剛性罐道平整度缺陷先期檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于煤礦立井提升的剛性罐道平整度缺陷先期檢測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]立井提升是煤礦生產(chǎn)的主要形式，而剛性罐道是立井提升系統(tǒng)的重要組成部分。罐道是立井提升中提升容器(箕斗和罐籠)的運(yùn)行軌道，其平整程度決定了提升容器在提升過(guò)程中平穩(wěn)性和安全性。由于井筒變形、安裝誤差和摩擦沖擊損壞等原因，剛性罐道易于發(fā)生變形和彎曲等缺陷，在剛性罐道上造成翹曲和凸起，影響罐道的平整度，對(duì)提升容器的安全運(yùn)行造成重大威脅，甚至?xí)斐煽ü薜葒?yán)重惡性事故。
[0003]傳統(tǒng)的罐道檢測(cè)多采用測(cè)斜儀、鋼絲懸吊法等，近年來(lái)也有學(xué)者研宄采用在提升容器上安裝傾角傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、激光器等，依靠提升容器的往復(fù)提升對(duì)罐道進(jìn)行檢測(cè)。專利號(hào)為CN 200720033584.8的剛性罐道狀態(tài)檢測(cè)裝置采用在提升容器上安裝加速度傳感器、傾角傳感器和計(jì)程傳感器來(lái)判斷罐道典型故障。專利號(hào)為CN200810157269.5的基于光電接收陣列的罐道形狀激光檢測(cè)儀利用提升裝置中的激光陣列進(jìn)行測(cè)距定位，來(lái)提高罐道檢測(cè)精度。專利號(hào)為CN 201320174060.6的豎井提升機(jī)罐道無(wú)線移動(dòng)視頻監(jiān)查裝置采用在提升容器上安裝移動(dòng)攝像機(jī)的方式進(jìn)行罐道檢測(cè)。
[0004]因此，目前對(duì)剛性罐道的檢測(cè)主要存在以下問(wèn)題:第一，采用傳統(tǒng)的罐道檢測(cè)方法，占用較多的人力和生產(chǎn)時(shí)間；第二，采用在提升容器上安裝傳感器需解決供電、無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)葐?wèn)題，在井筒惡劣的環(huán)境和窄長(zhǎng)空間無(wú)線傳輸衰減干擾等影響下，帶來(lái)較大的維護(hù)生產(chǎn)成本，同時(shí)，提升容器在井筒中的晃動(dòng)和煤炭矸石裝卸載時(shí)沖擊等，也對(duì)傳感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性帶來(lái)嚴(yán)重影響，影響罐道檢測(cè)的準(zhǔn)確度；第三，多采用在提升過(guò)程中以提升容器為載體對(duì)罐道進(jìn)行檢測(cè)，缺乏對(duì)提升容器啟動(dòng)前的罐道先期檢測(cè)，對(duì)罐道的突發(fā)缺陷缺乏有效地檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種剛性罐道平整度缺陷先期檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)在提升機(jī)打點(diǎn)提升前，對(duì)罐道平整度進(jìn)行先期快速可靠檢測(cè)，有效避免卡罐等惡性事故的發(fā)生。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]剛性罐道平整度缺陷先期檢測(cè)裝置，包括伸縮機(jī)構(gòu)基座、伸縮桿、支座、激光器、攝像頭，所述伸縮機(jī)構(gòu)基座固定設(shè)置在井壁上，并與提升機(jī)主控器連接，所述伸縮機(jī)構(gòu)基座前端設(shè)置伸縮桿，所述伸縮桿頂端與支座后部連接，所述伸縮桿牽引支座在罐道上端面來(lái)回運(yùn)動(dòng)，在所述支座的前部設(shè)置激光器和攝像頭，所述激光器和攝像頭沿罐道方向垂直布置。
[0008]所述激光器和攝像頭兩者貼近布置，同時(shí)激光器的激光發(fā)射方向與攝像頭的拍攝方向一致。
[0009]所述提升機(jī)主控器的信號(hào)輸出端與伸縮機(jī)構(gòu)基座的信號(hào)輸入端連接，控制伸縮桿的收縮運(yùn)動(dòng)，所述攝像頭的信號(hào)輸出端與提升主控器的信號(hào)輸入端連接，當(dāng)檢測(cè)到罐道平整度正常時(shí)，攝像頭發(fā)出信號(hào)開(kāi)啟提升機(jī)主控器正常提升，當(dāng)檢測(cè)到罐道平整度異常時(shí)，攝像頭發(fā)出信號(hào)關(guān)閉提升機(jī)主控器正常提升。
[0010]剛性罐道平整度缺陷先期檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法:
[0011]a、將伸縮機(jī)構(gòu)基座連接到提升機(jī)主控器，并固定伸縮機(jī)構(gòu)基座在井壁上，伸縮桿頂端連接到支座后部，激光器和攝像頭貼近固定在支座前部，且沿罐道方向垂直布置；
[0012]b、當(dāng)提升機(jī)將要打點(diǎn)提升時(shí)，提升機(jī)主控器命令伸縮機(jī)構(gòu)基座的伸縮桿伸出并推動(dòng)支座水平伸出，直到激光器的發(fā)射頭和攝像頭剛好探出罐道后停止；
[0013]C、啟動(dòng)激光器和攝像頭，攝像頭正對(duì)罐道垂直方向進(jìn)行拍攝，采集罐道底部的激光光斑圖像；
[0014]d、當(dāng)激光光斑圖像亮度均勻分布時(shí)，則表示罐道平整度無(wú)缺陷，此時(shí)提升機(jī)主控器命令伸縮桿縮回，直到裝置不影響礦井正常提升時(shí)停止，同時(shí)攝像頭發(fā)送信號(hào)到提升機(jī)主控器表明罐道平整度正常，可以正常提升；
[0015]e、當(dāng)激光光斑圖像亮度分布不均，靠近罐道一側(cè)出現(xiàn)異常亮光斑和陰影時(shí)，則表示罐道上有翹曲或凸起，此時(shí)攝像頭發(fā)送信號(hào)到提升機(jī)主控器表明罐道平整度異常，存在翹曲或凸起，需要對(duì)進(jìn)行檢修后才能正常提升，此時(shí)故障罐道距離井底的位置H為:
[0016]H= cot ( a ) X (L-L1)
[0017]其中，α為激光器的激光發(fā)散角，L為陰影邊緣距離罐道的最大距離，L1S異常亮光斑和陰影邊緣距離罐道的最大距離。
[0018]有益效果:本發(fā)明將激光器置于罐道頂端并沿垂直方向發(fā)射激光，采用攝像頭正對(duì)罐道進(jìn)行拍攝，利用罐道上翹曲和突出對(duì)激光光幕的遮蔽來(lái)判定罐道缺陷和診斷缺陷位置，適用于立井提升剛性罐道的平整度缺陷檢測(cè)。同時(shí)，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兼具可靠性和時(shí)效性，利用激光器啟動(dòng)快、激光傳輸距離遠(yuǎn)、發(fā)散角小等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)在提升機(jī)打點(diǎn)提升前，對(duì)罐道平整度進(jìn)行先期快速可靠檢測(cè)，有效避免卡罐等惡性事故的發(fā)生，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0019]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。
[0020]圖中:1_井壁，2-罐道，3-攝像頭，4-激光器，5-支座，6-伸縮桿，7-伸縮機(jī)構(gòu)基座，8-提升機(jī)主控器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022]如附圖1所示，剛性罐道平整度缺陷先期檢測(cè)裝置，包括伸縮機(jī)構(gòu)基座7、伸縮桿6、支座5、激光器4、攝像頭3，所述伸縮機(jī)構(gòu)基座7固定設(shè)置在井壁I上，并與提升機(jī)主控器8連接，所述伸縮機(jī)構(gòu)基座7前端設(shè)置伸縮桿6，所述提升機(jī)主控器8的信號(hào)輸出端與伸縮機(jī)構(gòu)基座7的信號(hào)輸入端連接控制伸縮桿的收縮運(yùn)動(dòng)。所述伸縮桿6頂端與