本發(fā)明屬于傳輸帶技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式皮帶輸送計(jì)重及偏離警示裝置。

背景技術(shù)：

目前，皮帶輸送機(jī)中通常采用稱重傳感器來進(jìn)行稱重?，F(xiàn)有技術(shù)中采用傳感器對皮帶輸送機(jī)進(jìn)行送料稱重的方式為，在整個皮帶輸送機(jī)的下方設(shè)置若干懸臂式稱重傳感器，由各懸臂式稱重傳感器共同承擔(dān)整個皮帶及其上物料的重量，并將獲得的稱重信號傳遞給稱重控制儀表，由稱重控制儀表將獲得的信號處理后，得出某一時段輸送物料的重量。這種稱重方式存在的缺點(diǎn)是：當(dāng)皮帶輸送機(jī)呈一定的傾角時，處在最上方的傳感器承受的壓力較小，處在最下方的傳感器所承受的壓力最大，從而導(dǎo)致傳感器在較大程度上受力不均，最終造成稱重計(jì)量的不準(zhǔn)確的問題。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的稱重方式中傳感器與皮帶直接相接觸，由于皮帶在輸送過程中的壓力的頻繁變化以及振動等因素，傳感器容易發(fā)生失效現(xiàn)象，故障率較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種非接觸式皮帶輸送計(jì)重及偏離警示裝置，本裝置不但組件較少，成本較低，而且在測量時不與皮帶相接觸，測量精度較高而故障率較低。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種非接觸式皮帶輸送計(jì)重及偏離警示裝置，本裝置包括如下組成部分：

傳感裝置，用于獲得皮帶以及皮帶上的物料在垂直于皮帶運(yùn)輸方向上的輪廓信息數(shù)據(jù)，并將所獲得的輪廓信息數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置；

數(shù)據(jù)處理裝置，用于接收傳感裝置發(fā)送來的輪廓信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)輪廓信息數(shù)據(jù)獲得皮帶和物料二者的垂直于皮帶運(yùn)輸方向上的形狀輪廓，由此獲得物料在皮帶上的橫截面面積，再結(jié)合皮帶的運(yùn)輸速度、運(yùn)行時間以及物料密度即可獲得皮帶在相應(yīng)運(yùn)行時間內(nèi)所運(yùn)送的物料質(zhì)量；所述數(shù)據(jù)處理裝置還對不同時期獲得的皮帶的形狀輪廓進(jìn)行比對，當(dāng)不同時期所獲得的皮帶形狀輪廓的偏差值達(dá)到設(shè)定值時，數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出警報(bào)信號；

同步器，用于分別連接傳感裝置和皮帶的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)皮帶的驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作時，同步器向傳感裝置發(fā)出工作信號，使得傳感裝置與皮帶同步工作；

所述傳感裝置為高清攝像頭，所述皮帶由機(jī)頭段、機(jī)尾段以及連接二者的中段構(gòu)成，所述高清攝像頭的攝像方向沿著所述皮帶的運(yùn)輸方向正對所述機(jī)頭段或中段。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置為圖像高速處理裝置，所述圖像高速處理裝置根據(jù)皮帶和物料與周邊環(huán)境的顏色的rgb值差異識別皮帶輪廓以及物料輪廓。

優(yōu)選的，物料在皮帶上的橫截面面積的取得步驟如下：

s1，在皮帶空轉(zhuǎn)時，高清攝像頭拍攝皮帶的空轉(zhuǎn)圖像，并將空轉(zhuǎn)圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像高速處理裝置，所述圖像高速處理裝置逐行掃描空轉(zhuǎn)圖像中的所有坐標(biāo)點(diǎn)的rgb值，并根據(jù)空轉(zhuǎn)圖像中的皮帶與周邊環(huán)境的顏色rgb值差異識別皮帶輪廓，將所得皮帶輪廓存儲為原始值；

s2，在皮帶運(yùn)輸物料時，高清攝像頭實(shí)時拍攝皮帶和物料的運(yùn)輸圖像，并將運(yùn)輸圖像發(fā)送至圖像高速處理裝置進(jìn)行處理，所述圖像高速處理裝置逐行掃描運(yùn)輸圖像中的所有坐標(biāo)點(diǎn)的rgb，并根據(jù)運(yùn)輸圖像中的皮帶、物料與周邊環(huán)境的顏色rgb值差異識別皮帶和物料的共同輪廓，然后將皮帶和物料的共同輪廓存儲為運(yùn)輸值，所述圖像高速處理裝置將運(yùn)輸值與原始值進(jìn)行減法運(yùn)算，即可得到物料橫截面的面積值s。

優(yōu)選的，設(shè)皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為v，高清攝像頭拍攝圖像的固定間隔時間為t，測量所得的物料橫截面面積值為s，實(shí)時測量物料密度為ρ，則時間t內(nèi)物料的運(yùn)輸質(zhì)量為qt＝vtsρ；

設(shè)皮帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時間t1，t1＝n1×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量如下：

第1個t：得到并存儲此時的時間t和物料質(zhì)量qt1；

第2個t：得到并存儲此時的時間2t和物料質(zhì)量qt1+qt2；

……

第n1個t：得到并存儲此時的時間t1和物料質(zhì)量qt1+qt2+…+qtn1＝q1；

皮帶連續(xù)空轉(zhuǎn)的時間t2，t2＝n2×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量為q2；

則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時間t1和連續(xù)空轉(zhuǎn)的時間t2中所運(yùn)輸?shù)奈锪峡傊亓繛閝＝q1+q2＝q1；根據(jù)所記錄的時間和物料質(zhì)量作出兩者之間的曲線，可得到任意時間的物料運(yùn)輸累計(jì)質(zhì)量。

優(yōu)選的，所述圖像高速處理裝置將皮帶空轉(zhuǎn)時所獲得的皮帶輪廓初始值與皮帶運(yùn)輸物料時所獲得的皮帶輪廓運(yùn)輸值相比較，當(dāng)對應(yīng)位置的相應(yīng)坐標(biāo)偏差最大值超過設(shè)定值時，圖像高速處理裝置發(fā)出警報(bào)信號。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明采用了非接觸式的稱重測量方式，即通過傳感裝置測量得到兩個形狀輪廓：其一為皮帶空轉(zhuǎn)時測量得到的皮帶輪廓，另一個為輸送物料時測量得到的皮帶和物料的共同輪廓，本發(fā)明通過上述兩個輪廓得到物料的橫截面積，然后結(jié)合皮帶的運(yùn)輸速度、運(yùn)行時間以及物料密度即可獲得皮帶在相應(yīng)運(yùn)行時間內(nèi)所運(yùn)送的物料質(zhì)量。從而，本發(fā)明通過非接觸式的傳感測量實(shí)現(xiàn)了皮帶輸送的實(shí)時稱重，不但組件少，成本低，而且稱量準(zhǔn)確，故障率低，降低了設(shè)備的維修保障工作。

2)獲得物料的橫截面面積是本發(fā)明的關(guān)鍵，為準(zhǔn)確獲得物料的橫截面面積，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：所述傳感裝置為高清攝像頭，所述數(shù)據(jù)處理裝置為圖像高速處理裝置。工作時，高清攝像頭沿著皮帶的輸送方向正對著皮帶的機(jī)頭段或中段，即高清攝像頭的拍攝方向必須與皮帶被拍攝段的運(yùn)行方向平行，此時高清攝像頭的拍攝方向垂直于皮帶的橫向方向，從而高清攝像頭能夠獲得皮帶的橫向截面和承載有物料的皮帶橫向截面。因此，本技術(shù)方案中，由于本發(fā)明中巧妙地設(shè)置了高清攝像頭的拍攝位置，不但使得高清攝像頭的數(shù)量僅設(shè)置為一個，而且能夠準(zhǔn)確地捕捉到皮帶以及皮帶和物料的形狀輪廓。此外，由于高清攝像頭正對皮帶的輸送方向，因此拍攝角度較廣，誤差較小，高清攝像頭每次僅需要拍攝一張圖像即可獲得皮帶以及皮帶和物料的形狀輪廓的全貌，因此圖像高速處理裝置的數(shù)據(jù)處理量也較少，故圖像高速處理裝置的處理速度較高。

3)本發(fā)明還具有皮帶位置的偏離警示功能，當(dāng)皮帶在運(yùn)輸過程中因跑偏或受阻礙而運(yùn)行不正常時，不但不能實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)料功能，而且可能造成各種運(yùn)行故障，因此及早發(fā)現(xiàn)皮帶的位置異常現(xiàn)象并發(fā)出警示信號是非常關(guān)鍵的。本發(fā)明通過傳感裝置和數(shù)據(jù)處理裝置獲得皮帶輪廓，并通過設(shè)置皮帶輪廓與設(shè)定值的偏差值來實(shí)現(xiàn)對皮帶位置的實(shí)時監(jiān)視的功能，從而不但做到了準(zhǔn)確可靠，而且能夠做到在皮帶運(yùn)行過程中的全天候監(jiān)控，有效地保證了皮帶運(yùn)行的安全可靠性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例中皮帶空轉(zhuǎn)時皮帶形狀輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例中皮帶運(yùn)輸物料時皮帶和物料的形狀輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記的含義如下：

10-傳感裝置20-數(shù)據(jù)處理裝置30-同步器

a-皮帶a1-機(jī)頭段a2-中段a3-機(jī)尾段

a4-皮帶形狀輪廓

b-物料b1-物料形狀輪廓

c-圖像邊框

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及工作方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。

如圖1所示，一種非接觸式皮帶輸送計(jì)重及偏離警示裝置，本裝置包括傳感裝置10、數(shù)據(jù)處理裝置20以及同步器30。

本實(shí)施例中的傳感裝置10為高清攝像頭，高清攝像頭用于獲得皮帶a以及皮帶上的物料b在垂直于皮帶運(yùn)輸方向上的輪廓信息數(shù)據(jù)，并將所獲得的輪廓信息數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置20；如圖1所示，所述皮帶a由機(jī)頭段a1、機(jī)尾段a3以及連接二者的中段a2構(gòu)成，所述高清攝像頭的攝像方向沿著所述皮帶a的運(yùn)輸方向正對所述機(jī)頭段a1或中段a2，即如圖1中所顯示的，當(dāng)所述高清攝像頭的攝像方向沿著所述皮帶a的運(yùn)輸方向正對所述機(jī)頭段a1時，高清攝像頭在圖1中的位置2處；當(dāng)所述高清攝像頭的攝像方向沿著所述皮帶a的運(yùn)輸方向正對所述中段a2時，高清攝像頭在圖1中的位置1處。

本實(shí)施例中的數(shù)據(jù)處理裝置20為為圖像高速處理裝置，所述圖像高速處理裝置根據(jù)皮帶和物料與周邊環(huán)境的顏色的rgb值差異識別皮帶輪廓以及物料輪廓。

所述同步器30用于分別連接傳感裝置10和皮帶a的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)皮帶a的驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作時，同步器30向傳感裝置10即高清攝像頭發(fā)出工作信號，使得傳感裝置10與皮帶a同步工作。

本實(shí)施例中，物料b在皮帶a上的橫截面面積的取得步驟如下：

s1，在皮帶a空轉(zhuǎn)時，高清攝像頭拍攝皮帶a的空轉(zhuǎn)圖像，并將空轉(zhuǎn)圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像高速處理裝置，所述圖像高速處理裝置逐行掃描空轉(zhuǎn)圖像中的所有坐標(biāo)點(diǎn)的rgb值，并根據(jù)空轉(zhuǎn)圖像中的皮帶與周邊環(huán)境的顏色rgb值差異識別皮帶輪廓，將所得皮帶輪廓存儲為原始值，如圖2所示；

s2，在皮帶a運(yùn)輸物料b時，高清攝像頭實(shí)時拍攝皮帶a和物料b的運(yùn)輸圖像，并將運(yùn)輸圖像發(fā)送至圖像高速處理裝置進(jìn)行處理，所述圖像高速處理裝置逐行掃描運(yùn)輸圖像中的所有坐標(biāo)點(diǎn)的rgb，并根據(jù)運(yùn)輸圖像中的皮帶、物料與周邊環(huán)境的顏色rgb值差異識別皮帶和物料的共同輪廓，然后將皮帶和物料的共同輪廓存儲為運(yùn)輸值，如圖3所示。所述圖像高速處理裝置將運(yùn)輸值與原始值進(jìn)行減法運(yùn)算，即可得到物料橫截面的面積值s。

設(shè)皮帶a的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為v，高清攝像頭拍攝圖像的固定間隔時間為t，測量所得的物料橫截面面積值為s，實(shí)時測量物料密度為ρ，則時間t內(nèi)物料的運(yùn)輸質(zhì)量為qt＝vtsρ；

設(shè)皮帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時間t1，t1＝n1×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量如下：

第1個t：得到并存儲此時的時間t和物料質(zhì)量qt1；

第2個t：得到并存儲此時的時間2t和物料質(zhì)量qt1+qt2；

……

第n1個t：得到并存儲此時的時間t1和物料質(zhì)量qt1+qt2+…+qtn1＝q1；

皮帶連續(xù)空轉(zhuǎn)的時間t2，t2＝n2×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量為q2，事實(shí)上，q2為零；

則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時間t1和連續(xù)空轉(zhuǎn)的時間t2中所運(yùn)輸?shù)奈锪峡傊亓繛閝＝q1+q2＝q1；根據(jù)所記錄的時間和物料質(zhì)量作出兩者之間的曲線，可得到任意時間的物料運(yùn)輸累計(jì)質(zhì)量。

本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理裝置20還對不同時期獲得的皮帶a的形狀輪廓進(jìn)行比對，比如，所述圖像高速處理裝置將皮帶a空轉(zhuǎn)時所獲得的皮帶輪廓初始值與皮帶運(yùn)輸物料時所獲得的皮帶輪廓運(yùn)輸值相比較，當(dāng)對應(yīng)位置的相應(yīng)坐標(biāo)偏差最大值超過設(shè)定值如5cm時，圖像高速處理裝置判定皮帶運(yùn)行出現(xiàn)異常。因?yàn)槠的下側(cè)由承托裝置，因此即便皮帶a的上側(cè)承載有物料b，皮帶a的下沉尺寸也是非常有限的，當(dāng)皮帶在空轉(zhuǎn)狀態(tài)和運(yùn)輸狀態(tài)下對應(yīng)位置的相應(yīng)坐標(biāo)偏差最大值超過設(shè)定值時，圖像高速處理裝置即發(fā)出警報(bào)信號。