CN112945437A - 一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置，包括设备壳体，对设备提供动力的电源，移动单元及避障单元；移动单元对设备实现设备移动，避障装置是当设备移动遇到障碍时，进行主动避让移动；数据采集模块安装在设备壳体上，用于对螺栓头部或螺母上的防松线进行识别。采用本发明的技术方案：1、避免空间限制对检测的影响。2、节省人工和时间，方便快捷。3、便携移动式，适应各种工况。4、智能化检测，快捷高效，避免人工检测的误差。5、自动数据储存、分类管理，后期维护施工、历史数据查询较为方便。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓紧固件连接技术领域，尤其涉及的是，一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置。
背景技术
大规模螺栓/螺母松动监测的同类产品只可人工检测，检测手段包括：1、目测防松线是否错位；2、敲击螺栓发出声音，根据经验判断螺栓是否松动；3、使用扭矩扳手拧紧，通过拧紧扭矩判断是否松动等。缺点是：耗费人工和时间，且空间狭小位置，无法进行检测。现有技术中：1、螺栓监测成本高：使用如超声、力环、应变片、光栅、人工打扭矩等接触式的螺栓轴力监测技术，需要对所监测的螺栓增加传感器部分，使得对多螺栓的监测成本大幅增加；2、工程实施复杂：对于每一根使用接触式的螺栓轴力监测技术的螺栓，都需要使用导线或者无线的方式，导致现场施工复杂、工程成本大幅增加；3、需要改变螺栓连接结构：某些接触式的螺栓监测技术，如：应变片、光栅、力环的方式，会改变或损坏螺栓连接结构，使得螺栓监测的必要性大幅降低。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明提供一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置，以解决的现有技术中遇到的技术问题。
一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置，包括设备壳体，对设备提供动力的电源，移动单元及避障单元；移动单元用于对设备实现设备移动，避障装置是当设备移动遇到障碍时，进行主动避让移动；数据采集模块安装在设备壳体上，用于对螺栓头部或螺母上的防松线进行识别。
上述中，数据采集模块为360度移动式摄像探头，监控摄像头、手机摄像头或无人机摄像头。
上述中，设备中还设置有监测模块，监测模块使用摄像头对螺栓连接进行拍照和持续监控，并通过学习算法，自动辨识、提取图像中的一个或多个螺栓连接，测量转子的反旋角度，计算其螺栓的伸长量变化，进而获得精确的螺栓轴力衰减值；其中螺栓伸长量和螺栓轴力的对应关系由超声螺栓轴力测量技术标定获取。
上述中，设备中还设置有自动辨识模块，自动辨识模块需在摄像头拍摄的图片或持续监控过程中自动识别、检测不同螺栓，识别手段包括：识别不同螺栓编号、二维码，空间位置；自动辨识模块还用于提取螺栓连接的特征信息，包括：标记螺栓头/螺母角点的空间位置和关系，由监测模块精确地标记螺栓/螺母的角点位置，进而螺栓/螺母反转，测量松弛角度，计算螺栓伸长量变化；及标记防松线空间位置和关系，由监测模块精确地标记螺栓/螺母的防松线位置，进而螺栓/螺母反转，测量松弛角度，计算螺栓伸长量变化。
上述中，设备中还设置有信息处理模块，信息处理模块用于摄像头监测到图形后，即时分析处理图形，输出结果。
上述中，多螺栓检测时，在视野内，对于不同平面上存在不同规格螺栓，不同形状的螺栓时，对其进行分类识别监测。
采用本发明的技术方案：1、避免空间限制对检测的影响。2、节省人工和时间，方便快捷。3、便携移动式，适应各种工况。4、智能化检测，快捷高效，避免人工检测的误差。5、自动数据储存、分类管理，后期维护施工、历史数据查询较为方便。6、增加蓝牙、网络传输，可做到远距离数据检测。
附图说明
图1为本发明一个实施例的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的一个实施例是，提供一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置，包括设备壳体，对设备提供动力的电源，移动单元及避障单元；移动单元用于对设备实现设备移动，避障装置是当设备移动遇到障碍时，进行主动避让移动。数据采集模块安装在设备壳体上，数据采集模块为360度移动式摄像探头，用于对螺栓头部或螺母上的防松线进行识别。
螺栓在紧固时，螺栓/螺母在扭矩的作用下顺时针转动，在螺栓中产生轴力。与此过程相反，螺栓轴力衰减分为两个部分：非旋转性螺栓轴力衰减和旋转性螺栓轴力衰减。其中非旋转性轴力衰减是指在螺栓/螺母并不发生反旋的情况下，轴力发生衰减，这主要是由于被夹持物在螺栓轴力的作用下，其表面发生嵌入或称之为被压溃现象所导致，还有一部分为旋合螺纹的塑性变形导致；非旋转性轴力衰减一般发生在螺栓紧固后的24小时之内或初次循环载荷作用下完成，衰减幅度大致为螺栓轴力的10％。旋转性螺栓轴力衰减发生在螺栓连接的服役过程中，在振动条件下，由于螺母反旋导致的轴力衰减。其中，非旋转性螺栓轴力衰减已经为螺栓连接设计和工艺所考虑，而真正需要监测的对象为旋转性螺栓轴力衰减部分。
螺栓连接由螺栓、螺母和被夹持物组成，在发生旋转性轴力松弛的过程中，螺栓或夹持物不发生自转，称为定子；螺母相对于螺栓或被夹持物发生反旋，称为转子(或螺母、夹持物不发生自转，称为定子；螺栓相对于螺母或被夹持物发生反旋，称为转子)。
设备中还设置有监测模块，监测模块使用摄像头(如：监控摄像头、手机摄像头或无人机摄像头)对螺栓连接进行拍照和持续监控，见图1所示，通过学习算法，自动辨识、提取图像中的一个或多个螺栓连接，测量转子的反旋角度，计算其螺栓的伸长量变化，进而获得精确的螺栓轴力衰减值；其中螺栓伸长量和螺栓轴力的对应关系由超声螺栓轴力测量技术标定获取。
设备中还设置有自动辨识模块，自动辨识模块需在摄像头拍摄的图片或持续监控过程中自动识别、检测不同螺栓，识别手段包括：识别不同螺栓编号、二维码，空间位置。提取螺栓连接的特征信息，功能1：标记螺栓头/螺母角点的空间位置和关系。由监测模块精确地标记螺栓/螺母的角点位置，进而螺栓/螺母反转，测量松弛角度，计算螺栓伸长量变化。功能2：标记防松线空间位置和关系。由监测模块精确地标记螺栓/螺母的防松线位置，进而螺栓/螺母反转，测量松弛角度，计算螺栓伸长量变化。
本发明可以进行多螺栓监测，摄像头范围内(即设备移动范围内)所有螺栓都可监测。
设备中还设置有信息处理模块，信息处理模块用于摄像头监测到图形后，即时分析处理图形，输出结果。可做到远距离传输，信息无线传输。
本发明可以实现不同规格、形状、多平面下螺栓监测检测，多螺栓检测时，在视野内，不同平面上存在不同规格(如：M8、M10)螺栓，不同形状(六角头、十二角头、四方头等)的螺栓时，可对其进行分类识别监测。
进一步地，本发明的实施例还包括上述各技术特征，相互组合形成的螺栓松动检测的相关应用。
采用本发明的技术方案：1、避免空间限制对检测的影响。2、节省人工和时间，方便快捷。3、便携移动式，适应各种工况。4、智能化检测，快捷高效，避免人工检测的误差。5、自动数据储存、分类管理，后期维护施工、历史数据查询较为方便。6、增加蓝牙、网络传输，可做到远距离数据检测。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于视觉监控的螺栓松动检测装置，其特征在于，包括设备壳体，对设备提供动力的电源，移动单元及避障单元；移动单元用于对设备实现设备移动，避障装置是当设备移动遇到障碍时，进行主动避让移动；数据采集模块安装在设备壳体上，用于对螺栓头部或螺母上的防松线进行识别。
2.如权利要求1所述的螺栓松动检测装置，其特征在于，数据采集模块为360度移动式摄像探头，监控摄像头、手机摄像头或无人机摄像头。
3.如权利要求2所述的螺栓松动检测装置，其特征在于，设备中还设置有监测模块，监测模块使用摄像头对螺栓连接进行拍照和持续监控，并通过学习算法，自动辨识、提取图像中的一个或多个螺栓连接，测量转子的反旋角度，计算其螺栓的伸长量变化，进而获得精确的螺栓轴力衰减值；其中螺栓伸长量和螺栓轴力的对应关系由超声螺栓轴力测量技术标定获取。
4.如权利要求3所述的螺栓松动检测装置，其特征在于，设备中还设置有自动辨识模块，自动辨识模块需在摄像头拍摄的图片或持续监控过程中自动识别、检测不同螺栓，识别手段包括：识别不同螺栓编号、二维码，空间位置；自动辨识模块还用于提取螺栓连接的特征信息，包括：标记螺栓头/螺母角点的空间位置和关系，由监测模块精确地标记螺栓/螺母的角点位置，进而螺栓/螺母反转，测量松弛角度，计算螺栓伸长量变化；及标记防松线空间位置和关系，由监测模块精确地标记螺栓/螺母的防松线位置，进而螺栓/螺母反转，测量松弛角度，计算螺栓伸长量变化。
5.如权利要求4所述的螺栓松动检测装置，其特征在于，设备中还设置有信息处理模块，信息处理模块用于摄像头监测到图形后，即时分析处理图形，输出结果。
6.如权利要求5所述的螺栓松动检测装置，其特征在于，多螺栓检测时，在视野内，对于不同平面上存在不同规格螺栓，不同形状的螺栓时，对其进行分类识别监测。
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