刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车及方法与流程

1.本发明涉及刮板机内壁缺陷的视觉检测技术领域，具体地是涉及一种用于刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车及其检测方法。


背景技术：

2.刮板输送机是重要的物料运输设备，刮板输送机性能的优良直接决定了工作面推进的速度。刮板机在实际工作时，借助于运动的刮板链条来输送散状物料。由于壳体封闭，因此在输送大的、有毒、易爆、高温物料时可以显著地改善工人的工作环境和防治环境污染。在刮板机工作过程中，中部槽和两侧挡板是重要部件。
3.在运输时，中部槽是承载体，运输的物质会不同程度地作用于中部槽，经过长时间的运行，就会造成中部槽的磨损。在某些特殊工况下，会伴随着潮湿空气、腐蚀物质、有害气体等，这些因素会对中部槽和两侧挡板造成侵蚀损坏；在运输硬质物料时，硬质物料不可避免的会对中部槽和两侧挡板进行撞击，会导致中部槽和侧壁的机械损伤；在运输散装物料时，物料不可避免的会在刮板机内壁进行堆积，影响刮板机工作效率。所以需要对刮板机中部槽和两侧挡板进行检测，以防中部槽及挡板失效，影响运输效率，造成不必要的损失。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车及方法，此检测小车能够通过摄像头本体进行视频观察，通过永磁铁车轮和电磁铁吸附在刮板机内壁，通过人工控制摄像头进行旋转，从而拍摄到刮板机内壁缺陷，有利于用户对刮板机的维护。
5.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车，它包括承载整个检测装置的车身，所述车身上安装有用于控制整个小车行走移动的吸附单元；安装有用于给小车提供动力的动力系统；安装有用于对整个小车进行控制的控制系统；安装有用于辅助检测的外设单元。
6.所述吸附单元包括安装在车身的用于带动整个小车移动的永磁铁车轮；所述车身的底端固定有对称布置的电磁铁；在永磁铁车轮不满足吸附力要求时，通过控制系统给电磁铁供电，以满足所需要的吸附力。
7.所述永磁铁车轮由nb-fe-b钕铁硼稀土材料磁体制成。
8.所述动力系统采用锂电池供电，所述锂电池同时与控制系统和吸附单元相连，并提供电能。
9.所述控制系统分为内控系统和外控系统；所述内控系统由内控芯片构成，所述内控芯片用来控制灯光、电磁铁、带编码器的电机、马达、接收和发送信息；内控系统和外控系统通过无线网络的方式进行连接；外控系统用来接收小车传输的图像及位置信息，并同时用来控制小车完成指定的操作。
10.所述外设单元包括imu传感器、摄像头、马达、无线网络和光源；所述imu传感器集成到控制系统上，用于获取小车的位姿信息，并将生成的数据发送给内控系统；
所述摄像头与马达相配合，马达与内控系统连接用来实现摄像头的旋转操作；所述无线网络和光源与内控系统相连接，光源在小车进行运动时便会开启，起到给摄像头补光的作用。
11.所述摄像头包括安装在车身两外侧中间部位的侧边摄像头，以及安装在车身头部顶端的主摄像头；所述主摄像头和侧边摄像头都具有独立的旋转控制，分别通过带编码器的电机控制其旋转；所述主摄像头和侧边摄像头用于获取刮板机内壁缺陷。
12.所述光源包括侧边补光灯和主补光灯；所述侧边补光灯固定在车身的两外侧，所述主补光灯固定在车身的头部外侧壁中间部位；所述无线网络固定在车身的顶部。
13.刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车进行刮板机内壁缺陷检测的方法，包括以下步骤：步骤一，吸附力检测：将小车的四个永磁铁车轮吸附在刮板机内壁上，针对于不同板材的吸附力不同，初始时，用拉力计对小车的磁吸附力进行检测，当小车吸附力不满足要求时，通过控制系统给电磁铁供电，使其满足所需要的吸附力；步骤二，小车行走控制：初始启动时，对小车的imu传感器进行复位处理，小车通过四个带编码器的电机分别控制四个永磁铁车轮进行移动，带编码器的电机与小车的内控系统相连接，内控系统通过无线网络与外控系统相连接，外控系统通过控制带编码器的电机转速，驱动小车进行运动，通过编码器获取小车的速度，从而进行调节小车车速；步骤三，小车对刮板机内壁检测：小车在行驶检测过程中，通过主补光灯对主摄像头进行补光，通过侧边补光灯对侧边摄像头进行补光，主摄像头和两个侧边摄像头在刮板机内壁拍摄的图像会通过无线网络传输到外控设备上，用来生成刮板机内壁的完整图像，在实施过程中，操作人员通过外控设备查看内部的缺陷情况；在此过程中，能够通过外控系统调节主摄像头和两个侧边摄像头进行旋转，获取更为广泛的清晰图像；当小车某一侧边摄像头返回的实时图像不够清晰时，通过控制系统驱动小车另一侧边摄像头旋转，完成辅助拍照，获得更为清晰的实时图像；步骤四，内壁缺陷部位检测处理：当在检测过程中，发现刮板机内壁存在缺陷时，首先对刮板机内壁缺陷类型进一步进行判断，并通过小车的实时位置确定缺陷所在的位置，针对于刮板机内壁杂物堆积、螺旋松动、内壁磨损和内壁腐蚀不同的受损情形，采取相应的措施，对刮板机内壁进行维修；通过控制小车运动，实现对整个刮板机内壁的拍摄，通过实时传送的图像，最终完成刮板机内壁的检测。
14.本发明有如下有益效果：1、该刮板机内壁缺陷视觉检测小车结构简单，操作方便，使用永磁铁车轮和电磁铁相结合的方式，将小车吸附在刮板机内壁，防止发生脱落情形。
15.2、小车的主摄像头和两侧的侧边摄像头对刮板机内壁进行视频观察，通过带编码器的电机旋转获取更多观察角度，小车的补光灯配合摄像头对观察部位照明。
16.3、通过采用本发明的自动检测小车和检测方法，实现了对刮板机内部缺陷的实时
检测，实现了刮板机智能化、无人化以及自动化的检测，大大降低了人工检测成本，减少了人工检测风险。
17.4、通过小车的imu传感器，该传感器可采用微型航姿参考系统，并由三轴mems陀螺、三轴mems加速度计以及三轴磁阻型磁强计等类型的传感器构成，用来实时获取检测机器人的位姿信息，通过小车的实时位姿信息，用来获取存在故障的内壁的具体位置，从而采取进一步检修工作。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
19.图1是本发明检测小车的结构示意图。
20.图2是小车内部结构控制系统框图。
21.图3是进行检测时的流程图。
22.图中：永磁铁车轮1、侧边补灯光2、侧边摄像头3、电磁铁4、主补光灯5、主摄像机6、车身7、无线网络8。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
24.实施例1：参见图1-3，刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车，它包括承载整个检测装置的车身7，所述车身7上安装有用于控制整个小车行走移动的吸附单元；安装有用于给小车提供动力的动力系统；安装有用于对整个小车进行控制的控制系统；安装有用于辅助检测的外设单元。通过采用本发明的视觉检测小车通过摄像头本体进行视频观察，通过永磁铁车轮和电磁铁吸附在刮板机内壁，通过人工控制摄像头进行旋转，从而拍摄到刮板机内壁缺陷，有利于用户对刮板机的维护。
25.进一步的，所述吸附单元包括安装在车身7的用于带动整个小车移动的永磁铁车轮1；所述车身7的底端固定有对称布置的电磁铁4；在永磁铁车轮1不满足吸附力要求时，通过控制系统给电磁铁4供电，以满足所需要的吸附力。通过采用上述的吸附单元能够用于将整个车身7吸附固定在待检测的刮板机的内侧壁上，进而能够使其沿着内壁吸附行走，以配合摄像头对内壁进行检测。
26.进一步的，所述永磁铁车轮1由nb-fe-b钕铁硼稀土材料磁体制成。通过上述的材料制成，保证了足够的磁吸附力。
27.进一步的，所述动力系统采用锂电池供电，所述锂电池同时与控制系统和吸附单元相连，并提供电能。通过上述的动力系统能够用于提供整个小车的电能。
28.进一步的，所述控制系统分为内控系统和外控系统；所述内控系统由内控芯片构成，所述内控芯片用来控制灯光、电磁铁、带编码器的电机、马达、接收和发送信息；内控系统和外控系统通过无线网络的方式进行连接；外控系统用来接收小车传输的图像及位置信息，并同时用来控制小车完成指定的操作。通过上述的控制系统能够用于控制整个小车的正常运行。
29.进一步的，所述外设单元包括imu传感器、摄像头、马达、无线网络8和光源；所述
imu传感器集成到控制系统上，用于获取小车的位姿信息，并将生成的数据发送给内控系统；其中，所述imu传感器，该传感器可采用微型航姿参考系统，并由三轴mems陀螺、三轴mems加速度计以及三轴磁阻型磁强计等类型的传感器构成，用来实时获取检测机器人的位姿信息，通过小车的实时位姿信息，用来获取存在故障的内壁的具体位置，从而采取进一步检修工作。
30.进一步的，所述摄像头与马达相配合，马达与内控系统连接用来实现摄像头的旋转操作；进而实现了多角度的拍摄需求，保证了对刮板机内壁的摄像检测。
31.进一步的，所述无线网络8和光源与内控系统相连接，光源在小车进行运动时便会开启，起到给摄像头补光的作用。通过上述的光源用于对光照进行补充，进而保证了拍摄的清晰度。
32.进一步的，所述摄像头包括安装在车身7两外侧中间部位的侧边摄像头3，以及安装在车身7头部顶端的主摄像头6；所述主摄像头6和侧边摄像头3都具有独立的旋转控制，分别通过带编码器的电机控制其旋转；所述主摄像头6和侧边摄像头3用于获取刮板机内壁缺陷。通过上述的多个不同方位的摄像头能够实现刮板机内壁的全方位检测。
33.进一步的，所述光源包括侧边补光灯2和主补光灯5；所述侧边补光灯2固定在车身7的两外侧，所述主补光灯5固定在车身7的头部外侧壁中间部位；所述无线网络8固定在车身7的顶部。通过上述的光源能够用于提供全方位的照明补光，进而保证了拍摄的清晰度。
34.实施例2：参见图3，刮板机内壁缺陷检测的视觉检测小车进行刮板机内壁缺陷检测的方法，包括以下步骤：步骤一，吸附力检测：将小车的四个永磁铁车轮1吸附在刮板机内壁上，针对于不同板材的吸附力不同，初始时，用拉力计对小车的磁吸附力进行检测，当小车吸附力不满足要求时，通过控制系统给电磁铁4供电，使其满足所需要的吸附力；步骤二，小车行走控制：初始启动时，对小车的imu传感器进行复位处理，小车通过四个带编码器的电机分别控制四个永磁铁车轮1进行移动，带编码器的电机与小车的内控系统相连接，内控系统通过无线网络与外控系统相连接，外控系统通过控制带编码器的电机转速，驱动小车进行运动，通过编码器获取小车的速度，从而进行调节小车车速；步骤三，小车对刮板机内壁检测：小车在行驶检测过程中，通过主补光灯5对主摄像头6进行补光，通过侧边补光灯2对侧边摄像头3进行补光，主摄像头6和两个侧边摄像头3在刮板机内壁拍摄的图像会通过无线网络8传输到外控设备上，用来生成刮板机内壁的完整图像，在实施过程中，操作人员通过外控设备查看内部的缺陷情况；在此过程中，能够通过外控系统调节主摄像头6和两个侧边摄像头3进行旋转，获取更为广泛的清晰图像；当小车某一侧边摄像头返回的实时图像不够清晰时，通过控制系统驱动小车另一侧边摄像头旋转，完成辅助拍照，获得更为清晰的实时图像；步骤四，内壁缺陷部位检测处理：当在检测过程中，发现刮板机内壁存在缺陷时，首先对刮板机内壁缺陷类型进一
步进行判断，并通过小车的实时位置确定缺陷所在的位置，针对于刮板机内壁杂物堆积、螺旋松动、内壁磨损和内壁腐蚀不同的受损情形，采取相应的措施，对刮板机内壁进行维修；通过控制小车运动，实现对整个刮板机内壁的拍摄，通过实时传送的图像，最终完成刮板机内壁的检测。