[发明专利]一种基于机器视觉的钢丝绳状态检测装置及方法

说明书

一种基于机器视觉的钢丝绳状态检测装置及方法，周向测量单元包括内齿轮轨道、从动齿轮圈、小齿轮电机、相机云台、图像采集相机和光源A；小齿轮电机驱动从动齿轮圈相对于内齿轮轨道的转动，图像采集相机和光源A均固定连接在从动齿轮圈上；动态采集机构包括支撑框架B、相平行设置的一对X轴导轨、位于一对X轴导轨之间的X轴丝杆、固定安装在支撑框架B左端部的X轴电机、支撑框架C、相平行设置的一对Y轴导轨、位于一对Y轴导轨之间的Y轴丝杆、固定连接在支撑框架C后端部的Y轴电机、设置在支撑框架C前端的采集安装架；方法：采集图像；预处理；拼接；语义分割识别；结果识别；上传并存储。该装置及方法能实现对钢丝绳状态的全面检测。

技术领域

本发明属于机械系统状态检测技术领域，具体是一种基于机器视觉的钢丝绳状态检测装置及方法。

背景技术

钢丝绳广泛应用于各种提升、牵引和承载系统中。比如在煤矿领域，钢丝绳作为煤矿提升机的重要构件，在使用过程中承受着疲劳应变、腐蚀、磨损以及载荷冲击等工况的影响，钢丝绳会出现磨损、锈蚀以及断丝等损伤现象。煤矿的立井深度一般可以达到几百米甚至上千米，在提升机运行过程中，一旦发生钢丝绳的断绳事故，便会造成不可挽回的后果。为了有效防止因钢丝绳损伤造成安全事故，对钢丝绳健康状态进行提前检测是煤矿安全检测的重要部分。因此，研究使用精确的钢丝绳状态检测装置对于煤矿安全来说至关重要，而机器视觉检测是实现钢丝绳状态检测的有效技术手段。机器视觉的基本检测原理就是用摄像机来代替人眼，用工控机来代替人脑对客观世界物体进行感知与分析，并根据判别的结果来控制现场的设备动作。通过机器视觉代替人工视觉来检测钢丝绳状态，可大大提高检测的安全性、效率和自动化程度。但是，现有技术中基于机器视觉的检测装置结构简单，无法有效的实现对钢丝绳状态进行全面精确的检测。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于机器视觉的钢丝绳状态检测装置及方法，该装置能实现对钢丝绳状态的全面检测，能提高钢丝绳的检测效率和精度，同时，能增强钢丝绳系统的安全性；该方法能实时采集每一根动态钢丝绳的完整表面，并能通过算法检测出钢丝绳表面存在的缺陷和钢丝绳的直径，能提高检测效率和精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于机器视觉的钢丝绳状态检测装置，包括周向测量机构和动态采集机构；

所述周向测量机构由支撑框架A和多个周向测量单元组成；所述支撑框架A固定支设在待检测钢丝绳的外围；多个周向测量单元沿长度方向均匀的设置在支撑框架A的内部；所述周向测量单元的数量与待检测钢丝绳的数量相同；周向测量单元包括内齿轮轨道、从动齿轮圈、小齿轮电机、相机云台、多个图像采集相机和多个光源A；所述内齿轮轨道、从动齿轮圈和相机云台均呈圆环形，且同轴心的套设在待检测钢丝绳的外部；所述内齿轮轨道通过固定连接在其外圆面上的多根连接梁与支撑框架A固定连接；所述从动齿轮圈通过轴承同轴心的连接在内齿轮轨道的内侧；从动齿轮圈的内部设置有内齿圈；所述小齿轮电机通过电机支架固定连接在内齿轮轨道内侧的下部，且其输出轴上固定套装有主动小齿轮；所述主动小齿轮与内齿圈相啮合；所述相机云台设置在从动齿轮圈的上方，并与固定连接在从动齿轮圈上端面的多个云台支撑固定连接；多个图像采集相机和多个光源A均周向均匀的固定连接在相机云台的上端面，且图像采集相机和光源A相交错的设置；