[发明专利]基于机器视觉的张力平衡装置位移检测方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的张力平衡装置位移检测方法，在提升装置运行的过程中，通过滚筒轴上的磁钢和霍尔传感器来判断钢丝绳张力平衡装置是否到位；PLC检测出到位信号后，视觉传感器识别张力平衡装置上的标识物，将采集到的图像信息传输到计算机，对其进行分析处理。本发明基于机器视觉技术，并结合PLC控制技术，系统整体结构简单，抗干扰能力强，图像采集通过无接触的方式进行，不影响整个提升系统的整体工作。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体地说是一种基于机器视觉的张力平衡装置位移检测方法。

背景技术

在整个采矿过程中，矿井提升装置承担着重要的角色，主要任务是提升矿物、下放物料、运送设备和人员，矿井提升装置的定位和功能决定了提升机必须具有安全可靠、经济高效等特点。为了实现这一要求，张力平衡装置在整个提升系统起到了至关重要的作用。张力平衡装置是连接提升钢丝绳和提升容器的关键部件，同时张力平衡装置还能调节各根钢丝绳之间的张力并保持张力保持平衡。根据《煤矿安全规程》规定：各根钢丝绳之间的张力差不得超过±10％，否则就有可能带来严重的安全隐患，从而造成煤矿安全事故。而大多数情况下，钢丝绳张力不均是由张力平衡装置液压缸活塞杆到达极限而无法调整各根钢丝绳张力而导致的，此时，需要对张力平衡装置液压缸进行打压处理，使液压缸恢复正常工作，因此检测张力平衡装置液压缸活塞杆的位移变化至关重要。

目前，现有的张力平衡装置检测技术，大多数是采用安装传感器的接触式检测方法。一般通过在张力平衡装置上安装油压传感器或者压力传感器来监测张力平衡装置的运行状态，且传感器一般安装在活塞杆行程极限的附近位置，如果张力平衡装置液压缸的活塞杆到达预设的位置时，传感器的数据就会发生突变，此时就会提示对平衡装置油缸进行打压调整。这种常规检测方式存在一些缺陷：首先，这种检测方式只能知道活塞杆是否到达极限位置，无法通过活塞杆运动位移曲线来预知其变化规律；其次，由于油压传感器是安装在张力平衡装置上，对张力平衡装置进行更换会影响整个提升系统的运行；最后，传感器的数据传输大多数采用无线传输，具有一定的滞后性。

因此针对上述现有技术的不足，发明一种新型的张力平衡装置位移检测方法是十分有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于机器视觉的张力平衡装置位移检测方法，该方法基于机器视觉技术，并结合PLC控制技术，对张力平衡装置活塞杆的位置信息进行监测，为整个提升系统的钢丝绳调节和滚筒绳槽调整提供数据支撑，结构简单，抗干扰能力强，并且图像采集通过无接触的方式进行，不影响整个提升系统的整体工作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

基于机器视觉的张力平衡装置位移检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1、矿井提升装置正常工作时，缠绕在滚筒上的钢丝绳牵引提升容器做升降移动；钢丝绳和提升容器之间通过张力平衡装置连接固定；

滚筒包括滚筒侧壁和滚筒轴，滚筒轴与滚筒侧壁转动连接；滚筒侧壁固定若干霍尔传感器；滚筒轴上固定若干磁钢；磁钢随滚筒轴转动而做圆周运动，经过霍尔传感器并被霍尔传感器感应识别；

步骤2、当提升容器达到卸载位置，滚筒轴停止转动，没有磁钢经过霍尔传感器，在预设的时间内，与霍尔传感器相连的PLC无法接收到霍尔传感器的输入信号，此时张力平衡装置到位停止；

步骤3、张力平衡装置包括液压缸和套设在液压缸内的活塞杆；液压缸的顶部固定相对静止标识物，活塞杆的顶部固定相对移动标识物；当张力平衡装置到位停止后，通过设置视觉传感器持续采集张力平衡装置的图像信息，位置信息由数据传输机构传输至计算机；

步骤4、计算机将视觉传感器采集的图像画面每帧叠加，并进行图像画面处理；

步骤5、计算机根据处理后的图像画面，利用标识物判断张力平衡装置的液压缸活塞杆移动的位置信息；