[发明专利]整体螺栓拉伸机拉伸量自动测量装置

说明书

技术领域

本发明属于机电一体化技术领域，具体涉及一种自动测量装置。

背景技术

整体螺栓拉伸机是核电站开关压力容器顶盖的专用机电一体化设备，其通过锁紧主螺栓的底端，并通过液压动力将顶端拉长，使主螺栓产生弹性变形从而产生预紧力，在液压拉伸的整个过程中，需要始终依靠拉伸量测量系统对主螺栓的伸长量进行监测，并将伸长量的数据传输到控制台上。现有的伸长量测量装置在不使用的时候是放置在工作平台外侧的支撑板上，依靠伸长量测量装置底部的磁铁吸附在支撑板上，稳固存放，共有58套，对应58个主螺栓。在使用时，需要操作人员手动将伸长量测量装置从支撑板上拔出，从工作平台外侧绕出，下降放到主螺栓上。伸长量测量装置的支架与主螺栓顶部表面接触。伸长量测量装置的顶杆与主螺栓内部的芯杆接触。根据主螺栓被拉伸时，内部芯杆长度不变，产生一个距离差的原理，实现主螺栓伸长量的测量。

由于测量位置所在环境具有一定的辐射，且测量表的数目较多，如果仅仅人工放置必将导致操作人员在辐射环境中滞留较长时间，从而增加操作人员的辐射剂量，对身体健康造成损害。申请号为201310010466.5的中国专利申请公开了一种利用磁头测量活塞杆伸缩时的磁晶格的磁场变化，分析磁场信号的超前滞后关系和交替变化次数，得出伸缩方向和伸长量的方法，该测量方法采用的是电磁原理，在核辐射环境下，对电磁产品的性能会有较大的干扰，除此之外其所设计的机械装置无法自动固定在测量端，从而无法达成自动测量的目的。

发明内容

本发明的目的是：为弥补现有技术的不足，提供一种可以自动测量装置，在有限狭小的空间内实现对整体螺栓拉伸机拉伸量的自动测量。

本发明的技术方案是：一种整体螺栓拉伸机拉伸量自动测量装置，它包括：执行装置与控制装置；其中，

执行装置包括：固定板、悬臂梁、绕线帽、限位开关A、限位开关B、关节电机A、关机电机B、托架、适配器与测量表；

固定板为L型结构，其水平部分设有通孔，竖直部分设有安装孔，水平部分的上表面还有挡位块；

悬臂梁的表面设有左、中、右三个通孔，在悬臂梁的左侧的端面上设有限位块；

托架安装在固定板的下表面，其底部设有U型槽；

限位开关A安装在固定板的上表面；

限位开关B安装在托架上，其触点高于固定板的上端面；

关节电机A固定安装在固定板的下表面，其输出轴穿过固定板上的通孔，悬臂梁通过其左侧的通孔与关节电机A的输出轴固定连接；

关机电机B固定安装在悬臂梁的下表面，其输出轴穿过悬臂梁中间的通孔并与绕线帽固定连接；

绕线帽上的线绳穿过悬臂梁右侧的通孔与适配器连接；

测量表安装在适配器上；

当悬臂梁转动时，会分别与限位开关A、限位开关B的触点发生接触；

控制装置包括：工控机、FPGA、数据转换模块A、数据转换模块B、电流放大模块A、电流放大模块B、电流检测模块A与电流检测模块B；

FPGA内写入执行固定程序，工控机用于显示来自测量表的测量数据；

工控机通过CAN数据总线与数据转换模块A连接；数据转换模块A与FPGA连接；测量表通过数据转换模块B连接至FPGA；FPGA的输出信号分两路分别连接电流放大模块A与电流放大模块B；电流放大模块A连接执行装置中的关节电机A，电流放大模块B连接执行装置中的关节电机B；电流检测模块A与关节电机A及FPGA连接，电流检测模块B与关节电机B及FPGA连接；

限位开关A与限位开关B与FPGA相连，当限位开关A或限位开关B的触点被触碰时，向FPGA发送停止关节电机A的信号。

本发明的有益效果是：(1)在有限狭小的空间内实现了对螺栓拉伸量的精确、高效、安全、自动测量，缩短了人员在辐射环境下的滞留时间，减少了其所接受的辐射剂量，保护了操作人员的健康。同时，此项技术可以移植到其他恶劣环境的自动测量，弥补了国内在此方面的技术缺失。

(2)使用柔性线绳对测量表进行放置，增加冗余，避免机械结构硬接触带来的设备损坏，同时大大提升测量准确度。

(3)机械臂转动角度采用机械限位，开关限位，电流控制三重保护措施，保证核工业环境下的作业安全。

(4)数据采集处理器使用FPGA为核心的系统构架，有效的保证控制大容量的末端设备与数据采集。

附图说明

图1为本发明中执行装置结构示意图；

图2为本发明中控制装置结构框图；

图3为本发明中执行装置从初始位至测量位的运动示意图；