[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水潤(rùn)滑橡膠尾軸承振幅測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410042803.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103743465A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周新聰;閆志敏;秦紅玲;劉凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水潤(rùn)滑橡膠尾軸承的振動(dòng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水潤(rùn)滑橡膠尾軸承振幅測(cè)試方法。

背景技術(shù)

水潤(rùn)滑橡膠尾軸承應(yīng)用于船舶的軸系已有100多年的歷史，至今仍被廣泛采用。水潤(rùn)滑橡膠尾軸承的突出優(yōu)點(diǎn)是吸震、抗沖擊性能優(yōu)異和不污染水域，但其缺點(diǎn)也很突出：承載能力低，設(shè)計(jì)比壓只有油潤(rùn)滑軸承的1/3。因此，在啟動(dòng)、停機(jī)、低速運(yùn)轉(zhuǎn)和重載等工況下，水潤(rùn)滑橡膠尾軸承會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲（Bearing?Noise），嚴(yán)重影響了船舶的舒適性、隱蔽性及安全性，對(duì)水下潛器來(lái)說(shuō)這是致命的弱點(diǎn)。

研究認(rèn)為，水潤(rùn)滑橡膠尾軸承的振動(dòng)主要由粘-滑現(xiàn)象引起，粘-滑現(xiàn)象是彈性體材料的本質(zhì)屬性之一，粘-滑現(xiàn)象的產(chǎn)生與摩擦學(xué)系統(tǒng)的摩擦系數(shù)有密切關(guān)系。目前，對(duì)于水潤(rùn)滑橡膠尾軸承的振幅測(cè)試大多采用接觸式測(cè)試方法，但由于接觸式測(cè)試方法存在傳感器自身重量、周圍環(huán)境以及其他約束等干擾因素，所以該測(cè)試方法的誤差較大，不能真實(shí)的反應(yīng)水潤(rùn)滑橡膠尾軸承的實(shí)際振動(dòng)情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種測(cè)試準(zhǔn)確的基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水潤(rùn)滑橡膠尾軸承振幅測(cè)試方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水潤(rùn)滑橡膠尾軸承振幅測(cè)試方法，所述水潤(rùn)滑橡膠尾軸承包括軸承背襯和均勻布置在所述軸承背襯內(nèi)壁上的若干塊板條，包括下述步驟：

（1）測(cè)量所述水潤(rùn)滑橡膠尾軸承的最大振動(dòng)頻率f，并根據(jù)所述最大振動(dòng)頻率f確定高速攝影機(jī)的拍幀數(shù)F；

（2）從所述水潤(rùn)滑橡膠尾軸承上取一塊所述板條及對(duì)應(yīng)的部分軸承背襯作為測(cè)試用的試塊；

（3）在所述試塊）的板條的與試驗(yàn)軸軸線垂直的側(cè)面上標(biāo)記測(cè)試跟蹤點(diǎn)；

（4）以壓力p將所述試塊壓裝在所述試驗(yàn)軸上；

（5）以轉(zhuǎn)速n啟動(dòng)所述試驗(yàn)軸；

（6）利用所述高速攝影機(jī)采集得到所述試塊的振動(dòng)圖像序列；

（7）根據(jù)所述振動(dòng)圖像序列識(shí)別出所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的絕對(duì)水平振幅P_xi和絕對(duì)豎直振幅P_yi。

通過(guò)采用高速攝影機(jī)采集所述試塊上測(cè)試跟蹤點(diǎn)的圖像或圖像序列，并應(yīng)用圖像處理及模式識(shí)別技術(shù)提取其中的運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)信息，從而得到所述試塊的運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)參數(shù)的非接觸式測(cè)試方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因傳感器自身重量、周圍環(huán)境以及其他約束等干擾因素，所導(dǎo)致的測(cè)試誤差較大的技術(shù)問(wèn)題。

在上述步驟3中，所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)到所述試塊與所述試驗(yàn)軸的接觸面之間的距離H為0.5～1.5mm。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的位置，以真實(shí)反應(yīng)所述試塊的振動(dòng)情況，進(jìn)一步地提高了本測(cè)試方法的測(cè)量準(zhǔn)確性。

在上述步驟3中，所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)到所述試塊的與所述試驗(yàn)軸軸線平行的側(cè)面的水平距離L為18～20mm。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的位置，以真實(shí)反應(yīng)所述試塊的振動(dòng)情況，進(jìn)一步地提高了本測(cè)試方法的測(cè)量準(zhǔn)確性。

本測(cè)試方法在所述步驟5之前，還包括：

在所述試塊的板條與軸承背襯的結(jié)合界面上標(biāo)記參考點(diǎn)。通過(guò)加設(shè)的標(biāo)記參考點(diǎn)有利于所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的絕對(duì)水平振幅P_xi和絕對(duì)豎直振幅P_yi的識(shí)別，降低了測(cè)試難度。

在上述方案中，所述步驟7具體為：

以所述參考點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，得到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的水平坐標(biāo)x₀和豎直坐標(biāo)y₀，并根據(jù)所述振動(dòng)圖像序列識(shí)別出t_i時(shí)刻時(shí)，所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的水平坐標(biāo)x_i和豎直坐標(biāo)y_i；

則，t_i時(shí)刻時(shí)，所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的絕對(duì)水平振幅P_xi=x_i-x₀，所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的絕對(duì)豎直振幅P_yi=y_i-y₀。

在上述方案中，所述步驟6具體為：

將所述高速攝影機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)所述試塊上帶所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的側(cè)面，并調(diào)整所述高速攝影機(jī)的鏡頭的焦距，當(dāng)所述試驗(yàn)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到所述n時(shí)，所述高速攝影機(jī)開(kāi)始拍攝T秒。

在上述方案中，所述F>2f，以保證所述高速攝影機(jī)能清晰地拍攝到所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

在上述方案中，所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)為白色標(biāo)記點(diǎn)，由于所述板條為黑色，所以采用白色反色標(biāo)記所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)有利于所述測(cè)試跟蹤點(diǎn)的準(zhǔn)確識(shí)別。