一种同步检测打结器动作及捆绳张力变化的装置及方法_2

文档序号:9395131阅读:来源:国知局
012]本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明提供一种可以将高速摄影机及张力传感器同步分析的装置。该同步装置具有同步性好,操作简便,可操作性高等特点,并且信号响应速度快,可以满足高频数据采集的要求。2、本发明的同步检测装置包含尚速摄影机、张力传感器、同步电路板、PC机、接近开关、小磁铁等;小磁铁放置在齿盘最尚点,初始状态下与接近开关距离小于设定的感应距离,LED灯点亮并保持,PC机显示张力数据恒为O ;当齿盘开始动作,接近开关与小磁铁的距离大于设定的感应距离,LED灯熄灭并保持,PC机正常记录张力数据;打结器齿盘转完一周,小磁铁与接近开关距离再次小于设定的感应距离,LED灯再次亮并保持,PC机再次显示数据恒为O ;将张力示数为O首尾数据点之间的张力数据与高速摄影捕捉到的电路板LED灯亮的首尾图像之间的照片进行一一对应,以此实现同步,可以满足高频数据同步采集。本发明可以广泛在打捆机领域中应用。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的整体结构示意图;
[0014]图2是本发明的同步电路板结构示意图;
[0015]图3是本发明的同步检测流程示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0017]如图1、图2所示,本发明提供一种同步检测打结器动作及捆绳张力变化的装置,其包括打结器1、张力传感器2、捆绳3、同步电路板4、PC机5、一号高速摄影机6、二号高速摄影机7、尚速摄影机可调式底座8、小磁铁9、磁座10和接近开关11。
[0018]打结器I位于草捆12 —侧,位于打结器I与草捆12之间安装有张力传感器2,张力传感器2将采集到的捆绳3张力信息经同步电路板4传输至PC机5。一号高速摄影机6设置在打结器I的观察口附近,通过三脚架固定,经打结器I的观察口采集打结器I以及附着在打结器I上的捆绳3动作变化。二号高速摄影机7设置在打结器I后端,靠近传动箱一侧,且二号高速摄影机7安装在高速摄影机可调式安装底座8上,可调式安装底座8安装在打结器I靠近打捆机喂料机构一侧,可调式安装底座8的安装中心线与打结器I在驱动轴上的安装中心线重合,该可调式安装底座8上开设有U形槽,以可实现二号高速摄影机7的前后移动,从而实现高速摄影机拍摄视角范围大小的调节。一号高速摄影机6与二号高速摄影机7位于打结器I周边呈90度分布,将采集到的图像信息传输至PC机5,这样使得两台高速摄影机可以将打结器I关键机构及捆绳3的运动轨迹完整捕捉下来,确保无死角。位于打结器I齿盘的最高点设置有小磁铁9 ;靠近传动箱一侧在打结器I后端,通过磁座10安装有接近开关11,小磁铁9与接近开关11之间的距离小于预先设定的感应距离,接近开关11经同步电路板4连接PC机5。PC机5根据接收到的信号控制二号高速摄影机7的启动与停止。其中,小磁铁9与接近开关11之间预先设定的感应距离优选为2_。
[0019]上述实施例中,如图1、图2所示,同步电路板4由锂电池13供电,同步电路板4用于实现同步两台高速摄影机采集打结器I的运动轨迹图像与张力传感器2采集捆绳3张力数据,同步电路板4输入端与锂电池13、接近开关11、张力传感器2的信号输出端连接,同步电路板4的输出端与PC机5连接。同步电路板4内设置有电源管理模块、模拟开关控制模块41及LED驱动控制模块42,电源管理模块用于给模拟开关控制模块41和LED驱动控制模块42供电,模拟开关控制模块41和LED驱动控制模块42用于同时控制光信号与电信号的通、断。
[0020]其中,模拟开关控制模块41包括接近开关传感器Ul、模拟开关芯片U2和第一运算放大器UA,其中模拟开关芯片U2开关的接通条件为高电平。接近开关传感器Ul用于采集接近开关11与小磁铁9之间的距离信息,接近开关传感器Ul状态输出端SPST_SWITCHE_CTL分别连接模拟开关芯片U2的输入引脚IN3和LED驱动控制模块42。模拟开关芯片U2的引脚D3连接张力传感器2信号输出端SENS0R_0UTPUT,模拟开关芯片U2的引脚S3连接第一运算放大器UA的同相输入端,第一运算放大器UA的反相输入端连接第一运算放大器UA的输出端构成电压跟随器,由第一运算放大器UA的输出端将张力信号传输至PC机5。
[0021]LED驱动控制模块42包括第二运算放大器UB、三极管Ql和LED灯;第二运算放大器UA的反相输入端连接接近开关传感器Ul状态输出端和模拟开关芯片U2的输入引脚IN3,同相输入端连接+12V电源,输出端连接三极管Ql基极。三极管Ql发射极分别连接至三极管Ql基极和第二运算放大器UB同相输入端;三极管Ql集电极连接LED灯负极,LED灯正极连接+12V电源。
[0022]上述实施例中,接近开关传感器Ul状态输出端SPST_SWITCHE_CTL处电压与接近开关11和小磁铁9之间的距离有关,当接近开关11与小磁铁9之间的距离小于2mm时,状态输出端SPST_SWITCHE_CTL输出低电平,第二运算放大器UB输出高电平,三极管Ql导通,LED灯点亮并保持,此时由于模拟开关芯片U2的输入引脚IN3为低电平,引脚S3和引脚D3不导通,由第一运算放大器UA构成的信号跟随器输出OV至PC机5,PC机5显示数据为“0,O, 0...”;当接近开关11与小磁铁9之间的距离大于2mm时,状态输出端SPST_SWITCHE_CTL输出高电平,第二运算放大器UB输出低电平,三极管Ql断开,LED灯熄灭,此时由于模拟开关芯片U2的输入引脚IN3为高电平,引脚S3和引脚D3导通,通过由第一运算放大器UA构成的信号跟随器输出电压信号至PC机5,PC机5显示非“O”数据。
[0023]如图3所示,基于上述同步装置,本发明还提供一种同步检测打结器动作及捆绳张力变化的方法,其步骤如下:
[0024]I)设置一号高速摄影1、二号高速摄影机7的帧数均与张力传感器2的采集频率一致,此时使同步电路板4中LED驱动控制模块42的第二运算放大器UB反相输入端电压为低电平,则LED驱动控制模块42中的第二运算放大器UB同相输入端电压大于反相输入端电压,第二运算放大器UB输出端的输出电压为高电平,则三极管Ql基极电压小于集电极电压,基极电压大于发射极电压,即Ue>Ub>Ue,三极管Ql导通,LED驱动控制模块42中的LED灯点亮并保持。
[0025]2)模拟开关控制模块41中的模拟开关芯片U2开关的接通条件为高电平,当接近开关11与小磁铁9之间的距离小于预先设定的感应距离,模拟开关控制模块41中输入引脚IN3处电压为低电平,因此模拟开关芯片U2中的开关断开,张力传感器2测量的数据无法传输到PC机5上,则张力记录数据恒为O。
[0026]3)当打结器I开始动作,齿盘开始转动,接近开关11与小磁铁9之间的距离大于预先设定的感应距离时,同步电路板4中LED驱动控制模块42的第二运算放大器UB反相输入端电压为高电平,则第二运算放大器UB反相输入端电压大于同相输入端电压,第二运算放大器UB输出端的输出电压为低电平,则Ub〈Ue,三极管Ql截止,LED驱动控制模块42中的LED灯熄灭并保持。
[0027]4)模拟开关芯片U2开关的接通条件为高电平,当接近开关11与小磁铁9之间的距离大于预先设定的感应距离,模拟开关控制模块41中输入引脚IN3处电压为高电平,模拟开关芯片U2的开关闭合,张力传感器2测量的数据传输到PC机5上,正常进行张力分析并记录数据。
[0028]5)当打结器I完成一个动作周期,齿盘转完一周,小磁铁9与接近开关11之间的距离再次小于预先设定的感应距离,此时同步电路板4中LED驱动控制模块42的第二运算放大器UB反相输入端电压再次为低电平,则LED驱动控制模块42中的第二运算放大器UB同相输入端电压大于反相输入端电压,第二运算放大器UB输出端的输出电压为
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