[發明專利]一種燒結機臺車車軸故障檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202110873861.0
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113592916A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 王月明;翟容清;陳蕊;張建東;吳永剛
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G06T7/254
• 分類號: G06T7/254;G06K9/00;G06K9/34;G06N3/04;F27B21/00;F27D21/02
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

本發明屬于機械設備故障檢測領域，具體提供一種燒結機臺車車軸故障檢測方法及系統，其中方法包括：采用間隔固定幀形式獲取燒結機臺車的視頻幀圖像；對獲取的燒結機臺車的相鄰兩幀圖像進行差分運算處理，然后進行相應的圖像處理；運用深度學習目標檢測算法定位提取燒結機臺車相鄰兩幀圖像的車輪區域圖像；將相鄰兩幀車輪區域圖像的像素點的差值與預設的灰度差的絕對值相比較，判定燒結機臺車車輪是否發生擺動。通過對實時采集到的燒結機臺車車輪的視頻幀圖像進行分析，確定燒結機臺車車輪是否發生擺動，從而檢測車軸故障，提高了檢測效率，節省了人力，避免了由于人工檢測疏忽導致的安全隱患。

技術領域

本發明涉及機械設備故障檢測領域，更具體地，涉及一種燒結機臺車車軸故障檢測方法及系統。

背景技術

含鐵窯球團法生產工藝生產球團礦的主要設備由燒結機、回轉窯和環式冷卻機組成，而燒結機則是最關鍵設備。臺車部件結構復雜、工況條件惡劣，發生故障造成停機的情況在燒結系統占比比較大。車輪是臺車運行重要的物件，它能否正常運行直接影響到整個生產工藝過程的穩定。燒結機不間斷運作，臺車車輪會出現扭矩，車軸極易發生油脂皂化、保持架破裂、軸承滾珠缺損等故障，當臺車發生以上任何一種故障繼續運行時，車輪會出現自行擺動的現象，嚴重的話可能導致脫落，若不及時停機更換臺車，車輪在進入尾部彎道時脫落，車輪會卡入機尾彎道和導軌之間，造成卡阻。機尾星輪周邊設置有除塵密封罩，車輪脫落不易被發現，事故往往造成燒結機卡阻跳機才會被發現，該故障處理難度大，若造成燒結機故障停機，將極大影響整個燒結系統的生產。在工業生產中，燒結機臺車屬于典型的低速重載設備，由于自身結構和運行特點，故障檢測難度較大，關于其故障檢測的研究尚不多見。

傳統的車輪擺動檢測主要依靠原始的人工觀察檢查，工作勞動力強度大、檢測過程會存在漏檢、智能化程度低、工作環境差，對人體健康存在潛在的威脅等問題。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種燒結機臺車車軸故障檢測方法及系統。

根據本發明的第一方面，提供了一種燒結機臺車車軸故障檢測方法，包括以下步驟：

S1，采用間隔固定幀形式獲取燒結機臺車的視頻幀圖像；

S2，對獲取的燒結機臺車的相鄰兩幀圖像進行差分運算處理，然后進行相應的圖像處理；

S3，運用深度學習目標檢測算法定位提取燒結機臺車相鄰兩幀圖像的車輪區域圖像；

S4，將相鄰兩幀車輪區域圖像的像素點的差值與預設的灰度差的絕對值相比較，判定燒結機臺車車輪是否發生擺動。

可選地，所述S2中圖像處理具體包括：

對獲取的燒結機臺車的相鄰兩幀圖像依次進行灰度化處理、腐蝕處理、高斯濾波處理、二值化處理及膨脹處理。

可選地，所述S3具體包括：運用labellmg對燒結機臺車車輪進行標注，通過yolov5對標注圖片進行訓練來檢測并定位提取車輪區域圖像。

可選地，所述S4具體包括：

若相鄰兩幀車輪區域圖像的像素點的差值小于所述灰度差的絕對值，則判定燒結機臺車車輪未發生擺動；

若相鄰兩幀車輪區域圖像的像素點的差值大于所述灰度差的絕對值，則需要對此類情況進行進一步判斷。

可選地，所述進一步判斷具體包括：

首先獲取該車輪區域后續連續五幀圖像，并對所獲取的相鄰兩幀圖像均進行S2～S4，若五幀圖像對應的車輪區域圖像的像素點個數都小于閾值，則車輪未發生擺動；

否則，獲取并保存該車輪對應的側板編號及檢測時間t，接著調用數據庫，判斷其是否在此之前24小時內已存有該側板編號，如果存在，則執行S100：統計24小時內該車輪擺動的次數并對該車輪進行擺動報警處理；