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专利号: 202110548812X
申请人: 长沙理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种工业卷扬钢丝绳断丝检测方法,其特征在于:所述工业卷扬钢丝绳断丝检测方法包括以下步骤:

S1.使钢丝绳通过一截头圆锥筒,所述截头圆锥筒由三块锥形板组成,所述锥形板的大端固定在棘轮上;

S2.转动所述棘轮,调整所述截头圆锥筒的锥形板的倾斜度,使所述截头圆锥筒小端开口内直径与钢丝绳直径之差不超过预设值;

S3.所述钢丝绳在电机驱动下自所述截头圆锥筒的大端向小端方向移动;

S4.摄像装置采集所述截头圆锥筒外表面的视频图像,数据采集模块将所述摄像装置采集的所述视频图像传入工控机;

S5.所述工控机对所述视频图像预处理,得到所述截头圆锥筒各锥形板的倾斜度;所述的对所述视频图像预处理的具体步骤包括:所述工控机将所述视频图像按帧处理,将所述视频图像转化为灰度图像,对灰度图像降噪滤波,对降噪滤波处理的灰度图像转化为二值图像,利用所述截头圆锥筒外表面与图像背景的像素值不同,从降噪滤波处理的灰度图像中分离出所述截头圆锥筒外表面图像,再对所述截头圆锥筒外表面图像做边缘检测操作得到锥形板母线,所述锥形板母线是指所述截头圆锥筒被检测出的边缘中,长度数值最大的一条边缘线段,所述工控机记录所述锥形板母线在第i帧图像中的起点坐标(Xi0,Yi0)和终点坐标(Xi1,Yi1),所述第i帧图像是指在一次预处理过程中,所述视频图像的第一帧图像到最后一帧图像中的任意一帧图像,通过公式:S6.所述工控机计算所述截头圆锥筒各锥形板倾斜度的变化值,根据锥面倾斜度的变化值判断钢丝绳是否断丝。

2.根据权利要求1所述的工业卷扬钢丝绳断丝检测方法,其特征在于:所述计算各锥形板倾斜度的变化值error_g的具体步骤为:所述工控机记录在第i帧图像中的锥形板母线倾斜度grad(i),通过公式:

3.根据权利要求1所述的工业卷扬钢丝绳断丝检测方法,其特征在于:所述判断钢丝绳是否发生断丝的判定方法包括:所述工控机将计算得到所述截头圆锥各锥形板母线倾斜度的变化值error_g,与设置于工控机内存中的倾斜度变化阀值max_g比较数值大小关系,若所述锥形板母线倾斜度的变化值error_g数值大于所述倾斜度变化阀值max_g,则判断工业卷扬钢丝绳发生断丝,若所述锥形板母线倾斜度的变化值error_g数值小于所述倾斜度变化阀值max_g,则判断工业卷扬钢丝绳未发生断丝。

4.一种工业卷扬钢丝绳断丝检测装置,其特征在于:包括截头圆锥筒、棘轮、扭力弹簧、摄像装置、数据采集装置、工控机、机体和机体位置调节装置,所述截头圆锥筒由三个锥形板组成,所述截头圆锥筒大端固定连接有棘轮,所述棘轮通过轴与所述机体连接,所述扭力弹簧布置在所述机体与所述截头圆锥筒内表面形成的楔形空间内,所述摄像装置布置在所述机体内壁,且所述摄像装置的镜头对准所述截头圆锥筒外表面,所述数据采集装置一端连接所述摄像装置、一端连接所述工控机,所述工控机放置于所述机体上的固定位置,所述机体的左右两侧与所述机体位置调节装置相连,所述机体位置调节装置支撑所述机体及所述机体上布置的所有零部件;所述截头圆锥筒的锥形板与锥形板之间是分离的,每个所述锥形板对应的弧度值为120度,每个所述锥形板大端与一个所述棘轮的两端面固定连接,所述锥形板能够围绕所述棘轮转动;所述工控机包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。

5.根据权利要求4所述的钢丝绳断丝检测装置,其特征在于:所述棘轮和所述扭力弹簧的数量都为三个,沿同一圆周相隔120度均匀分布,所述棘轮通过轴连接所述机体,所述棘轮配套的棘爪固定在所述机体上,所述扭力弹簧一端固定在所述机体上,另一端固定于所述截头圆锥筒锥形板大端内表面,所述机体外形为六边形盒体,所述机体上具有多个大小不同的开孔。

6.根据权利要求4所述的钢丝绳断丝检测装置,其特征在于:所述摄像装置由三个工业相机组成,沿周向相隔120度布置于所述机体上的相机安装孔,用于采集所述截头圆锥筒外表面的视频图像。

7.根据权利要求4所述的钢丝绳断丝检测装置,其特征在于:所述机体位置调节装置分为左右两部分,两部分的结构完全相同,采用丝杆与螺纹的配合实现机体位置的调节。