本發(fā)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(jiān)測鋼絲繩芯輸送帶接頭試樣狀態(tài)的拉伸實驗裝置。

背景技術(shù)：

帶式輸送機作為一種連續(xù)運輸機械，因其具備運載能力強、連續(xù)運行平穩(wěn)、便于自動控制等優(yōu)點被廣泛用于煤礦運輸?shù)裙こ填I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(yōu)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(huán)節(jié)，輸送帶接頭區(qū)域的安全隱患給諸多領域的安全生產(chǎn)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(qū)域采取拉伸實驗研究。同時，在拉伸實驗過程中，實現(xiàn)對鋼絲繩芯輸送帶接頭區(qū)域狀態(tài)動態(tài)實時監(jiān)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(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設計一種能夠與實驗進程同步實時監(jiān)測鋼絲繩芯輸送帶接頭試樣狀態(tài)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(fā)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和接頭試樣動態(tài)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(shù)據(jù)。

在實驗過程中，通過具備設備同步控制、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)及狀態(tài)圖像，通過分析各個時刻下試樣拉伸數(shù)據(jù)和形變狀態(tài)實現(xiàn)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(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)，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(fā)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(fā)來的數(shù)據(jù)。

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(cè)方支撐架上，攝像機的數(shù)據(jù)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(tài)圖像。

采用本裝置實現(xiàn)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(fā)出指令，啟動夾持拉伸模塊、拉力傳感模塊；液壓動力裝置向?qū)U、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(shù)據(jù)發(fā)送至設備終端模塊，設備終端模塊將數(shù)據(jù)發(fā)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(tài)圖像，圖像采集模塊與設備終端模塊同步實時傳輸拉力數(shù)據(jù)與試樣圖像至上位機控制模塊；試樣發(fā)生斷裂后，拉力傳感模塊發(fā)送到設備終端模塊的拉力數(shù)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(jié)束。

本發(fā)明具有積極的效果：(1)本發(fā)明設計的檢測裝置，結(jié)構(gòu)簡單，易于工作人員進行系統(tǒng)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?qū)崟r采集鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗的關鍵數(shù)據(jù)，能夠滿足實驗需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗裝置的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明拉伸實驗與數(shù)據(jù)采集裝置的平面位置示意圖；

圖3是本發(fā)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(jié)合附圖闡述發(fā)明內(nèi)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(shù)據(jù)和接頭試樣動態(tài)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(shù)據(jù)。

如圖2所示是進行拉伸實驗與數(shù)據(jù)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(cè)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(cè)方支撐架5上。

在本實施例中，設備終端模塊可以內(nèi)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(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與接收指令；拉力傳感器3的數(shù)據(jù)傳輸線路通過支撐架5連接到底座7內(nèi)部的設備終端模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

圖3是本發(fā)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(cè)方的支撐架5上，能夠完整拍攝接頭試樣8的狀態(tài)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(xiàn)對鋼絲繩芯輸送帶接頭實驗的同步監(jiān)測。

以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，而非對本發(fā)明的限制，有關技術(shù)領域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)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(shù)方案，因此所有等同的技術(shù)方案均應歸入本發(fā)明的專利保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)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(jiān)測鋼絲繩芯輸送帶接頭試樣狀態(tài)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(shù)據(jù)和動態(tài)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(shù)據(jù)。本裝置實現(xiàn)了對鋼絲繩芯輸送帶接頭拉伸實驗的數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)測。本裝置結(jié)構(gòu)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(shù)研發(fā)人員：李現(xiàn)國;姜航旗;苗長云;楊彥利;龍新雨
受保護的技術(shù)使用者：天津工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.14
技術(shù)公布日：2017.10.03