一種鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗裝置的制作方法

本發明涉及一種鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗裝置，尤其是涉及一種能夠與實驗進程同步實時監測鋼絲繩芯輸送帶接頭試樣狀態的拉伸實驗裝置。

背景技術：

帶式輸送機作為一種連續運輸機械，因其具備運載能力強、連續運行平穩、便于自動控制等優點被廣泛用于煤礦運輸等工程領域之中。輸送帶是帶式輸送機牽引和運載的關鍵部件，其中的鋼絲繩芯輸送帶具有抗拉強度高、耐摩擦能力大、抗沖擊能力強以及使用壽命長等優點，廣泛應用于煤炭、礦山、港口等領域。鋼絲繩芯輸送帶的接頭部分是整條鋼絲繩芯輸送帶抗拉強度最低、最為薄弱的環節，輸送帶接頭區域的安全隱患給諸多領域的安全生產帶來了較大的威脅。為了深入研究鋼絲繩芯輸送帶接頭性能，有必要對接頭區域采取拉伸實驗研究。同時，在拉伸實驗過程中，實現對鋼絲繩芯輸送帶接頭區域狀態動態實時監測，對鋼絲繩芯輸送帶接頭性能的研究具有積極的意義。

技術實現要素：

本發明設計一種能夠與實驗進程同步實時監測鋼絲繩芯輸送帶接頭試樣狀態的拉伸實驗裝置，進而通過實驗研究鋼絲繩芯輸送帶接頭的性能。

本發明裝置包含上位機控制模塊、圖像采集模塊、設備終端模塊、夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊組成。

上位機控制模塊為具有設備同步控制、數據和圖像顯示功能的上位機，通過usb通用串行總線分別與設備終端模塊、圖像采集模塊相連，控制設備終端模塊、圖像采集模塊同步啟停，實時接收拉力數據和接頭試樣動態圖像；所述設備終端模塊與夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊相連，用以控制夾持拉伸模塊工作、獲取拉力傳感模塊傳來的拉力數據。

在實驗過程中，通過具備設備同步控制、數據和圖像顯示功能的上位機實時同步采集實驗過程中的試樣拉力數據及狀態圖像，通過分析各個時刻下試樣拉伸數據和形變狀態實現對鋼絲繩芯輸送帶接頭性能的研究。

夾持拉伸模塊由上夾具、下夾具、支撐架、導桿、底座、液壓動力裝置組成；所述拉力傳感模塊為實時檢測實驗拉力值的拉力傳感器，拉力傳感器安裝于導桿與上夾具之間。

設備終端模塊是由arm核心芯片和外圍設備連接電路形成的數據處理與控制系統，設備終端模塊分別與上位機控制模塊、夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊相連接，接收上位機控制模塊發出的命令、操作夾持拉伸模塊進行工作、實時接收拉力傳感模塊發來的數據。

圖像采集模塊為高速面陣攝像機，總厚度小于2厘米且鏡頭的視場角范圍在45°～60°之間，保證在近距離下采集完整試樣圖像并且不失真；高速面陣攝像機安裝在所述夾持拉伸模塊中上夾具、下夾具中間位置的側方支撐架上，攝像機的數據輸出端通過usb通用串行總線與上位機控制模塊相連接，向上位機傳輸實驗過程中的接頭試樣動態圖像。

采用本裝置實現拉伸實驗的具體流程為：實驗開始時，上位機控制模塊向設備終端模塊發出指令，啟動夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊；液壓動力裝置向導桿、上夾具、下夾具提供動力，加緊實驗接頭試樣并牽引導桿向上拉伸；拉力傳感模塊實時將受到的拉力數據發送至設備終端模塊，設備終端模塊將數據發送至上位機；實驗開始后上位機控制模塊即時啟動圖像采集模塊，實時采集試樣狀態圖像，圖像采集模塊與設備終端模塊同步實時傳輸拉力數據與試樣圖像至上位機控制模塊；試樣發生斷裂后，拉力傳感模塊發送到設備終端模塊的拉力數值會急劇下降，設備終端模塊停止夾持拉伸模塊工作并反饋上位機控制模塊，實驗結束。

本發明具有積極的效果：(1)本發明設計的檢測裝置，結構簡單，易于工作人員進行系統控制；(2)本裝置能夠通過上位機控制模塊同步控制設備終端模塊、圖像采集模塊同步啟停；(3)本裝置能夠實時采集鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗的關鍵數據，能夠滿足實驗需求。

附圖說明

圖1是本發明一種鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗裝置的系統框圖；

圖2是本發明拉伸實驗與數據采集裝置的平面位置示意圖；

圖3是本發明關鍵設備搭建的立體示意圖；

圖2、圖3中的硬件配置標記如下：

上夾具1、下夾具2、拉力傳感器3、高速面陣攝像機4、支撐架5、導桿6、底座7、接頭試樣8。

具體實施方式

下面結合附圖闡述發明內容的具體實施方式。

如圖1所示的一種鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗裝置，包含五個部分組成：上位機控制模塊、圖像采集模塊、設備終端模塊、夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊。上位機控制模塊通過usb通用串行總線分別與設備終端模塊、圖像采集模塊相連，控制設備終端模塊、圖像采集模塊同步啟停，實時接收拉力數據和接頭試樣動態圖像；所述設備終端模塊與夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊相連，用以控制夾持拉伸模塊工作、獲取拉力傳感模塊傳來的拉力數據。

如圖2所示是進行拉伸實驗與數據采集所需裝置的平面位置示意圖，主要包括：上夾具1、下夾具2、拉力傳感器3、高速面陣攝像機4、支撐架5、導桿6、底座7。拉力傳感器3安裝于導桿6與上夾具1之間；夾持拉伸模塊底座7兩側安裝兩個支撐架5，兩個支撐架5通過一個能夠自由垂直移動的導桿6連接；下夾具2直接安裝在底座7上、上夾具1上部通過拉力傳感器3安裝在導桿6上；高速面陣攝像機4安裝在所述夾持拉伸模塊中上夾具1、下夾具2中間位置的側方支撐架5上。

在本實施例中，設備終端模塊可以內置到底座7中，控制整體設備的工作，同時通過usb通用串行總線接入上位機控制終端實現數據傳輸與接收指令；拉力傳感器3的數據傳輸線路通過支撐架5連接到底座7內部的設備終端模塊，實現數據傳輸。

圖3是本發明關鍵設備搭建的立體示意圖，接頭試樣8固定在上夾具1、下夾具2之間，高速面陣攝像機4固定在其側方的支撐架5上，能夠完整拍攝接頭試樣8的狀態圖像，實時傳輸至上位機控制模塊并顯示、儲存；通過上位機控制模塊控制設備終端模塊、圖像采集模塊同步啟停，進而實現對鋼絲繩芯輸送帶接頭實驗的同步監測。

以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化從而可以得到相對應的等同的技術方案，因此所有等同的技術方案均應歸入本發明的專利保護范圍。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗裝置，尤其是涉及一種能夠與實驗進程同步實時監測鋼絲繩芯輸送帶接頭試樣狀態的拉伸實驗裝置，本裝置由上位機控制模塊、圖像采集模塊、設備終端模塊、夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊組成。上位機控制模塊通過USB通用串行總線分別與設備終端模塊、圖像采集模塊相連，實時同步控制設備終端模塊、圖像采集模塊啟停，實時采集和顯示接頭試樣的拉力數據和動態圖像；所述設備終端模塊與夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊相連，用以控制夾持拉伸模塊工作、獲取拉力傳感模塊傳來的拉力數據。本裝置實現了對鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗的數據采集與實時監測。本裝置結構簡單、便于人為操作，可以為研究鋼絲繩芯輸送帶接頭性能提供有效的實驗支持。

技術研發人員：李現國;姜航旗;苗長云;楊彥利;龍新雨
受保護的技術使用者：天津工業大學
技術研發日：2017.07.14
技術公布日：2017.10.03