一種工程機(jī)械及其刀具破損檢測系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種刀具破損檢測系統(tǒng)，包括工作鼓、工作罩殼、刀具和刀座，刀具通過刀座安裝在工作鼓上，工作鼓設(shè)于工作罩殼內(nèi)部；該刀具破損檢測系統(tǒng)還包括紅外攝錄模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和反饋終端；該刀具破損檢測系統(tǒng)利用刀具在工作過程中，刀具溫度明顯高于周邊環(huán)境的溫度，通過安裝在工作罩殼上的紅外攝錄模塊，記錄刀具的形狀，該形狀信息經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊的處理，最終通過反饋終端反饋給操作者，從而檢測到刀具的破損情況。因此該刀具破損檢測系統(tǒng)在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)，檢測效率較高，利用紅外攝錄得到高溫下刀具的輪廓圖像，檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確。本發(fā)明還公開了一種刀具破損檢測方法以及安裝有上述刀具破損檢測系統(tǒng)的工程機(jī)械。
【專利說明】一種工程機(jī)械及其刀具破損檢測系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種刀具破損檢測系統(tǒng)和方法，本發(fā)明還涉及一種安裝有該刀具破損檢測系統(tǒng)的工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于利用滾筒狀工作鼓從事路面清除、礦產(chǎn)開采的施工設(shè)備(如銑刨機(jī)、再生機(jī)、表面采礦機(jī)等)而言，其工作鼓上通常安裝有刀座，刀座上安裝有合金刀具(子彈型或盤型)，借助合金刀具對硬質(zhì)施工面進(jìn)行破除；由于合金刀具與硬質(zhì)施工面之間的長期摩擦或撞擊，導(dǎo)致合金刀具容易破損，從而進(jìn)一步威脅到刀座；為避免對刀座和工作鼓造成損壞，通常需要頻繁檢查刀具的破損情況。
[0003]為了保障施工安全和避免煙塵溢出，工作鼓通常安裝在工作罩殼內(nèi)部，此結(jié)構(gòu)造成了檢查刀具的困難，不得不頻繁停機(jī)和打開工作罩殼，以便視覺檢查刀具破損狀況，造成了施工效率的降低和人工的消耗。
[0004]為此，部分產(chǎn)品開發(fā)了基于可視化顯示的刀具檢查功能，如專利CN201210100366.7公開了一種建設(shè)或采礦機(jī)械工作鼓的鼓外殼，其通過攝像和顯示功能，能夠使操作者在操作臺檢測刀具狀況；也有部分產(chǎn)品通過檢測力或扭矩或振動的變化情況分析刀具的破損情況。以上的技術(shù)主要有以下缺點(diǎn):(1)通過停機(jī)打開工作罩殼進(jìn)行目視檢查，其操作繁瑣，造成了施工效率的降低和人工的消耗，同時(shí)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題；(2)通過停機(jī)攝像設(shè)備檢驗(yàn)，效率有所提升，但仍然耽誤了一定的施工時(shí)間；(3)通過檢測力或扭矩或振動的變化情況，分析刀具的破損情況，但由于工況和信號的復(fù)雜度高，模式識別存在非常大的困難，造成了大量的漏報(bào)或者誤報(bào)。
[0005]因此，如何開發(fā)一種高效且準(zhǔn)確的檢測系統(tǒng)和方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出一種刀具破損檢測系統(tǒng)和方法，以解決在檢測刀具破損情況時(shí)發(fā)現(xiàn)問題不及時(shí)、檢測效率低下以及存在漏報(bào)或誤報(bào)的問題；本發(fā)明還提出了一種安裝有該刀具破損檢測系統(tǒng)的工程機(jī)械。
[0007]—方面，本發(fā)明提供了一種刀具破損檢測系統(tǒng)，包括工作鼓、工作罩殼、刀具和刀座，刀具通過刀座安裝在工作鼓上，工作鼓設(shè)于工作罩殼內(nèi)部；該刀具破損檢測系統(tǒng)還包括:
[0008]紅外攝錄模塊，設(shè)置在工作罩殼上，用于獲取刀具的輪廓圖像信息；
[0009]數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收所述紅外攝錄模塊獲取的輪廓圖像信息并對其進(jìn)行處理；
[0010]反饋終端，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)信息，提供反饋信息。
[0011]進(jìn)一步地，所述反饋終端為顯示模塊。[0012]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)存儲單元和數(shù)據(jù)比對單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)對比單元用于將所述輪廓圖像信息與存儲的所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；且所述反饋終端為報(bào)警裝置，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)比對單元的數(shù)據(jù)比對結(jié)果，發(fā)出報(bào)警信號。
[0013]進(jìn)一步地，所述刀具破損檢測系統(tǒng)還包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)于工作罩殼內(nèi)壁上，并與所述紅外攝錄模塊相連，用于驅(qū)使所述紅外攝錄模塊沿著工作鼓的軸線方向移動。
[0014]進(jìn)一步地，所述紅外攝錄模塊設(shè)置在工作罩殼的內(nèi)壁頂部。
[0015]進(jìn)一步地，所述刀具破損檢測系統(tǒng)還包括傳感器，所述傳感器設(shè)于所述刀具或紅外攝錄模塊上。
[0016]本發(fā)明提供的一種刀具破損檢測系統(tǒng)，包括紅外攝錄模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和反饋終端，該刀具破損檢測系統(tǒng)的作用原理是:利用刀具在工作過程中，其溫度明顯高于周邊環(huán)境的溫度，通過安裝在工作罩殼上的紅外攝錄模塊，記錄刀具的輪廓圖像信息，該輪廓圖像信息經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊的處理或者數(shù)據(jù)比對，最終結(jié)果通過反饋終端反饋給操作者，從而達(dá)到檢測刀具的破損情況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的刀具破損檢測過程可以在封閉的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，不需要額外的光源，也不需要停機(jī)打開工作罩殼的繁瑣操作，而且可以在刀具工作過程中實(shí)時(shí)檢測，因此，本發(fā)明的刀具破損檢測系統(tǒng)在進(jìn)行刀具破損檢測過程中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，檢測效率較高，利用紅外攝錄得到高溫下刀具的輪廓圖像信息，檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確。
[0017]另一方面，本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械，設(shè)置有上述任一種刀具破損檢測系統(tǒng)。
[0018]又一方面，本發(fā)明還提供一種刀具破損檢測方法，包括以下步驟:
[0019]圖像獲取，用紅外攝錄模塊獲取刀具的輪廓圖像信息，并將該輪廓圖像信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0020]數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理模塊對所述輪廓圖像信息進(jìn)行處理；
[0021 ] 反饋信息，根據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)信息，輸出反饋結(jié)果。
[0022]進(jìn)一步地，在進(jìn)行圖像獲取時(shí)，紅外攝錄模塊優(yōu)選在工作鼓工作間歇和/或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)攝錄圖像。
[0023]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理的步驟中還包括數(shù)據(jù)比對步驟，用于將所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)與存儲的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。
[0024]本發(fā)明提出的一種刀具破損檢測方法，包括圖像獲取、數(shù)據(jù)處理和反饋信息三個步驟，利用紅外攝錄原理獲取高溫刀具的輪廓圖像信息，經(jīng)過處理后反饋給用戶；該方法省時(shí)省力，操作方便，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)刀具破損情況，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且檢測效率較高，檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例中銑刨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例中工作罩殼和工作鼓的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；[0028]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例中刀具破損檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，為了方便對本發(fā)明具體方案的說明，下面將以銑刨機(jī)上的刀具破損檢測系統(tǒng)為例來進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]如圖1-3所示，本發(fā)明具體實(shí)施例提供了一種刀具3破損檢測系統(tǒng)，包括工作鼓1、工作罩殼2、刀具3和刀座4，刀具3通過刀座4安裝在工作鼓I上，工作鼓I設(shè)置于工作罩殼2內(nèi)部，工作罩殼2上還設(shè)置有紅外攝錄模塊5，用于攝錄刀具3的輪廓圖像信息，紅外攝錄模塊5上還連有數(shù)據(jù)處理模塊6，用于接收上述的刀具3的輪廓圖像信息，并對其進(jìn)行預(yù)處理，然后將處理的結(jié)果輸出給反饋終端7，反饋終端7根據(jù)該處理后的結(jié)果反饋給操作者，操作者根據(jù)反饋的結(jié)果作出相應(yīng)的處理。
[0031]該刀具3破損檢測系統(tǒng)的作用原理是:利用刀具3在工作過程中，其溫度明顯高于周邊環(huán)境的溫度，通過安裝在工作罩殼2上的紅外攝錄模塊5，記錄刀具的輪廓圖像信息，該輪廓圖像信息經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊6預(yù)定的處理，最終將處理的結(jié)果通過反饋終端7反饋給操作者，從而達(dá)到檢測刀具3的破損情況的目的。本發(fā)明的刀具3破損檢測過程可以在封閉的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，不需要額外的光源，也不需要停機(jī)打開工作罩殼2的繁瑣操作，而且可以在刀具3工作過程中實(shí)時(shí)檢測，因此，本發(fā)明的刀具3破損檢測系統(tǒng)在進(jìn)行刀具3破損檢測過程中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，檢測效率較高，利用紅外攝錄得到高溫下刀具3的輪廓圖像，檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確。
[0032]具體地，上述紅外攝錄模塊5可以為紅外錄像設(shè)備或者紅外拍照設(shè)備，數(shù)據(jù)處理模塊6可以為計(jì)算機(jī)，反饋終端7可以為顯示模塊，即顯示器。紅外錄像設(shè)備或者紅外拍照設(shè)備獲取高溫下的刀具3的輪廓圖像信息后，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的加工處理，然后傳輸給顯示器，顯示出刀具3的實(shí)時(shí)輪廓，從而，操作者可以直觀觀察到刀具3的破損狀態(tài)；一旦發(fā)現(xiàn)刀具3破損比較嚴(yán)重，即可停機(jī)整修，防止刀座4或者工作鼓I遭到嚴(yán)重的破壞，造成大的損失或者生產(chǎn)安全。另外，數(shù)據(jù)處理模塊6可以包括數(shù)據(jù)存儲單元和數(shù)據(jù)比對單元，數(shù)據(jù)存儲單元預(yù)存入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)比對單元用于將輪廓圖像信息與存儲的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并將比對結(jié)果傳給反饋終端7 ;此時(shí)的反饋終端7為報(bào)警裝置，該報(bào)警裝置可以根據(jù)比對結(jié)果輸出不同的報(bào)警信號；例如:該報(bào)警裝置為警示燈，當(dāng)比對結(jié)果是刀具3破損不嚴(yán)重時(shí)，警示燈為綠色；當(dāng)比對結(jié)果為刀具3破損嚴(yán)重時(shí)，警示燈為紅色。報(bào)警裝置也可以是語音提示裝置。
[0033]刀具3在工作過程中，因?yàn)楣ぷ鞴腎的上部的溫度也比較高，刀具3與上述區(qū)域的溫差不是特別大，在對刀具3進(jìn)行紅外攝錄的時(shí)候，刀具3的輪廓可能會出現(xiàn)不是特別清晰的情況，為了提高刀具3的輪廓圖像的清晰度，可以將紅外攝錄模塊5設(shè)置在工作罩殼2的內(nèi)壁頂部，使得攝錄的背景為溫度較低的地面或者其他溫度較低的部件，這樣刀具3與周圍背景的溫差就比較大，因此刀具3的輪廓圖像也比較清晰。
[0034]由于刀具3分布的區(qū)域面積較大，單個紅外攝錄模塊5可能難以完全捕捉到所有的刀具3的工作狀態(tài)，因此可以設(shè)置多個紅外攝錄模塊5，但是此時(shí)的成本會相應(yīng)升高，不利于設(shè)備的推廣應(yīng)用。因此，可以只設(shè)置一個紅外攝錄模塊5，且工作罩殼2的內(nèi)壁上還安裝有驅(qū)動裝置，例如:油缸，或者步進(jìn)電機(jī)，或者齒輪齒條機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)使紅外攝錄模塊5沿著工作鼓I的軸線方向移動。這樣，在刀具3工作過程中，紅外攝錄模塊5可以在刀具3的工作范圍內(nèi)移動，因此就可以攝錄到所有刀具3的輪廓圖像，這種方式的結(jié)構(gòu)簡單，成本也較低。
[0035]當(dāng)紅外攝錄模塊5是紅外錄像設(shè)備時(shí)，對刀具3的實(shí)時(shí)監(jiān)控是很方便實(shí)現(xiàn)的，可以連續(xù)進(jìn)行攝錄；但是，如果紅外攝錄模塊5是紅外拍照設(shè)備，就有可能出現(xiàn)紅外拍照設(shè)備與刀具3的軸線在同一直線上的可能，此時(shí)拍出來的刀具3輪廓圖像不能體現(xiàn)出刀具3的具體特征，最好的照片效果是，當(dāng)紅外拍照設(shè)備與刀具3的軸線垂直，即紅外拍照設(shè)備的鏡頭方向與刀具3的軸線方向的夾角Θ是90°，此時(shí)刀具3的輪廓圖像最全面，最能反映刀具3的破損狀態(tài)。因此，該刀具3破損檢測系統(tǒng)還可以包括傳感器，該傳感器可以設(shè)于刀具3或紅外攝錄模塊5上；具體的，該傳感器是接近開關(guān)，設(shè)于刀具3上，當(dāng)紅外拍照設(shè)備與刀具3的軸線垂直時(shí)，紅外拍照設(shè)備按下快門，拍下此時(shí)的刀具3輪廓圖像。
[0036]本發(fā)明具體實(shí)施例還提供了一種工程機(jī)械，安裝有上述的任一種刀具3破損檢測系統(tǒng)，因此該工程機(jī)械也具有上述的有益效果。具體的，該工程機(jī)械可以為銑刨機(jī)、再生機(jī)、表面采礦機(jī)和盾構(gòu)機(jī)，以上只是對該種工程機(jī)械的例舉，并不構(gòu)成對工程機(jī)械種類的限定。
[0037]本發(fā)明具體實(shí)施例還提供了一種刀具3破損檢測方法，具體包括:圖像獲取，用紅外攝錄模塊5獲取刀具3的輪廓圖像信息，并將該輪廓圖像信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊6 ;數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理模塊6對輪廓圖像信息進(jìn)行處理；反饋信息，根據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊6處理后的數(shù)據(jù)信息，輸出反饋結(jié)果。優(yōu)選地，在進(jìn)行圖像獲取時(shí)，紅外攝錄模塊5優(yōu)選在工作鼓I工作間歇和/或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)攝錄圖像，這樣可以得到更清晰的刀具3輪廓圖像。
[0038]另外，上述的數(shù)據(jù)處理的步驟中還包括數(shù)據(jù)比對步驟，用于將數(shù)據(jù)處理模塊6處理后的圖像數(shù)據(jù)與存儲的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并由反饋終端7輸出比對結(jié)果，具體可以是顯示器顯示出比對結(jié)果，也可以是根據(jù)比對結(jié)果發(fā)出報(bào)警信號，以提醒用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?br> [0039]該刀具3破損檢測方法利用紅外攝錄原理獲取高溫刀具3的輪廓圖像信息，經(jīng)過處理后反饋給用戶；該方法省時(shí)省力，操作方便，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)刀具3破損情況，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且檢測效率較高，檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種刀具(3)破損檢測系統(tǒng)，包括工作鼓(I)、工作罩殼(2)、刀具(3)和刀座(4)，刀具(3)通過刀座(4)安裝在工作鼓(I)上，工作鼓(I)設(shè)于工作罩殼(2)內(nèi)部，其特征在于，還包括: 紅外攝錄模塊(5)，設(shè)置在工作罩殼(2)上，用于獲取刀具(3)的輪廓圖像信息； 數(shù)據(jù)處理模塊(6)，用于接收所述紅外攝錄模塊(5)獲取的輪廓圖像信息并對其進(jìn)行處理； 反饋終端(7 )，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)處理模塊(6 )處理后的數(shù)據(jù)信息，提供反饋信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具(3)破損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋終端(7)為顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具(3)破損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊(6)包括數(shù)據(jù)存儲單元和數(shù)據(jù)比對單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)對比單元用于將所述輪廓圖像信息與存儲的所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；且所述反饋終端(7)為報(bào)警裝置，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)比對單元的數(shù)據(jù)比對結(jié)果，發(fā)出報(bào)警信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具(3)破損檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)于工作罩殼(2)內(nèi)壁上，并與所述紅外攝錄模塊(5)相連，用于驅(qū)使所述紅外攝錄模塊(5)沿著工作鼓(I)的軸線方向移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具(3)破損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外攝錄模塊(5)設(shè)置在工作罩殼(2)的內(nèi)壁頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具(3)破損檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括傳感器，所述傳感器設(shè)于所述刀具(3)或紅外攝錄模塊(5)上。
7.—種工程機(jī)械，其特征在于，設(shè)置有權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的刀具(3)破損檢測系統(tǒng)。
8.一種刀具(3)破損檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 圖像獲取，用紅外攝錄模塊(5)獲取刀具(3)的輪廓圖像信息，并將該輪廓圖像信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(6)； 數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理模塊(6)對所述輪廓圖像信息進(jìn)行處理； 反饋信息，根據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊(6 )處理后的數(shù)據(jù)信息，輸出反饋結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刀具(3)破損檢測方法，其特征在于，在進(jìn)行圖像獲取時(shí)，紅外攝錄模塊(5)優(yōu)選在工作鼓(I)工作間歇和/或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)攝錄圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刀具(3)破損檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理的步驟中還包括數(shù)據(jù)比對步驟，用于將所述數(shù)據(jù)處理模塊(6)處理后的圖像數(shù)據(jù)與存儲的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。
【文檔編號】G01N21/88GK103616386SQ201310625868
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】劉川, 羅東志, 付秋剛 申請人:湖南三一路面機(jī)械有限公司