朝外的表面设置有十字形的旋拧凸棱。
优选的，所述端盖的中心设置有供旋转编码器的信号线穿过的线孔。
本发明的有益效果集中体现在，结构简单、成本低，且能实现输送皮带的精准定位，为皮带线故障维修、诊断及与其他机械的联合应用打下了坚实的基础。
具体来说，本发明在使用过程中，工作原理如下：输送皮带在运动的过程中，若干个不同的rfid电子标签依次经过rfid阅读器所在的位置，被rfid阅读器读取到，rfid阅读器将rfid电子标签的信息回传至上位机，上位机通过计算得出rfid电子标签的运动距离，从而大致得出输送皮带的运动距离，从而实现初步定位。与此同时，输送皮带运动的过程中，带动旋转编码器的旋转轴转动，通过对旋转轴角速度信息的测量即可反应出输送皮带的运动速度。本发明以rfid定位装置的定位为基准，配合编码器定位装置测定的输送皮带运行速度，来进行误差修正，确定输送皮带的准确运动距离，以达到精准定位的功能。
本发明与传统的定位系统相比具有以下优势：
1、采用rfid定位装置与编码器定位装置相结合的方式，定位的准确性更高，确保在输送皮带跑偏等状况下的定位精度。
2、在达到同样定位准确度的情况下，极大的减少了rfid电子标签的用量，结构简单、成本低。
3、通过杠杆和配重组件，使得旋转编码器的旋转轴能够始终保持与输送皮带的接触，防止旋转编码器跑丢事故。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为编码器安装筒的内部结构示意图；
图3为本发明一种优选实施方式的结构示意图；
图4为图3中所示结构一种使用状态示意图。
具体实施方式
如图1-4所示的一种皮带精准定位系统，包括输送皮带1、编码器定位装置、rfid定位装置和上位机3。所述rfid定位装置包括rfid阅读器4和若干设置在输送皮带1上的rfid电子标签5，为了实现对rfid电子标签5的保护，通常所述rfid电子标签5嵌设在输送皮带1内，也就是说rfid电子标签5是埋设在输送皮带1的带体内部的，只要确保其发送的信号能被rfid阅读器4接受到即可，如图1所示，rfid阅读器4的位置位于输送皮带4的右端上方，在实际生产中可根据现场环境进行灵活布置，所述rfid阅读器4与上位机3通讯连接。
所述编码器定位装置包括设置在输送皮带1下方的杠杆6，所述杠杆6的中部与铰接轴7铰接，且铰接位置构成杠杆6的支点。所述铰接轴7通常直接与安装输送皮带1的机架固接。杠杆6的一端设置配重组件8、另一端设置旋转编码器9，所述旋转编码器9的旋转轴与输送皮带1相接触。所述旋转编码器9与上位机3通讯连接。配重组件8在自身的重力作用下，将杠杆6另一端的旋转编码器9翘起，使其旋转轴与输送皮带1充分接触。所述的配重组件8可以就是一个简单的重物，但更好的做法是，所述配重组件8包括挂设在杠杆6端部的配重桶和放置在配重桶内的配重块。这样一来就可以通过增减配重块来改变配重组件的总体重量，从而适应输送皮带1在输送不同的物料时，不同绷紧度的需求。
本发明在使用过程中，工作原理如下：输送皮带1在运动的过程中，若干个不同的rfid电子标签5依次经过rfid阅读器4所在的位置，被rfid阅读器4读取到，rfid阅读器4将rfid电子标签5的信息回传至上位机3，上位机3通过计算得出rfid电子标签5的运动距离，从而大致得出输送皮带1的运动距离，从而实现初步定位。与此同时，输送皮带1运动的过程中，带动旋转编码器9的旋转轴转动，通过对旋转轴角速度信息的测量即可反应出输送皮带1的运动速度。本发明以rfid定位装置的定位为基准，配合编码器定位装置测定的输送皮带1运行速度，来进行误差修正，确定输送皮带1的准确运动距离，以达到精准定位的功能。
本发明与传统的定位系统相比具有以下优势：采用rfid定位装置与编码器定位装置相结合的方式，定位的准确性更高，确保在输送皮带1跑偏等状况下的定位精度。在达到同样定位准确度的情况下，极大的减少了rfid电子标签5的用量，结构简单、成本低。通过杠杆6和配重组件8，使得旋转编码器9的旋转轴能够始终保持与输送皮带的接触，防止旋转编码器9跑丢事故
为了进一步提高本发明使用的便捷性，更好的做法还可以如图2所示，所述杠杆6远离配重组件8的一端设置编码器安装筒，所述编码器安装筒包括一端开口一端封闭的筒体10，所述筒体10的开口端内设置有端盖11，所述端盖11与筒体10螺纹连接，所述筒体10封闭端的中心设置轴孔12。所述旋转编码器9位于筒体10内且通过端盖11抵紧在筒体10封闭端的内壁上，旋转编码器9的旋转轴穿出轴孔12外并与滚轮13固接，旋转编码器9的旋转轴通过滚轮13与输送皮带1相接触。
这样一来，即可快速的实现旋转编码器9的拆卸和安装，便于检修和维护，在取下旋转编码器9时，先将端盖11旋出，为了便于旋转端盖11，端盖11朝外的表面设置有十字形的旋拧凸棱20。取下端盖11后，将滚轮13与转动轴拆开，即可将旋转编码器9抽出，从而实现快速的拆卸、更换和检修。同理，在安装旋转编码器9时，先将其插入筒体10内，将旋转轴与滚轮13连接后，再将端盖11上紧即可，为了使旋转编码器9在筒体10内固定的更加稳定，所述端盖11朝内的表面及筒体10封闭端的内壁上均设置有弹性压缩圈16。由于旋转编码器9的信号线、电源线等需要穿出筒体10外与上位机3连接，因此所述端盖11的中心还可以设置有供旋转编码器9的信号线穿过的线孔17。
除此之外，结合图1、3和4所示，本发明更好的做法还可以是，所述铰接轴7与固定设置的竖向的支撑杆14固接，支撑杆14与机架固定。所述编码器定位装置的数量为两套，两套编码器定位装置在输送皮带1下部的两侧对称分布，且其中一套编码器定位装置的支撑杆14中部设置有旋转接头15，另一套的支撑杆14直接固定。在这种情况下，设置有旋转接头15的一套编码器定位装置，其滚轮13在被输送皮带1带动的过程中，编码器定位装置可以根据输送皮带1的前进方向进行一定的自适应调整，使滚轮13的转动方向始终与输送皮带1保持一致。而未设置旋转接头15的一套编码器定位装置，其滚轮13的转动方向始终维持在一定位置。因此，当输送皮带1出现跑偏的情况时，如图4所示，安装有旋转接头15的编码器定位装置，其上的旋转编码器9转动更快，另一套编码器定位装置上的旋转编码器9转动速度更慢。两者之间的差值即可反应出输送皮带1跑偏的程度。也就是说当两个旋转编码器9检测到的速度差值大于预设的阈值时，说明输送皮带1跑偏，上位机3控制输送皮带1紧急停机，避免事故的发生，从而实现实时监控。
本发明所述的皮带轮精准定位系统可以与皮带探伤装置、物料堆积检测装置、除铁装置等配合使用，为皮带线故障维修、诊断及与其他机械的联合应用打下了坚实的基础。