礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢測方法及監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢測方法及監(jiān)控裝置，屬于礦井監(jiān) 控裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦井提升機是煤炭、有色金屬礦石等生產(chǎn)過程中的大型關(guān)鍵設(shè)備，提升機主要作 用于升降人員和礦石、煤炭等，其性能和安全可靠性直接影響著煤炭、礦石的生產(chǎn)及其作業(yè) 人員的生命安全，一旦發(fā)生事故必然導(dǎo)致礦山正常生產(chǎn)中斷、人員的傷亡和設(shè)備的嚴(yán)重損 壞，造成重大的經(jīng)濟損失，素有"礦石咽喉"之稱。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步、現(xiàn)代化礦井的 建設(shè)、對作業(yè)人員生命的更加重視W及礦山設(shè)備的保護，人們對礦井提升機的安全可靠性 提出了更高的要求。
[0003] 近年來，我國有關(guān)部口在提升機安全方面做了大量工作，使礦井提升機設(shè)備的安 全性有了長足的進步，并將"可靠性系統(tǒng)工程"的理念引入了礦井提升機的領(lǐng)域。與之相適 應(yīng)，提升機對轉(zhuǎn)動過程中閩盤中屯、徑向最大偏擺量要求也越來越高。礦山設(shè)備都屬于重載 型設(shè)備，所用絞車主軸與轉(zhuǎn)動所用的軸承基本上都是滑動軸承。在絞車主軸工作的過程中， 會出現(xiàn)徑向偏移的現(xiàn)象，在工作過程中偏移量過大會直接影響到軸承的振動與噪聲，進而 影響提升機整個提升系統(tǒng)的性能，在超過了允許的偏移范圍會對設(shè)備造成損壞，能否實時 監(jiān)測其偏移量和超過允許量時的報警尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢 測方法及監(jiān)控裝置，實現(xiàn)對絞車主軸徑向偏移的實時監(jiān)測及報警。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種礦用提升機絞車主軸徑向偏 移檢測方法，包括W下步驟：
[0006] A ;使用高清攝像機對閩盤的邊緣局部位置進行實時的監(jiān)測攝像，并將閩盤工作過 程中的運動圖像傳遞到圖像處理模塊中；
[0007] B;圖像處理模塊將高清攝像機采集過來的視頻圖像信息分解成每一帖圖像信 息；
[000引 C ;對采集到的每一帖閩盤局部圖像進行圖像邊緣處理，提取閩盤局部邊緣圖像；
[0009] D ;對提取出的局部邊緣圖像進行邊界曲線提?。?br>[0010] E ;將提取的邊界曲線進行平滑處理，得到邊緣曲線；
[ocm] F;在每一帖圖像中的邊緣曲線上提取S個坐標(biāo)點的坐標(biāo)，坐標(biāo)值分別為； P1 (X。yi)、P2 咕，y2)、P3 咕，ys);
[001引 G ;根據(jù)立個坐標(biāo)點的坐標(biāo)，P1 (X。yi)、P2咕，y2)、P3咕，ys)，求得每一帖圖像中邊 緣曲線圓屯、坐標(biāo)；計算方法為；設(shè)A = Xi2+yi2, B = X22+y22, C = X32+y32, G =如-72)村1+打1 -y3)*X2+(y2-yi)*X3,可得邊緣曲線的圓屯、坐標(biāo) PO(x0, y0)，其中 x0= ((B-C)*y i+(C-A)*y2+(A -B) *y3) /2G，y0= ((C-B) *x 1+ (A-C) *X2+ 炬-A) *X3) /2G ;
[001引 H ;將每一帖圖像中邊緣曲線的圓屯、坐標(biāo)進行x>y。2處理，比較大小，得出最大 值時的閩盤中屯、坐標(biāo)(X。，y。），閩盤的最大偏擺為?^而2 + y。2，偏擺方向與X軸所成角為 arctan(y0/x0)；
[0014] I ;將計算得到的閩盤最大偏擺和偏擺方向送至計算機顯示器實時顯示，當(dāng) ^/而2+ y。2達到設(shè)定闊值時啟動報警器模塊。
[0015] 優(yōu)選地，B步驟中，對每一帖的圖像進行濾波處理。
[0016] 一種礦用提升機絞車主軸徑向偏移監(jiān)控裝置，包括高清攝像機、圖像處理模塊、目 標(biāo)監(jiān)測模塊、特征提取模塊、計算模塊、顯示器和報警器，高清攝像機鏡頭與閩盤端面平行； 且高清攝像機鏡頭對準(zhǔn)閩盤端面局部邊緣，高清攝像機、圖像處理模塊、目標(biāo)監(jiān)測模塊、特 征提取模塊和計算模塊依次電連接，顯示器和報警器分別電連接于計算模塊。
[0017] 本發(fā)明實現(xiàn)了對提升機絞車主軸徑向偏移進行實時監(jiān)測，通過顯示器顯示出絞車 主軸的徑向偏移的大小和偏移方向，并配有報警器，在偏移量達到設(shè)定闊值時進行報警。
【附圖說明】
[001引圖1為閩盤軸向與高清攝像機位置關(guān)系示意圖；
[0019] 圖2為間盤徑向與局清攝像機位置關(guān)系不意圖；
[0020] 圖3為閩盤在高清攝像機中的成像示意圖；
[0021] 圖4為閩盤局部邊緣曲線示意圖；
[0022] 圖5為在邊緣曲線上提取坐標(biāo)點示意圖；
[0023] 圖6為閩盤運動過程示意圖；
[0024] 圖7為本發(fā)明中檢測方法的流程圖；
[0025] 圖8為本發(fā)明中監(jiān)控裝置的原理框圖。
[0026] 圖中：1、閩盤，2、高清攝像機。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[002引本發(fā)明中的礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢測方法，包括W下步驟：
[0029] A ;使用高清攝像機2對閩盤1的邊緣局部位置進行實時的監(jiān)測攝像，并將閩盤1 工作過程中的運動圖像傳遞到圖像處理模塊中；
[0030] B ;圖像處理模塊將高清攝像機2采集過來的視頻圖像信息分解成每一帖圖像信 息；
[0031] C ;對采集到的每一帖閩盤1局部圖像進行圖像邊緣處理，提取閩盤1局部邊緣圖 像；
[0032] D ;對提取出的局部邊緣圖像進行邊界曲線提?。?br>[003引 E ;將提取的邊界曲線進行平滑處理，得到邊緣曲線；
[0034] F;在每一帖圖像中的邊緣曲線上提取S個坐標(biāo)點的坐標(biāo)，坐標(biāo)值分別為； P1 (X。yi)、P2 咕，y2)、P3 咕，ys);
[00對 G ;根據(jù)立個坐標(biāo)點的坐標(biāo)，PI (X。yi)、P2咕，y2)、P3咕，y3)，求得每一帖圖像中邊 緣曲線圓屯、坐標(biāo)；計算方法為；設(shè) A = Xi2+yi2, B = X22+y22, C = X32+y32, G = (y3_y2)*Xi+(yi -y3)*X2+(y2-yi)*X3,可得邊緣曲線的圓屯、坐標(biāo) PO(x0, y0)，其中 x0= ((B-C)*y i+(C-A)*y2+(A -B) *y3) /2G，y0= ((C-B) *x 1+ (A-C) *X2+ 炬-A) *X3) /2G ;
[0036] H;將每一帖圖像中邊緣曲線的圓屯、坐標(biāo)進行x>y。2處理，比較大小，得出最大值 時的閩盤1中屯、坐標(biāo)(X。，y。)，閩盤1的最大偏擺為+ y。2，偏擺方向與X軸所成角為 arctan(y〇/x〇)；
[0037] I ;將計算得到的閩盤1最大偏擺和偏擺方向送至計算機顯示器實時顯示，當(dāng) y。2達到設(shè)定闊值時啟動報警器模塊。
[003引如圖7和8所示，本發(fā)明中的礦用提升機絞車主軸徑向偏移監(jiān)控裝置，包括高清攝 像機、圖像處理模塊、目標(biāo)監(jiān)測模塊、特征提取模塊、計算模塊、顯示器和報警器，如圖1和 圖2所示，高清攝像機鏡頭與閩盤端面平行；且高清攝像機鏡頭對準(zhǔn)閩盤端面局部邊緣，高 清攝像機、圖像處理模塊、目標(biāo)監(jiān)測模塊、特征提取模塊和計算模塊依次電連接，顯示器和 報警器分別電連接于計算模塊。高清攝像機保持位置不變，實現(xiàn)對閩盤進行實時監(jiān)測攝像， 將閩盤工作過程中的運動圖像傳遞至圖像處理模塊中；圖像處理模塊將高清攝像機采集過 來的視頻圖像信息分解成每一帖圖像信息，同時為了避免圖像噪聲影響到整個圖像處理的 全過程W及輸出的結(jié)果，最好對每一帖圖像進行噪聲濾除，即濾波處理；目標(biāo)監(jiān)測模塊對濾 波處理后的圖像進行目標(biāo)監(jiān)測，具體為對采集到的閩盤局部圖像進行圖像邊緣處理，提取 閩盤局部邊緣圖像、對圖像進行邊界曲線提取、將提取的邊界曲線進行平滑處理=個步驟； 將平滑處理過的邊界曲線信息送至特征提取模塊，利用特征提取模塊，提取邊界曲線上的 =個坐標(biāo)點的坐標(biāo)；由于絞車主軸在運動過程中有偏擺，從而會帶動閩盤在運動過程中偏 擺，運動過程中閩盤中屯、會偏離原轉(zhuǎn)動中屯、，即偏離圖6中的坐標(biāo)原點。閩盤中屯、的運動曲 線會形成樣條曲線，假設(shè)閩盤中屯、的運動曲線如圖6中的樣條曲線所示，運動方向如箭頭 方向所示，所示a、b、C、d點即為各向偏擺較大點。閩盤中屯、按樣條曲線運動，求出閩盤在 運動過程中每一帖所對應(yīng)閩盤中屯、在樣條曲線上的坐標(biāo)點，通過計算，得出閩盤的最大偏 擺和偏擺方向，亦即絞車主軸的徑向偏移的大小和偏擺方向；將計算得的閩盤最大偏擺和 偏擺方向送至顯示器實時顯示，當(dāng)計算數(shù)值達到設(shè)定闊值時啟動報警器。
【主權(quán)項】
1. 一種礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： A :使用高清攝像機（2)對閘盤（1)的邊緣局部位置進行實時的監(jiān)測攝像，并將閘盤 (1)工作過程中的運動圖像傳遞到圖像處理模塊中； B :圖像處理模塊將高清攝像機（2)采集過來的視頻圖像信息分解成每一幀圖像信息； C :對采集到的每一幀閘盤（1)局部圖像進行圖像邊緣處理，提取閘盤（1)局部邊緣圖 像； D :對提取出的局部邊緣圖像進行邊界曲線提??； E :將提取的邊界曲線進行平滑處理，得到邊緣曲線； F :在每一幀圖像中的邊緣曲線上提取三個坐標(biāo)點的坐標(biāo)，坐標(biāo)值分別為；Pl (Xl，yi)、 P2(x2，y2)、P3(x3，y3); G :根據(jù)三個坐標(biāo)點的坐標(biāo)，Pl (X1, yi)、P2 (x2, y2)、P3 (x3, y3)，求得每一幀圖像中邊緣曲 線圓心坐標(biāo)；計算方法為：設(shè) A = X1Wy12, B = x22+y22, C = x32+y32, G = G3I2Rx1+G1I3)* X2+(y2li)*x3,可得邊緣曲線的圓心坐標(biāo) PO (x。，y。），其中 xCI= ((B_C)*y A(C-A) *y2+(A-B)* y3) /2G，y〇 = ((C-B) *x J (A-C) *x2+ 〇-A) *x3) /2G ; H :將每一幀圖像中邊緣曲線的圓心坐標(biāo)進行X()2+y。2處理，比較大小，得出最大值時的 閘盤（1)中心坐標(biāo)（X(l，yci)，閘盤（1)的最大偏擺為^7^7,偏擺方向與X軸所成角為 arctan(y〇/x〇)； I :將計算得到的閘盤（1)最大偏擺和偏擺方向送至計算機顯示器實時顯示，當(dāng) Vv+ J^o2達到設(shè)定閾值時啟動報警器模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢測方法，其特征在于，B 步驟中，對每一幀的圖像進行濾波處理。
3. -種礦用提升機絞車主軸徑向偏移監(jiān)控裝置，其特征在于，包括高清攝像機、圖像處 理模塊、目標(biāo)監(jiān)測模塊、特征提取模塊、計算模塊、顯示器和報警器，高清攝像機鏡頭與閘盤 端面平行；且高清攝像機鏡頭對準(zhǔn)閘盤端面局部邊緣，高清攝像機、圖像處理模塊、目標(biāo)監(jiān) 測模塊、特征提取模塊和計算模塊依次電連接，顯示器和報警器分別電連接于計算模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦用提升機絞車主軸徑向偏移檢測方法及監(jiān)控裝置，包括高清攝像機、圖像處理模塊、目標(biāo)監(jiān)測模塊、特征提取模塊、計算模塊、顯示器和報警器，高清攝像機鏡頭與閘盤端面平行；且高清攝像機鏡頭對準(zhǔn)閘盤端面局部邊緣，高清攝像機、圖像處理模塊、目標(biāo)監(jiān)測模塊、特征提取模塊和計算模塊依次電連接，顯示器和報警器分別電連接于計算模塊，通過計算，得出閘盤的最大偏擺和偏擺方向，亦即絞車主軸的徑向偏的大小和偏移方向；有益效果是實現(xiàn)了對提升機絞車主軸徑向偏移進行實時監(jiān)測，通過顯示器顯示出絞車主軸的徑向偏移的大小和偏移方向，并配有報警器，在偏移量達到設(shè)定閾值時進行報警。
【IPC分類】G06K9-46, H04N7-18, G06T7-20
【公開號】CN104660988
【申請?zhí)枴緾N201510042215
【發(fā)明人】徐西華, 王忠賓, 譚超, 劉新華, 閆海峰, 周曉謀, 姚新港
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月27日