一种导线的测量装置及测量方法与流程

1.本发明涉及检测仪器技术领域，尤其是涉及一种导线的测量装置及测量方法。


背景技术：

2.导线是用于电力传输的装置，通常由线材导体绞合形成。导线的节径比和米重是导线的重要参数指标。其中，节径比反映导线绞合的紧密程度，而米重则反映导线的单位重量。因此对导线进行节径比和米重的测量成为导线出厂前的必经环节。
3.现有技术中，导线的节径比及米重的测量均采用纯人工，纯手动的方式，工作效率低，测量结果误差大，且容易在计算、录入环节产生错误。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种导线的测量装置及测量方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
5.本发明提供的一种导线的测量装置，其中，包括：
6.一称重单元，用以获取待测量的导线的重量；
7.一轮廓扫描单元，用以扫描所述导线的轮廓；
8.一长度测量单元，用以测量所述导线的长度；
9.一计算单元，分别连接所述称重单元，所述轮廓扫描单元及所述长度测量单元，用以根据所述重量、轮廓及长度计算所述导线的节径比和/或米重。
10.进一步的，还包括一机架，所述机架包括：
11.一承载结构，所述承载结构用以放置所述导线。
12.所述称重单元，所述轮廓扫描单元及所述长度测量单元设置于所述机架上。
13.进一步的，所述承载结构包括：
14.一第一夹具，设置于所述承载结构的一端，用以夹持所述导线的一端；
15.一第二夹具，设置于所述承载结构背向所述第一夹具的一端，用以夹持所述导线的另一端。
16.进一步的，所述承载结构还包括一第一推拉元件，所述第一推拉元件连接于所述机架与所述第二夹具之间，用以沿所述导线放置于所述承载结构上时的长度方向，朝背向所述第一夹具的方向推动所述第二夹具。
17.进一步的，所述承载结构还包括一辅助校直部件，设置于所述第一夹具与所述第二夹具之间，用以从所述导线下方托起所述导线。
18.进一步的，所述辅助校直部件包括：
19.一承托部件，设置于所述导线放置于所述承载结构上时对应位置的下方；
20.一第一限位结构，设置于所述导线放置于所述承载结构上时对应位置的两侧；
21.一第二推拉元件，连接所述承托部件及所述第一限位结构，用以将所述承托部件及所述第一限位结构由一初始位置向上推动至一校直位置。
22.进一步的，所述轮廓扫描单元包括；
23.一移动机构，设置于所述承载结构上方，且所述移动机构的移动方向与所述导线放置于所述承载结构上时的长度方向相同；
24.一轮廓扫描部件，连接于所述移动机构上。
25.进一步的，所述移动机构包括电动螺杆导轨，电动齿条导轨，电动链轮导轨及电动皮带轮导轨中的一种。
26.进一步的，所述轮廓扫描部件包括激光扫描器。
27.进一步的，长度测量单元包括：
28.一第二限位结构，设置于所述承载结构对应所述第一夹具的一端，用以限制所述导线对应所述第二限位结构的一端与所述承载结构的相对位置；
29.一长度测量部件，设置于所述承载结构背向所述第二限位结构的一端，用以测量所述导线放置于所述承载结构上时，背向所述第二限位结构的一端与所述承载结构的相对位置。
30.进一步的，所述长度测量部件包括：
31.一图像采集元件，设置于所述承载结构上方，且与所述第一推拉元件连接；
32.一标尺元件，设置于所述承载结构背向所述第二限位结构的一端，且位于所述图像采集元件的采集视野内；
33.一光源元件，设置于所述承载结构背向所述第二限位结构的一端。
34.进一步的，所述计算单元设置于一管理系统内。
35.还提供，一种导线的测量方法，其中，包括：
36.提供一称重单元，以获取一待测量导线的重量的步骤；
37.提供一轮廓扫描单元，以获取所述导线的轮廓的步骤；
38.提供一长度测量单元，以获取所述导线的长度的步骤；
39.提供一计算单元，以根据所述重量、轮廓及长度计算所述导线的节径比和/或米重的步骤。
40.进一步的，获取所述导线的轮廓的步骤包括：
41.扫描所述导线的轮廓，并截取所述导线的第一轮廓影像；
42.沿所述导线端面周向旋转所述导线一预定角度；
43.扫描所述导线的轮廓，并截取所述导线的第二轮廓影像。
44.进一步的，计算所述导线的节径比的步骤包括：
45.根据所述第一轮廓影像获取所述导线的节距；
46.于所述第一轮廓影像上一第一预定数量的第一位置获取所述导线于每个所述第一位置的直径值；
47.于所述第二轮廓影像上一第二预定数量的第二位置获取所述导线于每个所述第二位置的直径值；
48.将所述第一位置的直径值之和与所述第二位置的直径值相加后除以所述第一预定数量与所述第二预定数量之和，获得所述导线的直径；
49.根据所述节距与所述直径获得所述导线的节径比。
50.进一步的，所述第一预定数量为2、3、4、5或6；和/或
51.所述第二预定数量为2、3、4、5或6。
52.进一步的，所述预定角度为30度、45度、60度或90度。
53.进一步的，获取所述导线的长度的步骤包括：
54.提供一预定长度的承载结构，于所述承载结构一端设置一与所述承载结构有一预定距离的限位结构，所述导线放置于所述承载结构上，所述导线的一端抵靠所述限位结构，测量所述导线背向所述限位结构的一端伸出所述承载结构的距离，并以所述预定长度、所述预定距离及所述导线背向所述限位结构的一端伸出所述承载结构的距离之和作为所述导线的长度。
55.进一步的，计算所述导线的米重的步骤包括：
56.以所述导线的重量除以所述导线以米为单位的长度，以获得所述导线的米重。
57.进一步的，于执行获取所述导线的轮廓的步骤，及获取所述导线的长度的步骤之前，还包括对所述导线校直的步骤。
58.本发明提供的导线的测量装置，可实现导线节径比，米重的自动测量及数据上传，克服了现有技术中纯人工，纯手动，误差大，易出错的缺陷，提高了测量效率及测量的准确率。
59.本发明提供的导线的测量方法，可实现导线节径比，米重的自动测量及数据上传，克服了现有技术中纯人工，纯手动，误差大，易出错的缺陷，提高了测量效率及测量的准确率。
附图说明
60.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
61.图1为本发明提供的测量装置的实施例的结构示意图；
62.图2为本发明提供的测量装置的实施例的结构图；
63.图3为本发明提供的测量装置的实施例的第一夹具的结构图；
64.图4为本发明提供的测量装置的实施例的第二夹具及第一推拉元件的结构图；
65.图5为本发明提供的测量装置的实施例的轮廓扫描单元的结构图；
66.图6为本发明提供的测量装置的实施例的长度测量单元的结构图；
67.图7为本发明提供的测量装置的实施例的辅助校直部件的结构图。
具体实施方式
68.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
69.本发明的实施例中，如图1所示，提供一种导线的测量装置，其中，可以包括：
70.一称重单元200，用以获取待测量的导线的重量；
71.一轮廓扫描单元300，用以扫描导线的轮廓；
72.一长度测量单元400，用以测量导线的长度；
73.一计算单元500，分别连接称重单元，轮廓扫描单元300及长度测量单元400，用以根据重量、轮廓及长度计算导线的节径比或导线的米重。
74.该技术方案中，先通过称重单元200对导线进行称重，称重后导线的重量被称重单元200自动上传至计算单元500，随后通过轮廓扫描单元300扫描导线的轮廓，轮廓扫描单元300自动将获得的轮廓影像上传至计算单元500，然后通过长度测量单元400测量导线的长度，长度测量单元400将获得的导线的长度自动上传至计算单元500，最后由计算单元500根据导线的重量、轮廓及长度计算导线的节径比，或者导线的米重，当然计算单元也可以被配置成根据导线的重量、轮廓及长度既计算导线的节径比，又计算导线的米重。
75.上述技术方案中，计算单元500可以与称重单元200，轮廓扫描单元300及长度测量单元400设置在同一位置，并通过信号线缆进行连接，也可以通过无线通信的方式进行连接，如通过无线局域网，移动网络，近场通信，蓝牙，紫峰网络等单独的连接形式或者几种连接形式结合。
76.于一种优选的实施例中，如图2所示，还包括一机架600，机架600可以包括：
77.一承载结构700，承载结构700用以放置导线100。
78.称重单元200，轮廓扫描单元300及长度测量单元400设置于机架上。
79.该技术方案中，设置于机架600中的承载结构700可用于放置导线100，称重单元200可直接与承载结构700整合成一个结构，如将承载结构700直接设置在称重单元200的称量部件上，当然也可以如图2中的，设置成两个独立的结构。承载结构700可以作为轮廓扫描单元300的扫描平台，及作为长度测量单元400的测量平台，使导线100在进行轮廓扫描及长度测量时不用被反复移动。进一步的，计算单元500可以设置在机架600中，也可以设置在远离机架600的位置。
80.于上述技术方案基础上，进一步的，承载结构700可以包括：
81.一第一夹具710，设置于承载结构700的一端，用以夹持导线100的一端；
82.一第二夹具720，设置于承载结构700背向第一夹具710的一端，用以夹持导线100的另一端。
83.该技术方案中，可通过第一夹具710夹持导线100的一端，通过第二夹具720夹持导线100的另一端，使导线100被固定在承载结构700上，从而利于轮廓扫描单元300对导线进行轮廓扫描，以及长度测量单元400对导线100进行长度测量时，导线100保持稳定。
84.于上述技术方案基础上，进一步的，结合图3所示，第一夹具710可以包括：第一升降元件711，第一上夹持部件712，第一下夹持部件713。其中，第一升降元件711连接于机架600上，第一上夹持部件712连接于第一升降元件711上，并且第一上夹持部件712还通过一延伸方向与第一升降元件711的升降方向相同的第一滑轨714连接于机架600上，即第一滑轨714固定设置于机架600上，第一上夹持部件712可滑动的连接于第一滑轨714上，并与第一升降元件711连接，下夹持部件713固定设置于机架600上，且位置与上夹持部件712对应，导线100可被放置在下夹持部件173上，升降元件711向下移动，使上夹持部件712沿第一滑轨714向下移动，直至在下夹持部件713的配合下夹持导线100。
85.作为可选的实施方式，第一升降元件711可以是液压缸、气缸及电缸其中的一种。
86.第二夹具720可采用与第一夹具710相同的实现方式，此处不再赘述。
87.在此基础上，进一步的，结合图4所示，承载结构700还可以包括一第一推拉元件730，第一推拉元件730连接于机架600与第二夹具之间720，用以沿导线100放置于承载结构700上时的长度方向，朝背向第一夹具710的方向推动第二夹具720。
88.该技术方案中，机架600上可设置一第二滑轨731，第二夹具720可滑动的连接于一第二滑轨731上，并与第一推拉元件730连接，当第一夹具710和第二夹具720均夹持住导线100时，第一推拉元件730可沿第二滑轨731推动第二夹具720，使第二夹具720夹持住导线100的同时，朝背向第一夹具710的方向移动，使导线100被拉伸，从而起到对导线100校直的作用。
89.作为可选的实施方式，第一推拉元件730可以是液压缸、气缸及电缸其中的一种。
90.在此基础上，进一步的，承载结构700还可包括一辅助校直部件740，设置于第一夹具710与第二夹具720之间，用以从导线100下方托起导线100。
91.导线100在被第一夹具710及第二夹具720夹持时，由于重力的影响，导线100的中部可能下垂，导致导线100弯曲，通过辅助校直部件740托起第一夹具710及第二夹具720之间的导线100，可减少第二夹具720在第一推拉元件730作用下校直导线100所需要的力，从而可避免因第二夹具720对导线100施加过大的作用力而导致导线100被第二夹具720夹持的部位发生变形。
92.在此基础上，进一步的，结合图7所示，辅助校直部件740可以包括：
93.一承托部件741，设置于导线100放置于承载结构700上时对应位置的下方，用以在导线100被校直时由下方承托导线100；
94.一第一限位结构742，设置于导线100放置于承载结构700上时对应位置的两侧，用以在导线100被校直时，限制导线100不会从承托部件741的两侧脱离；
95.优选的，承托部件741与第一限位结构742的距离可设置的很近，如图7中的实施方式，第一限位结构742与承托部件741贴靠在一起，图7所示的实施方式中，第一限位结构742包括一对引导滚轴，导线可从一对引导滚轴中间穿过，承托部件741包括一对耳板支撑的滚轴，第一限位结构742和承托部件741均采用滚轴的方式实现，可避免导线100在被拉伸校直时产生长度方向的移动而造成摩擦损坏导线的表面。
96.一第二推拉元件743，连接承托部件741及第一限位结构742，用以将承托部件741及第一限位结构742由一初始位置向上推动至一校直位置。还可用以将承托部件741及第一限位结构742由校直位置向下拉回至初始位置。该实施方式使导线100在被放入机架600，或从机架600被取出时不会被辅助校直部件740阻挡。
97.作为可选的实施方式，第而推拉元件743可以是液压缸、气缸及电缸其中的一种。
98.于一种优选的实施例中，结合图5所示，轮廓扫描单元300可以包括；
99.一移动机构310，设置于承载结构700上方，且移动机构310的移动方向与导线100放置于承载结构700上时的长度方向相同；
100.一轮廓扫描部件320，连接于移动机构310上。
101.该技术方案中，轮廓扫描部件320可在移动机构310上可控制的沿导线100的长度方向的移动，从而可扫描导线100上对应移动机构310长度的区域，使计算单元500获取导线100的轮廓扫描影像后可以对导线100的多个位置进行分析计算。
102.作为可选的实施方式，移动机构310可以包括电动螺杆导轨，电动齿条导轨，电动链轮导轨及电动皮带轮导轨中的一种。
103.在此基础上，进一步的，轮廓扫描部件320可以包括激光扫描器。
104.于一种优选的实施例中，结合图6所示，长度测量单元400可以包括：
105.一第二限位结构410，设置于承载结构700对应第一夹具710的一端，用以限制导线100对应第二限位结构410的一端与承载结构700的相对位置；
106.一长度测量部件420，设置于承载结构700背向第二限位结构410的一端，用以测量导线100放置于承载结构700上时，背向第二限位结构410的一端与承载结构700的相对位置。
107.该技术方案中，第二限位结构410，与承载结构700对应第一夹具710的一端之间的位置是固定的，即第二限位结构410与承载结构700对应第一夹具710的一端之间的距离是固定的，而承载结构700的长度也是固定的，即第二限位结构410与承载结构700对应第一夹具710的一端之间的距离，与承载结构700的长度是事先可知的，因而长度测量部件420只要测量导线100伸出承载结构700对应第二夹具的一端的长度，即可获得导线100的长度。
108.在此基础上，进一步的，长度测量部件420件包括：
109.一图像采集元件421，设置于承载结构700上方，且与第一推拉元件730连接；
110.一标尺元件422，设置于承载结构700背向第二限位结构410的一端，且位于图像采集元件421的采集视野内；
111.一光源元件423，设置于承载结构700背向第二限位结构410的一端。
112.该技术方案中，标尺元件422可用以标示导线100伸出承载结构700对应第二夹具720的一端的长度，优选的，标尺元件422可直接标示导线100的绝对长度，也可标示导线100端部伸出承载结构700对应第二夹具720一端的相对长度；图像采集元件421可采集导线100与标尺元件422的图像；而光源元件423则为图像采集元件421采集图像时提供光照，使图像采集元件421在采集图像是具有良好的环境光，从而可使用小光圈的镜头以采集获得较大景深的图像。
113.于一种优选的实施例中，计算单元500可设置于一管理系统内。该管理系统可以是工厂的制造执行系统，也可以是一个云平台，计算单元500可以包括影像分析模块，以分析导线的轮廓影像从而获得导线的节距和直径。在此基础上，计算单元500可包括图像识别模块，通过分析识别导线100端部与标尺元件422的图像，识别标尺元件422对应导线100端部所标示的长度。在此基础上，计算单元500还可包括计算模块，用以根据获得的导线100的节距、直径计算导线100的节径比，以及根据导线100的重量和长度计算导线100的米重。进一步优选的实施方式中，管理系统中还可包括储存单元，用以储存导线100的节径比以及米重。
114.本发明的技术方案中，还提供，一种导线的测量方法，其中，可以包括：
115.提供一称重单元，以获取一待测量的导线的重量的步骤；
116.提供一轮廓扫描单元，以获取导线的轮廓的步骤；
117.提供一长度测量单元，以获取导线的长度的步骤；
118.提供一计算单元，以根据重量、轮廓及长度计算导线的节径比或米重的步骤。或者包括，提供一计算单元，以根据重量、轮廓及长度计算导线的节径比和米重的步骤。
119.于一种优选的实施例中，获取导线的轮廓的步骤可以包括：
120.扫描导线的轮廓，并截取导线的第一轮廓影像；
121.沿导线端面周向旋转导线一预定角度；
122.扫描导线的轮廓，并截取导线的第二轮廓影像。
123.由于导线的截面并非正圆形，因此可通过沿端面周向旋转导线，来获得导线不同角度的轮廓。上述事实方式中仅将导线旋转了一次，也可以多次旋转导线，来获得更多角度的导线的轮廓。
124.在此基础上，进一步的，计算导线的节径比的步骤可以包括：
125.可根据第一轮廓影像获取导线的节距；
126.于第一轮廓影像上一第一预定数量的第一位置获取导线于每个第一位置的直径值；
127.于第二轮廓影像上一第二预定数量的第二位置获取导线于每个第二位置的直径值；
128.将第一位置的直径值之和与第二位置的直径值相加后除以第一预定数量与第二预定数量之和，获得导线的直径；
129.根据节距与直径获得导线的节径比。
130.该技术方案中，导线的节距可通过影像分析的方法由导线的轮廓影像中获得，在此基础上，通过在多个导线的轮廓影像中分别选择多个位置分析获得每个位置对应的导线的直径值，并通过取平均数的方法即可获得截面不为正圆形的导线的直径值，其中，位置的数量越多，获得的直径值越精确，但是同样也会面对更多的影像分析和计算时间的开销。
131.在优选的实施方式中，第一预定数量可以是2、3、4、5或6，从而可兼顾数值的精确及系统的效率。
132.在优选的实施方式中，第二预定数量可以是2、3、4、5或6从而可兼顾数值的精确及系统的效率。
133.可选的，第一预定数量与第二预定数量可以相同，也可以不同。
134.同样的，提供更多的旋转角度选择，并旋转导线更多的次数，也可以获得更精确的直径值，但是同样面临系统效率的考虑。
135.在优选的实施方式中，预定角度可以是30度、45度、60度或90度。
136.于一种优选的实施例中，获取导线的长度的步骤可以包括：
137.提供一预定长度的承载结构，于承载结构一端设置一与承载结构有一预定距离的限位结构，导线放置于承载结构上，导线的一端抵靠限位结构，测量导线背向限位结构的一端伸出承载结构的距离，并以预定长度、预定距离及导线背向限位结构的一端伸出承载结构的距离之和作为导线的长度。
138.在此基础上，进一步的，计算导线的米重的步骤可以包括：
139.以导线的重量除以导线以米为单位的长度，以获得导线的米重。
140.于一种优选的实施例中，于执行获取导线的轮廓的步骤，及获取导线的长度的步骤之前，还可以包括对导线校直的步骤。先对导线进行校直，有利于获得更准确的导线轮廓影像，及有利于更准确的测量导线的长度。
141.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。