CN212495386U - 基于机器视觉的捞渣系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的捞渣系统，包括捞渣机，其特征在于：还包括控制柜、摄像机、高度检测装置以及第一检测系统；所述摄像机用于拍摄钢/铁水包的液面，并与所述控制柜相连接；所述高度检测系统用于检测钢/铁水包中液面高度，并与所述控制柜相连接；所述第一检测系统用于检测捞渣机末端渣耙的位置姿态，并与所述控制柜相连接；所述控制柜用于控制捞渣机动作。本实用新型使用机器视觉识别出捞渣区域，无需人工标定，控制系统可以自动获取有效的捞渣区域，控制捞渣机进行操作，降低了工人的劳动强度，提高了捞渣效率和操作的灵活性及准确性。

Description

基于机器视觉的捞渣系统
技术领域
本实用新型涉及一种捞渣系统，尤其是一种基于机器视觉的捞渣系统。
背景技术
目前，捞渣机工作时，需要人工标定捞渣位置，然后将位置数据输入到控制系统中，既费时又费力。并且，捞渣机只能按程序内定位置和顺序进行捞渣，对于标定范围之外的区域不会自动进行捞渣，同时对已设定的无渣区域依然进行捞渣操作，灵活性差。
实用新型内容
本实用新型提出了一种基于机器视觉的捞渣系统，其目的是：代替传统人工标定捞渣位置的方式，降低劳动强度，提高捞渣效率和灵活性。
本实用新型技术方案如下：
一种基于机器视觉的捞渣系统，包括捞渣机，还包括控制柜、摄像机、高度检测装置以及第一检测系统；
所述摄像机用于拍摄钢/铁水包的液面，并与所述控制柜相连接；
所述高度检测系统用于检测钢/铁水包中液面高度，并与所述控制柜通讯连接；
所述第一检测系统用于检测捞渣机末端渣耙的位置姿态，并与所述控制柜相连接；
所述控制柜用于控制捞渣机动作。
作为本系统的进一步改进：还包括密封罩和冷却系统；
所述摄像机安装在密封罩内；所述冷却系统用于为摄像机降温。
作为本系统的进一步改进：所述冷却系统包括盘管式水冷循环系统，所述盘管式水冷循环系统包括设置在密封罩内的盘管。
作为本系统的进一步改进：所述冷却系统包括沿摄像机的拍摄方向吹送冷风的风冷系统。
作为本系统的进一步改进：还包括设置在摄像机镜头前侧的滤光片。
作为本系统的进一步改进：所述捞渣机包括车体、安装在车体上且相对于车体转动的转动体、安装在转动体上的机械臂以及安装在机械臂末端的渣耙，还包括用于控制所述机械臂起落的油缸；
所述第一检测系统包括用于检测所述油缸长度的第一位移传感器、用于检测转动体相对于车体角度的角度传感器以及用于检测车体位置的第二位移传感器。
作为本系统的进一步改进：还包括行走车和第二检测系统；
所述行走车用于盛放钢/铁水包；
所述第二检测系统用于检测行走车相对于摄像头的位置，并与所述控制柜相连接。
作为本系统的进一步改进：包括设置相对于地面固定设置的第一限位传感器和第二限位传感器，还包括设置在行走车上的感应块。
作为本系统的进一步改进：所述高度检测装置为设置在钢/铁水包上方的雷达传感器。
作为本系统的进一步改进：还包括竖直设置且上端与雷达传感器的发射端相接的屏蔽管，所述屏蔽管下端安装有朝向下方的喇叭口装置；
还包括用于输送压缩气体的冷却管，所述冷却管与所述屏蔽管的上部相连通。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）使用机器视觉识别出捞渣区域，无需人工标定，控制系统可以自动获取有效的捞渣区域，控制捞渣机进行操作，降低了工人的劳动强度，提高了捞渣效率和操作的灵活性及准确性；（2）摄像机处设有水冷系统，可以降低摄像机的环境温度，保证其正常工作，提高使用寿命；（3）摄像机处还设有风冷系统，在摄像机与铁水包之间形成风幕，既可以防止粉尘吸附，还可以进一步隔绝高温辐射；（4）控制柜通过各传感器可以实时获取铁水包的位置以及捞渣机的位姿，结合视觉数据，可以实现捞渣的全自动控制。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
如图1，一种基于机器视觉的捞渣系统，包括捞渣机9，还包括控制柜13、摄像机2、高度检测装置、行走车5、第一检测系统和第二检测系统。
所述摄像机2用于拍摄钢/铁水包4的液面，并与所述控制柜13相连接，将所拍摄到的信号发送给控制柜13。所述钢/铁水包4是指：所对应的可以是钢水包，也可以是铁水包。
具体的，所述摄像机2安装在金属材质的密封罩1内，密封罩1处设有冷却系统用于为摄像机2降温。
所述冷却系统包括盘管式水冷循环系统，所述盘管式水冷循环系统包括设置在密封罩1内的盘管，盘管内为循环流动的冷却介质，吸收密封罩1内的热量后，经过制冷系统将热量散发，然后回到盘管内继续吸收热量。
所述冷却系统还包括沿摄像机2的拍摄方向吹送冷风的风冷系统，用于在摄像机2与铁水包之间形成风幕（冷风管的开口设置在密封座1的底部），既可以防止粉尘吸附，还可以进一步隔绝高温辐射。
所述密封罩1底部的开口处还安装有滤光片14，滤去与识别无关的图像元素，提高识别的准确性和速度。
控制柜13获取到摄像机2拍摄到的画面后，根据图像信息识别液面上渣滓所处于的位置，获取目标捞渣区域。识别的方法为：对图像信息进行灰度处理，将各部位的灰度与预先保存的渣滓灰度数据比对，识别出各处是否有渣滓。
所述高度检测系统用于检测钢/铁水包4中液面高度，并与所述控制柜13相连接。
本实施例中，所述高度检测装置为设置在钢/铁水包4上方的雷达传感器3。同时还包括竖直设置且上端与雷达传感器3的发射端相接的屏蔽管，所述屏蔽管下端安装有朝向下方的喇叭口装置。进一步的，还包括用于输送压缩气体的冷却管，所述冷却管与所述屏蔽管的上部相连通，沿屏蔽管向下吹送冷风，防止钢/铁水包4的高温气体靠近雷达传感器3。
所述捞渣机9包括车体、安装在车体上且相对于车体转动的转动体、安装在转动体上的机械臂以及安装在机械臂末端的渣耙，还包括用于控制所述机械臂起落的油缸。
所述第一检测系统用于检测捞渣机9末端渣耙的位置、姿态，并与所述控制柜13相连接，其具体包括用于检测所述油缸长度的第一位移传感器10、用于检测转动体相对于车体角度的角度传感器11以及用于检测车体位置的第二位移传感器12。所述位移传感器优选采用磁致位移传感器，角度传感器11采用编码器。
所述行走车5用于盛放钢/铁水包4，并沿地面的导轨行走。所述第二检测系统用于检测行走车5相对于摄像头的位置，并与所述控制柜13相连接，具体包括设置相对于地面固定设置的第一限位传感器6和第二限位传感器7，还包括设置在行走车5上的感应块8。
所述控制柜13为工业计算机，根据所收集的数据，经过处理，根据处理结果控制捞渣机9动作。
本系统的工作方法为：预先将钢/铁水液面分成N个区域，将各区域相对于钢/铁水包4的坐标记录到控制柜13的控制器中。当钢/铁水包4跟随行走车5进站时，第二限位传感器7先被触发，此时雷达传感器3开始测量液位，当第一限位传感器6被触发，液位检测结束，行走车5停止。钢/铁水包4位置固定后，摄像机2开始拍摄液面，然后根据图像灰度信息识别出渣滓所处位置，确定目标捞渣区域。然后，控制柜13通过目标捞渣区域的坐标以及液面高度信息，计算出捞渣机9的姿态（对应第一位移传感器10、第二位移传感器12及角度传感器11应到达的位置），控制捞渣机9开始自动捞渣作业。捞渣作业时，持续对液面进行图像检测，不断分析、更新目标捞渣区域，指导捞渣机9调整动作，直到捞渣结束。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的捞渣系统，包括捞渣机（9），其特征在于：还包括控制柜（13）、摄像机（2）、高度检测装置以及第一检测系统；
所述摄像机（2）用于拍摄钢/铁水包（4）的液面，并与所述控制柜（13）相连接；
所述高度检测系统用于检测钢/铁水包（4）中液面高度，并与所述控制柜（13）通讯连接；
所述第一检测系统用于检测捞渣机（9）末端渣耙的位置姿态，并与所述控制柜（13）相连接；
所述控制柜（13）用于控制捞渣机（9）动作。
2.如权利要求1所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：还包括密封罩（1）和冷却系统；
所述摄像机（2）安装在密封罩（1）内；所述冷却系统用于为摄像机（2）降温。
3.如权利要求2所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：所述冷却系统包括盘管式水冷循环系统，所述盘管式水冷循环系统包括设置在密封罩（1）内的盘管。
4.如权利要求2所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：所述冷却系统包括沿摄像机（2）的拍摄方向吹送冷风的风冷系统。
5.如权利要求1所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：还包括设置在摄像机（2）镜头前侧的滤光片（14）。
6.如权利要求1所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：所述捞渣机（9）包括车体、安装在车体上且相对于车体转动的转动体、安装在转动体上的机械臂以及安装在机械臂末端的渣耙，还包括用于控制所述机械臂起落的油缸；
所述第一检测系统包括用于检测所述油缸长度的第一位移传感器（10）、用于检测转动体相对于车体角度的角度传感器（11）以及用于检测车体位置的第二位移传感器（12）。
7.如权利要求1所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：还包括行走车（5）和第二检测系统；
所述行走车（5）用于盛放钢/铁水包（4）；
所述第二检测系统用于检测行走车（5）相对于摄像头的位置，并与所述控制柜（13）相连接。
8.如权利要求7所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：包括设置相对于地面固定设置的第一限位传感器（6）和第二限位传感器（7），还包括设置在行走车（5）上的感应块（8）。
9.如权利要求1至8任一所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：所述高度检测装置为设置在钢/铁水包（4）上方的雷达传感器（3）。
10.如权利要求9所述的基于机器视觉的捞渣系统，其特征在于：还包括竖直设置且上端与雷达传感器（3）的发射端相接的屏蔽管，所述屏蔽管下端安装有朝向下方的喇叭口装置；
还包括用于输送压缩气体的冷却管，所述冷却管与所述屏蔽管的上部相连通。
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