基于一维位置敏感传感器的引导线缝位置识别装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于一维位置敏感传感器的引导线缝位置识别装置。包括圆筒针织布剖布机械装置；还包括光源产生装置、引导线缝信号识别单元以和信号处理单元；其中光源产生装置水平放置在圆筒布内，剖布刀片的正上方，光源产生装置发出的光束正对布料上的引导线缝；引导线缝信号识别单元放置在圆筒布的外部，并且也水平放置使光源发出的光正对一维位置敏感传感器的表面，信号处理单元与主控制器连接。本实用新型专利技术利用一维位置敏感传感器的光电效应，检测精度高，并且能够在较短的时间内检测到引导线缝，计算出引导线缝的位置，做到快速响应性跟良好的精确性。将多块ＰＳＤ接插在固定插座上，识别视角范围宽广，无死区。处理电路跟程序流程简单。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及圆筒织物纵向开裁的装置，尤其是一种基于一维位置敏感传感器的引导线缝位置识别装置。
技术介绍
纺织工业中，针织布通常被织成筒巻状的。圆筒针织布在染整前需要将布剖开然后展布。这样才能进行后面的一系列染整加工流程。在进行剖布时要严格按照一定路径剖布，为了实现自动化生产的要求，在织布的时候，筒状针织布上会少织一条经线，在布料上形成引导线缝。进行剖布的时候，刀片最好是始终沿着这条引导线缝来切，实现剖布路径可控。 在自动化生产中，剖布的速度非常快，能够达到60-120m/min，在剖开的过程中要时刻保证剖布刀片对准织物的那条引导线缝，由于在染布以及脱干退捻过程中筒状织物变成绳状或在输送过程中机器振动等其他不确定因素，线缝常常偏离刀片，因此需要加入一套自动控制系统来纠偏此引导线缝，要纠偏首先要对引导线缝进行自动识别。 目前国内的剖布机主要是通过操作工人人眼观测引导线缝，然后手动调节布匹偏斜修整机构，在高速长时间剖布下劳动强度较大，人易疲劳。在自动化控制方面，国外如意大利CORINO公司的高速剖布机，引导线缝的识别系统是利用高速CCD设备来对引导线缝进行识别，其特点是反应速度快，识别精度高，但是这个部件价格非常昂贵。而目前国内市场上常见的CCD，其一秒只能处理25帧画面，远远达不到这种高速剖布机的要求。 在国内，也有人提出利用光电探测器阵列传感器来实现引导线缝跟踪的目的。在专利ZL200610027140《织物引导线跟踪器》中，作者提出采用光电探测器，将多个光电探测器并行排列组成一个光电探测器阵列，通过采集各个光电探测器的输出信号，判断透过线缝的光斑照射在哪一块光电探测器上，来得到线缝的位置。这种方法有以下特点1、精度等于相并的两个探测器中心的距离。2、其识别的位移量是离散值，不是连续的位移量。3、结构简单，处理电路简单，数据的处理简单。由于光电探测器宽度的限制，一般其间距为5mm，所以采用该方法能够达到的精度也是5mm，而线缝宽度约l-2mm，这里的精度不够高。如果光斑透过线缝照在了两块光电探测器之间，那么通过这种方法就识别不出来线缝的位置，也就是说这种方法存在探测死区，而且至今尚未见有相应的市售自动剖布机产品。 由此可见，研制一种能够快速，准确并且视角范围无死区的线缝位置识别系统就很有必要了。
技术实现思路
针对国内已存在的专利在引导线缝跟踪应用上精度不高，且视角存在死区等不足，本技术的目的基于一维位置敏感传感器PSD的光电效应，提出一种基于一维位置敏感传感器的引导线缝位置识别装置。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是3 本技术包括圆筒针织布剖布机械装置；还包括光源产生装置、引导线缝信号识别单元以和信号处理单元；其中光源产生装置水平放置在圆筒布内，剖布刀片的正上方，光源产生装置发出的光束正对布料上的引导线缝；引导线缝信号识别单元放置在圆筒布的外部，并且也水平放置使光源发出的光正对一维位置敏感传感器的表面，信号处理单元与主控制器连接。 所述的光源产生装置是在平行光管可移动部分安装近红外LED灯以及在光管的前部安装透镜。 所述的引导线缝信号识别单元由多块一维位置敏感传感器PSD按照感光线性区首尾串接并安装在PSD固定插座上。 所述的信号处理电路是由多个相同的子电路构成，其中每一个子电路的两个输入端分别与传感器的输出极通过固定插座由导线连接；信号处理电路的一个子电路由两个前置放大器，两个RC滤波器，两个后置反相器以及两个采样保持器组成；一维位置敏感传感器的两个输出极经过固定插座由导线分别接至两个前置放大器的输入端，经前置放大器转换的电压经过RC滤波器滤波后连接到用来将负电压转换为正电压的后置反相器的输入端上，后置反相器的输出端与采样保持器的输入端连接，经采样保持电路后的信号直接接入到主控制器的接口中。 本技术具有的有益效果是 本技术利用一维位置敏感传感器的光电效应，检测精度高，并且能够在较短的时间内检测到引导线缝，计算出引导线缝的位置，做到快速响应性跟良好的精确性。本技术提出将多块位置敏感传感器组合起来使用的方法，将多块PSD接插在自行设计的固定插座上，使得识别视角范围宽广，无死区。处理电路跟程序流程简单，提高了识别线缝的工作效率。本技术还可以用于检测带有小孔或缝隙的工件或其他材料的位置。附图说明图1是本技术的总体结构图。 图2是本技术的PSD组合模块的结构图。 图3是本技术的PSD固定插座简图。 图4是本技术的信号处理子电路示意图。 图5是本技术的处理程序流程图。 图中1 、布匹偏斜修整机构驱动电机，2、布匹偏斜修整机构，3、圆筒针织布，4、导布笼，5、平行光管，6、近红外LED灯，7、透镜，8、剖布刀片，9、 PSD组合阵列，10、 PSD固定插座，11、PSD信号处理电路，12、主控制器，13、导布辊筒。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。 如图1所示，该专利技术包括圆筒针织布剖布机械装置；还包括光源产生装置、引导线缝信号识别单元以和信号处理单元；其中光源产生装置水平放置在圆筒布内，剖布刀片的正上方10cm处，光源产生装置的前端距离布料10cm，光源产生装置发出的光束正对布料上的引导线缝；引导线缝信号识别单元放置在圆筒布的外部距离布料10cm处，并且也水平放置使光源发出的光正对一维位置敏感传感器的表面，引导线缝信号识别单元的输出信号通过导线与信号处理单元相连；信号处理单元与主控制器连接。 所述的光源产生装置是在平行光管5的可移动部分安装近红外LED灯6以及在光管的前部安装透镜7。由于PSD的光谱特性，波长600nm-900nm的光对PSD的感光效应较好，本技术所用近红外LED灯6采用波长为900nm的大功率LED灯。近红外LED灯6的亮灭受到主控制器12的控制，通过调节平行光管5使得红外LED灯位于透镜7的焦点位置，点光源发出的光透过透镜7，可以获得均匀的平行光束。 所述的引导线缝信号识别单元由多块一维位置敏感传感器PSD按照感光线性区首尾串接所组成的PSD组合阵列9安装在PSD固定插座10上组成，其中PSD组合阵列9的相应弓I脚插嵌在PSD固定插座10中并且通过螺钉固定在插座上。本技术应用位置敏感传感器PSD的光电效应原理来实现引导线缝的识别过程。 一维PSD是一种基于横向光电效应的光电位置敏感器件，它相当于一块大面积的PN结。它是一种非分割型器件，可将光敏面上的光点位置转化为电信号，当一束光入射到PSD上时，在同一面上的不同电极之间将会有电流流过，这种电压或者电流随着光点位置变化而变化的现象称为半导体的横向光电效应。当光点照射在一维PSD的感光面上，将在入射点和引出电极间产生横向电势，而入射点和引出电极之间的电阻率相等，所以引出电极输出的光电流大小与入射点到引出电极的距离成反比。根据两个电极输出的电流和电极间距可计算出光点距离电极的位置。当透过引导线缝的条状光斑照射在位置敏感传感器某个位置，其两极会产生相应的光生电流，通过得到两极电流的大小I" I2与PSD的感光区长度L，由公式1 = "^^*^便可得到的光斑离PSD中心的距离X。 PSD具有响应速度快(可达微秒级)，分辨精度高(可达微米级)，能够输出连本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于一维位置敏感传感器的引导线缝位置识别装置，包括圆筒针织布剖布机械装置，其特征在于：还包括光源产生装置、引导线缝信号识别单元以和信号处理单元；其中光源产生装置水平放置在圆筒布内，剖布刀片的正上方，光源产生装置发出的光束正对布料上的引导线缝；引导线缝信号识别单元放置在圆筒布的外部，并且也水平放置使光源发出的光正对一维位置敏感传感器的表面，信号处理单元与主控制器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周冠雄，魏燕定，许俊龙，曹振波，曹洪才，陈波扬，周豪，杨德亮，吕存养，郭吉丰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]