[發明專利]鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置及方法

在審

• 申請號: 202010546874.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111764456A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 黃剛;張峰;張建華;姜海博;張聰瑞;莫乃笛;吳健康;趙斌;劉志明
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E02F9/00
• 分類號: E02F9/00;E02F9/24;E02F9/26;H04N7/18;G08B21/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明提供一種鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置，包括圖像采集模塊，包括激光測距儀和工業攝像機，設置在防水防震的盒體中，盒體固定在鏟車大臂上，使得鏟斗位于工業攝像機的可視范圍內以及激光測距儀的測距范圍內；控制模塊控制激光測距儀的采樣頻率，當激光測距儀采集到與鏟斗距離在預設范圍內時，控制工業攝像機采集鏟斗圖像；圖像處理模塊基于深度學習算法，識別鏟斗圖像中的斗齒完整性和斗齒數量，判斷是否有斗齒脫落或斷裂；報警裝置在判斷有斗齒脫落或斷裂時發出報警信號。本發明能夠對斗齒狀態進行定點、定時、定距進行圖像采集，然后基于深度學習算法，形成處理速度快、精度高的識別效果。

技術領域

本發明屬于大型電鏟/鏟車施工領域，具體涉及一種鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置。

背景技術

大型露天礦鏟裝環節離不開大型電鏟或者鏟車。但是在裝載礦石的過程中，由于插銷斷裂或者斗齒本身的斷裂，鏟斗上的斗齒經常發生脫落會混入礦石一起裝入礦車。若不能及時發現，脫落/斷裂的斗齒會和礦石一起進入礦石破碎機。斗齒是由錳鋼鑄造而成，十分堅硬，一旦進入破碎系統，破碎機會被卡住，造成破碎機輥齒及減速系統等部件的損壞，會耽誤礦山的生產和造成極大的經濟損失。近年來，因為鏟車斗齒混入破碎系統造成經濟損失達千萬元。因此在鏟車上安裝斗齒滑落報警裝置可以及時發現鏟齒脫落，提醒施工人員立即采取措施，避免造成重大的經濟損失。然而礦山環境惡劣，如何在惡劣環境中實現高效精確的監測，成為臻待解決的難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置，提高監測的準確性。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置，本裝置包括：

圖像采集模塊，包括激光測距儀和工業攝像機，設置在防水防震的盒體中，盒體固定在鏟車大臂上，使得鏟斗位于工業攝像機的可視范圍內以及激光測距儀的測距范圍內；

控制模塊，用于控制激光測距儀的采樣頻率，當激光測距儀采集到與鏟斗距離在預設范圍內時，控制工業攝像機采集鏟斗圖像；

圖像處理模塊，用于基于深度學習算法，識別鏟斗圖像中的斗齒完整性和斗齒數量，判斷是否有斗齒脫落或斷裂；

報警裝置，用于在判斷有斗齒脫落或斷裂時發出報警信號。

按上述裝置，所述的控制模塊和圖像處理模塊內置在工業平板電腦中，工業平板電腦設置在鏟車駕駛室中。

按上述裝置，所述的工業平板電腦與所述的圖像采集模塊通過電纜有線連接，電纜內置在鏟車大臂中。

按上述裝置，所述的盒體上設有清洗裝置，清洗裝置設置在激光測距儀和工業攝像機的前端，清洗裝置由所述的控制模塊控制定期或不定期對激光測距儀和工業攝像機的采集面清洗。

按上述裝置，所述的圖像處理模塊中，斗齒數量根據鏟斗實際斗齒個數確定，當識別出的斗齒數量小于鏟斗實際斗齒個數，則判斷有斗齒脫落；將當天測量鏟齒長度與上一天最后一次識別斗齒長度的比值定義為斗齒完整度，當斗齒完整度小于或等于預設的比值時，判斷有斗齒斷裂。

按上述裝置，所述的工業平板電腦采用Labview軟件開發所述的控制模塊和圖像處理模塊。

按上述裝置，所述的激光測距儀的采樣頻率為每秒5次。

所述的鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置的控制方法，本控制方法包括以下步驟：

S1、參數設置：