CN105445278A - 一种电缆检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆检测装置及检测方法，检测装置包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、4个第一图像采集装置、1个第二图像采集装置、平面反射镜、控制器；4个第一图像采集装置布置在第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆的周围，从4个不同的角度采集被测电缆的图像；所述第二图像采集装置用于采集被测电缆的图像，所述被测电缆位于第二图像采集装置和平面反射镜之间，第二图像采集装置采集的图像精度高于第一图像采集装置。本发明的装置能够实现自动检测，并且精度较高。

Description

一种电缆检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及电缆领域，具体涉及一种电缆检测装置及检测方法。

背景技术

现有技术中，电缆是常用的导电部件，目前常用的电缆主要由包层和设置在包层内的导线组成，有些结构的电缆，例如影视电缆等，外部包层内还具有多个内部包层，各个内部包层内分别设有导线。通常情况下，电缆外部包层能够对内部包层和导线起到保护作用，但是如果外部包层出现破损、裂纹等情况，有可能导致漏电或电缆损坏，带来不良后果。

发明内容

发明目的：本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种电缆检测装置及检测方法。

技术方案：一种电缆检测装置，包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、4个第一图像采集装置、1个第二图像采集装置、平面反射镜、控制器；所述第一卷绕装置包括第一底板、位于第一底板上的第一立柱、位于第一立柱上的第一转轴和设置在第一转轴上由第一转轴驱动的第一电缆卷筒，第一转轴由第一电机驱动；所述第二卷绕装置包括第二底板、位于第二底板上的第二立柱、位于第二立柱上的第二转轴和设置在第二转轴上由第二转轴驱动的第二电缆卷筒，第二转轴由第二电机驱动；被测电缆的一端连接在第一卷绕装置上，另一端连接在第二卷绕装置上；4个第一图像采集装置布置在第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆的周围，从4个不同的角度采集被测电缆的图像；所述第二图像采集装置位于被测电缆的上方空间，所述平面反射镜位于被测电缆的下方空间，所述第二图像采集装置用于直接采集被测电缆的图像以及从平面反射镜中采集被测电缆的图像，所述第二图像采集装置采集的图像精度高于第一图像采集装置；所述4个第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述第一电机、所述第二电机均与控制器相连。

进一步地，所述第二图像采集装置的图像采集位置相对于第一图像采集装置的图像采集位置更靠近第二卷绕装置侧。

进一步地，所述4个第一图像采集装置布置在同一平面内，所述4个第一图像采集装置呈圆周分布，两两之间间隔90度；所述4个第一图像采集装置设置在支撑架上，所述支撑架包括底座、设置在底座上的立柱、设置在立柱上的圆环部，被测电缆经过圆环部内，4个图像采集装置设置在圆环部上。

进一步地，所述第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆呈绷紧状态。

进一步地，所述第二图像采集装置设置在第二图像采集装置安装组件上；所述安装组件包括主动带轮、驱动主动带轮的第三电机、从动带轮、设置在主动带轮和从动带轮之间的同步带、水平导轨、滑块、转动装置；所述滑块上设有孔部，水平导轨套设在孔部内，所述滑块的一端和同步带固定连接，另一端连接转动装置，转动装置连接所述第二图像采集装置，所述转动装置用于调节第二图像采集装置的拍摄角度。

进一步地，所述第一电机、第二电机和第三电机均为步进电机；或者所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。

进一步地，所述第一电机、第二电机和第三电机上均设有编码器。

一种使用上述的电缆检测装置的电缆检测方法，包括如下步骤：

1)启动第一电机、第二电机和4个第一图像采集装置，将被测电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置，同时4个第一图像采集装置对被测电缆进行图像采集，当根据采集的图像判断出被测电缆某处有缺陷时，控制器根据第一电机和第二电机的转数计算并记录被测电缆出现缺陷的位置；

2)关闭4个第一图像采集装置，启动第二图像采集装置，控制第一电机、第二电机反向转动，将被测电缆具有缺陷的部分逐个移动至第二图像采集装置的采集位置，驱动第三电机和转动装置使第二图像采集装置对被测电缆具有缺陷的部分，进行整个圆周表面的图像采集；

3)控制器根据第二图像采集装置采集的图像对被测电缆进行缺陷检测。

进一步地，所述步骤2)中，当一处具有缺陷的部分移动至第二图像采集装置的采集位置时，控制器控制第一电机、第二电机停止转动，驱动第三电机和转动装置使第二图像采集装置对该部分，进行整个圆周表面的图像采集，所述整个圆周表面的图像采集包括第二图像采集装置直接对电缆表面进行的采集，以及从平面反射镜中对电缆表面进行的采集；采集完毕，驱动第一电机、第二电机继续转动将下一处具有缺陷的部分移动至第二图像采集装置的采集位置，重复第二图像采集装置的图像采集操作，直至被测电缆所有具有缺陷的部分均进行了第二图像采集装置的图像采集。

有益效果：本发明的检测装置和检测方法，能够通过图像处理的方法实现对电缆表面缺陷(例如裂纹、破损等)的自动检测，并且设置了初检和复检两个步骤，初检的图像采集装置精度较低，成本低。当发现缺陷时，高精度的第二图像采集装置能够采集高精度的图像，从而可以精确获取缺陷的细节，并且由于采用了平面反射镜的设计，只需要设置一个第二图像采集装置，就能够实现对电缆具有缺陷的部分的整个圆周表面的图像采集，节省了成本。。

附图说明

图1为电缆检测装置的示意图；

图2为4个第一图像采集装置布置示意图；

图3为第二图像采集装置及其安装组件和平面反射镜示意图。

具体实施方式

下面结合附图进行进一步地描述，其中附图标记含义如下：

1第一卷绕装置；1.1第一底板；1.2第一立柱；2第二卷绕装置；2.1第二底板；2.2第二立柱；3.1、3.2、3.3、3.4第一图像采集装置；4第二图像采集装置；5被测电缆；6.1主动带轮；6.2从动带轮；6.3同步带；6.4水平导轨；6.5滑块；6.6转动装置；6.7平面反射镜；7.1支撑架的底座；7.2支撑架的立柱；7.3支撑架的圆环部。

图1没有画出支撑第一图像采集装置的支撑架和第二图像采集装置的安装组件。如图1-3所示，一种电缆检测装置，包括第一卷绕装置1、第二卷绕装置2、4个第一图像采集装置3.1-3.4、1个第二图像采集装置4、平面反射镜6.7、控制器；所述第一卷绕装置包括第一底板1.1、位于第一底板上的第一立柱1.2、位于第一立柱上的第一转轴和设置在第一转轴上由第一转轴驱动的第一电缆卷筒，第一转轴由第一电机驱动；所述第二卷绕装置包括第二底板2.1、位于第二底板上的第二立柱2.2、位于第二立柱上的第二转轴和设置在第二转轴上由第二转轴驱动的第二电缆卷筒，第二转轴由第二电机驱动；被测电缆的一端连接在第一卷绕装置上，另一端连接在第二卷绕装置上，便于电缆在第一、二卷绕装置上的卷绕；4个第一图像采集装置布置在第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆的周围，从4个不同的角度采集被测电缆的图像；所述第二图像采集装置4位于被测电缆的上方空间，所述平面反射镜6.7位于被测电缆的下方空间，所述第二图像采集装置4用于直接采集被测电缆的图像以及从平面反射镜中采集被测电缆的图像，所述第二图像采集装置4采集的图像精度高于第一图像采集装置3.1-3.4；所述4个第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述第一电机、所述第二电机均与控制器相连。所述第二图像采集装置的图像采集位置相对于第一图像采集装置的图像采集位置更靠近第二卷绕装置侧。所述4个第一图像采集装置布置在同一平面内，所述4个第一图像采集装置呈圆周分布，两两之间间隔90度；所述4个第一图像采集装置设置在支撑架上，所述支撑架包括底座7.1、设置在底座上的立柱7.2、设置在立柱上的圆环部7.3，被测电缆经过圆环部内，4个图像采集装置设置在圆环部上。这样，4个第一图像采集装置可以从4个角度对包层表面进行图像采集，可以对整个圆周表面进行检测，对具有缺陷，例如裂纹、破损的电缆表面采集到的图像和对没有缺陷的电缆表面所采集到的图像是不一样的，经过简单的图像处理，就能够判断出电缆某处是否具有缺陷。例如通过将被测电缆的图像和标准电缆的图像进行比较就可以判断被测电缆有没有缺陷。

为了能够更好地对电缆表面进行图像采集，所述第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆呈绷紧状态。第一、第二图像采集装置均为CCD图像采集装置，当然根据需要也可以是其他的图像采集装置，例如CMOS图像采集装置等。

如图3所示，所述第二图像采集装置设置在第二图像采集装置安装组件上；所述安装组件包括主动带轮6.1、驱动主动带轮的第三电机、从动带轮6.2、设置在主动带轮和从动带轮之间的同步带6.3、水平导轨6.4、滑块6.5、转动装置6.6；所述滑块上设有孔部，水平导轨套设在孔部内，所述滑块6.5的一端和同步带固定连接，另一端连接转动装置，转动装置6.6连接所述第二图像采集装置，所述转动装置用于调节第二图像采集装置4的拍摄角度。通过这样的设置，第二图像采集装置4可以直接对电缆的上半圆周进行图像采集，并且经过平面反射镜的反射，可以对电缆的下半圆周进行图像采集，第二图像采集装置随着第三电机的转动可以在水平导轨上滑动，并且可以利用转动装置转动第二图像采集装置的拍摄角度，转动装置的结构，可以采用现有技术中经常使用的结构，例如闭路电视上的转动结构等等。通过水平位置的调整和拍摄角度的调整，采集到最好的图像。

第一电机、第二电机和第三电机均为步进电机；或者所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。当然，根据需要也可以是其他能够计算转数的电机，例如所述第一电机和第二电机上均设有编码器，通过编码器来计算转数。

具体的电缆检测方法，如下：

1)启动第一电机、第二电机和4个第一图像采集装置，将被测电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置，同时4个第一图像采集装置对被测电缆进行图像采集，当根据采集的图像判断出被测电缆某处有缺陷时，控制器根据第一电机和第二电机的转数计算并记录被测电缆出现缺陷的位置，直至4个第一图像采集装置对整个电缆进行了图像采集；

2)关闭4个第一图像采集装置，启动第二图像采集装置，控制第一电机、第二电机反向转动，将被测电缆具有缺陷的部分逐个移动至第二图像采集装置的采集位置，驱动第三电机和转动装置使第二图像采集装置对被测电缆具有缺陷的部分，进行整个圆周表面的图像采集；

具体地，当一处具有缺陷的部分移动至第二图像采集装置的采集位置时，控制器控制第一电机、第二电机停止转动，驱动第三电机和转动装置使第二图像采集装置对该部分，进行整个圆周表面的图像采集，所述整个圆周表面的图像采集包括第二图像采集装置直接对电缆表面进行的采集，以及从平面反射镜中对电缆表面进行的采集；采集完毕，驱动第一电机、第二电机继续转动将下一处具有缺陷的部分移动至第二图像采集装置的采集位置，重复第二图像采集装置的图像采集操作，直至被测电缆所有具有缺陷的部分均进行了第二图像采集装置的图像采集。

3)控制器根据第二图像采集装置采集的图像对被测电缆进行缺陷检测。

步骤1)中，例如被测电缆某个部分检测出缺陷，只需要根据电机的转数从而计算出电缆卷筒的转数乘以相应的直径就可以知道该缺陷离电缆的端部有多远。如果需要更加精确，还可以考虑到电缆在卷绕过程中，卷绕的直径是变化的(这个变化是有一定规律，可以计算出变化量的)，在计算电缆走过的长度时可以用变化的直径乘以相应的转数从而得到更加精确的该缺陷离电缆的端部的距离。在知道电缆的长度、第一、二卷绕装置的规格、第一、二图像采集装置采集位置的情况下，很容易根据电机的转数推算出，电缆检测出缺陷的部分在电缆中的位置。

另外还可以用如下控制方式，不需要计算缺陷距离电缆端部的距离，当发现缺陷时，控制器只需要知道第一电机、第二电机相对于初始状态转过的多少转，当将电缆从第二卷绕装置返回至第一卷绕装置时，只需将电机转动至上述发现缺陷时的状态，并稍稍将电缆移动一端距离(移动的距离等于第一图像采集装置和第二图像采集装置的采集位置间隔的距离)即可，这样控制更直接、简单、精确。

当检测到缺陷时，可以停止第一电机和第二电机的转动，给控制器一定时间计算并记录被测电缆出现缺陷的位置。当然如果控制器速度够快(即在电缆走动的状态下，也可以一边检测缺陷，一边记录缺陷的位置)，也可以持续转动第一电机和第二电机，直至4个第一图像采集装置对整个电缆进行了图像采集。

步骤1)中，将电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置进行第一采集装置的初检，当全部卷绕完毕，初检完毕时，步骤2)将电缆从第二卷绕装置卷绕至第一卷绕装置进行复检，由于复检的图像采集装置的精度更高(例如像素密度更大)，因此可以更清楚地掌握电缆包层缺陷的细节。并且复检具有目的性，不需要复检整个电缆，只需复检初检出现缺陷的部分，提高了效率，并且检出精度高，通过复检可以更清楚地看出缺陷的细节，从而更以更准确地判断缺陷的类型等等。另外如果初检出现误检，通过第二图像采集装置的复检，也能够识别出来。

本发明的检测装置，4个第一图像采集装置用于对被测电缆进行初检，测出电缆有缺陷的部分，第二图像采集装置用于对被测电缆进行复检，仅对被测电缆中初检时检出有缺陷的部分进行图像采集。

另外，为了能够使电缆有规则地卷绕在第一卷绕装置和第二卷绕装置上，第一卷绕装置和第二卷绕装置还可以分别设有第一导缆装置和第二导缆装置，用于配合第一电机和第二电机将电缆规则地卷绕在第一和第二卷绕装置上。例如导览装置是一个沿电缆卷筒轴线方向来回走动部件，带动被卷绕的电缆来回走动，将电缆一层一层地卷绕在第一和第二卷绕装置上。

另外，为了便于电缆在卷绕装置上的卷绕，不会从卷绕装置上脱落，电缆的两端可以用胶水或者其他固定结构(例如夹持部夹持端部或者利用压头将端部压在卷筒壁上)固定连接在第一、二卷绕装置的卷筒上。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (9)

1.一种电缆检测装置，其特征在于，包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、4个第一图像采集装置、1个第二图像采集装置、平面反射镜、控制器；所述第一卷绕装置包括第一底板、位于第一底板上的第一立柱、位于第一立柱上的第一转轴和设置在第一转轴上由第一转轴驱动的第一电缆卷筒，第一转轴由第一电机驱动；所述第二卷绕装置包括第二底板、位于第二底板上的第二立柱、位于第二立柱上的第二转轴和设置在第二转轴上由第二转轴驱动的第二电缆卷筒，第二转轴由第二电机驱动；被测电缆的一端连接在第一卷绕装置上，另一端连接在第二卷绕装置上；4个第一图像采集装置布置在第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆的周围，从4个不同的角度采集被测电缆的图像；所述第二图像采集装置位于被测电缆的上方空间，所述平面反射镜位于被测电缆的下方空间，所述第二图像采集装置用于直接采集被测电缆的图像以及从平面反射镜中采集被测电缆的图像，所述第二图像采集装置采集的图像精度高于第一图像采集装置；所述4个第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述第一电机、所述第二电机均与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述第二图像采集装置的图像采集位置相对于第一图像采集装置的图像采集位置更靠近第二卷绕装置侧。

3.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述4个第一图像采集装置布置在同一平面内，所述4个第一图像采集装置呈圆周分布，两两之间间隔90度；所述4个第一图像采集装置设置在支撑架上，所述支撑架包括底座、设置在底座上的立柱、设置在立柱上的圆环部，被测电缆经过圆环部内，4个图像采集装置设置在圆环部上。

4.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆呈绷紧状态。

5.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述第二图像采集装置设置在第二图像采集装置安装组件上；所述安装组件包括主动带轮、驱动主动带轮的第三电机、从动带轮、设置在主动带轮和从动带轮之间的同步带、水平导轨、滑块、转动装置；所述滑块上设有孔部，水平导轨套设在孔部内，所述滑块的一端和同步带固定连接，另一端连接转动装置，转动装置连接所述第二图像采集装置，所述转动装置用于调节第二图像采集装置的拍摄角度。

6.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述第一电机、第二电机和第三电机均为步进电机；或者所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。

7.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述第一电机、第二电机和第三电机上均设有编码器。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的电缆检测装置的电缆检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)启动第一电机、第二电机和4个第一图像采集装置，将被测电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置，同时4个第一图像采集装置对被测电缆进行图像采集，当根据采集的图像判断出被测电缆某处有缺陷时，控制器根据第一电机和第二电机的转数计算并记录被测电缆出现缺陷的位置；

2)关闭4个第一图像采集装置，启动第二图像采集装置，控制第一电机、第二电机反向转动，将被测电缆具有缺陷的部分逐个移动至第二图像采集装置的采集位置，驱动第三电机和转动装置使第二图像采集装置对被测电缆具有缺陷的部分，进行整个圆周表面的图像采集；

3)控制器根据第二图像采集装置采集的图像对被测电缆进行缺陷检测。

9.根据权利要求8所述的电缆检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，当一处具有缺陷的部分移动至第二图像采集装置的采集位置时，控制器控制第一电机、第二电机停止转动，驱动第三电机和转动装置使第二图像采集装置对该部分，进行整个圆周表面的图像采集，所述整个圆周表面的图像采集包括第二图像采集装置直接对电缆表面进行的采集，以及从平面反射镜中对电缆表面进行的采集；采集完毕，驱动第一电机、第二电机继续转动将下一处具有缺陷的部分移动至第二图像采集装置的采集位置，重复第二图像采集装置的图像采集操作，直至被测电缆所有具有缺陷的部分均进行了第二图像采集装置的图像采集。