在面对国际竞争方面，近几年由于进出口贸易的增加以及木材价格的开放，将使我国的原料价格与国际市场价格拉平。随着世纪到来，我国的制材企业更多地参与国际竞争。在先进的制材国家中，利用高精度原木检测仿真系统对原木形状进行精确的描述，进而引导加工设备合理加工，从而实现制材，已经变成企业生存的必要条件。在此基础上，国外主要制材设备制造厂家均在他们生产的数控设备上采用了这些技术，瑞典芬兰加拿大和美国的公司都在全球推销基于技术的制材设备。国外著名的制材专家指出在自动化制材中，应进步提高对原木沿长度方向的形状识别，特别是对弓形弯曲翘曲和偏心原木的更精确的识别。从以上分析可以看出，原木的形状识别在制材行业的地位是举足轻重的。由此可以看出，在未来几年，木材检测技术将在我国制材企业的实际生产中扮演重要角色。.本章小结该原木检测机分为机架，驱动机构，检测机构，数据采集机构，数据计算机构及计算机模拟形状图象等，本设计就不介绍数据采集，计算和计算机模拟图象信息，本设计主要介绍原木检测机的机械结构组成，机械工作原理，驱动系统结构和动力部件选择和校核。本系统在分析各种方法的基础上提出了种全新的思路，即首先检测原木横截面上均匀分布的个点，然后将这个点的坐标值输入计算机，利用其中的四个点进行组合后，回归出原木的横截面模型，实现原木检测的计算机化同时，在检测方式上，采用了在线快速实时测量，可以提高设备的检测效率。第章原木检测机总体设计.原木检测机总体原理介绍原木检测机设计原理原木检测机床提供了种纵向快速检测原木外形轮廓的机械设备及工艺技术。它利用个检测触头检测原木的截面形状，为下步计算机模拟识别原木整体外形提供必要的实测数据。其工作原理如下原木由运输辊台送入，启动电机后，传输链负载原木以定速度匀速向前运动。当原木运动到检测框时，原木端部将检测杆推开，检测杆绕芯轴转动，最终所有摆杆的底部触头落到原木表面，根检测杆在原木外轮廓上做相对运动。在原木行进过程中，因为其外表面不可能是光滑等直径的，时刻下原木表面的凹凸起伏变化会引起摆杆转动，从而导致角度传感器输出值的变化。通过计算机实时采集到个传感器的输出值，确定出相应检测杆的转角，经运算处理后，得出原木当前截面上个采样点的坐标值。整根原木检测完毕后，沿长度方向上的所有采样截面的检测数据被自动保存，并实时在计算机屏幕上显示刷新，作为原木形状三维仿真和分析计算原木端面径级等几何参数的数据基础。图.为整个硬件系统的工艺流程图.原木检测机系统的工艺流程原木形状识别机设计方案本系统要求完成对原木截面形状数据的自动实时检测。根据实测数据，对原木外形进行计算机模拟再现经过运算分析得出原木端面径级等几何形状参数由数据库统存储和管理每根原木的参数信息，建立原木档案，实现数据共享用户实时监控检测状态，当前原木的检测数据与参数的计算结果及时更新显示系统界面形式直接，人机交互操作简单易懂，配合相应的提示和帮助，以方便用户使用。本系统综合采用了检测技术以完成对原木形状的识别过程。系统总体设计流程如图.所示图.原木检测机系统总体设计流程检测系统设计设备采用接触式测量方法，利用个检测触头直接与原木表面接触。由于原木是在设备上作匀速直线运动，其不同截面外径的变化和表面形状的起伏会使检测摆杆产生摆动，摆杆回转轴与角度传感器相连。在每根摆杆的摆动截面内，将原木不同截面处的直线位移值转换成检测传感器的转动角度值，然后将角度值对应的电信号经数据采集卡传输到计算机处理系统进行分析和处理。数据采集系统设计多通道数据采集般是指同时对多路信号进行采样，并把采样信号按定格式保存下来。本机采用多个通道共享转换器的方式，该方式下的每个通道通过个多路转换开关，按计.原木检测机总体原理介绍原木检测机设计原理原木形状识别机设计方案.结构实现方法.原木检测机机械部分设计.机架结构设计和计算.输送机构结构设计.本章小结第章动力部件选择和传动机构的计算.电动机的选择.链传动的计算小链条的选择和校验大链条的校验计算链轮的设计计算.链轮轴的设计和校核轴的材料的选择按扭转强度条件计算按弯扭合成强度条件计算轴的安全系数校核.轴承的选择和校核选择轴承轴承的选用计算.链轮轴键的选择和键联接的强度计算键的类型选择计算键工作面剪切计算键工作面挤压.螺栓的选择和校核.本章小结第章检测机构的设计计算.检测机构结构设计.检测系统原理的计算.检测机构的零件的选择和校核传感器的选择和原理检测摆杆轴的选择和校核弹簧丝的选择和计算传感器中轴承的选择和计算.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.概述随着现代木材加工工业技术的发展，传统的制材技术正在逐步更新，以制材学和测树学为基础的原木描述理论已经不能适应现代木材工业的发展。因此，有必要在理论方法手段上建立套全新的原木外形及其缺陷的描述体系，采用新的高精度的计算公式，将制材学与测树学的原木描述理论向前推进步采用新发明新技术制造新设备，实现原木检测过程的高度自动化，以适应现代木材加工工业的发展。般情况下原木模型的实测参数越多，重建模型的精度越高。但实测参数越多会使检测设备复杂，数据处理和优化计算量增大，导致对计算机的容量要求高投资增大不利于推广应用。所以，找出种即可以保证原木描述精度，又不需要大量检测参数的原木最佳形状识别体系，直是国内外从事原木模型描述学者潜心研究的课题。另外，如何利用先进的原木检测技术，对原木形状进行真实再现，以利于木材的分类选择合理加工提高其利用率，对制材企业来说显得尤为重要。.国内和国外原木检测机设备的发展分析我国对原木检测技术的研究始于上世纪年代以前，从国内的研究形势和方向看，今后我国的研究重点可能会向以下几个方面发展根据原木干形，建立原木的分段模型，提高原木的检测精度。原木模型的设计必须与检测设备的研究同步进行。最佳的模型优化设计应节省设备投资，抛弃不实用的数学模型，推广和完善有利于普及和应用的数学模型。逐步提高离散模型和仿真模型矩阵的阶数发，展动态检测技术，使离散模型尽快地应用于实际生产中。目前，国内采用最多的原木检测形式是人工检测的方法。手工检尺存在着诸多不利方面，其检测结果受人为因素影响很大。这种方法完全由人操作控制，依据工人的眼看心算，获得原木的尺寸规格等参数。检尺员的工作经验工作态度等导致了工作结果差别很大。另外，这种方法的劳动强度大，效率低。随着科学技术的进步和社会生产率的快速提高，这种传统方法难以适应制材行业的发展。因此，人工检测的方法是种落后的生产方式，随着计算机技术的迅速发展与普及，这种生产方式终将被淘汰。我国在原木检测领域与发达国家相比差距较大。国内生产企业中只有少数大型厂家采用光环定心机对原木进行定心检测。光环定心机的工作原理是采用两组同心光环分别打在原木的两个端面上，由人工目测确定原木两端面的中心点，然后通过液压控制的机械式升降台架来调整原木的位置，通过操作者的目测使其在两端面上原木与光环相内接，从而确定出两端面的最大内接圆。光环定心机对弯曲度不超过的大径级原木进行定心比较有效，但对于弯曲度较大的小径级原木来讲就显得有些力不从心。特别是随着大径级原木的不断锐减以及单板旋切速度的不断提高，对原木定心精度和定心速度的要求也随之提高。现在国外最高的定心速度已经达到每分钟根以上，光环定心机已经无法满足这样旋切生产节拍的要求。除此之外，我国还有许多胶合板生产厂家还使用根据点定心和点定心原理研制开发的机械定心机对原木进行定心。虽然这些机械定心机的定心精度比人工定心精度要高且出材率可提高，但在实际生产过程中这种机械式定心机对原木的径级和截面圆形度的要求较高，所以较难满足实际生产的需求。我国对原木旋切定心机的研制基本上是经历了个从人工定心到点点定心再到光环定心的过程。但是我国对定心机的研制起步较晚，目前只有信阳木工机械厂等少数几个厂家可生产较为先进的光环投影定心机例如信阳木工机械厂生产的和型光环投影定心机。多数厂家还停留在点点及普通光环定心机的制造上。现在我国已经在试制点机械式定心机及激光扫描定心机。将计算机技术应用到原木形状识别领域，是近十年兴起的新技术，在我国尚处于研究开发阶段。计算机本身具有许多优点，如运算速度快工作可靠可进行人机对话随机数据存储与查询模拟技术等，完全可以承担对原木直径长度外形轮廓的自动检测。国内在这方面有些新的研究，如南京林业大学在其国家自然科学基金项目“原木断层扫描图像识别与虚拟切削研究”中，应用扫描技术，重构原木内部缺陷信息的三维图像，通过图像处理与识别提取原木的外形和缺陷信息，同时进行多种方案的模拟切削，以最优化的方案获得最大的出材率和经济效益，进而控制锯解或旋切木材的出材率由北京航空航天大学和广西南宁凤凰纸业有限公司合作研制开发的“原木材积自动化检测系统”，结合自动化测试技术与计算机视觉技术,采用工控机控制高分辨率的工业电荷耦合器数字成像单元，对原木端面摄像，并把图像数据传输到工控机，利用相应的图像处理和识别软件处理后，将结果存入数据库，实现了随时调用。国外原木检测理论发展较早。年代中期，世界上研究原木数学模型有了新的进展。年和提出了只为特定工序的专业下锯设备应用的几种附加的数学模型。同时期，也建立了同样的数学模型，弥补了传统原木描述理论的不足。从那时起这种以截顶圆锥体为理论基础的原木数学模型，直是原木数学描述领域中的权威模型。到年，提出了以二次干曲线绕轴旋转形成的圆截顶原木数学描述理论。同时期，美国研究室在研究中开始考虑了原木芯部缺陷和节子的分布。它假设节子在过轴心线的平面内，形状是个圆锥体，原木的实测参数是材长小头直径和锥角。这些改进脱离了传统的原木描述形式，开始趋向实用化描述原木缺陷数学模型建立的研究阶段。由于原木描述方法开始用于描述原木缺陷，因此，在制材工业先进国家中，这种原术数学模型开始广泛使用。后来下锯优化研究的权威教授在“改进的系统”中提出了中间弯曲的原木模型，在数学模型的建立过程中增测了小头的长径短径及水平面中间弯曲高度，使原木数学模型的建立从原木圆截面数学描述过渡到原木椭圆截面数学模型的描述，从直中心线过渡到弯曲中心线，开始了原木形状数学描述的新领域。之后，原木数学描述学者又提出了弓形弯曲翘曲和偏心原木的数学模型，使原木数学模型的建立有了新的进展。目前，世界上针对原木检测机设备主要有以下几种图.是点定心原理图和图.是法国瓦莱特•格洛公司生产的机械式原木点定心机。它在工作时，木段上料支架将木段放在定心机构上，随后在液压缸的推动下，两组点连动定心机构分别独立用其定心触点将木段顶起，随后由上木机构完成上木，实现个定心上木工作循环。这种定心上木机构具有结构紧凑定心上木生产效率高自动化程度高定心原理可靠等优点，整个生产线包括定心上木旋切等工序，整个过程仅由人操作。该机构最大的问题是其定心原理与原木实际截面轮廓之间的差异，当原木截面为圆形时这种定心方法的定心精度极高，遇到截面不规则或有缺陷原图.点定心原理图图.机械式点定心机木时，定心精度会受到很大的影响。图.是激光扫描原木检测系统原理图，图.是芬兰生产的原木外形激光扫描系统。对于各大制材企业来说，合理利用原木资源，不仅是获取利润的要求，也是企业能否长期生存，发展壮大的关键。另外，我国林区各大贮木场长期以来在原木检尺和原木等级分选方面采用人工方法，这样统计出的数据人为因素较多，既无法实现科学管理，又浪费了大量人力财力。同时，无法与先进的制材加工设备实现数据共享，提高加工效率。当前，世界许多国家都在研究原木检测设备，使这领域的技术日趋成熟，木材检测设备日臻完善。图.激光扫描原理图图.原木外形激光扫描系统图.图.是在近几年世界