基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置的制作方法

本申请涉及检测设备技术领域，具体而言，涉及一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置。

背景技术：

钢帘线是随子午线轮胎的发展而发展的，是橡胶骨架材料中发展最为广阔的产品，也是在金属制品中生产难度最大的产品，主要作用是用作汽车轮胎的增强材料。国际合成纤维标准化局在标准中对钢帘线的定义是：“由两根或两根以上钢丝组成的，或者由股与股的组合或者由股与丝的组合所形成的结构。”残余扭转是钢帘线的一个重要质量参数，规定长度的钢帘线,国家标准gb/t11181—2016规定残余扭转的定义为，当其一端保持固定,另一端任其自由旋转时,所旋转的圈数。其测量方法是，从线轴上沿切线方向拉出钢帘线，应紧握住钢帘线，保证钢帘线没有任何转动。在样品一端折出一个约50mm的直角，紧握住折角，保证样品不会有任何转动，将样品拉出六米，慢慢地松开折角，让钢帘线自由转动，读数并记录样品转动的方向和圈数，圈数精确到半圈，钢帘线转动的方向顺时针方向为正，逆时针方向为负。

现有钢帘线残余扭转的检测方式有三种。一为人工检测，将影响残余扭转检测值的精度或准确度，还可能由于人工检测方式不正确，导致检测值错误或将钢帘线的残余扭转全部释放。二为使用装有相机的自动检测装置，但是由于相机自动对焦需要时间，不能快速准确的捕捉到钢帘线的旋转圈数，导致读数不准确，并且由于相机的景深，影响着相机的视野范围，可能会导致钢帘线出现在相机的视野范围外。三为使用装有若干个对射型光电开关的自动残余扭转检测装置，各光电开关的检测头固定在传感器座上并等间距圆周布置，将待检测并折弯的钢帘线在自由状态下旋转，检测装置的光电开关检测到折弯部的旋转圈数并记录结果，由于光电开关的光束容易发散，不能检测半径较小或距离稍远的钢帘线，导致残余扭转的检测值准确度不高，并且待检测钢帘线的旋转圈数没有精确到半圈，导致检测结果精确度不高。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置，该检测装置利用对射式激光传感器来检测钢帘线的旋转圈数，提高了检测效率、检测结果的准确率和检测精度，适用于不同直径的钢帘线。

一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置，包括支撑平台、传感器座、夹紧机构和多组激光传感器，所述传感器座固定在所述支撑平台上，所述传感器座包括上游传感器座和下游传感器座，所述上游传感器座和所述下游传感器座沿钢帘线拉伸的方向平行间隔开设置，所述上游传感器座上设有沿水平方向穿入待检测钢帘线的导向孔；多组所述激光传感器在所述上游传感器座上和所述下游传感器座上沿圆周方向等间距布置；所述钢帘线的末端具有限位在所述导向孔靠近所述激光传感器的一侧的折弯部，所述折弯部垂直于所述钢帘线，所述激光传感器所在圆周的半径小于所述折弯部的长度，所述折弯部可挡住所述激光传感器发出的激光光束；所述夹紧机构设置在所述支撑平台上，且位于所述传感器座旁侧，靠近所述导向孔设置。

根据本发明实施例的折弯部转动后，切割所述激光传感器发出的激光光束，挡住发射器发射至接收器的激光，接收器无法接收到激光，激光传感器可检测到折弯部经过，从而检测折弯部转动的圈数，检测结果的准确率高。

根据本发明实施例的夹紧机构可夹紧不同直径的钢帘线，防止钢帘线掉落，实现钢帘线自由旋转，减少人工参与，降低人工成本。

根据本发明实施例的检测装置，帘线残余扭转值自动检测、自动录入，为智能工厂建设提供硬件支撑。

另外，根据本发明上述实施例的一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置，还可以具有如下附加的技术特征：

所述夹紧机构包括滑动平台、固定在所述滑动平台上的固定夹紧机构半体、滑移连接在所述滑动平台上的滑动夹紧机构半体、直线推杆和夹紧驱动装置，所述滑动夹紧机构半体与所述固定夹紧机构半体平行设置，所述滑动夹紧机构半体远离所述固定夹紧机构半体的一侧通过所述直线推杆与所述夹紧驱动装置固定连接。

如上的，其中，所述直线推杆沿垂直于所述钢帘线延伸的方向设置，所述滑动夹紧机构半体沿垂直于所述钢帘线延伸的方向相对于所述滑动平台移动。

如上的，其中，所述激光传感器包括发射器和接收器，所述发射器和所述接收器相对设置在同一水平线上，所述发射器设置在所述上游传感器座上，所述接收器设置在所述下游传感器座上；或所述接收器设置在所述上游传感器座上，所述发射器设置在所述下游传感器座上。

如上的，其中，所述折弯部设置在所述发射器和所述接收器之间，且垂直于所述发射器和所述接收器所在的水平线。

如上的，其中，所述导向孔沿平行于所述发射器和所述接收器的方向开设。

如上的，其中，所述导向孔的顶端为敞开部。

一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置，还包括夹持所述钢帘线置于所述导向孔内的机械手。

如上的，其中，所述激光传感器为对射式激光传感器。

如上的，其中，所述夹紧机构还包括压力传感器或陶瓷促动器。

附图说明

图1是本发明一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置立体示意图。

图2是本发明传感器座立体示意图。

图3是本发明夹紧机构立体示意图。

附图标记：1-支撑平台，2-传感器座，3-激光传感器，4-夹紧机构，5-导向孔，11-支撑柱，21-上游传感器座，22-下游传感器座，41-滑动平台，42-固定夹紧机构半体，43-滑动夹紧机构半体，44-直线推杆，45-夹紧驱动装置，51-敞开部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图3所示，一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置，包括：支撑平台1、传感器座2、夹紧机构4和多组激光传感器3，传感器座2固定在支撑平台1上，传感器座2包括上游传感器座21和下游传感器座22，上游传感器座21和下游传感器座22沿钢帘线拉伸的方向平行间隔开设置，上游传感器座21上设有沿水平方向穿入钢帘线的导向孔5；多组所述激光传感器3在所述上游传感器座21上和下游传感器座22上沿圆周方向等间距布置；激光传感器3包括发射器和接收器，发射器和接收器相对设置在同一水平线上，发射器设置在上游传感器座21，接收器设置在下游传感器座22上；或接收器设置在上游传感器座，发射器设置在下游传感器座上，钢帘线的末端具有限位在导向孔5靠近激光传感器3一侧的折弯部，折弯部垂直于钢帘线，折弯部设置在发射器和接收器之间，且垂直于发射器和接收器所在的水平线，折弯部可挡住激光传感器发出的激光光束；夹紧机构4设置在支撑平台1上，且位于传感器座2旁侧，靠近导向孔5设置。

该检测装置利用激光传感器3来检测钢帘线的旋转圈数，提高了检测效率、检测结果的准确率和检测精度。

根据本发明实施例的折弯部转动后，切割所述激光传感器发出的激光光束，挡住发射器发射至接收器的激光，接收器无法接收到激光，激光传感器可检测到折弯部经过，从而检测折弯部转动的圈数，检测结果的准确率高。

如图1所示，支撑平台1底部连接有支撑柱11并通过支撑柱11支撑稳定。

如图3所示，夹紧机构4包括滑动平台41、固定在滑动平台41上的固定夹紧机构半体42、滑移连接在滑动平台41上的滑动夹紧机构半体43、直线推杆44和夹紧驱动装置45，滑动夹紧机构半体43与固定夹紧机构半体42平行设置，滑动夹紧机构半体43远离固定夹紧机构半体42的一侧通过直线推杆44与夹紧驱动装置45固定连接，夹紧驱动装置45推动直线推杆44以推动滑动夹紧机构半体43靠近固定夹紧机构半体42移动，以夹紧钢帘线，保证钢帘线一端固定，另一端自由转动。

夹紧驱动装置45，用于约束钢帘线做除自由旋转活动的其他动作，并且可以夹紧不同直径的钢帘线。检测装置由控制系统记录并计算钢帘线的残余扭转。

采用的夹紧机构4具有压力位移反馈功能，可以替代人工夹紧钢帘线时的摩擦力，防止钢帘线在检测过程中掉落，实现钢帘线自由旋转，并且适用不同直径的钢帘线。

根据本发明的一个具体实施例，直线推杆44沿垂直于钢帘线延伸的方向设置，滑动夹紧机构半体43沿垂直于钢帘线延伸的方向相对于滑动平台41移动，从而可夹紧钢帘线的两侧，保证钢帘线一端固定，另一端自由转动，提高检测结果的准确度。

如图2所示，激光传感器3包括多组，多组激光传感器3在传感器座2上沿圆周方向等间距布置，多组激光传感器3检测钢帘线转动的圈数，提高检测精度，提高检测的准确率。

根据本发明的一个具体实施例，激光传感器3所在圆周的半径小于折弯部的长度，使折弯部可挡在发射器和接收器之间，钢帘线转动后，折弯部跟随钢帘线转动，激光传感器3可检测到折弯部，从而检测钢帘线转动的圈数，从而检测钢帘线的残余扭转值。

根据本发明的一个具体实施例，导向孔5沿平行于发射器和接收器的方向开设，使得钢帘线沿发射器和接收器的方向设置，从而使折弯部转动后可挡住发射器发射至接收器的激光，以检测折弯部经过某个发射器与接收器之间的次数，以检测钢帘线转动的圈数。

如图2所示，导向孔5的顶端为敞开部51，钢帘线可从敞开部51进入导向孔5内，从而方便钢帘线的检测。

根据本发明的一个具体实施例，一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置，还包括夹持钢帘线置于导向孔5内的机械手，机械手可夹持钢帘线至敞开部51并放入导向孔5内，或者将钢帘线从导向孔5内移出。

根据本发明的一个具体实施例，激光传感器3为对射式激光传感器，对射式激光传感器提高了检测精度，激光传感器等间距八等分安装于上下游激光座上，一对激光传感器3的发射器和接收器相对安装于一条水平线上，抗干扰能力强，检测结果更加准确。利用别的传感器代替对射式激光传感器也可实现残余扭转检测，传感器座2上固定有8组激光传感器，精度达到±0.125，改变数量可以改变检测精度。

根据本发明的另一个实施例，夹紧机构4还包括压力传感器或陶瓷促动器，压力传感器或陶瓷促动器也可完成对钢帘线的夹紧功能，压力传感器可检测夹紧钢帘线的压力。

根据本发明实施例的折弯部转动后，挡住发射器发射至接收器的激光，接收器无法接收到激光，激光传感器3可检测到折弯部经过，从而检测折弯部转动的圈数，检测结果的准确率高。

根据本发明实施例的夹紧机构可夹紧不同直径的钢帘线，防止钢帘线掉落，实现钢帘线自由旋转，减少人工参与，降低人工成本。

根据本发明实施例的检测装置，帘线残余扭转值自动检测、自动录入，为智能工厂建设提供硬件支撑。

根据本发明的基于对射激光传感器钢帘线残余扭转检测装置，其有益效果如下：

（1）实现钢帘线残余扭转值自动检测、自动录入，为智能工厂建设提供硬件支撑。

（2）采用对射式激光传感器和夹紧机构4，提高检测精度。

（3）夹紧机构4可夹紧不同直径的钢帘线，防止钢帘线掉落，实现钢帘线自由旋转，减少人工参与，降低人工成本。

根据本发明的基于对射激光传感器钢帘线残余扭转检测装置，其原理为：将待检测的钢帘线一端通过机械手拉至6m，穿过夹紧机构4，并穿过上游传感器座21上的导向孔5，夹紧机构4夹紧钢帘线，此时为初始位置，当机械手释放钢帘线时，钢帘线的自由端自由旋转，切割激光光束，各激光传感器会检测到折弯部，根据等间距排列的激光传感器的接收信号，控制系统通过计算得到残余扭转值。通过与人工检测进行试验对比，检测结果准确且精度高，极大地提高了检测的效率和准确性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例的一种基于对射激光传感器的钢帘线残余扭转检测装置的其他构成，例如机械手和夹紧驱动装置45等，以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。