Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров длинномерных материалов Советский патент 1989 года по МПК B65G17/32 

3

. д.з. т.з. Тд,з, ФиеЛ

Изобретение относится к средствам ранспортировки и измерения длинноерных материалов и может быть исользовано в лесной и дерев.ообрабаты- ающей промыпшенности.

Целью изобретения является обес- ечение возможности измерения геоетрических параметров длинномерных атериалов при их перемещении на низ-.Q ких траверсах.

На фиг,- 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - участок уст-- ройства, где установлен световой измерительный прибор, вид сверху; на 5 фиг. 3 и 4 - дополнительные звездочки с упорами для лесоматериалов (звездочки показаны в зацеплении с тяго- вой цепью), варианты выполнения; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 3; на фип.6 -20 расчетная схема для определения величия вертикального перемещения транспортируемого лесоматериала для случаев установки четных и нечетных из дополнительных звездочек соответствен-35 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 го измерительного прибора при вертикальном перемещении лесоматериала; на фиг. 8 - схема перемещения бревна толкаюпщми упорами дополнительных четных и нечетных звездочек, смещен- 35 ных друг относительно друга на половину углового шага зубьев; на фиг.9- система учета лесоматериалов, в составе которой может быть использовано предлагаемое устройство; на фиг.10- 40 схема момента измерения диаметра лесоматериала световым измерительным прибором.

Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров дд длинномерных материалов содержит основание 1, смонтированные на нем приводную 2 н натяжную 3 станции, между которыми установлена тяговая цепь 4 с грузокесущими,. 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 измери- тельньй прибор 6, который, как правило, содержит источник света (например, с лучами видимого спектра с

55

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 вьщачи 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 дополнительными 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 Т 3 между их осями 9, равным или меньшим шага Т между грузонесу- щими траверсами 5, которое соответствует длине минимально возможного сортимента.

Необходимое количество звездочек 8, устанавливаемых на расстоянии друг относительно друга, равном шагу Тд 3. определяется из соображений обеспечения возможности перемещения лесоматериала наибольшей длины в устойчивом горизонтальном положении на всем протяжении участка вьшолнения измерений его геометрических параметров световым прибором.

IiHa4e говоря, до и после створа измерительного прибора на основании должно быть установлено по N звездочек.

.:b-.,

J .i. L

где .1„акс длина максимального из всех измеряемых устройством лесоматериалов;

1ц . - расстояние от комля лесоматериала до его центра тяжести;

ЗС знак, означающий, что необходимо брать только целую часть заключенного в нем выражения.

Диаметр звездочки (например, диаметр ее делительной окружности) связан с количеством ее зубьев, которое с точки зрения надежности зацепления 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 снабжена толкающими упорами И, которые неподвижно устанавливаются на звездочку параллельно каждому из ее зубьев 12. Например, каждый упор может быть вьшолнен отдельно и неподвижно закреплен на соответствующем ему зубе.

Возможен вариант (фиг. 3 и 4), когда каждый упор состоит из двух частей, монтируемых как бы По обе стороны от соответствующего- упору зуба. Для этого части упора (полууп ры) 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, при 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 траверса2 и 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 18 и заднего 9 фронтов огибающей видеосигнала.

Источник света и фотоэлектрически преобразователь 7 устанавливают в

0

5

0

5

промежутке между смежными дополнительными звездочками В. Необходимо, чтобы по обе стороны от линии, соединяющей источник с преобразователем 7, располагалось равное количество дополнительных звездочек 8.

Измерительный прибор 6 содержит источник света, объектив 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, регистру усилитель 24, первый счетчик 25 импульсов, вы- полненньм реверсивным, второй счетчик 26 импульсов, выполненный реверсивным, 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 8, находящимися в зацеплении с тяговой цепью 4. Оптическая ось измерителя перпендикулярна оси бревна 14.

Минимальное расстояние от оси каждой дополнительной звездочки 8 дс 5 рабочей поверхности толкающих упоров 11 определяется из зависимости

-|Г H+h f 1- Ucos(y -c()J 4

0

5

0

де Н - расстояние от оси дополнительной звездочки до максимально удаленной от неё поверхности участка тягойой цепи, находящегося в зацеплении с этой звездочкой;

h - гарантируемая величина измерительного светового зазора;

tf - половина углового шага зу- . бьев дополнительной звездочки:

0 - половина угла относительного смещения на осях каждой четной звездочки относительно каждой нечетной (( - при отсутствии углового смещения

.Ч

и л -s - при наличии углового смещения);

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

Приведенная формула выведена из последовательного рассмотрения треугольников КОМ, MON, POF и FOQ.

Устройство работает следующим образом.

Тяговая цепь 4 приводится в движение от ведущей звездочки 10 приводной станции 2. Очередное бревно поступает на транспортер от подающего рргана, например, от разобщителя бревен либо от пррдольного или поперечного транспортера и т,п. (не показаны) и ложится на траверсы 5, Бревно постепенно прдходит к первой из дополнительных звездочек, толкающие упоры которой своей седловидной поверхностью 15 подхватывают передний конец бревна 14 и приподниг 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 цепью, это исключает боковые смеще- ния тяговой цепи, а выполнение рабочих поверхностей толкающих упоров седловидной формы препятствует боковому смещению бреЬен относительно звездочки и тяговой цепи. Это важно для последующего измерения геометрических параметров бревна. .

Изображение контролируемого брев- на 14 проецируется с помовц ю объектива 20 на поверхность линейки с фоточувствительными элементами фотоэлектрического преобразователя 7. По команде тактового генератора 21 ий- формация с линейки с фоточувствитель элементами переписывается в регистр фотоэлектрического преобразователя 7 и вьшодится в ввде импульсных

5

0

5

0

сигналов, которые усиливаются усилителем 24.

Амплитуда импульсов зависит от величины освещенности фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя 7. Импульсы, амплитуда которых превыщает определенный уровень, проходят на выход компаратора 27. D-триггер 35 огибающей видеосигнала открьшает 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 бьшо бревна 14. Ключ 41 запрета, элемент И 40 закрыты 1ШЗКИМ уровнем сигнала с Р- выхода 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 записьшает состояние D-триггера 36 наличия бревна элемент И 39; с 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 счи- тьшаются вторым счетчиком 26 в режиме вычитания Если второй измерьнньш диаметр больше, то второй счетчик 26 импульсов обнуляется и закрывает 1СШОЧ 41 запрета и элемент К 40.

Если второй диаметр будет меньше предьщущего, то по окончании зоны измерения во втором счетчике 26 остается разность в измеренных диаметрах Эта разность сосчитьшается счетчиками 25 и 26 импульсов в режиме вычитания импульсами, поступающими через элемёйт И 40 и ключ 41 запрета в течение зоны вычитания После этого.

как второй счетчик 26 импульсов об- нулится, он закрывает ключ 41 запре и элемент И АО сигналом с Р- выхода. В результате в .первом счетчике 25 импульсов хранится меньший диаметр.

Начиная со второго кадра после вхождения бревна в зону измерения устройства процесс записи во второй счетчик 26 импульсов вьпситается из него и вычитания из первого счетчик 25 импульсов повторяются до тех пор пока бревно не уйдет из зоны измерения устройства измерения.

Во время первого кадра после ухода бревна из зоны измерения D-триг- гер 36 наличия бревна устанавливается в 1, так как ключ 34 огибающей видеосигнала в течение зоны счета закрыт D-триггером 35 огибающей видеосигнала, а D-триггер 37 длины бревна установлен в 1. Во время зоны контроля происходит запись состояния первого счетчика 25 импульсов 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 диаметре бревна по сигналу элемента И 38.

Во время второго кадра D-триггер 37 бревна переписывает состояние О 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 произведена запись информации об очередно бревне.

.Информация из блока 46 поступает в микро-ЭВМ 47, которая, учитывая длину и минимальный диаметр лесоматериала, находит его объем, величину которого.вьщает на цифровой индикатор, находящийся в блоке 46.

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 со10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ответствующего лесонакопителя (не показано).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить в зоне измерения необходимый дпя 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 транспортировки 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, вьтолнение 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 цепи, что также позволяет повысить точность измерения геометрических параметров лесоматериалов.

Формула изобретения

1. Устройство для транспортировки и измерения геометрических параметров длинномерных материалов, включающее основание со смонтированными на нем приводной и натяжной станциями, между которыми установлены тяговая цепь с грузонесущими траверсами и звездочками и световой изме- рительньй прибор, створ которого обращен к тяговой цепи, отличающееся 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 поверхкостями с транспортируемым; материалом, а минимальное расстояние от оси каждой дополнительной звездочки до рабочей поверхности толкающих упоров НУ, определяется следующей зависимостью:.

ff imi 1 П y neSs ct yJ 4

где Н - расстояние от оси дополнительной звездочки до максимально удаленной от нее поверхности з астка тяговой цепи, находящегося в зацеплнии со звездочкой; h - величина зазора между тяговой цепью и транспортируемы материалом;

0

5

Ц - половина углового шага зубьев дополнительной звездочки;

d. - угол относительного смещения на осях каждой четной звездочки относительно каждой нечетной (о(0 - при отсутствии смещения и с - - при наличии углового смещения);

1 - длина рабочих поверхностей толкающих упоров.

2. Устройство по п. 1, отличающее ся тем, что рабочие поверхности толкающих упоров выполнены седловидного профиля.

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.

Фие.г

фце.З

Фие.

/3

Фиг. 5

Фиг. 7

О

ъг

L

Ю