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原文传递一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统及方法

专利名称：	一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统及方法，所述胶带输送机校准模块根据胶带输送机信息采集模块采集的结果对胶带输送机自身状态进行校准调节；所述报警模块针对胶带数据采集模块采集的结果、胶带输送机信息采集模块采集的结果及胶带输送机校准模块的校准结果超过预设阈值的情况，进行报警。本发明能够通过调整托辊的倾斜角度对胶带的长度进行适应性调整，避免胶带发生磨损变长时对物体的输送产生影响，进而出现胶带打滑的情况发生；同时，本发明还能够根据机器视觉对周围环境进行监控，并根据监控数据的分析结果，自动对驱动滚筒的转速及胶带对驱动滚筒的压力进行适应性调整，确保输送过程的安全性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏科比泰智能科技有限公司
发明人：	戴良春;严春娟;杨振华
专利状态：	有效
申请日期：	2022-02-17T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-15T00:00:00+0800
申请号：	CN202210143632.8
公开号：	CN114180268A
分类号：	B65G15/32;B65G43/02;B65G15/60;B;B65;B65G;B65G15;B65G43;B65G15/32;B65G43/02;B65G15/60
申请人地址：	226231 江苏省南通市启东市近海镇滨海园区
主权项：	1.一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于，包括：胶带数据采集模块，所述胶带数据采集模块通过传感器对胶带输送机上的胶带信息进行采集；胶带校准模块，所述胶带校准模块用于根据胶带数据采集模块采集的结果对胶带输送机中的胶带进行校准调节；胶带输送机信息采集模块，所述胶带输送机信息采集模块用于对胶带输送机的倾斜角度及胶带输送机上的物体重量进行采集；胶带输送机校准模块，所述胶带输送机校准模块根据胶带输送机信息采集模块采集的结果对胶带输送机自身状态进行调节；报警模块，所述报警模块针对胶带数据采集模块采集的结果、胶带输送机信息采集模块采集的结果及胶带输送机校准模块的校准结果超过预设阈值的情况，进行报警。 2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述胶带数据采集模块获取的胶带信息包括：胶带的标准长度L1与胶带的实际长度L2，所述L1为胶带输送机在不校准的状态下正常运行时对应胶带的长度，所述L2大于等于L1。 3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述胶带校准模块在对胶带输送机上的胶带进行校准的方法包括以下步骤： S1.1、获取胶带的标准长度L1与胶带的实际长度L2，并计算L1与L2的差； S1.2、获取胶带输送机中驱动滚筒与随动滚筒之间的托辊信息，从驱动滚筒向随动滚筒方向对托辊进行编号，第一个托辊与驱动滚筒之间的距离和最后一个托辊与随动滚筒之间的距离相同，且均为L3，每个托辊的长度记为L4； S1.3、对托辊进行分组，将第2n-1个托辊分到A组，将第2n个托辊分到B组，每个托辊具有两端，分别记为c1端与c2端，所述n为正整数； S1.4、根据L2与L1的差，计算胶带需要校准的量，分别调整A组与B组中托辊的倾斜角度β，将A组中各托辊的c1端向下移动，直至校准后的A组托辊与校准前的A组托辊之间的夹角为β，将B组中各托辊的c2端向下移动，直至校准后的B组托辊与校准前的B组托辊之间的夹角为β，实现对胶带的校准；所述驱动滚筒在胶带输送机中与电机相连且带动随动滚筒与托辊发生旋转，所述托辊正常状态下为水平等间距分布，所述A组中各托辊的c1端能够上下移动，c2端位置固定，所述B组中各托辊的c2端能够上下移动，c1端位置固定。 4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述S1.4中胶带校准模块计算胶带需要校准的量的方法包括以下步骤： S1.4.1、获取胶带校准后驱动滚筒到第一个托辊c1端的距离，； S1.4.2、计算胶带校准后各个托辊上c1端与对应的c2端之间的高度差，即； S1.4.3、计算A组与B组中托辊校准后的倾斜角度β，。 5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述胶带输送机信息采集模块对胶带输送机的倾斜角度γ、胶带输送机上的物体重量m及周边环境图像进行采集，所述胶带输送机的倾斜角度γ为胶带输送机上驱动滚筒与随动滚筒所在平面与地面的夹角，所述胶带输送机上的物体重量m为胶带输送机上承受的输送物体的重量，所述周边环境图像为通过摄像头采集的胶带输送机第一单位距离w内的图像。 6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述胶带输送机校准模块对胶带输送机自身状态进行调节的方法包括以下步骤： S2.1、获取胶带输送机对应的γ及m，计算胶带上表面承受的滑动摩擦力与输送物体重力沿胶带上表面方向分力的合力F1，所述，所述p为胶带对应的滑动摩擦系数，所述g为重力加速度； S2.2、获取同一输送物体在不同倾斜角度γ的胶带输送机上正常运转时驱动滚筒对应的最大转速v1，得到F1与m的比值，进而得到的关系，所述胶带输送机正常运转的判定条件为将输送物体放置到胶带输送机上，输送物体从静止至速度与胶带转动速度相同时，物体相对胶带滑动的距离小于等于第一预设值的情况； S2.3、根据的关系及当前胶带输送机对应的对驱动滚筒的转速进行校准，将校准后驱动滚筒的转速记为v2； S2.4、对周边环境图像进行分析，判断胶带输送机周边是否有人，并当识别到有人时，获取人与胶带输送机的距离d，所述人与胶带输送机的距离d为图像中识别的人的任意部位到胶带输送机的最短距离； S2.5、根据人与胶带输送机的距离，分别对胶带输送机的胶带与驱动滚筒的转速进行二次校准，得到校准后A组与B组中托辊校准后的倾斜角度α及驱动滚筒的转速v3。 7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述S2.5中对胶带输送机的胶带进行二次校准的方法包括以下步骤： S2.5.1-1、获取驱动滚筒承受胶带压力的极限值F3及胶带标准长度时对驱动滚筒的标准压力F4； S2.5.1-2、计算二次校准时胶带对驱动滚筒压力的二次校准值F2，计算1与d与w的商的差，将所得差乘上F3与及F4的差即得到F2，； S2.5.1-3、获取胶带的形变系数e及二次校准时胶带对应的形变量L5，所述e表示发生单位形变量时，胶带受到的力为e，即； S2.5.1-4、结合L5，计算二次校准后A组与B组中托辊校准后的倾斜角度α，；所述S2.5中对胶带输送机驱动滚筒的转速进行二次校准的方法包括以下步骤： S2.5.2-1、获取S2.3中将校准后的胶带转速记为v2； S2.5.2-2、计算d与w的商，将所得商乘上v2得到校准后驱动滚筒的转速v3，即。 8.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统，其特征在于：所述报警模块对胶带数据采集模块中的L2与L1的差值、胶带输送机采集模块中胶带输送机的倾斜角度γ及胶带输送机校准模块二次校准后A组与B组中托辊校准后的倾斜角度α这三组数据进行实时监控，并分别将胶带数据采集模块中的L2与L1的差值减去第一阈值、将胶带输送机的倾斜角度γ减去第二阈值及将二次校准后A组与B组中托辊校准后的倾斜角度α减去第三阈值，分别判断三组数据与对应阈值的差值大小，若某组数据对应的差值大于等于0时，则将该组的监控结果记为1；反之，则将该组的监控结果记为0；将所得三组数据的监控结果进行相乘，并对所得乘积大小进行判断，当所得乘积为1时，则判定胶带输送机状态正常，当所得乘积为0时，则判定胶带输送机状态异常，通过报警模块进行报警。 9.针对胶带数据采集模块采集的结果、胶带输送机信息采集模块采集的结果及所胶带输送机校准模块的校准结果超过预设值的情况，报警模块会进行报警。 10.应用权利要求1-8中任意一项所述的一种基于机器视觉的胶带输送机监测系统的基于机器视觉的胶带输送机监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： S1、在胶带数据采集模块中，通过传感器对胶带输送机上的胶带信息进行采集； S2、根据胶带数据采集模块采集的结果在胶带校准模块中对胶带输送机中胶带的进行校准调节； S3、通过胶带输送机信息采集模块对胶带输送机的倾斜角度及胶带输送机上的物体重量进行采集； S4、根据胶带输送机信息采集模块采集的结果在胶带输送机校准模块中对胶带输送机自身状态进行调节； S5、通过报警模块，针对胶带数据采集模块采集的结果、胶带输送机信息采集模块采集的结果及胶带输送机校准模块的校准结果超过预设阈值的情况，进行报警。
所属类别：	发明专利