CN113418461A - 一种物流箱体形变检测方法及装置 - Google Patents

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周爱民
叶飞
施旭东
杨燕平
张忠仁
赵洪愉
刘晓炀
赵培成
段林江
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及形变检测技术领域，涉及一种物流箱体形变检测方法，其包括：步骤S1、以激光器发光头位置为坐标的零点，以轨道运行方向为X轴正方向，以激光照射方向为Y轴正方向建立一个二维的平面坐标系；步骤S2、将来自激光测距传感器的采集数据转化为采集点的坐标；步骤S3、使用曲线长度计算公式计算出被测面几何轮廓线长度；步骤S4、将计算出的被测面几何轮廓线长度与未发生形变时的长度值进行比较，从而判断被测面形变的情况。本发明提供一种物流箱体形变检测装置。与现有技术比较本发明的有益效果在于：该检测方法对形变的箱体识别精度高，提高了生产连续性和设备运行效率。该检测装置能够及时掌握箱体形变数据，对形变严重箱体进行识别并预警。

Description

一种物流箱体形变检测方法及装置
技术领域
本发明涉及物流输送箱体外形形变检测及报警控制领域，具体涉及一种物流箱体形变检测方法及一种物流箱体形变检测装置。
背景技术
物流箱体在输送辊道运输过程中常常会有托举、转向、翻转等动作，使箱体在长期使用过程中容易发生形变。该类形变使箱体与输送辊道无法正常接触，致使卡阻现象时有发生，严重增加了停机断料风险。
因此，急需研究能够及时掌握箱体形变数据并对形变严重箱体进行识别和预警的物流箱体形变检测方法及装置。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，本发明提供一种物流箱体形变检测方法，其包括如下步骤：
步骤S1、以激光器发光头位置为坐标的零点，以轨道运行方向为X轴正方向，以激光照射方向为Y轴正方向建立一个二维的平面坐标系；
步骤S2、将来自激光测距传感器的采集数据转化为采集点的坐标；
步骤S3、使用曲线长度计算公式计算出被测面几何轮廓线长度；
步骤S4、将计算出的被测面几何轮廓线长度与未发生形变时的长度值进行比较，从而判断被测面形变的情况。
较佳地，将原有的步骤S3和步骤S4替换为如下步骤：
步骤S5、使用曲面面积计算公式计算出被测面几何轮廓面；
步骤S6、将计算出的被测面几何轮廓面与未发生形变时的轮廓面进行比较，从而判断被测面形变的情况。
本发明还提供一种物流箱体形变检测装置，其特征在于，其用于执行上述的一种物流箱体形变检测方法。
较佳地，其包括激光测距传感器和控制器，所述激光测距传感器和所述控制器电连接，所述激光测距传感器安装于辊道两侧边板处。
较佳地，在同一位置不同高度安装多个激光传感器。
较佳地，所述控制器为PLC控制系统。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
通过该物流箱体形变检测方法能够有效降低因箱体形变引起物流输送卡箱导致故障停机的次数，保障生产有序进行，提高了生产连续性和设备运行综合效率。通过该物流箱体形变检测装置能够及时的掌握箱体形变数据，对形变严重箱体进行识别并预警。同时该检测装置涉及硬件少，维修保养方便，对形变的箱体识别精度高。
附图说明
图1为本发明实施例一中物流箱体形变检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一中物流箱体形变检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例一中坐标系示意图；
图4为本发明实施例一中被测面几何轮廓线示意图。
主要元件符号说明：
激光测距传感器1、控制器2、辊道3和箱体4。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
实施例一
本发明提供一种物流箱体形变检测装置，其包括激光测距传感器1和控制器2，激光测距传感器1和控制器2电连接，激光测距传感器安装于辊道3两侧边板处。激光测距传感器实时采集箱体4的被测面到激光测距传感器之间的距离，并将采集数值传递给控制器2。控制器2接收采集数值后，对数据进行处理，通过算法计算模拟出箱体被测面的形变情况，达到检测箱体形变的目的。
一种物流箱体形变检测装置还能够执行一种物流箱体形变检测方法，该方法包括如下步骤：
步骤S1、控制器2以激光器发光头位置为坐标的零点，以轨道运行方向为X轴正方向，以激光照射方向为Y轴正方向建立一个二维的平面坐标系；
步骤S2、控制器2将来自激光测距传感器1的采集数据转化为采集点的坐标；
步骤S3、使用曲线长度计算公式计算出被测面几何轮廓线长度；
步骤S4、将计算出的被测面几何轮廓线长度与未发生形变时的长度值进行比较，从而判断被测面形变的情况。
如果被测面发生形变，可认为一定时间内所测量连线为曲线，且长度为该被测面的几何轮廓线长度，这样就可以将该长度与无形变状态下直线长度进行比较，并将差值作为判据进行判定。
设物流辊道沿X轴运动方向速率恒定为v，激光器采样频率恒定，现以激光器三次采样即三次照射情况为例说明。箱体沿物流辊道向前移动，第一次采样时控制器2记录下接收到反射信号的时间为t1，利用该时间可得第一反射点与原点的距离为S1＝C×t1/2，(其中C为光速2.9979×108m/s，下同),该第一反射点坐标即为E(0，S1)，箱体继续向前移动同理可得第二个反射点坐标F(0，S2)及第三个反射点坐标G(0，S3),由于采样频率恒定，即两次采样间隔时长恒定，该时长为T，则该采样时长内箱体向前移动距离为D，D＝v×T(v为物流辊道沿X轴运动方向速率)。根据曲线长度计算公式可得曲线EF长度为
Figure BDA0003121390400000051
其中y＝(S2-S1)/D,同理可得曲线FG的长度为LFG。将两段长度相加即可得曲线EG长度。通过实验可以将该曲线长度与无形变时标准值的偏差量作为形变量判据，以此判断被侧面形变的严重情况。
控制器2优选为PLC控制系统。
本发明中的一种物流箱体形变检测装置的有益效果在于：
激光测距传感器1安装于辊道两侧边板处，激光测距传感器1实时采集箱体被测面到传感器之间的距离，并将采集数值传递给控制器2，然后控制器2通过算法计算模拟出箱体被测面的形变情况，达到检测箱体形变的目的。激光测距传感器1安装方便，设置容易，具有良好的抗震性和防晃性。激光测距传感器通过实时采集箱体被测面到传感器之间的距离，并将采集数值传递给控制器2，控制器2信号处理模块接收这些采集数据。控制器2利用建立的坐标系可以将这些采集数据转化为采集点的坐标，使用曲线长度计算公式计算出被测面几何轮廓线长度。然后通过与未发生形变时的长度值进行比较就可以判断被侧面形变的严重情况。由于激光测距传感器精度和采用频率都比较高，所以形变检测准确度也非常高。同时，该方案兼顾了经济性，实用性和维修便捷性。安装方便简单，维修保养便捷，检测准确度较高。能高效识别形变箱体，减少因箱体形变带来的设备停机故障，有效提升了设备运行综合效率及生产连续性。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处在于：
本实施例中的一种物流箱体形变检测装置由实施例一中的点检测扩展到面检测，即在同一位置不同高度安装激光传感器，检测原理仍如实施例一所述。
本实施例中的一种物流箱体形变检测方法也做出相应改变，区别在于：将原有的步骤S3和步骤S4替换为如下步骤：
步骤S5、使用曲面面积计算公式计算出被测面几何轮廓面；
步骤S6、将计算出的被测面几何轮廓面与未发生形变时的轮廓面进行比较，从而判断被测面形变的情况。
在步骤S5中，将收集到的三维点源数据使用软件进行拟合计算面积。优选地，通过多个传感器采样获得一系列“点云”，用MATLAB进行模型拟合，得到轮廓信息并计算曲面面积。
本实施例的有益效果在于：通过计算所得的结果更符合被测面表面轮廓形态，这样检测范围更广，效果更好。
以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种物流箱体形变检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1、以激光器发光头位置为坐标的零点，以轨道运行方向为X轴正方向，以激光照射方向为Y轴正方向建立一个二维的平面坐标系；
步骤S2、将来自激光测距传感器的采集数据转化为采集点的坐标；
步骤S3、使用曲线长度计算公式计算出被测面几何轮廓线长度；
步骤S4、将计算出的被测面几何轮廓线长度与未发生形变时的长度值进行比较，从而判断被测面形变的情况。
2.如权利要求1中所述的一种物流箱体形变检测方法，其特征在于，将原有的步骤S3和步骤S4替换为如下步骤：
步骤S5、使用曲面面积计算公式计算出被测面几何轮廓面；
步骤S6、将计算出的被测面几何轮廓面与未发生形变时的轮廓面进行比较，从而判断被测面形变的情况。
3.一种物流箱体形变检测装置，其特征在于，其用于执行权利要求1或2中所述的一种物流箱体形变检测方法。
4.如权利要求3中所述的一种物流箱体形变检测装置，其特征在于，其包括激光测距传感器和控制器，所述激光测距传感器和所述控制器电连接，所述激光测距传感器安装于辊道两侧边板处。
5.如权利要求3或4中所述的一种物流箱体形变检测装置，其特征在于，在同一位置不同高度安装多个激光传感器。
6.如权利要求3中所述的一种物流箱体形变检测装置，其特征在于，所述控制器为PLC控制系统。
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