详情

原文传递一种发电机用吊装机构

专利名称：	一种发电机用吊装机构
摘要：	本发明涉及一种发电机用吊装机构设置图像采集模块用于采集吊装过程中发电机的图像，并将图像发送至控制主机；控制主机根据图像采集模块先后发送的图像分析发电机的运动轨迹。控制主机将水平水平移动轨迹数据和竖直移动轨迹数据输入深度神经网络模型，深度神经网络模型输出振曳器的工作参数，从而抵消发电机的摇摆；在进行图像处理时，计算前后两张图像的差分图像，之后计算净差分图像的质心位置，标记质心位置的坐标，坐标为质心所在位置的像素点的坐标；将质心位置坐标的连续变化保存为移动轨迹数据；设置了显示模块显示吊引模块和驱动模块的工作状态，以保证安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	芜湖天航装备技术有限公司
发明人：	李万利;苑振宇;范昊栋;徐凯松;田磊;陈章恒;鲁恒愿;顾闯;唐芃帆;陈斯琦;王龙飞
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-15T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311020314.3
公开号：	CN117105086A
代理机构：	安徽韵凯盟知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	安军永
分类号：	B66C13/06;G06T7/20;G06T5/50;G06N3/0464;G06N3/08;B66C13/16;B66C13/48;B;G;B66;G06;B66C;G06T;G06N;B66C13;G06T7;G06T5;G06N3;B66C13/06;G06T7/20;G06T5/50;G06N3/0464;G06N3/08;B66C13/16;B66C13/48
申请人地址：	241000 安徽省芜湖市中国(安徽)自由贸易试验区芜湖片区万春中路8号
主权项：	1.一种发电机用吊装机构设备，包括控制主机、吊引模块(3)、驱动模块和图像采集模块；其特征在于：控制主机连接吊引模块(3)、驱动模块和图像采集模块，用于控制吊引模块(3)、驱动模块和图像采集模块的工作；吊引模块(3)包括驱动电机(4)和减速器(5)，驱动电机(4)和减速器(5)配合工作以驱动吊引绳(6)升降，从而实现带动待吊装的发电机升降；驱动模块用于驱动吊引模块(3)沿着水平X轴方向和Y轴方向移动，从而实现带动待吊装的发电机水平移动；图像采集模块用于采集吊装过程中发电机的图像，并将图像发送至控制主机；控制主机根据图像采集模块先后发送的图像分析发电机的运动轨迹。 2.根据权利要求1所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：还包括图像分析模块和显示模块，图像分析模块和显示模块连接至控制主机；图像分析模块用于将图像采集模块发送至控制主机的图像进行图像处理，获得处理后的图像；控制主机对处理后的图像再进行分析，从而高效的获取发电机的运动轨迹；显示模块用于显示吊引模块(3)和驱动模块的工作状态，并且显示模块在吊引模块(3)和驱动模块工作结束后显示停止工作的提示。 3.根据权利要求2所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：吊装机构进一步包括振曳模块，振曳模块包括X轴振曳器和Y轴振曳器；振曳器设置有移动机构和配重，通过移动机构改变配重的位置以调节在该方向上质心的位置；振曳模块安装在吊引模块(3)下，并且随着待吊装的发电机一同移动；其中X轴振曳器包括X轴的移动机构和X轴配重，X轴移动机构驱动X轴配重在X轴上移动，改变振曳模块的X轴质心位置；Y轴振曳器包括Y轴的移动机构和Y轴配重，Y轴移动机构驱动Y轴配重在Y轴上移动，改变振曳模块的Y轴质心位置。 4.根据权利要求3所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：吊装机构还包括水平桁架，水平桁架上设置平行的两条水平导轨(1)，同时水平导轨(1)之间设置有与水平导轨(1)水平垂直设置的连接轨(2)；驱动模块驱动连接轨(2)沿着水平导轨(1)在X轴方向移动，驱动模块驱动吊引模块(3)沿着连接轨(2)在Y轴方向移动；由此实现了驱动模块用于驱动吊引模块(3)沿着水平X轴方向和Y轴方向移动；吊引模块(3)的驱动电机(4)设置驱动齿轮，驱动齿轮连接减速器(5)；减速器(5)设置滚筒，吊引绳(6)缠绕在滚筒上，吊引绳(6)下方连接夹爪，夹爪连接待吊装发电机，减速器(5)旋转带动滚筒旋转，通过吊引绳(6)带动待吊装发电机升降；振曳模块安装在夹爪上。 5.根据权利要求3所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：图像采集模块包括水平摄像头和竖直摄像头，水平摄像头平行于夹爪设置，用于采集待吊装发电机的水平方向的图像；竖直摄像头设置在吊引模块(3)下方，用于从顶部采集待吊装发电机的顶部的俯视图像；水平摄像头和竖直摄像头每秒分别采集图像24-36张；图像采集模块将采集的图像发送至控制主机，控制主机将采集的图像发送至图像分析模块进行图像处理，图像处理的具体过程为：首先将水平摄像头连续5-10s内采集的全部图像进行接续相减，即利用后一张图像删除前一张图像，计算前后两张图像的差分图像，从而扣除背景，由此获得了一系列水平差分图像；将水平差分图像进行滤波，将背景部分差分带来的噪声彻底删除，得到仅包括发电机部分的净水平差分图像；之后计算净水平差分图像的质心位置，标记质心位置的坐标，坐标为质心所在位置的像素点的坐标；将质心位置坐标的连续变化保存为水平移动轨迹数据；然后将竖直摄像头连续5-10s内采集的全部图像进行接续相减，即利用后一张图像删除前一张图像，计算前后两张图像的差分图像，从而扣除背景，由此获得了一系列竖直差分图像；将竖直差分图像进行滤波，将背景部分差分带来的噪声彻底删除，得到仅包括发电机部分的净竖直差分图像；之后计算净竖直差分图像的质心位置，标记质心位置的坐标，坐标为质心所在位置的像素点的坐标；将质心位置坐标的连续变化保存为竖直移动轨迹数据；图像分析模块将水平移动轨迹数据和竖直移动轨迹数据发送至控制主机。 6.根据权利要求5所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：控制主机将水平水平移动轨迹数据和竖直移动轨迹数据输入深度神经网络模型，深度神经网络模型输出X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数；控制主机将X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数发送至振曳模块，振曳模块根据X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数控制X轴振曳器和Y轴振曳器工作，调节X轴和Y轴的质心，从而抵消发电机的摇摆。 7.根据权利要求6所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：深度神经网络模型为卷积神经网络模型或者循环神经网络模型。 8.根据权利要求6所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于：深度神经网络模型的建模方法为：使用吊引模块(3)将发电机吊装起来之后推动发电机产生不同形式的摇摆，检测发电机摇摆的周期；调节X轴振曳器和Y轴振曳器工作，使得X轴振曳器和Y轴振曳器驱动质心周期性往复运动，且保证X轴振曳器和Y轴振曳器往复运动的周期与发电机摇摆的周期相同；采集发电机的图像和X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数，并进行保存；吊装不同重量的发电机，并驱动其进行不同方向，不同角度的摇摆，每次摇摆时转换X轴振曳器和Y轴振曳器不同的工作参数，测量发电机停止摆动所需的时间；将发电机最快停止的一组发电机的图像和X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数作为训练样本进行保存；将采集的训练样本划分为训练集和验证集，并使用训练集训练深度神经网络模型，之后通过验证集进行验证，验证合格后得到所需的深度神经网络模型。 9.一种发电机用吊装方法，使用权利要求8所述的发电机用吊装机构设备，其特征在于包括如下步骤：步骤A、训练深度神经网络模型：使用吊引模块(3)将发电机吊装起来之后推动发电机产生不同形式的摇摆，检测发电机摇摆的周期；调节X轴振曳器和Y轴振曳器工作，使得X轴振曳器和Y轴振曳器驱动质心周期性往复运动，且保证X轴振曳器和Y轴振曳器往复运动的周期与发电机摇摆的周期相同；采集发电机的图像和X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数，并进行保存；吊装不同重量的发电机，并驱动其进行不同方向，不同角度的摇摆，每次摇摆时转换X轴振曳器和Y轴振曳器不同的工作参数，测量发电机停止摆动所需的时间；将发电机最快停止的一组发电机的图像和X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数作为训练样本进行保存；将采集的训练样本划分为训练集和验证集，并使用训练集训练深度神经网络模型，之后通过验证集进行验证，验证合格后得到所需的深度神经网络模型；步骤B、进行实际吊装：驱动模块驱动连接轨(2)沿着水平导轨(1)在X轴方向移动，驱动模块驱动吊引模块(3)沿着连接轨(2)在Y轴方向移动；由此实现了驱动模块用于驱动吊引模块(3)沿着水平X轴方向和Y轴方向移动；吊引模块(3)的驱动电机(4)设置驱动齿轮，驱动齿轮连接减速器(5)；减速器(5)设置滚筒，吊引绳(6)缠绕在滚筒上，吊引绳(6)下方连接夹爪，夹爪连接待吊装发电机，减速器(5)旋转带动滚筒旋转，通过吊引绳(6)带动待吊装发电机升降；步骤C、采集图像：水平摄像头和竖直摄像头每秒分别采集图像24-36张；图像采集模块将采集的图像发送至控制主机，控制主机将采集的图像发送至图像分析模块进行图像处理，图像处理的具体过程为：首先将水平摄像头连续5-10s内采集的全部图像进行接续相减，即利用后一张图像删除前一张图像，计算前后两张图像的差分图像，从而扣除背景，由此获得了一系列水平差分图像；将水平差分图像进行滤波，将背景部分差分带来的噪声彻底删除，得到仅包括发电机部分的净水平差分图像；之后计算净水平差分图像的质心位置，标记质心位置的坐标，坐标为质心所在位置的像素点的坐标；将质心位置坐标的连续变化保存为水平移动轨迹数据；然后将竖直摄像头连续5-10s内采集的全部图像进行接续相减，即利用后一张图像删除前一张图像，计算前后两张图像的差分图像，从而扣除背景，由此获得了一系列竖直差分图像；将竖直差分图像进行滤波，将背景部分差分带来的噪声彻底删除，得到仅包括发电机部分的净竖直差分图像；之后计算净竖直差分图像的质心位置，标记质心位置的坐标，坐标为质心所在位置的像素点的坐标；将质心位置坐标的连续变化保存为竖直移动轨迹数据；图像分析模块将水平移动轨迹数据和竖直移动轨迹数据发送至控制主机；步骤D、抵消摆动：控制主机将水平水平移动轨迹数据和竖直移动轨迹数据输入深度神经网络模型，深度神经网络模型输出X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数；控制主机将X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数发送至振曳模块，振曳模块根据X轴振曳器和Y轴振曳器的工作参数控制X轴振曳器和Y轴振曳器工作，调节X轴和Y轴的质心，从而抵消发电机的摇摆；步骤E、显示状态：显示模块显示吊引模块(3)和驱动模块的工作状态，并且显示模块在吊引模块(3)、驱动模块以及振曳模块工作结束后显示停止工作的提示，以保证安全。 10.如权利要求9所述的一种发电机用吊装方法，其特征在于：深度神经网络模型为卷积神经网络模型或者循环神经网络模型。
所属类别：	发明专利