[發明專利]基于三維圖像的鋼絲繩檢測裝置、表面損傷檢測及繩徑計算方法

在審

• 申請號: 202010609547.7
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111721216A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 馬建偉;李興海;臧紹飛;呂進鋒;李曉靜;侯向關;汪鈺珠;王郁茜
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

本發明涉及基于三維圖像的鋼絲繩檢測裝置、表面損傷檢測及繩徑計算方法，屬于鋼絲繩檢測技術領域，所述鋼絲繩檢測裝置套設在鋼絲繩上，包括相機、兩面鏡子、白色底板、兩個光源和通信單元；所述白色底板設置在鋼絲繩的上方，所述相機設置在鋼絲繩的下方；兩面鏡子分設在鋼絲繩的左右兩側，每面鏡子從上到下逐漸向靠近白色底板中心點的方向傾斜，兩面鏡子的延伸夾角為120?；兩個光源分設在鋼絲繩的左右兩側，且均設置在鋼絲繩的下方和相機的上方；所述白色底板、鏡子和相機均與所述鋼絲繩相對平行；所述白色底板、鏡子和相機的中心點均位于同一平面上。所述檢測裝置是自動檢測表面損傷并報警的裝置，該裝置可實時連續自動計算鋼絲繩直徑。

技術領域

本發明屬于鋼絲繩檢測技術領域，具體地，涉及一種基于三維圖像的鋼絲繩檢測裝置、表面損傷檢測及繩徑計算方法。

背景技術

鋼絲繩是由很多細小的碳素鋼絲捻制成小股，再把若干這些股圍繞繩芯交合成直徑不同的繩。鋼絲繩作為一種牽引裝置，被廣泛應用于電梯、高空索道、起重吊運、交通運輸、船舶牽引、礦井提升、橋梁等國民經濟各個領域。鋼絲繩作為一個重要部件，在使用過程中，往往會出現斷絲、銹蝕、磨損等表面損傷現象，易造成安全生產事故，導致財產損失、人員傷亡出現，造成不良的社會影響。

鋼絲繩承載不同負荷時，繩徑會有變化，一旦鋼絲繩承載超重物品，極易出現疲勞損傷，繩徑不能復原，當繩徑減少到一定值后不能再承載物品，需及時更換。在線實時監測鋼絲繩表面損傷情況和繩徑大小非常重要。

目前鋼絲繩表面損傷檢測方法有人工查驗、機器視覺。人工檢測方法主要是通過肉眼觀察鋼絲繩表面是否有損傷，人工檢測過程中，運行的鋼絲繩需要停止工作。受人員素質、工作環境、惡劣工況等因素的影響，人工檢測無法保障鋼絲繩表面損傷檢測率。機器視覺檢測方法主要是使用相機拍照，把照片傳輸到遠程服務器上，由機器視覺算法分析照片上鋼絲繩表面損傷，并給出損傷信息，這種方法只能看到鋼絲繩一面不能同時看到鋼絲繩背面，若要看到鋼絲繩背面需要最少兩個相機。

鋼絲繩直徑測量通過人工使用卡尺進行，測量時鋼絲繩需停止工作，一般進行局部測量，若整體測量耗時太長，而且測量的數值需人工記錄。另外使用由電荷耦合器件(CCD)構成的電路系統測量鋼絲繩直徑，成本較高、不易實現。總之，現有的人工檢查效率低，浪費大量的生產時間，表面損傷檢測準確率不能保證。其他檢測方法不能直觀的反映鋼絲繩表面損傷情況。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明的目的一在于提供一種基于三維圖像的鋼絲繩檢測裝置，目的二在于提供利用所述檢測裝置進行鋼絲繩表面損傷檢測的方法，目的三在于提供利用所述檢測裝置進行的繩徑計算方法。

為了實現上述目的，本發明采用的具體方案為：

基于三維圖像的鋼絲繩檢測裝置，所述鋼絲繩檢測裝置套設在鋼絲繩上，包括相機、兩面鏡子、白色底板、兩個光源和通信單元；所述白色底板設置在鋼絲繩的上方，所述相機設置在鋼絲繩的下方，所述相機通過數據連接線與通信單元連接；兩面所述鏡子分設在所述鋼絲繩的左右兩側，每面鏡子從上到下逐漸向靠近所述白色底板中心點的方向傾斜，兩面所述鏡子的延伸夾角為120°；兩個所述光源分設在所述鋼絲繩的左右兩側，且均設置在所述鋼絲繩的下方和所述相機的上方；所述白色底板、鏡子和相機均與所述鋼絲繩相對平行；所述白色底板、鏡子、相機和光源的中心點位于同一平面上。

作為對上述方案的進一步優化，所述相機到白色底板的垂直距離為300毫米；所述白色底板為邊長為100毫米的正方形；所述鏡子長200毫米、寬100毫米，所述鏡子的長邊與鋼絲繩垂直、寬邊與鋼絲繩水平；所述鋼絲繩的中心點到相機鏡頭、白色底板和兩面鏡子的垂直距離均為150毫米；所述光源距離相機50毫米；所述鋼絲繩的中心點到光源的距離為150毫米。

作為對上述方案的進一步優化，所述相機采用黑白CCD相機；所述光源采用白色LED燈。

本發明還提供利用所述檢測裝置進行表面損傷的檢測方法，包括以下步驟：