本發(fā)明涉及了一種外形檢測的方法，尤其是涉及了一種提高皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中物料外形檢測精度的方法。

背景技術(shù)：

在以皮帶為載體的物料運(yùn)輸系統(tǒng)中，為了檢測所運(yùn)輸?shù)奈锪系妮喞ǔＴ谖锪线\(yùn)輸系統(tǒng)之上安裝激光傳感器，用于掃描物料的斷面及外形。

激光傳感器所檢測的為激光傳感器到皮帶和物料的外輪廓的距離，要想準(zhǔn)確的檢測當(dāng)前的物料的外形，還需要去除皮帶的外形，才能得到實(shí)際的物料的外形，這樣就需要對皮帶的外形做一個(gè)校準(zhǔn)。

通常而言，校準(zhǔn)的方法為在靜態(tài)下對空載的皮帶進(jìn)行掃描，以確定空載情況下的皮帶外形。但在實(shí)際的運(yùn)行中的皮帶，這樣的方法下的測量精度還是會(huì)有一定的誤差，因?yàn)槠г谶\(yùn)行中通常伴隨著振動(dòng)，這將在運(yùn)行中引入一個(gè)的偏差，從而對物料的掃描精度造成一定的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的皮帶振動(dòng)引起偏差的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種提高皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中物料外形檢測精度的方法，用以動(dòng)態(tài)方式對皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中物料外形的檢測結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。

本發(fā)明方法被提出用于更準(zhǔn)確地進(jìn)行校準(zhǔn)，相對于靜態(tài)下的測量和補(bǔ)償，被稱為靜態(tài)校準(zhǔn)，這種新加入的方法被稱為動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，會(huì)實(shí)時(shí)地對皮帶的振動(dòng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)地檢測和校準(zhǔn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟：

第一步，激光掃描儀置于物料傳送的皮帶的正上方，并朝向皮帶進(jìn)行掃描，獲取物料和皮帶的外形；

第二步，在皮帶處于靜止且未放置物料情況下，用激光掃描儀對靜止的空皮帶進(jìn)行掃描獲得皮帶的外形，并同時(shí)獲得皮帶的兩側(cè)邊緣位置；

第三步，在皮帶正常運(yùn)行且放置物料情況下，用激光掃描儀對皮帶進(jìn)行掃描獲得皮帶和物料的外形，并同時(shí)獲得皮帶的兩側(cè)邊緣位置；

第四步，通過第二步獲得的皮帶靜止下的兩側(cè)邊緣位置和第三步獲得的皮帶運(yùn)行下的兩側(cè)邊緣位置獲得皮帶的偏移，以該皮帶的偏移對實(shí)時(shí)檢測下皮帶振動(dòng)引起的物料外形檢測進(jìn)行校準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)提高物料外形檢測精度。

所述的激光掃描儀通過設(shè)置合適掃描范圍使其掃描范圍覆蓋到皮帶之外的區(qū)域，使得其探頭通過到的掃描范圍內(nèi)的物距變化獲得皮帶兩側(cè)邊緣的位置。皮帶所在的整個(gè)裝置是放在地面上，由于在皮帶兩側(cè)邊緣處，激光掃描儀檢測獲得的物距是突變的，即激光掃描儀掃描到皮帶邊緣的物距與激光掃描儀掃描到地面的物距兩者之間的存在比較的差異，通過這個(gè)差異判斷是否是皮帶兩側(cè)邊緣，并獲得皮帶兩側(cè)邊緣的位置。

所述皮帶的偏移是將在靜止和正常運(yùn)行兩種狀態(tài)下的兩側(cè)邊緣位置以y＝kx+m線性關(guān)系進(jìn)行擬合計(jì)算后獲得。k、m分別標(biāo)書第一、第二參數(shù)。

由于物料是放置在皮帶上且并未覆蓋到兩側(cè)邊緣區(qū)域，因此本發(fā)明方法在設(shè)計(jì)時(shí)針對皮帶認(rèn)為其兩側(cè)邊緣之間的表面不發(fā)生變化，靜止和運(yùn)行兩種狀態(tài)下的皮帶表面形態(tài)相同，因此只做兩側(cè)邊緣位置的檢測來獲得運(yùn)輸過程中皮帶位置的偏移，進(jìn)一步對物料外形進(jìn)行修正。

通過所述激光掃描儀獲得其自身到皮帶兩側(cè)邊緣之間的物距和對應(yīng)掃描角度后，通過轉(zhuǎn)換換算獲得皮帶兩側(cè)邊緣的絕對位置。

本發(fā)明所針對的物料為通過皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)奈锪?，一般可以是煤炭，金屬礦石，糧食等等。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過檢測邊緣點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化，擬合出整條皮帶的變化，并以此作為校準(zhǔn)，提高皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中物料檢測的精度。

與現(xiàn)有方案相比，對皮帶在動(dòng)態(tài)情況下的振動(dòng)也進(jìn)行了檢測和補(bǔ)償，在皮帶發(fā)生振動(dòng)的狀態(tài)下，也可精確地計(jì)算物料的外形。并且本發(fā)明并沒有新增硬件，利用物料分布于中間，而邊緣通常沒有物料的特征，在原有裝置基礎(chǔ)之上僅增加了激光掃描儀即解決了上述問題。

本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行，通過對皮帶的振動(dòng)情況檢測，實(shí)現(xiàn)了皮帶外形的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了對物料外形的更精確地檢測。

附圖說明

圖1為皮帶靜止?fàn)顟B(tài)下的檢測示意圖。

圖2為皮帶運(yùn)行狀態(tài)下的檢測示意圖。

圖3為實(shí)施例的激光掃描儀采集獲得皮帶和物料外形數(shù)據(jù)的圖形圖。

圖4為實(shí)施例的激光掃描儀采集獲得皮帶和物料外形數(shù)據(jù)的圖形圖。

圖中：1、激光掃描儀，2、皮帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的具體實(shí)施原理是：

第一步，在皮帶2處于靜止和其上也沒有物料的情況下，激光掃描儀1放置于皮帶2的正上方，設(shè)置合適的掃描范圍，使其可以掃描范圍覆蓋到皮帶2之外的區(qū)域，采用以下方式判斷獲得左右側(cè)的邊緣位置，如圖1中的a和b：

在皮帶2的范圍內(nèi)，其掃描儀獲得的物體距離會(huì)在一定的范圍之內(nèi)，而皮帶之外掃描儀1獲得的物體距離就會(huì)有明顯的偏差差異，以此確定其邊緣a和b，而a～b之間的數(shù)據(jù)，即形成一條曲線，這條曲線就是皮帶2在靜態(tài)下截面的外形曲線，并作為后續(xù)皮帶運(yùn)行下截面的外形曲線。

第二步，一般而言，在皮帶機(jī)的物料運(yùn)輸中，在動(dòng)態(tài)的情況下，物料多集中于中部，而邊緣通常沒有物料。因此在皮帶動(dòng)態(tài)運(yùn)行之下，依然以上述同樣的方法去檢測左右兩側(cè)的邊緣點(diǎn)，如圖2中的a1和b1。

皮帶2在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)下截面的外形曲線是一個(gè)固定的形狀。a1～b1曲線以a1和b1為邊界，a1～b1曲線是a～b曲線的偏移，并對于曲線上每一點(diǎn)而言，其偏移均為y＝kx+m，k和m對于每一個(gè)點(diǎn)均是一致的。通過點(diǎn)a和點(diǎn)a1之間、點(diǎn)b和點(diǎn)b1之間進(jìn)行擬合的偏移計(jì)算，由此在a1和b1之間擬合獲得了一條新的曲線a1～b1作為偏移后的皮帶外形曲線。

曲線a1～b1就是實(shí)際實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下的已將皮帶振動(dòng)考慮在內(nèi)的皮帶動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)曲線，比純粹的靜態(tài)校準(zhǔn)曲線(a～b)有著更高的測量精度。進(jìn)一步能通過該曲線a1～b1作為物料底面的外形曲線，對物料底面的外形進(jìn)行校準(zhǔn)。

本發(fā)明的實(shí)施例如下：

激光掃描儀的安裝位置為X軸的0.0mm處，掃描儀的懸掛高度約為1800mm。

在皮帶2靜止且放置物料的狀態(tài)下，采集獲得外形和邊緣位置數(shù)據(jù)圖如圖3所示。圖3中的X軸和Y軸均為mm單位。整個(gè)圖形與實(shí)際情況相比，為一個(gè)倒置的圖。左側(cè)和右側(cè)的斜線為掃描儀1的掃描范圍；a、b兩點(diǎn)為皮帶的兩個(gè)邊緣，中間的曲線為掃描到的實(shí)際的靜止空載的皮帶的輪廓；a和b的邊緣之外，掃描范圍之內(nèi)為地面或者其它裝置。

在皮帶正常運(yùn)行且放置物料的狀態(tài)下，采集獲得外形和邊緣位置數(shù)據(jù)圖如圖4所示。圖中實(shí)際運(yùn)行中的皮帶和物料的總的外形為a’～b’，要計(jì)算物料的外形，就需要去除皮帶的外形。

對于圖3和圖4獲得曲線，先以皮帶的中央為起始點(diǎn)，向兩端開始搜索，一直找到激光掃描儀的輸出值數(shù)組(角度，距離)，在連續(xù)兩個(gè)角度點(diǎn)上，距離存在著明顯的落差，即為皮帶的邊緣點(diǎn)(如圖中的點(diǎn)a，b，a’，b’)。

以點(diǎn)a到點(diǎn)b做一條直線，以點(diǎn)a’到點(diǎn)b’做一條直線，以這兩條直線計(jì)算出動(dòng)態(tài)的偏差為y＝kx+m，并以此偏差值以及靜態(tài)情況下的皮帶外形，擬合出一條動(dòng)態(tài)的皮帶外形曲線，以此為動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償值。

實(shí)施例按照靜態(tài)補(bǔ)償，對上述皮帶范圍內(nèi)物料的平均高度進(jìn)行計(jì)算，所得到的數(shù)值為32mm。在本發(fā)明加入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償之后，對上圖的皮帶范圍內(nèi)物料的平均高度進(jìn)行計(jì)算，數(shù)值為27mm，這其中抵消皮帶的振動(dòng)所引起的偏差約為5mm。

由上述實(shí)施可見，本發(fā)明對皮帶在動(dòng)態(tài)情況下的振動(dòng)進(jìn)行了檢測和補(bǔ)償，擬合出整條皮帶的變化，在皮帶發(fā)生振動(dòng)的狀態(tài)下能精確地計(jì)算物料的外形，提高皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中物料檢測的精度。