光環(huán)投影測(cè)量機(jī)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 14951605或 1304139763 摘 要 在國(guó)內(nèi)制材行業(yè)中，制材廠對(duì)原木形狀的 檢測(cè) 以及材積的測(cè)量計(jì)算一直采用人工檢尺的方法：由人工目測(cè)每根原木的外部形狀，進(jìn)行分類加工；人工用卷尺或卡尺量取原木的長(zhǎng)度和檢尺直徑，然后，再通過(guò)查找材積手冊(cè)得到單根原木的材積，經(jīng)過(guò)逐根檢尺測(cè)量和累加計(jì)算才能得到整堆原木的材積；逐堆測(cè)量之后才能得到原木的進(jìn)貨量，檢尺的工作量是非常大的。本課題針對(duì)我國(guó)原木 檢測(cè) 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出采用 8點(diǎn)檢測(cè)， 4點(diǎn)組合回歸描述的方法，運(yùn)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對(duì)原木輸送機(jī)上運(yùn)行的原木進(jìn)行快速在線測(cè)量，可以提高設(shè)備的 檢測(cè)效率。 從原木外形輪廓與制材生產(chǎn)之間的關(guān)聯(lián)性出發(fā) ， 探討和研究了原木檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)的原理及設(shè)計(jì)的方法 ， 為原木檢測(cè)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供了理論依據(jù)， 原木檢測(cè)技術(shù)越來(lái)越為世界各國(guó)制材企業(yè)所重視。本論文所設(shè)計(jì)的原木檢測(cè)機(jī)作為一種試驗(yàn)階段的設(shè)備，在整體性能上還存在許多有待解決和改進(jìn)的方面，這些將會(huì)對(duì)今后的研究工作起到促進(jìn)作用。 關(guān)鍵詞 ： 光環(huán)投影測(cè)量 機(jī) ；識(shí)別；自動(dòng)測(cè)量；定心；回歸描述 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 14951605或 1304139763 n of by s to a s of it in to s By of of be he of by is In of So we s on of of s At is in is by in is a of 要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 目 錄 摘要 . I . 1章 緒論 . 1 述 . 1 內(nèi)和國(guó)外原木檢測(cè)機(jī)設(shè)備的發(fā)展分析 . 3 課題研究的目的和意義 . 6 題的研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)設(shè)想 . 5 第 2章 原木檢測(cè)機(jī)總體設(shè)計(jì) . 6 木檢測(cè)機(jī)總體原理介紹 . 7 木檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)原理 . 7 木形狀識(shí)別機(jī)設(shè)計(jì)方案 . 8 構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法 . 9 木檢測(cè)機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) . 11 架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 . 12 送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 12 章小結(jié) . 14 第 3章 動(dòng)力部件選擇和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 . 15 動(dòng)機(jī)的選擇 . 15 傳動(dòng)的計(jì)算 . 16 鏈條的選擇和校驗(yàn) . 16 鏈條的校驗(yàn)計(jì)算 . 19 輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 20 輪軸的設(shè)計(jì)和校核 . 22 的 材料的選擇 . 22 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 . 22 彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 . 24 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 的安全系數(shù)校核 . 27 承的選擇和校核 . 29 擇 軸承 . 29 承的選用計(jì)算 . 29 輪軸鍵的選擇和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 . 30 的類型選擇 . 30 算鍵工作面剪切 . 30 算鍵工 作面擠壓 . 30 栓的選擇和校核 . 31 章小結(jié) . 32 第 4章 檢測(cè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 33 測(cè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 33 . 36 測(cè)機(jī)構(gòu)的零件的選擇和校核 . 37 感器的選擇和原理 . 39 測(cè)擺桿軸的選擇和校核 . 40 簧絲的選擇和計(jì)算 . 40 感器中軸承的選擇和計(jì)算 . 41 章小結(jié) . 40 結(jié)論 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 致謝 . 43 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 1 第 1章 緒 論 述 全套資料帶 14951605或 1304139763 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 2 隨著現(xiàn)代木材加工工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的制材技術(shù)正在逐步更新，以制材學(xué)和測(cè)樹(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的原木描述理論已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代木材工業(yè)的發(fā)展。因此，有必要在理論、方法、手段上建立一套全新的原木外形及其缺陷的描述體系，采用新的、高精度的計(jì)算公式，將制材學(xué)與測(cè)樹(shù)學(xué)的原木描述理論向前 推進(jìn)一步；采用新發(fā)明、新技術(shù)制造新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)原木檢測(cè)過(guò)程的高度自動(dòng)化，以適應(yīng)現(xiàn)代木材加工工業(yè)的發(fā)展。一般情況下原木模型的實(shí)測(cè)參數(shù)越多，重建模型的精度越高。但實(shí)測(cè)參數(shù)越多會(huì)使檢測(cè)設(shè)備復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化計(jì)算量增大，導(dǎo)致對(duì)計(jì)算機(jī)的容量要求高、投資增大、不利于推廣應(yīng)用。所以，找出一種即可需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 3 以保證原木描述精度，又不需要大量檢測(cè)參數(shù)的原木最佳形狀識(shí)別體系，一直是國(guó)內(nèi)外從事原木模型描述學(xué)者潛心研究的課題。另外，如何利用先進(jìn)的原木檢測(cè)技術(shù)，對(duì)原木形狀進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn)，以利于木材的分類、選擇、合理加工、提高其利用率，對(duì)制材企業(yè)來(lái) 說(shuō)顯得尤為重要。 內(nèi)和國(guó)外 光環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 設(shè)備的發(fā)展分析 我國(guó)對(duì)原木檢測(cè)技術(shù)的研究始于上世紀(jì) 80年代以前，從國(guó)內(nèi)的研究形勢(shì)和方向看，今后我國(guó)的研究重點(diǎn)可能會(huì)向以下幾個(gè)方面發(fā)展： (1)根據(jù)原木干形，建立原木的分段模型，提高原木的檢測(cè)精度。 (2)原木模型的設(shè)計(jì)必須與檢測(cè)設(shè)備的研究同步進(jìn)行。最佳的模型優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)節(jié)省設(shè)備投資，拋棄不實(shí)用的數(shù)學(xué)模型，推廣和完善有利于普及和應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型。 (3)逐步提高離散模型和仿真模型矩陣的階數(shù)發(fā)，展動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)，使離散模型盡快地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。 目前，國(guó) 內(nèi)采用最多的原木檢測(cè)形式是人工檢測(cè)的方法。手工檢尺存在著諸多不利方面，其檢測(cè)結(jié)果受人為因素影響很大。這種方法完全由人操作、控制，依據(jù)工人的眼看心算，獲得原木的尺寸、規(guī)格等參數(shù)。檢尺員的工作經(jīng)驗(yàn)、工作態(tài)度等導(dǎo)致了工作結(jié)果差別很大。另外，這種方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)生產(chǎn)率的快速提高，這種傳統(tǒng)方法難以適應(yīng)制材行業(yè)的發(fā)展。因此，人工檢測(cè)的方法是一種落后的生產(chǎn)方式，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展與普及，這種生產(chǎn)方式終將被淘汰。我國(guó)在原木檢測(cè)領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)中只有少數(shù)大型廠家 采用光環(huán)定心機(jī)對(duì)原木進(jìn)行定心檢測(cè)。光環(huán)定心機(jī)的工作原理是 :采用兩組同心光環(huán)分別打在原木的兩個(gè)端面上，由人工目測(cè)確定原木兩端面的中心點(diǎn)，然后通過(guò)液壓控制的機(jī)械式升降臺(tái)架來(lái)調(diào)整原木的位置，通過(guò)操作者的目測(cè)使其在兩端面上原木與光環(huán)相內(nèi)接，從而確定出兩端面的最大內(nèi)接圓。光環(huán)定心機(jī)對(duì)彎曲度不超過(guò) 3%的大徑級(jí)原木進(jìn)行定心比較有效，但對(duì)于彎曲度較大的小徑級(jí)原木來(lái)講就顯得有些力不從心。特別是隨著大徑級(jí)原木的不斷銳減以及單板旋切速度的不斷提高，對(duì)原木定心精度和定心速度的要求也隨之提高?，F(xiàn)在國(guó)外最高的定心速度已經(jīng)達(dá)到每分鐘 10根以上，光環(huán)定心機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足這樣旋切生產(chǎn)節(jié)拍的要求。除此之外，我國(guó)還有許多膠合板生產(chǎn)廠家還使用根據(jù) 3點(diǎn)定心和 4點(diǎn)定心原理研制開(kāi)發(fā)的機(jī)械定心機(jī)對(duì)原木進(jìn)行定心。雖然這些機(jī)械定心機(jī)的定心精度比人工定心精度要高且出材率可提高 2% 4%，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中這種機(jī)械式定心機(jī)對(duì)原木的徑級(jí)和截面圓形度的要求較高，所以較難滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。 我國(guó)對(duì)原木旋切定心機(jī)的研制基本上是經(jīng)歷了一個(gè)從人工定心到 3點(diǎn)、 4點(diǎn)定心再需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 4 到光環(huán)定心的過(guò)程。但是我國(guó)對(duì)定心機(jī)的研制起步較晚，目前只有信陽(yáng)木工機(jī)械廠等少數(shù)幾個(gè)廠家可生產(chǎn)較為先進(jìn)的光環(huán)投 影定心機(jī) (例如信陽(yáng)木工機(jī)械廠生產(chǎn)的 。多數(shù)廠家還停留在 3點(diǎn)、 4點(diǎn)及普通光環(huán)定心機(jī)的制造上?，F(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)在試制 6點(diǎn)機(jī)械式定心機(jī)及激光掃描定心機(jī)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到原木形狀識(shí)別領(lǐng)域，是近十年興起的新技術(shù)，在我國(guó)尚處于研究開(kāi)發(fā)階段。計(jì)算機(jī)本身具有許多優(yōu)點(diǎn)，如運(yùn)算速度快、工作可靠、可進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢、模擬技術(shù)等，完全可以承擔(dān)對(duì)原木直徑、長(zhǎng)度、外形輪廓的自動(dòng)檢測(cè)。國(guó)內(nèi)在這方面有一些新的研究，如南京林業(yè)大學(xué)在其國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“原木斷層掃描圖像識(shí)別與虛擬切削 研究”中，應(yīng)用 構(gòu)原木內(nèi)部缺陷信息的三維圖像，通過(guò)圖像處理與識(shí)別提取原木的外形和缺陷信息，同時(shí)進(jìn)行多種方案的模擬切削，以最優(yōu)化的方案獲得最大的出材率和經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而控制鋸解或旋切木材的出材率；由北京航空航天大學(xué)和廣西南寧鳳凰紙業(yè)有限公司合作研制開(kāi)發(fā)的“原木材積自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)”，結(jié)合自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù) ,采用工控機(jī)控制高分辨率的工業(yè) 荷耦合器）數(shù)字成像單元，對(duì)原木端面攝像，并把圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C(jī)，利用相應(yīng)的圖像處理和識(shí)別軟件處理后，將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)調(diào)用。 國(guó) 外原木檢測(cè)理論發(fā)展較早。 70年代中期，世界上研究原木數(shù)學(xué)模型有了新的進(jìn)展。 1973年 一時(shí)期， 補(bǔ)了傳統(tǒng)原木描述理論的不足。從那時(shí)起這種以截頂圓錐體為理論基礎(chǔ)的原木數(shù)學(xué)模型，一直是原木數(shù)學(xué)描述領(lǐng)域中的權(quán)威模型。到 1982年， 時(shí)期，美國(guó) 假設(shè)節(jié)子在過(guò) 軸心線的平面內(nèi)，形狀是個(gè)圓錐體，原木的實(shí)測(cè)參數(shù)是材長(zhǎng)、小頭直徑和錐角。這些改進(jìn)脫離了傳統(tǒng)的原木描述形式，開(kāi)始趨向?qū)嵱没枋鲈救毕輸?shù)學(xué)模型建立的研究階段。由于原木描述方法開(kāi)始用于描述原木缺陷，因此，在制材工業(yè)先進(jìn)國(guó)家中，這種原術(shù)數(shù)學(xué)模型開(kāi)始廣泛使用。后來(lái) 鋸優(yōu)化 )研究的權(quán)威 進(jìn)的 提出了中間彎曲的原木模型，在數(shù)學(xué)模型的建立過(guò)程中增測(cè)了小頭的長(zhǎng)徑、短徑及水平面中間彎曲高度，使原木數(shù)學(xué)模型的建立從原木圓截面數(shù)學(xué)描述過(guò)渡到原木橢圓截面數(shù)學(xué)模型的描述，從直中心線過(guò)渡到彎曲中心線 ，開(kāi)始了原木形狀數(shù)學(xué)描述的新領(lǐng)域。之后，原木數(shù)學(xué)描述學(xué)者又提出了弓形彎曲、翹曲和偏心原木的數(shù)學(xué)模型，使原木數(shù)學(xué)模型的建立有了新的進(jìn)展。 目前，世界上針對(duì)原木檢測(cè)機(jī)設(shè)備主要有以下幾種： 圖 點(diǎn)定心原理圖和圖 洛公司生產(chǎn)的機(jī)械式原木 3點(diǎn)定需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 5 心機(jī)。它在工作時(shí)，木段上料支架將木段放在定心機(jī)構(gòu)上，隨后在液壓缸的推動(dòng)下，兩組 3點(diǎn)連動(dòng)定心機(jī)構(gòu)分別獨(dú)立用其定心觸點(diǎn)將木段頂起，隨后由上木機(jī)構(gòu)完成上木，實(shí)現(xiàn)一個(gè)定心上木工作循環(huán)。這種定心上木機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、定心上木生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高、定心原 理可靠等優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)生產(chǎn)線包括定心、上木、旋切等工序，整個(gè)過(guò)程僅由一人操作。該機(jī)構(gòu)最大的問(wèn)題是其定心原理與原木實(shí)際截面輪廓之間的差異，當(dāng)原木截面為圓形時(shí)這種定心方法的定心精度極高，遇到截面不規(guī)則或有缺陷原 圖 點(diǎn)定心原理圖 圖 械式 3點(diǎn)定心機(jī) 木時(shí)，定心精度會(huì)受到很大的影響。 圖 于各大制材企業(yè)來(lái)說(shuō)，合理利用原木資源，不僅是獲取利潤(rùn)的要求，也是企業(yè)能否長(zhǎng)期生存，發(fā)展壯大的關(guān)鍵。 另外，我國(guó)林區(qū)各大貯木場(chǎng)長(zhǎng)期以來(lái)在原木檢尺和原木等級(jí)分選方面采用人工方法，這樣統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)人為因素較多，既無(wú)法實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，又浪費(fèi)了大量人力、財(cái)力。同時(shí)，無(wú)法與先進(jìn)的制材加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高加工效率。當(dāng)前，世界許多國(guó)家都在研究原木檢測(cè)設(shè)備，使這一領(lǐng)域的技術(shù)日趨成熟，木材檢測(cè)設(shè)備日臻完善。 圖 光掃描原理圖 圖 木外形激光掃描系統(tǒng) 圖 對(duì)于各大制材企業(yè)來(lái)說(shuō)，合理利用原 木資源，不僅是獲取利潤(rùn)的要求，也是企業(yè)能否長(zhǎng)期生存，發(fā)展壯大的關(guān)鍵。另外，我國(guó)林區(qū)各大貯木場(chǎng)長(zhǎng)期以來(lái)在原木檢尺和被測(cè)原木 激光管 光電接收器 卡軸 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 6 原木等級(jí)分選方面采用人工方法，這樣統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)人為因素較多，既無(wú)法實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，又浪費(fèi)了大量人力、財(cái)力。同時(shí)，無(wú)法與先進(jìn)的制材加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高加工效率。當(dāng)前，世界許多國(guó)家都在研究原木形狀識(shí)別設(shè)備，使這一領(lǐng)域的技術(shù)日趨成熟，木材檢測(cè)設(shè)備日臻完善。 圖 木檢測(cè)設(shè)備 圖 木檢測(cè)設(shè)備 課題研究的目的和意義 目前，我國(guó)木材出 材率和綜合利用率指標(biāo)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，有較大的差距，而我國(guó)的森林資源低于世界平均水平，木材加工時(shí)的極大浪費(fèi)與當(dāng)前森林資源的短缺極不 協(xié)調(diào)。因此，開(kāi)發(fā)引進(jìn)先進(jìn)加工技術(shù)，千方百計(jì)提高木材出材率和利用率以降低各種木制品和各種用途用產(chǎn)品木材的消耗量是十分必要的。其中提高原木定心精度和效率也是達(dá)到上述目的的措施之一。高精度和高效率必然會(huì)帶來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)果。此外，考慮經(jīng)濟(jì)效益還應(yīng)兼顧出材率和優(yōu)等品出材率兩方面。在這種情況下，對(duì)原木外形特征描述時(shí)，要考慮節(jié)子、開(kāi)裂、彎曲等缺陷對(duì)板材或單板等級(jí)的影響，以達(dá)到木材質(zhì)量的高效 利用。目前原木定心技術(shù)最發(fā)達(dá)的國(guó)家是芬蘭。芬蘭 用激光對(duì)原木 7個(gè)斷面掃描。每個(gè)斷面每隔 10為一個(gè)測(cè)點(diǎn)，共即 252個(gè)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)接受掃描數(shù)據(jù)，繪制木段形狀圖及確定其最大的內(nèi)接圓柱體，找出最佳回轉(zhuǎn)中心，木段最終旋切位置精度達(dá)到 發(fā)原木定心技術(shù)時(shí)可借鑒芬蘭的先進(jìn)技術(shù)。我們的研究不僅要趕上世界先進(jìn)水平，而且要超過(guò)世界先進(jìn)水平，并要積極促進(jìn)該技術(shù)向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。 80年代以后，我國(guó)的家具制造業(yè)和建筑材料業(yè)迅猛發(fā)展，經(jīng)濟(jì)連續(xù)高速的發(fā)展消耗了大量的林木資源。國(guó)家近幾年相繼 出臺(tái)了保護(hù)林木的若干政策，以防止我國(guó)的林木由于過(guò)度開(kāi)采而枯竭。因此，對(duì)于制材行業(yè)的眾多企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何有效地利用有限的林木資源是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。森林資源減少，限制采伐，必然形成國(guó)內(nèi)制材業(yè)原料短缺，原料價(jià)格上漲，使各個(gè)企業(yè)生產(chǎn)成本增加，競(jìng)爭(zhēng)加劇的局面。在這種情況下，如何提高原材料的利用率，細(xì)化每一根原木的可利用部位，做到優(yōu)化下鋸，最大限度需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 7 擴(kuò)大木材的可利用率，是當(dāng)務(wù)之急。在面對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)方面，近幾年由于進(jìn)出口貿(mào)易的增加以及木材價(jià)格的開(kāi)放，將使我國(guó)的原料價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格拉平。隨著 21世紀(jì)到來(lái)，我國(guó)的制材企業(yè)更多地參 與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。在先進(jìn)的制材國(guó)家中，利用高精度原木檢測(cè)仿真系統(tǒng)對(duì)原木形狀進(jìn)行精確的描述，進(jìn)而引導(dǎo)加工設(shè)備合理加工，從而實(shí)現(xiàn) 經(jīng)變成企業(yè)生存的必要條件。在此基礎(chǔ)上，國(guó)外主要制材設(shè)備制造廠家均在他們生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)備上采用了這些技術(shù)，瑞典、芬蘭、加拿大和美國(guó)的公司都在全球推銷基于 外著名的制材專家指出：在自動(dòng)化制材中，應(yīng)進(jìn)一步提高對(duì)原木沿長(zhǎng)度方向的形狀識(shí)別，特別是對(duì)弓形彎曲、翹曲和偏心原木的更精確的識(shí)別。從以上分析可以看出，原木的形狀識(shí)別在制材行業(yè)的地位是舉足輕重的。由此可以看出，在未 來(lái)幾年，木材檢測(cè)技術(shù)將在我國(guó)制材企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中扮演重要角色。 章小結(jié) 該原木檢測(cè)機(jī)分為機(jī)架，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)構(gòu)及計(jì)算機(jī)模擬形狀圖象等，本設(shè)計(jì)就不介紹數(shù)據(jù)采集，計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬圖象信息，本設(shè)計(jì)主要介紹原木檢測(cè)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，機(jī)械工作原理，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力部件選擇和校核。 本系統(tǒng)在分析各種方法的基礎(chǔ)上提出了一種全新的思路，即首先檢測(cè)原木橫截面上均勻分布的 8個(gè)點(diǎn)，然后將這 8個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值輸入計(jì)算機(jī)，利用其中的四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行組合后，回歸出原木的橫截面模型，實(shí)現(xiàn)原木檢測(cè)的計(jì)算機(jī)化 ；同時(shí)，在檢測(cè)方式上，采用了在線快速實(shí)時(shí)測(cè)量，可以提高設(shè)備的檢測(cè)效率。 第 2章 光環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 總體原理介紹 環(huán)投影測(cè)量 機(jī) 設(shè)計(jì)原理 原木檢測(cè)機(jī)床提供了一種縱向快速檢測(cè)原木外形輪廓的機(jī)械設(shè)備及工藝技術(shù)。它利用 8個(gè)檢測(cè)觸頭檢測(cè)原木的截面形狀，為下一步計(jì)算機(jī)模擬識(shí)別原木整體外形提供必要的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。其工作原理如下： 原木由運(yùn)輸輥臺(tái)送入，啟動(dòng)電機(jī)后，傳輸鏈負(fù)載原木以一定速度勻速向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)原木運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)框時(shí)，原木端部將檢測(cè)桿推開(kāi)，檢測(cè)桿繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，最終所 有擺桿的底部觸頭落到原木表面， 8根檢測(cè)桿在原木外輪廓上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在原木行進(jìn)過(guò)程中，需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 8 因?yàn)槠渫獗砻娌豢赡苁枪饣戎睆降?，某一時(shí)刻下原木表面的凹凸起伏變化會(huì)引起擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致角度傳感器輸出值的變化。通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集到 8個(gè)傳感器的輸出值，確定出相應(yīng)檢測(cè)桿的轉(zhuǎn)角，經(jīng)運(yùn)算處理后，得出原木當(dāng)前截面上 8個(gè)采樣點(diǎn)的坐標(biāo)值。整根原木檢測(cè)完畢后，沿長(zhǎng)度方向上的所有采樣截面的檢測(cè)數(shù)據(jù)被自動(dòng)保存，并實(shí)時(shí)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示刷新，作為原木形狀三維仿真和分析計(jì)算原木端面徑級(jí)等幾何參數(shù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 圖 圖 環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的工藝流程 環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)要求完成對(duì)原木截面形狀數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)原木外形進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬再現(xiàn)；經(jīng)過(guò)運(yùn)算分析得出原木端面徑級(jí)等幾何形狀參數(shù)；由數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理每根原木的參數(shù)信息，建立原木檔案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)狀態(tài)，當(dāng)前原木的檢測(cè)數(shù)據(jù)與參數(shù)的計(jì)算結(jié)果及時(shí)更新顯示；系統(tǒng)界面形式直接，人機(jī)交互操作簡(jiǎn)單易懂，配合相應(yīng)的提示和幫助，以方便用戶使用。 本系統(tǒng)綜合采用了檢測(cè)技術(shù)以完成對(duì)原木形狀的識(shí)別過(guò)程。系統(tǒng)總體 設(shè)計(jì)流程如圖 圖 環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 9 （ 1）檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)備采用接觸式測(cè)量方法，利用 8個(gè)檢測(cè)觸頭直接與原木表面接觸。由于原木是在設(shè)備上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，其不同截面外徑的變化和表面形狀的起伏會(huì)使檢測(cè)擺桿產(chǎn)生擺動(dòng)，擺桿回轉(zhuǎn)軸與角度傳感器相連。在每根擺桿的擺動(dòng)截面內(nèi)，將原木不同截面處的直線位移值轉(zhuǎn)換成檢測(cè)傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)角度值，然后將角度值對(duì)應(yīng)的電信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理。 （ 2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 多通道數(shù)據(jù)采集一般是指同時(shí)對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行采樣，并 把采樣信號(hào)按一定格式保存下來(lái)。本機(jī)采用多個(gè)通道共享 A/方式下的每個(gè)通道通過(guò)一個(gè)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，按某一時(shí)間間隔，依次將各個(gè)通道的信號(hào)輸入到采樣保持電路，再經(jīng) A/A/入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行保存。該采樣方式的工作過(guò)程中，每個(gè)通道的采樣頻率均等，統(tǒng)一在一臺(tái)計(jì)算機(jī)的控制之下，通過(guò)掃描的方式，依次將各通道的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由計(jì)算機(jī)將其讀入并保存。 （ 3）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采集到的數(shù)據(jù)輸入到算機(jī)，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)處 理程序，進(jìn)行處理。本實(shí)驗(yàn) 采用 括每條數(shù)據(jù)帶的分析，然后將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入 行三維輪廓的模擬再現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)話界面將顯示出相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，使操作人員可以非常方便的獲知原木的輪廓信息；由于計(jì)算機(jī)界面模擬再現(xiàn)了原木的外輪廓，而且相應(yīng)的輪廓數(shù)值也顯示在人機(jī)對(duì)話界面上，這樣我們就可以在計(jì) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法 整體結(jié)構(gòu)布局見(jiàn)圖 慮到生產(chǎn)率的問(wèn)題，識(shí)別機(jī)采用既可以單機(jī)作業(yè)，又可以與其他設(shè)備連線作業(yè)的方式。原木在床身上做縱向水平運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)架置于整個(gè)機(jī)床的中間部位，在其上按圓周布置八個(gè)檢測(cè)觸頭。數(shù)據(jù)采集及處理設(shè)備位于控制室，通過(guò)信號(hào)傳輸線與檢測(cè)架連接。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 10 圖 統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局簡(jiǎn)圖 數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)是整個(gè)設(shè)備的關(guān)鍵部分，檢測(cè)框架采用螺紋連接與床身緊密結(jié)合在起，其上按圓周分布著 8個(gè)檢測(cè)擺桿，擺桿軸端安裝了檢測(cè)傳感器，傳感器既可選擇字式旋轉(zhuǎn)編碼器，又可選擇輸出信號(hào)為模擬量的角度傳感器，視具體使用情況選定。原木在設(shè)備上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于原木不同截面處直徑的大小變化和原木外表面的凹凸不平會(huì)使與之接觸的檢測(cè)擺桿繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)如圖 樣帶動(dòng)傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生反映木外形的檢測(cè)信號(hào)。 圖 測(cè)機(jī)構(gòu)頭部示意圖 本文提出了原木 8點(diǎn)檢測(cè)的方法。當(dāng)沿一根原木縱向采集 8條數(shù)據(jù)帶時(shí)，測(cè)量機(jī)構(gòu)和被測(cè)對(duì)象之間必然有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了滿足測(cè)試的精度要求，我們卻不希望對(duì)象或機(jī)構(gòu)有運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)不可避免地產(chǎn)生振動(dòng)，影響檢測(cè)精度。 在研究了以往設(shè)備定位的基礎(chǔ)上，我們可以設(shè)想出一種運(yùn)動(dòng)靜態(tài)定位方法，這種方法的基本思想是：在保證檢測(cè)點(diǎn)和我們所需要的運(yùn)動(dòng)的情況下，盡量消除其他方向的微小位移和振動(dòng)，以保證檢測(cè)精度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們采用精密輸送用鏈條作為原木運(yùn)輸載體，其縱向運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是勻速的， 而在鏈條運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，為了消除其橫向的移動(dòng)，在兩側(cè)加裝了限位裝置，這樣，就獲得了一個(gè)很穩(wěn)定的檢測(cè)狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集時(shí)，要求原木只按照其長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，不能有徑向擺動(dòng)、滾動(dòng)和較大的震動(dòng)，以保數(shù)據(jù)采集和處理 機(jī)床 檢測(cè)機(jī)構(gòu) 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 11 證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在這里我們用兩條精密輥?zhàn)觽鬏旀溩鳛樵具\(yùn)動(dòng)的載體，同時(shí)在傳輸鏈的托板上對(duì)稱安裝楔形墊塊，這種結(jié)構(gòu)保證了原木在運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性；同時(shí)，考慮到設(shè)備流水作業(yè)的需要，設(shè)計(jì)床身使其有足夠長(zhǎng)度，以防止當(dāng)一根原木正通過(guò)檢測(cè)架時(shí)，下一根原木也運(yùn)動(dòng)到床身上并產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)當(dāng)前檢測(cè)產(chǎn)生影響。 環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 目前，原木形狀的檢測(cè)主要有機(jī)械、光電、激光測(cè)量以及攝像等方法。這些方法在實(shí)際應(yīng)用中，要求由技術(shù)水平較高、操作熟練的技術(shù)人員來(lái)完成。其中，后兩種方法的設(shè)備資金投入較大；另外，在原木形狀檢測(cè)過(guò)程中，上述方法所選取的原木截面數(shù)量少，較難反映出原木的實(shí)際形狀。綜合考慮到生產(chǎn)成本，生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境的要求，傳統(tǒng)方法難以實(shí)用。因此，針對(duì)具體研究和應(yīng)用我自行研制了原木形狀檢測(cè)裝置 體結(jié)構(gòu)如圖 圖 木檢測(cè)機(jī)機(jī)床主視圖 本文設(shè)計(jì)的原木檢測(cè)機(jī)的工作方式結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，不 是針對(duì)每一根原木所作的靜態(tài)檢測(cè)，而是用一個(gè)檢測(cè)架，在原木的輸送堆垛或鋸解加工的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，使原木由檢測(cè)架縱向通過(guò)，從而檢測(cè)出原木的外形參數(shù)，將這些數(shù)據(jù)適時(shí)儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便隨時(shí)提取所需原木的外形參數(shù)，并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出所檢測(cè)原木的三維模擬圖形，從而實(shí)現(xiàn)原木的外形分析和原木的模擬鋸解和加工。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用了 器主要由機(jī)架、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)等組成，實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)如下： （ 1）檢測(cè)原木最大直徑： 300（ 2）檢測(cè)原木最小直徑： 200（ 3）檢測(cè)原木最大長(zhǎng)度： 5,000（ 4）檢測(cè)原木最小長(zhǎng)度： 1,000（ 5）機(jī)床功率： 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 12 （ 6）送料速度： 15m （ 7）機(jī)床外形尺寸（長(zhǎng)寬高）： 3,500 650 1,500（ 8）機(jī)床重量（凈重）： 1,112架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 機(jī)架的作用是支承其他零部件、保證它們的相互位置、承受各種作用力等。圖 圖 架結(jié)構(gòu)圖 機(jī)架要具有在外載荷作用下抵抗變形的能力，即要有足夠的剛度。我們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到加工過(guò)程中的變形和應(yīng)力，將機(jī)架上部設(shè)計(jì)成矩形框架，其結(jié)合處采用焊接形式，形成一個(gè)整體，保證了其上安裝的導(dǎo)軌和軸座基準(zhǔn)面可以在刨床上一次走刀加工完畢，確保整個(gè)機(jī)架的幾何和安裝精度 。支腿采用梯形結(jié)構(gòu)，按兩端和中間三點(diǎn)形式布置，使整個(gè)床身受力均勻，減小了上部橫梁在原木通過(guò)時(shí)承受壓力而變形的可能性。支腿與床身采用螺栓連接，使整個(gè)床身結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，增強(qiáng)了整體抗震性。實(shí)驗(yàn)原木外形尺寸定為長(zhǎng)度 3000架整體長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 3500樣每?jī)蓚€(gè)支腿之間的距離為不足兩米，這樣當(dāng)原木置于床身上時(shí)，床身在垂直方向上的變形可以忽略不計(jì)。機(jī)架的前部設(shè)計(jì)安裝了檔料護(hù)板，防止原木滾落。 由于機(jī)架是支撐整個(gè)原木檢測(cè)機(jī)重量和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候原木的重量，所以要對(duì)機(jī)架進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證機(jī)架是否可以。把原木檢測(cè)機(jī)看作一個(gè)整體，機(jī) 架所受的力主要包括本身，檢測(cè)機(jī)構(gòu)，輸送機(jī)構(gòu)和被測(cè)原木的共同的重力，如果對(duì)機(jī)架所受的力進(jìn)行分析，將會(huì)非常的復(fù)雜，只要設(shè)計(jì)的機(jī)架大于原木檢測(cè)機(jī)的重力就可以了。 送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 物料輸送機(jī)構(gòu)常采用的方式有：跑車、托板式皮帶運(yùn)輸機(jī)、輥臺(tái)、鏈條等。由于原木外表面凹凸不平，為了在檢測(cè)時(shí)確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性，原木做縱向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其自身需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 13 必須保持靜止，既不要有縱向竄動(dòng)，又不能有轉(zhuǎn)動(dòng)。綜合考慮各種情況發(fā)現(xiàn)，原木在輥臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其表面的節(jié)子等突起與輥?zhàn)咏佑|時(shí)會(huì)造成原木跳動(dòng)，無(wú)法保證檢測(cè)精度；由于托板式皮帶運(yùn)輸機(jī)可能會(huì)產(chǎn)生皮 帶跑偏、運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)、皮帶磨損等原因，故也不適合輸送被檢測(cè)原木；跑車不存在以上問(wèn)題，而且運(yùn)行平穩(wěn)，原木在跑車上也易于固定，但是跑車無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，其一個(gè)工作循環(huán)只能運(yùn)送一根原木，而且造成檢測(cè)架尺寸加大，檢測(cè)擺桿布置不均勻等問(wèn)題。綜上，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)選用了鏈條作為輸送原木的載體，原木置于鏈條上，與鏈條一起在平滑的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。圖 圖 送機(jī)結(jié)構(gòu)圖 采用精密輸送用輥?zhàn)渔湕l，型號(hào) 節(jié)距 條在機(jī)架的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。鏈條共計(jì)有兩條，兩端有雙鏈輪，其中一組 鏈輪接動(dòng)力機(jī)構(gòu)，另一組鏈輪上安裝有漲緊機(jī)構(gòu)。雙鏈輪如圖 證了兩條輸送鏈運(yùn)動(dòng)同步。軸兩端采用球面調(diào)心軸承，具有自動(dòng)調(diào)整鏈輪軸的作用，這樣可以保證前后兩根軸具有較高的位置度。 當(dāng)原木運(yùn)動(dòng)到輸送鏈條上時(shí)，原木相對(duì)于鏈條是靜止不動(dòng)的，鏈條帶動(dòng)原木一起 向前移動(dòng)。由于鏈條的輥?zhàn)釉诠饣膶?dǎo)軌上做純滾動(dòng)，這樣可保證原木平穩(wěn)地通過(guò)檢測(cè)架，保證其檢測(cè)的精確性，從而提高檢測(cè)的精度，檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)原始數(shù)據(jù)，傳入給檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和運(yùn)算，這樣就能計(jì)算出的檢測(cè)原木的直徑，面積以及外形輪廓 。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 14 圖 輪軸結(jié)構(gòu)圖 章小結(jié) (1)討論了光環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 的總體設(shè)計(jì)原則，并對(duì)各機(jī)構(gòu)的選型作了重點(diǎn)分析。簡(jiǎn)要介紹了其結(jié)構(gòu)。 (2)為光環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 的設(shè)計(jì)、選型提供了較多信息，可為今后光環(huán)投影測(cè)量機(jī)設(shè)計(jì) 的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供參考。 (3)本章設(shè)計(jì)了光環(huán)投影測(cè)量 機(jī)設(shè)計(jì) 的機(jī)械部分，綜合分析了各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)以及本設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，介紹了相應(yīng)部分的功能及實(shí)現(xiàn)原理。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 咨詢 14951605 15 第 3章 動(dòng)力部件選擇和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 縱向輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置是指從電動(dòng)機(jī)至驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳動(dòng)減速裝置。目前所應(yīng)用的驅(qū) 動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)方案達(dá) 10種以上。常用的有下列四種 : (1)角帶傳動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)輪； (2)速器驅(qū)動(dòng)輪； (3)速器鏈條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪； (4)角帶傳動(dòng)開(kāi)式齒輪驅(qū)動(dòng)輪。 這四種傳動(dòng)減速方案中，第 l、第 2和第 3種方案由于布局合理，工作可靠，因此應(yīng)用最多，約占 80%以上，適宜原木輸送作業(yè)的要求。驅(qū)動(dòng)裝置的位置選擇是原木縱向輸送機(jī)應(yīng)用中的一個(gè)重要問(wèn)題。在選擇驅(qū)動(dòng)裝置的位置時(shí)，必須設(shè)法減少牽引構(gòu)件中的最大拉力，這樣可使?fàn)恳龢?gòu)件的尺寸和重量減小。 我們?cè)谠O(shè) 計(jì)中采用了上面的第三種方案，電動(dòng)機(jī)減速器鏈條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，把電動(dòng)機(jī)和減速器該用為減速電機(jī)。圖 圖 動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，正確的選擇電動(dòng)機(jī)能直接影響機(jī)床的結(jié)構(gòu)和壽命，所以選擇時(shí)要根據(jù)工作機(jī)的工作特性，工作環(huán)境等，選擇電動(dòng)機(jī)的類型，功率和轉(zhuǎn)速。 （ 1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型 本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)減速器鏈條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪這種傳動(dòng)方式時(shí)，為了便于制造，減小設(shè)備的復(fù)雜程度，我們?nèi)∠藴p速器這