CN108892041A - 一种桥式起重机的支腿检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桥式起重机的支腿检测装置，利用振动传感器、信号处理电路、A/D转换模块、图像采集模块、图像处理模块、中央处理装置、显示器、存储器、无线传输装置、远程监控端以及无线通讯装置，检测人员使用振动传感器检测桥式起重机运行时的支腿的振动信号，检测人员使用图像采集模块检测桥式起重机运行时的支腿的图像信息，检测人员不仅能够通过显示器实时获知桥式起重机运行时的振动信号和图像信息，还能够通过远程监控端实时获知桥式起重机运行时的振动信号和图像信息，更能够通过存储器读取历史数据，以便于研究分析。

Description

一种桥式起重机的支腿检测装置

技术领域

本发明涉及智能测试术领域，尤其涉及一种桥式起重机的支腿检测装置。

背景技术

桥式起重机是桥架通过两侧支腿支撑在地面轨道上的桥架型起重机。在结构上由门架、大车运行机构、起重小车和电气部分等组成。有的桥式起重机只在一侧有支腿，另一侧支撑在厂房或栈桥上运行，称作半桥式起重机。桥式起重机的门架上部桥架（含主梁和端梁）、支腿、下横梁等部分构成。为了扩大起重机作业范围，主梁可以向一侧或两侧伸出支腿以外，形成悬臂。也可采用带臂架的起重小车，通过臂架的俯仰和旋转扩大起重机作业范围。桥式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。

支腿是支撑桥式起重机作业的关键，在支腿的下方装有滑轮，在作业时，在作业区域安置轨道，就可以驱使桥式起重机在作业区域内随意行动，根据需要来放置桥式起重机了。桥式起重机的支腿由于起到支撑的作用，只要没有了支腿的存在，那桥式起重机就相当于报废了。所以在使用桥式起重机的时候，随时都需要进行检查和保养，每过一段时间还需要进行一次整体而全面的检查。在作业过程中，只要发现一点问题都应当马上停止作业，对起重机进行检查维修。桥式起重机支腿不管是在安装还是拆卸的过程中都应当十分仔细，在桥式起重机运行过程中，若其支腿出现故障，则会造成巨大安全事故以及经济损失，但是目前仅依靠工作人员在安装支腿时对支腿进行检测，而不能在桥式起重机运行过程中对支腿进行实时监测。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种桥式起重机的支腿检测装置，利用振动传感器、信号处理电路、A/D转换模块、图像采集模块、图像处理模块、中央处理装置、显示器、存储器、无线传输装置、远程监控端以及无线通讯装置，检测人员使用振动传感器检测桥式起重机运行时的支腿的振动信号，检测人员使用图像采集模块检测桥式起重机运行时的支腿的图像信息，检测人员不仅能够通过显示器实时获知桥式起重机运行时的振动信号和图像信息，还能够通过远程监控端实时获知桥式起重机运行时的振动信号和图像信息，更能够通过存储器读取历史数据，以便于研究分析。

根据本发明提供的桥式起重机的支腿检测装置包括振动传感器、信号处理电路、A/D转换模块、图像采集模块、图像处理模块、中央处理装置、显示器、存储器、无线传输装置、远程监控端以及无线通讯装置；

其中，振动传感器设置于桥式起重机的支腿上，振动传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与A/D转换模块的输入端连接，A/D转换模块的输出端与中央处理装置的输入端连接，图像采集模块设置于桥式起重机的正前方，图像采集模块用于采集桥式起重机运行时的支腿的图像信息，图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，图像处理模块的输出端与中央处理装置的输入端连接，显示器的输入端、存储器的输入端以及无线传输装置的输入端均与中央处理装置的输出端连接，无线传输装置的输出端与远程监控端的输入端连接，远程监控端与无线通讯装置双向通讯连接，无线通讯装置与存储器双向通讯连接。

优选的是，振动传感器用于采集桥式起重机运行时的支腿的振动信息，将采集的振动信号转换为电流信号，并将电流信号传输至信号处理电路，信号处理电路包括信号采集单元和信号处理单元，振动传感器的输出端与信号采集单元的输入端连接，信号采集单元的输出端与信号处理单元的输入端连接，信号处理单元的输出端与A/D转换模块的输入端连接。

优选的是，信号采集单元包括电阻R1和滤波电容C1，其中，振动传感器的输出端连接到电阻R1的两端，电阻R1的两端与滤波电容C1的两端连接，电阻R1与滤波电容C1相连接的一端引出作为信号采集单元的输出端，电阻R1与滤波电容C1相连接的另一端接地。

优选的是，经过信号处理单元处理后的电压信号为V1，信号处理单元包括电阻R2-R8、电容C2-C3、以及集成运放A1-A2；

其中，信号采集单元的输出端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R4的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电容C2的一端连接，电阻R5的另一端还与电阻R6的一端连接，电容C2的另一端接地，电阻R6的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R7与电容C3并联后的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R7与电容C3并联后的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至A/D转换模块的输入端。

优选的是，图像处理模块包括图像平滑单元、图像增强单元以及图像锐化单元；

其中，图像采集模块的输出端与图像平滑单元的输入端连接，图像平滑单元的输出端与图像增强单元的输入端连接，图像增强单元的输出端与图像锐化单元的输入端连接，图像锐化单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。

优选的是，振动传感器用于采集桥式起重机的支腿的振动信息，并将采集到的振动信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的振动信号依次进行放大和滤波处理，并将处理后的振动信号传输至A/D转换模块，A/D转换模块将接收到的振动信号转换为数字信号传输至中央处理装置，中央处理装置将接收到的振动信号传输至显示器进行显示，中央处理装置将接收到的振动信号传输至存储器进行存储，中央处理装置通过无线传输装置将接收到的振动信号传输至远程监控端，远程监控端通过无线通讯装置读取存储器内存储的数据。

优选的是，将图像采集模块传输至图像处理模块的桥式起重机的支腿的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，图像平滑单元对图像f(x,y)进行图像清晰度增强处理，经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，平滑函数为q(x,y)，

；

；

其中，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

优选的是，图像增强单元对图像g(x,y)进行图像亮度增强处理，经过图像亮度增强处理后的图像二维函数为h(x,y)，其中，

。

优选的是，图像锐化单元对图像h(x,y)进行图像锐化处理，经过图像锐化处理后的图像二维函数为d(x,y)，其中，

。

优选的是，图像处理模块将处理后的图像d(x,y)传输至中央处理装置，中央处理装置将接收到的图像信息传输至显示器进行显示，中央处理装置将接收到的图像信息传输至存储器进行存储，中央处理装置将接收到的图像信息通过无线传输装置传输至远程监控端，远程监控端通过无线通讯装置读取存储器内存储的数据。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供的桥式起重机的支腿检测装置，利用振动传感器、信号处理电路、A/D转换模块、图像采集模块、图像处理模块、中央处理装置、显示器、存储器、无线传输装置、远程监控端以及无线通讯装置，检测人员使用振动传感器检测桥式起重机运行时的支腿的振动信号，检测人员使用图像采集模块检测桥式起重机运行时的支腿的图像信息，检测人员不仅能够通过显示器实时获知桥式起重机运行时的振动信号和图像信息，还能够通过远程监控端实时获知桥式起重机运行时的振动信号和图像信息，更能够通过存储器读取历史数据，以便于研究分析。

（2）本发明提供的桥式起重机的支腿检测装置，图像处理模块对采集的图像依次进行图像平滑、图像增强、图像锐化处理，可高效、快速的提取图像采集模块的图像信息，可提高对桥式起重机运行时的支腿的图像信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的桥式起重机的示意图；

图2为本发明的桥式起重机的支腿检测装置的示意图；

图3为本发明的信号处理电路的电路图；

图4为本发明的图像处理模块的示意图。

附图标记：

1-桥式起重机；2-支腿；3-振动传感器；4-信号处理电路；5-A/D转换模块；6-图像采集模块；7-图像处理模块；8-中央处理装置；9-显示器；10-存储器；11-无线传输装置；12-远程监控端；13-无线通讯装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的桥式起重机的支腿检测装置进行详细说明。

如图1-2所示，本发明提供的桥式起重机的支腿检测装置包括振动传感器3、信号处理电路4、A/D转换模块5、图像采集模块6、图像处理模块7、中央处理装置8、显示器9、存储器10、无线传输装置11、远程监控端12以及无线通讯装置13；

其中，振动传感器3设置于桥式起重机1的支腿2上，振动传感器3的输出端与信号处理电路4的输入端连接，信号处理电路4的输出端与A/D转换模块5的输入端连接，A/D转换模块5的输出端与中央处理装置8的输入端连接，图像采集模块6设置于桥式起重机1的正前方，图像采集模块6用于采集桥式起重机1运行时的支腿2的图像信息，图像采集模块6的输出端与图像处理模块7的输入端连接，图像处理模块7的输出端与中央处理装置8的输入端连接，显示器9的输入端、存储器10的输入端以及无线传输装置11的输入端均与中央处理装置8的输出端连接，无线传输装置11的输出端与远程监控端12的输入端连接，远程监控端12与无线通讯装置13双向通讯连接，无线通讯装置13与存储器10双向通讯连接。

上述实施方式中，利用振动传感器3、信号处理电路4、A/D转换模块5、图像采集模块6、图像处理模块7、中央处理装置8、显示器9、存储器10、无线传输装置11、远程监控端12以及无线通讯装置13，检测人员使用振动传感器3检测桥式起重机1运行时的支腿2的振动信号，检测人员使用图像采集模块6检测桥式起重机1运行时的支腿2的图像信息，检测人员不仅能够通过显示器9实时获知桥式起重机1运行时的振动信号和图像信息，还能够通过远程监控端12实时获知桥式起重机1运行时的振动信号和图像信息，更能够通过存储器10读取历史数据，以便于研究分析。

具体地，显示器9为液晶显示器，存储器10还包括一数据读取端口，检测人员更能够通过存储器10读取历史数据，显示器9和存储器10设置于作业现场的监控室内。

具体地，桥式起重机的支腿检测装置还包括一电源，电源为桥式起重机的支腿检测装置提供电力支持。

具体地，电源为太阳能电源，图像采集模块6具体为摄像头。

作为上述的进一步优先，如图3所示，振动传感器3用于采集桥式起重机1运行时的支腿2的振动信息，将采集的振动信号转换为电流信号，并将电流信号传输至信号处理电路4，信号处理电路4包括信号采集单元和信号处理单元，振动传感器3的输出端与信号采集单元的输入端连接，信号采集单元的输出端与信号处理单元的输入端连接，信号处理单元的输出端与A/D转换模块5的输入端连接。

具体地，信号采集单元包括电阻R1和滤波电容C1，其中，振动传感器3的输出端连接到电阻R1的两端，电阻R1的两端与滤波电容C1的两端连接，电阻R1与滤波电容C1相连接的一端引出作为信号采集单元的输出端，电阻R1与滤波电容C1相连接的另一端接地。

具体地，经过信号处理单元处理后的电压信号为V1，信号处理单元包括电阻R2-R8、电容C2-C3、以及集成运放A1-A2；

其中，信号采集单元的输出端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R4的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电容C2的一端连接，电阻R5的另一端还与电阻R6的一端连接，电容C2的另一端接地，电阻R6的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R7与电容C3并联后的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R7与电容C3并联后的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至A/D转换模块5的输入端。

上述实施方式中，电阻R1的阻值为1KΩ，电阻R2的阻值为10KΩ，电阻R3的阻值为15KΩ，电阻R4的阻值为4KΩ，电阻R5的阻值为6KΩ，电阻R6的阻值为10KΩ，电阻R7的阻值为15KΩ，电阻R8的阻值为17KΩ，电容C1的电容值为1μF，电容C1的电容值为0.1μF，电容C1的电容值为0.1μF。

信号采集单元使用单电源供电，减少了供电电源，且不增加信号采集电路的复杂性，电路结构简洁，容易实现，节约成本，而且实现了对振动传感器3输出电流的双向采集，量程宽，精度高。

电流信号I0经过电阻R1后转换为可测量的电压信号，经过电容C1滤波后进入信号处理单元的输入端，其中，电阻R1是振动传感器3的匹配电阻。

信号处理单元通过电阻R2-R4、电容C2以及集成运放A1对振动传感器3输出的信号进行放大处理，然后再使用电阻R5-R8、电容C2-C3以及集成运放A2对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了振动检测的精度。

作为上述的进一步优先，如图4所示，图像处理模块7包括图像平滑单元、图像增强单元以及图像锐化单元；

其中，图像采集模块6的输出端与图像平滑单元的输入端连接，图像平滑单元的输出端与图像增强单元的输入端连接，图像增强单元的输出端与图像锐化单元的输入端连接，图像锐化单元的输出端与中央处理装置8的输入端连接。

上述实施方式中，图像处理模块6对采集的图像依次进行图像平滑、图像增强、图像锐化处理，可高效、快速的提取图像采集模块7的图像信息，可提高对桥式起重机运行时的支腿的的图像信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

具体地，振动传感器3用于采集桥式起重机1的支腿2的振动信息，并将采集到的振动信号传输至信号处理电路4，信号处理电路4对接收到的振动信号依次进行放大和滤波处理，并将处理后的振动信号传输至A/D转换模块5，A/D转换模块5将接收到的振动信号转换为数字信号传输至中央处理装置8，中央处理装置8将接收到的振动信号传输至显示器9进行显示，中央处理装置8将接收到的振动信号传输至存储器10进行存储，中央处理装置8通过无线传输装置11将接收到的振动信号传输至远程监控端12，远程监控端12通过无线通讯装置13读取存储器10内存储的数据。

具体地，将图像采集模块6传输至图像处理模块7的桥式起重机1的支腿2的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，图像平滑单元对图像f(x,y)进行图像清晰度增强处理，经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，平滑函数为q(x,y)，

；

；

其中，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的，也就是说，检测人员能够通过具体采集的图像信息，通过调整的值以获取清晰的图像信息。

具体地，图像增强单元对图像g(x,y)进行图像亮度增强处理，经过图像亮度增强处理后的图像二维函数为h(x,y)，其中，

。

具体地，图像锐化单元对图像h(x,y)进行图像锐化处理，经过图像锐化处理后的图像二维函数为d(x,y)，其中，

。

上述实施方式中，通过对图像邻域频率的比较，以突出图像的高频信息，抑制其低频信息。

为了进一步突出图像的高频信息，优选的，经过图像锐化处理后的图像d(x,y)还可使用如下公式进行处理：

。

具体地，图像处理模块7将处理后的图像d(x,y)传输至中央处理装置8，中央处理装置8将接收到的图像信息传输至显示器9进行显示，中央处理装置8将接收到的图像信息传输至存储器10进行存储，中央处理装置8将接收到的图像信息通过无线传输装置11传输至远程监控端12，远程监控端12通过无线通讯装置13读取存储器10内存储的数据。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述桥式起重机的支腿检测装置包括振动传感器（3）、信号处理电路（4）、A/D转换模块（5）、图像采集模块（6）、图像处理模块（7）、中央处理装置（8）、显示器（9）、存储器（10）、无线传输装置（11）、远程监控端（12）以及无线通讯装置（13）；

其中，所述振动传感器（3）设置于桥式起重机（1）的支腿（2）上，所述振动传感器（3）的输出端与所述信号处理电路（4）的输入端连接，所述信号处理电路（4）的输出端与所述A/D转换模块（5）的输入端连接，所述A/D转换模块（5）的输出端与所述中央处理装置（8）的输入端连接，所述图像采集模块（6）设置于所述桥式起重机（1）的正前方，所述图像采集模块（6）用于采集所述桥式起重机（1）运行时的所述支腿（2）的图像信息，所述图像采集模块（6）的输出端与所述图像处理模块（7）的输入端连接，所述图像处理模块（7）的输出端与所述中央处理装置（8）的输入端连接，所述显示器（9）的输入端、所述存储器（10）的输入端以及所述无线传输装置（11）的输入端均与所述中央处理装置（8）的输出端连接，所述无线传输装置（11）的输出端与所述远程监控端（12）的输入端连接，所述存储器（10）与所述无线通讯装置（13）双向通讯连接，所述远程监控端（12）与所述无线通讯装置（13）双向通讯连接。

2.根据权利要求1所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述振动传感器（3）用于采集所述桥式起重机（1）运行时的所述支腿（2）的振动信息，将采集的振动信号转换为电流信号，并将电流信号传输至所述信号处理电路（4），所述信号处理电路（4）包括信号采集单元和信号处理单元，所述振动传感器（3）的输出端与所述信号采集单元的输入端连接，所述信号采集单元的输出端与所述信号处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端与所述A/D转换模块（5）的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述信号采集单元包括电阻R1和滤波电容C1，其中，所述振动传感器（3）的输出端连接到电阻R1的两端，电阻R1的两端与滤波电容C1的两端连接，电阻R1与滤波电容C1相连接的一端引出作为所述信号采集单元的输出端，电阻R1与滤波电容C1相连接的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，经过所述信号处理单元处理后的电压信号为V1，所述信号处理单元包括电阻R2-R8、电容C2-C3、以及集成运放A1-A2；

其中，所述信号采集单元的输出端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R4的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电容C2的一端连接，电阻R5的另一端还与电阻R6的一端连接，电容C2的另一端接地，电阻R6的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R7与电容C3并联后的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R7与电容C3并联后的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，所述信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至所述A/D转换模块（5）的输入端。

5.根据权利要求1所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述图像处理模块（7）包括图像平滑单元、图像增强单元以及图像锐化单元；

其中，所述图像采集模块（6）的输出端与所述图像平滑单元的输入端连接，所述图像平滑单元的输出端与所述图像增强单元的输入端连接，所述图像增强单元的输出端与所述图像锐化单元的输入端连接，所述图像锐化单元的输出端与所述中央处理装置（8）的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述振动传感器（3）用于采集所述桥式起重机（1）的所述支腿（2）的振动信息，并将采集到的振动信号传输至所述信号处理电路（4），所述信号处理电路（4）对接收到的振动信号依次进行放大和滤波处理，并将处理后的振动信号传输至所述A/D转换模块（5），所述A/D转换模块（5）将接收到的振动信号转换为数字信号传输至所述中央处理装置（8），所述中央处理装置（8）将接收到的振动信号传输至所述显示器（9）进行显示，所述中央处理装置（8）将接收到的振动信号传输至所述存储器（10）进行存储，所述中央处理装置（8）通过所述无线传输装置（11）将接收到的振动信号传输至远程监控端（12），所述远程监控端（12）通过所述无线通讯装置（13）读取所述存储器（10）内存储的数据。

7. 根据权利要求5所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，将所述图像采集模块（6）传输至所述图像处理模块（7）的所述桥式起重机（1）的所述支腿（2）的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，所述图像平滑单元对图像f(x,y)进行图像清晰度增强处理，经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，平滑函数为q(x,y)，

；

；

其中，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

8.根据权利要求7所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述图像增强单元对图像g(x,y)进行图像亮度增强处理，经过图像亮度增强处理后的图像二维函数为h(x,y)，其中，

。

9.根据权利要求8所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述图像锐化单元对图像h(x,y)进行图像锐化处理，经过图像锐化处理后的图像二维函数为d(x,y)，其中，

。

10.根据权利要求9所述的桥式起重机的支腿检测装置，其特征在于，所述图像处理模块（7）将处理后的图像d(x,y)传输至所述中央处理装置（8），所述中央处理装置（8）将接收到的图像信息传输至所述显示器（9）进行显示，所述中央处理装置（8）将接收到的图像信息传输至所述存储器（10）进行存储，所述中央处理装置（8）将接收到的图像信息通过所述无线传输装置（11）传输至所述远程监控端（12），所述远程监控端（12）通过所述无线通讯装置（13）读取所述存储器（10）内存储的数据。