一種螺栓松動的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺栓松動的檢測方法，屬于機械狀態(tài)檢測及維護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，螺栓作為一種連接件，在國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都有廣泛的應用，如鐵路運輸、航空航天、風力發(fā)電、機械加工等。螺栓的擰緊狀態(tài)直接會影響設(shè)備的工作性能，如果出現(xiàn)問題可能會造成災難性的后果。
[0003]通常情況下，螺栓發(fā)生失效主要有斷裂和松動，其中松動是最常見的問題。目前關(guān)于對螺栓松動的檢測方法有很多，如檢測預緊力的變化、檢測連接系統(tǒng)的非線性特性以及檢測聲發(fā)射信號等。這些方法的確能檢測到螺栓的松動，但是其操作往往比較復雜，效率比較低，不利于在實際生產(chǎn)中應用。而且，螺栓連接作為一種重要的連接方式，其使用量是十分巨大的，很難采用上述的方式對每個螺栓的狀態(tài)進行檢測。
[0004]以鐵路列車為例，軌道機車作為日常生活中非常重要的交通工具，其安全性不可忽略。為保證機車安全運行，工作人員需要每天對其進行狀態(tài)檢查，檢查項目其中一項就是檢查螺栓是否松動。通常情況下，一節(jié)車廂上面就有幾百甚至更多的螺栓，一天當中又有多列列車，對螺栓松動的檢測是一件極其繁重的工作。傳統(tǒng)檢查螺栓的方法主要有兩種:一種是不管螺栓是否已經(jīng)松動，工人都會用扳手擰緊螺栓，確保螺栓處于擰緊的狀態(tài)；另一種是螺栓在第一次擰緊后分別在螺栓和螺母上用線標記擰緊的狀態(tài)，檢查時只需查看是螺栓和螺母上的劃線是否對齊，如果不對齊則擰緊至其對齊。第一種方法工作量大、效率低下、沒有針對性，而第二種方法容易使工人在檢測大量螺栓后產(chǎn)生視覺疲勞，導致錯檢、漏檢，特別是現(xiàn)在開通的高速列車，更要求工人能快速、準確地完成螺栓的檢測。而且，上述的檢測螺栓松動的方法均為定性的檢測，并不能定量地表示螺栓松動的程度，不利于對個別易松動的螺栓進行重點監(jiān)測。保證螺栓的良好連接狀態(tài)是列車安全運行的先決條件之一，而現(xiàn)有的對螺栓連接狀態(tài)的檢測方法都很難從操作性、成本、快速性、準確性等方面滿足鐵路運營的需求，因此需要探索新的方法對螺栓的松動狀態(tài)進行檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種螺栓松動的檢測方法，旨在克服傳統(tǒng)螺栓松動檢測中存在的效率低下、費時費力、疲勞誤判等問題。通過圖像分析技術(shù)計算出松動前后螺栓上標記符號的相對轉(zhuǎn)角，量化螺栓松動的角度，為螺栓連接狀態(tài)的檢測與維護提供一種快速、精確的方法。
[0006]本發(fā)明提出的螺栓松動的檢測方法，包括以下步驟:
[0007](I)對擰緊后的待測螺栓進行標記，在螺栓的固定部分作出第一標記，在螺栓的旋轉(zhuǎn)部分作出第二標記，第一標記和第二標記處在一條直線上，標記的符號為直線或圓點，
[0008](2)待測螺栓松動后，攝取螺栓的照片，照片包含第一標記、第二標記和待測螺栓的完整圖像；
[0009](3)攝取圖像后，利用圖像角度的計算算法，通過圖像灰度化、圖像二值化、邊緣檢測、判斷特征符號，分別識別出照片中第一標記和第二標記的坐標位置；
[0010](4)根據(jù)第一標記和第二標記的坐標位置，利用平面幾何方法計算第一標記和第二標記之間的相對轉(zhuǎn)動角度α ；
[0011](5)設(shè)定相對轉(zhuǎn)動角度的閾值Citl，將步驟(4)的相對轉(zhuǎn)動角度α與相對轉(zhuǎn)動角度的閾值％進行比較，若a ^ a ^，則對待測螺栓進行擰緊操作，若α〈α(ι，則檢測下一個螺栓。
[0012]本發(fā)明提出的螺栓松動的識別方法，其優(yōu)點是:
[0013](I)本發(fā)明提出的螺栓松動檢測方法，可以簡單地對待測螺栓固定部分和旋轉(zhuǎn)部分進行標記；然后方便地通過攝像頭攝取螺栓圖像，通過圖像角度識別量化螺栓松動角度；當相對轉(zhuǎn)角超過設(shè)置的角度閾值時，可以自動報警，提高螺栓松動檢測的針對性，保證設(shè)備的安全可靠運行；
[0014](2)本發(fā)明提出的螺栓松動識別方法，可以將每個螺栓的檢測結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫，通過長期的數(shù)據(jù)積累，有利于評價螺栓的長期松動規(guī)律，作為量化數(shù)據(jù)信息進入設(shè)備運行維護的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)檔案，從而提高對設(shè)備螺栓緊固的安全性與可靠性的評估與監(jiān)控。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明提出的螺栓松動的檢測方法的流程框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明提出的螺栓松動的檢測方法中螺栓松動標記示意圖，其中(a)為螺栓擰緊時示意圖；(b)螺栓松動后螺栓示意圖。
[0017]圖2中，I為螺栓連接中的固定部分，2為固定部分上的第一標記，3為螺栓連接中的旋轉(zhuǎn)部分，4為旋轉(zhuǎn)部分上的第二標記。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提出的螺栓松動的檢測方法，其流程框圖如圖1所示，包括以下步驟:
[0019](I)對擰緊后的待測螺栓進行標記，如圖2所示，在螺栓的固定部分I作出第一標記2，在螺栓的旋轉(zhuǎn)部分3作出第二標記4，第一標記2和第二標記4處在一條直線上，標記的符號為直線或圓點，本發(fā)明的一個實施例中，第一標記和第二標記為直線；
[0020](2)待測螺栓松動后，攝取螺栓的照片，照片包含第一標記、第二標記和待測螺栓的完整圖像；
[0021](3)攝取圖像后，利用圖像角度的計算算法，通過圖像灰度化、圖像二值化、邊緣檢測、判斷特征符號，分別識別出照片中第一標記和第二標記的坐標位置；
[0022](4)根據(jù)第一標記和第二標記的坐標位置，利用平面幾何方法計算第一標記和第二標記之間的相對轉(zhuǎn)動角度α ；
[0023](5)設(shè)定相對轉(zhuǎn)動角度的閾值Citl，將步驟(4)的相對轉(zhuǎn)動角度α與相對轉(zhuǎn)動角度的閾值％進行比較，若a ^ a ^，則對待測螺栓進行擰緊操作，若α〈α(ι，則檢測下一個螺栓。
[0024]可以將利用本發(fā)明方法檢測得到的第一標記和第二標記相對轉(zhuǎn)動的角度存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)多次檢測得到的轉(zhuǎn)動角度，可開展一系列后續(xù)處理，比如可在照片中進行轉(zhuǎn)動角度的標注，并將檢測得到的轉(zhuǎn)動角度值和事先設(shè)定的閾值比較，如果檢測值超出設(shè)定閾值則給出相應的提示和操作建議，比如提示判斷螺栓松動嚴重需要重新擰緊，長期對同一設(shè)備在不同使用階段的螺栓松動角度的檢測數(shù)據(jù)，可以用于該設(shè)備的螺栓緊固安全與可靠性的評估。
【主權(quán)項】
1.一種螺栓松動的檢測方法，其特征在于該檢測方法包括以下步驟: (1)對擰緊后的待測螺栓進行標記，在螺栓的固定部分作出第一標記，在螺栓的旋轉(zhuǎn)部分作出第二標記，第一標記和第二標記處在一條直線上，標記的符號為直線或圓點， (2)待測螺栓松動后，攝取螺栓的照片，照片包含第一標記、第二標記和待測螺栓的完整圖像； (3)攝取圖像后，利用圖像角度的計算算法，通過圖像灰度化、圖像二值化、邊緣檢測、判斷特征符號，分別識別出照片中第一標記和第二標記的坐標位置； (4)根據(jù)第一標記和第二標記的坐標位置，利用平面幾何方法計算第一標記和第二標記之間的相對轉(zhuǎn)動角度α ； (5)設(shè)定相對轉(zhuǎn)動角度的閾值a^，將步驟(4)的相對轉(zhuǎn)動角度α與相對轉(zhuǎn)動角度的閾值％進行比較，若a ^ a ^，則對待測螺栓進行擰緊操作，若α〈α C1，則檢測下一個螺栓。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種螺栓松動的檢測方法，屬于機械狀態(tài)檢測及維護技術(shù)領(lǐng)域。首先對擰緊后的待測螺栓進行標記，待測螺栓松動后，攝取螺栓的照片，照片包含第一標記、第二標記和待測螺栓的完整圖像；攝取圖像后，利用圖像角度的計算算法，通過圖像灰度化、圖像二值化、邊緣檢測、判斷特征符號，分別識別出照片中第一標記和第二標記的坐標位置；根據(jù)坐標位置，計算兩個標記之間的相對轉(zhuǎn)動角度；將相對轉(zhuǎn)動角度與設(shè)定的角度閾值進行比較，對松動螺栓進行緊固操作。本發(fā)明方法提高螺栓松動檢測的針對性，保證設(shè)備的安全可靠運行。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104680517
【申請?zhí)枴緾N201510032843
【發(fā)明人】田煜, 趙乾, 陶大帥, 馬紀軍, 楊帥
【申請人】清華大學, 唐山軌道客車有限責任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月22日