[发明专利]一种基于双目视觉与激光信息融合的矿井罐道故障定位系统

说明书

本发明提供一种基于双目视觉与激光信息融合的矿井罐道故障定位系统，包括视觉与激光组件、荧光屏、提升容器、罐道梁、刚性罐道、交互界面和基座，所述荧光屏固定于提升容器下表面的前侧，且中心线与提升容器中心线共线，所述视觉与激光组件包括CCD相机、激光器和底板，且中心点与荧光屏中心点重合，所述CCD相机实时捕捉荧光屏上由激光器发射的激光斑点，通过图像处理和质心计算两激光斑点在X方向和y方向的坐标偏移量，得到立井内刚性罐道变形量与提升容器下降深度。本发明系统采用非接触式测量，不易受外界电流干扰而发生信号失真且抗干扰能力较强，可实现实时监测刚性罐道振动信号且测量精度高，有效解决了矿井内罐道故障诊断及定位的困难。

技术领域

本发明属于矿井罐道健康监测技术领域，具体涉及一种基于双目视觉与激光信息融合的矿井罐道故障定位系统。

背景技术

矿井提升系统在煤矿生产过程中具有十分重要的地位，担负着开采过程中人员与物资的输送任务，刚性罐道作为提升容器运行的导向装置，是立井提升系统安全运行的保障。矿井提升系统的健康状态将直接影响煤矿的安全高效生产，常见的罐道故障为接头松动、接头错位、钢轨弯曲以及导向装置松动。因此，需要对刚性罐道工作状态进行检测，矿井提升设备的安全高效运行是煤矿提高生产效率、减少生产成本和保障生命财产安全的重要前提，及时发现导向装置潜在的故障和安全隐患，对整个提升系统运行状况进行评估，对整个煤矿的安全生产具有重要的意义。

国内外学者针对刚性罐道故障诊断，更多的对于接触式传感器采集振动信号的探究。而机器视觉是非接触式测量的重要组成，他的监测精度随着相机的发展不断提高，愈发显示出传统接触式测量方法无法比拟的优越性。因此，实现井下非接触式高精度采集刚性罐道故障的振动信号并对故障进行定位是我们发明装置的改进重点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于双目视觉与激光信息融合的矿井罐道故障定位系统，具备结构紧凑、实时监测、测量精度高、抗干扰能力较强和非接触式等优点，解决了现有针对矿井罐道故障诊断及定位技术误差大、易受外界电流干扰而发生信号失真、延迟、传感器安装困难等问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于双目视觉与激光信息融合的矿井罐道故障定位系统，包括视觉与激光组件、荧光屏、提升容器、罐道梁、刚性罐道、交互界面和基座，所述荧光屏为方形，固定于提升容器下表面的前侧，且中心线与提升容器中心线共线，所述视觉与激光组件固定在基座前侧，且中心点与荧光屏中心点重合，所述交互界面设置在基座右侧，且与视觉与激光组件通过有线连接。

进一步的，所述刚性罐道设置有若干组，且相互间首尾两端固定无错位接合，所述刚性罐道相对的一侧采用螺栓紧固件固定连接有罐道梁，且罐道梁设置有若干组呈等距离排列，所述刚性罐道和罐道梁组合成导向装置。

进一步的，所述提升容器包括滚轮罐耳、上盘、立柱和下盘，所述滚轮罐耳设置有十二组，所述滚轮罐耳分布在刚性罐道凸槽的三个侧面，且滚轮罐耳对称固定在上盘和下盘外表面，所述立柱两端分别固定连接有上盘和下盘，且立柱设置有四组呈等距离排列，所述上盘、立柱和下盘组合成半封闭式容器。

进一步的，所述视觉与激光组件包括CCD相机、激光器和底板，所述CCD相机设置有两组且选用工业相机，所述CCD相机倾斜固定于底板呈对称分布，且CCD相机与竖直面倾斜角度可根据实际情况进行调节，所述激光器竖直固定于底板的上表面呈对称分布，且设置有两组，所述CCD相机和激光器分布在同一水平线上。

进一步的，所述滚轮罐耳包括滚轮、滚轮支架、预紧力螺栓、弹簧和滚轮底座，所述滚轮通过连接件活动连接在滚轮支架的直角端，且滚轮滚动贴合在刚性罐道凸槽的三个侧面，所述预紧力螺栓连接滚轮支架，且可调节轴心线方向的预紧力，所述弹簧的一端连接预紧力螺栓，且弹簧的另一端连接在滚轮底座上，所述滚轮底座通过螺栓紧固件固定连接在提升容器的上盘和下盘外表面。

本发明的有益效果如下：