CN207248764U - 一种港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，包括五个图像采集设备、五个运动控制装置、分别设置在图像采集设备上的五个无线通讯装置和安装有无线通讯装置的计算机；五个图像采集设备分别固定在五个运动控制装置上，且分别邻近待测港口作业设备前后左右四个面和顶面设置；每个运动控制装置均包括一个传动装置、设置在传动装置上的用于控制图像采集设备前后、左右和上下往复运动的三台步进电机以及电机驱动电路板和微处理器；该装置通过图像采集设备和运动控制装置的相互配合对图像进行全方位分块采集，并基于fdd‑lte无线通信技术实现图像数据传送，具有传输速度快、精度高、保密性好，无需复杂的布线，安装或移动均十分方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及港口作业机械检测技术领域，特别涉及一种港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置。
背景技术
机械设备故障诊断是指在基本不进行拆卸的情况下，对机械的磨损实效、腐蚀等问题进行诊断。随着港口行业的快速发展，各类港口作业机械数量不断增加，其设备复杂程度也不断提高，导致传统方法和理论进行故障诊断越来越困难。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于fdd-lte无线通信技术实现的简单高效的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，包括五个图像采集设备、五个运动控制装置、分别设置在图像采集设备上的五个无线通讯装置和同样安装有无线通讯装置的计算机；其中，五个图像采集设备分别固定在五个运动控制装置上，且分别邻近待测港口作业设备前、后、左、右四个面和顶面设置；每个运动控制装置均包括一个用于固定图像采集设备的传动装置、设置在传动装置上的用于控制图像采集设备进行前后、左右和上下往复运动的三台步进电机以及设置在传动装置上的电机驱动电路板和微处理器。
该装置还包括均布设置在待测港口作业设备上方，且距离待测港口作业设备顶面1000～1500mm的多个无影照明光源。
进一步地，传动装置包括前后传动机构、左右传动机构和上下传动机构；其中，前后传动机构包括第一底板、平行且对称固定在第一底板上的两根第一单轴心滑轨和通过两个分别与第一单轴心滑轨相互配合的滑块活动连接在两根第一单轴心滑轨上的第二底板，第一步进电机设置在第一底板上且位于两根第一单轴心滑轨的一端，第二底板一侧通过第一丝杠与第一步进电机的输出轴连接；左右传动机构包括平行且对称固定在第二底板上的两根第一单轴心滑轨和通过两个分别与第二单轴心滑轨相互配合的滑块活动连接在两根第二单轴心滑轨上的第三底板，第二步进电机设置在第二底板上且位于两根第二单轴心滑轨的一端，第三底板一侧通过第二丝杠与第二步进电机的输出轴连接；上下传动机构包括用于固定图像采集设备的托架，第三步进电机竖直固定在第三底板上，使其输出轴竖直向上设置，托架与第三步进电机的输出轴连接。
进一步地，图像采集设备为图像分辨率为3000*4000的照相机。
进一步地，所用无线通讯装置采用fdd-lte无线通讯模块，模块内适配有符合fdd-lte通讯协议的SIM卡。
该港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置通过图像采集设备和运动控制装置的相互配合对图像进行全方位分块采集，并基于fdd-lte无线通信技术实现图像数据传送，具有传输速度快、精度高、保密性好，无需复杂的布线，安装或移动均十分方便等特点，保证了对检测装置的检测的快速性，操作方便，图像检测精度高的等方面要求，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置的结构示意图；
图2为为本实用新型的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置的俯视图；
图3为为本实用新型的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置的运动控制装置的结构示意图；
图4为为本实用新型的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置的计算机进行图像处理的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
如图1～2所示，该港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，包括五台照相机2、五个运动控制装置3、五个fdd-lte无线通讯模块4、四个无影照明光源9和同样安装有一个fdd-lte无线通讯模块4的计算机8；其中，
每台照相机2采用分辨率为4000*3000的自动数码照相机，其采集到的图像清晰，保证后期图像处理的效果；五台照相机2分别固定在五个运动控制装置3上，且分别邻近待测港口作业设备1前、后、左、右四个面和顶面设置；
每个运动控制装置3均包括一个传动装置10，设置传动装置10上第一步进电机5-1、第二步进电机5-2和第三步进电机5-3，以及设置在传动装置10上的电机驱动电路板6和微处理器7；具体地，
如图3所示，传动装置10包括前后传动机构、左右传动机构和上下传动机构；其中，
前后传动机构包括第一底板10-1、平行且对称固定在第一底板10-1上的两根第一单轴心滑轨10-2和通过两个分别与第一单轴心滑轨10-2相互配合的滑块活动连接在两根第一单轴心滑轨10-2上的第二底板10-4，第一步进电机5-1设置在第一底板10-1上且位于两根第一单轴心滑轨10-2的一端，第二底板10-4一侧通过第一丝杠10-3与第一步进电机5-1的输出轴连接；
左右传动机构包括平行且对称固定在第二底板10-4上的两根第一单轴心滑轨10-5和通过两个分别与第二单轴心滑轨10-5相互配合的滑块活动连接在两根第二单轴心滑轨10-5上的第三底板10-7，第二步进电机5-2设置在第二底板10-4上且位于两根第二单轴心滑轨10-5的一端，第三底板10-7一侧通过第二丝杠10-6与第二步进电机5-2的输出轴连接；
上下传动机构包括用于固定图像采集设备2的托架10-8，第三步进电机5-3竖直固定在第三底板10-7上，使其输出轴竖直向上设置，托架10-8与第三步进电机5-3的输出轴连接。
通过该传动装置10与照相机2相互配合，通过前后传动机构实现根据待测港口作业设备1的尺寸对照相机2进行前后位置的调整，进而调节照相机镜头与拍摄面之间的距离，满足照相机对焦的要求；而通过左右传动机构和上下传动机构实现将照相机对拍摄面的图像采集工作根据均分为多个部分分别进行图像采集和处理分析，提升图像的处理速度和精确度。
电机驱动电路板6和微处理器7设置在传动装置10的第一底板10-1的底面上；其中，微处理器7通过电机驱动电路板6与三台步进电机5连接，分别对第一步进电机5-1、第二步进电机5-2和第三步进电机5-3进行独立控制，以实现将照相机2移动至预定图像采集位置上，依次对拍摄面的各部分进行图像采集。
无线通讯装置4采用fdd-lte无线通讯模块，其适配有符合fdd-lte通讯协议的SIM卡，包括标准尺寸SIM卡、Micro SIM卡和Nano SIM卡等。该无线通讯装置4实现五台照相机2与计算机8之间的数据传输，将通过照相机2采集到的图像传送至计算机8中进行处理和分析比对；同时，计算机8同时通过fdd-lte无线通讯模块控制照相机2的控制拍摄时间、数量等。
四个无影照明光源9一字排列设置在距离待测港口作业设备1顶面1000-1500mm的上空。无影照明光源9能够使各照相机2稳定地拍摄到清晰的待测港口作业设备1各个表面的图像，提高检测的精确度。
该港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置基于fdd-lte无线通讯技术的具体工作过程如下：在拍摄港口作业设备5各个方向表面图像的过程中，需要打开其上方分布的无影照明光源9，通过五个摄像机分别拍摄港口作业设备的图像，并通过fdd-lte无线通讯模块将图像数据无线发送给计算机终端4，计算机终端4经过处理后，即可判断港口作业机械表面有无腐蚀情况并告知管理人员。
其中，如图4所示，计算机8的具体处理过程，包括如下步骤：
S1、通过运动控制模块3的微处理器7驱动三台步进电机将照相机2进行拍摄位置的变换，使初始港口作业机械的每个拍摄平面都平均分为4*4个部分，即通过照相机2分别采集待采集图像平面的16个部分的图像；
S2、将所拍摄的16个彩色图像转化为256阶灰度图像，作为标准图像；
S3、标准数据提取，将步骤S2处理后的标准图像采用差分盒分形算法提取其分形维数，存入数据库；
当该港口作业机械使用一段时间后，再次对其五个面进行拍摄：
S4、通过运动控制模块3的微处理器7驱动三台步进电机将照相机2进行拍摄位置的变换，通过照相机2分别采集待采集图像平面的16个部分的图像；同样，计算机8对接收到的彩色图像转化为256阶灰度图像，作为待测图像；
S5、待测数据提取，将步骤S4进行灰度处理后的待测图像采用分形算法提取子块的分形维数；
S6、腐蚀情况判断：将待测图像的分形维数与标准图像的分形维数依次进行对比，若在用户设定的误差范围内则说明检测结果合格；若待测数据提取继续检测，若在误差范围以外，则说明腐蚀情况比较严重，记录该部分存在较大腐蚀，计算机8对结果进行记录。
以此类推，直至将全部采集到的图像全部检测完全，检测结束。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，其特征在于，包括五个图像采集设备(2)、五个运动控制装置(3)、分别设置在图像采集设备(2)上的五个无线通讯装置(4)和同样安装有无线通讯装置(4)的计算机(8)；其中，五个图像采集设备(2)分别固定在五个运动控制装置(3)上，且分别邻近待测港口作业设备(1)前、后、左、右四个面和顶面设置；每个运动控制装置(3)均包括一个用于固定图像采集设备(2)的传动装置(10)、设置传动装置(10)上的用于控制图像采集设备(2)进行前后、左右和上下往复运动的三台步进电机(5)以及设置在传动装置(10)上的电机驱动电路板(6)和微处理器(7)；微处理器(7)通过电机驱动电路板(6)与三台步进电机(5)连接。
2.根据权利要求1所述的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，其特征在于，还包括均布设置在待测港口作业设备(1)上方，且距离待测港口作业设备(1)顶面1000～1500mm的多个无影照明光源(9)。
3.根据权利要求1所述的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，其特征在于，传动装置(10)包括前后传动机构、左右传动机构和上下传动机构；其中，前后传动机构包括第一底板(10-1)、平行且对称固定在第一底板(10-1)上的两根第一单轴心滑轨(10-2)和通过两个分别与第一单轴心滑轨(10-2)相互配合的滑块活动连接在两根第一单轴心滑轨(10-2)上的第二底板(10-4)，第一步进电机(5-1)设置在第一底板(10-1)上且位于两根第一单轴心滑轨(10-2)的一端，第二底板(10-4)一侧通过第一丝杠(10-3)与第一步进电机(5-1)的输出轴连接；左右传动机构包括平行且对称固定在第二底板(10-4)上的两根第一单轴心滑轨(10-2)和通过两个分别与第二单轴心滑轨(10-5)相互配合的滑块活动连接在两根第二单轴心滑轨(10-5)上的第三底板(10-7)，第二步进电机(5-2)设置在第二底板(10-4)上且位于两根第二单轴心滑轨(10-5)的一端，第三底板(10-7)一侧通过第二丝杠(10-6)与第二步进电机(5-2)的输出轴连接；上下传动机构包括用于固定图像采集设备(2)的托架(10-8)，第三步进电机(5-3) 竖直固定在第三底板(10-7)上，使其输出轴竖直向上设置，托架(10-8)与第三步进电机(5-3)的输出轴连接。
4.根据权利要求1所述的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，其特征在于，图像采集设备(2)为图像分辨率为3000*4000的照相机。
5.根据权利要求1所述的港口作业机械表面腐蚀情况自动检测装置，其特征在于，无线通讯装置(4)采用fdd-lte无线通讯模块，模块内适配有符合fdd-lte通讯协议的SIM卡。
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