Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров длинномерных материалов

Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров длинномерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам транспортирования и измерения длинномерных материалов /ДМ/ и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. Цель - обеспечение возможности измерения геометрических параметров ДМ при их перемещении на низких траверсах. Устройство включает приводную и натяжную станции 2,3, смонтированные на основаниях 1, и расположенную между станциями 2,3 тяговую цепь /ТЦ/ 4 с грузонесущими низкими траверсами /Т/ 5. На основании 1 установлен световой измерительный прибор, створ которого обращен к ТЦ 4. В зоне измерения прибора на основании 1 установлены звездочки 8, входящие в зацепление с ТЦ 4. Каждая звездочка 8 для взаимодействия рабочими поверхностями с транспортируемым материалом выполнена с толкающим упором /ТУ/. Расстояние от оси 9 каждой звездочки 8 до рабочей поверхности ТУ определяется по заданной зависимости, расстояние между осями 9 звездочек 8 не более шага между грузонесущими Т5. При работе устройства ТЦ 4 приводится в движение от ведущей звездочки 10 приводной станции 2. Бревно от подающего органа поступает на Т 5, затем оно постепенно подходит к первой из звездочек 8, ТУ которой своей седловидной поверхностью подхватывают передний конец бревна и приподнимает его над ближайшим Т 5, постепенно оно ложится на ТУ звездочек 8. В процессе перемещения бревна ТУ его передний конец выходит в зону прибора. Происходит измерение бревна. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 65 G 17 32 3 ОиЙД (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тт

\ Ц

3 В д З. д.з. 9. z

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4247005/27-03 (22) 21 ° 05.87 (46) 23.09.89. Бюл. ¹ 35 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности (72) H.Ã.Âèëüêå, В.В.Серобавин и А.В.Мельник (53) 531,717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1060943, кл. G 01 В 11/10 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ

И ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЛИННОМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к средст— вам транспортирования и измерения длинномерных материалов (ДМ) и м.б. использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности, Цель— обеспечение возможности измерения геометрических. параметров ДМ при их перемещении на низких траверсах.

Устр-во включает приводную и натяжную станции 2, 3, смонтированные на основаниях 1, и расположенную между станциями 2, 3 тяговую цепь (ТЦ) 4 с грузонесущими низкими траверсами

„„SU„„1509307 - А1

2 (Т) 5. На основании 1 установлен световой измерительный прибор, створ которого обращен к ТЦ 4. B зоне измерения прибора на основании 1 установлены звездочки 8, входящие в зацепление с ТЦ 4. Каждая звездочка 8 для взаимодействия рабочими поверхностями с транспортируемым материалом выполнена с толкающим, упором (ТУ), Расстояние от оси 9 каждой звездочки 8 до рабочей поверхности ТУ определяется по заданной зависимости, расстояние между осями 9 звездочек 8 — не более шага между грузонесущими Т 5. При работе устр-ва ТЦ

4 приводится в движение от ведущей звездочки 10 приводной станции 2.

Бревно от подающего органа поступает на Т 5, затем оно постепенно подходит к первой из звездочек 8, ТУ которой своей седловидной поверхностью подхватывают передний конец бревна и приподнимают его над ближайшим Т

5, постепенно оно ложится на ТУ звездочек 8. В процессе перемещения бревна ТУ его передний конец выходит в зону прибора. Происходит измерение бревна. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

1509307

3

Изобретение относится к средствам транспортировки и измерения длинномерных материалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Целью изобретения является обеспечение воэможности измерения геометрических параметров длинномерных материалов при их перемещении на низ- 1.0 ких траверсах.

На фиг; 1 показано устройство, общий вид, на фиг. 2 — участок уст-. ройства, где установлен световой измерительный прибор, вид сверху; на фиг. 3 и 4 — дополнительные звездочки с упорами для лесоматериалов (звездочки показаны в зацеплении с тяговой цепью), варианты выполнения; на фиг. 5 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг:6 -gp расчетная схема для определения величин вертикального перемещения транспортируемого лесоматериала для случаев установки четных и нечетных.из дополнительных звездочек соответствен- 5 но без относительного углового смещения и с относительным угловым смещением на половину углового шага зубьев; на фиг. 7 — схема зависимости формы огибающей видеосигнала светово- 30

ro измерительного прибора при вертикальном перемещении лесоматериала; на фиг, 8 — схема перемещения бревна толкающими упорами дополнительных четных и нечетных звездочек, смещен" ных друг относительно друга на половину углового шага зубьев; на фиг.9система учета лесоматериалов, в составе которой может быть использовано предлагаемое устройство; на фиг.10 — 4p схема момента измерения диаметра лесоматериала световым измерительным прибором.

Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров 45 . длинномерных материалов содержит основание 1, смонтированные на нем приводную 2 и натяжную 3 станции, между которыми установлена тяговая цепь 4 с грузонесущими, в частности низки" ми, траверсами 5, т,е. рабочая взаимодействующая с лесоматериалом поверхность траверсы располагается на незначительной высоте над верхней кромкой тяговой цепи. На основании также смонтирован световой измерительный прибор 6, который, как правило, содержит источник света (например, с лучами видимого спектра с

1 1макс 1 ц.r. Г

N- =— — — - - +1

Т„ где .1мд, длина максимального иэ всех измеряемых устройством лесоматериалов; расстояние от комля лесоматериала до его центра тяжести; знак, означающий,-что необходимо брать только целую часть заключенного в нем выражения.

4 применением люминесцентных ламп), фотоэлектрический преобразователь 7 (содержащий, например, линейку фоточувствительных элементов) и ряд функциональных блоков, управляющих работой фотоэлектрического преобразователя, преобразующих и обрабатывающих информацию с него для выдачи ее, например, на индикацию (например, на цифровое табло учета), либо на исполнительные органы (например, на механизм сброса лесоматериала в накопитель) .

Створ измерительного прибора. 6 обращен к тяговой цепи 4, т.е. эта цепь находится в зоне прохождения луча, подаваемого от источника света на преобразователь 7.

Устройство снабжено дополнительньг ми одинаковыми по форме звездочками

8, которые могут быть, например, установлены на осях 9, смонтированных в подшипниках с возможностью свободного поворота вокруг оси, установленной на основании 1. Все звездочки 8 установлены на одном уровне с расстоянием Т4 между их осями 9, равным или меньшим шага Т между груэонесущими траверсами 5, которое соответствует длине минимально возможного сортимента.

Необходимое количество звездочек

8, устанавливаемых на расстоянии друг относительно друга, равном шагу Т,, определяется из соображений обеспечения возможности перемещения лесоматериала наибольшей длины в устойчивом горизонтальном положении на всем протяжении участка выполнения измерений его геометрических параметров световым прибором.

Иначе говоря, до и после створа измерительного прибора на основании должно быть установлено по Н звездочек., промежутке между смежными дополнительными звездочками 8, Необходимо, чтобы по обе стороны от линии, соединяющей источник с преобразователем 7, располагалось равное количество дополнительных звездочек 8.

Измерительный прибор 6 содержит ю источник света, обьектив 20, тактовый генератор 21, формирователь 22 кадра, формирователь 23 импульса начала кадра, выполненный, например, на одновибраторе, фотоэлектрический преобразователь 7, содержащий, например, линейку фоточувствительных элементов, затвор, регистр; усилитель

24, первый счетчик 25 импульсов, выполненный реверсивным, второй счетчик

26 импульсов, выполненный реверсив20 ным, компаратор 27, формирователь 28 временных зон, который содержит формирователи записи 29, счета 30, контроля 31 и вычитания. 32, выполненные, например, на D-триггерах, ключ 33 импульсов заполнения, ключ 34, триггер 35 огибающей видеосигнала, триггер 36 наличия бревна, триггер

37 длины бревна, первый 38, второй

39, третий 40 элементы И, ключ 41 запрета, ключ 42 сброса, импульсный датчик 43 перемещения, ключ 44 импульсов длины, счетчик 45 длины бревна, блок 46 регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, содержащий, например, два регистра и индикаторы, которые отображают результаты измерений, Контролируется лесоматериал 14, перемещаемый толкающими упорами 11, звездочками

4О 8, находящимися в зацеплении с тяговой цепью 4. Оптическая ось измерителя перпендикулярна оси бревна 14.

Минимальное расстояние от оси каждой дополнительной звездочки 8 до

45 рабочей поверхности толкающих упоров

11 определяется из зависимости где Н50

1509307

Диаметр звездочки (например, диаметр ее делительной окружности) связан с количеством ее зубьев, которое с точки зрения надежности за1 цепления с тяговой цепью не может быть меньше четырех.

Дополнительные звездочки 8 по диаметру и количеству зубьев могут быть, например, одинаковыми с ведущей звездочкой 10 приводной станции 2.

Каждая дополнительная звездочка 8 снабжена толкающими упорами 11, которые неподвижно устанавливаются на звездочку параллельно каждому из ее зубьев 12. Например, каждый упор может быть выполнен отдельно и неподвижно закреплен на соответствующем ему зубе.

Возможен вариант (фиг. 3 и 4), когда каждый упор состоит из двух частей, монтируемых как бы но обе стороны от соответствующего упору зуба. Для этого части упора (полуупоры) неподвижно закрепляют на дисках

13 с соблюдением углового шага, равного угловому шагу зубьев звездочки, и эти диски устанавливают друг против друга, так чтобы закрепленные (или выполненные) на них части каждого из упоров располагались против соответствующих.им зубьев 12 звездочки.

Взаимодействующие с лесоматериалом (бревнами) 14 рабочие поверхности 15 упоров могут быть выполнены седловидного профиля (фиг. 4)

На фиг. 4 и 5 приведены варианты выполнения упоров, лри которых цепь

4 пропускается в промежутке между полуупорами. Форма упоров и их величина (имеется в виду расстояние от оси. звездочки до ближайших к ней участков рабочих поверхностей упоров) с учетом выбранных параметров звездочки должна исключать взаимодействие упоров с траверсами при входе в зацепление и при выходе из него звеньев 16 цепи 4, на которых закреплены эти траверсы.

Огибающая 17 видеосигнала имеет форму прямоугольного импульса. Смещение бревна в вертикальной плоскости приводит к затягиванию переднего 55 h—

18 и заднего 19 фронтов огибающей видеосигнала, Ч

Источник света и фотоэлектрический преобразователь 7 устанавливают в расстояние от оси дополнительной звездочки до максимально удаленной от нее поверхности участка тяговой цепи, находящегося в зацеплении с этой звездочкой; гарантируемая величина измерительного светового зазора; половина углового шага зу-, бьев дополнительной звездочки;

1509307

Д вЂ” половина угла относительного смещения на осях каждой четной звездочки относительно каждой нечетной (o(=0 — при отсутствии углового смещения

Ч и = — — при наличии углово2 го смещения);

1 — длина ближайших к оси дополнительной звездочки участков рабочих поверхностей толкающих упоров.

Приведенная формула выведена из последовательного рассмотрения треугольников KON, MON, POF u FOQ.

Устройство работает следующим образом.

Тяговая цепь 4 приводится в движение от ведущей звездочки 10 при- 20 водной станции 2. Очередное бревно поступает на транспортер от подающего органа, например, от разобщителя бревен либо от продольного или поперечного транспортера и т,н. (не показаны) и ложится на траверсы

5. Бревно постепенно подходит к первой из дополнительных звездочек, толкающие упоры которой своей седловид-. ной поверхностью 15 подхватывают 30 передний конец бревна 14 и приподни.мают его над ближайшими траверсами

5. Постепенно все бревно ложится на упоры дополнительных звездочек. В процессе перемещения бревна этими упорами его передний конец выходит в зону измерения прибора (фиг. 9 и

10) .

Поскольку дополнительные звездочки находятся в зацеплении с тяговой 10 цепью, эта исключает боковые смещеIния тяговой цепи, а выполнение рабочих поверхностей толкающих упоров седловидной формы препятствует боковому смещению бревен относительно звездочки и тяговой цепи. Это важно для последующего измерения геометрических параметров бревна.

35

Изображение контролируемого брев- 50 на 14 проецируется с помощью объектива 20 на поверхность линейки с фоточувствительными элементами фотоэлектрического преобразователя 7. По команде тактового генератора 21 ин. формация с линейки с фоточувствительными элементами переписывается в регистр фотоэлектрического преобразова теля 7 и выводится в виде импульсных сигналов, которые усиливаются усилителем 24.

Амплитуда импульсов зависит от величины освещенности фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя 7. Импульсы, амплитуда которых превышает определенный уровень, проходят на выход компаратора

27. D-триггер 35 огибающей видеосигнала открывает ключ 33 импульсов заполнения, если на его D-вход поступает низкий уровень видеосигнала, импульсы заполнения проходят с выхода тактового генератора 21 через ключ 33 на входы элементов И 39 и 40 и.ключа 41. Во время первого кадра после вхождения бревна в зону измерения элемент.: И 39 открыт сигналом

D-триггера 37 длины бревна. Он хранит состояние в предыдущем кадре, когда в зоне измерения не было бревна 14. Ключ 41 запрета, элемент И 40 з а крыты низ к им уров нем сигнала с Pвыхода второго счетчика 26 импульсов, так как он в нулевом состоянии. В течение зоны счета импульсы заполнения проходят через элемент И 39 и сосчитываются первым счетчиком 25 импульсов в режиме сложения.

В начале второго кадра после вхождения бревна по команде формирователя 23 записывает состояние D-триггера 36 наличия бревна элемент И 39; ключ 42 сброса открывает ключ 44 импульсов длины.

По сигналу формирователя 29 зоны записи, поступающему на управляющий вход записи, второй счетчик 26 импульсов переписывает состояние первого счетчика 25 импульсов.

В течение зоны счета импульсы заполнения проходят аналогичным образом на вход ключа 41 запрета и считываются вторым счетчиком 26 в режиме вычитания . Если второй измеренный диаметр больше, то второй счетчик

26 импульсов обнуляется и закрывает ключ 41 запрета и элемент И 40.

Если второй диаметр будет меньше предыдущего, то по окончании зоны измерения во втором счетчике 26 остается разность в измеренных диаметрах °

Эта разность сосчитывается счетчиками 25 и 26 импульсов в режиме вычитания импульсами, поступающими через элемент И 40 и ключ 41 запрета в течение зоны вычитания. После этого, 1509307

При выполнении и операции сортировки микро-ЭВМ 47 при выходе заднего торца бревна из зоны измерения начинает считывать импульсы от .датчика 43 угловых перемещений и выдает сигнал на сброску исполнительному органу сбрасывателя (не показан), когда количество импульсов равно заранее заданному количеству импульсов, определяющему расстояние до со50

55 как второй счетчик 26 импульсов обнулится, он закрывает ключ 41 запрета. и элемент И 40 сигналом с Рвыхода. В результате в .первом счетчике 25 импульсов хранится меньший

5 диаметр.

Начиная со второго кадра после вхождения бревна в зону измерения устройства процесс записи во второй счетчик 26 импульсов вычитается из него и вычитания из первого счетчика

25 импульсов повторяются до тех пор, пока бревно не уйдет из зоны измерения устройства измерения. 15

Во время первого кадра после ухода бревна из зоны измерения D-триггер 36 наличия бревна устанавливается в "1", так как ключ 34 огибающей видеосигнала в течение зоны сче- 2р та закрыт D-триггером 35 огибающей видео сигнала, а D-триг ге р 3 7 длины бревна установлен в "1". Во время зоны контроля происходит запись состояния первого счетчика 25 импуль- 25 сов и счетчика 45 длины бревна, который во время присутствия бревна в зоне измерения устройства считает импульсы датчика 43 в блок 46 регистрации данных о длине и минимальном 30 диаметре бревна по сигналу элемента И 38.

Во время второго кадра D-триггер

37 бревна переписывает состояние "0"

D-триггера 36, разрешая тем самым сброс счетчиков 25, 26 и 45. Устройство готово для очередного замера, блок 46 хранит информацию о длине и минимальном диаметре бревна 14 до тех пор, пока в него не будет произ- 40 ведена запись информации об очередном бревне. .Информация из блока 46 поступает в микро-ЭВМ 47, которая, учитывая длину и минимальный диаметр лесоматериала, находит его объем, величину которого выдает на цифровой индикатор, находящийся в блоке 46. ответствующего лесонакопителя (не показано).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить в зоне измерения необходимый для правильного измерения световой зазор между тяговой цепью и лесоматериалом при.перемещении его на низких траверсах цепи. Кроме того, установка на своих осях четных из дополнительных звездочек со смещением относительно нечетных на половину углового шага зубьев позволяет в процессе транс-. портировки значительно уменьшить перемещение бревна в вертикальной плоскости. Это, в. свою очередь, позволяет уменьшить размеры и массу дополнительных звездочек и повысить точность измерения параметров лесоматериалов, Помимо этого, выполнение рабочих поверхностей толкающих упоров седловидного профиля препятствует смещению бревна относительно упора, а зацепление при этом дополнительных звездочек с тяговой цепью исключает боковое смещение тяговой цепи и тем самым препятствует смещению бревна относительно звездочки и тяговой це-. пи, что также позволяет повысить точность измерения геометрических параметров лесоматериалов.

Формула изобретения

1. Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров дликномерных материалов, включающее основание со смонтированными на нем приводной и натяжной станциями, между которыми установлены тяговая цепь с грузонесущими траверсами и звездочками и световой измерительный прибор, створ которого обращен к тяговой цепи, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения геометрических параметров длинномерных материалов при их перемещении на низких траверсах, оно снабжено в зоне измерения прибора дополнительными звездочками, установленными на основании в зацеплении с тяговой цепью на одном уровне и с расстоянием между их осями не более шага между грузонесущими траверсами, при этом каждая дополнительная звездочка выполнена с толкающими упорами для взаимодействия рабочими поверх1509307

l? н„=

1О ностями с транспортируемым. материалом, а минимальное расстояние от оси каждой дополнительной звездочки до рабочей поверхности толкающих упоров Н определяется следующей зависимостью: где Н - расстояние от оси дополнительной звездочки до максимально удаленной от нее поверхности участка тяговой цепи, находящегося в зацеплении со звездочкой;

h — - величина зазора между тяговой цепью и транспортируемым материалом; — половина углового шага зубьев дополнительной звездочки; — угол относительного смещения на осях каждой четной звездочки относительно каждой нечетной (с(0 — при отсутстЦ вин смещения и I- =— — при на2 личии углового смещения);

1 — длина рабочих поверхностей толкающих упоров.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рабочие поверхности толкающих упоров выполнены седловидного профиля.

1509307

1509307

1509307

Составитель А.Петров

Редактор Н.Лазаренко Текред М.Моргеитал Корректор М. Шароши

Заказ 5755/17 Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101