CN103600976B - 一种搅拌设备及其皮带打滑检测方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种搅拌设备及其皮带打滑检测方法、装置和系统，该方法包括接收所述预设时间的起点时刻和终点时刻滚轮至少一个侧面的图像信息，其中，所述滚轮由所述皮带带动，所述滚轮至少一个侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮中心；识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。根据本发明，可有效在线检测皮带运行工况，防止因皮带打滑造成的设备损伤和物料堆积和设备损伤。

Description

一种搅拌设备及其皮带打滑检测方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及皮带输送领域，更具体的是一种搅拌设备及其皮带打滑检测方法、装置和系统。

背景技术

皮带输送系统广泛应用于日常生产和生活的各方面，皮带输送系统结构示意图如图1所示，包括主动轮101、从动轮103、张紧轮105和皮带107。其运行流程简要描述为：通过电机带动主动轮101转动，通过皮带107和主动轮101之间的摩擦力带动皮带107转动，从而带动从动轮103转动，通过张紧轮105可调节皮带107运转过程中的松紧程度。在输送过程中，若皮带打滑，则易使物流堆积，影响输送效率，严重情况下，造成主动轮和皮带之间一直摩擦，导致皮带磨断，造成较大的损失。因而有必要对皮带打滑的情形进行检测，从而保证皮带输送系统的正常运行。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种搅拌设备及其皮带打滑的检测方法、装置和系统，可对皮带输送系统是否发生皮带打滑进行检测。

本发明提供了一种皮带打滑检测方法，包括，接收预设时间的起点时刻和终点时刻滚轮至少一个侧面的图像信息，其中，所述滚轮由所述皮带带动，所述滚轮至少一个侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮中心；识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。

本发明还提供皮带打滑检测装置，包括，接收器，用于接收预设时间的起点时刻和终点时刻滚轮至少一个侧面的图像信息，其中，所述滚轮由所述皮带带动，所述滚轮至少一个侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮中心；控制器，用于识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。

本发明还提供了一种皮带打滑检测系统，包括，至少一个滚轮，所述滚轮由所述皮带带动，其至少一侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮中心；图像采集装置，设置于所述滚轮侧面外缘，用于获取预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息；以及如上述的皮带打滑检测装置。

本发明还提供一种搅拌设备，包括皮带输送机构，以及如上述的皮带打滑检测系统。

本发明所带来的技术效果在于通过获取预设时间的起点时刻和终点时刻的由皮带带动的且设有标记的滚轮侧面的图像信息，比较标记的在图像中的位置变化，通过滚轮的转动情况判断皮带是否打滑，可有效在线检测皮带运行工况，防止因皮带打滑造成的设备损伤和物料堆积和设备损伤。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明，其中

图1为背景技术中皮带输送系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的皮带打滑检测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中特殊标志在滚轮侧面的位置示意图；

图4为本发明实施例提供的皮带打滑检测方法流程图。

具体实施方式

本发明具体实施例提供了一种皮带打滑检测系统，如图2所示，包括至少一个滚轮201，该滚轮201由皮带带动，其至少一侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮中心，图像采集装置203，设置于滚轮201侧面外缘，用于获取预设时间的起点时刻和终点时刻的滚轮201至少一个侧面的图像信息；以及皮带打滑检测装置，该装置包括接收器205，用于接收所述预设时间的起点时刻和终点时刻的滚轮201至少一个侧面的图像信息；和控制器207，用于识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。

该皮带打滑检测系统，还可以包括预警装置209，用于在确定皮带打滑的情况下报警和/或停止皮带运行。

该由皮带带动的滚轮，可以为一个或多个，可以是从动轮或者张紧轮，但不能是主动轮。因为主动轮的转动一般是由电机带动，而从动轮或张紧轮是依靠主动轮带动皮带之后再由皮带带动其转动。当发生皮带打滑时，依靠皮带带动的从动轮或张紧轮就转不动，因而可以通过判断由皮带带动的滚轮是否发生转动来确定皮带是否打滑。

在由皮带带动的滚轮一侧面上设定一个标记，该标记可以采用图画、焊接等方式实现，但不局限这些实现方式。标记可为特殊符号、特殊颜色、或者为这两者的组合，但不仅限所述内容。如图3所示，三角形表示为标记，其位置一般偏离滚轮中心。标记区域最好不宜过大，一般不要超过滚轮侧面整体区域的1/4。

图像采集装置可以为摄像头实时采集视频，也可以为照相机周期性拍照，但不限于上述方式。图像采集装置安装在于标有标记的滚轮侧面外缘，拍摄方向对准该滚轮侧面。

当控制器接收到图像采集装置获取的预设时间的起点时刻和终点时刻的滚轮侧面的图像信息，则需对采集到的图像信息进行分析并识别特殊标志，从而得出特殊标志在图像信息中的位置信息。

在图像分析领域，对滚轮侧面增加的标记进行识别的方法有很多，下面简单介绍几种，但不仅限如下方法：

1.若标记的颜色和滚轮侧面的颜色差异较大，则可采用彩色图像分隔法。所谓色彩图像分割法，即对图像中所有像素点的RGB值通过分类或者聚类等技术将图像分割成不同的区域，从而可以将标记区域识别出来；

2.若标记的颜色和滚轮侧面的颜色差异不大，则可采用边缘检测法。所谓边缘检测法，即通过相关图像算法，如基于Sobel算子的边缘检测算法等，确定图像中各组成部分的边缘曲线，标记自然也能根据边缘曲线识别出来。

3.也可不考虑颜色要素，建立视频图像中标记的图像匹配模板，采用模板匹配法。所谓模板匹配法，即建立标记的像素模板，如10*10的RGB颜色值模板，再将建立的10*10模板在图像上逐步移动进行匹配，当匹配成功即可识别图像中的特殊标志。

在识别出图像中的标记后，即可计算出标记中心点(或标记其他参考点)在图像中的像素位置。若连续N次标记识别失败（N为预设整数，可约定为3），则说明图像采集装置故障，则可报警提示用户进行处理。

由于在皮带不发生打滑且滚轮旋转周期的整数倍的情况下，标记的位置不会发生变化，将预设时间t设置成不等于滚轮旋转周期整数倍的情形，当标记在图像信息中的位置相同时（即标记没有发生位置变化时）可判断皮带打滑。可以理解地，也可以将预设时间t设置为滚轮旋转周期T的整数倍，当标记在图像信息中的位置不同时（即标记发生位置变化时）可判断皮带打滑。

鉴于将预设时间t设置为滚轮旋转周期T的整数倍的情形，检测判断周期相对来说较长，有时不利于及时检测的要求，本发明实施例采用将预设时间t设置成不等于滚轮旋转周期整数倍的情形，设预设时间起点时刻标记的位置信息为P1=（X1,Y1），预设时间终点时刻标记的位置信息为P2=（X2,Y2），判断P1与P2是否在同一位置上，可采用下述方法，但不限于如下方法：

1.直接计算P1与P2的距离若P1与P2的距离θ<δ，则说明滚轮没有转动或者转动不明显，从而可判断皮带打滑。其中,δ为设定的阈值，该值的确定与预设时间t相关。例如在t=0.5*T情况下，δ可设定为标记到滚轮中心的距离。

2.计算P1和P2横坐标差异：ΔX=|X2-X1|，P1和P2纵坐标差异：ΔY=|Y2-Y1|，若ΔX<δX或者ΔY<δY，则说明滚轮没有转动或者转动不明显，从而可判断皮带打滑。其中，δX、δY为设定的阈值，两者可以取相同值，也可不同。δX、δY可取标记最大半径（中心到边缘的最大距离）的两倍。

另外，因为由皮带带动的滚轮在一般的皮带输送系统中包括从动轮和张紧轮，滚轮两个侧面可分别安装一个图像采集装置或者只安装一个侧面的图像采集装置，从动轮和张紧轮侧面的图像采集装置也可同时安装或只安装一个滚轮，则从动轮和张紧轮四个侧面可任意组合安装图像采集装置，且装了图像采集器的滚轮侧面均须增加标记。当有两个以上滚轮的侧面安装了图像采集装置，则皮带打滑检测系统判断若M>=1,则判定皮带打滑，其中，M为判定皮带打滑的滚轮。

该皮带打滑检测装置通过获取预设时间的起点时刻和终点时刻的由皮带带动的且设有标记的滚轮侧面的图像信息，比较标记的在图像中的位置变化，通过滚轮的转动情况判断皮带是否打滑，可有效在线检测皮带运行工况，防止因皮带打滑造成的设备损伤和物料堆积和设备损伤。

本发明实施例还提供了一种皮带打滑检测方法，如图4所示，包括，S401.接收所述预设时间的起点时刻和终点时刻滚轮至少一个侧面的图像信息，其中，所述滚轮由所述皮带带动，所述滚轮至少一个侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮中心；S403.识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。

该检测方法的具体实施已经在上述描述中做出了详细说明，此处不再赘述。

该皮带打滑检测方法通过接收预设时间的起点时刻和终点时刻的由皮带带动的且设有标记的滚轮侧面的图像信息，比较标记的在图像中的位置变化，通过滚轮的转动情况判断皮带是否打滑，可有效在线检测皮带运行工况，防止因皮带打滑造成的设备损伤和物料堆积和设备损伤。

另外，本发明实施例还提供一种搅拌设备，包括皮带输送机构以及上述皮带打滑检测系统。

该搅拌设备通过获取预设时间的起点时刻和终点时刻的由皮带带动的且设有标记的滚轮侧面的图像信息，比较标记的在图像中的位置变化，通过滚轮的转动情况判断皮带是否打滑，可有效在线检测皮带运行工况，防止因皮带打滑造成的设备损伤和物料堆积和设备损伤。

Claims (12)

1.一种皮带打滑检测方法，其特征在于，包括，

接收预设时间的起点时刻和终点时刻滚轮至少一个侧面的图像信息，其中，所述滚轮由所述皮带带动，所述滚轮至少一个侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮的中心；

识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述位置是否相同判断是否发生皮带打滑包括，当所述预设时间为所述滚轮旋转周期整数倍，则所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置不相同时，判定发生皮带打滑；当所述预设时间不为所述滚轮旋转周期整数倍，则所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置相同时，判定发生皮带打滑。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述滚轮为多个，且至少两个所述滚轮的侧面设有标记，该方法还包括，当至少一个所述滚轮判定皮带打滑时，则判定发生皮带打滑。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括，若连续N次标记识别失败，则判断图像采集装置故障并报警，其中，N为预设整数。

5.根据权利要求1至4任一所述的检测方法，其特征在于，所述识别所述图像信息中的标记的方法为彩色图像分隔法、边缘检测法或模板匹配法。

6.一种皮带打滑检测装置，其特征在于，包括，

接收器，用于接收预设时间的起点时刻和终点时刻滚轮至少一个侧面的图像信息，其中，所述滚轮由所述皮带带动，所述滚轮至少一个侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮的中心；

控制器，用于识别所述图像信息中的标记，分别计算所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置，并根据所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置是否相同判断是否发生皮带打滑。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述根据所述位置是否相同判断是否发生皮带打滑包括，当所述预设时间为所述滚轮旋转周期整数倍，则所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置不相同时，判定发生皮带打滑；当所述预设时间不为所述滚轮旋转周期整数倍，则所述标记在所述预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息中的位置相同时，判定发生皮带打滑。

8.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述滚轮为多个，且至少两个侧面设有标记，所述控制器，还用于当所述滚轮至少一个侧面判定皮带打滑时，则判定发生皮带打滑。

9.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述控制器还用于若连续N次标记识别失败，则判断图像采集装置故障，其中，N为预设整数。

10.根据权利要求6至9任一所述的检测装置，其特征在于，所述识别所述图像信息中的标记的方法为彩色图像分隔法、边缘检测法或模板匹配法。

11.一种皮带打滑检测系统，其特征在于，包括，

至少一个滚轮，所述滚轮由所述皮带带动，其至少一侧面设有标记，该标记位置偏离所述滚轮的中心；

图像采集装置，设置于所述滚轮侧面外缘，用于获取预设时间的起点时刻和终点时刻所述滚轮至少一个侧面的图像信息；以及

如权利要求6至10任一所述的皮带打滑检测装置。

12.一种搅拌设备，包括皮带输送机构，其特征在于，还包括如权利要求11所述的皮带打滑检测系统。