[发明专利]用于构建渐缩结构的控制系统和方法

说明书

一种用于形成渐缩结构的控制系统包括传感器，传感器对用于形成渐缩结构的机器提供反馈，该机器包括至少三个轧辊，轧辊具有至少一个弯曲轧辊和至少两个导引轧辊。导引轧辊可包括滚轮排，滚轮排具有多个滚轮。机器还可包括调节机构，以定位至少一个轧辊，其中正在形成的渐缩结构的直径由轧辊的相对位置控制。机器还可包括连结元件，以在材料胚件滚过轧辊时将其边缘连结在一起，以形成渐缩结构。控制系统还可包括控制器，以接收来自传感器的反馈，以及将基于反馈的控制信号发送到调节机构，以定位至少一个轧辊。

相关申请的交叉应用

本申请要求2014年3月28日提交的美国专利申请No. 14/228,481的优先权，该申请通过引用而整体地结合在本文中。

本申请涉及2012年9月20提交的美国专利申请No. 13/623,817，该申请要求2011年9月20日提交的美国临时申请No. 61/537的优先权，它们各自都通过引用而整体地结合在本文中。

本申请还涉及2010年1月25日提交的美国专利申请No. 12/693,369，该申请通过引用而整体地结合在本文中。

关于联邦赞助研发的声明

本发明是根据能源部授予的合同DE-SC0006380在政府的支持下完成的。政府对本发明具有某些权利。

本发明是根据国家科学基金授予的1248182根据NSF SBIR PI在政府的支持下完成的。政府对本发明具有某些权利。

技术领域

本文大体涉及用于构建渐缩结构的控制系统，以及用于控制用于构建渐缩结构的机器的方法。

背景技术

存在可生产诸如圆锥或去顶圆锥结构的渐缩结构的多种技术和装置。一种构建渐缩结构的大体方法包括使金属胚件(stock)以期望的方式弯曲或变形，然后使胚件在某些点处连结到本身上，或者在某些点处将胚件连结到其它结构上。用于这样的技术的控制系统无法促进基本连续且精确地构建渐缩结构，例如，用于用作风力涡轮塔筒的渐缩结构。

存在形成连续直径管(例如管子等)的螺旋焊接机。这些机器可包括控制系统，其中操作者基于管直径的测量值来调节螺旋焊接机的参数。但是，制造渐缩结构有额外的难以控制的自由度，并且因此需要一种用于构建渐缩结构的控制系统和方法，其中连续且自动地调节用于形成渐缩结构的机器，以产生基本无误差的渐缩结构。

发明内容

大体上，一方面，一种用于形成渐缩结构的控制系统包括传感器，传感器对用于形成渐缩结构的机器提供反馈。用于形成渐缩结构的机器可包括至少三个轧辊(roll)，轧辊包括至少一个弯曲轧辊和至少两个导引轧辊。导引轧辊可包括滚轮(rollette)排，滚轮排具有多个滚轮。用于形成渐缩结构的机器还可包括调节机构，调节机构构造成定位至少一个轧辊，其中正在形成的渐缩结构的直径由轧辊的相对位置控制。用于形成渐缩结构的机器还可包括连结元件，连结元件构造成在材料胚件滚过轧辊时将材料胚件的边缘连结在一起，以形成渐缩结构。控制系统还可包括控制器，控制器构造成接收来自传感器的反馈，以及将基于反馈的控制信号发送到调节机构，以定位至少一个轧辊。

大体上，另一方面，一种用于形成渐缩结构的控制系统包括传感器，传感器对用于形成渐缩结构的机器提供反馈。用于形成渐缩结构的机器可包括至少三个轧辊，轧辊包括至少一个弯曲轧辊和至少两个导引轧辊。导引轧辊可包括滚轮排，滚轮排具有多个滚轮。用于形成渐缩结构的机器还可包括进料调节机构，进料调节机构构造成在材料胚件馈送到轧辊中时定位材料胚件，其中材料胚件在滚过轧辊时形成渐缩结构。用于形成渐缩结构的机器还可包括连结元件，连结元件构造成在材料胚件滚过轧辊时，将材料胚件的边缘连结在一起，以形成渐缩结构。控制系统还可包括控制器，控制器构造成接收来自传感器的反馈，以及将基于反馈的控制信号发送到进料调节机构，以在材料胚件馈送到用于形成渐缩结构的机器中或馈送通过用于形成渐缩结构的机器时定位材料胚件。