一种高精度滚轮式计量装置的制作方法

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1.本发明属于自动计量设备技术领域,具体是一种高精度滚轮式计量装置。


背景技术：

2.随着国内经济发展和技术手段不断提高，在工业生产过程中往往需要对生产的产品进行计量，如计量合格产品长度、数量等，由于智能化的逐渐提高，对于产品的计量开始自动化。本发明不再局限于对产品单一维度进行计量，是应用计量压轮、单片机系统及光电隔离装置来构成可实现计量长度、数量和时间等多维度的计量装置。本发明与传统计米器相比具有抗干扰能力强、设计精度高、可靠性高、使用方便、读数清晰等优点，广泛的应用于橡胶、造纸、塑料、纺织、印刷等行业长度、数量、流量等的显示和控制。
3.而同类计米器产品在计米过程存在的以下几个问题：
4.1.检测信号不准确造成多计米误差的问题，电信号输入电路会干扰到单片机引起死机的问题；
5.2.压轮与被检测物之间会发生打滑造成少计米误差的问题；
6.3.只能对产品长度等单一维度进行计量。
7.如专利公开号为cn114353714a，公开的《一种自动测量布匹数量与长度的装置及方法》提供的一种自动测量布匹数量与长度的装置，底座上从左到右依次设置有牵引轮、张紧机构和测量机构，测量机构包括前后相对设置的连接架一以及转动安装在连接架一间的第一滚压辊和第二滚压辊，该发明仅能对产品长度进行计量，并且存在检测信号不准确，甚至干扰单片机引起死机的问题。


技术实现要素：

8.本发明就是要提供一种高精度滚轮式计量装置，其所采用的技术方案如下：
9.包括张紧压轮、单片机系统及光电隔离装置，所述张紧压轮包括弹簧支架和计量压轮，所述计量压轮包括计量传输装置和压轮，计量传输装置、光电隔离装置与单片机系统依次电性连接，压轮每转动一定角度，计量传输装置形成一个长度电信号，经过光电隔离装置，再传输到单片机系统来记录压轮转动的长度。
10.所述弹簧支架包括有连接座1、连接杆2、连接套4、连接板6和紧固螺栓11，连接座1上设有连接杆2，连接座1顶部中间开有缺口，且缺口两侧均开有贯穿的第一螺纹孔3用于配合螺栓固定连接杆2，连接杆2远离连接座1的端部套接有连接套4，且连接套4上沿周向方向均布有若干个贯穿的第二螺纹孔5，用于配合螺栓固定连接套4，连接板6一端贴合连接套的端部，紧固螺栓11贯穿连接板6与连接杆2端部开有的螺纹孔螺接，用于固定连接板6；连接板6远离连接杆2的端部开有通孔8，且通孔外侧沿周向方向均布有若干个第三螺纹孔9，用于固定计量压轮，连接板6设有通孔的一端上下两侧对称设有连接孔，弹簧12一端扣接在与第二螺纹孔5螺接的螺栓上，另一端扣接在与连接孔螺接的螺栓上；所述第二螺纹孔螺接的螺栓与连接孔螺接的螺栓的直线距离和弹簧的长度相等，在弹簧未受张力或压力时的自然
状态下，随着连接板6长度调整，控制弹簧12与连接板6形成一定夹角β，在连接板展开夹角α为55-65
°
时，保证压轮与连接板6平行的面接触点的压力f为2.25-2.35kn。
11.所述连接板展开角α为从连接板6未使弹簧12受张力或压力时的位置沿连接杆2周圈转动的角度，受连接板一定力所展开的角度，所述弹簧12与连接板6形成的夹角β与连接板6长度之间关系为其中f为压轮与水平面接触点的压力，l为连接板6与连接杆2的相交的中心点至连接板通孔8中心点的直线距离，n为压轮端弹簧扣接的螺栓垂直于l的点与通孔8中心点的直线距离，其中k为弹簧弹力系数，范围为0.70-0.75kn/mm，l为弹簧受力后的长度，l0为弹簧原长度。
12.所述压轮包括齿轮、包胶轮。
13.在安装弹簧支架时，根据需要计量的装置，将连接座(1)固定于水平面上，计量压轮紧压需计量的物体。
14.单片机系统可以设置长度电信号代表的长度和形成一个长度电信号压轮所需转动的角度，同时还能设置合格产品的物体时间和/或间隔时间的区间，在单片机收到的时间信号不在合格产品的物体时间和/或间隔时间的合格区间时，不对该物体进行计量。
15.所述计量传输装置还包括物体检测装置，所述物体时间为在与压轮线速度相同的传送带上的物体经过物体检测装置的时间，所述间隔时间为前一物体刚好完全通过物体检测装置至后一物体刚好到达物体检测装置的时间。
16.光电隔离装置使信号输入电路能够承受4kv的eft群脉冲干扰，其中电阻r5与光耦op1并联并与电阻r3和二极管d4串联组成输入回路,电阻r7、电容c1并联并串联于电阻r9及光耦op1之间组成输出回路，并且输入回路和输出回路不属于同一个电源。
17.所述电阻r5为4.65-4.75kω，二极管d4型号为1n4148，电阻r3为2.15-2.25kω，电阻r7为0.95-1.05kω，电阻r9为4.65-4.75kω，电容c1为9-11nf。
18.本发明具有以下有益效果：
19.1.通过光电隔离装置，保证检测信号准确，减少计米误差的问题，同时解决了电信号输入电路会干扰到单片机引起死机的问题；
20.2.压轮与被检测物之间通过科学的计算减少了计米误差的问题；
21.3.能对产品长度、数量、合格产品的所用时间等多维度进行计量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术中的方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
23.图1为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的连接示意图。
24.图2为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的弹簧支架立体结构示意图。附图中的标记为：1-连接座，2-连接杆，3-第一螺纹孔，4-连接套，5-第二螺纹孔，6-连接板，7-连接孔，8-通孔，9-第三螺纹孔，10-压板，11-紧固螺栓，12-弹簧。
25.图3为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的弹簧支架的连接板的β
角示意图。
26.图4为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的弹簧支架的连接板的l为105mm时，β角示意图。
27.图5为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的弹簧支架的连接板的α角示意图。
28.图6为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的弹簧支架的连接板的l为105mm时，展开角为60
°
时的结构示意图。
29.图7为本发明实施例中所述一种高精度滚轮式计量装置的光电隔离电路图。
具体实施方式：
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
31.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
33.一种高精度滚轮式计量装置包括张紧压轮、单片机系统及光电隔离装置，所述张紧压轮包括弹簧支架和计量压轮，所述计量压轮包括计量传输装置和压轮，计量传输装置、光电隔离装置与单片机系统依次电性连接，压轮每转动一定角度，计量传输装置形成一个长度电信号，经过光电隔离装置，再传输到单片机系统来记录压轮转动的长度。
34.所述弹簧支架包括有连接座1、连接杆2、连接套4、连接板6和紧固螺栓11，连接座1上设有连接杆2，连接座1顶部中间开有缺口，且缺口两侧均开有贯穿的第一螺纹孔3用于配合螺栓固定连接杆2，连接杆2远离连接座1的端部套接有连接套4，且连接套4上沿周向方向均布有若干个贯穿的第二螺纹孔5，用于配合螺栓固定连接套4，连接板6一端贴合连接套的端部，紧固螺栓11贯穿连接板6与连接杆2端部开有的螺纹孔螺接，用于固定连接板6；连接板6远离连接杆2的端部开有通孔，且通孔外侧沿周向方向均布有若干个第三螺纹孔9，用于固定计量压轮，连接板6设有通孔的一端上下两侧对称设有连接孔，弹簧12一端扣接在与第二螺纹孔5螺接的螺栓上，另一端扣接在与连接孔螺接的螺栓上；所述第二螺纹孔螺接的螺栓与连接孔螺接的螺栓的直线距离和弹簧的长度相等，在弹簧未受张力或压力时的自然状态下，随着连接板6长度调整，控制弹簧12与连接板6形成一定夹角β，在连接板展开夹角α为55-65
°
时，保证压轮与连接板6平行的面接触点的压力f为2.25-2.35kn。
35.所述连接板展开角α为从连接板6未使弹簧12受张力或压力时的位置沿连接杆2周圈转动的角度，受连接板一定力所展开的角度，所述弹簧12与连接板6形成的夹角β与连接
板6长度之间关系为其中f为压轮与水平面接触点的压力，l为连接板6与连接杆2的相交的中心点至连接板通孔8中心点的直线距离，n为压轮端弹簧扣接的螺栓垂直于l的点与通孔8中心点的直线距离，其中k为弹簧弹力系数，范围为0.70-0.75kn/mm，l为弹簧受力后的长度，l0为弹簧原长度。
36.所述压轮包括齿轮、包胶轮。
37.单片机系统可以设置长度电信号代表的长度和形成一个长度电信号压轮所需转动的角度，同时还能设置合格产品的物体时间和/或间隔时间的区间，在单片机收到的时间信号不在合格产品的物体时间和/或间隔时间的合格区间时，不对该物体进行计量。
38.所述计量传输装置还包括物体检测装置，所述物体时间为在与压轮线速度相同的传送带上的物体经过物体检测装置的时间，所述间隔时间为前一物体刚好完全通过物体检测装置至后一物体刚好到达物体检测装置的时间。
39.光电隔离装置使信号输入电路能够承受4kv的eft群脉冲干扰，其中电阻r5与光耦op1并联并与电阻r3和二极管d4串联组成输入回路,电阻r7、电容c1并联并串联于电阻r9及光耦op1之间组成输出回路，并且输入回路和输出回路不属于同一个电源。
40.所述电阻r5优选为4.70kω，二极管d4型号为1n4148，电阻r3优选为2.20kω，电阻r7优选为1.00kω，电阻r9优选为4.70kω，电容c1为10nf。
41.实施例1：
42.如图3所示，为连接板的l长度为105mm时，角度β的情形。
43.所述弹簧支架包括有连接座1、连接杆2、连接套4、连接板6和紧固螺栓11，连接座1上设有连接杆2，连接座1顶部中间开有缺口，且缺口两侧均开有贯穿的第一螺纹孔3用于配合螺栓固定连接杆2，连接杆2远离连接座1的端部套接有连接套4，且连接套4上沿周向方向均布有若干个贯穿的第二螺纹孔5，用于配合螺栓固定连接套4，连接板6一端贴合连接套的端部，紧固螺栓11贯穿连接板6与连接杆2端部开有的螺纹孔螺接，用于固定连接板6；连接板6远离连接杆2的端部开有通孔，且通孔外侧沿周向方向均布有若干个第三螺纹孔9，用于固定计量压轮，连接板6设有通孔的一端上下两侧对称设有连接孔，弹簧12一端扣接在与第二螺纹孔5螺接的螺栓上，另一端扣接在与连接孔螺接的螺栓上；所述第二螺纹孔螺接的螺栓与连接孔螺接的螺栓的直线距离和弹簧的长度相等，在弹簧未受张力或压力时的自然状态下，随着连接板6长度调整，控制弹簧12与连接板6形成一定夹角β，在连接板展开夹角α为60
°
时，保证压轮与连接板6平行的面接触点的压力f为2.30kn。
44.所述连接板展开角α为从连接板6未使弹簧12受张力或压力时的位置沿连接杆2周圈转动的角度，受连接板一定力所展开的角度，所述弹簧12与连接板6形成的夹角β与连接板6长度之间关系为其中f为压轮与水平面接触点的压力，l为连接板6与连接杆2的相交的中心点至连接板通孔8中心点的直线距离，优选为105mm，n为压轮端弹簧扣接的螺栓垂直于l的点与通孔8中心点的直线距离，n优选为27mm，其中k为弹簧弹力系数为0.70kn/mm，l为弹簧受力后的长度为92.0mm，l0为弹簧原长度为98.6mm，可得到弹簧12与连
接板6形成夹角β为25
°
。
45.所述压轮包括齿轮、包胶轮。
46.实施例2：
47.如图4所示，为连接板的l长度为165mm时，角度β的情形。
48.所述弹簧支架包括有连接座1、连接杆2、连接套4、连接板6和紧固螺栓11，连接座1上设有连接杆2，连接座1顶部中间开有缺口，且缺口两侧均开有贯穿的第一螺纹孔3用于配合螺栓固定连接杆2，连接杆2远离连接座1的端部套接有连接套4，且连接套4上沿周向方向均布有若干个贯穿的第二螺纹孔5，用于配合螺栓固定连接套4，连接板6一端贴合连接套的端部，紧固螺栓11贯穿连接板6与连接杆2端部开有的螺纹孔螺接，用于固定连接板6；连接板6远离连接杆2的端部开有通孔，且通孔外侧沿周向方向均布有若干个第三螺纹孔9，用于固定计量压轮，连接板6设有通孔的一端上下两侧对称设有连接孔，弹簧12一端扣接在与第二螺纹孔5螺接的螺栓上，另一端扣接在与连接孔螺接的螺栓上；所述第二螺纹孔螺接的螺栓与连接孔螺接的螺栓的直线距离和弹簧的长度相等，在弹簧未受张力或压力时的自然状态下，随着连接板6长度调整，控制弹簧12与连接板6形成一定夹角β，在连接板展开夹角α为60
°
时，保证压轮与连接板6平行的面接触点的压力f为2.30kn。
49.所述连接板展开角α为从连接板6未使弹簧12受张力或压力时的位置沿连接杆2周圈转动的角度，受连接板一定力所展开的角度，所述弹簧12与连接板6形成的夹角β与连接板6长度之间关系为其中f为压轮与水平面接触点的压力，l为连接板6与连接杆2的相交的中心点至连接板通孔8中心点的直线距离，加长优选为165mm，n为压轮端弹簧扣接的螺栓垂直于l的点与通孔8中心点的直线距离，n优选为27mm，其中k为弹簧弹力系数为0.70kn/mm，l为弹簧受力后的长度为155.0mm，l0为弹簧原长度为148.3mm，可得到弹簧12与连接板6形成夹角β为12
°
。
50.所述压轮包括齿轮、包胶轮。