碳纖維棒自動張緊裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳纖維棒自動張緊裝置，包括底座、機(jī)架、主動輪壓輪壓力傳感器、壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)，其特征在于所述的機(jī)架與底座軌道連接；所述的主動輪設(shè)置在所述的機(jī)架上，并由所述的伺服電機(jī)驅(qū)動；所述的壓輪設(shè)置在所述的機(jī)架上，并與所述的主動輪相對配置；所述的壓力傳感器設(shè)置在所述底座的前端，并與所述機(jī)架的前端板相對配置；所述機(jī)架的前端板上還設(shè)有供碳纖維棒穿越的走線孔；所述的伺服電機(jī)通過壓力傳感器的反饋信號調(diào)整轉(zhuǎn)速。本發(fā)明通過直接傳感碳纖維棒的動態(tài)張緊力，精確控制碳纖維棒的給進(jìn)速度，保證碳纖維的張緊力在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，以確保卷繞質(zhì)量。
【專利說明】
碳纖維棒自動張緊裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及碳纖維棒卷繞試驗機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)，具體地說是一種碳纖維棒自動張緊裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]碳纖維棒卷繞試驗機(jī)是將碳纖維棒卷繞到骨架上的試驗設(shè)備。其工作原理是由電機(jī)帶動骨架轉(zhuǎn)動，將碳纖維棒逐層繞制到骨架上。在繞制過程中，碳纖維棒需要由一個恒定的張緊力進(jìn)行牽引。由于碳纖維棒在卷繞過程中是運動的，因而其張緊力的控制是非常困難的。常規(guī)的控制方式均采用間接手段，如三點張緊法，即在碳纖維棒上選取三個測量點， 測量其相互間的張力。另一種方式是采用電磁原理測量骨架驅(qū)動電機(jī)的輸出力矩，并控制其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。然而，這些現(xiàn)有控制方式，在碳纖維棒的動態(tài)工作過程中精確測量其真實的張緊力，結(jié)果會導(dǎo)致碳纖維棒的張緊程度不一致，嚴(yán)重影響卷繞質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種碳纖維棒自動張緊裝置，通過直接傳感碳纖維棒的動態(tài)張緊力，精確控制碳纖維棒的給進(jìn)速度，保證碳纖維的張緊力在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，以確保卷繞質(zhì)量。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:碳纖維棒自動張緊裝置，包括底座、 機(jī)架、主動輪壓輪壓力傳感器、壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)，其特征在于所述的機(jī)架與底座軌道連接;所述的主動輪設(shè)置在所述的機(jī)架上，并由所述的伺服電機(jī)驅(qū)動;所述的壓輪設(shè)置在所述的機(jī)架上，并與所述的主動輪相對配置;所述的壓力傳感器設(shè)置在所述底座的前端，并與所述機(jī)架的前端板相對配置;所述機(jī)架的前端板上還設(shè)有供碳纖維棒穿越的走線孔;所述的伺服電機(jī)通過壓力傳感器的反饋信號調(diào)整轉(zhuǎn)速。
[0005]本發(fā)明的碳纖維棒自動張緊裝置，碳纖維棒從壓輪和主動輪之間穿過，經(jīng)機(jī)架的前端板上的走線孔連接到骨架。骨架在驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動進(jìn)行卷繞。調(diào)節(jié)壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)在碳纖維棒上施加適當(dāng)?shù)膲毫?。機(jī)架通過軌道方式與底座連接，可與底座相對運動。當(dāng)骨架的轉(zhuǎn)動速度與主動輪的進(jìn)給速度相同時，機(jī)架與底座相對靜止，壓力傳感器上沒有信號輸出，伺服電機(jī)保持原來的速度轉(zhuǎn)動。當(dāng)骨架的轉(zhuǎn)動速度高于主動輪的進(jìn)給速度時，機(jī)架前端板相對底座向后運動，壓力傳感器接觸到機(jī)架前端板后輸出電信號，該電信號反饋到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)加速。當(dāng)伺服電機(jī)加速到主動輪的進(jìn)給速度與骨架的轉(zhuǎn)動速度相同后，壓力傳感器與機(jī)架前端板不接觸，停止信號輸出，伺服電機(jī)開減速。如此循環(huán)，使主動輪的進(jìn)給速度與骨架的轉(zhuǎn)動速度保持動態(tài)平衡，從而保證碳纖維棒在整個傳送過程中保持張緊力一致。[〇〇〇6]從上面分析可知，本發(fā)明的碳纖維棒自動張緊裝置具有以下特點:
[0007]1、本發(fā)明采用壓力傳感器直接感應(yīng)碳纖維棒的張緊力，能夠達(dá)到實時和精確感應(yīng)，可減小測量誤差，提尚精確度。
[0008]2、本發(fā)明采用伺服電機(jī)控制主動輪的傳送速度，可實現(xiàn)閉環(huán)控制，確保碳纖維棒在整個傳送過程中張緊力的恒定，從而保證卷繞質(zhì)量。
[0009]3、本發(fā)明通過壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)壓輪與主動輪之間的距離，在碳纖維棒上施加適當(dāng)?shù)膲毫?，使碳纖維棒同時受骨架驅(qū)動電機(jī)和主動輪的有效控制，并通過調(diào)整伺服電機(jī)的速度達(dá)到動態(tài)平衡。
[0010]4、本發(fā)明通過機(jī)架和底座的軌道連接方式，使機(jī)架與底座產(chǎn)生相對運動，從而實現(xiàn)壓力傳感器與機(jī)架前端板之間的斷續(xù)接觸，將碳纖維棒的張緊狀態(tài)實時傳送到控制系統(tǒng)。
[0011]5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，可控性好，操作簡便，并能實現(xiàn)自動控制。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述的壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)包括手輪和活動板，所述的手輪設(shè)置在所述機(jī)架的頂板上;所述的手輪和活動板螺紋連接;所述的壓輪軸接在所述的活動板上。旋轉(zhuǎn)手輪，活動板產(chǎn)生上下運動，從而調(diào)節(jié)壓輪的高低。進(jìn)一步地，所述的頂板和活動板之間還設(shè)有彈簧。所述的彈簧可以是一個，直接設(shè)置在手輪上。優(yōu)選地，所述的彈簧為兩個，分別置于所述的手輪兩側(cè)。
[0013]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的主動輪包括第一主動輪和第二主動輪，所述的壓輪包括第一壓輪和第二壓輪，所述的第一主動輪和第一壓輪和相對配置，所述的第二主動輪和第二壓輪相對配置;每個壓輪上均設(shè)有一個壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0014]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，在所述機(jī)架的側(cè)板上還開設(shè)有縱向槽，所述壓輪的輪軸置于所述的縱向槽內(nèi)。所述的縱向槽能夠更好地引導(dǎo)壓輪上下運動，維持壓輪與主動輪的相對位置。
[0015]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的底座上設(shè)有導(dǎo)軌，所述的機(jī)架底部設(shè)有與所述的導(dǎo)軌相對配置的滑塊組。
[0016]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的伺服電機(jī)設(shè)置在所述的機(jī)架上，并通過齒輪與所述的主動輪連接。
[0017]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的底座底部還設(shè)有底腳。所述的底腳為可調(diào)式結(jié)構(gòu)?！靖綀D說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明碳纖維棒自動張緊裝置的軸測圖。
[0020]圖2是本發(fā)明碳纖維棒自動張緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明碳纖維棒自動張緊裝置的俯視圖。
[0022]圖4是本發(fā)明碳纖維棒自動張緊裝置的左視圖?！揪唧w實施方式】
[0023]參照附圖，本發(fā)明的碳纖維棒自動張緊裝置，包括底座15、機(jī)架、主動輪23和18、壓輪16和17、壓力傳感器4和伺服電機(jī)22。每個壓輪16和17上均設(shè)有一個壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0024]所述的機(jī)架包括底板24、兩側(cè)的側(cè)板9、頂板8和前端板3。所述的兩個側(cè)板9分別固定在底板24的兩側(cè)。所述的頂板8固定在所述的兩個側(cè)板9上。所述的前端板3固定在所述的兩個側(cè)板9的前端。[〇〇25]所述的底座15上設(shè)有導(dǎo)軌19,所述的機(jī)架的底板24設(shè)有滑塊組20。導(dǎo)軌19與滑塊組20相對配置，實現(xiàn)機(jī)架與底座15的軌道連接，使機(jī)架能夠在導(dǎo)軌19上移動。
[0026]所述的主動輪23、18前后設(shè)置在所述機(jī)架的側(cè)板9上。
[0027]所述的壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)包括手輪6、活動板7和兩個彈簧5。所述的手輪6設(shè)置在所述機(jī)架的頂板8上;所述的手輪6和活動板7螺紋連接;所述的壓輪17軸接在所述的活動板7上。 旋轉(zhuǎn)手輪6,活動板7帶動壓輪17產(chǎn)生上下運動，進(jìn)而調(diào)整壓輪17與主動輪18之間的距離。在所述機(jī)架的側(cè)板9上還開設(shè)有縱向槽10,所述壓輪17的輪軸11置于所述的縱向槽10內(nèi)。
[0028]壓輪16也以相同的方式與壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)和機(jī)架的側(cè)板連接。[〇〇29] 壓輪16置于主動輪23的正上方。壓輪17置于主動輪18的正上方。
[0030]所述的壓力傳感器4設(shè)置在所述底座15的前端，并與所述機(jī)架的前端板3相對配置;所述機(jī)架的前端板3上還設(shè)有供碳纖維棒1穿越的走線孔2。
[0031]所述的伺服電機(jī)22設(shè)置在所述機(jī)架的底板24上，并通過齒輪12、13、14與所述的主動輪23、18連接。所述的伺服電機(jī)22通過壓力傳感器4的反饋信號調(diào)整轉(zhuǎn)速。
[0032]所述的底座15底部還設(shè)有底腳21。所述的底腳21為可調(diào)式結(jié)構(gòu)。[〇〇33]本發(fā)明的工作過程如下:
[0034]1、將碳纖維棒1依次從壓輪17和主動輪18、壓輪16和主動輪23之間穿過，經(jīng)機(jī)架前端板上的走線孔2連接到骨架(骨架安裝在卷繞試驗機(jī)上，圖中未顯示)。[〇〇35]2、分別調(diào)節(jié)兩個壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整壓輪17和主動輪18、壓輪16和主動輪23之間的距離，在碳纖維棒上施加合適的壓力。
[0036]3、開啟電源，驅(qū)動電機(jī)和伺服電機(jī)22轉(zhuǎn)動。骨架在驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動進(jìn)行卷繞，同時，伺服電機(jī)22通過齒輪12、13、14驅(qū)動主動輪21、23轉(zhuǎn)動。
[0037]4、當(dāng)骨架的轉(zhuǎn)動速度與主動輪的進(jìn)給速度相同時，機(jī)架與底座相對靜止，壓力傳感器4上沒有信號輸出，伺服電機(jī)22保持原來的速度轉(zhuǎn)動。當(dāng)骨架的轉(zhuǎn)動速度高于主動輪 23、18的進(jìn)給速度時，機(jī)架前端板3相對底座15向后運動，壓力傳感器4接觸到機(jī)架前端板3 后輸出電信號，該電信號反饋到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)加速。當(dāng)伺服電機(jī)22加速到主動輪23、18的進(jìn)給速度與骨架的轉(zhuǎn)動速度相同后，壓力傳感器4與機(jī)架前端板3不接觸，停止信號輸出，伺服電機(jī)開減速。如此循環(huán)，使主動輪23、18的進(jìn)給速度與骨架的轉(zhuǎn)動速度保持動態(tài)平衡，從而保證碳纖維棒在整個傳送過程中保持張緊力一致。
[0038]應(yīng)該理解到的是:上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.碳纖維棒自動張緊裝置，包括底座(15)、機(jī)架、主動輪(23、18)、壓輪(16、17)、壓力傳 感器(4)、壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)(22)，其特征在于所述的機(jī)架與底座(15)軌道連接;所 述的主動輪(23、18)設(shè)置在所述的機(jī)架上，并由所述的伺服電機(jī)(22)驅(qū)動;所述的壓輪(16、 17)設(shè)置在所述的機(jī)架上，并與所述的主動輪(23、18)相對配置;所述的壓力傳感器(4)設(shè)置 在所述底座(15)的前端，并與所述機(jī)架的前端板(3)相對配置;所述機(jī)架的前端板(3)上還 設(shè)有供碳纖維棒(1)穿越的走線孔(2);所述的伺服電機(jī)(22)通過壓力傳感器(4)的反饋信 號調(diào)整轉(zhuǎn)速。2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)包括 手輪(6)和活動板(7)，所述的手輪(6)設(shè)置在所述機(jī)架的頂板(8)上;所述的手輪(6)和活動 板(7)螺紋連接;所述的壓輪(16、17)軸接在所述的活動板(7)上。3.如權(quán)利要求2所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的頂板(8)和活動板 (7)之間還設(shè)有彈簧(5)。4.如權(quán)利要求3所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的彈簧(5)為兩個，分 別置于所述的手輪(6)兩側(cè)。5.如權(quán)利要求1所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的主動輪(23、18)包括 第一主動輪(23)和第二主動輪(18)，所述的壓輪(16、17)包括第一壓輪(16)和第二壓輪 (17)，所述的第一主動輪(23)和第一壓輪(16)相對配置，所述的第二主動輪(18)和第二壓 輪(17)相對配置;每個壓輪(16、17)上均設(shè)有一個壓輪調(diào)整機(jī)構(gòu)。6.如權(quán)利要求1所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于在所述機(jī)架的側(cè)板(9)上還 開設(shè)有縱向槽(10)，所述壓輪(16、17)的輪軸(11)置于所述的縱向槽(10)內(nèi)。7.如權(quán)利要求1所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的底座(15)上設(shè)有導(dǎo) 軌(19)，所述的機(jī)架底部設(shè)有與所述的導(dǎo)軌(19)相對配置的滑塊組(20)。8.如權(quán)利要求1-7任何一項所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的伺服電 機(jī)(22)設(shè)置在所述的底座(15)上，并通過齒輪(12、13、14)與所述的主動輪(23、18)連接。9.如權(quán)利要求1所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的底座(15)底部還設(shè) 有底腳(21)。10.如權(quán)利要求9所述的碳纖維棒自動張緊裝置，其特征在于所述的底腳(21)為可調(diào)式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G01N3/02GK205607786SQ201520877171
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年11月5日
【發(fā)明人】余虹云, 朱志華, 俞敏波, 李國勇, 李周選, 錢科, 高義波, 陳玲, 金燮飛, 韋力, 韋一力, 馬恒
【申請人】浙江華電器材檢測研究所, 國網(wǎng)浙江省電力公司