[发明专利]一种工程机械及其卷扬乱绳监测装置和方法

权利要求书

1.一种卷扬乱绳监测装置，其特征在于，包括卷扬乱绳预警单元和卷扬乱绳报警单元；

其中，所述卷扬乱绳预警单元包括：

第一检测部件，用于获取卷扬起吊重量信息；

第二检测部件，用于获取卷扬的卷筒旋转信息；

控制器，用于根据所述起吊重量信息，获取卷扬钢丝绳拉力F，并根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬钢丝绳收放速度V，并判断所述钢丝绳拉力F或钢丝绳收放速度V是否超过限定值，若判断结果为是，则输出预警信息；

其中，所述卷扬乱绳报警单元包括：

卷扬监控摄像部件，用于实时采集卷扬卷筒上的钢丝绳图像；

图像处理设备，用于从采集到的钢丝绳图像中提取钢丝绳位置信息并进行平行度分析，并判断钢丝绳平行度指标是否超出不同等级的阈值，若判断结果为是，则输出不同等级的报警信息，所述不同等级的报警信息分别表示不同的乱绳程度。

2.根据权利要求1所述的卷扬乱绳监测装置，其特征在于，所述控制器按照公式F＝G/N计算钢丝绳拉力F，其中G为卷扬起吊重量，N为钢丝绳滑轮组倍率。

3.根据权利要求1所述的卷扬乱绳监测装置，其特征在于，所述控制器按照公式V＝n·π·R/T₁计算钢丝绳收放速度V，其中T₁为限定时间，n为限定时间内卷扬转动圈数，R为钢丝绳在卷扬上的缠绕直径。

4.根据权利要求1所述的卷扬乱绳监测装置，其特征在于，所述控制器按照下述方式判断所述钢丝绳拉力F和钢丝绳收放速度V是否超过限定值：

预设钢丝绳拉力范围[F₁,F₂]和钢丝绳收放速度范围[V₁,V₂]，其中F₁、F₂分别为设定的钢丝绳拉力下限值和上限值，V₁、V₂分别为设定的钢丝绳收放速度下限值和上限值；

若钢丝绳拉力F超出预设范围[F₁,F₂]，或钢丝绳收放速度V超出预设范围[V₁,V₂]，则判断结果为是，反之，判断结果为否。

5.根据权利要求1所述的卷扬乱绳监测装置，其特征在于，所述图像处理设备按照下述方式提取钢丝绳位置信息并进行平行度分析：

通过卷扬监控摄像部件实时采集钢丝绳图像；

对采集的钢丝绳图像进行预处理，减少噪声干扰，提高系统准确度和鲁棒性，且当图像信息微弱、无法识别时，对图像进行增强、集合调整；

进行图像分割，定位分理出待识别物体，此环节输入整幅图像，输出像元图像；

抽取图像特征，利用图像检测技术，对滤波后的图像进行图像提取，获得钢丝绳线性信息；

根据钢丝绳线性信息，获取钢丝绳倾斜角度，并判断钢丝绳倾斜角度是否超出阈值。

6.根据权利要求1所述的卷扬乱绳监测装置，其特征在于，所述控制器按照下述方式输出报警信息：

设定不同等级的钢丝绳平行度指标阈值；

判断钢丝绳平行度指标是否超过设定的各阈值，若判断结果为是，则输出与不同等级阈值相对应的不同等级报警信息。

7.一种卷扬乱绳监测方法，包括以下步骤：

卷扬乱绳预警：

获取卷扬起吊重量信息；

获取卷扬的卷筒旋转信息；

根据所述起吊重量信息，获取卷扬钢丝绳拉力F，并根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬钢丝绳收放速度V，并判断所述钢丝绳拉力F或钢丝绳收放速度V是否超过限定值，若判断结果为是，则输出预警信息；

卷扬乱绳报警：

实时采集卷扬卷筒上的钢丝绳图像；

从采集到的钢丝绳图像中提取钢丝绳位置信息并进行平行度分析，并判断钢丝绳平行度指标是否超出阈值，若判断结果为是，则输出报警信息。

8.根据权利要求7所述的卷扬乱绳监测方法，其特征在于，按照公式F＝G/N计算钢丝绳拉力F，其中G为卷扬起吊重量，N为钢丝绳滑轮组倍率。

9.根据权利要求7所述的卷扬乱绳监测方法，其特征在于，按照公式V＝n·π·R/T₁计算钢丝绳收放速度V，其中T₁为限定时间，n为限定时间内卷扬转动圈数，R为钢丝绳在卷扬上的缠绕直径。