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专利号: 2015106502699
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 卷扬;提升;牵引
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.立井提升钢丝绳横向摆动位移检测装置,其特征在于:它包括支撑架(2)、纵向激光器(3)、纵向摄像头(4)、纵向遮光罩(5)、横向激光器(8)、横向摄像头(7)、横向遮光罩(6)、信号处理器(10);所述的支撑架(2)固定在立井提升井口井架(1)上,支撑架(2)的纵横向两个面上分别设有纵向激光器(3)和横向激光器(8),并设有分别包裹纵向激光器(3)和横向激光器(8)所发光幕的横向遮光罩(6)和纵向遮光罩(5),纵横向两个激光器位于各自遮光罩内的中间位置,激光器的激光发射方向与摄像头的拍摄方向一致,纵横两个激光器的激光发射方向相互垂直;纵向激光器(3)和横向激光器(8)的后部分别设有纵向摄像头(4)和横向摄像头(7),所述支撑架(2)内部顶壁上设有信号处理器(10),所述横向激光器(8)、横向摄像头(7)、纵向激光器(3)、纵向摄像头(4)分别经信号线与信号处理器(10)相连接,信号处理器(10)控制纵横向两个激光器的开闭,两个激光器分别照射钢丝绳(9)纵横两个面,使钢丝绳在支撑架(2)内壁上形成投影图像,纵横向两个摄像头拍摄相应的图像,并将信号传送给信号处理器(10);所述的支撑架(2)、横向遮光罩(6)、纵向遮光罩(5)的顶部和底部分别设有通过钢丝绳(9)的圆孔,圆孔的直径超过钢丝绳(9)的横向摆动范围。

2.根据权利要求1所述的立井提升钢丝绳横向摆动位移检测装置,其特征在于:所述横向激光器(8)的激光发射口距离横向摄像头(7)镜头的轴向距离小于2cm;所述纵向激光器(3)的激光发射口距离纵向摄像头(4)镜头的轴线距离小于2cm。

3.根据权利要求1所述的立井提升钢丝绳横向摆动位移检测装置,其特征在于:所述的横向激光器(8)与纵向激光器(3)之间的垂直间距为10cm~15cm。

4.根据权利要求1所述的立井提升钢丝绳横向摆动位移检测装置,其特征在于:所述的横向遮光罩(6)和纵向遮光罩(5)的高度为5cm~10cm,具体取决于各自激光器产生的光幕大小,横向遮光罩(6)的上顶板与纵向遮光罩(5)的下底板的距离大于5cm,取决于纵横向两个激光器产生光幕交叉影响的最近距离。

5.一种根据权利要求1所述装置的立井提升钢丝绳横向摆动位移检测方法,其特征在于包括如下步骤:

a、将支撑架(2)固定在立井提升井口井架(1)上,在支撑架(2)内壁分横向和纵向设置横向激光器(8)、纵向激光器(3),在纵横向两个激光器背部沿激光器投射方向设置横向摄像头(7)、纵向摄像头(4),在支撑架(2)内壁侧面设置横向遮光罩(6)和纵向遮光罩(5),两激光器位于各自遮光罩沿垂直方向的中间位置,在支撑架(2)内部顶壁上安装信号处理器(10),将横向激光器(8)、横向摄像头(7)、纵向激光器(3)、纵向摄像头(4)经信号线与信号处理器(10)相连接;

b、工作时,由信号处理器(10)同时打开横向激光器(8)、横向摄像头(7)、纵向激光器(3)、纵向摄像头(4),纵横向两个激光器沿纵横两个方向产生光幕照射在支撑架(2)的内壁上,纵横向两个摄像头分别拍摄各自对应激光器照射到钢丝绳(9)后在支撑架(2)内壁上的投影图像,将信号时实传送给信号处理器(10);

c、信号处理器(10)根据钢丝绳(9)在支撑架(2)内壁形成的投影图像信息,由公式(1)计算钢丝绳(9)中轴线O1与支撑架(2)中轴线O之间的横向距离X、纵向距离Y:式中,r为提升钢丝绳直径,a为横向摄像头(7)拍摄的钢丝绳(9)的内侧投影边界距离支撑架(2)纵向中心线的距离,b为横向摄像头(7)拍摄的钢丝绳(9)的外侧投影边界距离支撑架(2)纵向中心线的距离,c为纵向摄像头(4)拍摄的钢丝绳(9)的内侧投影边界距离支撑架(2)横向中心线的距离,d为纵向摄像头(4)拍摄的钢丝绳(9)的外侧投影边界距离支撑架(2)横向中心线的距离,l为横向激光器(8)发射点距离支撑架(2)成像内壁的距离,h为纵向激光器(3)发射点距离支撑架(2)成像内壁的距离;

d、当钢丝绳(9)发生横向摆动时,信号处理器(10)通过公式(1)进行处理,不断获得发生变化的钢丝绳(9)中轴线O1′与支撑架(2)中轴线O之间的横向距离X′、纵向距离Y′,由公式(2)获得钢丝绳两个方向的横向摆动位移ΔX、ΔY为:实现对立井提升钢丝绳(9)的横向摆动位移检测。